近年来风电装机容量增加的同时大兆瓦机型成主流趋势,“十三五”期间将重点研究8MW-10MW陆/海上风电机组关键技术,叶片长度带来的运维困难和巨额成本,迫切需要有效的风能叶片健康监测技术。光纤传感器因其重量轻、尺寸小、耐腐蚀、抗电磁干扰、监测范围广,集传感与信号传输两大功能为一体等优点,使其成为新一代风电叶片在线健康监测极具竞争力的重要手段。而光纤在叶片上的存活率,与材料的相容性以及应变与温度交叉敏感度问题,是光纤传感技术在风电叶片监测工程实用化中面临的主要问题。本论文基于光纤传感原理,设计能同时测量应变与温度的光纤-碳纤维智能传感带,研发光纤在碳纤维预浸料上的自动铺放装置,以期促进光纤传感技术在风电行业的应用。论文内容如下:(1)光纤碳纤维双变量测量传感器功能设计。分析新型光纤传感器的使用条件、铺放工艺及特点,研究裸光纤与碳纤维预浸料的相容性,探索光纤温度测量与应变测量物理分离的方法,并采用分段封装技术,实现弯曲自由光纤模块测量温度,直线压紧光纤模块测量双变量。另根据该传感器封装工艺流程,确定重点参数,为自动化封装装置的设计奠定基础。(2)光纤路径检测系统设计。考虑到传感器后续的测量中需要进行数据重构,这就要求埋入CFRP的光纤传感器长度具有一定的精度,为此设计了基于机器视觉的路径检测系统,该系统包含了硬件设计与软件设计两部分,主要解决软件设计过程中光纤路径检测中的测量与定位问题。(3)光纤铺放头结构设计。根据确定的参数,以及铺放流程,进行光纤传感器自动铺设装置的总体方案的设计。根据流程设计出本装置的具体方案,再根据具体方案进行结构设计。最后设计出了的装置包括两大部分:铺放头与辅助部分的具体结构。(4)光纤铺放实验研究。通过实验,验证装置运行控制的可行性,对基于机器视觉的光纤路径检测系统的测量精度进行验证及误差分析,最后对该传感器进行效果表征试验,试验结果表明该传感器测量效果符合设计要求,能够解决光纤对应变-温度交叉敏感的问题。