复合材料液体成型工艺LCM工艺方法灵活，产品可设计性强，是近年发展起来的一种高性能低成本先进复合材料制备技术，已广泛应用于航空航天、船舶、交通运输和民用工业等领域。LCM工艺中，模具设计的不合理或者纤维预成型体的铺敷不当，在充模时容易形成空气包裹而产生干斑，使产品报废。因此，有必要通过实时监测技术，对树脂的流动前沿进行实时监测，及时调整工艺参数，避免缺陷产生。

目前LCM工艺流动的实时监测技术发展迅速，传感器种类比较丰富，如光纤光栅传感器，压力传感器，超声波传感器，直流电传感器，介电传感器等。流动传感器按照安装方式以及获取的数据性质可分为两类，一类是树脂到达传感器所在位置，由监测信号定性判断树脂到达该区域的定点式传感器；另一类是树脂在一对平行放置的导线间流动，通过测量平行导线间树脂的电阻或阻抗，获得与树脂前沿位置线性变化传感信号，连续监测树脂流动的直线型传感器。后者可以用较少的传感元件，及时准确获取树脂的流动前锋沿着导线长度方向的实时信息，显现了用于LCM工艺在线监控的潜力。

通过采用碳纤维束作为传感元件，建立了一套可靠、价廉、简便易用的监测系统，用于LCM工艺中树脂流动的实时监测，并研究温度、碳纤维间距、树脂体系不同因素对监测结果的影响。

1 LCM实时监测系统原理

实时监测系统包括三个部分：碳纤维束构成的传感电极、电源、信号采集系统。

该监测系统是基于树脂的导电性监测树脂的流动。碳纤维束间的树脂可等效为理想电容C与电阻R1并联，然后与分压电阻R串联。

树脂的阻抗Zs与树脂流动位置x成反比。分压电阻R两端的有效电压值UR与树脂流动位置x成正比：

有效电压值UR与树脂的位置x的线性比例系数与电源电压U、交流电频率。ω、分压电阻R、树脂的介电常ε、电阻率p、电极间距d等有关。

本文通过实验验证不同工艺条件下有效电压值UR与树脂的位置x间的线性关系。并通过比例系数的变化，研究不同工艺条件对传感信号的的影响规律。

实验采用盛普SP1641B型函数信号发生器作为正弦交流电压源，上海爱仪AS1911智能数字式交流毫伏表读取有效电压值，分压电阻1MΩ。实验用增强材料为面密度310g/m2的玻璃纤维平纹布，实验用两种树脂体系为北京玻钢院生产不饱和聚酯R100和富晨891乙烯基树脂与相应促进剂及固化剂。实验模具为模腔厚度为3mm的平板模具。上模板为透明玻璃钢模，方便观察实际充模情况并与监测结果对比。

实验采用的传感电极为碳纤维束T300-50B，宜兴市九洲特种纤维织造有限公司生产，单束碳纤维数为3K。将两根碳纤维束平行的按照所需的间距编制到玻纤布中，制得电极。

该固定方法使相邻碳纤维束不会在合模和充模过程中相对移动，材料成型后留在制件中也不会影响产品性能。

通过透明上模板和实时监测系统记录树脂流动位置和相应的有效电压值，直线拟和后得到有效电压值UR与树脂的位置x的比例系数。实验分别研究改变树脂体系、促进剂固化剂含量、碳纤维间距、温度时，有效电压值UR与树脂的位置x的比例系数的变化规律。