CN106226226A - 一种大气环境腐蚀性检测传感器及评价方法 - Google Patents

一种大气环境腐蚀性检测传感器及评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大气环境腐蚀性检测传感器及评价方法，属于传感器技术领域，传感器包括金属薄膜线，检测电容和绝缘管；所述金属薄膜线，材质铁、铜、锌和铝，每种材质的金属薄膜线具有不同厚度的n条，所述n为大于1的自然数，所述金属薄膜线可在外界腐蚀作用下腐蚀消耗而断开；所述绝缘管为绝缘的玻璃、陶瓷或树脂管；所述的金属薄膜线和内部导线负载在所述绝缘管外表面，所述每一金属薄膜线串联一检测电容，所述内部导线封装绝缘，所有的检测电容并联后通过测试引线导出。该传感器直接根据检测得到的总电容值和消耗的金属薄膜线的条数快速准确的给出评级结果，准确率高。

Description

一种大气环境腐蚀性检测传感器及评价方法
技术领域
本发明涉及一种大气环境腐蚀性检测传感器及评价方法，尤指通过检测不同种类金属材料制备的不同厚度薄膜线的通断来对大气环境的腐蚀性级别进行划分的方法，属于传感器技术领域。
背景技术
大气环境的腐蚀性评价通用标准为ISO9223-2012(金属和合金的腐蚀，大气腐蚀性分类)。该标准中根据铁、铜、锌和铝四种标准金属材料在大气环境中第1年的腐蚀量对大气腐蚀性进行评价。但该标准所涉及的评价过程操作复杂，人为干扰因素众多，评价结果的准确性和重复性较差。为此在该标准基础上众多新方法被提出来，专利CN201220196861.8公开了一种大气环境污染物腐蚀监测传感器，采用了检测同一种金属不同截面积金属薄膜线的通断对大气环境进行评价，虽然该方法可以较为方便的对大气环境的腐蚀性进行判断，但是由于单一种类金属材料薄膜线的厚度不均匀、局部腐蚀严重、大气环境引起金属材料的特异性腐蚀差异等原因，容易造成评价结果的误判，不准确。
发明内容
一方面，提供一种大气环境腐蚀性检测传感器，另一方面，提供一种大气环境腐蚀性检测的评价方法。
一种大气环境腐蚀性检测传感器，包括金属薄膜线，检测电容和绝缘管；
所述金属薄膜线，材质铁、铜、锌和铝，每种材质的金属薄膜线具有不同厚度的n条，所述n为大于1的自然数，所述金属薄膜线可在外界腐蚀作用下腐蚀消耗而断开；
所述的金属薄膜线和内部导线负载在所述绝缘管外表面，所述每一金属薄膜线串联一检测电容，所述内部导线封装绝缘，所有的检测电容并联后通过引线导出。
优选：所述绝缘管为绝缘的玻璃、陶瓷或树脂管；更优选：所述绝缘管为中空的玻璃管。
优选：所述n为5，所述厚度依次增大。
优选：所述检测电容具有100pF、200pF、400pF、800pF和1600pF，所述5种检测电容分别由小到大串联同一金属厚度由小到大的金属薄膜线。
优选：所述铁薄膜线的厚度由小到大为1.3μm、25μm、50μm、80μm和200μm；所述铜薄膜线的厚度由小到大为0.1μm、0.6μm、1.3μm、2.8μm和5.6μm；所述锌薄膜线的厚度由小到大为0.1μm、0.7μm、2.1μm、4.2μm和8.4μm；所述铝薄膜线的厚度由小到大为0.1μm、0.22μm、0.74μm、1.9μm和3.7μm。
优选：所述金属薄膜线采用物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶液电沉积法或溶液沉积法将金属膜层沉积于绝缘管外表面上。
基于上述传感器的一种大气环境腐蚀性评价方法，根据所消耗的薄膜线的条数和所检测的电容值判断环境的腐蚀性等级。
优选：所述的评价方法，所消耗的薄膜线的条数和所检测的电容值判断环境的腐蚀性等级关系如下：
本发明所使用的术语“金属薄膜线”是指负载在绝缘管上的金属薄膜。
上述技术方案中的一个技术方案的有益效果：
本发明的大气环境腐蚀性检测传感器直接根据检测得到的总电容值和消耗的金属膜线的条数快速准确的给出评级结果，准确率高，解决了由于单一种类金属材料薄膜线的不均匀、局部腐蚀严重、大气环境引起金属材料的特异性腐蚀差异等原因，造成评价结果的误判，不准确的问题。
将金属薄膜线负载在绝缘管的外表面，特别是中空玻璃管的外表面，金属薄膜线的均匀性好。本发明传感器所选择金属薄膜线的厚度分布，金属薄膜线均匀性好，与绝缘管的结合性能高，不易出现裂纹等现象。
本发明的传感器可以简单、快速、准确的检测不同金属材料在同一大气环境中的腐蚀敏感程度，以便为金属的选择使用提供依据。
附图说明
图1为本发明实施例1的传感器的工作原理图；
图2为本发明实施例1的传感器机构图。
其中，1.绝缘管，2.引出端，3.铁薄膜线，4.铜薄膜线，5锌薄膜线，6.铝薄膜线，7.检测电容，8.引出线。
具体实施方式
实施例1
该实施例所涉及的传感器工作原理如图1所示，金属薄膜线材料共分为四种材质，分别为铁、铜、锌和铝，根据厚度不同每种材料的金属薄膜线又有五种规格，由于不同材料的腐蚀速率有较大差异，不同材料的金属膜线的厚度是不同的，每种规格的金属膜线串联一个检测电容7，检测电容7也分为五种规格，所有金属膜线和检测电容7串联后都并联在一起，由两个引出端2供检测用。
在绝缘管1上制备出四种材料的金属薄膜线，分别为铁薄膜线3、铜薄膜线4、锌薄膜线5和铝薄膜线6，每种金属材料薄膜线根据厚度分为五个规格，参照标准ISO9223-2012，铁薄膜线3的五种厚度由小到大为1.3μm、25μm、50μm、80μm和200μm；铜薄膜线4的五种厚度由小到大为0.1μm、0.6μm、1.3μm、2.8μm和5.6μm；锌薄膜线5的五种厚度由小到大为0.1μm、0.7μm、2.1μm、4.2μm和8.4μm；铝薄膜线6的五种厚度由小到大为0.1μm、0.22μm、0.74μm、1.9μm和3.7μm。五种厚度的金属薄膜线由小到大顺序分别串联的检测电容7的大小分别为100pF、200pF、400pF、800pF和1600pF。所有金属薄膜线和检测电容7串联后再由共同引出线8连接形成并联电路如图2所示，引出线8形成两个引出端2，对该传感器进行检测的周期定为1年。
一般情况下，传感器在消耗过程中，薄的金属膜线消耗完毕的时间较短，厚的金属膜线消耗完毕的时间较长。并且，在同一个大气环境中，四种金属材料同一规格的薄膜线消耗完毕时间相差不大，但不排除在某种大气环境中，其中一种金属薄膜线的消耗速率较其他快。为此建立环境腐蚀性分级用检测结果参照表。
在表1中，当所有薄膜线都没有消耗时，检测电容值应为12400pF，所对应大气环境腐蚀等级为1级。当消耗掉1根时，肯定是某一根最小规格金属薄膜线消耗完毕，此时电容值为12300pF，据此不能判断环境的腐蚀性等级为2级，应仍为1级。当消耗掉2根时，可能是两根最小规格的金属薄膜线消耗，此时检测电容值为12200pF，仍然不能确定环境腐蚀性等级为2级。当消耗掉两根金属薄膜线为某种金属材质的最小和次小两种规格金属膜线，这反映出该金属材料在该种大气环境中较为敏感，检测电容值为12100pF，此时该大气环境对该材料的腐蚀性较强，可评价环境的腐蚀性等级为2级。以此类推，根据检测电容值可快速评价大气环境的腐蚀性等级。
表1环境腐蚀性分级用检测结果参照表
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种大气环境腐蚀性检测传感器，其特征是：包括金属薄膜线，检测电容和绝缘管；所述金属薄膜线，材质铁、铜、锌和铝，每种材质的金属薄膜线具有不同厚度的n条，所述n为大于1的自然数，所述金属薄膜线可在外界腐蚀作用下腐蚀消耗而断开；所述的金属薄膜线和内部导线负载在所述绝缘管外表面，所述每一金属薄膜线串联一检测电容，所述内部导线封装绝缘，所有的检测电容并联后通过引线导出。
2.如权利要求1所述的大气环境腐蚀性检测传感器，其特征是：所述绝缘管为玻璃、陶瓷或树脂管。
3.如权利要求1所述的大气环境腐蚀性检测传感器，其特征是：所述n为5，所述厚度依次增大。
4.如权利要求1所述的大气环境腐蚀性检测传感器，其特征是：所述检测电容为100pF、200pF、400pF、800pF和1600pF，所述五种检测电容分别由小到大串联同一金属厚度由小到大的金属薄膜线。
5.如权利要求1所述的大气环境腐蚀性检测传感器，其特征是：所述铁薄膜线的厚度由小到大为1.3μm、25μm、50μm、80μm和200μm。
6.如权利要求1所述的大气环境腐蚀性检测传感器，其特征是：所述铜薄膜线的厚度由小到大为0.1μm、0.6μm、1.3μm、2.8μm和5.6μm。
7.如权利要求1所述的大气环境腐蚀性检测传感器，其特征是：所述锌薄膜线的厚度由小到大为0.1μm、0.7μm、2.1μm、4.2μm和8.4μm。
8.如权利要求1所述的大气环境腐蚀性检测传感器，其特征是：所述铝薄膜线的厚度由小到大为0.1μm、0.22μm、0.74μm、1.9μm和3.7μm。
9.基于权利要求1-8任一所述的大气环境腐蚀性检测传感器评价大气环境腐蚀性方法，其特征是：根据所消耗的薄膜线的条数和所检测的电容值判断环境的腐蚀性等级。
10.如权利要求9所述的方法，其特征是：所消耗的薄膜线的条数和所检测的电容值判断环境的腐蚀性等级关系如下：
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