CN107063984A - 腐蚀传感器及腐蚀监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及技术领域，旨在解决现有技术不能方便地监测装备的腐蚀情况的问题，提供一种腐蚀传感器及腐蚀监测系统。其中，腐蚀传感器用于感应待测件的腐蚀情况，其包括至少两个截面尺寸不同的腐蚀探测丝。腐蚀探测丝由导电材质构成。各个腐蚀探测丝的一端相互电性连接在一起形成第一电极，各个腐蚀探测丝的另一端分别构成第二电极。腐蚀监测系统，用于监测待测件的腐蚀情况，其包括监测器和若干前述的腐蚀传感器，腐蚀传感器布设于待测件的待测部位。监测器电连接于腐蚀传感器的第一电极和第二电极之间并用于监测腐蚀探测丝的通断和/或阻值大小。本发明的有益效果是能够方便地监测装备的腐蚀情况。

Description

腐蚀传感器及腐蚀监测系统

技术领域

本发明涉及腐蚀监控技术领域，具体而言，涉及一种腐蚀传感器。本发明还涉及一种腐蚀监测系统。

背景技术

在恶劣环境中运行的装备常常会经受较快的腐蚀速率，加快的腐蚀速率可导致装备的过早老化，破坏装备的使用性能，严重时还会出现使用事故。这样的装备有很多，例如航空器、潜航器、锅炉等。

以航空器为例，当前运行的航空器主结构多为铝合金，在使用一段时间后，由于腐蚀环境的存在其铝合金结构会发生腐蚀。

目前行业现状是：航空运营人根据维修方案定期将航空器拆卸开进行检查，发现腐蚀则进行处理；尤其对于航空器的隐蔽区域，更是只有通过拆卸才得以检测。然而不同航空器的使用环境的差异很大以及运输过程中某些意外事件的发生，单个航空器其内部腐蚀环境的存在和实际腐蚀的发生具有一定的随机性，因此当前定期拆开检查效果不佳，有些航空器拆开检查正常，而另外一些航空器拆开后腐蚀严重。

因此，现有技术不能方便地监测装备的腐蚀情况。

发明内容

本发明旨在提供一种腐蚀传感器，以解决现有技术不能方便地监测装备的腐蚀情况。

本发明的另一目的在于提供一种具备上述腐蚀传感器的腐蚀监测系统。

本发明的实施例是这样实现的：

一种腐蚀传感器，用于感应待测件的腐蚀情况，其包括至少两个截面尺寸不同的腐蚀探测丝。腐蚀探测丝由导电材质构成。各个腐蚀探测丝的一端相互电性连接在一起形成第一电极，各个腐蚀探测丝的另一端分别构成第二电极。

本发明实施例中的腐蚀传感器包括至少两个不同截面尺寸的腐蚀探测丝，腐蚀探测丝在使用环境中将逐渐被腐蚀。对于各个不同截面尺寸的腐蚀探测丝来说，截面尺寸较小的腐蚀探测丝将较早受腐蚀断裂，而截面较大的腐蚀探测丝将较晚受腐蚀断裂。从而可以通过测量第一电机和各个第二电极之间的通断情况来判断当前受腐蚀断裂的截面尺寸最大的腐蚀探测丝，即可认为待测件受到的腐蚀程度在该腐蚀探测丝和比其大一级的腐蚀探测丝之间。

另外，根据导体的截面越小其阻值越大的原理，还可通过分别测量第一电极和各个第二电极之间的阻值来实现更加精确地判断各个腐蚀探测丝的腐蚀程度，作为反映待测件腐蚀程度的评价参考。

进一步地：

腐蚀传感器还包括绝缘承片，各个腐蚀探测丝彼此间隔地设置于绝缘承片。

进一步地：

绝缘承片的表面设有至少两个凹槽，各个腐蚀探测丝对应设置于各个凹槽内部。

进一步地：

腐蚀探测丝呈U形，各个腐蚀探测丝相互间隔地嵌套设置。

进一步地：

腐蚀探测丝共有三条，从外到内厚度依次为0.03mm、0.06mm、0.09mm。

进一步地：

腐蚀探测丝的材质与待测件的材质相同。

进一步地：

腐蚀传感器还包括电性连接第一电极的第一导线和分别电性连接各个第二电极的多个第二导线。

进一步地：

第一导线和腐蚀探测丝连接处的外表面包覆有第一封装层，第二导线和腐蚀探测丝连接处的外表面包覆有第二封装层。

进一步地：

第一导线和第二导线的外表面设有绝缘封装层。

一种腐蚀监测系统，用于监测待测件的腐蚀情况，其包括监测器和若干前述的腐蚀传感器，腐蚀传感器布设于待测件的待测部位。监测器电连接于腐蚀传感器的第一电极和第二电极之间并用于监测腐蚀探测丝的通断和/或阻值大小。

本发明实施例中的腐蚀监测系统通过在待测件的待测部位布设前述的腐蚀传感器的方式来感应待测部位的腐蚀程度，并通过电连接各个腐蚀传感器的监测器来监测各个腐蚀传感器的腐蚀探测丝的通断和/或阻值大小，以作为待测件的腐蚀状况的参照，具有能够方便地监测装备的腐蚀情况的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例中的腐蚀监测系统的结构示意图；

图2是图1中的腐蚀传感器的结构示意图；

图3是图2沿III-III线的剖视图；

图4是图2的A向视图；

图5是图1中的腐蚀传感器的另一种实施方式的结构示意图；

图6是图1中的腐蚀传感器的再一种实施方式的结构示意图。

图标：001-腐蚀监测系统；010-腐蚀传感器；100-腐蚀探测丝；200-绝缘承片；900-监测器；C1-凹槽；F1-第一封装层；F2-第二封装层；F3-绝缘封装层；L1-第一导线；L2-第二导线；P1-第一电极；P2-第二电极；J1-待测件；910-数据采集器；920-数据处理器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

图1是本发明实施例中的腐蚀监测系统001的结构示意图；图2是图1中的腐蚀传感器010的结构示意图；图3是图2沿III-III线的剖视图。

请参加图1，本发明实施例中的腐蚀监测系统001用于监测待测件J1的腐蚀情况。图1中以航空飞机为例，并用点画线示出航空飞机的结构。当然该处的待测件J1还可以是其他需要监测的装备，尤其是受腐蚀影响较大的、或是腐蚀状态较严重地影响其使用性能、甚至影响其安全性的装备，如潜水器、发动机等。

请继续参见图1，本发明实施例中的腐蚀监测系统001包括监测器900和若干腐蚀传感器010，腐蚀传感器010布设于待测件J1的待测部位。

请配合参见图2、图3，本实施例中的腐蚀传感器010用于感应待测件J1的腐蚀情况，其包括绝缘承片200和至少两个截面尺寸不同的腐蚀探测丝100，各个腐蚀探测丝100彼此间隔地设置于绝缘承片200。腐蚀探测丝100由导电材质构成。各个腐蚀探测丝100的一端相互电性连接在一起形成第一电极P1，各个腐蚀探测丝100的另一端分别构成第二电极P2。

本发明实施例中的腐蚀传感器010包括至少两个不同截面尺寸的腐蚀探测丝100，腐蚀探测丝100在使用环境中将逐渐被腐蚀。对于各个不同截面尺寸的腐蚀探测丝100来说，截面尺寸较大的腐蚀探测丝100将较早受腐蚀断裂，而截面较大的腐蚀探测丝100将较晚。从而可以通过测量第一电极P1和各个第二电极P2之间的通断情况来判断当前受腐蚀断裂的截面尺寸最大的腐蚀探测丝100，即可认为待测件J1受到的腐蚀程度在该腐蚀探测丝100和比其大一级的腐蚀探测丝100之间。

另外，根据导体的截面越小其阻值越大的原理，还可通过分别测量第一电极P1和各个第二电极P2之间的阻值来实现更加精确地判断各个腐蚀探测丝100的腐蚀程度，作为反映待测件J1腐蚀程度的评价参考。

本实施例中的腐蚀探测丝100可通过蚀刻的加工工艺嵌设于绝缘承片200的表面，即在绝缘承片200的表面通过蚀刻形成至少两个凹槽C1，各个腐蚀探测丝100对应填充设置于各个凹槽C1内部。绝缘承片200可使用工程塑料薄片制成。

在本发明实施例中的一个可选方案中，腐蚀探测丝100呈U形，各个腐蚀探测丝100相互间隔地嵌套设置。绝缘承片200为矩形，腐蚀探测丝100的两个端部分别位于靠近绝缘承片200一边附近。腐蚀探测丝100共有三条，从外到内厚度依次为0.03mm、0.06mm、0.09mm。各个腐蚀探测丝100的带宽相等，例如设置为1mm，且其外端面设置得与绝缘承片200的表面齐平，使得各个腐蚀探测丝100露出的表面积相等，由此，各个腐蚀探测丝100被腐蚀的厚度将作为唯一的反应其腐蚀程度的参数，可对应反映待测件J1的腐蚀程度。

进一步地，腐蚀探测丝100的材质与待测件J1的材质相同。例如，对于航空飞机，其主要结构多为2024铝合金或7075铝合金，因此对应的腐蚀探测丝100也采用2024或7075铝合金构成。在使用中腐蚀探测丝100的材料和表面涂层完全与待测件J1相同，两者处于相同的腐蚀环境，因此腐蚀探测丝100能够直接地反映待测件J1的腐蚀状态。当然腐蚀探测丝100的截面积相较结构件来说很小，因此能够在待测件J1严重腐蚀前监测到待测件J1的腐蚀状况和进程，便于使用者采取相关措施对腐蚀部位进行处理。当待测件J1处于腐蚀环境时，腐蚀传感器010中的腐蚀探测丝100也被腐蚀，由于腐蚀发生是一个渐进的过程，因此一般情况下截面较小的腐蚀探测丝100会被先腐蚀断，截面稍大一些的腐蚀探测丝100则后被腐蚀断，故在腐蚀传感器010内布置多个截面尺寸不同的腐蚀探测丝100，通过监测器900监测腐蚀传感器010不同截面尺寸的腐蚀探测丝100的通断情况和阻值变化情况，就可以监测部位是否有腐蚀环境以及腐蚀的进展情况，从而实现监测待测件J1结构的腐蚀状况。

为方便腐蚀传感器010感应到的信号的传出，腐蚀传感器010还包括电性连接第一电极P1的第一导线L1和分别电性连接各个第二电极P2的多个第二导线L2，第一导线L1和第二导线L2的外表面设有绝缘封装层F3。优选地，第一导线L1和各个第二导线L2封装于同一个绝缘封装层F3。

图4是图2的A向视图。请配合参见图4，第一导线L1和腐蚀探测丝100连接处的外表面包覆有第一封装层F1，第二导线L2和腐蚀探测丝100连接处的外表面包覆有第二封装层F2,以避免第一导线L1、第二导线L2与腐蚀探测丝100连接处过早腐蚀和断裂，以使腐蚀探测丝100不能准确反映腐蚀程度。

请再次参加图1，监测器900电连接于腐蚀传感器010的第一电极P1和第二电极P2之间并用于监测腐蚀探测丝100的通断和/或阻值大小。设置时，可将腐蚀传感器010设置于待测件J1的隐蔽部位，然后用导线引出腐蚀传感器010的第一电极P1和第二电极P2至易接近的地方，再进行连接监测器900。例如，对于航空飞机来说，监控器可直接设置航空飞机驾驶室内，并可于航空飞机的电气系统共用电源、图形界面、操作系统等。当然，监测器900同样可以设置在机场监控站，设置于航空飞机上的腐蚀传感器010感应到的腐蚀状态信号可通过无线网络传输至监控站内的监测器900，或者在航空飞机停留在机场时通过数据载体从航空飞机上读取保存相关数据，再输入监控站内的监测器900进行数据分析处理。本实施例中的待测件J1的待测部位的选择可以是待测件J1的重要位置或是隐蔽不便观察的部位。

请再次参见图1，监测器900可包括数据采集器910和数据处理器920。数据采集器910用于采集各个腐蚀传感器010的电信号。数据处理器920可将所采集的数据反馈到待测件J1的三维数字模型上，形象地表达待测件J1各个待测位置的腐蚀程度，便于使用者直观地了解待测件J1各个待测部位的腐蚀状态；也可设置成无线信号传输器，以通过无线信号将数据采集器910传过来的信号传至外界数据接收装置进行数据分析和处理。

请参见图5，在本实施例的其他实施方式中，还可通过沉积工艺将腐蚀探测丝100直接沉积于绝缘承片200的表面，而不设置凹槽C1，以减小绝缘承片200的厚度和减小设置凹槽C1的工序，进一步降低加工成本节约生产时间。

本实施例中的腐蚀探测丝100除了设置成U形外，还可设置成其他任何合适的形状。例如请参见图6，腐蚀探测丝100为由不完整的圆形和连接该不完整圆形的断口两端连接的相互靠近的直线部分组成，大致呈小写字母“q”的形状。该形式下的腐蚀探测丝100的两连接端的第一电极P1和第二电极P2将靠得更近，从而使得连接导线能够方便地连出。

综上所述，本发明实施例中的腐蚀传感器010能够直接地感应和反映待测件J1的腐蚀状况，本发明实施例中的的腐蚀监测系统001能够方便地监测待测件J1的腐蚀情况。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种腐蚀传感器，用于感应待测件的腐蚀情况，其特征在于：

所述腐蚀传感器包括至少两个截面尺寸不同的腐蚀探测丝；

所述腐蚀探测丝由导体材质构成；各个所述腐蚀探测丝的一端相互电性连接在一起形成第一电极，各个所述腐蚀探测丝的另一端分别构成第二电极。

2.根据权利要求1所述的腐蚀传感器，其特征在于：

所述腐蚀传感器还包括绝缘承片，各个所述腐蚀探测丝彼此间隔地设置于所述绝缘承片。

3.根据权利要求2所述的腐蚀传感器，其特征在于：

所述绝缘承片的表面设有至少两个凹槽，各个所述腐蚀探测丝对应设置于各个所述凹槽内部。

4.根据权利要求1-3任一项所述的腐蚀传感器，其特征在于：

所述腐蚀探测丝呈U形，各个所述腐蚀探测丝相互间隔地嵌套设置。

5.根据权利要求4所述的腐蚀传感器，其特征在于：

所述腐蚀探测丝共有三条，从外到内厚度依次为0.03mm、0.06mm、0.09mm。

6.根据权利要求1-3任一项所述的腐蚀传感器，其特征在于：

所述腐蚀探测丝的材质与待测件的材质相同。

7.根据权利要求1-3任一项所述的腐蚀传感器，其特征在于：

所述腐蚀传感器还包括电性连接所述第一电极的第一导线和分别电性连接各个所述第二电极的多个第二导线。

8.根据权利要求7所述的腐蚀传感器，其特征在于：

所述第一导线和所述腐蚀探测丝连接处的外表面包覆有第一封装层，所述第二导线和所述腐蚀探测丝连接处的外表面包覆有第二封装层。

9.根据权利要求8所述的腐蚀传感器，其特征在于：

所述第一导线和所述第二导线的外表面设有绝缘封装层。

10.一种腐蚀监测系统，用于监测待测件的腐蚀情况，其特征在于：

所述腐蚀监测系统包括若干如权利要求1-9任一项所述的腐蚀传感器和监测器，所述腐蚀传感器布设于待测件的待测部位；所述监测器电连接于所述腐蚀传感器的第一电极和第二电极之间并用于监测所述腐蚀探测丝的通断和/或阻值大小。