CN108872049A - 一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法 - Google Patents
一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108872049A CN108872049A CN201810645991.7A CN201810645991A CN108872049A CN 108872049 A CN108872049 A CN 108872049A CN 201810645991 A CN201810645991 A CN 201810645991A CN 108872049 A CN108872049 A CN 108872049A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- monitoring
- environment
- sensor
- corrosiveness
- flexible sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 9
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000027455 binding Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000009739 binding Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N17/00—Investigating resistance of materials to the weather, to corrosion, or to light
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Ecology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法，属于环境腐蚀监测领域。取表面带有绝缘漆或绝缘软套管的两根金属丝，要求两种金属丝之间的标准电极电位有明显差异，且金属丝形状可变，绝缘漆或绝缘软套管的厚度为0.1mm‑2mm；用绝缘树脂或胶将两根金属丝平行粘结在一起，待绝缘树脂或胶固化后，磨掉粘结在一起的两根金属丝上表面的绝缘漆或绝缘软套管，露出金属丝表面，打磨抛光、除油；再将两根金属丝分别与低电阻率导线连接，得到一种柔性传感器。将柔性传感器连接到高精度电流表，通过高精度电流表连续监测柔性腐蚀传感器的电流值ik，以电流测试值ik做纵坐标，测试时间t做横坐标，获得ik‑t曲线，实现连续监测环境腐蚀性的监测。该柔性传感器形状可变、安装方便。
Description
技术领域
本发明属于环境腐蚀监测领域，特别是提供了一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法。
背景技术
中国工程院2017年腐蚀调查报告表明，我国每年因金属材料腐蚀造成的经济损失超两万亿元，其中约36％的腐蚀损失可以通过有效的监检测避免或减缓。因此，开展金属材料环境腐蚀性监检测工作对提高其服役安全和延长其服役寿命具有重要意义。
专利CN104749094A公开了一种大气腐蚀监测传感器的制造方法，该方法是将两种不同种类的金属丝并排缠绕在表面绝缘的圆柱体上从而制造出传感器。专利CN107561001A公开了一种电阻探针用于连续监测环境介质的腐蚀性，该电阻探针包括金属带、第一测量段、参考段和第二测量段。上述传感器已得到实际应用，它们的共同特点包括：(1)尺寸较大、形状固定，导致安装不便利；(2)只能实现环境中指定“点”的腐蚀性监测。而在实际场景中，比如需要监测跨海大桥的某个支撑钢结构所处环境的腐蚀性，必须考虑到：处于外测的“阳面”和处于内侧的“阴面”所处环境腐蚀性是不一样的；以及“上表面”比“下表面”更易沉积氯离子，因此所处环境腐蚀性也不一样。为了准确表征该支撑钢结构所处的环境腐蚀性，如采用前述传感器监测，则需要至少4个，甚至更多。其它应用场景，如带有保温层的石化行业热力管道、卫星发射架、电网的钢结构设施、不同类型土壤的埋地管道等，这些场景均会出现局部区域耐蚀性有显著差异的现象。
发明内容
为解决现有技术出现的尺寸较大、形状固定，导致安装不便利；只能实现环境中指定“点”的腐蚀性监测的难点。本发明的目的是提供一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测技术，该柔性传感器具有具有形状可变、安装方便，且可实现局部区域环境腐蚀性整体监测的特点。
一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器，传感器的制备步骤为：
(1)选取两种金属丝，要求这两种金属丝之间的标准电极电位有明显差异，且金属丝形状可变，包括但不限于Zn丝和Cu丝、Fe丝和Cu丝、Fe丝和Ti丝、Cu丝和Ti丝等；
(2)选取用来制作传感器的两根金属丝，其表面带有绝缘漆或绝缘软套管，绝缘漆或绝缘软套管的厚度为0.1mm-2mm；
(3)将(2)中带有绝缘漆或绝缘软套管的两根金属丝，用绝缘树脂或胶平行粘结在一起，待绝缘树脂或胶固化后，磨掉粘结在一起的两根金属丝上表面的绝缘漆或绝缘软套管，露出金属丝表面，也可继续打磨直至两根金属丝均露出最大截面；
(4)将(3)中制造的金属丝表面打磨抛光、除油；
(5)将(4)中制造的两根金属丝分别与低电阻率导线连接，制造了一种柔性传感器。
一种利用上述柔性传感器实现对环境腐蚀性的连续监测的方法，其特征在于，将柔性传感器连接到高精度电流表，测量步骤为：
(1)通过高精度电流表连续监测柔性腐蚀传感器的电流值ik，所述高精度电流表具备连续测试、存储和数据输出功能；
(2)将电流测试值ik做纵坐标，测试时间t做横坐标，获得ik-t曲线，该曲线表征环境腐蚀性随时间的变化情况，实现连续监测环境腐蚀性的监测。
本发明的柔性传感器具有以下显著优点：
由于本发明的传感器可以随意弯曲，安装时可以缠绕在装备任意位置，不受装备形状的影响，因此具有安装便利的特点；另一方面，仅需一个柔性传感器就可缠绕在装置的阴面和阳面、或者上表面和下表面，可同时监测装置不同位置的环境腐蚀性。因此，本发明与已有的环境腐蚀监测仪相比具有形状可变、安装方便，且可实现局部区域环境腐蚀性整体监测的特点。
附图说明
图1为本发明连续监测环境腐蚀性的柔性传感器结构示意图。
[主要标记符号说明]
1-绝缘漆或绝缘软套管、2-金属丝一、3-绝缘树脂或胶、4-金属丝二、5-
低电阻导线。
图2为表征环境腐蚀性的参数ik值随时间的变化曲线。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供了一种利用柔性腐蚀传感器连续监测野外环境腐蚀性的方法。如图1所示，选取直径为1mm的金属Zn丝2和直径为1mm的金属Cu丝4；将两根金属丝分别嵌入两根厚度为0.25mm的绝缘软套管1中；将带有绝缘软套管的两根金属丝平行布置，并用绝缘树脂3粘结在一起，待绝缘树脂完全固化后，磨掉粘结在一起的两根金属丝上表面的绝缘软套管，露出金属丝表面，继续打磨直至两根金属丝均露出最大截面；将露出的金属丝表面打磨抛光、除油，分别将两根金属丝的一端与两根低电阻率导线5连接，制造了一种柔性传感器。
将上述柔性传感器置于湿热箱中用于模拟不同腐蚀性的局部环境，温度设置为35度，湿度分别设置为65％、70％、75％、80％、85％和90％，每个湿度维持2小时，将低电阻率导线5连接到高精度电流表，连续监测柔性腐蚀传感器的电流值ik，12小时后停止试验。将记录的电流测试值ik做纵坐标，测试时间t做横坐标，获得ik-t曲线如图2所示。
本实施例制造的柔性传感器是由可弯曲的金属丝以及软套管组成，因此可以随意弯曲，安装时不受装备形状的影响，因此具有安装便利的特点；另一方面，仅需一个柔性传感器就可缠绕在装置的阴面和阳面、或者上表面和下表面，可同时监测装置不同位置的环境腐蚀性。表2曲线结果与已有共识是一致的，证实本发明的柔性传感器适用于大数据监测环境腐蚀性。
Claims (2)
1.一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器，其特征在于传感器的制备步骤为：
(1)选取两种金属丝，要求这两种金属丝之间的标准电极电位有明显差异，且金属丝形状可变，包括Zn丝和Cu丝、Fe丝和Cu丝、Fe丝和Ti丝、Cu丝和Ti丝；
(2)选取用来制作传感器的两根金属丝，其表面带有绝缘漆或绝缘软套管，绝缘漆或绝缘软套管的厚度为0.1mm-2mm；
(3)将步骤(2)中带有绝缘漆或绝缘软套管的两根金属丝，用绝缘树脂或胶平行粘结在一起，待绝缘树脂或胶固化后，磨掉粘结在一起的两根金属丝上表面的绝缘漆或绝缘软套管，露出金属丝表面，或继续打磨直至两根金属丝均露出最大截面；
(4)将步骤(3)中制造的金属丝表面打磨抛光、除油；
(5)将步骤(4)中制造的两根金属丝分别与低电阻率导线连接，得到一种柔性传感器。
2.一种利用如权利要求1所述柔性传感器实现对环境腐蚀性的连续监测的方法，其特征在于，将柔性传感器连接到高精度电流表，测量步骤为：
(1)通过高精度电流表连续监测柔性腐蚀传感器的电流值ik，所述高精度电流表具备连续测试、存储和数据输出功能；
(2)将电流测试值ik做纵坐标，测试时间t做横坐标，获得ik-t曲线，该曲线表征环境腐蚀性随时间的变化情况，实现连续监测环境腐蚀性的监测。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810645991.7A CN108872049A (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810645991.7A CN108872049A (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108872049A true CN108872049A (zh) | 2018-11-23 |
Family
ID=64340166
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810645991.7A Pending CN108872049A (zh) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | 一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108872049A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109297899A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-01 | 东南大学 | 一种拉索腐蚀传感器 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5286357A (en) * | 1991-08-03 | 1994-02-15 | British Aerospace Public Limited Company | Corrosion sensors |
| US5690808A (en) * | 1996-01-25 | 1997-11-25 | Teledyne Industries, Inc. | Electrochemical gas sensors and methods for sensing electrochemical active gases in gas mixtures |
| CN1220392A (zh) * | 1997-10-15 | 1999-06-23 | 栗田工业株式会社 | 腐蚀监测 |
| US20050034985A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-17 | Mehrooz Zamanzadeh | Atmospheric corrosion sensor |
| CN201909649U (zh) * | 2011-02-01 | 2011-07-27 | 蒋勤舟 | 高精度液位传感器 |
| CN102285634A (zh) * | 2011-07-23 | 2011-12-21 | 北京科技大学 | 一种ZnO微/纳米材料柔性应变传感器的构建方法 |
| CN102735605A (zh) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | 铃木株式会社 | 腐蚀环境传感器及腐蚀环境测量方法 |
| CN103018299A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-04-03 | 山东电力集团公司电力科学研究院 | 电偶型腐蚀传感器 |
| CN104749094A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 北京有色金属研究总院 | 一种大气腐蚀监测传感器的制造方法 |
| CN105004770A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-10-28 | 国家电网公司 | 一种大气腐蚀性监测用电化学传感器及其使用方法 |
| US20160286102A1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Semiconductor Components Industries, Llc | Methods of forming curved image sensors |
| CN106066353A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-02 | 厦门乐钢材料科技有限公司 | 柔性阵列参比电极及应用其原位研究金属焊缝腐蚀的方法 |
| CN107449727A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-12-08 | 北京科技大学 | 一种利用腐蚀传感器连续监测野外环境腐蚀性的方法 |
| CN109983329A (zh) * | 2016-11-18 | 2019-07-05 | 东京电力控股株式会社 | 腐蚀评价方法 |
-
2018
- 2018-06-21 CN CN201810645991.7A patent/CN108872049A/zh active Pending
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5286357A (en) * | 1991-08-03 | 1994-02-15 | British Aerospace Public Limited Company | Corrosion sensors |
| US5690808A (en) * | 1996-01-25 | 1997-11-25 | Teledyne Industries, Inc. | Electrochemical gas sensors and methods for sensing electrochemical active gases in gas mixtures |
| CN1220392A (zh) * | 1997-10-15 | 1999-06-23 | 栗田工业株式会社 | 腐蚀监测 |
| US20050034985A1 (en) * | 2003-08-11 | 2005-02-17 | Mehrooz Zamanzadeh | Atmospheric corrosion sensor |
| CN201909649U (zh) * | 2011-02-01 | 2011-07-27 | 蒋勤舟 | 高精度液位传感器 |
| CN102735605A (zh) * | 2011-04-13 | 2012-10-17 | 铃木株式会社 | 腐蚀环境传感器及腐蚀环境测量方法 |
| CN102285634A (zh) * | 2011-07-23 | 2011-12-21 | 北京科技大学 | 一种ZnO微/纳米材料柔性应变传感器的构建方法 |
| CN103018299A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-04-03 | 山东电力集团公司电力科学研究院 | 电偶型腐蚀传感器 |
| CN104749094A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | 北京有色金属研究总院 | 一种大气腐蚀监测传感器的制造方法 |
| US20160286102A1 (en) * | 2015-03-24 | 2016-09-29 | Semiconductor Components Industries, Llc | Methods of forming curved image sensors |
| CN105004770A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-10-28 | 国家电网公司 | 一种大气腐蚀性监测用电化学传感器及其使用方法 |
| CN106066353A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-11-02 | 厦门乐钢材料科技有限公司 | 柔性阵列参比电极及应用其原位研究金属焊缝腐蚀的方法 |
| CN109983329A (zh) * | 2016-11-18 | 2019-07-05 | 东京电力控股株式会社 | 腐蚀评价方法 |
| CN107449727A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-12-08 | 北京科技大学 | 一种利用腐蚀传感器连续监测野外环境腐蚀性的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 刘晓方,王汉功,黄淑菊,顾海澄: "地下工程环境大气腐蚀监测系统设计" * |
| 曹献龙;萧以德;卢颖;张三平;: "Cu/Fe双电极原电池对环境敏感性的研究" * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109297899A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-01 | 东南大学 | 一种拉索腐蚀传感器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11789042B2 (en) | Energy harvest split core design elements for ease of installation, high performance, and long term reliability | |
| CN102680815B (zh) | 一种复合绝缘子交界面的检测方法及系统 | |
| US8810264B2 (en) | Methods and devices for sensing corrosion under insulation (CUI) | |
| CN101387558B (zh) | 用于电缆导体温度测量的环形传感器的制作方法 | |
| CN105004770A (zh) | 一种大气腐蚀性监测用电化学传感器及其使用方法 | |
| CN208459241U (zh) | 一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器 | |
| CN102021584A (zh) | 一种面向管道运输的阴极保护系统 | |
| US2869003A (en) | Corrosion rate metering system | |
| CN202599891U (zh) | 高压电路及包含高压电路的绝缘子交界面检测系统 | |
| CN108872049A (zh) | 一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法 | |
| CN104597315A (zh) | 一种可编程量子电压标准装置 | |
| CN103226171B (zh) | 一种电缆载流热效应冗余度监测方法 | |
| CN201302491Y (zh) | 用于电缆导体温度测量的环形传感器 | |
| CN105445578A (zh) | 一种测试电力复合脂对电力连接可靠性影响的评估方法 | |
| CN109001104A (zh) | 一种基于高通量积分电量的局部环境腐蚀性评价方法 | |
| CN109283129A (zh) | 用于碳钢冷轧钢板大气环境锈蚀监测的电极及其监测方法 | |
| CN108538408A (zh) | 水下燃料组件导向管上应变计的防水处理工艺 | |
| CN204594386U (zh) | 金属表面液态膜层厚度测量装置 | |
| CN202757870U (zh) | 一种垢下腐蚀实验支架 | |
| CN208672742U (zh) | 无损测定埋地集肤效应电伴热高阻接地故障的装置 | |
| CN109402641B (zh) | 一种管道阴极保护电位检查片测试装置及其制备方法 | |
| Course | Advanced Course | |
| CN220041215U (zh) | 用于差定温式感温电缆的模拟报警检测装置 | |
| CN218865825U (zh) | 一种用于电位矩阵缺陷面检测及监测的柔性探头 | |
| CN202814583U (zh) | 一种载流母排温度测试装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20181123 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |