CN110873735A - 一种飞机表面湿度在线监测传感探头 - Google Patents

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electrode
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张登
金涛
慕仙莲
袁猛
王英芹
刘元海
刘成臣
赵连红
王浩伟
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Abstract

本发明属于飞机结构腐蚀环境要素监控领域，具体一种飞机表面湿度在线监测传感探头。该探头包括：第一线电极、第二线电极、绝缘载体板，其中，第一线电极和第二线电极为同种材料电极并且第一线电极和第二线电极平行地设置在载体板上，第一线电极和第二线电极的间距小于第一线电极和第二线电极的线宽度。该探头监测电极之间的阻抗，可快速反映结构表面是否有液膜或水分存在，该探头重量轻、体积小，可直接贴在飞机结构表面，原位监测，不破坏原有结构，不影响飞机重量、气动外形。

Description

一种飞机表面湿度在线监测传感探头
技术领域
本发明属于飞机结构腐蚀环境要素监控领域，具体涉及一种飞机表面湿度在线监测传感探头。
背景技术
飞机在沿海地区使用时，将要经受高低温、湿热、盐雾、光照、化学污染、雨雪、雾天以及海水溅射等极端恶劣海洋环境的作用，容易造成其机体结构、系统、电子设备及成附件的腐蚀，尤其在飞机结构封闭区、拐角处、地势凹陷区域等极易积水，形成极其恶劣的腐蚀环境，严重影响飞机的结构完整性和功能性。传统飞机的腐蚀维护常采用定期维护的方法，主要是根据使用经验来制定最佳的检测时间和腐蚀防护维修，用于飞机结构涂层的腐蚀损伤监测并制定维修方法，其主要弊端是会出现维护工程的过早和滞后现象，过早维护会造成人力物力以及时间成本的巨大浪费，同时降低装备和设施的使用周期，而滞后会导致腐蚀状况的进一步恶化，不及时的维护则更会降低飞机的使用寿命、安全性及可靠性。据此引入腐蚀视情维修策略，该策略的成功实施主要依赖于技术先进、性能可靠的腐蚀实时在线监测传感探头，为视情维修提供参考，确定最佳的维修时间及维修方案，避免过早维修及维修滞后的弊端。
发明内容
本发明的目的：提供一种飞机表面湿度在线监测传感探头，用于实时在线监测大气环境下飞机结构表面是否有液膜或水分存在，预防腐蚀的发生或扩展，指导飞机结构设计。
本发明的技术方案：
第一方面，提供了一种飞机表面湿度在线监测传感探头，包括：第一线电极、第二线电极、绝缘载体板，其中，第一线电极和第二线电极为同种材料电极并且第一线电极和第二线电极平行地设置在载体板上，第一线电极和第二线电极的间距小于第一线电极和第二线电极的线宽度。
进一步地，第一线电极和第二线电极平行地设置在载体板上，具体包括：第一线电极和第二线电极被设置为交叉指型。
进一步地，第一线电极和第二线电极被设置为交叉指型，具体包括：指宽度小于第一阈值，指间距小于第一线电极和第二线电极的线宽度。
进一步地，第一阈值为4mm。
进一步地，第一线电极和第二线电极的一端均设置有接口用于连接信号采集器。
进一步地，第一线电极和第二线电极为铜电极。
进一步地，绝缘载体板为单层印制电路板。
进一步地，绝缘载体板上还设置有多个螺栓孔。
进一步地，接口的孔直径为1.5mm。
本发明的有益效果：
该探头监测电极之间的阻抗，可快速反映结构表面是否有液膜或水分存在；该探头重量轻、体积小，可直接贴在飞机结构表面，原位监测，不破坏原有结构，不影响飞机重量、气动外形等。
附图说明
图1为根据本发明的飞机表面湿度在线监测传感探头示意图。
图2为根据本发明实施例的表面湿度在线监测传感探头的测试结果图。
其中，1第一电极，2第二电极，3绝缘载体板，4接口。
具体实施方式
为了实时在线监测大气环境下飞机结构表面是否有液膜或水分存在。本发明提供一种飞机表面湿度在线监测传感探头。
下面结合附图详细说明。
本发明的一种飞机表面湿度在线监测传感探头，包括：第一线电极1、第二线电极2、绝缘载体板3，如图1，其中，第一线电极和第二线电极为同种材料电极并且第一线电极和第二线电极平行地设置在载体板上，第一线电极和第二线电极的间距小于第一线电极和第二线电极的线宽度。
进一步地，第一线电极和第二线电极平行地设置在载体板上，具体包括：第一线电极和第二线电极被设置为交叉指型。
进一步地，第一线电极和第二线电极被设置为交叉指型，具体包括：指宽度小于第一阈值，第一阈值可以为4mm，指间距小于第一线电极和第二线电极的线宽度。
进一步地，第一线电极和第二线电极的一端均设置有接口4用于连接信号采集器。
进一步地，第一线电极和第二线电极为铜电极。
进一步地，绝缘载体板3为单层印制电路板。
进一步地，绝缘载体板上还设置有多个螺栓孔，具体可以为四个。
进一步地，接口的孔直径可以为1.5mm。
基本作用原理：
通过在平行(交叉指)电极之间施加一个恒定的直流电位(偏压)，测量电极间的相应电流并获得相应的电压电流比，即测量电极表面水膜的阻抗值，该值与水膜的厚度或含量成反比。
该探头监测电极之间的阻抗，可快速反映结构表面是否有液膜或水分存在；该探头重量轻、体积小，可直接贴在飞机结构表面，原位监测，不破坏原有结构，不影响飞机重量、气动外形等。
实施例：
飞机表面湿度在线监测传感探头主要包括印制电路板(PCB板)、铜电极和接口。
PCB板：尺寸(5.0*4.0)cm，单层，设有固定螺栓孔，重约10g；
铜电极：交叉指型电极，“指”长35mm，“指”宽1mm，“指”与“指”之间距离为1mm，一边有8指。
接口：孔直径1.5mm，用于信号采集器与表面湿度探头的连接。
以下为按照上述探头设计进行的试验验证：将表面湿度探头依次放置于空气、喷水雾状态以及自然干燥，测试并评定表面湿度探头的可靠性，图2为表面湿度在线监测探头验证实例。表面湿度探头初始状态无水放置于空气中，测试阻抗最大；喷雾后在探头表面有水膜形成，此时表面湿度探测测试阻抗急剧下降；停止喷雾自然干燥，表面湿度探头上水膜慢慢蒸发至无水，对应测得的阻抗值逐渐上升至无水状态时的阻抗值。整个过程说明表面湿度探头反应灵敏，可有效监测探头表面是否有水存在。

Claims (9)

1.一种飞机表面湿度在线监测传感探头，其特征在于，包括：第一线电极、第二线电极、绝缘载体板，其中，第一线电极和第二线电极为同种材料电极并且第一线电极和第二线电极平行地设置在载体板上，第一线电极和第二线电极的间距小于第一线电极和第二线电极的线宽度。
2.根据权利要求1所述的传感探头，其特征在于，第一线电极和第二线电极平行地设置在载体板上，具体包括：第一线电极和第二线电极被设置为交叉指型。
3.根据权利要求2所述的传感探头，其特征在于，第一线电极和第二线电极被设置为交叉指型，具体包括：指宽度小于第一阈值，指间距小于第一线电极和第二线电极的线宽度。
4.根据权利要求3所述的传感探头，其特征在于，第一阈值为4mm。
5.根据权利要求1所述的传感探头，其特征在于，第一线电极和第二线电极的一端均设置有接口用于连接信号采集器。
6.根据权利要求1所述的传感探头，其特征在于，第一线电极和第二线电极为铜电极。
7.根据权利要求1所述的传感探头，其特征在于，绝缘载体板为单层印制电路板。
8.根据权利要求1所述的传感探头，其特征在于，绝缘载体板上还设置有多个螺栓孔。
9.根据权利要求5所述的传感探头，其特征在于，接口的孔直径为1.5mm。
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