CN208459241U - 一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器 - Google Patents
一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器 Download PDFInfo
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Abstract
一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器，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，得到传感器。将传感器连接到高精度电流表，通过高精度电流表连续监测传感器的电流值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，可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
本实用新型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。
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。本实用新型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，传感器由绝缘漆或绝缘软套管、金属丝一、绝缘树脂或胶、金属丝二、低电阻导线构成。
金属丝一和金属丝二上表面的金属处于裸露状态，下表面和侧面都带有绝缘漆或绝缘软套管，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，两根金属丝分别与低电阻率导线连接。
进一步地，所述绝缘漆或绝缘软套管的厚度为0.1mm-2mm；
进一步地，如上所述两种金属丝形状可变，金属丝材质包括但不限于Zn丝和Cu丝、Fe丝和Cu丝、Fe丝和Ti丝、Cu丝和Ti丝等。
如上所述的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。
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。
本实用新型的柔性传感器具有以下显著优点：
由于本实用新型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，本实用新型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为本实用新型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
为使本实用新型要解决的技术问题、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。
本实用新型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，证实本实用新型的柔性传感器适用于大数据监测环境腐蚀性。
Claims (3)
1.一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器，其特征在于传感器由绝缘漆或绝缘软套管、金属丝一、绝缘树脂或胶、金属丝二、低电阻导线构成；
金属丝一和金属丝二上表面的金属处于裸露状态，下表面和侧面都带有绝缘漆或绝缘软套管，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，两根金属丝分别与低电阻率导线连接。
2.如权利要求1所述一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器，其特征在于所述绝缘漆或绝缘软套管的厚度为0.1mm-2mm。
3.如权利要求1所述一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器，其特征在于所述两根金属丝形状可变，金属丝材质为Zn丝和Cu丝、Fe丝和Cu丝、Fe丝和Ti丝、Cu丝和Ti丝。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201820963507.0U CN208459241U (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 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201820963507.0U CN208459241U (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 |
Publications (1)
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| CN208459241U true CN208459241U (zh) | 2019-02-01 |
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ID=65169806
Family Applications (1)
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| CN201820963507.0U Active CN208459241U (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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN208459241U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110018113A (zh) * | 2019-04-29 | 2019-07-16 | 北京科技大学 | 一种适用于腐蚀大数据监测的高通量传感器及制造方法 |
| CN114441433A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-05-06 | 浙江钱浪智能信息科技有限公司 | 用于腐蚀监测的电阻探针 |
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2018
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| US11555778B2 (en) | 2019-04-29 | 2023-01-17 | University Of Science And Technology Beijing | High-flux sensor suitable for corrosion big data monitoring and manufacturing method |
| CN114441433A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-05-06 | 浙江钱浪智能信息科技有限公司 | 用于腐蚀监测的电阻探针 |
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