針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器及其製作方法

2023-06-13 07:28:46 1

專利名稱：針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器及其製作方法
技術領域：
本發明涉及金屬材料腐蝕檢測技術領域，具體涉及一種針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器及其製作方法。
背景技術：
鋁和鋁合金具有優異的力學性能，由於其重量輕、剛度大，廣泛的應用於航天航空領域當中。飛機的承重結構如大梁，桁架等大都採用鋁合金材料。與其他金屬材料相似，鋁合金材料在長期使用過程中會出現結構腐蝕，具體表現為材料表面失去金屬光澤，由銀白色變為暗淡的深灰色，進一步出現點蝕甚至材料剝蝕。飛機在裝配過程中鋁合金結構表面一般都有純鋁層覆蓋或者塗有防腐蝕油漆層。純鋁是很好的耐腐蝕材料，但是在使用過程中，材料表面難免出現破損，從而水汽附著在材料表面形成很薄的液層，這就形成了鋁合金腐蝕的電化學腐蝕場所。鋁合金腐蝕使得材料局部破損，降低了材料的剛度，橫截面積等，同時增加了局部應力集中係數，從而這些腐蝕區域成為了疲勞裂紋的高發區域。及時檢測出鋁合金結構中存在的腐蝕，變得及其重要。目前常使用的方法有目視法和計算機分型技術。這兩種方法並不能對鋁合金腐蝕進行實時在線的監測，並且也不能夠給出腐蝕進行的深度。

發明內容
為了克服上述現有技術存在的不足，本發明提出一種針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器及其製作方法，用該方法製作的傳感器結構簡單，安裝方便，可以實現對鋁合金表面腐蝕實時在線的監測，很好的滿足了鋁合金材料腐蝕檢測的需求。為了達到上述目的，本發明所採用的技術方案是一種針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器，包括CCD面板，CCD面板從底向上依次為側面帶有向外引伸的三針腳引線2的電路板3和內嵌有內引線7的正方形環形針腳底座6，該正方形環形針腳底座6的內部設置有感光區域8，覆蓋CXD面板的正上方的腐蝕監測模塊，腐蝕監測模塊自下而上依次為厚度範圍為0. 15mm-2mm的PVC絕緣耐腐蝕片5 和缺一角的濺射型鋁合金層9，濺射型或蒸鍍型鋁合金層9的豎直方向的投影和感光區域8 缺同樣一角後的豎直方向的投影一致，濺射型或蒸鍍型鋁合金層9的化學成份與待監測的鋁合金基體的化學成份一致，濺射型或蒸鍍型鋁合金層9由從左到右均勻分布的第一鋁合金分層11、第二鋁合金分層12以及第三鋁合金分層13構成，其中第一鋁合金分層11的厚度為0. 05mm、第二鋁合金分層12的厚度為0. 15mm，第三鋁合金分層13的厚度為0. 3mm。所述的針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器的製作方法，步驟如下步驟1 選取攝像專用CXD面板，調節CXD面板的色彩為黑白模式，然後去除掉CXD 面板的感光區域8表面的保護玻璃片。步驟2 選取豎直投影面積比該CXD面板的正方形環形針腳底座6的豎直投影面積大的PVC絕緣耐腐蝕片5，PVC絕緣耐腐蝕片5的厚度範圍為0. 15mm-2mm，作為濺射型或蒸鍍型鋁合金層9的製作基體；
步驟3 使用純丙酮清洗PVC絕緣耐腐蝕片5直至去除掉其下表面的油汙，使用細砂紙，將CXD面板的正方形環形針腳6的底座打磨成平面，再使用純丙酮清洗該平面，待乾燥後，使用強力膠水均勻塗抹於該表面上，將PVC絕緣耐腐蝕片5粘貼於其上，直到膠水凝固；步驟4 在PVC絕緣耐腐蝕片5上表面選取豎直方向的投影和感光區域8豎直方向的投影一致的區域作為濺射或蒸鍍區域，該濺射或蒸鍍區域從左到右均勻分為第一分區域、第二分區域和第三分區域，然後選取化學成份與待監測的鋁合金基體的化學成份一致的鋁合金，再用濺射或蒸鍍的方式將該鋁合金在第一分區域、第二分區域和第三分區域分別濺射或蒸鍍出0. 05mm厚度的第一鋁合金分層11、0. 15mm厚度的第二鋁合金分層12以及 0. 3mm厚度的第三鋁合金分層13，第一鋁合金分層11、第二鋁合金分層12以及第三鋁合金分層13構成了濺射型或蒸鍍型鋁合金層9 ；步驟5 使用刀具在濺射型或蒸鍍型鋁合金層9表面上的預設位置做一個標記，以此作為計算機監測的參考原點，另外切割去濺射型或蒸鍍型鋁合金層9四個角中的一個；步驟6 使用剪刀減去PVC絕緣耐腐蝕片5超出正方形環形針腳6底座的多餘部分，使得PVC絕緣耐腐蝕片5的四個邊正好和正方形環形針腳底座四個邊一一對齊；步驟7 使用黑色絕緣膠布將PVC絕緣耐腐蝕片5上未覆蓋濺射型或蒸鍍型鋁合金層9的區域粘貼起來，最終使得PVC絕緣耐腐蝕片5PVC薄片上只有濺射型或蒸鍍型鋁合金層9所處的區域能透光；步驟8 使用黑色絕緣膠布將CXD面板覆蓋保護起來，只露出三針腳引線2。本發明通過CCD面板以及覆蓋CCD面板的正上方的腐蝕監測模塊，腐蝕監測模塊自下而上依次為厚度範圍為0. 15mm-2mm的PVC絕緣耐腐蝕片5和缺一角的濺射型鋁合金層9，其結構簡單，安裝方便，可以實現對鋁合金表面腐蝕實時在線的監測，很好的滿足了鋁合金材料腐蝕檢測的需求。


圖1為本發明的傳感器結構示意圖俯視圖。圖2為本發明的傳感器結構示意圖左視圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實例對本發明作更詳細的說明。如圖1和圖2所示，針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器，包括CXD面板， CCD面板的從底向上依次為側面帶有向外引伸的三針腳引線2的電路板3和內嵌有內引線 7的正方形環形針腳底座6，該正方形環形針腳底座6的內部設置有感光區域8，覆蓋CCD面板的正上方的腐蝕監測模塊，腐蝕監測模塊自下而上依次為厚度範圍為0. 15mm-2mm的PVC 絕緣耐腐蝕片5和缺一角的濺射型鋁合金層9，濺射型或蒸鍍型鋁合金層9的豎直方向的投影和感光區域8缺同樣一角後的豎直方向的投影一致，濺射型或蒸鍍型鋁合金層9的化學成份與待監測的鋁合金基體的化學成份一致，濺射型或蒸鍍型鋁合金層9由從左到右均勻分布的第一鋁合金分層11、第二鋁合金分層12以及第三鋁合金分層13構成，其中第一鋁合金分層11的厚度為0. 05mm、第二鋁合金分層12的厚度為0. 15mm，第三鋁合金分層13的厚度為0. 3mmο所述的針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器的製作方法，步驟如下步驟1 選取攝像專用CXD面板，調節CXD面板的色彩為黑白模式，然後去除掉CXD 面板的感光區域8表面的保護玻璃片。步驟2 選取豎直投影面積比該CXD面板的正方形環形針腳底座6的豎直投影面積大的PVC絕緣耐腐蝕片5，PVC絕緣耐腐蝕片5的厚度範圍為0. 15mm-2mm，作為濺射型或蒸鍍型鋁合金層9的製作基體；步驟3 使用純丙酮清洗PVC絕緣耐腐蝕片5直至去除掉其下表面的油汙，使用細砂紙，將CXD面板的正方形環形針腳6的底座打磨成平面，再使用純丙酮清洗該平面，待乾燥後，使用強力膠水均勻塗抹於該表面上，將PVC絕緣耐腐蝕片5粘貼於其上，直到膠水凝固；步驟4 在PVC絕緣耐腐蝕片5上表面選取豎直方向的投影和感光區域8豎直方向的投影一致的區域作為濺射或蒸鍍區域，該濺射或蒸鍍區域從左到右均勻分為第一分區域、第二分區域和第三分區域，然後選取化學成份與待監測的鋁合金基體的化學成份一致的鋁合金，再用濺射或蒸鍍的方式將該鋁合金在第一分區域、第二分區域和第三分區域分別濺射或蒸鍍出0. 05mm厚度的第一鋁合金分層11、0. 15mm厚度的第二鋁合金分層12以及 0. 3mm厚度的第三鋁合金分層13，第一鋁合金分層11、第二鋁合金分層12以及第三鋁合金分層13構成了濺射型或蒸鍍型鋁合金層9 ；步驟5 使用刀具在濺射型或蒸鍍型鋁合金層9表面上的預設位置做一個標記，以此作為計算機監測的參考原點，另外切割去濺射型或蒸鍍型鋁合金層9四個角中的一個；步驟6 使用剪刀減去PVC絕緣耐腐蝕片5超出正方形環形針腳6底座的多餘部分，使得PVC絕緣耐腐蝕片5的四個邊正好和正方形環形針腳底座四個邊一一對齊；步驟7 使用黑色絕緣膠布將PVC絕緣耐腐蝕片5上未覆蓋濺射型或蒸鍍型鋁合金層9的區域粘貼起來，最終使得PVC絕緣耐腐蝕片5PVC薄片上只有濺射型或蒸鍍型鋁合金層9所處的區域能透光；步驟8 使用黑色絕緣膠布將CCD面板覆蓋保護起來，只露出三針腳引線2。
權利要求
1.一種針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器，包括CCD面板，其特徵在於CCD 面板的從底向上依次為側面帶有向外引伸的三針腳引線(2)的電路板(3)和內嵌有內引線(7)的正方形環形針腳底座(6)，該正方形環形針腳底座(6)的內部設置有感光區域 (8)，覆蓋CCD面板的正上方的腐蝕監測模塊，腐蝕監測模塊自下而上依次為厚度範圍為 0. 15mm-2mm的PVC絕緣耐腐蝕片(5)和缺一角的濺射型鋁合金層(9)，濺射型或蒸鍍型鋁合金層(9)的豎直方向的投影和感光區域(8)缺同樣一角後的豎直方向的投影一致，濺射型或蒸鍍型鋁合金層(9)的化學成份與待監測的鋁合金基體的化學成份一致，濺射型或蒸鍍型鋁合金層(9)由從左到右均勻分布的第一鋁合金分層(11)、第二鋁合金分層(12)以及第三鋁合金分層(13)構成，其中第一鋁合金分層(11)的厚度為0.05mm、第二鋁合金分層 (12)的厚度為0. 15mm，第三鋁合金分層(13)的厚度為0. 3mm。
2.根據權利要求1所述的針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器的製作方法，步驟如下步驟1 選取攝像專用CCD面板，調節CCD面板的色彩為黑白模式，然後去除掉CCD面板的感光區域(8)表面的保護玻璃片。步驟2:選取豎直投影面積比該CCD面板的正方形環形針腳底座(6)的豎直投影面積大的PVC絕緣耐腐蝕片(5)，PVC絕緣耐腐蝕片(5)的厚度範圍為0. 15mm-2mm，作為濺射型或蒸鍍型鋁合金層(9)的製作基體；步驟3 使用純丙酮清洗PVC絕緣耐腐蝕片(5)直至去除掉其下表面的油汙，使用細砂紙，將C⑶面板的正方形環形針腳(6)的底座打磨成平面，再使用純丙酮清洗該平面，待乾燥後，使用強力膠水均勻塗抹於該表面上，將PVC絕緣耐腐蝕片(5)粘貼於其上，直到膠水凝固；步驟4 在PVC絕緣耐腐蝕片(5)上表面選取豎直方向的投影和感光區域8豎直方向的投影一致的區域作為濺射或蒸鍍區域，該濺射或蒸鍍區域從左到右均勻分為第一分區域、 第二分區域和第三分區域，然後選取化學成份與待監測的鋁合金基體的化學成份一致的鋁合金，再用濺射或蒸鍍的方式將該鋁合金在第一分區域、第二分區域和第三分區域分別濺射或蒸鍍出0.05mm厚度的第一鋁合金分層(11)、0. 15mm厚度的第二鋁合金分層(12)以及 0.3mm厚度的第三鋁合金分層(13)，第一鋁合金分層(11)、第二鋁合金分層(12)以及第三鋁合金分層(13)構成了濺射型或蒸鍍型鋁合金層(9)；步驟5 使用刀具在濺射型或蒸鍍型鋁合金層(9)表面上的預設位置做一個標記，以此作為計算機監測的參考原點，另外切割去濺射型或蒸鍍型鋁合金層(9)四個角中的一個；步驟6 使用剪刀減去PVC絕緣耐腐蝕片(5)超出正方形環形針腳(6)底座的多餘部分，使得PVC絕緣耐腐蝕片(5)的四個邊正好和正方形環形針腳底座四個邊一一對齊；步驟7:使用黑色絕緣膠布將PVC絕緣耐腐蝕片(5)上未覆蓋濺射型或蒸鍍型鋁合金層(9)的區域粘貼起來，最終使得PVC絕緣耐腐蝕片5PVC薄片上只有濺射型或蒸鍍型鋁合金層(9)所處的區域能透光；步驟8 使用黑色絕緣膠布將CCD面板覆蓋保護起來，只露出三針腳引線(2)。
全文摘要
一種針對鋁合金材料表面進行腐蝕監測的傳感器及其製作方法，通過CCD面板以及覆蓋CCD面板的正上方的腐蝕監測模塊，腐蝕監測模塊自下而上依次為厚度範圍為0.15mm-2mm的PVC絕緣耐腐蝕片和缺一角的濺射型鋁合金層，該傳感器結構簡單，安裝方便，可以實現對鋁合金表面腐蝕實時在線的監測，很好的滿足了鋁合金材料腐蝕檢測的需求。
文檔編號G01N17/02GK102353627SQ201110160900
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月16日 優先權日2011年6月16日
發明者劉馬寶, 李雲超 申請人:西安交通大學