用於檢測腐蝕可能性的系統和方法

2023-10-18 11:59:34 2

專利名稱：用於檢測腐蝕可能性的系統和方法
技術領域：
本發明大體涉及用於檢測腐蝕可能性的系統和方法。
背景技術：
在冶金領域中，可以存在許多類型的腐蝕。電化腐蝕是特徵在於電化學過程的腐蝕的一種具體形式，其中一金屬優先於另一金屬腐蝕。 為了電化腐蝕存在，兩金屬必須電接觸並沉浸在電解液中。這樣的構造常常稱為「電耦」並且當每一金屬具有不同電極電位時發生。各種金屬常常根據它們在「陽極索引(Anodic Index)」中的電極電位而排序，其中鎂具有比鋼通常更高的電位，鋼具有比銅通常更高的電位，金具有最低的電位。在電耦中，電解液提供用於運輸金屬離子的途徑，電接觸確保電子從較強陽極性金屬到較弱陽極性(即，較強陰極性)金屬的遷移。這導致陽極金屬的腐蝕比它本來會有的腐蝕更快，而陰極金屬的腐蝕被減緩，甚至到停止點。腐蝕的可替換模式可以包括縫隙腐蝕和/或點蝕。在縫隙腐蝕和點蝕中，例如，假電耦在單件金屬的兩個區域之間實現。例如，在縫隙內金屬的極化可以通過不流動的電解液的存在而改變。該經改變的電位，例如，用作陽極，並優先於金屬的其餘部分腐蝕，所述其餘部分可以有較強陰極性。

發明內容
一種系統可以用於檢測第一金屬和第二金屬之間的腐蝕，其中，第二金屬定位為鄰近第一金屬。所述系統可以包括處理器，所述處理器電聯接到第一和第二金屬中的每個，並配置為監視第一金屬和第二金屬之間的複數阻抗，其中，所述複數阻抗可以包括實部和虛部。處理器可以將複數阻抗的實部與第一閾值比較，將複數阻抗的虛部與第二閾值比較，如果實部和虛部中的至少一個在它相應閾值以下，處理器還可指示腐蝕可能性。在一實施例中，系統可以在機動車輛內實施，並且可以，例如，指示設置在卷邊結構中或車輪中的兩金屬之間的腐蝕可能性。處理器可以配置為，如果被監視的複數阻抗的虛部處於第二閾值以下，則指示存在與第一和第二金屬接觸的電解溶液。此外，在第一金屬和第二金屬之間設置有電絕緣材料的系統中，處理器可以配置為，如果被監視的複數阻抗的實部處於第一閾值以下，指示絕緣材料的毀壞。如果指示存在所述溶液，處理器可以還能夠採取補救動作，以去除電解溶液。這樣的補救動作可以包括激勵電阻加熱元件，所述電阻加熱元件定位為接近第一和第二金屬，以蒸發所述溶液。同樣，處理器可以通過將診斷故障代碼存儲在設置在車輛內的車載計算機的存儲器中而指示絕緣材料的損壞。此外，檢測第一金屬和第二金屬之間的腐蝕可能性的方法可以包括監視第一和第二金屬之間的複數阻抗，其中複數阻抗包括實部和虛部。接下來，方法可以包括將複數阻抗的實部與第一閾值比較，將複數阻抗的虛部與第二閾值比較；如果實部和虛部中的至少一個在它們相應閾值以下，處理器還指示腐蝕可能性。該方法可以還包括，如果指示存在電解溶液，採取補救動作，以去除所述溶液。本發明的上述特徵和優勢及其他特徵和優勢將通過用於實施本發明的最佳模式的以下詳細描述並連同附圖而顯而易見。


圖I是用於指示兩金屬之間的腐蝕可能性的系統的示意圖。圖2是用於指示兩金屬之間的腐蝕可能性的方法的流程圖。圖3是用於指示在卷邊閉合結構中兩個板之間的腐蝕可能性的系統的示意性橫截面視圖。圖4是用於指示在汽車車輪組件中的輪和輪軸之間的腐蝕可能性的系統的示意 圖。
具體實施例方式參考附圖，其中在多個視圖中相同的附圖標記用於識別相似或相同的構件，圖I示意性地示出系統10，所述系統10用於指示第一金屬12和第二金屬14之間的腐蝕可能性。系統10，例如可在機動車輛16內使用，以檢測特定金屬是否存在腐蝕的風險，或腐蝕是否已經開始發生。如圖I中示意性地示出的，金屬12、14可以設置在局部環境18中。在局部環境18內，金屬12、14可以經受各種環境條件，包括暴露於電解溶液20，所述電解溶液20可以不時地接觸每一金屬12、14。在機動車輛背景下，例如，電解溶液20可以包括來自道路上的水，所述水可以潑濺到金屬12、14上。可替換地，其可以包括已經落到車輛16的本體上的雨， 在此過程中覆蓋各金屬。在具體構造中，電絕緣材料(S卩，間隔件22)可以設置在第一和第二金屬12、14之間，並可以操作為使金屬彼此電絕緣。間隔件22可以是獨立的物體，諸如橡膠環，定位在第一和第二金屬12、14之間。替換地，間隔件22可以是塗層，所述塗層應用到所述金屬中的一個或兩個，以使其與其它金屬和環境18絕緣。例如，在第一金屬12是鎂合金以及第二金屬14是鋼合金的情況下，鎂合金可以在與鋼零件組裝之前被陽極化或塗布有惰性材料。這樣，陽極化表面或惰性塗層可以用作鎂和鋼金屬之間的電絕緣間隔件22。當被恰當維護時，間隔件22可以抑制或阻止電耦在兩金屬12、14之間的建立。這可以減少一金屬可優先於另一金屬腐蝕的可能性。如果塗層變為被損壞，在毀壞位置處的局部電化腐蝕可以產生縫隙。任何這樣的縫隙的建立可以進一步加速帶塗層的板中的腐蝕侵襲，以及可以導致更多塗層剝離，引起進一步的電化腐蝕。如圖I示意性地示出的，系統10可以包括處理器24，所述處理器24與第一和第二金屬12、14中的每一個電聯接。該聯接可以例如通過使用電線26而實現。處理器24可以被實施為伺服器或主機，即，一個或多個數字計算機或數據處理裝置，每一個具有一個或多個微處理器或中央處理單元(CPU)、只讀存儲器(ROM)、隨機訪問存儲器(RAM)、電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、高速時鐘、模擬-數字(A/D)電路、數字-模擬(D/A)電路和任何所需的輸入/輸出(I/O)電路和裝置，以及信號調節和緩衝電子設備。
儘管為了簡單和清楚而在圖I中示出為單個裝置，處理器24的各元件可以按照應用所需而在許多不同硬體和軟體部件上進行分配。單獨的控制程序/指令可以駐於處理器中，並可以存儲在相關聯的有形的、非瞬時的、電可讀介質28中。電可讀介質28可以實施為R0M、RAM、EEPR0M、或快閃記憶體、或可以是多種不同類型的組合。存儲在電可讀介質28上的指令可以被處理器24的各硬體部件自動地執行。為了檢測相鄰金屬12、14之間的腐蝕可能性，處理器24可以配置為監視存在於金屬之間的複數阻抗。複數阻抗可以包括實部和虛部兩者，其中實部可以表示電阻，虛部可以表示電抗。電阻通常被理解為每單位的電流跨過電路元件的電壓掉落測量值。電抗更常用作電路元件對電流變化的抵抗的測量值。在交流(AC)電路中，電抗可以表示通過電路元件的正弦交流電流波的相變。複數阻抗Z常常表示為(實)電阻R和(虛)電抗X的和，如公式I所示。Z = R+jX 公式 I在圖I所示布置中，複數阻抗的實部(S卩，電阻R)可以指示第一和第二金屬12、14之間的電聯接的質量。如果電絕緣間隔件22設置在所述金屬之間，較高電阻R可以指示間隔件未受損傷並使金屬正常絕緣(即，為金屬之間的電流流過提供阻力)。相反地，較低電阻R可以指示間隔件已被毀壞或受損，並可需要被替換。複數阻抗的虛部(即，電抗X)可以指示存在與第一金屬12和第二金屬14均接觸的電解溶液20。這樣，較低電抗X可以指示存在電解溶液20，而較高電抗X可以指示沒有電解溶液20。這些關係可以總結在表I中。表I :
權利要求
1.一種車輛子組件，包括 第一金屬; 第二金屬，鄰近第一金屬；和 處理器，電聯接到第一和第二金屬中的每一個；所述處理器配置為 監視第一金屬和第二金屬之間的複數阻抗，所述複數阻抗包括實部和虛部； 將複數阻抗的實部與第一閾值比較； 將複數阻抗的虛部與第二閾值比較；和 如果實部和虛部中的至少一個在它們的相應閾值以下，指示腐蝕可能性。
2.如權利要求I所述的車輛子組件，其中，所述處理器配置為，如果被監視的複數阻抗的虛部處於第二閾值以下，則指示存在與第一和第二金屬接觸的電解溶液。
3.如權利要求2所述的車輛子組件，其中，所述處理器配置為，如果指示存在電解溶液，則採取補救動作，以去除所述溶液。
4.如權利要求3所述的車輛配件，其中，所述補救動作包括激勵電阻加熱元件，所述電阻加熱元件定位為接近第一和第二金屬。
5.如權利要求I所述的車輛子組件，還包括設置在第一金屬和第二金屬之間的電絕緣材料；且其中，所述處理器配置為，如果被監視的複數阻抗的實部處於第一閾值以下，則指示絕緣材料的毀壞。
6.如權利要求I所述的車輛子組件，其中，所述處理器配置為通過將診斷故障代碼存儲在設置在車輛內的車載計算機的存儲器中或點亮車輛內的指示燈而指示絕緣材料的損壞。
7.如權利要求I所述的車輛子組件，其中，第一金屬和第二金屬設置在卷邊結構中。
8.如權利要求I所述的車輛子組件，其中，第一和第二金屬中的至少一個包括車輛車輪。
9.如權利要求I所述的車輛子組件，其中，所述處理器還配置為監視第一和第二金屬之間的電位。
10.一種用於指示第一金屬和第二金屬之間的腐蝕可能性的系統，該系統包括 處理器，電聯接到第一和第二金屬中的每個，所述處理器包括有形的、非瞬時的、電可讀介質，指令存儲在所述介質中； 所述處理器配置為執行所述指令，以 監視第一和第二金屬之間的複數阻抗，所述複數阻抗包括實部和虛部； 將複數阻抗的實部與第一閾值比較； 將複數阻抗的虛部與第二閾值比較；和 如果實部和虛部中的至少一個在它們的相應閾值以下，指示腐蝕可能性。
全文摘要
本發明涉及用於檢測腐蝕可能性的系統和方法。所述系統可以用於檢測第一金屬和第二金屬之間的腐蝕，其中，第二金屬定位為鄰近第一金屬。所述系統可以包括處理器，所述處理器電聯接到第一和第二金屬中的每個，並配置為監視第一金屬和第二金屬之間的複數阻抗，其中，所述複數阻抗可以包括實部和虛部。處理器可以將複數阻抗的實部與第一閾值比較，將複數阻抗的虛部與第二閾值比較，如果實部和虛部中的至少一個在它們相應閾值以下，處理器還指示腐蝕可能性。
文檔編號G01N17/02GK102735603SQ20121009160
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月30日 優先權日2011年3月30日
發明者A.M.庫馬, A.特瓦裡, D.薩克德瓦, J.T.卡特, K.德什潘德, P.班德約帕德亞 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司