腐蝕傳感器及腐蝕監測系統的製作方法

2023-11-06 06:47:17

本實用新型涉及腐蝕監控技術領域，具體而言，涉及一種腐蝕傳感器。本實用新型還涉及一種腐蝕監測系統。

背景技術：

在惡劣環境中運行的裝備常常會經受較快的腐蝕速率，加快的腐蝕速率可導致裝備的過早老化，破壞裝備的使用性能，嚴重時還會出現使用事故。這樣的裝備有很多，例如航空器、潛航器、鍋爐等。

以航空器為例，當前運行的航空器主結構多為鋁合金，在使用一段時間後，由於腐蝕環境的存在其鋁合金結構會發生腐蝕。

目前行業現狀是：航空運營人根據維修方案定期將航空器拆卸開進行檢查，發現腐蝕則進行處理；尤其對於航空器的隱蔽區域，更是只有通過拆卸才得以檢測。然而不同航空器的使用環境的差異很大以及運輸過程中某些意外事件的發生，單個航空器其內部腐蝕環境的存在和實際腐蝕的發生具有一定的隨機性，因此當前定期拆開檢查效果不佳，有些航空器拆開檢查正常，而另外一些航空器拆開後腐蝕嚴重。

因此，現有技術不能方便地監測裝備的腐蝕情況。

技術實現要素：

本實用新型旨在提供一種腐蝕傳感器，以解決現有技術不能方便地監測裝備的腐蝕情況。

本實用新型的另一目的在於提供一種具備上述腐蝕傳感器的腐蝕監測系統。

本實用新型的實施例是這樣實現的：

一種腐蝕傳感器，用於感應待測件的腐蝕情況，其包括至少兩個截面尺寸不同的腐蝕探測絲。腐蝕探測絲由導電材質構成。各個腐蝕探測絲的一端相互電性連接在一起形成第一電極，各個腐蝕探測絲的另一端分別構成第二電極。

本實用新型實施例中的腐蝕傳感器包括至少兩個不同截面尺寸的腐蝕探測絲，腐蝕探測絲在使用環境中將逐漸被腐蝕。對於各個不同截面尺寸的腐蝕探測絲來說，截面尺寸較小的腐蝕探測絲將較早受腐蝕斷裂，而截面較大的腐蝕探測絲將較晚受腐蝕斷裂。從而可以通過測量第一電機和各個第二電極之間的通斷情況來判斷當前受腐蝕斷裂的截面尺寸最大的腐蝕探測絲，即可認為待測件受到的腐蝕程度在該腐蝕探測絲和比其大一級的腐蝕探測絲之間。

另外，根據導體的截面越小其阻值越大的原理，還可通過分別測量第一電極和各個第二電極之間的阻值來實現更加精確地判斷各個腐蝕探測絲的腐蝕程度，作為反映待測件腐蝕程度的評價參考。

進一步地：

腐蝕傳感器還包括絕緣承片，各個腐蝕探測絲彼此間隔地設置於絕緣承片。

進一步地：

絕緣承片的表面設有至少兩個凹槽，各個腐蝕探測絲對應設置於各個凹槽內部。

進一步地：

腐蝕探測絲呈U形，各個腐蝕探測絲相互間隔地嵌套設置。

進一步地：

腐蝕探測絲共有三條，從外到內厚度依次為0.03mm、0.06mm、0.09mm。

進一步地：

腐蝕探測絲的材質與待測件的材質相同。

進一步地：

腐蝕傳感器還包括電性連接第一電極的第一導線和分別電性連接各個第二電極的多個第二導線。

進一步地：

第一導線和腐蝕探測絲連接處的外表面包覆有第一封裝層，第二導線和腐蝕探測絲連接處的外表面包覆有第二封裝層。

進一步地：

第一導線和第二導線的外表面設有絕緣封裝層。

一種腐蝕監測系統，用於監測待測件的腐蝕情況，其包括監測器和若干前述的腐蝕傳感器，腐蝕傳感器布設於待測件的待測部位。監測器電連接於腐蝕傳感器的第一電極和第二電極之間並用於監測腐蝕探測絲的通斷和/或阻值大小。

本實用新型實施例中的腐蝕監測系統通過在待測件的待測部位布設前述的腐蝕傳感器的方式來感應待測部位的腐蝕程度，並通過電連接各個腐蝕傳感器的監測器來監測各個腐蝕傳感器的腐蝕探測絲的通斷和/或阻值大小，以作為待測件的腐蝕狀況的參照，具有能夠方便地監測裝備的腐蝕情況的有益效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應被看作是對範圍的限定，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本實用新型實施例中的腐蝕監測系統的結構示意圖；

圖2是圖1中的腐蝕傳感器的結構示意圖；

圖3是圖2沿III-III線的剖視圖；

圖4是圖2的A向視圖；

圖5是圖1中的腐蝕傳感器的另一種實施方式的結構示意圖；

圖6是圖1中的腐蝕傳感器的再一種實施方式的結構示意圖。

圖標：001-腐蝕監測系統；010-腐蝕傳感器；100-腐蝕探測絲；200-絕緣承片；900-監測器；C1-凹槽；F1-第一封裝層；F2-第二封裝層；F3-絕緣封裝層；L1-第一導線；L2-第二導線；P1-第一電極；P2-第二電極；J1-待測件；910-數據採集器；920-數據處理器。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本實用新型的範圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨後的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，若出現術語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝備或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，本實用新型的描述中若出現術語「第一」、「第二」等僅用於區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，本實用新型的描述中若出現術語「水平」、「豎直」等術語並不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如「水平」僅僅是指其方向相對「豎直」而言更加水平，並不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，若出現術語「設置」、「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

實施例

圖1是本實用新型實施例中的腐蝕監測系統001的結構示意圖；圖2是圖1中的腐蝕傳感器010的結構示意圖；圖3是圖2沿III-III線的剖視圖。

請參加圖1，本實用新型實施例中的腐蝕監測系統001用於監測待測件J1的腐蝕情況。圖1中以航空飛機為例，並用點畫線示出航空飛機的結構。當然該處的待測件J1還可以是其他需要監測的裝備，尤其是受腐蝕影響較大的、或是腐蝕狀態較嚴重地影響其使用性能、甚至影響其安全性的裝備，如潛水器、發動機等。

請繼續參見圖1，本實用新型實施例中的腐蝕監測系統001包括監測器900和若干腐蝕傳感器010，腐蝕傳感器010布設於待測件J1的待測部位。

請配合參見圖2、圖3，本實施例中的腐蝕傳感器010用於感應待測件J1的腐蝕情況，其包括絕緣承片200和至少兩個截面尺寸不同的腐蝕探測絲100，各個腐蝕探測絲100彼此間隔地設置於絕緣承片200。腐蝕探測絲100由導電材質構成。各個腐蝕探測絲100的一端相互電性連接在一起形成第一電極P1，各個腐蝕探測絲100的另一端分別構成第二電極P2。

本實用新型實施例中的腐蝕傳感器010包括至少兩個不同截面尺寸的腐蝕探測絲100，腐蝕探測絲100在使用環境中將逐漸被腐蝕。對於各個不同截面尺寸的腐蝕探測絲100來說，截面尺寸較大的腐蝕探測絲100將較早受腐蝕斷裂，而截面較大的腐蝕探測絲100將較晚。從而可以通過測量第一電極P1和各個第二電極P2之間的通斷情況來判斷當前受腐蝕斷裂的截面尺寸最大的腐蝕探測絲100，即可認為待測件J1受到的腐蝕程度在該腐蝕探測絲100和比其大一級的腐蝕探測絲100之間。

另外，根據導體的截面越小其阻值越大的原理，還可通過分別測量第一電極P1和各個第二電極P2之間的阻值來實現更加精確地判斷各個腐蝕探測絲100的腐蝕程度，作為反映待測件J1腐蝕程度的評價參考。

本實施例中的腐蝕探測絲100可通過蝕刻的加工工藝嵌設於絕緣承片200的表面，即在絕緣承片200的表面通過蝕刻形成至少兩個凹槽C1，各個腐蝕探測絲100對應填充設置於各個凹槽C1內部。絕緣承片200可使用工程塑料薄片製成。

在本實用新型實施例中的一個可選方案中，腐蝕探測絲100呈U形，各個腐蝕探測絲100相互間隔地嵌套設置。絕緣承片200為矩形，腐蝕探測絲100的兩個端部分別位於靠近絕緣承片200一邊附近。腐蝕探測絲100共有三條，從外到內厚度依次為0.03mm、0.06mm、0.09mm。各個腐蝕探測絲100的帶寬相等，例如設置為1mm，且其外端面設置得與絕緣承片200的表面齊平，使得各個腐蝕探測絲100露出的表面積相等，由此，各個腐蝕探測絲100被腐蝕的厚度將作為唯一的反應其腐蝕程度的參數，可對應反映待測件J1的腐蝕程度。

進一步地，腐蝕探測絲100的材質與待測件J1的材質相同。例如，對於航空飛機，其主要結構多為2024鋁合金或7075鋁合金，因此對應的腐蝕探測絲100也採用2024或7075鋁合金構成。在使用中腐蝕探測絲100的材料和表面塗層完全與待測件J1相同，兩者處於相同的腐蝕環境，因此腐蝕探測絲100能夠直接地反映待測件J1的腐蝕狀態。當然腐蝕探測絲100的截面積相較結構件來說很小，因此能夠在待測件J1嚴重腐蝕前監測到待測件J1的腐蝕狀況和進程，便於使用者採取相關措施對腐蝕部位進行處理。當待測件J1處於腐蝕環境時，腐蝕傳感器010中的腐蝕探測絲100也被腐蝕，由於腐蝕發生是一個漸進的過程，因此一般情況下截面較小的腐蝕探測絲100會被先腐蝕斷，截面稍大一些的腐蝕探測絲100則後被腐蝕斷，故在腐蝕傳感器010內布置多個截面尺寸不同的腐蝕探測絲100，通過監測器900監測腐蝕傳感器010不同截面尺寸的腐蝕探測絲100的通斷情況和阻值變化情況，就可以監測部位是否有腐蝕環境以及腐蝕的進展情況，從而實現監測待測件J1結構的腐蝕狀況。

為方便腐蝕傳感器010感應到的信號的傳出，腐蝕傳感器010還包括電性連接第一電極P1的第一導線L1和分別電性連接各個第二電極P2的多個第二導線L2，第一導線L1和第二導線L2的外表面設有絕緣封裝層F3。優選地，第一導線L1和各個第二導線L2封裝於同一個絕緣封裝層F3。

圖4是圖2的A向視圖。請配合參見圖4，第一導線L1和腐蝕探測絲100連接處的外表面包覆有第一封裝層F1，第二導線L2和腐蝕探測絲100連接處的外表面包覆有第二封裝層F2,以避免第一導線L1、第二導線L2與腐蝕探測絲100連接處過早腐蝕和斷裂，以使腐蝕探測絲100不能準確反映腐蝕程度。

請再次參加圖1，監測器900電連接於腐蝕傳感器010的第一電極P1和第二電極P2之間並用於監測腐蝕探測絲100的通斷和/或阻值大小。設置時，可將腐蝕傳感器010設置於待測件J1的隱蔽部位，然後用導線引出腐蝕傳感器010的第一電極P1和第二電極P2至易接近的地方，再進行連接監測器900。例如，對於航空飛機來說，監控器可直接設置航空飛機駕駛室內，並可於航空飛機的電氣系統共用電源、圖形界面、作業系統等。當然，監測器900同樣可以設置在機場監控站，設置於航空飛機上的腐蝕傳感器010感應到的腐蝕狀態信號可通過無線網絡傳輸至監控站內的監測器900，或者在航空飛機停留在機場時通過數據載體從航空飛機上讀取保存相關數據，再輸入監控站內的監測器900進行數據分析處理。本實施例中的待測件J1的待測部位的選擇可以是待測件J1的重要位置或是隱蔽不便觀察的部位。

請再次參見圖1，監測器900可包括數據採集器910和數據處理器920。數據採集器910用於採集各個腐蝕傳感器010的電信號。數據處理器920可將所採集的數據反饋到待測件J1的三維數字模型上，形象地表達待測件J1各個待測位置的腐蝕程度，便於使用者直觀地了解待測件J1各個待測部位的腐蝕狀態；也可設置成無線信號傳輸器，以通過無線信號將數據採集器910傳過來的信號傳至外界數據接收裝置進行數據分析和處理。

請參見圖5，在本實施例的其他實施方式中，還可通過沉積工藝將腐蝕探測絲100直接沉積於絕緣承片200的表面，而不設置凹槽C1，以減小絕緣承片200的厚度和減小設置凹槽C1的工序，進一步降低加工成本節約生產時間。

本實施例中的腐蝕探測絲100除了設置成U形外，還可設置成其他任何合適的形狀。例如請參見圖6，腐蝕探測絲100為由不完整的圓形和連接該不完整圓形的斷口兩端連接的相互靠近的直線部分組成，大致呈小寫字母「q」的形狀。該形式下的腐蝕探測絲100的兩連接端的第一電極P1和第二電極P2將靠得更近，從而使得連接導線能夠方便地連出。

綜上所述，本實用新型實施例中的腐蝕傳感器010能夠直接地感應和反映待測件J1的腐蝕狀況，本實用新型實施例中的的腐蝕監測系統001能夠方便地監測待測件J1的腐蝕情況。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。