[发明专利]一种飞机金属基体结构腐蚀速率在线监测传感探头

说明书

技术领域

本发明涉及飞机金属基体结构健康监控技术领域，具体为一种飞机金属基体结构腐蚀速率在线监测传感探头。

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、电子设备及附件的腐蚀，严重影响飞机的结构完整性和功能性，为了减缓和控制腐蚀，需要对飞机进行腐蚀监测和维修。

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，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。

近年来，腐蚀监测技术随着飞机维护费用的增加显得越来越重要，欧美国家对飞机金属基体结构腐蚀监测技术的传感系统进行了大量的研究，研制成功了用于大气弱电解质环境下金属基体腐蚀速率在线监测传感探头并实现了飞机上的工程应用，但其技术对国内保密。国内在基于电化学噪声法、谐波调制分析法等原理的金属腐蚀速率传感器方面开展了大量原理及验证性研究，但是都是用于液体强电解质环境中，如石油、海水等环境，无法实现飞机大气弱电解质环境下的腐蚀监测。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种飞机金属基体结构腐蚀速率在线监测传感探头，能够实现飞机全寿命期内结构金属基体腐蚀损伤在线监测，可用于视情维修与维护的重要技术手段。本发明基于耦合多电极矩阵传感技术原理，通过在空气弱电解质环境下监测金属基体腐蚀速率，为腐蚀环境特性研究、结构抗腐蚀设计、使用维修、腐蚀损伤评估及预测提供重要技术支撑，为视情维修提供参考，据此确定最佳的维修时间及维修方案，是保证飞机结构耐久性、损伤容限品质与使用安全、使用寿命、持续适航能力、维护与维修成本的重要手段。

本发明的技术方案为：

所述一种飞机金属基体结构腐蚀速率在线监测传感探头，其特征在于：包括管状保护层、监测探针、封孔剂和连接导线；

所述管状保护层采用PVC材料；所述管状保护层形状尺寸与飞机监测部位预留孔形状一致；

所述监测探针材料与飞机监测部位表面金属材料相同；若干监测探针组成阵列形状，各个监测探针之间不接触，探针直径1mm，各探针之间间距2mm；

所述连接导线连接监测探针与外部设备，起连通导电作用；

所述封孔剂填充在管状保护层内，起隔离各监测探针及固定监测探针和连接导线作用。

进一步的优选方案，所述一种飞机金属基体结构腐蚀速率在线监测传感探头，其特征在于：所述封孔剂采用环氧树脂。

有益效果

本发明提出的飞机金属基体结构腐蚀速率在线监测传感探头可模拟飞机监测部位表面金属金属实际腐蚀过程中的阳极区和阴极区，矩阵状探针电极模拟阳极区，腐蚀发生时失去电子，测量耦合电极之间的电流并进行相应的信号处理，可以获得阳极电极的腐蚀速率，以此确定飞机结构金属基体的腐蚀速率。其主要优点如下：(1)测量时不需要与待测金属结构直接接触；(2)“无源”装置，不需要对电极施加激励电压；(3)在探头表面相对湿度很低或缺少导电液体的情况下，探头仍可有效地进行腐蚀测量，对不断变化的介质环境做出迅速反应，具有极高的灵敏度；(4)探头电极可由任何金属材质制成，只需与待测金属材质一致。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：飞机金属基体结构腐蚀速率在线监测传感探头示意图；

图2：腐蚀速率在不同湿度下随时间变化曲线；

图3：腐蚀累计损伤量随时间变化曲线。

其中：1为管状保护层，2为封孔剂，3为监测探针，4为连接导线。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。