[发明专利]一种飞机结构涂层防腐蚀在线监测传感探头

说明书

技术领域

本发明涉及飞机结构涂层健康监控技术领域，具体为一种飞机结构涂层防腐蚀在线监测传感探头。

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、电子设备及成附件的腐蚀，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，用于飞机结构涂层的腐蚀损伤监测并制定维修方法，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，欧美国家对涂层腐蚀监测技术的传感系统进行了大量的研究，研制成功了新型涂层腐蚀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；国内在基于声发射、光纤原理的腐蚀传感器方面开展了大量原理及验证性研究，上述技术对腐蚀的监测主要是基于应力或应变的腐蚀监测，无法实现飞机结构早期的腐蚀监测。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，实现飞机全寿命期内结构涂层腐蚀损伤在线监测，本发明提出一种飞机结构涂层防腐蚀在线监测传感探头，作为用于视情维修与维护的重要技术手段。该探头基于电化学阻抗的腐蚀监测原理，通过监测飞机结构的涂层状态进行在线监测，在空气薄液膜状态下监测评定涂层体系在服役环境下的有效性，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，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。通过该探头能够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。

本发明的技术方案为：

所述一种飞机结构涂层防腐蚀在线监测传感探头，其特征在于：包括帽形基体、防腐蚀涂层、监测探针、封孔剂和连接导线；

所述帽形基体材质与飞机监测部位材质相同；所述帽形基体帽体顶面开有两个埋入孔；

两根所述监测探针分别插入帽形基体帽体顶面的两个埋入孔中，组成双点电极；监测探针材料与帽形基体材料相同；监测探针与帽状基座之间采用有隔离措施；

所述防腐蚀涂层与飞机监测部位涂覆的防腐蚀涂层相同；所述防腐蚀涂层涂覆在帽形基体的帽体顶面以及监测探头表面；

所述连接导线连接监测探针，起连通导电作用；

所述封孔剂填充在帽形基体的帽体内，起封孔隔离及固定导线作用。

进一步的优选方案，所述一种飞机结构涂层防腐蚀在线监测传感探头，其特征在于：所述封孔剂采用环氧树脂。

进一步的优选方案，所述一种飞机结构涂层防腐蚀在线监测传感探头，其特征在于：当飞机监测部位设计有监测预留孔时，所述帽形基体形状与飞机监测部位预留孔形状一致；当飞机监测部位没有设计监测预留孔时，所述帽形基体贴在飞机监测部位。

有益效果

本发明提出的飞机结构涂层防腐蚀在线监测传感探头通过电化学电子元器件模拟为电路模式，根据电化学原理测试出防腐蚀层的电阻等电化学特性，以此表征防腐蚀层的性能。其主要优点如下：(1)监测时不需要与机体金属结构及涂层直接接触，而是采用了与机体金属结构及其表面涂层相同的材料，间接地反映了机体表面涂层的老化和失效状况。(2)探头监测时不需要电解质溶液。(3)探头电极位于涂层和金属机体界面，可以准确地监测涂层与金属机体界面处的性能变化，从而对涂层的腐蚀失效状况进行准确的评定。(4)通过传感器系统采用1000Hz的单一频率测量涂层的阻抗和相位角，测量数据简单易于分析。

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为飞机结构涂层防腐蚀在线监测传感探头示意图；

图2为腐蚀监测传感探头缓蚀剂有效性验证结果图；