[发明专利]一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法

说明书

一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法，属于环境腐蚀监测领域。取表面带有绝缘漆或绝缘软套管的两根金属丝，要求两种金属丝之间的标准电极电位有明显差异，且金属丝形状可变，绝缘漆或绝缘软套管的厚度为0.1mm‑2mm；用绝缘树脂或胶将两根金属丝平行粘结在一起，待绝缘树脂或胶固化后，磨掉粘结在一起的两根金属丝上表面的绝缘漆或绝缘软套管，露出金属丝表面，打磨抛光、除油；再将两根金属丝分别与低电阻率导线连接，得到一种柔性传感器。将柔性传感器连接到高精度电流表，通过高精度电流表连续监测柔性腐蚀传感器的电流值i_k，以电流测试值i_k做纵坐标，测试时间t做横坐标，获得i_k‑t曲线，实现连续监测环境腐蚀性的监测。该柔性传感器形状可变、安装方便。

技术领域

本发明属于环境腐蚀监测领域，特别是提供了一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测方法。

背景技术

中国工程院2017年腐蚀调查报告表明，我国每年因金属材料腐蚀造成的经济损失超两万亿元，其中约36％的腐蚀损失可以通过有效的监检测避免或减缓。因此，开展金属材料环境腐蚀性监检测工作对提高其服役安全和延长其服役寿命具有重要意义。

专利CN104749094A公开了一种大气腐蚀监测传感器的制造方法，该方法是将两种不同种类的金属丝并排缠绕在表面绝缘的圆柱体上从而制造出传感器。专利CN107561001A公开了一种电阻探针用于连续监测环境介质的腐蚀性，该电阻探针包括金属带、第一测量段、参考段和第二测量段。上述传感器已得到实际应用，它们的共同特点包括：(1)尺寸较大、形状固定，导致安装不便利；(2)只能实现环境中指定“点”的腐蚀性监测。而在实际场景中，比如需要监测跨海大桥的某个支撑钢结构所处环境的腐蚀性，必须考虑到：处于外测的“阳面”和处于内侧的“阴面”所处环境腐蚀性是不一样的；以及“上表面”比“下表面”更易沉积氯离子，因此所处环境腐蚀性也不一样。为了准确表征该支撑钢结构所处的环境腐蚀性，如采用前述传感器监测，则需要至少4个，甚至更多。其它应用场景，如带有保温层的石化行业热力管道、卫星发射架、电网的钢结构设施、不同类型土壤的埋地管道等，这些场景均会出现局部区域耐蚀性有显著差异的现象。

发明内容

为解决现有技术出现的尺寸较大、形状固定，导致安装不便利；只能实现环境中指定“点”的腐蚀性监测的难点。本发明的目的是提供一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器及监测技术，该柔性传感器具有具有形状可变、安装方便，且可实现局部区域环境腐蚀性整体监测的特点。

一种适用于大数据监测环境腐蚀性的柔性传感器，传感器的制备步骤为：

(1)选取两种金属丝，要求这两种金属丝之间的标准电极电位有明显差异，且金属丝形状可变，包括但不限于Zn丝和Cu丝、Fe丝和Cu丝、Fe丝和Ti丝、Cu丝和Ti丝等；

(2)选取用来制作传感器的两根金属丝，其表面带有绝缘漆或绝缘软套管，绝缘漆或绝缘软套管的厚度为0.1mm-2mm；

(3)将(2)中带有绝缘漆或绝缘软套管的两根金属丝，用绝缘树脂或胶平行粘结在一起，待绝缘树脂或胶固化后，磨掉粘结在一起的两根金属丝上表面的绝缘漆或绝缘软套管，露出金属丝表面，也可继续打磨直至两根金属丝均露出最大截面；

(4)将(3)中制造的金属丝表面打磨抛光、除油；

(5)将(4)中制造的两根金属丝分别与低电阻率导线连接，制造了一种柔性传感器。

一种利用上述柔性传感器实现对环境腐蚀性的连续监测的方法，其特征在于，将柔性传感器连接到高精度电流表，测量步骤为：

(1)通过高精度电流表连续监测柔性腐蚀传感器的电流值i_k，所述高精度电流表具备连续测试、存储和数据输出功能；