[发明专利]声发射信号监测点蚀的装置和方法

说明书

本发明公开了声发射信号监测点蚀的装置和方法。声发射信号监测点蚀的装置，包括：反应槽，反应槽内设有反应腔；封装体，封装体伸入到反应腔内；电极，电极镶嵌在封装体中，电极上设有暴露端和粘合端；声发射探头，声发射探头与粘合端贴合，暴露端的径向尺寸小于粘合端的径向尺寸，暴露端延伸到封装体的表面并暴露在反应腔内。有益效果：反应腔能容置腐蚀溶液，能为电极提供腐蚀环境；封装体包围在电极的周围，能为电极提供保护，使电极上的点蚀位置集中在暴露端；电极上的暴露端能暴露在反应腔中，且暴露端的径向尺寸小于粘合端的径向尺寸，能使点蚀位置集中在暴露端，并能使电极具备良好的声传导性能。

技术领域

本发明涉及微区点蚀的声发射监测领域，特别涉及声发射信号监测点蚀的装置和方法。

背景技术

点蚀是一种常见的金属腐蚀类型。受到点蚀侵蚀后，金属表面会形成点蚀坑，进而恶化金属的力学性能。由于点蚀坑尺寸较小，且一般会在坑口形成一个金属盖从而掩盖坑内形貌，对点蚀的监测是业内长久以来一个重要的技术难题。

利用点蚀过程产生的声发射信号对点蚀进行监测是近年来一种较新的技术，但这一技术在实际生活与生产中仍未被应用。其中一个主要原因是人们对点蚀过程中声发射信号的信号源，以及点蚀萌生与发展的各个阶段的声发射信号特征仍不明确。目前主流的研究方法都使用大表面电极，在电极极化过程中会产生一系列处于不同发展阶段的点蚀坑，进而收集到的声发射信号为这一系列点蚀坑产生的混合信号，因而不能研究点蚀发展的各个阶段各自的信号特征。

现有技术中，关于单个点蚀坑的相关研究中，主要使用的是丝状电极，或是在块状电极上用树脂封一个小的表面，技术缺陷在于：丝状电极虽然有较好的声传导性能，但无法与声发射探头衔接；而块状电极由于声阻抗高，不能很好地传导声发射信号，它们都无法满足声发射研究的要求。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种能精确限定点蚀发生位置并准确传递声发射信号的声发射信号监测点蚀的装置和方法。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

声发射信号监测点蚀的装置，包括：

反应槽，反应槽内设有反应腔；

封装体，封装体伸入到反应腔内；

电极，电极镶嵌在封装体中，电极上设有暴露端和粘合端；

声发射探头，声发射探头与粘合端贴合，暴露端的径向尺寸小于粘合端的径向尺寸，暴露端延伸到封装体的表面并暴露在反应腔内。

上述声发射信号监测点蚀的装置至少具有以下有益效果：

反应腔能容置腐蚀溶液，能为电极提供腐蚀环境；封装体包围在电极的周围，能为电极提供保护，使电极上的点蚀位置集中在暴露端；电极上的暴露端能暴露在反应腔中，且暴露端的径向尺寸小于粘合端的径向尺寸，能使点蚀位置集中在暴露端，并能使电极具备良好的声传导性能；声发射探头贴合在粘合端，能准确监测声发射信号。

在一种可能的实施方式中，电极的形状为回转体，暴露端的形状为圆形，粘合端的形状为圆形，设定电极的侧面上的一点到电极的轴线的距离为r且r＝(sqrt(S₀e^mx))/π，其中，x为电极的侧面上的一点到暴露端所在的平面的距离，m＝ln(S_L/S₀)/L，e为自然数，π为圆周率，S₀为暴露端的面积且S₀＝π×(R1)2，S_L为粘合端的面积且S_L＝π×(R2)2，R1为暴露端的端面的半径，R2为粘合端的半径，L为暴露端到粘合端的距离。

在一种可能的实施方式中，封装体的形状为圆柱形，封装体的外径大于粘合端，封装体的材质为耐腐蚀材质。封装体的外径大于粘合端，能使电极的侧面被完全包裹在封装体中，有利于使点蚀的位置被限定在暴露端。