[發明專利]一種表面濕潤傳感器有效

申請號：	201010216706.3	申請日：	2010-07-02
公開（公告）號：	CN101893544A	公開（公告）日：	2010-11-24
發明（設計）人：	楊曉然;李迪凡;封先河;王俊芳;李正雄;朱玉琴	申請（專利權）人：	中國兵器工業第五九研究所
主分類號：	G01N17/02	分類號：	G01N17/02
代理公司：	重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209	代理人：	周韶紅
地址：	400039 重***	國省代碼：	重慶;85
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種表面濕潤傳感器
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種用于大氣腐蝕試驗或環境試驗的樣品表面濕潤測量裝置，用于樣品表面潤濕時間的測量和濕潤程度控制。

背景技術

表面濕潤程度是決定金屬腐蝕速度的關鍵因素。這就導致了大氣腐蝕監測儀(ACM)的研發，用于測量大氣環境中樣品表面的濕潤時間。自上世紀50年代托馬曉夫將大氣腐蝕監測儀引入大氣腐蝕研究后，經Sereda、Kucera和Mattson、Mansfeld不斷研究已成為一種比較成功的研究和監測大氣腐蝕的工具。我國從70年代開始使用ACM對大氣腐蝕進行長期監測?，F有ACM分為兩種類型：一種是雙電極原電池的ACM，雙電極ACM是由兩種不同種類的多個金屬薄片(如Fe-Cu、Fe-Zn、Fe-Pt等)交替排列組合而成，WAWAWAWA……，其中W代表工作電極(如Zn)，A代表輔助電極(如Fe等)。每一片金屬都用絕緣物(如聚脂薄膜、聚四氟乙烯膜或樹脂等)隔開，并將其中的同一材料并接引出，然后用環氧樹脂澆鑄封閉，最后打磨，裸露出金屬片截面，以便薄層水膜能在該截面上形成。只要將這種ACM連接到恒電位儀(充當零阻電流表)上，便可測量電偶電流，從而反映出材料表面潤濕時間、大氣中溫濕度的變化和環境的腐蝕性。另一種是三電極式ACM，是由同一種金屬片按[AWRWA]n排列方式組合而成，其中R代表參比電極，組合方式與雙電極ACM相似。上述兩種類型ACM儀的傳感器都是靠異種金屬間存在電位差并產生電偶腐蝕電流的原理制成的，它們的共同缺點是(1)電極材料易消耗而導致在同種條件下輸出電流有較大的波動；(2)電偶腐蝕使薄液膜的成分產生變化，會使測量結果失真；(3)由于存在電極物質消耗，難以使傳感器小型化。

到目前為止，ACM儀及其傳感器僅局限用于潤濕時間的測量。理論上講，能夠測量表面連續液膜在材料表面的存在時間便能夠測量材料表面潤濕時間，不但可以采用現有的主動式(產生電偶電流)進行測量，而且可以采用被動式(外加電源)測量。被動式測量可以采用同種金屬電極，特別是采用高穩定的貴金屬電極而避免由電極材料消耗引起的電極參數波動，同時也可以實現傳感器的微型化。

發明內容

本發明的目的是提供一種被動式的、測量表面濕潤程度的測量裝置。

為了實現以上目的，本發明采用以下的技術方案：

一種表面濕潤傳感器，其特征在于：它包括信號源、表面濕潤傳感單元和檢測輸出單元；

所述信號源產生電信號并提供給表面濕潤傳感單元；表面濕潤傳感單元檢測表面濕潤信息并轉化為對應的電流信號；檢測輸出單元把表面濕潤傳感單元的電流信號轉化為電壓信號并輸出。

所述表面濕潤傳感單元包括絕緣體和兩根平行纏繞在絕緣體上的金屬絲，所述兩根金屬絲各自形成一個檢測極；

所述信號源包括基準振蕩器、基準電壓源、電子開關、電流放大器和輸出接口；

基準振蕩器產生方波信號；基準電壓源產生穩定的基準電壓，電子開關將基準電壓源按基準振蕩器的方波生成電壓脈沖信號，經電流放大器放大后，由輸出接口輸出。

所述檢測輸出單元包括電流檢測模塊和將電流信號轉換為電壓信號的電壓輸出模塊。

為了防止金屬絲在絕緣體上滑動，同時方便傳感單元的制作，所述絕緣材料柱上設有雙槽螺紋槽、微孔或微槽，所述金屬絲纏通過雙槽螺紋、微孔或微槽纏繞。

所述絕緣體為截面為圓形、方形或菱形的柱體。

為了提高濕潤程度的檢測精確并節省成本，所述金屬絲的直徑為0.01～0.2mm，兩根金屬絲的間距為0.01～0.5mm。