光纤腐蚀传感器概述

1、讨论内容,光纤腐蚀传感器简介,光纤腐蚀传感器发展及应用,光纤腐蚀传感器简介,存在问题及研究展望,光纤腐蚀传感器简介,光纤腐蚀传感器是在光纤传感器的基础上改进了,的用于采集和传送腐蚀信息的新方法，主要用于,监测由于腐蚀所造成的物体结构位移、振动、应,力、温度、裂缝、湿度、疲劳和化学态等参量改,变，从而来反映或预测腐蚀的发生及腐蚀程度。,光纤腐蚀传感器简介,光纤可以监测的腐蚀材料主要是飞行器使,用的铝材料、混凝土使用的钢筋和海洋环,境中的碳钢等。,光纤腐蚀传感器简介,光纤腐蚀传感器的优点：,?,体积小、形状灵活,?,进行内部结构的多点监控,?,轻便简洁、抗电磁干扰,?,特别适合于隐蔽部位以及人无法

2、看到和接触到的,危险区域的腐蚀监测,发展及应用,国际上第一次应用光纤,传感器进行腐蚀监测的,是日本于,1993,年在,Calgary,城的,Beddington Trail,桥上,使用，为其他国家光纤,腐蚀监测的使用奠定了,基础,。,发展及应用,美国海军表面武器中心在,1995,年的,AD,报告中指出,，他们已将集成光纤传感系统用于船舶行业的腐,蚀监测。,1997,年美国海军部长代表公开宣布已将光纤腐蚀,监控系统应用于船载飞机和船壳的腐蚀监控。,发展及应用,美国海军空军武器中心在,2000,年的国际腐蚀会议上综,述了腐蚀监测的现状，并提出利用特种材料光纤对腐,蚀进行监测是武器装备、船舶、飞机等

3、行业保护材质,“健康”，延长使用寿命的基本诊断方式。,发展及应用,国内：,?,中船重工,725,所：董飒英,?,天津大学：雒娅楠,?,重庆大学,黎学明,?,南京航天航空大学：吴谨,光纤腐蚀传感器简介,基于腐蚀环境参数监测,光,纤,蚀,传,感,器,腐蚀保险丝,铁锈颜色测量,法布里,-,珀罗干涉仪,光纤光栅,金属敏感膜,光纤腐蚀传感器简介,基于腐蚀环境参数监测的光纤腐蚀传感器,氯离子浓度、湿度、,pH,值等,?,不能与钢筋腐蚀建立单一的数学关系，必须综合,监测钢筋表面湿度、,O2,、,CO2,、氯离子浓度及,PH,值,等参数的变化，建立专家系统，才能比较合理地,判断钢筋腐蚀情况。,光纤腐蚀传感器简

4、介,腐蚀保险丝,微弯效应,?,不能,连续,反映腐蚀过程。,光纤腐蚀传感器简介,铁锈颜色测量,光纤腐蚀传感器简介,缺点：,监测钢筋腐蚀程度不连续,，只能根据预先设定的,试剂监测铁锈是否生成，作阈值判断，反应早期腐,蚀。,测量结果不稳定,：铁锈的成分并非只有,Fe2O3(,红,棕色,),，还有,Fe3O4 (,呈黑色或蓝黑色,),；光反射位置,很难保证。,光纤腐蚀传感器简介,法布里,-,珀罗干涉仪,热枕效应,?,树脂板厚度及弹性模量的选定影响测量,精度,。,光纤腐蚀传感器简介,光纤,光栅,腐蚀传感器,光纤腐蚀传感器简介,光纤光栅腐蚀传感器,?,直接,测量,?,光栅的有效极限拉应变有限，限制了,监测

5、范围,光纤腐蚀传感器简介,金属敏感膜,光纤腐蚀传感器简介,金属敏感膜,Al,膜,?,铝合金材料被广泛用于飞机等设备。,?,M.W.Woodruff,等人早在上世纪九十年代早期就提,出了在光纤上制作,Al,金属敏感膜来监测,Al,的腐蚀,状况。,光纤腐蚀传感器简介,光纤腐蚀传感器简介,金属敏感膜,Fe-C,合金膜,?,Fe-C,合金膜光纤腐蚀传感器相对,Al,膜腐蚀传感器,有着更广泛的应用前景。如今普遍应用的钢筋混,凝土中的钢筋，大量埋地金属管道等等，其原始,材料都是,Fe-C,合金。由于钢筋通常是埋入混凝土,结构内部，难以直接接触，所以相对传统监测方,法，这种光纤传感方法显得更有意义。,光纤腐蚀传感器简介,光纤腐蚀传感器简介,?,如何在光纤纤芯上制作出理想的金属膜层,，使得它的腐蚀状态完全能够代表被测金,属的腐蚀状态。,?,光纤腐蚀传感器的埋入工艺问题。,存在问题及研究展望,如何找出金属腐蚀状态与光纤输出之间的定,量、可靠的对应关系。,传感器的放置、抗干扰、埋置工艺等问题。,商品化少，大部分停留在实验室阶段。,欢迎各位老师同学讨论