大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器及腐蚀性评定方法与流程

本发明涉及腐蚀传感，尤其涉及一种大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器及腐蚀性评定方法。

背景技术：

1、目前，大气环境腐蚀是极为广泛、极为普遍的腐蚀现象，对不同区域不同类型的大气环境腐蚀严酷性进行评定和分级，可以有效地指导该区域设施设备的选材设计与维护保养工作。

2、国际标注组织再1992年颁布了大气腐蚀性分类标准iso9223，该标准是应用广泛的大气腐蚀性评估的国际标准，给出了按照标准金属试件的腐蚀率，以及综合润湿时间和大气中腐蚀介质含量进行大气腐蚀性分类的方法，按照标准金属第一年的腐蚀率将大气腐蚀性分为六类，c1(很低)、c2(低)、c3(中)、c4(高)、c5(很高)和cx(极端)。

3、但现有技术中，按照iso9223大气腐蚀性分类分级方法，难以鉴别和细分一些特殊地区的腐蚀性级别，并且耗时长，需要一年甚至更长的时间才能得出结论。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器及腐蚀性评定方法，旨在解决现有技术中的按照iso9223大气腐蚀性分类分级方法，难以鉴别和细分一些特殊地区的腐蚀性级别，并且耗时长，需要一年甚至更长的时间才能得出结论的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的一种大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器，包括基座、第一腐蚀传感单元、第二腐蚀传感单元、第三腐蚀传感单元、第四腐蚀传感单元、温度补偿单元、第一腐蚀受体、第二腐蚀受体、第三腐蚀受体和第四腐蚀受体，所述基座具有四个圆形孔洞，且四个所述圆形孔洞均匀设置于所述基座的一侧，每个所述圆形孔洞的底部具有多个小圆孔，且多个所述小圆孔呈圆周阵列排布，所述第一腐蚀传感单元、所述第二腐蚀传感单元、所述第三腐蚀传感单元和所述第四腐蚀传感单元分别嵌于对应的所述圆形孔洞的内部，所述第一腐蚀受体设置于所述第一腐蚀传感单元的内部，所述第二腐蚀受体设置于所述第二腐蚀传感单元的内部，所述第三腐蚀受体设置于所述第三腐蚀传感单元的内部，所述第四腐蚀受体设置于所述第四腐蚀传感单元的内部，所述温度补偿单元嵌于所述基座的内部，且所述温度补偿单元位于所述基座的中心处。

3、其中，所述第一腐蚀传感单元、所述第二腐蚀传感单元、所述第三腐蚀传感单元和所述第四腐蚀传感单元的结构相同。

4、其中，所述第一腐蚀传感单元包括筒壳、过滤网膜、腐蚀刚性导管、腐蚀布拉格光栅、第一活塞、弹簧、第二活塞、封盖和腐蚀光纤接头，所述过滤网膜设置于所述圆形孔洞的内部，所述筒壳嵌于所述圆形孔洞的内部，所述腐蚀刚性导管的一端贯穿所述基座，并位于所述基座的内部，所述腐蚀布拉格光栅贯穿所述腐蚀刚性导管，并位于所述腐蚀刚性导管的内部，所述第一活塞设置于所述筒壳的内部，且所述第一活塞套设于所述腐蚀刚性导管的外表壁，所述第二活塞设置于所述腐蚀刚性导管的一端，所述弹簧套设于所述腐蚀刚性导管的外表壁，且所述弹簧位于所述第一活塞和所述第二活塞之间，所述封盖设置于所述筒壳的一端，且所述封盖盖合所述筒壳，所述腐蚀光纤接头的一端贯穿所述封盖，并与所述腐蚀布拉格光栅连通。

5、其中，所述第一腐蚀受体、所述第二腐蚀受体、第三腐蚀受体和所述第四腐蚀受体分别采用四种不同的种类的金属、金属化合物微粒以及它们与非金属微粒的混合物。

6、其中，所述温度补偿单元包括温度刚性导管、温度布拉格光栅和温度光纤接头，温度刚性导管嵌于所述基座的内部，所述温度布拉格光栅设置于所述温度刚性导管的内部，所述温度光纤接头设置于所述温度刚性导管的一端，且所述温度光纤接头与所述温度布拉格光栅连通。

7、本发明还提供一种大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器的腐蚀性评定方法，应用于如上述所述的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器之中，包括如下步骤：

8、当腐蚀反应发生时，腐蚀受体发生腐蚀膨涨，挤压所述第一活塞向右移动；

9、进而推动所述弹簧将膨涨应力传导至所述第二活塞，所述第二活塞拉动所述光纤光栅引起中心波长变化；

10、通过中心波长的变化量反应腐蚀膨涨引起的体积变化量，即腐蚀膨胀引起的体积变化量越大，中心波长变化量越大；

11、根据iso9223筛选大气环境腐蚀性等级为c1(很低)的10个典型地点，在这10个典型地点投放相同的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器，并记录一定时间中心波长变化量，分别为α1、α2、α3、α4、α5、α6、α7、α8、α9和α10，取其中最大值作为区间参考极大值α；

12、将中心波长变化区间在(0,α]的大气环境腐蚀性定义为c1；

13、同理取相同时间大气环境腐蚀等级为c2(低)的10个地点的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器中心波长变化量的最大值作为此区间参考极大值β；

14、将中心波长变化区间在(α，β]的大气环境腐蚀性定义为c2；

15、同理取相同时间大气环境腐蚀等级为c3(中)的10个地点的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器中心波长变化量的最大值作为此区间参考极大值γ；

16、将中心波长变化区间在(β，γ]的大气环境腐蚀性定义为c3；

17、同理取相同时间大气环境腐蚀等级为c4(高)的10个地点的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器中心波长变化量的最大值作为此区间参考极大值δ；

18、将中心波长变化区间在(γ，δ]的大气环境腐蚀性定义为c4；

19、同理取相同时间大气环境腐蚀等级为c5(很高)的10个地点的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器中心波长变化量的最大值作为此区间参考极大值ε；

20、将中心波长变化区间在(δ，ε]的大气环境腐蚀性定义为c5；

21、同理取相同时间大气环境腐蚀等级为cx(极端)的10个地点的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器中心波长变化量的最大值作为此区间参考极大值ζ；

22、将中心波长变化区间在(ε，ζ]的大气环境腐蚀性定义为cx；

23、通过此种方法建立不同时段多种腐蚀受体膨涨引起的布拉格光栅中心波长变化量与大气环境腐蚀等级对应关系图谱，实现不同区域不同类型大气环境腐蚀严酷度的评定。

24、本发明的一种大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器及腐蚀性评定方法的有益效果为：本发明通过不同的所述第一腐蚀受体、所述第二腐蚀受体、所述第三腐蚀受体和所述第四腐蚀受体被大气腐蚀膨涨后，挤压所述第一活塞引起所述腐蚀布拉格光栅的中心波长发生变化，可根据波长变化量实现大气环境腐蚀性的测量，可对腐蚀受体情况进行原位在线监测，实时获取更加精准的试验数据，腐蚀受体所采用的试验载体可以加快试验进程，缩短大气腐蚀性评定的时间，通过建立腐蚀受体膨涨引起的波长变化量与大气腐蚀等级对应关系图谱，可实现不同区域的大气环境腐蚀严酷度评定。

技术特征：

1.一种大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器，其特征在于，

2.如权利要求1所述的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器，其特征在于，

3.如权利要求2所述的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器，其特征在于，

4.如权利要求3所述的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器，其特征在于，

5.如权利要求4所述的大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器，其特征在于，

6.一种大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器的腐蚀性评定方法，应用于如权利要求5的所述大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器之中，包括如下步骤：

技术总结
本发明涉及腐蚀传感技术领域，具体公开了一种大气环境腐蚀性监测光纤光栅传感器及腐蚀性评定方法，包括基座、第一腐蚀传感单元、第二腐蚀传感单元、第三腐蚀传感单元、第四腐蚀传感单元、温度补偿单元、第一腐蚀受体、第二腐蚀受体、第三腐蚀受体和第四腐蚀受体，第一腐蚀传感单元、第二腐蚀传感单元、第三腐蚀传感单元和第四腐蚀传感单元分别嵌于对应的圆形孔洞的内部，温度补偿单元嵌于基座的内部。腐蚀受体所采用的试验载体可以加快试验进程，缩短大气腐蚀性评定的时间，布拉格光栅实时原位获取更加精准的试验数据，通过建立腐蚀受体膨涨引起的波长变化量与大气腐蚀等级对应关系图谱，实现不同区域大气环境腐蚀严酷度评定。

技术研发人员：廖光萌,周堃,赵方超,王津梅,朱玉琴,刘聪,胡涛,李茜,佘祖新,王忠维,岑远遥,张薇,何建新
受保护的技术使用者：中国兵器装备集团西南技术工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16