[发明专利]一种大气薄液膜环境下涂层老化失效评价方法

权利要求书

1.一种大气薄液膜环境下涂层老化失效评价方法，其特征在于，包括以下步骤：采用涂层老化失效监测传感系统测试涂层中阻抗的变化，基于涂层老化率与涂层含水率、涂层阻抗和涂层介电常数表征量的关系，建立涂层老化分级标准，分析飞机涂层失效状态，确定涂层老化率的报修阀值；所述涂层老化失效监测传感系统包括，激励与控制系统、探头系统、信号处理与分析系统；将激励与控制系统、探头系统安装在飞机上，通过探头系统对涂层介电常数变化的敏感性测试涂层中阻抗的变化进行测量及监测，采用电化学阻抗技术实现空气薄液膜环境下涂层老化失效快速评价，用一个小幅正弦波信号叠加到一个直流电位上，通过恒电位仪施加到被测体系，同步测量极化电位以及响应电流，再利用相关积分算法即可计算出被测电极体系的复数阻抗，再将监测数据存储在激励与控制系统，通过无线模式将数据传输至远程的信号处理与分析系统；所述涂层老化失效监测传感系统由塑性外壳、数字板、模拟板、屏蔽板、供电电池及连接线缆组成；采用同材质的6061铝合金，设计成同心三圆环结构，分别作为工作电极、参比电极和辅助电极，将有机涂层喷涂到传感器表面，利用涂层在侵蚀环境下介电常数增大原理，监测涂层阻抗变化；使用厚度3.0mm的6061铝合金，在传感器内层是直径8.0mm的圆片作为工作电极，嵌入内径为9.0mm，外径12.0mm的圆片，作为参比电极；最外层由内径13.0mm，外径16.0mm的圆片包围，整体放入内径23.0mm，壁厚2mm的ABS塑料圆环中，将三个圆片于ABS塑料圆环同轴排列，圆环背面焊接铜导线，分别连接到四芯航空防水插头的1、2、3号指针，且ABS圆环内壁铺设铜网作为屏蔽层，与插头4号指针连接，由电缆线与涂层老化监测仪器连接，对涂层进行实时在线监测。

2.如权利要求1所述的大气薄液膜环境下涂层老化失效评价方法，其特征在于，所述涂层老化失效监测传感系统包括，激励与控制系统、探头系统、信号处理与分析系统；将激励与控制系统、探头系统安装在飞机上，通过探头系统对涂层介电常数变化的敏感性测试涂层中阻抗的变化进行测量及监测，采用电化学阻抗技术实现空气薄液膜环境下涂层老化失效快速评价，用一个小幅正弦波信号叠加到一个直流电位上，通过恒电位仪施加到被测体系，同步测量极化电位以及响应电流，再利用相关积分算法即可计算出被测电极体系的复数阻抗，再将监测数据存储在激励与控制系统，通过无线模式将数据传输至远程的信号处理与分析系统。

3.如权利要求2所述的大气薄液膜环境下涂层老化失效评价方法，其特征在于，所述激励与控制系统具有临时存储数据的功能，飞机在执行任务时，可关闭无线传输及信号处理与分析系统，飞机执行完任务回到基地后，再打开无线传输及信号处理与分析系统，将当天的数据传输至电脑数据库中。

4.如权利要求2所述的大气薄液膜环境下涂层老化失效评价方法，其特征在于，所述大气环境下涂层薄液膜的电化学阻抗监测基本作用原理：有机涂层在阻抗测试过程中，等效电路图用于阻抗图谱的拟合，阻抗模值Z的计算公式如方程(1)

ω是角频率，RS溶液电阻，RC和CC分别代表涂层电阻和涂层电容，相位角θ定义为

其中Z_Im和Z_Re分别代表阻抗的虚部和实部

对于完好的涂层来说，其电阻较大，电容很小，涂层相当于一个电容器，因此电流是通过此电容器，相位角在中频到高频很大范围内接近90°，但由于涂层自身浸水过程，电容逐渐增大，电阻减小，部分电流通过电阻，此时相位角会逐渐减小，而且当涂层吸水达到饱和后，涂层电容变化较小，而此时电阻会继续减小，因此相位角也会有较大幅度的降低，所以因此相位角的变化会反应涂层的电阻和电容变化，可以选择定频条件下中频10Hz和高频15KHz下对应的相位角θ10Hz、θ15KHz作为拟评价涂层防护性能的参数。