[发明专利]涂层监测装置及监测方法有效

专利信息
申请号: 202110025504.9 申请日: 2021-01-08
公开(公告)号: CN112881479B 公开(公告)日: 2022-09-13
发明(设计)人: 孙晓光;张志毅;韩晓辉;李帅贞;马国龙 申请(专利权)人: 中车青岛四方机车车辆股份有限公司
主分类号: G01N27/20 分类号: G01N27/20;G01N27/22;G01N27/24;G01N17/00;G01N27/04
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 周志斌
地址: 266111 山*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 涂层 监测 装置 方法
【说明书】:

发明涉及工程材料技术领域,提供一种涂层监测装置及监测方法,所述装置包括:涂层阻抗传感模块、涂层阻抗采集模块和涂层阻抗测量模块;涂层阻抗传感模块设置于涂层表面,用于感应涂层电阻和/或涂层电容的变化;涂层阻抗采集模块与涂层阻抗传感模块连接构成谐振电路,用于采集由于涂层电阻和/或涂层电容变化带来的谐振电路中的谐振频率变化;涂层阻抗测量模块涂层阻抗采集模块连接,用于根据谐振频率的变化计算涂层的老化结果。本发明提供一种涂层监测装置及监测方法,通过设置传感模块,以及与传感模块连接的采集模块形成谐振电路,对由于涂层的电阻和/或电容变化引起的谐振频率变化进行采集,实现对涂层老化程度的监测。

技术领域

本发明涉及工程材料技术领域,尤其涉及一种涂层监测装置及监测方法。

背景技术

轨道车辆的车身或者底梁涂层通常采用铝合金材料制成,铝合金具有优异的力学性能,它易加工、耐久性高、重量轻,广泛的应用于高速轨道车辆以及航空航天工业中。铝合金材料在长期使用过程中,可能会出现点蚀,剥蚀和缝隙腐蚀等,对于高速轨道车辆,在轨道车辆底梁上局部腐蚀可能会导致应力腐蚀开裂,导致材料腐蚀局部应力集中,引起材料疲劳断裂。有机涂层是最常见的金属防护手段,而涂层在服役过程中由于紫外辐射、盐雾侵蚀、高低温、干湿交替气候变化和磨损会导致其防护性能下降。涂层失效过程中,水溶液会贯穿涂层进入涂层/基体界面,导致金属基体腐蚀,对于一些功能性涂层来讲,涂层失效肉眼并不可见但已失去其功能,腐蚀的发生造成了基体腐蚀等安全隐患。因此对涂层老化状态的监测,必须在基体发生明显腐蚀前能及时诊断,提前预判涂层整体防护性能,这对于涂层预防性维修,延长装备寿命具有重要意义。

发明内容

本发明提出一种涂层监测装置,用以解决涂层失效过程中,水溶液会贯穿涂层进入涂层/基体界面,导致金属基体腐蚀,对于一些功能性涂层来讲,涂层失效肉眼并不可见但已失去其功能,腐蚀的发生造成了基体腐蚀等安全隐患,通过设置对涂层的电阻和/或电容进行感应的传感模块,以及与传感模块连接的采集模块形成谐振电路,对由于涂层的电阻和/或电容变化引起的谐振频率变化进行采集,实现对涂层老化程度的监测。

本发明还提出一种涂层监测装置的监测方法,用以解决涂层失效过程中,水溶液会贯穿涂层进入涂层/基体界面,导致金属基体腐蚀,对于一些功能性涂层来讲,涂层失效肉眼并不可见但已失去其功能,腐蚀的发生造成了基体腐蚀等安全隐患,通过对涂层的电阻和/或电容变化引起的谐振频率变化进行采集,实现对涂层老化程度的监测。

根据本发明第一方面提供的一种涂层监测装置,包括:涂层阻抗传感模块、涂层阻抗采集模块和涂层阻抗测量模块;

所述涂层阻抗传感模块设置于的涂层表面,用于感应涂层电阻和/或涂层电容的变化;

所述涂层阻抗采集模块与所述涂层阻抗传感模块连接构成谐振电路,用于采集由于所述涂层电阻和/或所述涂层电容变化带来的所述谐振电路中的谐振频率变化;

所述涂层阻抗测量模块与所述涂层阻抗采集模块连接,用于根据谐振频率的变化计算涂层的老化结果。

根据本发明的一种实施方式,所述涂层阻抗传感模块包括:底板和电极组件;

所述底板为设置于涂层表面的柔性薄膜;

所述电极组件附着在所述底板上。

具体来说,本实施例提供了一种涂层阻抗传感模块的实施方式,通过设置底板和电极组件,实现了对涂层电阻或者涂层电容变化的感应。

进一步地,所述底板为柔性薄膜绝缘材料制成,所述电极组件通过磁控溅射铝箔进行制备。

需要说明的是,当涂层吸水或者因为紫外辐射导致涂层内部出现微裂纹时,会导致涂层的介电常数增加,进而导致涂层电容增加以及涂层电阻的下降。通过监测涂层电阻与电容与谐振电路内部阻容(RC)电路之间的谐振频率,可以计算值阻抗传感器表面涂层的阻容值,从而根据实验室数据来计算涂层的老化等级。

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