基于光纖光柵傳感器腐蝕與濕度監(jiān)測(cè)的研究.pdf

1、航空航天結(jié)構(gòu)往往會(huì)暴露在酸、堿、濕霧環(huán)境中，腐蝕是導(dǎo)致其性能下降的主要原因之一。航空航天結(jié)構(gòu)的腐蝕探測(cè)需要在不破壞結(jié)構(gòu)力學(xué)特征的前提下進(jìn)行。如果沒(méi)有及時(shí)給出預(yù)警，往往會(huì)造成十分嚴(yán)重的安全事故，如果檢測(cè)結(jié)果失當(dāng)，就有可能造成資源的浪費(fèi)，使得一些還能繼續(xù)服役的結(jié)構(gòu)被替換。因此需要提供一種安全可靠的腐蝕監(jiān)測(cè)手段，以便于結(jié)構(gòu)維護(hù)，減少?lài)?guó)家財(cái)產(chǎn)損失。光纖金屬腐蝕傳感器是近年來(lái)腐蝕檢測(cè)與光纖傳感技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，其監(jiān)測(cè)腐蝕具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。光纖腐蝕傳感靈

2、敏度較高，質(zhì)量輕，抗電磁干擾，傳感元件不易受外界腐蝕損壞。因此，本文研究基于光纖光柵腐蝕的傳感和環(huán)境濕度監(jiān)測(cè)技術(shù)，主要工作包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，針對(duì)航空航天領(lǐng)域鋁合金結(jié)構(gòu)服役過(guò)程腐蝕監(jiān)測(cè)需求，研究了基于預(yù)載荷型的鋁合金腐蝕傳感器。分別探究薄片結(jié)構(gòu)與鋁質(zhì)細(xì)管結(jié)構(gòu)光纖光柵腐蝕傳感器的特性。給出了鋁合金結(jié)構(gòu)腐蝕在役監(jiān)測(cè)機(jī)理，得到光纖光柵反射光譜偏移量與鋁合金結(jié)構(gòu)參數(shù)變化之間的理論關(guān)系模型，構(gòu)建了酸堿環(huán)境下的光纖光柵腐蝕監(jiān)測(cè)試驗(yàn)系

3、統(tǒng)。驗(yàn)證了這兩種腐蝕傳感器的可行性。
　　其次，針對(duì)鋁合金機(jī)械結(jié)構(gòu)在酸堿鹽霧環(huán)境下易受腐蝕影響的問(wèn)題，研究了一種基于光纖光柵的柵區(qū)直接鍍膜型鋁合金腐蝕傳感器，并分析了相應(yīng)腐蝕在役監(jiān)測(cè)機(jī)理。對(duì)所鍍鋁膜與光纖光柵之間附著力進(jìn)行測(cè)試，并進(jìn)行了水浴實(shí)驗(yàn)，探究了鍍鋁后光纖光柵的溫度傳感特性。采用退火工藝，提高了腐蝕傳感器穩(wěn)定性和靈敏度。構(gòu)建了強(qiáng)酸環(huán)境下的光纖光柵腐蝕監(jiān)測(cè)試驗(yàn)系統(tǒng)，驗(yàn)證該腐蝕傳感器的監(jiān)測(cè)效果。
　　最后，針對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)