针对铝合金材料表面进行腐蚀监测的传感器及其制作方法

摘要

一种针对铝合金材料表面进行腐蚀监测的传感器及其制作方法，通过CCD面板以及覆盖CCD面板的正上方的腐蚀监测模块，腐蚀监测模块自下而上依次为厚度范围为0.15mm-2mm的PVC绝缘耐腐蚀片和缺一角的溅射型铝合金层，该传感器结构简单，安装方便，可以实现对铝合金表面腐蚀实时在线的监测，很好的满足了铝合金材料腐蚀检测的需求。

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料腐蚀检测技术领域，具体涉及一种针对铝合金材料表 面进行腐蚀监测的传感器及其制作方法。

背景技术

铝和铝合金具有优异的力学性能，由于其重量轻、刚度大，广泛的应用于航 天航空领域当中。飞机的承重结构如大梁，桁架等大都采用铝合金材料。与其 他金属材料相似，铝合金材料在长期使用过程中会出现结构腐蚀，具体表现为 材料表面失去金属光泽，由银白色变为暗淡的深灰色，进一步出现点蚀甚至材 料剥蚀。飞机在装配过程中铝合金结构表面一般都有纯铝层覆盖或者涂有防腐 蚀油漆层。纯铝是很好的耐腐蚀材料，但是在使用过程中，材料表面难免出现 破损，从而水汽附着在材料表面形成很薄的液层，这就形成了铝合金腐蚀的电 化学腐蚀场所。

铝合金腐蚀使得材料局部破损，降低了材料的刚度，横截面积等，同时增 加了局部应力集中系数，从而这些腐蚀区域成为了疲劳裂纹的高发区域。及时 检测出铝合金结构中存在的腐蚀，变得及其重要。目前常使用的方法有目视法 和计算机分型技术。这两种方法并不能对铝合金腐蚀进行实时在线的监测，并 且也不能够给出腐蚀进行的深度。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本发明提出一种针对铝合金材料表面 进行腐蚀监测的传感器及其制作方法，用该方法制作的传感器结构简单，安装 方便，可以实现对铝合金表面腐蚀实时在线的监测，很好的满足了铝合金材料 腐蚀检测的需求。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种针对铝合金材料表面进行腐蚀监测的传感器，包括CCD面板，CCD面板 从底向上依次为侧面带有向外引伸的三针脚引线2的电路板3和内嵌有内引线7 的正方形环形针脚底座6，该正方形环形针脚底座6的内部设置有感光区域8， 覆盖CCD面板的正上方的腐蚀监测模块，腐蚀监测模块自下而上依次为厚度范 围为0.15mm-2mm的PVC绝缘耐腐蚀片5和缺一角的溅射型铝合金层9，溅射型 或蒸镀型铝合金层9的竖直方向的投影和感光区域8缺同样一角后的竖直方向 的投影一致，溅射型或蒸镀型铝合金层9的化学成份与待监测的铝合金基体的 化学成份一致，溅射型或蒸镀型铝合金层9由从左到右均匀分布的第一铝合金 分层11、第二铝合金分层12以及第三铝合金分层13构成，其中第一铝合金分 层11的厚度为0.05mm、第二铝合金分层12的厚度为0.15mm，第三铝合金分层 13的厚度为0.3mm。

所述的针对铝合金材料表面进行腐蚀监测的传感器的制作方法，步骤如下：

步骤1：选取摄像专用CCD面板，调节CCD面板的色彩为黑白模式，然后去 除掉CCD面板的感光区域8表面的保护玻璃片。

步骤2：选取竖直投影面积比该CCD面板的正方形环形针脚底座6的竖直投 影面积大的PVC绝缘耐腐蚀片5，PVC绝缘耐腐蚀片5的厚度范围为0.15mm-2mm， 作为溅射型或蒸镀型铝合金层9的制作基体；

步骤3：使用纯丙酮清洗PVC绝缘耐腐蚀片5直至去除掉其下表面的油污， 使用细砂纸，将CCD面板的正方形环形针脚6的底座打磨成平面，再使用纯丙 酮清洗该平面，待干燥后，使用强力胶水均匀涂抹于该表面上，将PVC绝缘耐 腐蚀片5粘贴于其上，直到胶水凝固；

步骤4：在PVC绝缘耐腐蚀片5上表面选取竖直方向的投影和感光区域8竖 直方向的投影一致的区域作为溅射或蒸镀区域，该溅射或蒸镀区域从左到右均 匀分为第一分区域、第二分区域和第三分区域，然后选取化学成份与待监测的 铝合金基体的化学成份一致的铝合金，再用溅射或蒸镀的方式将该铝合金在第 一分区域、第二分区域和第三分区域分别溅射或蒸镀出0.05mm厚度的第一铝合 金分层11、0.15mm厚度的第二铝合金分层12以及0.3mm厚度的第三铝合金分 层13，第一铝合金分层11、第二铝合金分层12以及第三铝合金分层13构成了 溅射型或蒸镀型铝合金层9；

步骤5：使用刀具在溅射型或蒸镀型铝合金层9表面上的预设位置做一个标 记，以此作为计算机监测的参考原点，另外切割去溅射型或蒸镀型铝合金层9 四个角中的一个；

步骤6：使用剪刀减去PVC绝缘耐腐蚀片5超出正方形环形针脚6底座的多 余部分，使得PVC绝缘耐腐蚀片5的四个边正好和正方形环形针脚底座四个边 一一对齐；

步骤7：使用黑色绝缘胶布将PVC绝缘耐腐蚀片5上未覆盖溅射型或蒸镀型 铝合金层9的区域粘贴起来，最终使得PVC绝缘耐腐蚀片5PVC薄片上只有溅射 型或蒸镀型铝合金层9所处的区域能透光；

步骤8：使用黑色绝缘胶布将CCD面板覆盖保护起来，只露出三针脚引线2。

本发明通过CCD面板以及覆盖CCD面板的正上方的腐蚀监测模块，腐蚀监 测模块自下而上依次为厚度范围为0.15mm-2mm的PVC绝缘耐腐蚀片5和缺一角 的溅射型铝合金层9，其结构简单，安装方便，可以实现对铝合金表面腐蚀实时 在线的监测，很好的满足了铝合金材料腐蚀检测的需求。

附图说明

图1为本发明的传感器结构示意图俯视图。

图2为本发明的传感器结构示意图左视图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作更详细的说明。

如图1和图2所示，针对铝合金材料表面进行腐蚀监测的传感器，包括CCD 面板，CCD面板的从底向上依次为侧面带有向外引伸的三针脚引线2的电路板3 和内嵌有内引线7的正方形环形针脚底座6，该正方形环形针脚底座6的内部设 置有感光区域8，覆盖CCD面板的正上方的腐蚀监测模块，腐蚀监测模块自下而 上依次为厚度范围为0.15mm-2mm的PVC绝缘耐腐蚀片5和缺一角的溅射型铝合 金层9，溅射型或蒸镀型铝合金层9的竖直方向的投影和感光区域8缺同样一角 后的竖直方向的投影一致，溅射型或蒸镀型铝合金层9的化学成份与待监测的 铝合金基体的化学成份一致，溅射型或蒸镀型铝合金层9由从左到右均匀分布 的第一铝合金分层11、第二铝合金分层12以及第三铝合金分层13构成，其中 第一铝合金分层11的厚度为0.05mm、第二铝合金分层12的厚度为0.15mm，第 三铝合金分层13的厚度为0.3mm。

所述的针对铝合金材料表面进行腐蚀监测的传感器的制作方法，步骤如下：

步骤1：选取摄像专用CCD面板，调节CCD面板的色彩为黑白模式，然后去 除掉CCD面板的感光区域8表面的保护玻璃片。

步骤2：选取竖直投影面积比该CCD面板的正方形环形针脚底座6的竖直投 影面积大的PVC绝缘耐腐蚀片5，PVC绝缘耐腐蚀片5的厚度范围为0.15mm-2mm， 作为溅射型或蒸镀型铝合金层9的制作基体；

步骤3：使用纯丙酮清洗PVC绝缘耐腐蚀片5直至去除掉其下表面的油污， 使用细砂纸，将CCD面板的正方形环形针脚6的底座打磨成平面，再使用纯丙 酮清洗该平面，待干燥后，使用强力胶水均匀涂抹于该表面上，将PVC绝缘耐 腐蚀片5粘贴于其上，直到胶水凝固；

步骤4：在PVC绝缘耐腐蚀片5上表面选取竖直方向的投影和感光区域8竖 直方向的投影一致的区域作为溅射或蒸镀区域，该溅射或蒸镀区域从左到右均 匀分为第一分区域、第二分区域和第三分区域，然后选取化学成份与待监测的 铝合金基体的化学成份一致的铝合金，再用溅射或蒸镀的方式将该铝合金在第 一分区域、第二分区域和第三分区域分别溅射或蒸镀出0.05mm厚度的第一铝合 金分层11、0.15mm厚度的第二铝合金分层12以及0.3mm厚度的第三铝合金分 层13，第一铝合金分层11、第二铝合金分层12以及第三铝合金分层13构成了 溅射型或蒸镀型铝合金层9；

步骤5：使用刀具在溅射型或蒸镀型铝合金层9表面上的预设位置做一个标 记，以此作为计算机监测的参考原点，另外切割去溅射型或蒸镀型铝合金层9 四个角中的一个；

步骤6：使用剪刀减去PVC绝缘耐腐蚀片5超出正方形环形针脚6底座的多 余部分，使得PVC绝缘耐腐蚀片5的四个边正好和正方形环形针脚底座四个边 一一对齐；

步骤7：使用黑色绝缘胶布将PVC绝缘耐腐蚀片5上未覆盖溅射型或蒸镀型 铝合金层9的区域粘贴起来，最终使得PVC绝缘耐腐蚀片5PVC薄片上只有溅射 型或蒸镀型铝合金层9所处的区域能透光；

步骤8：使用黑色绝缘胶布将CCD面板覆盖保护起来，只露出三针脚引线2。