[发明专利]检测系统

说明书

技术领域

本发明涉及检测系统。 

背景技术

能够检测腐蚀的传感器是已知的，例如美国专利编号6,384,610；6,328,878；6,316,646；5,859,537；6,054,038；6,144,026；4,380,763；4,780,664；4,962,360；5,323,429；5,367,583；6,445,565以及6,896,779中有所描述。例如，尽管这些常规方法中的一些利用“嵌入式”腐蚀传感器，常规技术经常使用刚性印刷电路板和刚性硅晶薄片。此种技术的局限性包括厚度和易碎性--将刚性电路板置于薄的环氧树脂或油漆涂层下会引起涂层破裂，并且基于硅晶片的传感器容易断裂，以及也不能适形于不平的表面。 

发明内容

根据本发明的第一方面，用于监测工程结构的检测系统包括传感器阵列，该传感器阵列能够以预定图形设置在工程结构上，并且能够设置在工程结构的表面和基本上覆盖该表面的保护涂层之间。该检测系统还包括与传感器阵列通信的控制器，用于检索来自传感器的数据。该控制器通过光纤主干与传感器阵列通信。该传感器阵列可以提供与下列中的至少一个相对应的数据：保护涂层的固化度、固化保护涂层的健全状态以及工程结构在传感器中的每一个处的腐蚀率。 

本发明的上述发明内容并非意图描述本发明的每一个图示实施例或每种实施方式。附图及其后的具体实施方式更具体地举例说明了这些实施例。 

附图说明

将参照附图进一步描述本发明，其中： 

图1为根据本发明的实施例的示例性检测系统。图1B为根据本发明的可供选择的实施例的示例性检测系统。 

图2为传感器的横截面图，该传感器根据本发明的示例性实施例嵌入在涂层和工程结构之间。 

图3A为根据本发明的实施例的示例性传感器。图3B根据本发明的另一可供选择的实施例的示意性传感器的一部分的示意图。图3C为图3B的电致变色开关的示意图。 

图4为来自实例光谱分析仪的示例性显示输出。 

图5A和5B示出了设置在不平坦表面上的示例性传感器的可供选择的具体实施。 

图6A和6B示出了本发明的传感器系统中使用的可供选择的电致变色开关组件的制备方法。 

虽然本发明可具有多种修改形式和替代形式，其具体特点已在图中以举例的方式示出，并将详尽描述。然而应当理解，其目的不是将本发明限制于所描述的具体实施例。相反，其目的在于涵盖由所附权利要求书限定的本发明范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。 

具体实施方式

本发明涉及检测系统。具体地讲，示例性实施例的检测系统为嵌入式，并可用于检测工程结构上的被涂敷的表面的若干关键特性。另外，检测系统利用光纤主干或网将检测器阵列中的一个或多个与中心控制系统连接。光纤主干提供长距离的连接并且显著降低或消除电磁干扰(EMI)信号恶化。该检测系统可用于检测涂敷到工程结构表面上的涂层的固化度。其次，该检测系统可用于检测涂层固化后的健全状况，如通过检测涂层暴露于自然要素(如湿气侵入)的损耗情况进行检测。此外，该检测系统可用于检测工程结构表面的完整性，如通过检测促进腐蚀的物理状况进行检测。 

在这些示例性具体实施中，该检测系统可被构造为通过数据采集系统提供与工程结构的一种或多种物理状况有关的实时、周期性(如每小时、每日和每周)数据。相对于目前采用的“预防性”维护而言，这种数据采集系统能够为工程结构提供“基于状况”的维护。因此，示例性实施例的检测系统通过提供实时数据，以更好地对工程结构或物体进行检修和更换的排程管理，从而有助于最大限度地延长工程结构或物体的使用寿命。另外，使用光纤主干允许将控制器系统在远离受监控的工程结构处(如，10km或更远，如通过光纤传输线的长度测量的)就位。 

根据本发明的示例性实施例，图1A示出了检测系统100的示意图。检测系统100包括通过传输光纤105a连接到传感器阵列120a的中央控制器150。在该示例性实施例中，传感器阵列120a包括耦合到数据传输光纤105a/106a的多个传感器(为简单明了，在该实例中示出了一组六(6)个传感器(130a-130f))。传感器阵列120a设置在工程结构110的表面112上。正如下文将进一步详细讲述的那样，本发明的实施例可以使用不同类型的传感器。例如，在一些实施例中，具有阴极-阳极结构的腐蚀传感器构造可以测量阻抗、电流和/或电压以监测腐蚀。也可以利用其他类型的传感器，如化学检测器。