[发明专利]用于电化学阻抗谱的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测方法和系统。

背景技术

已知能够进行腐蚀检测的传感器，如在美国专利No.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和6，896,779中有所描述。例如，尽管这些传统方法中的一些利用“嵌入式”腐蚀传感器，但是传统技术通常采用刚性印刷电路板以及刚性硅晶芯片。这种技术的缺陷在于厚度和脆性，也就是说，将刚性电路板置于薄环氧树脂或油漆涂层下面能够导致涂层受到破坏，并且基于硅晶片的传感器易于断裂，而且不能与不平表面贴合。

美国专利公开号Nos.2008-0150555-A1和2007-0144272-A1中还描述了其它腐蚀检测系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种测量传感器及其紧挨围绕物的谱阻抗的方法。传感器设置在工程结构上，并且涂覆有保护性涂层。该方法包括提供具有第一调制频率和振幅的第一光信号。该方法还包括从第一位置到传感器位置传送第一光信号和第二光信号。该方法还包括通过第二调制频率和振幅对第二光信号进行调制，该第二调制频率和振幅从第一光信号转换而来。

该方法还包括将第一调制频率与第二调制频率进行比较，以确定相差和时滞之一，并且作为频率的函数来计算传感器及其紧挨围绕物的电化学阻抗谱。在一个方面，该传送步骤包括将第一光信号和第二光信号复用成复合信号，将该第一光信号进行振幅调制，该第一光信号具有第一波长，第二光信号具有连续的功率，并且具有与第一波长不同的第二波长。在另一个方面，该方法包括在传感器位置处将复合光信号分解成至少第一和第二光信号。

在另一个方面，该调制步骤包括通过调制装置对第二光信号进行调制，所述调制装置电连接到所述传感器并且由包含第一光信号电转换的信号供电。

在另一个方面，该方法还包括将调制的第二光信号传送至第一位置，并且在第一位置检测调制的第二光信号。

在另一个方面，该计算步骤包括按照下面的公式计算传感器及其紧挨围绕物的电化学阻抗谱：

RC(ω)=RO(ω)[P0(ω)-P1(ω)]P1(ω)]]>

其中，R_O(ω)是调制装置的初始阻抗，其中P₀(ω)是调制装置在传感器位置处的初始光响应，并且其中P₁(ω)＝A e^(iφ)，其中A是在第一位置检测到的调制的第二信号的振幅，并且其中φ是相差和时滞之一。在另一个方面，在大约0.1Hz到大约1MHz的频率范围上计算电化学阻抗谱。

根据本发明的另一个方面，用于监视工程结构的物理条件的检测系统包括第一传感器，该第一传感器能够设置在工程结构上，并能够设置在工程结构的表面与基本上覆盖该表面的保护性涂层之间，该第一传感器包括调制元件。设置控制器以用于从传感器取回数据，该控制器包括比较电路和提供频率为ω的C信号的信号发生器。