[发明专利]基于变电容钢结构表面腐蚀监测传感器及其制作方法

权利要求书

1.基于变电容钢结构表面腐蚀监测传感器，其特征在于，包括顶面开有顶端开口(17)的绝缘外罩(11)，绝缘外罩(11)为缺一壁的方形凹槽，绝缘外罩(11)内依次相互嵌套有传感器上层、传感器中层和传感器下层，传感器上层由第一绝缘介质板(1)和贴于其上的第一腐蚀钢材料层(2)构成，第一腐蚀钢材料层(2)上有第一引线(7)引出，第一绝缘介质板(1)的正中上设有钻孔区域(18)，传感器中层由第二绝缘介质板(3)和贴于其上的第二腐蚀钢材料层(4)构成，第二腐蚀钢材料层(4)上有第二引线(8)和第三引线(9)引出，传感器下层由第三绝缘介质板(5)和贴于其上的第三腐蚀钢材料层(6)构成，第三腐蚀钢材料层(6)上有第四引线(10)引出，四条引线分别穿过绝缘板(12)上的四个孔，第一引线(7)穿过第一孔(13)，第二引线(8)穿过第二孔(16)，第三引线(9)穿过第三孔(15)，第四引线(10)穿过第四孔(14)，顶端开口(17)的大小和钻孔区域(18)的大小相同，开口位置使得外罩(11)套在由第一绝缘介质板(1)、第二绝缘介质板(3)、第三绝缘介质板(5)嵌套而成的立方体上时，正好露出第一绝缘介质板(1)上的钻孔区域(18)。

2.根据权利要求1所述的基于变电容钢结构表面腐蚀监测传感器，其特征在于，制作方法步骤如下：

步骤1，制作绝缘介质板，介质板材料的相对介电常数为4-50000，第一绝缘介质板(1)为矩形薄片，长*宽不超过200mm*200mm，厚度为0.002mm-2mm，第二绝缘介质板(3)为缺一壁的方形凹槽，凹槽内尺寸为和第一绝缘介质板(1)的尺寸相同，凹槽壁厚和第一绝缘介质板(1)的厚度相同，第三绝缘介质板(5)为缺一壁的方形凹槽，凹槽内尺寸为和第二绝缘介质板(3)的尺寸相同，壁厚和第二绝缘介质板(3)的厚度相同；绝缘外罩(11)也为缺一壁的方形凹槽，凹槽内尺寸和第三绝缘介质板(5)的尺寸相同，壁厚为0.1mm-2mm，第一绝缘介质板(1)、第二绝缘介质板(3)、第三绝缘介质板(5)能够相互嵌套，即第一绝缘介质板(1)放入第二绝缘介质板(3)，第一绝缘介质板(1)和第二绝缘介质板()3放入第三绝缘介质板(5)，最后绝缘外罩(11)能够倒扣在第一绝缘介质板(1)、第二绝缘介质板(3)、第三绝缘介质板(5)顺次嵌套形成的立方体上，使得第一绝缘介质板(1)、第二绝缘介质板(3)、第三绝缘介质板(5)、绝缘外罩(11)组合成一个整立方体，绝缘介质板(12)的尺寸正好能盖住组合后整立方体的缺失的侧壁，厚度与绝缘外罩(11)相同，

步骤2，在第一绝缘介质板(1)正中的钻孔区域(18)，钻出两个以上的在表面均匀分布的直径为0.2mm-1mm的小圆孔，孔轴心与孔轴心的间距为孔径的2-4倍，在绝缘板(12)上钻有第一孔(13)、第二孔(14)、第三孔(15)、第四孔(16)，孔径大小能使得导线穿过，在绝缘外罩(11)顶面开矩形口(17)，尺寸和钻孔区域(18)的大小相同，开口位置使得外罩(11)套在由第一绝缘介质板(1)、第二绝缘介质板(3)、第三绝缘介质板(5)嵌套而成的立方体上时，正好露出第一绝缘介质板(1)上的钻孔区域(18)，

步骤3，溅射或者蒸镀与待监测基体材料一致的第一腐蚀钢材料层(2)、第二腐蚀钢材料层(4)、第三腐蚀钢材料层(6)，其尺寸与钻孔区域(18)相同即可，第一腐蚀钢材料层(2)先溅射或蒸镀到其他基体上，随后将其剥离下来，粘贴于第一绝缘介质板(1)的钻孔区域(18)上，第二腐蚀钢材料层(4)和第三腐蚀钢材料层(6)按照第一腐蚀钢材料层(2)的方法分别粘贴于第二绝缘介质板(3)和第三绝缘介质板(5)表面上的当各介质板相互嵌套之后，投影位置与钻孔区域(18)一致的区域，也能够直接溅射或者蒸镀于此位置，使得粘贴了腐蚀钢材料层的第一绝缘介质板(1)、第二绝缘介质板(3)、第三绝缘介质板(5)相互嵌套后，涂层所处区域的投影位置一致，

步骤4，从第一腐蚀钢材料层(2)引出第一引线(7)；第二腐蚀钢材料层(4)引出第二引线(8)、第三引线(9)；第三腐蚀钢材料层(6)引出第四引线(10)，其中第二引线(8)、第三引线(9)位于第二腐蚀钢材料层(4)之上的两个不同位置，引线与腐蚀钢材料层连接处涂抹硅橡胶，保护接触点，

步骤5，组装，将粘贴了腐蚀钢材料层的第一绝缘介质板(1)、第二绝缘介质板(3)、第三绝缘介质板(5)顺次嵌套起来，使得各个介质板缺一壁的侧面都朝向相同，该方向正好是引线与腐蚀钢材料层连接后导出的位置，在每个介质板的嵌套接触面未覆盖腐蚀钢材料层的区域，涂抹胶水，确保嵌套牢靠，最后罩上绝缘外罩(11)，并使用胶水进行粘贴固定，使得绝缘外罩(11)缺壁的一侧也与介质板缺壁朝向相同，确保外套粘贴牢靠，

步骤6，将引线穿过对应于绝缘板(12)上的小孔，第一引线(7)对应第一孔(13)；第四引线(10)对应于第二孔(14)；第三引线(9)对应于第三孔(15)；第四引线(8)对应于第四孔(16)，然后将绝缘板(12)涂抹胶水，粘贴于之前嵌套所得的立方体的缺失面，正好将嵌套立方体内部盖住，

步骤7，使用硅橡胶将传感器各个缝隙封死，传感器制作完毕，安装时第一腐蚀钢材料层(2)向上，第三绝缘介质板(5)位于最下方，在第三绝缘介质板(5)的底面涂抹胶水，便能够粘贴于待监测基体表面了。