[发明专利]一种多点式光纤腐蚀监测装置

说明书

技术领域：

本发明属于光纤传感腐蚀监测技术领域，涉及一种多点式光纤腐蚀监测装置，利用金属敏感膜光纤传感器进行多点式腐蚀监测。

背景技术：

光纤传感技术是20世纪70年代伴随光纤通信技术的发展而迅速发展起来的，以光波为载体，光纤为媒质，通过光纤内传输的光波信号的变化来感知和传输外界被测量信号的一种传感技术。作为被测量信号载体的光波不怕电磁干扰，易为各种光探测器件接收，可方便的进行光电或电光转换，易与高度发展的现代电子装置和计算机相匹配进行网络化的测量；作为光波传播媒质的光纤具有体积小、质量轻，便于埋置于被测部位进行原位测量的特点，而且其工作频带宽，动态范围大，适合于遥测遥控；光纤传感技术还具有敏感度高、抗电磁干扰的特点，具有其它检测技术无法比拟的优势，尤其适合于易燃、易爆、空间受限及强电磁干扰等恶劣环境下使用。光纤传感技术自90年代开始用于桥梁、管线等基础设施的腐蚀检测研究，通过光波参数的调制，能够对结构材料的腐蚀以及其使用过程中的腐蚀相关环境参数（如pH值、环境湿度、温度、腐蚀产物等）进行测量，以监测腐蚀过程中各参数的变化，及时发现结构材料的腐蚀发生、发展过程，通过采取有效的补救措施，避免更大的经济损失。到目前为止，国内外学者在光纤腐蚀监测技术领域开展了大量的研究工作，其中通过金属敏感膜替代光纤部分包层的方法简单有效、易于实现，Woodruff、Rutherford、Benounis、黎学明、董飒英、蔡李花等学者分别对铝合金敏感膜、铁碳敏感膜、铜合金敏感膜的制备及其腐蚀过程的光信号变化规律进行了研究，中国专利号CN200410035476.5和CN200410035475.0分别公开了不同金属敏感膜光纤腐蚀传感器的制备方法及其光信号变化规律；中国专利号为CN201210308912.6公开了一种阶梯结构的金属敏感膜及该类光纤腐蚀传感器的制备方法，改善了金属敏感膜传感器的性能；虽然金属敏感膜光纤传感器的发展已经相对成熟，但是利用该类传感器的现场监测装置的研制还处于实验室阶段，缺乏实用性，实践中也未见有成熟技术的利用金属敏感膜光纤传感器进行腐蚀监测的装置，因此寻求设计一种通用、快速且精确的多点式光纤腐蚀监测装置，用于桥梁、码头、船舶等工程设施的腐蚀监测，具有良好的科研意义和实用价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计提供一种多点式光纤腐蚀监测装置，用于桥梁、码头、船舶等工程设施中材料的腐蚀监测。

为了实现上述目的，本发明涉及的多点式光纤腐蚀监测装置主体结构包括金属敏感膜光纤腐蚀传感器、传输光纤、光时域反射模块、数据线、高速数据采集卡、计算机和测量通道；数量为1-100个金属敏感膜光纤腐蚀传感器通过传输光纤串行连接到光时域反射模块，每个光时域反射模块具有1-4个独立的测量通道，每个测量通道通过传输光纤与1-50个金属敏感膜光纤腐蚀传感器串行连接；光时域反射模块的另一端通过数据线与1-10个高速数据采集卡连接，每个高速数据采集卡通过一条数据线与一个光时域反射模块连接；每个高速数据采集卡通过PCI插槽或周边元件扩展接口的扩展插槽与计算机固定连接，计算机内安装有常规的操作系统和多点式光纤腐蚀监测软件；计算机及其安装的多点式光纤腐蚀监测软件通过高速数据采集卡对光时域反射模块进行控制，光时域反射模块对与之相连的多个金属敏感膜光纤腐蚀传感器的光信号进行扫描，将采集到的光信号数据通过数据线传输到连接在计算机主机箱内的高速数据采集卡中并存储于计算机内；多点式光纤腐蚀监测软件能对存储的数据进行分析、查询和显示；根据测得的光信号数据分析出每个金属敏感膜光纤腐蚀传感器的腐蚀信息。

本发明与现有技术相比，采用标准工业模块组合，通过计算机软件对模块进行控制，实现对多个光纤腐蚀传感器的同时检测，以获取腐蚀信息，具有通用性强、易于实现、操作简便的特点；能多个测量点同时进行腐蚀监测，具有抗电磁干扰、分布式测量的特点，适用于大型结构物的监测；其装置结构简单，操作简便，方法原理可靠，实用性强，监测条件易实现，成本低，监测准确度高，环境友好。

附图说明：

图1为本发明装置的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例：