一种集成式大气环境腐蚀监测装置的制作方法

本技术涉及材料腐蚀监测，具体涉及一种集成式大气环境腐蚀监测装置。

背景技术：

1、经调查数据统计，金属暴露在大气环境介质中的机会比在其他介质中的机会多，大气腐蚀是目前金属腐蚀中数量最多、覆盖面最广、破坏性最大的一种腐蚀。金属材料在大气环境中封存时，一般会外加包装材料或者在表面覆盖涂层来减缓腐蚀，可是在包装材料破损、封存材料失效、表面凝露等异常环境下，金属材料的腐蚀会变得严重，从而引起经济损失。若是设计一种高效的大气环境腐蚀监测装置，可以帮助监测金属腐蚀情况，并发出失效预警，以减少经济损失。

2、现有大气环境腐蚀监测装置多使用电阻测量模块和温湿度测量模块监测金属腐蚀情况，检测手段局限于普通金属材料的腐蚀监测，多是金属腐蚀到较为严重的程度才能够被检测到，对金属材料的微小腐蚀监测和有特殊保存需求的金属材料检测能力有限。例如发明专利cn 108872048 a提供的一种大气环境腐蚀监测装置，其通过采集金属材料在大气环境中的腐蚀电流以及大气环境的温湿度信息以评估服役设备金属部分的腐蚀程度，实现多环境远程大气环境服役设备腐蚀状况的实时监测。但是其方案检测方式单一，主要侧重于检测数据的远程实时共享，检测精确度方面仍然有待提升。且由于一般情况下封存物料与包装材料之间的空间有限，为了减小检测过程中对材料的影响，缩减检测装置的占用空间也可能增加产品竞争力。

技术实现思路

1、基于上述表述，本实用新型提供了一种集成式大气环境腐蚀监测装置，以至少解决现有的检测装置腐蚀检测精度不足的问题。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种集成式大气环境腐蚀监测装置，包括用于安装在被测包装材料内侧的壳体，还包括设置在壳体内的控制器，以及设置在壳体内并与控制器分别电性连接的电源模块、qcm频率测量模块、eis阻抗测量模块、ter精密电阻测量模块和tow润湿度测量模块、温湿度测量模块，所述qcm频率测量模块的检测端、eis阻抗测量模块的检测端、ter精密电阻测量模块的检测端和tow润湿度测量模块、温湿度测量模块的检测端分别贯穿壳体、且集成设置在壳体的同一面；其中，

3、所述qcm频率测量模块，用于测量环境中的试样腐蚀增重量；

4、所述eis阻抗测量模块，用于测量环境的试样电化学阻抗变化；

5、所述ter精密电阻测量模块，用于测量环境中的试样电阻阻值变化；

6、所述tow润湿度测量模块，用于测量环境中的试样表面润湿度；

7、所述温湿度测量模块，用于测量环境中的温度以及湿度；

8、所述控制器，用于根据测量时序、定时循环地接收各个测量模块的测量数据，使得同一测量时刻仅获取qcm频率测量模块、eis阻抗测量模块、ter精密电阻测量模块、tow润湿度测量模块或温湿度测量模块中某一个模块的测量数据；

9、所述电源模块，用于将外部电源转换为装置的工作电源。

10、与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：本装置将多种测量模块集成在壳体上，可进行定时测量，在不测量的时候装置进入休眠模式以节省耗电；在单个测量周期内，根据预设的测量时序依次通过各个测量模块进行测量，以获得多种类型的测量数据，通过各种类型的测量数据共同评估环境腐蚀程度，可增加判断的准确性，从而达到更好地对被测包装材料密封性监测的目的。将多个测量模块集成设置在壳体的同一面上，使得各个测量模块接触的被测环境的一致性更高，进一步提升检测结果的准确性，同时便于装置生产过程中的装配与品质检测；该设置还可缩减壳体厚度，使壳体整体更加扁平，缩减装置占用的空间，使装置在被测包装材料的内侧安装时更加便利，减少装置与包装内材料的干涉。

11、在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

12、进一步的，所述tow润湿度测量模块的检测端和温湿度传感器的检测端朝向壳体外侧，tow润湿度测量模块的信号端和温湿度传感器的信号端分别与所述控制器电性连接；

13、所述tow润湿度测量模块用于检测环境的润湿度；

14、所述温湿度传感器用于检测环境的温度、湿度。

15、采用上述技术方案后，其有益效果为：当被测包装材料破损时，由于空气的流动性，会出现包装材料内外的空气交换，因此包装材料外侧的空气温度与湿度会对包装材料内侧的大气环境造成影响。tow润湿度测量模块通过检测交流信号激励下的探头表面液膜阻抗，以检测探头表面的润湿度情况。温湿度传感器检测壳体外侧的温度数据。控制器根据多个检测周期的润湿度变化以及温度变化，判断被测包装材料内侧的大气环境是否发生异常。

16、进一步的，所述壳体的一面作为安装面，所述壳体上与安装面相背离的一面作为检测面，所述qcm频率测量模块、eis阻抗测量模块、ter精密电阻测量模块、tow润湿度测量模块和温湿度测量模块均设置在壳体的检测面上。

17、采用上述技术方案后，其有益效果为：由于将各个检测模块集成在壳体的一个检测面上，可在结构上缩减壳体厚度，将壳体整体设置为较扁平的形状，进而将背离检测面的一面作为壳体的安装面，可使装置与被测物之间具有较大的安装面积，利于装置安装的稳固性。

18、进一步的，所述壳体上还设有防水电源接口，所述防水电源接口的一端贯穿壳体、并与电源模块的输入端电性连接，防水电源接口的另一端通过电缆连接外部电源。

19、采用上述技术方案后，其有益效果为：防水电源接口对壳体的电缆连接处进行密封，以增强壳体的防水防尘性能，提升装置的ip防护等级，延长装置使用寿命。

20、进一步的，所述壳体上设有电源指示灯，所述电源指示灯相邻防水电源接口设置，所述电源指示灯与电源模块电性连接。

21、采用上述技术方案后，其有益效果为：电源指示灯相邻防水电源接口设置，以同步显示装置的供电状态，便于操作人员及时确认装置是否通电。

22、进一步的，该装置还包括通信模块，所述通信模块设置于被测包装材料的外侧；所述电缆为贯穿被测包装材料的通信&电源符合线缆，且通信&电源符合线缆的外周与被测包装材料之间密封配合，所述通信模块通过所述通信&电源符合线缆与控制器通信连接，所述电源模块的输出端连接通信模块。

23、采用上述技术方案后，其有益效果为：通信模块用于实现检测端与操作端的数据交互，例如将壳体上各项检测数据传输到操作端，便于操作人员及时了解被测物的状态，还将操作端的操作指令下发到检测端，便于操作人员对装置进行参数设置、调试等操作。

24、进一步的，所述通信模块包括无线通信模块和有线通信模块，所述无线通信模块和有线通信模块均通过通信&电源符合线缆与控制器通信连接。

25、采用上述技术方案后，其有益效果为：无线通信模块和有线通信模块可进行互补。由于本装置用于对包装材料内侧的环境进行检测，因此可能存在多个装置跟随被测物品分散布置的场景，因此为了便于对多个检测装置进行集中化管理，在监测过程中优先采用无线通信模块，当无线通信模块出现异常时，可使用有线通信模块继续进行监测过程中的数据传输。

26、进一步的，所述壳体包括内壳和外壳，所述qcm频率测量模块、eis阻抗测量模块、ter精密电阻测量模块、tow润湿度测量模块和温湿度测量模块固定安装在所述内壳上，所述外壳套设在内壳的外表面、并将内壳上的装配间隙密封。

27、采用上述技术方案后，其有益效果为：内壳主要用于对各个测量模块提供结构支撑，外壳除了进行结构支撑，主要用于增强壳体的密封性，以进一步提升装置的ip防护等级，延长装置使用寿命。

28、进一步的，所述ter精密电阻测量模块具有多个测量通道，每个测量通道各对应一种金属材料在被测环境中的精密电阻测量。

29、采用上述技术方案后，其有益效果为：通过对多个测量通道中不同材质金属的阻抗测量，可获得更准确的精密电阻变化测量结果，以提升装置的检测精度。

30、进一步的，所述壳体上固定设有多孔筛板，所述多孔筛板对应qcm频率测量模块的检测端设置。

31、采用上述技术方案后，其有益效果为：多孔筛板对qcm频率测量模块进行结构保护，在保证qcm频率测量模块与环境中气体接触的同时，防止环境中的部分异物与qcm频率测量模块相接触，影响qcm频率测量模块检测得到的腐蚀增重量。

32、与现有技术相比，本技术的技术方案具有以下有益技术效果：本装置适用于对封存的物品的腐蚀情况监测，尤其适合作为大气环境下包装破损、封存材料失效、表面凝露等异常环境下，碳钢、铜合金等多金属和金属耦合体系的锈蚀传感器。通过qcm频率测量模块测量环境中的金属试样腐蚀增重量，eis阻抗测量模块测量试样在待测环境的电化学阻抗变化，ter精密电阻测量模块测量试样在环境中的电阻变化，tow润湿度测量模块测量环境中试样表面润湿度，结合温湿度测量模块测量环境中的温度以及湿度，多个维度对被监测材料的环境进行监测，多种测量数据作为判断的依据，提升了检测的准确性。且将各个测量模块设置于一个平面上，降低了监测装置的厚度，缩减了监测装置占用空间，更加利于装置的安装以及减小装置与被测包装材料内金属的干涉。