用于大氣腐蝕監(jiān)測的薄膜電阻傳感器研制.pdf

1、隨著信息產(chǎn)業(yè)、互聯(lián)網(wǎng)和通信行業(yè)的快速發(fā)展，計算中心或云服務(wù)系統(tǒng)機房作為信息樞紐中心已成為當(dāng)今社會信息交換的基礎(chǔ)。當(dāng)前，精密電子設(shè)備中集成電路的密集度越來越高，PCB或者芯片引腳之間微量的金屬腐蝕就會造成電子線路的短路或者斷路等故障，導(dǎo)致數(shù)據(jù)引擎癱瘓，帶來巨大的經(jīng)濟損失。為了保障機房的高穩(wěn)定和高可用性,在機房長期運維過程中，需要對環(huán)境參數(shù)如溫濕度、腐蝕氣體和PCB板上Cu、Ag、Sn的腐蝕情況進行長期監(jiān)控。此外，為保證封存的機電設(shè)備或武器

2、裝備在儲運過程中的可靠性，急需一種用于檢測或診斷封存箱內(nèi)金屬腐蝕狀態(tài)的在線監(jiān)測裝置。本論文針對工業(yè)設(shè)備和計算機房高靈敏度腐蝕診斷的需求,研制了一種高靈敏度空氣腐蝕監(jiān)測裝置，這對于提高裝備運維可靠性具有非常重要的意義。
　　本文以典型大氣環(huán)境中金屬氣相腐蝕監(jiān)測為背景，采用薄膜式電阻探針作為腐蝕傳感器，實現(xiàn)了高靈敏度的大氣腐蝕監(jiān)測。采用電化學(xué)沉積法在PCB板上鍍上一層5-10μm厚的Fe、Cu或Sn薄膜，通過測量金屬薄膜減薄造成的電阻

3、增加，計算金屬的腐蝕量和腐蝕速率。本文還采用基于交變電流的微電阻測量方法消除異種金屬（Cu/Fe或 Cu/Sn）間的接觸電勢和溫差電勢，提高電阻測量精度。采用ADuCM36032位微處理器搭建了一款小尺寸、高性價比的小型測量系統(tǒng)，實現(xiàn)了對薄膜電阻減薄率的精密測量，同時實現(xiàn)對環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測，結(jié)合環(huán)境溫濕度值分析計算金屬的氣相腐蝕速率，依據(jù)腐蝕速率的閾值進行聲光報警。該方法具備高靈敏度、超低功耗和高可靠性的特點。
　　本文針對炮筒內(nèi)氣

4、相腐蝕監(jiān)測，設(shè)計了一種微型腐蝕傳感器，用于炮膛內(nèi)的氣相腐蝕監(jiān)測。該傳感器支持藍牙模塊，可與無線數(shù)據(jù)采集器組成一個微型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用于快速診斷炮膛內(nèi)腐蝕情況。實驗表明：該傳感器的金屬減薄分辨率可達1nm，靈敏度極高。通過參考電阻溫度補償、交變電流激勵等技術(shù)，還可以進一步降低溫度波動造成的負面影響，腐蝕減薄分率可以達到初始薄膜厚度的1/5000。這一成果可以快速反映由于濕氣或者腐蝕性氣體滲入（如H2O、SO2、NO2、NaCl）造成的炮膛內(nèi)