用于大氣腐蝕監(jiān)測(cè)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(jì)算中心或云服務(wù)系統(tǒng)機(jī)房作為信息樞紐中心已成為當(dāng)今社會(huì)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(lái)越高，PCB或者芯片引腳之間微量的金屬腐蝕就會(huì)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(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了保障機(jī)房的高穩(wěn)定和高可用性,在機(jī)房長(zhǎng)期運(yùn)維過(guò)程中，需要對(duì)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(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)控。此外，為保證封存的機(jī)電設(shè)備或武器

2、裝備在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的可靠性，急需一種用于檢測(cè)或診斷封存箱內(nèi)金屬腐蝕狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)裝置。本論文針對(duì)工業(yè)設(shè)備和計(jì)算機(jī)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(cè)裝置，這對(duì)于提高裝備運(yùn)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(cè)為背景，采用薄膜式電阻探針作為腐蝕傳感器，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度的大氣腐蝕監(jiān)測(cè)。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(guò)測(cè)量金屬薄膜減薄造成的電阻

3、增加，計(jì)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(cè)量方法消除異種金屬（Cu/Fe或 Cu/Sn）間的接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)，提高電阻測(cè)量精度。采用ADuCM36032位微處理器搭建了一款小尺寸、高性價(jià)比的小型測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)薄膜電阻減薄率的精密測(cè)量，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)，結(jié)合環(huán)境溫濕度值分析計(jì)算金屬的氣相腐蝕速率，依據(jù)腐蝕速率的閾值進(jìn)行聲光報(bào)警。該方法具備高靈敏度、超低功耗和高可靠性的特點(diǎn)。
　　本文針對(duì)炮筒內(nèi)氣

4、相腐蝕監(jiān)測(cè)，設(shè)計(jì)了一種微型腐蝕傳感器，用于炮膛內(nèi)的氣相腐蝕監(jiān)測(cè)。該傳感器支持藍(lán)牙模塊，可與無(wú)線數(shù)據(jù)采集器組成一個(gè)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(shí)驗(yàn)表明：該傳感器的金屬減薄分辨率可達(dá)1nm，靈敏度極高。通過(guò)參考電阻溫度補(bǔ)償、交變電流激勵(lì)等技術(shù)，還可以進(jìn)一步降低溫度波動(dòng)造成的負(fù)面影響，腐蝕減薄分率可以達(dá)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)