高选择性腐蚀传感器系统技术方案

提供了一种高选择性腐蚀传感器系统，其能够在短时间内高敏感度和高选择性地评估多种金属腐蚀环境。高选择性腐蚀传感器系统设有：传感器组，其包括选自包括传感器表面上的金属薄膜的材料各自不同的多个表面等离子共振传感器、传感器表面上的功能膜的材料各自不同的多个表面等离子共振传感器、和分别使用不同的金属微小颗粒的多个局部表面等离子共振传感器的组中的至少一个传感器；投光器，其朝着各传感器投射光；检测器，其检测从各传感器发射的光束作为与光束强度对应的信号强度；数据库，其积存关于被测量金属的腐蚀的信息；以及分析器，其通过基于由检测器检测的多个信号强度和数据库中积存的信息进行模式识别而分析被测量金属的腐蚀的程度。

High Selective Corrosion Sensor System

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高选择性腐蚀传感器系统
本专利技术涉及一种高选择性腐蚀传感器系统。具体地，本专利技术涉及能够使用表面等离子共振传感器分析和测量金属的各种腐蚀环境的高选择性腐蚀传感器系统。
技术介绍
已经提出了能够分析和测量引起金属腐蚀的环境的各种传感器。例如，从海洋中飞来的海水中的盐对金属腐蚀有很大的影响。作为用于测量海盐的量的传感器，已经提出了石英振荡器传感器(例如，参见专利文献1)。石英振荡器传感器通过利用当从海洋飞来的海盐附着于石英振荡器时石英振荡器的共振频率改变这一石英振荡器的特性而进行测量。然而，石英振荡器传感器的对象仅在于飞来的海盐，并从而不能对影响金属腐蚀的其它因素(例如，硫氧化物(SOx)、湿润时间)进行测量。此外，石英振荡器传感器不适于测量诸如城市区域和农村区域这样的远离海边并且具有较低的飞来海盐浓度的区域的腐蚀性。而且，原则上，即使当不是腐蚀性物质的物质附着于石英振荡器传感器时，来自石英振荡器传感器的检测信号也将改变。因此，石英振荡器传感器难以识别特定的腐蚀性物质。另外，大气环境下的金属腐蚀主要在金属的表面由于例如下雨和/或水凝结而湿润时进展。同时，传统的电化学测量技术被设计为用于对浸水环境下的金属腐蚀的评估，并从而不适于对大气环境下的腐蚀的评估。鉴于此，作为用于评估大气环境下的腐蚀的传感器，例如，已经提出了电化学腐蚀传感器(ACM传感器)(例如，参见专利文献2)。利用该传感器，能够对诸如附着的海盐量、下雨时间、水凝结时间和干燥时间这样的腐蚀环境进行测量。然而，虽然电化学传感器能够测量如上所述的各种腐蚀环境，但是电化学传感器难以预测腐蚀环境随后将如何转变。另外，为了检测表示腐蚀已经进展的信号，电化学传感器的传感器表面需要在其表面上具有一定量的电解质并且充分地湿润。因此，电化学传感器在干燥状态下几乎不能进行测量。而且，进行测量需要花费很长时间(几个月)，并且因此难以进行快速评估。同时，表面等离子共振传感器能够在几纳米到几百纳米的纳米尺度上测量传感器表面周围的介质的变化。此外，有益地，表面等离子共振传感器能够以非破坏性和非侵入性的方式评估腐蚀。例如，专利文献3提出了利用表面等离子共振传感器检测在厌氧环境下由于细菌引起的金属腐蚀。引用列表专利文献专利文献1：JP11-326019A专利文献2：JP2001-201451A专利文献3：JP2011-2423A
技术实现思路
技术问题虽然具有上述优点，但是传统的表面等离子共振传感器具有一些问题。例如，利用传感器部仅由单一金属制成的传感器，不能判定共振峰的偏移是由于金属腐蚀还是由于附着物质而引起。即，不能识别存在于传感器表面上的是何物质。为了解决该问题，例如，尝试将特定物质选择性地附着和/或固定到的功能膜设置于生物传感器的表面。然而，即使仅由于物质的存在而不是由于在传感器表面上的附着，这样的生物传感器也检测到不是目标物质的物质。另外，表面等离子共振传感器也捕捉其周围介质的变化。因此，仅利用单一传感器，不能区别这样的信号与源于金属腐蚀的传感器信号。此外，在专利文献3中描述的表面等离子共振传感器采用气相沉积的金或银膜作为传感器的金属材料。然而，考虑到金和银是耐腐蚀性金属的事实，假设测量的共振峰的偏移是由于附着到传感器表面上的物质而不是由于传感器表面的腐蚀引起的。即，在专利文献3中描述的表面等离子共振传感器不适用于作为检测金属腐蚀的传感器。因此，单一表面等离子共振传感器是仅能够评价单一腐蚀环境的低选择性传感器，并且因此不能用作用于预测多种多样的金属腐蚀环境的高选择性传感器。鉴于上述传统技术的问题做出了本专利技术。本专利技术的目的是提供一种高选择性腐蚀传感器系统，该高选择性腐蚀传感器系统能够在短时间内高灵敏度和高选择性地预测多种多样的金属腐蚀环境。解决问题的方案根据本专利技术的第一方面的高选择性腐蚀传感器系统包括：传感器组，该传感器组包括选自表面等离子共振传感器和局部表面等离子共振传感器中的至少两个传感器，所述至少两个传感器相对于腐蚀环境具有不同的耐腐蚀性和不同的腐蚀倾向；投光器，该投光器被构造为朝着所述传感器组中的所述传感器投射光；检测器，该检测器被构造为检测来自所述传感器组中的所述传感器的光束作为信号强度，该信号强度对应于所述光束的强度；数据库，该数据库中积存了关于被测量金属的腐蚀的信息；和分析器，该分析器被构造为通过基于由所述检测器检测的信号强度和积存在所述数据库中的信息进行模式识别而分析所述被测量金属的腐蚀的程度。根据本专利技术的第二方面的高选择性腐蚀传感器系统涉及根据第一方面的高选择性腐蚀传感器系统，并且可以被构造为使得所述传感器组包括选自由如下构成的组的至少一个传感器：(1)传感器表面具有金属薄膜的表面等离子共振传感器、(2)传感器表面具有由不同材料制成的金属薄膜的表面等离子共振传感器、(3)传感器表面具有功能膜的表面等离子共振传感器、(4)传感器表面具有由不同材料制成的功能膜的表面等离子共振传感器、(5)传感器部具有金属微小颗粒的局部表面等离子共振传感器、(6)传感器部具有不同的金属微小颗粒的局部表面等离子共振传感器、(7)传感器部具有表面设置有功能膜的金属微小颗粒的局部表面等离子共振传感器和(8)传感器部具有表面设置有由不同材料制成的功能膜的表面的金属微小颗粒的局部等离子共振传感器，所述传感器组不是仅包括选自由(1)、(3)、(5)和(7)构成的组中的一个传感器的传感器组。根据本专利技术的第三方面的高选择性腐蚀传感器系统涉及根据第二方面的高选择性腐蚀传感器系统，并且可以被构造为使得(1)或(2)的表面等离子共振传感器包括端面上形成有所述金属薄膜的光纤或者部分地具有如下区域的光纤：在所述区域中，去除所述光纤的包层且所述光纤的芯部露出，并且所述金属薄膜形成在所述区域上。根据本专利技术的第四方面的高选择性腐蚀传感器系统涉及根据第二方面的高选择性腐蚀传感器系统，并且可以被构造为使得(5)或(6)的局部表面等离子共振传感器包括基板，大量的金属微小颗粒布置在该基板上。根据本专利技术的第五方面的高选择性腐蚀传感器系统涉及根据第四方面的高选择性腐蚀传感器系统，并且可以被构造为使得所述大量的金属微小颗粒中的各个金属微小颗粒是由金属薄膜覆盖的介电球。根据本专利技术的第六方面的高选择性腐蚀传感器系统涉及根据第二方面的高选择性腐蚀传感器系统，并且可以被构造为使得(5)或(6)的局部表面等离子共振传感器包括端面上布置有大量的金属微小颗粒的光纤或者部分地具有如下区域的光纤：在所述区域中，去除光纤的包层且所述光纤的芯部露出，并且大量的金属微小颗粒布置在在所述区域上。根据本专利技术的第七方面的高选择性腐蚀传感器系统涉及根据第六方面的高选择性腐蚀传感器系统，并且可以被构造为使得所述大量的金属微小颗粒中的各个金属微小颗粒是由金属薄膜覆盖的介电球。根据本专利技术的第八方面的高选择性腐蚀传感器系统涉及根据第一至第七方面中的任意一个方面的高选择性腐蚀传感器系统，并且可以被构造为使得所述传感器组包括传感器表面具有是金膜的金属薄膜的表面等离子共振传感器或传感器表面具有形成有保护膜的金属薄膜的表面等离子共振传感器作为基准传感器。专利技术的有益效果根据本专利技术，能够提供一种高选择性腐蚀传感器系统，该高选择性腐蚀传感器系统能够在短时间内高灵敏度和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高选择性腐蚀传感器系统，包括：传感器组，该传感器组包括选自表面等离子共振传感器和局部表面等离子共振传感器中的至少两个传感器，所述至少两个传感器相对于腐蚀环境具有不同的耐腐蚀性和不同的腐蚀倾向；投光器，该投光器被构造为朝着所述传感器组中的所述传感器投射光；检测器，该检测器被构造为检测来自所述传感器组中的所述传感器的光束作为信号强度，该信号强度对应于所述光束的强度；数据库，该数据库中积存了关于被测量金属的腐蚀的信息；和分析器，该分析器被构造为通过基于由所述检测器检测的所述信号强度和积存在所述数据库中的信息进行模式识别，而分析所述被测量金属的腐蚀的程度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.16 JP 2017-0049631.一种高选择性腐蚀传感器系统，包括：传感器组，该传感器组包括选自表面等离子共振传感器和局部表面等离子共振传感器中的至少两个传感器，所述至少两个传感器相对于腐蚀环境具有不同的耐腐蚀性和不同的腐蚀倾向；投光器，该投光器被构造为朝着所述传感器组中的所述传感器投射光；检测器，该检测器被构造为检测来自所述传感器组中的所述传感器的光束作为信号强度，该信号强度对应于所述光束的强度；数据库，该数据库中积存了关于被测量金属的腐蚀的信息；和分析器，该分析器被构造为通过基于由所述检测器检测的所述信号强度和积存在所述数据库中的信息进行模式识别，而分析所述被测量金属的腐蚀的程度。2.根据权利要求1所述的高选择性腐蚀传感器系统，其中，所述传感器组包括选自由如下构成的组的至少一个传感器：(1)传感器表面具有金属薄膜的表面等离子共振传感器、(2)传感器表面具有由不同材料制成的金属薄膜的表面等离子共振传感器、(3)传感器表面具有功能膜的表面等离子共振传感器、(4)传感器表面具有由不同材料制成的功能膜的表面等离子共振传感器、(5)传感器部具有金属微小颗粒的局部表面等离子共振传感器、(6)传感器部具有不同的金属微小颗粒的局部表面等离子共振传感器、(7)传感器部具有表面设置有功能膜的金属微小颗粒的局部表面等离子共振传感器和(8)传感器部具有表面设置有由不同材...

【专利技术属性】
技术研发人员：小迫照和，
申请(专利权)人：矢崎总业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP