一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103693209 A (43)申请公布日 2014.04.02 CN 103693209 A (21)申请号 201310696467.X (22)申请日 2013.12.18 B64F 5/00(2006.01) (71)申请人南京航空航天大学地址 210016 江苏省南京市秦淮区御道街 29 号 (72)发明人袁慎芳常鸣邱雷王长春 (74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司 32200 代理人许方 (54) 发明名称一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置 (57) 摘要本发明公布了一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置，属于结构健。

2、康监测领域。本发明的监测方法是通过测量多个易引发腐蚀的环境参数，确定环境的腐蚀性等级，从而评判飞行器结构的健康状况，指导机务采取相应措施。本发明的飞行器腐蚀环境监测装置由主控微控模块、测量模块、通讯模块和电源模块组成，体积小、能耗低，适合安装在飞行器的各个部位进行长期监测。本发明可将飞行器现行的定期维护变为按需维护，提高了效率，降低了成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 7 页附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图3页 (10)申请公布号 CN 103693209 。

3、A CN 103693209 A 1/1 页 2 1. 一种飞行器腐蚀环境监测方法，其特征在于，包括如下步骤： (1) 在飞行器易发生腐蚀的部位分布飞行器腐蚀环境监测装置，将其作为传感器结点，并添加汇聚结点构成传感器网络，实时监测整个结构的腐蚀环境，测量的环境参数包括温度、相对湿度、湿润时间、值和浓度； (2) 停机时，用户通过汇聚结点收集数据，建立数据库； (3) 用户通过分析数据库中的数据，根据经验模型计算该环境能导致的腐蚀速率，其中是腐蚀速率，单位；是值；是氯离子浓度，单位；是湿润时间，单位；是温度，单位；是相对湿度；是该经验模型。

4、的系数，由试件腐蚀试验获取的数据计算得到适合于被测对象的系数值； (4) 将步骤 (3) 得到的腐蚀速率与中划分的环境腐蚀性等级进行比较，即能从腐蚀的角度对飞行器的健康状况做出评估，并以此为依据判断现阶段是否需要对飞行器进行维护。 2. 如权利要求 1 所述的一种飞行器腐蚀环境监测方法的实现装置，其特征在于，包括主控微控模块、测量模块、通讯模块和电源模块：主控微控模块直接与测量模块相连，控制着测量模块中的多个传感器实时对环境参数进行测量；主控微控模块利用内置的串口通信功能部件与通讯模块的转换芯片直接相连，实现与外界的有线或无线的数据通信；电源模块提。

5、供主控微控及测量、通讯模块的工作电压。权利要求书 CN 103693209 A 2 1/7 页 3 一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置 0001 技术领域本发明涉及一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置，属于结构健康监测技术领域。 0002 背景技术飞行器结构的腐蚀，是指构件在使用环境下通过化学或电化学作用随时间的推移所发生的积累性化学损失和破坏。其随机性大，类型广泛，影响因素众多而交互作用又强，不能完全避免。飞行器的腐蚀损伤直接影响着剩余寿命，关乎飞行安全。但是在腐蚀初期，腐蚀部位很难探测到，而当腐蚀萌生后，若不加以控制，又将比其它损伤发展得更。

6、快、更严重。因此，必须积极预防、控制腐蚀的产生和扩散。 0003 目前，在航空航天领域，飞行器的腐蚀监测主要专注于防腐蚀涂料的研发，利用各种无损检测技术发现、定位腐蚀，判别腐蚀程度。如超声成像、磁光成像、红外成像等技术，都是在腐蚀已经发生的情况下找到腐蚀，根据损伤情况采取相应补救措施。即当前关注的热点在于飞行器的防腐蚀设计，以及发生腐蚀后的检测与维修，而对于飞行器的腐蚀环境的监测研究则几乎空白。 0004 飞行器的腐蚀环境监测主要是指针对飞行器结构的特点，在一些易发生腐蚀的部位安装监测装置，实时采集周围的环境参数，经过信号调理后上传至客户端建立数据。

7、库，以对环境的变化进行分析，预测腐蚀发生的可能性，尽早对飞行器进行维护，尽量避免因腐蚀发生造成的损失。 0005 通过监测飞行器的腐蚀环境，可以构建环境 - 腐蚀模型，根据环境参数计算出腐蚀速率，推导出飞行器的腐蚀状况，以便指导机务进行维护，既减少了不必要的停机，又保证了飞行安全。 0006 发明内容本发明提出了一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置。该方法主要是通过监测装置测量易引发飞行器腐蚀的关键环境参数，并经由数学模型计算其可能导致的腐蚀速率，进而推测环境的腐蚀性等级。其中监测装置集成了三种传感器，可监测五个与腐蚀相关的环境参数：温度、相对。

8、湿度、湿润时间、值和浓度。 0007 本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：一种飞行器腐蚀环境监测方法，包括如下步骤： (1) 在飞行器易发生腐蚀的部位分布飞行器腐蚀环境监测装置，将其作为传感器结点，并添加汇聚结点构成传感器网络，实时监测整个结构的腐蚀环境，测量的环境参数包括温度、相对湿度、湿润时间、值和浓度； (2) 停机时，用户通过汇聚结点收集数据，建立数据库；说明书 CN 103693209 A 3 2/7 页 4 (3) 用户通过分析数据库中的数据，根据经验模型计算该环境能导致的腐蚀速率，其中是腐蚀速率，单位；是值；是氯离子浓度，。

9、单位；是湿润时间，单位；是温度，单位；是相对湿度；是该经验模型的系数，由试件腐蚀试验获取的数据计算得到适合于被测对象的系数值； (4) 将步骤 (3) 得到的腐蚀速率与中划分的环境腐蚀性等级进行比较，即能从腐蚀的角度对飞行器的健康状况做出评估，并以此为依据判断现阶段是否需要对飞行器进行维护。 0008 一种飞行器腐蚀环境监测方法的实现装置，包括主控微控模块、测量模块、通讯模块和电源模块：主控微控模块直接与测量模块相连，控制着测量模块中的多个传感器实时对环境参数进行测量；主控微控模块利用内置的串口通信功能部件与通讯模块的转换芯片直接相连，实现与。

10、外界的有线或无线的数据通信；电源模块提供主控微控及测量、通讯模块的工作电压。 0009 本发明的有益效果如下：本发明提出的飞行器腐蚀环境监测方法通过测量多个易引发腐蚀的环境参数，确定环境的腐蚀性等级，从而评判飞行器结构的健康状况，指导机务采取相应措施。其中涉及到的飞行器腐蚀环境监测装置体积小、能耗低，适合安装在飞行器的各个部位进行长期监测。本发明可将飞行器现行的定期维护变为按需维护，提高了效率，降低了成本。 0010 附图说明图 1 是本发明装置的原理图。 0011 图2(a)是湿润时间传感器的测量电路图；图2(b)是电化学传感器的测量电路图。 001。

11、2 图 3 是飞行器腐蚀环境监测传感器网络示意图。 0013 图 4 是本发明监测方法的步骤流程图。 0014 具体实施方式下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。 0015 通过调查统计飞行器使用环境及地面停放环境谱，分析影响结构腐蚀的环境参数。温湿度是腐蚀发生的关键因素，但基于飞行器的工作特点，其结构腐蚀的成因是多方面说明书 CN 103693209 A 4 3/7 页 5 的。如结构表面的湿润状况、氯化物的污染也是航空金属腐蚀的重要因素。在浓度较高的场合，若氯化物沉降在飞行器外表面或随冷凝水滞留在内部，更易形成电解质溶液加速腐蚀。此外，受工业污染以及。

12、飞机尾气的影响，环境中一般还存在着与。当飞行器结构表面湿润，这些污染源会溶于水或与水发生反应，使溶液的值改变，这也是造成腐蚀的成因之一。所以，本发明选取对温度、相对湿度、湿润时间、值和浓度这五个影响飞行器结构腐蚀的关键参数进行长期监测。对这几个参数的监测依靠温湿度传感器、湿润时间传感器和电化学传感器来完成，其中的湿润时间传感器与电化学传感器属于非商用传感器，为本发明设计制作。 0016 温湿度一体化传感器：这里选取的是贴片封装温湿度传感器。传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号。 0017 湿润时间传感器：湿润。

13、时间是金属暴露在空气中表面持续湿润的时间。根据的定义，湿润时间是指温度在以上、相对湿度高于的时间。传统的测量方法只是综合环境的温度和相对湿度来估算湿润时间，这和实际的湿润时间有一定的出入，更好的方法是设计传感器对其进行监测。本发明制作了电阻式湿润时间传感器，采用标准的制造技术，在环氧树脂板上制作出两个相互分离的铜制交叉指状电极。在干燥的情况下，两个电极之间互相不接触，传感器输出电阻无穷大；当有降水或水汽凝结到传感器表面上时，电极之间形成通路，输出电阻大大减小。通过一定的测量电路测量该传感器的电阻变化，即可推算出环境的湿润时间。一些前期的实验数据验证。

14、了传感器电极间距越小，传感器灵敏度越高。所以本设计的湿润时间传感器电极间距只有，即使表面上只形成了一些微小尺寸的液滴也能被感知到。此外，传感器需要长期暴露在外部环境中，而铜电极裸露在空气中会很快被腐蚀损坏，所以在电极上再覆盖一层金进行保护。该传感器体积小，重量轻，寿命长，适合在飞行器的狭窄空间使用。说明书 CN 103693209 A 5 4/7 页 6 0018 电化学传感器：本发明还设计制作了电化学传感器用来监测浓度和值，该传感器的测量原理类似于线性极化技术。当传感器暴露在潮湿的大气中或处于有积水的地方，其表面会凝结一层水膜。这层水膜溶解了盐类或。

15、其他杂质形成了一定浓度和值的电解质溶液，给电化学腐蚀提供了条件。测量时，等待电极的自腐蚀电位稳定，电极反应处于平衡状态；再对工作电极外加微小电压进行极化，则正向和逆向反应的速度不相等，极化电流也发生变化。工作时，对传感器的电极施加扫描电压，实时监测输出电流。前期的实验数据论证了，当电解质溶液的浓度越高或值越小时，产生的电流也越大，可以通过监测电流的变化来获取环境中的浓度和值情况。传统的测量装置都为三电极系统，由工作电极、参比电极和辅助电极组成。工作电极和参比电极的电极过程是一样的，它们的腐蚀电位相近，加之极化时间很短，所以可以采用相同的材质制成该两个。

16、电极；而由于辅助电极仅供极化时完成通电回路使用，也可采用同样的材质制成。此外，本发明选取较宽电极同时充当参比电极和辅助电极，较窄的电极作为工作电极，即本传感器的一宽一窄两电极结构，取代了传统的三电极结构。所以，该传感器是由硬铝制成的双电极栅状结构，选取与被监测对象相同的材料是为了更好地呈现飞行器的腐蚀状况。制作时，选取环氧树脂板为衬底，通过蒸镀技术在其上牢固地镀一层硬铝的薄膜，再由事先加工好的掩膜板结合光刻技术将栅状电极的图案刻在薄膜上。传感器的电极一个宽，一个宽，之间相隔。该传感器尺寸小，材质与被监测对象相同，适合应用在飞行器结构的腐蚀监测。

17、中。 0019 对环境参数的测量需要传感器与被测环境直接接触，为此，本发明装置的整体布局设计为上、下两层。传感器及相应的测量电路置于上层外侧，传感器暴露在外，而测量电路部分通过封装外壳加以保护；下层为控制电路，实现对整个装置的管理。上下层间通过插针进行电路连接，同时起到固定的作用。整个装置体积小 ()，适合在飞行器的狭窄空间里使用。 0020 图 1 为装置的整体原理图，由主控微控模块、电源模块、测量模块和通讯模说明书 CN 103693209 A 6 5/7 页 7 块组成，上述的传感器及其测量电路属于测量模块。主控微控模块中的主控芯片为，该芯。

18、片内部集成有数模转换、模数转换以及集成电路总线模块，可控制传感器完成对不同参数的测量。装置中的温湿度传感器输出数字信号，主控芯片与该传感器两线（数据线、时钟线）连接，通过协议进行温湿度数据的采集；而湿润时间和电化学传感器为模拟量测量，需要通过外部激励，主控芯片的数模转换器直接与两种传感器相连来提供激励。 0021 图 2 是湿润时间和电化学传感器的测量电路示意图。由于这两种传感器具有低触发电平，低输出电流，输出信号动态变化范围大等工作特点，其测量电路需合理设计。湿润时间传感器的测量电路如图 2(a) 所示，对其施加激励电压，通过分压电路将电阻转化。

19、为电压，分压电路的电压信号经过放大和滤波后得到输出电压。电化学传感器的测量电路如图 2(b) 所示，对其施加激励电压，电化学反应稳定后测量两极之间产生的极化电流，极化电流再经转换电路转换为电压，放大和滤波处理后得到输出电压。 0022 以上的测量电路设计特别注重对微小信号的去噪和放大：一是通过合理的接地设计，防止因为电位不平衡引入的误差；其次采用低偏置的运算放大器对传感器输出信号进行滤波和放大；另一方面，传感器和电路的偏置采用软件补偿来消除。 0023 测量电路的输出信号直接与主控芯片的数模转换器连接，完成数据采集与存储。主控芯片有的和的，加起来可以存储。

20、 2000 多次的测量数据。如果测量设定为每 30 分钟一次，那么上传至客户端前可以持续运转 1000 小时。整个监测装置由电源模块进行供电，供电电池经过直流转换后，为主控芯片及测量、通讯模块提供工作电压。耗能方面，的功耗管理极具优势，再加上在说明书 CN 103693209 A 7 6/7 页 8 本应用中，传感器监测的环境参数是变化极为缓慢的物理量，所以并不需要频繁的测量并发送数据，相应的平均功率也很低。根据需要，通过主控芯片定期的激活传感器使之进入工作状态：测量环境参数、信号调理、数据存储及传输；而在其余时刻处于休眠状态。这种低功耗的特点。

21、使得本装置的使用寿命得到了保证。 0024 本装置能够与外部进行数据通信，内置有两路串口通信模块，这两个部分与通讯模块中的转换芯片相连接，根据需要实现或者无线通讯。 0025 使用时，为了监测整个结构的腐蚀环境，具体的步骤流程如图 4 所示，在飞行器易发生腐蚀的部位分布安装本装置，连续采集环境参数，信号调理后存储在本地。将各监测装置看成是传感器结点，那么它们之间就构成了一个传感器网络。为了实现整个系统之间的通讯，除各传感器结点外还需要添加汇聚结点，如图 3 所示。不同位置的监测装置将本地数据传输给汇聚结点，汇聚结点综合管理各传感器结点，并在适当的时机将数据上。

22、传。如在停机时，用户可以通过手持设备，如、笔记本等，经由汇聚结点获取所有的数据，建立数据库。 0026 用户存储数据是为了能通过获取的环境参数对环境的腐蚀性评估，方法如下：首先，标准中给出了划分环境腐蚀性等级的方法，即通过测定在腐蚀环境中的标准金属，如锌的腐蚀速率划分腐蚀性等级，如表 1 所示。 0027 其次，分析获取的被测环境参数，通过以下的经验模型推测该环境可能引发的腐蚀速率：其中是腐蚀速率，单位；是值；是氯离子浓度，单位说明书 CN 103693209 A 8 7/7 页 9 ；是湿润时间，单位；是温度，单位；是相对湿度；是模型中各项的系数，将试件暴露在待测环境中腐蚀后，通过获取的数据计算可得到各系数值。 0028 最后，将以上数学模型计算出的腐蚀速率与表 1 中的数据比对，即可得到该阶段的环境腐蚀性等级，并以此为依据指导机务判断现阶段是否需要对飞行器进行维护。说明书 CN 103693209 A 9 1/3 页 10 图 1 图 2（a) 说明书附图 CN 103693209 A 10 2/3 页 11 图 2（b) 图 3 说明书附图 CN 103693209 A 11 3/3 页 12 图 4 说明书附图 CN 103693209 A 12 。

摘要
申请专利号：	CN201310696467.X	申请日：	2013.12.18
公开号：	CN103693209A	公开日：	2014.04.02
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):B64F 5/00申请日:20131218\|\|\|公开
IPC分类号：	B64F5/00	主分类号：	B64F5/00
申请人：	南京航空航天大学
发明人：	袁慎芳; 常鸣; 邱雷; 王长春
地址：	210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
优先权：
专利代理机构：	南京经纬专利商标代理有限公司 32200	代理人：	许方
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内容摘要

本发明公布了一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置，属于结构健康监测领域。本发明的监测方法是通过测量多个易引发腐蚀的环境参数，确定环境的腐蚀性等级，从而评判飞行器结构的健康状况，指导机务采取相应措施。本发明的飞行器腐蚀环境监测装置由主控微控模块、测量模块、通讯模块和电源模块组成，体积小、能耗低，适合安装在飞行器的各个部位进行长期监测。本发明可将飞行器现行的定期维护变为按需维护，提高了效率，降低了成本。

权利要求书

权利要求书
1.  一种飞行器腐蚀环境监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 在飞行器易发生腐蚀的部位分布飞行器腐蚀环境监测装置，将其作为传感器结点，并添加汇聚结点构成传感器网络，实时监测整个结构的腐蚀环境，测量的环境参数包括温度、相对湿度、湿润时间、                                                值和浓度；
(2) 停机时，用户通过汇聚结点收集数据，建立数据库；
(3) 用户通过分析数据库中的数据，根据经验模型计算该环境能导致的腐蚀速率，其中是腐蚀速率，单位；是值；是氯离子浓度，单位；是湿润时间，单位；是温度，单位；是相对湿度；是该经验模型的系数，由试件腐蚀试验获取的数据计算得到适合于被测对象的系数值；
(4) 将步骤(3)得到的腐蚀速率与中划分的环境腐蚀性等级进行比较，即能从腐蚀的角度对飞行器的健康状况做出评估，并以此为依据判断现阶段是否需要对飞行器进行维护。

2.  如权利要求1所述的一种飞行器腐蚀环境监测方法的实现装置，其特征在于，包括主控微控模块、测量模块、通讯模块和电源模块：主控微控模块直接与测量模块相连，控制着测量模块中的多个传感器实时对环境参数进行测量；主控微控模块利用内置的串口通信功能部件与通讯模块的转换芯片直接相连，实现与外界的有线或无线的数据通信；电源模块提供主控微控及测量、通讯模块的工作电压。

说明书

说明书一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置
技术领域
本发明涉及一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置，属于结构健康监测技术领域。
背景技术
飞行器结构的腐蚀，是指构件在使用环境下通过化学或电化学作用随时间的推移所发生的积累性化学损失和破坏。其随机性大，类型广泛，影响因素众多而交互作用又强，不能完全避免。飞行器的腐蚀损伤直接影响着剩余寿命，关乎飞行安全。但是在腐蚀初期，腐蚀部位很难探测到，而当腐蚀萌生后，若不加以控制，又将比其它损伤发展得更快、更严重。因此，必须积极预防、控制腐蚀的产生和扩散。
目前，在航空航天领域，飞行器的腐蚀监测主要专注于防腐蚀涂料的研发，利用各种无损检测技术发现、定位腐蚀，判别腐蚀程度。如超声成像、磁光成像、红外成像等技术，都是在腐蚀已经发生的情况下找到腐蚀，根据损伤情况采取相应补救措施。即当前关注的热点在于飞行器的防腐蚀设计，以及发生腐蚀后的检测与维修，而对于飞行器的腐蚀环境的监测研究则几乎空白。
飞行器的腐蚀环境监测主要是指针对飞行器结构的特点，在一些易发生腐蚀的部位安装监测装置，实时采集周围的环境参数，经过信号调理后上传至客户端建立数据库，以对环境的变化进行分析，预测腐蚀发生的可能性，尽早对飞行器进行维护，尽量避免因腐蚀发生造成的损失。
通过监测飞行器的腐蚀环境，可以构建环境-腐蚀模型，根据环境参数计算出腐蚀速率，推导出飞行器的腐蚀状况，以便指导机务进行维护，既减少了不必要的停机，又保证了飞行安全。
发明内容
本发明提出了一种飞行器腐蚀环境监测方法及其实现装置。该方法主要是通过监测装置测量易引发飞行器腐蚀的关键环境参数，并经由数学模型计算其可能导致的腐蚀速率，进而推测环境的腐蚀性等级。其中监测装置集成了三种传感器，可监测五个与腐蚀相关的环境参数：温度、相对湿度、湿润时间、值和浓度。
本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：
一种飞行器腐蚀环境监测方法，包括如下步骤：
(1) 在飞行器易发生腐蚀的部位分布飞行器腐蚀环境监测装置，将其作为传感器结点，并添加汇聚结点构成传感器网络，实时监测整个结构的腐蚀环境，测量的环境参数包括温度、相对湿度、湿润时间、值和浓度；
(2) 停机时，用户通过汇聚结点收集数据，建立数据库；
(3) 用户通过分析数据库中的数据，根据经验模型计算该环境能导致的腐蚀速率，其中是腐蚀速率，单位；是值；是氯离子浓度，单位；是湿润时间，单位；是温度，单位；是相对湿度；是该经验模型的系数，由试件腐蚀试验获取的数据计算得到适合于被测对象的系数值；
(4) 将步骤(3)得到的腐蚀速率与中划分的环境腐蚀性等级进行比较，即能从腐蚀的角度对飞行器的健康状况做出评估，并以此为依据判断现阶段是否需要对飞行器进行维护。
一种飞行器腐蚀环境监测方法的实现装置，包括主控微控模块、测量模块、通讯模块和电源模块：主控微控模块直接与测量模块相连，控制着测量模块中的多个传感器实时对环境参数进行测量；主控微控模块利用内置的串口通信功能部件与通讯模块的转换芯片直接相连，实现与外界的有线或无线的数据通信；电源模块提供主控微控及测量、通讯模块的工作电压。
本发明的有益效果如下：
本发明提出的飞行器腐蚀环境监测方法通过测量多个易引发腐蚀的环境参数，确定环境的腐蚀性等级，从而评判飞行器结构的健康状况，指导机务采取相应措施。其中涉及到的飞行器腐蚀环境监测装置体积小、能耗低，适合安装在飞行器的各个部位进行长期监测。本发明可将飞行器现行的定期维护变为按需维护，提高了效率，降低了成本。
附图说明
图1是本发明装置的原理图。
图2(a)是湿润时间传感器的测量电路图；图2(b)是电化学传感器的测量电路图。
图3是飞行器腐蚀环境监测传感器网络示意图。
图4是本发明监测方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。
通过调查统计飞行器使用环境及地面停放环境谱，分析影响结构腐蚀的环境参数。温湿度是腐蚀发生的关键因素，但基于飞行器的工作特点，其结构腐蚀的成因是多方面的。如结构表面的湿润状况、氯化物的污染也是航空金属腐蚀的重要因素。在浓度较高的场合，若氯化物沉降在飞行器外表面或随冷凝水滞留在内部，更易形成电解质溶液加速腐蚀。此外，受工业污染以及飞机尾气的影响，环境中一般还存在着与。当飞行器结构表面湿润，这些污染源会溶于水或与水发生反应，使溶液的值改变，这也是造成腐蚀的成因之一。所以，本发明选取对温度、相对湿度、湿润时间、值和浓度这五个影响飞行器结构腐蚀的关键参数进行长期监测。对这几个参数的监测依靠温湿度传感器、湿润时间传感器和电化学传感器来完成，其中的湿润时间传感器与电化学传感器属于非商用传感器，为本发明设计制作。
温湿度一体化传感器：这里选取的是贴片封装温湿度传感器。传感器将传感元件和信号处理电路集成在一块微型电路板上，输出完全标定的数字信号。
湿润时间传感器：湿润时间是金属暴露在空气中表面持续湿润的时间。根据的定义，湿润时间是指温度在以上、相对湿度高于的时间。传统的测量方法只是综合环境的温度和相对湿度来估算湿润时间，这和实际的湿润时间有一定的出入，更好的方法是设计传感器对其进行监测。本发明制作了电阻式湿润时间传感器，采用标准的制造技术，在环氧树脂板上制作出两个相互分离的铜制交叉指状电极。在干燥的情况下，两个电极之间互相不接触，传感器输出电阻无穷大；当有降水或水汽凝结到传感器表面上时，电极之间形成通路，输出电阻大大减小。通过一定的测量电路测量该传感器的电阻变化，即可推算出环境的湿润时间。一些前期的实验数据验证了传感器电极间距越小，传感器灵敏度越高。所以本设计的湿润时间传感器电极间距只有，即使表面上只形成了一些微小尺寸的液滴也能被感知到。此外，传感器需要长期暴露在外部环境中，而铜电极裸露在空气中会很快被腐蚀损坏，所以在电极上再覆盖一层金进行保护。该传感器体积小，重量轻，寿命长，适合在飞行器的狭窄空间使用。
电化学传感器：本发明还设计制作了电化学传感器用来监测浓度和值，该传感器的测量原理类似于线性极化技术。当传感器暴露在潮湿的大气中或处于有积水的地方，其表面会凝结一层水膜。这层水膜溶解了盐类或其他杂质形成了一定浓度和值的电解质溶液，给电化学腐蚀提供了条件。测量时，等待电极的自腐蚀电位稳定，电极反应处于平衡状态；再对工作电极外加微小电压进行极化，则正向和逆向反应的速度不相等，极化电流也发生变化。工作时，对传感器的电极施加扫描电压，实时监测输出电流。前期的实验数据论证了，当电解质溶液的浓度越高或值越小时，产生的电流也越大，可以通过监测电流的变化来获取环境中的浓度和值情况。传统的测量装置都为三电极系统，由工作电极、参比电极和辅助电极组成。工作电极和参比电极的电极过程是一样的，它们的腐蚀电位相近，加之极化时间很短，所以可以采用相同的材质制成该两个电极；而由于辅助电极仅供极化时完成通电回路使用，也可采用同样的材质制成。此外，本发明选取较宽电极同时充当参比电极和辅助电极，较窄的电极作为工作电极，即本传感器的一宽一窄两电极结构，取代了传统的三电极结构。所以，该传感器是由硬铝制成的双电极栅状结构，选取与被监测对象相同的材料是为了更好地呈现飞行器的腐蚀状况。制作时，选取环氧树脂板为衬底，通过蒸镀技术在其上牢固地镀一层硬铝的薄膜，再由事先加工好的掩膜板结合光刻技术将栅状电极的图案刻在薄膜上。传感器的电极一个宽，一个宽，之间相隔。该传感器尺寸小，材质与被监测对象相同，适合应用在飞行器结构的腐蚀监测中。
对环境参数的测量需要传感器与被测环境直接接触，为此，本发明装置的整体布局设计为上、下两层。传感器及相应的测量电路置于上层外侧，传感器暴露在外，而测量电路部分通过封装外壳加以保护；下层为控制电路，实现对整个装置的管理。上下层间通过插针进行电路连接，同时起到固定的作用。整个装置体积小()，适合在飞行器的狭窄空间里使用。
图1为装置的整体原理图，由主控微控模块、电源模块、测量模块和通讯模块组成，上述的传感器及其测量电路属于测量模块。主控微控模块中的主控芯片为，该芯片内部集成有数模转换、模数转换以及集成电路总线模块，可控制传感器完成对不同参数的测量。装置中的温湿度传感器输出数字信号，主控芯片与该传感器两线（数据线、时钟线）连接，通过协议进行温湿度数据的采集；而湿润时间和电化学传感器为模拟量测量，需要通过外部激励，主控芯片的数模转换器直接与两种传感器相连来提供激励。
图2是湿润时间和电化学传感器的测量电路示意图。由于这两种传感器具有低触发电平，低输出电流，输出信号动态变化范围大等工作特点，其测量电路需合理设计。湿润时间传感器的测量电路如图2(a)所示，对其施加激励电压，通过分压电路将电阻转化为电压，分压电路的电压信号经过放大和滤波后得到输出电压。电化学传感器的测量电路如图2(b)所示，对其施加激励电压，电化学反应稳定后测量两极之间产生的极化电流，极化电流再经转换电路转换为电压，放大和滤波处理后得到输出电压。
以上的测量电路设计特别注重对微小信号的去噪和放大：一是通过合理的接地设计，防止因为电位不平衡引入的误差；其次采用低偏置的运算放大器对传感器输出信号进行滤波和放大；另一方面，传感器和电路的偏置采用软件补偿来消除。
测量电路的输出信号直接与主控芯片的数模转换器连接，完成数据采集与存储。主控芯片有的和的，加起来可以存储2000多次的测量数据。如果测量设定为每30分钟一次，那么上传至客户端前可以持续运转1000小时。
整个监测装置由电源模块进行供电，供电电池经过直流转换后，为主控芯片及测量、通讯模块提供工作电压。耗能方面，的功耗管理极具优势，再加上在本应用中，传感器监测的环境参数是变化极为缓慢的物理量，所以并不需要频繁的测量并发送数据，相应的平均功率也很低。根据需要，通过主控芯片定期的激活传感器使之进入工作状态：测量环境参数、信号调理、数据存储及传输；而在其余时刻处于休眠状态。这种低功耗的特点使得本装置的使用寿命得到了保证。
本装置能够与外部进行数据通信，内置有两路串口通信模块，这两个部分与通讯模块中的转换芯片相连接，根据需要实现或者无线通讯。
使用时，为了监测整个结构的腐蚀环境，具体的步骤流程如图4所示，在飞行器易发生腐蚀的部位分布安装本装置，连续采集环境参数，信号调理后存储在本地。将各监测装置看成是传感器结点，那么它们之间就构成了一个传感器网络。为了实现整个系统之间的通讯，除各传感器结点外还需要添加汇聚结点，如图3所示。不同位置的监测装置将本地数据传输给汇聚结点，汇聚结点综合管理各传感器结点，并在适当的时机将数据上传。如在停机时，用户可以通过手持设备，如、笔记本等，经由汇聚结点获取所有的数据，建立数据库。
用户存储数据是为了能通过获取的环境参数对环境的腐蚀性评估，方法如下：
首先，标准中给出了划分环境腐蚀性等级的方法，即通过测定在腐蚀环境中的标准金属，如锌的腐蚀速率划分腐蚀性等级，如表1所示。

其次，分析获取的被测环境参数，通过以下的经验模型推测该环境可能引发的腐蚀速率：

其中是腐蚀速率，单位；是值；是氯离子浓度，单位；是湿润时间，单位；是温度，单位；是相对湿度；是模型中各项的系数，将试件暴露在待测环境中腐蚀后，通过获取的数据计算可得到各系数值。
最后，将以上数学模型计算出的腐蚀速率与表1中的数据比对，即可得到该阶段的环境腐蚀性等级，并以此为依据指导机务判断现阶段是否需要对飞行器进行维护。