بررسی امکان طراحی و ساخت حسگر تار نوری توزیع شده برای پایش خوردگی سطوح

در این پایان نامه، آشکارسازی خوردگی و اندازه گیری آهنگ آن توسط حسگر چندگانه ی تار نوری طراحی شده بر پایه ی بازتاب سنج نوری در حوزه ی زمان ارائه شده است. این حسگر علاوه بر خودمرجعی و توانایی اندازه گیری در چندین نقطه، برای استفاده در فواصل چند کیلومتری نیز بسیار مناسب است. در این طراحی از یک جفت گر 1×4 تار نوری که به یک تار چند مد بلند به طول 2/1 کیلومتری متصل شده، استفاده می شود. پس از لایه نشانی انتهای هر شاخه ی تار با آلومینیوم خالص 99/99٪ به ضخامت 100 نانومتر و قرارگیری آن در ماده ی خورنده ی مناسب، آشکارسازی خوردگی با اندازه گیری شدت نور بازتابی از انتهای تار انجام می شود. چشمه ی نوری یک دیود لیزر پیوسته با طول موج مرکزی 850 نانومتر و توان تقریبی 200 میلی وات است که با قطع و وصل جریان توسط یک منبع تغذیه، تپ لیزری به پهنای 80 نانوثانیه تولید می کند. با خورده شدن لایه ی انتهای تار توسط ماده ی خورنده و کاهش ضخامت آن، شدت بازتاب کاهش یافته تا به یک مقدار ثابت برسد. با محاسبه ی کاهش شدت بازتابی و اندازه گیری مدت زمان آن، می توان علاوه بر آشکارسازی خوردگی، آهنگ آن را نیز تعیین کرد. در ادامه ابتدا رفتار خوردگی آلومینیوم در برابر تغییر غلظت های مختلف اسید نیتریک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت اسید از 25٪ تا 65٪، آهنگ خوردگی کاهش می یابد. این رفتار در اندازه گیری به روش آزمون غوطه وری که یکی از روش های معمول سنجش خوردگی در صنعت است نیز مشاهده شد. در مرحله بعد محلول های مختلف با phهای 1، 3، 8، 11 و 13 به عنوان ماده ی خورنده انتخاب شد. دیده می شود که افزایش ph سبب کاهش خوردگی آلومینیوم در ناحیه ی اسیدی و افزایش آن در ناحیه ی بازی می شود که با رفتارهای گزارش شده، توافق خوبی دارد. آزمایش ها نشان داد که حسگر چندگانه تار نوری طراحی شده، توانایی مناسبی در آشکارسازی و ردیابی آهنگ خوردگی دارا بوده و از آن می توان در مکان های مختلف و برای سنجش همزمان مواد متفاوت بهره برد. کلید واژه ها: حسگر چندگانه تار نوری، بازتاب سنج نوری در حوزه ی زمان، پایش خوردگی, آلومینیوم، اسید نیتریک