介质腐蚀程度监测传感器和介质腐蚀程度监测系统

1.本发明实施例涉及介质腐蚀程度监测的技术领域，尤其涉及一种介质腐蚀程度监测传感器和介质腐蚀程度监测系统。


背景技术：

2.基础设施服役过程中面临受力变形、温度载荷、腐蚀老化等各种风险因素。其中，二氧化碳、氯离子侵蚀造成的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的最重要因素之一。有效的钢筋腐蚀早期检测，可以显著降低维护成本，实现早期修复。光纤传感器具有体积小、抗电磁干扰、灵敏度高、可嵌入性高、可实现分布式传感等诸多优点。在土木工程领域，将传感器嵌入到道路、桥梁、隧道等基础设施中，能够对基础设施运营服役过程中的各项关键信息以及各类风险因素进行实时监测分析，进而做出主动应对措施，形成具备智能监测与韧性响应能力的城市基础设施。
3.目前，用于监测钢筋混凝土结构受氯离子、硫酸盐等腐蚀介质侵蚀程度的光纤传感器多是被动式传感器。被动测量方式十分依赖于腐蚀介质或腐蚀产物引起的钢筋混凝土中待测区域的离子浓度、应力应变、光谱等因素的变化。因此，被动式光纤传感器通常仅对钢筋混凝土中腐蚀、侵蚀的某一阶段较为敏感，并且难以实现定量标定与监测；同时，混凝土内复杂的物理化学环境的使其非常容易受到干扰且耐久性较差。
4.例如，基于“锈蚀膨胀”原理的光纤布拉格光栅(fiber bragg grating，fbg)腐蚀传感器在混凝土中钢筋受到腐蚀引起的体积膨胀达到一定程度之后，才能实现精确监测，对初期的点状腐蚀并不敏感；并且随着腐蚀加重，fbg腐蚀传感器受到应力作用将发生破坏，耐久性较差；同时，fbg腐蚀传感器监测过于依赖腐蚀介质与腐蚀产物，导致普适性及定量监测能力较差。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种介质腐蚀程度监测传感器和介质腐蚀程度监测系统，以实现介质腐蚀程度的提前预警，降低了介质腐蚀程度监测传感器受到的外界载荷影响，提高了介质腐蚀程度监测传感器的普适性及定量监测能力。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种介质腐蚀程度监测传感器，包括超声波发生单元、传感单元和封装基体；
7.所述超声波发生单元和所述传感单元嵌在所述封装基体内，所述超声波发生单元与所述传感单元沿所述第一方向相对设置，所述超声波发生单元用于根据脉冲激励产生初始超声波；所述封装基体用于传输所述初始超声波至所述传感单元，并形成感应超声波；所述传感单元用于接收所述感应超声波并根据所述感应超声波形成感应信号；其中，所述第一方向为所述超声波在所述封装基体内的传播方向。
8.可选地，所述封装基体的材料与介质的材料相同。
9.可选地，所述传感单元包括振动传感模块；
10.所述振动传感模块用于测量所述感应超声波的振动状态形成振动信号。
11.可选地，所述振动传感模块包括第一光纤光栅，所述第一光纤光栅的第一光栅长度小于所述初始超声波的波长。
12.可选地，所述封装基体包括第一基体和第二基体；沿第二方向，所述第一基体和所述第二基体层叠设置；沿所述第一方向，所述第一基体包括相对设置的第一侧面和第二侧面；沿所述第二方向，所述第一基体包括与所述第二基体相邻设置的上表面；其中，所述第二方向为所述封装基体的厚度方向；
13.所述第一基体上设置有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽在所述上表面和所述第一侧面上设置有槽口，所述第二凹槽在所述上表面和所述第二侧面上设置有槽口；所述第一凹槽内嵌入所述超声波发生单元，所述第二凹槽内嵌入所述传感单元。
14.可选地，沿所述第二方向，所述第一基体和所述第二基体采用超声固结方法封装所述超声波发生单元和所述传感单元。
15.可选地，所述传感单元还包括温度传感模块，所述温度传感模块用于测量所述介质腐蚀程度监测传感器的温度。
16.可选地，所述第二凹槽包括第一子凹槽和第二子凹槽，所述第一子凹槽用于嵌入所述振动传感模块，所述第二子凹槽用于嵌入所述温度传感模块；所述第一子凹槽的表面与所述振动传感模块贴合，所述第二子凹槽的表面与所述温度传感模块之间具有预设距离。
17.可选地，所述温度传感模块包括第二光纤光栅；
18.所述第二光纤光栅的第二光栅长度大于所述初始超声波的波长。
19.第二方面，本发明实施例还提供了一种介质腐蚀程度监测系统，该介质腐蚀程度监测系统包括高频脉冲激光产生单元、信号处理单元和至少一个本发明任意实施例提供的介质腐蚀程度监测传感器；
20.所述高频脉冲激光产生单元与所述介质腐蚀程度监测传感器中的超声波发生单元连接，用于为所述超声波发生单元提供高频脉冲激励；所述信号处理单元与所述介质腐蚀程度监测传感器中的传感单元连接，用于根据所述传感单元的感应信号形成电压信号。
21.本实施例的技术方案，通过将介质腐蚀程度监测传感器设置于介质的保护层内，可以通过介质腐蚀程度监测传感器监测保护层受腐蚀物质侵入的状态，并根据腐蚀物质的侵入状态以及介质腐蚀程度监测传感器到介质的距离实现介质腐蚀程度的提前预警和定量监测。另外，超声波发生单元与传感单元嵌入封装基体，可以实现介质腐蚀程度监测传感器的一体式封装，避免了采用聚合物或粘接方式封装造成封装材料老化的问题，从而避免了封装材料老化造成介质腐蚀程度监测传感器脱落或脱敏问题，进而可以提高介质腐蚀程度监测传感器的耐久性，降低了介质腐蚀程度监测传感器受到的外界载荷影响。同时使介质腐蚀程度监测传感器具有体积小，可分布式灵活布置、抗电磁干扰的特点，在不影响介质所在环境的结构性能的前提下便于构建传感信息网络。介质腐蚀程度监测传感器基于超声振动激励进行主动式监测，激励信号可重现且可调，监测不依赖于腐蚀介质与腐蚀产物，具有高度普适性及定量监测能力。
附图说明
22.图1是本发明实施例提供的一种介质腐蚀程度监测传感器的结构示意图；
23.图2是本发明实施例提供的振动传感模块的工作原理示意图；
24.图3是本发明实施例提供的第一基体中凹槽分布的结构示意图；
25.图4是本发明实施例提供的一种介质腐蚀程度监测系统的结构示意图。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
27.图1为本发明实施例提供的一种介质腐蚀程度监测传感器的结构示意图，参考图1，本发明实施例提供了一种介质腐蚀程度监测传感器，可以设置于包覆介质的保护层内，用于对介质的侵蚀状态进行实时定量监测与提前预警。该介质腐蚀程度监测传感器10包括超声波发生单元11、传感单元12和封装基体13。
28.超声波发生单元11和传感单元12嵌在封装基体13内，超声波发生单元11与传感单元12沿第一方向1相对设置，超声波发生单元11用于根据脉冲激励产生初始超声波；封装基体13用于传输初始超声波至传感单元12，并形成感应超声波；传感单元12用于接收感应超声波并根据感应超声波形成感应信号；其中，第一方向1为超声波在封装基体13内的传播方向。
29.其中，光纤超声发生器件尺寸小、耐久性好、抗电磁干扰，其在高频脉冲激光的激励下由于光热效应将产生周期性的膨胀与收缩，进而产生超声激励，振动频率可以通过脉冲激光的频率进行调节。因此，超声波发生单元11可以选择基于光声效应的光纤超声发生器件。光纤超声发生器件可以包括光纤以及涂布于光纤表面的纳米涂层，例如，涂布于光纤表面的纳米涂层的区域长度可以为5mm；光纤光栅传感器具有成本低、抗电磁干扰、波分复用能力强等优点，因此，传感单元12可以选取光纤光栅传感器，其直径可以为175μm。
30.超声波发生单元11和传感单元12内嵌于封装基体13内，可以通过封装基体13实现介质腐蚀程度监测传感器10的一体化封装，避免了采用聚合物或粘接方式封装带来的封装材料老化问题，从而避免了封装材料老化带来的传感器脱落或脱敏问题，进而可以提高介质腐蚀程度监测传感器10的耐久性，降低了介质腐蚀程度监测传感器10受到的外界载荷影响。超声波发生单元11和传感单元12均为光纤器件，封装后的介质腐蚀程度监测传感器10仍可保证较小体积，从而可以实现分布式灵活布置，实现不同位置的介质腐蚀侵蚀程度的监测。
31.侵蚀介质的腐蚀物质可以由外部环境提供，当介质腐蚀程度监测传感器10用于介质腐蚀程度监测时，介质腐蚀程度监测传感器10可以设置于包覆介质的保护层内，此时介质腐蚀程度监测传感器10可以监测保护层内的腐蚀物质的侵入状态，从而可以根据保护层内的腐蚀物质的侵入状态以及介质腐蚀程度监测传感器10到介质的距离监测由外部环境侵入的腐蚀物质向介质传输的情况，从而可以根据腐蚀物质传输至介质的情况提前预警，并可以根据腐蚀物质的含量实现定量监测。示例性地，可以根据介质腐蚀程度监测传感器10到介质的距离由大到小设置多个介质腐蚀程度监测传感器10，在介质腐蚀程度监测传感
器10到介质的距离由大到小的方向上，当介质腐蚀程度监测传感器10所在位置监测到腐蚀物质发生侵入时，可以根据介质腐蚀程度监测传感器10到介质的距离实现介质腐蚀程度的提前预警，并根据介质腐蚀程度监测传感器在不同腐蚀物质侵入量下的响应实现定量监测。
32.而且，介质腐蚀程度监测传感器10可以基于超声振动激励进行主动式监测，激励信号可重现且可调，监测不依赖于腐蚀介质与腐蚀产物，具有高度普适性及定量监测能力。示例性地，当介质腐蚀程度监测传感器10用于监测钢筋混凝土中的钢筋腐蚀程度时，此时介质为钢筋，包覆钢筋的混凝土为介质的保护层，介质腐蚀程度监测传感器10设置于混凝土内，外部环境提供的腐蚀物质可以包括氯离子和二氧化碳等物质。介质腐蚀程度监测传感器10可以监测外部环境提供的腐蚀物质侵蚀到混凝土中的程度，并通过将介质腐蚀程度监测传感器10沿着保护层厚度方向布置，根据监测腐蚀物质在保护层中侵蚀的距离，以及介质腐蚀程度监测传感器10到钢筋的距离，从而可以实现利用介质腐蚀程度监测传感器10提前预警腐蚀物质对钢筋的腐蚀，并可以根据腐蚀物质的侵入保护层的距离及状态实现定量监测。
33.需要说明的是，介质腐蚀程度监测传感器10可以有多个。示例性的，介质腐蚀程度监测传感器10在混凝土中可以沿着厚度方向等间隔分布，当外界的腐蚀介质侵入到混凝土中时，介质腐蚀程度监测传感器10的信号发生改变，而此时钢筋并未发生腐蚀，通过设置介质腐蚀程度监测传感器10到钢筋的距离，可以根据需要为钢筋的腐蚀提前预警，并根据腐蚀物质的含量实现定量监测。
34.当介质腐蚀程度监测传感器监测腐蚀物质含量时，在脉冲激光激励下，超声波发生单元发出的超声波在封装基体中传播，传感单元受到超声波的应力场作用，导致其反射谱形状及布拉格波长发生变化偏移；将介质腐蚀程度监测传感器埋入不同深度的介质环境中时，随着外界环境中的腐蚀物质腐蚀介质的程度加重，介质腐蚀程度监测传感器可以感应该腐蚀情况，此时相同超声激励条件下的传感单元受到的应力场将发生变化，进而其布拉格波长偏移也将衍变；通过对传感单元监测信息的解调，将传感单元布拉格波长偏移转换为电压信号，即可实现对经由封装基体传递的超声振动信号的实时监测，进而以此判断介质腐蚀程度监测传感器的腐蚀程度，从而得出介质腐蚀程度监测传感器在保护层内受腐蚀物质侵蚀的程度。
35.例如，当介质为混凝土中的钢筋时，制备后的介质腐蚀程度监测传感器需通过模拟实验箱进行传感器的加速氯离子侵蚀实验进行表征，从而验证传感器的响应性能。由于介质腐蚀程度监测传感器可以采用低碳合金钢进行封装，因此腐蚀仅在结构尺寸及材料属性确定的封装结构上发生，通过标定腐蚀引起的封装材料质量损失，可定量判定其腐蚀程度。
36.结合嵌入封装材料的fbg响应数据，即可定量表征介质腐蚀程度监测传感器的工作性能，并建立起不同腐蚀程度下，主动超声振动激励与fbg布拉格波长偏移间的量化关系。同时加速混凝土氯离子侵蚀以及碳化实验亦可用于该介质腐蚀程度监测传感器长期服役性能的表征。目前大多数基于fbg的传感器可以归结为对布拉格波长λb的测量。布拉格波长计算公式为：
37.λb＝2n
eff0
λ0ꢀꢀꢀ
(1)
38.其中，n
eff0
为没有扰动时纤芯的有效折射率，λ0为光纤光栅的周期。当fbg受到应力及温度扰动时，其布拉格波长会产生偏移，其偏移量可由公式(2)计算得到：
39.δλb＝(c
ε
ε c
t
δt)λbꢀꢀꢀ
(2)
40.其中，c
ε
与c
t
为材料常数，在1550nm波长的范围内，通常布拉格波长偏移值约为1.2/με，温度灵敏度约为13.7pm/k。由上式可知，在温度恒定的条件下，布拉格波长的偏移与fbg所受静态应变呈正比。fbg受到基体中超声兰姆波的激励，为简化计算，可假定该应变是由余弦形式的纵波超声波引起的，如下式所示：
[0041][0042]
其中，εm是超声波的振幅，λs是超声波波长，ωs是超声波的角频率。
[0043]
需要说明的是，采用介质腐蚀程度监测传感器10监测介质之前，可以将介质腐蚀程度监测传感器10嵌入标准混凝土试样中，进行加速氯离子腐蚀试验及碳化实验，获得传感器监测数据。在加速腐蚀实验中，通过与目前常规钢筋混泥土腐蚀传感器(如氯离子浓度传感器、阳极梯等)数据的定性对比，根据腐蚀介质侵蚀程度及传感器反馈数据的对比即可实现该传感器在混凝土环境中的标定。
[0044]
本实施例的技术方案，通过将介质腐蚀程度监测传感器设置于介质的保护层内，可以通过介质腐蚀程度监测传感器监测保护层内腐蚀物质含量，并根据腐蚀物质侵入状态以及介质腐蚀程度监测传感器到介质的距离实现介质腐蚀程度的提前预警和定量监测。另外，超声波发生单元与传感单元嵌入封装基体，可以实现介质腐蚀程度监测传感器的一体式封装，避免了采用聚合物或粘接方式封装造成封装材料老化的问题，从而避免了封装材料老化造成介质腐蚀程度监测传感器脱落或脱敏问题，进而可以提高介质腐蚀程度监测传感器的耐久性，降低了介质腐蚀程度监测传感器受到的外界载荷影响。同时使介质腐蚀程度监测传感器具有体积小，可分布式灵活布置、抗电磁干扰的特点，在不影响介质所在环境的结构性能的前提下便于构建传感信息网络。介质腐蚀程度监测传感器基于超声振动激励进行主动式监测，激励信号可重现且可调，监测不依赖于腐蚀介质与腐蚀产物，具有高度普适性及定量监测能力。
[0045]
需要说明的是，传感器中超声发生与感知器件可以为微米级光纤传感器件，使得传感器体积小，可分布式灵活布置、抗电磁干扰能力强。
[0046]
可选地，封装基体的材料与介质的材料相同。
[0047]
其中，封装基体的材料可以对腐蚀物质敏感，当封装基体发生腐蚀的时候，其传递的超声波会受到影响，从而可以实现比较精准的定量监测。当封装基体的材料与介质的材料相同时，封装基体的腐蚀情况可以与介质的腐蚀情况大体相同，使得封装基体的腐蚀情况能够等效为介质的腐蚀情况。在介质腐蚀程度监测传感器监测介质的腐蚀情况时，可以将封装基体作为腐蚀敏感材料使用，可以敏感的感应介质所在的环境腐蚀介质的情况，从而可以通过封装基体的腐蚀程度表征介质的腐蚀程度，从而可以实现实时和定量监测介质的腐蚀程度的准确性。
[0048]
示例性地，当介质腐蚀程度监测传感器用于监测钢筋混凝土中腐蚀介质的侵蚀程度时，封装基体的材料可以选取低碳钢，其与钢筋的材料相同，使得封装基体对外界环境中的腐蚀物质的腐蚀敏感度与钢筋对外界环境中的腐蚀物质的腐蚀敏感度相同。因此，采用
低碳钢材质的封装基体构成的介质腐蚀程度监测传感器能准确体现出钢筋在相同环境中的腐蚀状态，提高了介质腐蚀程度监测传感器监测介质腐蚀程度的准确性。示例性的，封装基体可选取0.3mm厚、5mm宽、40mm长的低碳钢箔片作为封装基体的材料。
[0049]
与传统的树脂封装方式相比，该介质腐蚀程度监测传感器封装基体的低碳钢材料在混凝土高碱性环境中具有较高强度及耐久性。当介质腐蚀程度监测传感器实现一体式封装时，在混凝土高碱性的环境中，低碳钢表面可形成一层钝化膜，因此该封装基体在高碱性环境中有很高的结构稳定性及耐久性；同时又对二氧化碳、氯离子等腐蚀介质敏感，因此该材料除了作为保护性封装基体使用外，同时作为腐蚀敏感介质使用，具备结构功能一体化特征。
[0050]
图2是本发明实施例提供的振动传感模块的工作原理示意图，参考图2，可选地，传感单元12包括振动传感模块121；振动传感模块121用于测量感应超声波的振动状态形成振动信号。
[0051]
其中，振动传感模块121可以测量根据感应超声波的振动状态形成的振动信号，然后根据振动信号与超声波发生单元10提供的超声波的反射谱形状及布拉格波长的变化量，判断介质腐蚀程度监测传感器所在保护层处的腐蚀物质的侵入程度，然后根据保护层内的腐蚀物质含量以及介质腐蚀程度监测传感器10到介质的距离监测外部环境提供的腐蚀物质传输至介质的情况，从而可以根据腐蚀物质传输至介质的情况提前预警，并可以根据腐蚀物质的含量实现定量监测。
[0052]
具体的，当介质为混凝土中的钢筋时，介质腐蚀程度监测传感器设置于混凝土内。介质腐蚀程度监测传感器工作时，在脉冲激光激励的作用下，超声波发生单元11发出的兰姆波在封装基体13中传播，振动传感模块121受到兰姆波的应力场作用，导致其反射谱形状及布拉格波长发生变化偏移；振动传感模块121在不同深度的混凝土保护层中时，随着混凝土碳化及氯离子等腐蚀介质的侵蚀，振动传感模块121的低碳钢封装基体将发生腐蚀，此时相同超声激励条件下，振动传感模块121受到的应力场将发生变化，进而其布拉格波长偏移也将衍变；入射兰姆波穿过基体腐蚀干扰转换为透射兰姆波，通过对监测信息的调解，将布拉格波长偏移转换为电压信号，使得振动传感模块121可以对封装结构传递的超声振动信号进行监测。
[0053]
可选地，振动传感模块包括第一光纤光栅，第一光纤光栅的第一光栅长度小于初始超声波的波长。
[0054]
具体的，为提高监测的灵敏度，介质腐蚀程度监测传感器中超声波发生单元的振动频率及波长、各个传感单元的光栅长度、介质腐蚀程度监测传感器的结构及尺寸、光纤布置方式应当相互协调匹配。
[0055]
以初始超声波波长λ与光纤光栅传感器的光栅长度l的关系为例，当λ/l＜1时，超声激励作用于光纤光栅传感器的应力场呈正弦分布，高频振荡下其对栅区的拉伸和压缩作用互相抵消，超声波的作用可以忽略；当λ/l＝1时，初始超声波波长与光纤光栅传感器的光栅长度相同，导致光纤光栅传感器的长度改变，引起光纤光栅传感器的反射谱形状和波长均发生变化；当λ/l＞1时，作用在光纤光栅传感器的上的初始超声波为常量，因此初始超声反射谱波长发生漂移而形状保持不变。因此对于振动传感模块来说，其第一光纤光栅长度应小于高频振动激励下的始超声波波长，并且以平行于振动传播方向嵌入到封装基体中，
以提高其对振动激励的敏感性。
[0056]
继续参考图1至图2，封装基体13包括第一基体131和第二基体132；沿第二方向2，第一基体131和第二基体132层叠设置；沿第一方向1，第一基体131包括相对设置的第一侧面和第二侧面；沿第二方向2，第一基体131包括与第二基体132相邻设置的上表面；其中，第二方向2为封装基体的厚度方向；
[0057]
第一基体131上设置有第一凹槽1311和第二凹槽1312，第一凹槽1311在上表面和第一侧面上设置有槽口，第二凹槽1312在上表面和第二侧面上设置有槽口；第一凹槽1311内嵌入超声波发生单元11，第二凹槽1312内嵌入传感单元12。
[0058]
其中，采用机械铣削、线切割或激光切割的方法，在封装基体13的第一基体131上加工出第一凹槽1311和第二凹槽1312，第一凹槽1311与超声波发生单元11的深度相同，第二凹槽1312与传感单元12的深度相同，可以保证封装的可靠性，可以进一步地提高超声波发生单元11和传感单元12的耐久性。第一凹槽1311用于嵌入超声波发生单元11，超声波发生单元11用于根据脉冲激励产生初始超声波；第二凹槽1312用于嵌入传感单元12，传感单元12用于接收感应超声波并根据感应超声波形成感应信号。封装基体13用于传输初始超声波至传感单元12，并形成感应超声波。通过在封装基体上局部开槽的结构设计，在槽内布置测量元件，实现多种参数的测量。
[0059]
需要说明的是当第一基体131上设置的有第一凹槽1311和第二凹槽1312深度分别小于超声波发生单元11以及传感单元12的深度时，第二基体132上也可以有凹槽，具体深度可以根据需要进行设置，第一基体131与第二基体132上设置的凹槽高平齐，宽相等，上下位置相互对应，相同协同配合实现超声波发生单元11以及传感单元12的内嵌，从而实现第一基体131和第二基体132的一体式封装。
[0060]
继续参考图2，沿第二方向2，第一基体131和第二基体132采用超声固结方法封装超声波发生单元11和传感单元12。
[0061]
其中，超声固结方法主要基于金属超声波振动塑性加工原理，以金属箔材为原材料，利用超声的高频震动，使层与层之间的接触界面在静压力和弹性振动能量的共同作用下，通过摩擦、温升等作用促进界面之间金属原子无限接近、产生结合与扩散，实现层与层之间的固态冶金组合。
[0062]
利用超声固结方法，对第一基体131和第二基体132进行固结，可以制备一体化封装的介质腐蚀程度监测传感器。超声固结方法又称超声波增材制造技术，是一种室温条件下即可开展的金属箔材固态层叠增材制造技术，具有温度低、压力小、固结时间短、适用于异种材料、结构灵活的特点；其工艺特点使其特别适用于超声波发生单元11及传感单元12在封装基体13中的嵌入。示例性地，当介质腐蚀程度监测传感器10用于检测混凝土中的钢筋时，封装基体的材料可以为低碳钢。此时封装基体可以采用超声固结方法形成一体式封装。采用超声固结方法固结第一基体131和第二基体132，避免了采用聚合物或粘接方式封装带来的封装材料老化问题，从而避免了封装材料老化带来的传感器脱落或脱敏问题。
[0063]
利用超声波固结工艺，对上述材料进行金属化封装。超声波固结过程中主要工艺参数包括：固结压力、时间、超声振幅以及材料固结过程中厚度变化。为保证超声固结制备传感器的稳定性，需对固结后的传感器进行相应固结程度表征与参数优化。其中固结表征可通过显微观察实现，参数优化可通过设计相应的正交实验开展进行。通过此步骤，即可获
得最优的固结制备工艺参数。
[0064]
需要说明的是，当第一基体和第二基体的硬度较大、塑性较差时，可以在第一基体和第二基体之间设置固结层，用于提高第一基体和第二基体的固结效果，同时简化了第一基体和第二基体的固结难度。示例性地，固结层可以为塑性较好的金属铝箔片或金属铜箔片，利用超声波固结工艺，对第一基体、固结层和第二基体进行全金属化封装，使其具有耐久性高的优点。
[0065]
继续参考图2，传感单元12还包括温度传感模块122，温度传感模块122用于测量介质腐蚀程度监测传感器的温度。
[0066]
其中，为实现对应变、温度等干扰因素的去敏化处理，提高介质腐蚀程度监测传感器的信噪比，所以采用局部开槽的封装结构设计，槽内布置温度传感模块122，温度传感模块122用于测量介质腐蚀程度监测传感器的温度，从而实现温度参数同步测量与分离。
[0067]
图3是本发明实施例提供的第一基体中凹槽分布的结构示意图，参考图3，可选地，第二凹槽1312包括第一子凹槽13121和第二子凹槽13122，第一子凹槽13121用于嵌入振动传感模块，第二子凹槽13122用于嵌入温度传感模块；第一子凹槽13121的表面与振动传感模块贴合，第二子凹槽13122的表面与温度传感模块之间具有预设距离。
[0068]
其中，第二凹槽1312包括第一子凹槽13121和第二子凹槽13122，第一子凹槽13121为窄凹槽，第一子凹槽13121的表面与振动传感模块贴合，第一子凹槽13121用于约束振动传感模块，振动传感模块在第一子凹槽13121中处于紧密贴合状态；第二子凹槽13122为宽凹槽，第二子凹槽13122的表面与温度传感模块之间具有预设距离，第二子凹槽13122用于对温度传感模块提供保护，温度传感模块在第二子凹槽13122中处于松弛状态；封装后，窄凹槽中的振动传感模块与封装基体紧密接触。将待嵌入振动传感模块、温度传感模块用酒精进行清洗、冷风吹干，清除表面油污，然后将其嵌入预置于凹槽中。通过在封装结构中设计出不同尺寸的凹槽，并布置温度、振动传感模块，可实现温度和振动参量的同步监测。
[0069]
需要说明的是，图3中示例性地示出了第一子凹槽13121和第二子凹槽13122为长方体形状，此时振动传感模块可以为长方体形状，温度传感模块为长方体形状，第一子凹槽13121的尺寸与振动传感模块的尺寸相同，以实现第一子凹槽13121的表面与振动传感模块贴合。第二子凹槽13122的尺寸大于温度传感模块的尺寸，以实现第二子凹槽13122的表面与温度传感模块之间具有预设距离。在其他实施例中，第一子凹槽13121和第二子凹槽13122还可以为圆柱状，此时振动传感模块与温度传感模块可以为圆柱状，例如以光纤光栅为基础的传感器件。本发明实施例对子凹槽和传感模块的形状并不进行限定，可以根据实际需要进行设置。
[0070]
可选地，温度传感模块包括第二光纤光栅；
[0071]
第二光纤光栅的第二光栅长度大于初始超声波的波长。
[0072]
其中，用于温度测量的第二光纤光栅的第二光栅长度大于初始超声波的波长，可以减小振动对温度测量的干扰。
[0073]
本发明实施例还提供了一种介质腐蚀程度监测系统，图4是本发明实施例提供的一种介质腐蚀程度监测系统的结构示意图，参考图4，该介质腐蚀程度监测系统包括高频脉冲激光产生单元21、信号处理单元22和至少一个本发明实施例提供的介质腐蚀程度监测传感器10。
[0074]
高频脉冲激光产生单元21与介质腐蚀程度监测传感器10中的超声波发生单元11连接，用于为超声波发生单元11提供高频脉冲激励；信号处理单元22与介质腐蚀程度监测传感器10中的传感单元12连接，用于根据传感单元12的感应信号形成电压信号。
[0075]
由于介质腐蚀程度监测系统包括本发明任意实施例提供的介质腐蚀程度监测传感器，因此上述介质腐蚀程度监测系统与介质腐蚀程度监测传感器有益效果相同，在此不再赘述。
[0076]
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。