“數(shù)據(jù)驅(qū)動腐蝕在線檢測與智能診斷系統(tǒng)”是以傳感器元件、數(shù)據(jù)采集器、腐蝕數(shù)據(jù)庫可視化平臺為核心技術的首個腐蝕大數(shù)據(jù)在線監(jiān)測與智能診斷系統(tǒng)。此系統(tǒng)通過傳感器元件收集近10種環(huán)境因子與腐蝕數(shù)據(jù)信息，并由數(shù)據(jù)采集器采集數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)傳送到共享云端數(shù)據(jù)庫，腐蝕與環(huán)境因子數(shù)據(jù)實時無線接收，內(nèi)置基于腐蝕大數(shù)據(jù)理論的數(shù)據(jù)挖掘算法處理，實現(xiàn)腐蝕監(jiān)測信息動態(tài)可視化，從而實現(xiàn)為各種工程建設提供腐蝕安全監(jiān)測、在線評估、診斷及預警等服務，提高了材料實施腐蝕防治措施效率，為工程在設計建造時的選材、選址、環(huán)評提供了科學依據(jù)，為解決當前材料腐蝕失效助力。

  高通量腐蝕傳感器元件

包括腐蝕傳感器元件、污染物傳感器元件、溫度及相對濕度傳感器元件。腐蝕傳感器元件材料可以針對性采用銅及銅合金、銀及銀合金、鎳及鎳合金、金及金合金、錫及錫鉛合金、鋁、鍍鋅鋼材等被廣泛應用于電子設備中金屬材料，腐蝕傳感器元件采用簡單的插接方式，隨環(huán)境腐蝕逐漸損耗，在失效時可便捷更換。傳感器元件可依據(jù)各型裝備電子產(chǎn)品中電子元器件、印制電路板（PCB）、設備的支撐和框架等器件和結構的不同，制備成封裝、涂敷和開放等不同類型的傳感器元件，如圖所示：

  高精度多通道數(shù)據(jù)采集器

主要由微電流模塊和MCU控制板兩主要部分組成。如圖所示，腐蝕傳感器測得的微電流信號，經(jīng)儀表運算放大器放大50倍后，再經(jīng)有源濾波器濾波器后，送到AD轉(zhuǎn)換芯片進行AD模擬/數(shù)字進行轉(zhuǎn)化。MCU控制板采集到的數(shù)據(jù)信號會將采集的數(shù)據(jù)儲存在ACM采集器內(nèi)置的TF卡上，并通過無線GPRS以間隔500 ms主動往外發(fā)送數(shù)據(jù)至云端。最終用戶可以通過計算機將云端儲存的數(shù)據(jù)下載下來進行數(shù)據(jù)處理。采集精度可達到pA級別。提供外置電源供電及電池供電兩種設備。采集間隔為30分鐘的電池設計壽命為3年。用戶在現(xiàn)場可快速更換電池。硬件通過2G/4G無線通訊技術或超低功耗LoRa通訊技術，對數(shù)據(jù)進行傳輸至云數(shù)據(jù)庫或本地私有化數(shù)據(jù)庫。

腐蝕數(shù)據(jù)庫可視化平臺

可視化平臺提供大數(shù)據(jù)采集模塊、大數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫管理模塊、數(shù)據(jù)可視化模塊及數(shù)據(jù)智能分析模塊。大數(shù)據(jù)采集模塊負責監(jiān)測終端設備數(shù)據(jù)的采集與上傳，大數(shù)據(jù)庫管理模塊通過對數(shù)據(jù)清洗后入庫，對數(shù)據(jù)進行分類管理；數(shù)據(jù)可視化提供腐蝕數(shù)據(jù)的成圖及腐蝕速率與環(huán)境因子的變化曲線，數(shù)據(jù)挖掘模塊提供專業(yè)的數(shù)據(jù)分析模型，對采集的數(shù)據(jù)之間關聯(lián)性進行分析，并對腐蝕及安全狀態(tài)進行評估及預警。

傳感器元件高通量、高便捷性

腐蝕傳感器元件尺寸小（毫米級）且重量輕（毫克級）壽命長，采用簡單的插接方式，隨環(huán)境腐蝕逐漸損耗，在失效時可便捷更換。

數(shù)據(jù)采集器高精度、高頻次、多通道、長壽命

高頻次：數(shù)據(jù)采集每分鐘一次，通過2G/4G無線通訊技術或超低功耗LoRa通訊技術傳送數(shù)據(jù)至網(wǎng)關，一天可采集上萬條數(shù)據(jù)。

多通道：具備雙通道、多通道模式，可同時采集4種材料的環(huán)境腐蝕信息，可進行耐蝕新材料快速評價。

高精度：采用零電阻電流計及微電流數(shù)據(jù)采集卡對數(shù)據(jù)進行采集，采集精度達到pA級別，比掛片方法提高約百萬倍，可輕松監(jiān)測傳統(tǒng)手段無法發(fā)現(xiàn)的腐蝕現(xiàn)象。

可視化平臺多系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)量

全球最大的腐蝕數(shù)據(jù)庫，年收集數(shù)據(jù)量由傳統(tǒng)掛片方法的KB級提高到TB級，擴大109倍；全國各地腐蝕與環(huán)境因子數(shù)據(jù)實時無線接收，內(nèi)置基于腐蝕大數(shù)據(jù)理論的數(shù)據(jù)挖掘算法，實現(xiàn)腐蝕監(jiān)測信息動態(tài)可視化，便于腐蝕智能診斷和預警。

建筑物防水監(jiān)測預警與智能管理系統(tǒng)

建筑物防水工程能夠使其在設計耐久年限內(nèi)，防止雨水及生產(chǎn)生活用水的滲漏和地下水的侵蝕，確保建筑物結構和室內(nèi)設施不受損害，為人們提供一個舒適和安全的生活空間環(huán)境。防水工程的質(zhì)量好壞直接影響房屋建筑的使用功能和壽命，關系到人民生活和生產(chǎn)能否正常進行。然而，由于地域環(huán)境差異大，防水施工質(zhì)量參差不齊，防水材料品質(zhì)不一，管理難度大等原因，當前并沒有形成有效的技術對建筑物防水工程的好壞進行直接評估，只能依靠人工巡檢和群眾上報等手段對施工完成的建筑物滲水情況進行提醒和處理，不僅浪費人力物力，效率低下，反應遲緩，還給人們的生活生產(chǎn)活動帶來極大的不便。

建筑物防水監(jiān)測預警與智能管理系統(tǒng)是“數(shù)據(jù)驅(qū)動腐蝕在線監(jiān)測與智能診斷系統(tǒng)”在建筑物防水工程領域的成功應用，并根據(jù)用戶需求量身打造的智能管理系統(tǒng)。

建筑物防水監(jiān)測預警與智能管理系統(tǒng)用于建筑物滲水情況監(jiān)測，包括地下室、地下車庫、地下倉庫等地面的滲水高度、滲水時間和滲水具體地點，實現(xiàn)了建筑物防水工程的三級監(jiān)測與自動報警功能；同時連續(xù)采集、記錄并無線傳輸監(jiān)測位置局部微環(huán)境的溫度、相對濕度、Cl-濃度和腐蝕電流等參數(shù)信息，進行后臺智能管理與大數(shù)據(jù)分析。實現(xiàn)了建筑物滲水情況的連續(xù)實時在線監(jiān)測及預警，能夠?qū)B水地點和時間進行精準定位，提高了防水治理措施效率，建立了建筑物從施工到使用過程中的全防水過程的智能管理數(shù)據(jù)庫，為保障人們生產(chǎn)生活環(huán)境的舒適性提供了可靠支撐。

電子與通訊裝備腐蝕監(jiān)測預警與智能管理系統(tǒng)

環(huán)境介質(zhì)引起的腐蝕失效，是破壞電子裝備可靠性的關鍵性病害，電子與通訊裝備腐蝕監(jiān)測預警與在線診斷是判斷電子裝備的服役行為、評估電子與通訊裝備安全狀態(tài)、分析其面臨的潛在威脅及辨別缺陷的一種關鍵性技術。復雜多變與極端自然環(huán)境，腐蝕規(guī)律復雜，缺乏長期可靠的腐蝕評價技術，是電子與通訊裝備失效的主要影響因素。對電子電工材料的腐蝕監(jiān)測仍然依靠傳統(tǒng)的暴曬技術,缺乏現(xiàn)代的監(jiān)測技術，無法實時掌握電子線路及電工設備的腐蝕狀態(tài)。

根據(jù)“數(shù)據(jù)驅(qū)動腐蝕在線監(jiān)測與智能診斷系統(tǒng)”技術研發(fā)的先進電子與通訊裝備腐蝕監(jiān)測預警與智能管理系統(tǒng)可連續(xù)采集、記錄并無線傳輸監(jiān)測位置局部微環(huán)境的溫度、相對濕度、表面的霉菌、污染物濃度、電子電工材料的腐蝕電流及累計腐蝕量，對電子與通訊裝備服役環(huán)境的嚴酷程度及其腐蝕速率實時監(jiān)測。建立了電子與通訊裝備服役過程中的全壽命過程數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了電子與通訊裝備在線安全健康評估、診斷及預警，提高了電子與通訊裝備實施腐蝕防治措施效率。

橋梁腐蝕大數(shù)據(jù)評估與在線診斷系統(tǒng)

由材料腐蝕引發(fā)的橋梁垮塌事故時有發(fā)生，因此材料腐蝕是貫穿橋梁從設計到服役全壽命必須考慮的關鍵問題。以往的橋梁材料腐蝕診斷采用實物取樣或片段化掛片方法獲取數(shù)據(jù)，存在數(shù)據(jù)量少，數(shù)據(jù)積累周期長，環(huán)境因素耦合性差等特點，不能及時反映橋梁材料腐蝕行為的演化規(guī)律與機理，診斷準確率不高。另外，新橋梁在設計建造時，選材、選址、環(huán)評過程中需要深入了解現(xiàn)場多項環(huán)境影響因素，依據(jù)現(xiàn)有現(xiàn)場掛樣方法，也存在耗時周期長，材料腐蝕和環(huán)境因素數(shù)據(jù)極少等問題，這給橋梁設計建造帶來較大的先天未知及不確定性。其主要原因是缺乏橋梁材料腐蝕大數(shù)據(jù)在線監(jiān)測與評估技術。,缺乏現(xiàn)代的監(jiān)測技術，無法實時掌握電子線路及電工設備的腐蝕狀態(tài)。

“數(shù)據(jù)驅(qū)動腐蝕在線監(jiān)測與智能診斷系統(tǒng)”在橋梁腐蝕監(jiān)測成功應用，用于鋼結構橋梁安全性監(jiān)測，包括單層、單跨或多跨、雙坡、單坡或多坡度鋼梁主結構及各種斜拉索內(nèi)部絞線的腐蝕監(jiān)測。通過連續(xù)采集、記錄并無線傳輸監(jiān)測位置局部微環(huán)境的溫度、相對濕度、表面污染、橋梁鋼的腐蝕電流及累計腐蝕量，實現(xiàn)了實時連續(xù)橋梁服役環(huán)境的嚴酷程度以及橋梁鋼結構的腐蝕速率的大數(shù)據(jù)在線監(jiān)測，建立了橋梁材料從設計到選材、到服役過程中的全壽命過程數(shù)據(jù)庫。

博物館腐蝕監(jiān)測預警與智能管理系統(tǒng)

婦好青銅偶方彝于1976年出土于河南省安陽市殷墟婦好墓，為商后期的青銅器，現(xiàn)收藏于中國國家博物館。國家文物局2002年至2005年開展的“全國館藏文物腐蝕損失調(diào)查”結果顯示，50.66%的館藏文物存在不同程度的腐蝕損害，重度以上腐蝕的館藏文物有230余萬件（占16.5％），如不采取有效措施，有可能造成數(shù)以億元計的損失。經(jīng)近幾年的大氣污染治理，2012年國家博物館所處的北京市二氧化硫總排放量為102000噸，二氧化硫濃度雖有下降但環(huán)境污染仍較為嚴重，在此環(huán)境中，導致博物館藏品受損現(xiàn)象呈明顯加劇趨勢，文物收到破壞與威脅，金屬加速腐蝕。因此，增強博物館藏品的保護意識，采取有效監(jiān)測措施，排除和預防環(huán)境對文物的破壞是當務之急。,缺乏現(xiàn)代的監(jiān)測技術，無法實時掌握電子線路及電工設備的腐蝕狀態(tài)。

根據(jù)館方需求，研發(fā)了博物館腐蝕監(jiān)測預警與智能管理系統(tǒng)，對婦好青銅偶方彝進行智能腐蝕監(jiān)測，并對長期獲取的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行連續(xù)的檔案記錄，，該數(shù)據(jù)記錄也是文物病害診斷的第一首資料，是保護處理和評估的重要參數(shù)。

大氣環(huán)境腐蝕性在線監(jiān)測與智能管理系統(tǒng)

實驗地點位于加查縣安繞鎮(zhèn)，隸屬于西藏自治區(qū)南地區(qū)，加查縣位于西藏自治區(qū)東南部、雅魯藏布江中游，縣政區(qū)分布于雅魯藏布江南北兩岸。其東、北與林芝市的朗縣、工布江達縣接壤；西接桑日、曲松兩縣；南與隆子縣毗鄰。加查縣地處岡底斯山——念青唐古拉山與喜馬拉雅山大地構造單元之陷凹地帶，地貌區(qū)域為藏南谷地。地貌區(qū)劃為喜瑪拉雅高山亞區(qū)多河流地帶，地勢西高東低，全縣平均海拔約4000米，雅魯藏布江河谷地帶海拔在3100米－3500米之間，縣城所在地安繞鎮(zhèn)仲巴街海拔為3240米。加查縣屬于屬高原溫帶半干旱季風型氣候區(qū)，光照充足，輻射強，日溫差大，雨季集中，冬春季干燥多風。年均氣溫8.9℃，年日照2750小時，年均降水492.7毫米，集中在5月，占全年降水量的93%，無霜期149天。自然災害主要有洪水、冰雹、霜凍、干旱、病蟲害等，其中洪水是主要的自然災害。冰雹年均3次，集中在7～8月。

大氣環(huán)境腐蝕性在線監(jiān)測與智能管理系統(tǒng)能夠?qū)ρ鹏敳夭冀浇拇髿猸h(huán)境因素進行實時監(jiān)測，同時通過記錄不同材料在此區(qū)域的腐蝕速率，為橋梁、鐵路等基礎設施的選材提供一手資料。