使用基于人工智能的差分开口环谐振器系统对多层涂层进行非破坏性侵蚀磨损监测

由于侵蚀磨损而去除涂层的未受保护的表面可能会因腐蚀、机械冲击或化学降解而发生灾难性故障，从而导致重大安全隐患、经济损失，甚至死亡。作为预防措施，航空、船舶和可再生能源等行业正在积极寻求实时、自主监测涂层健康的解决方案。

近日，不列颠哥伦比亚大学Mohammad H. Zarif提出了一种实时、无损检测系统，通过利用人工智能支持的微波差分开口环谐振器传感器，集成到智能嵌入式监控电路中，用于涂层的侵蚀磨损检测。

文章要点

1）差分微波系统通过位于涂层下方的开口环谐振器的谐振特性的变化来检测涂层的侵蚀，同时补偿外部噪声。

2）该系统的响应和性能通过对厚度不超过 2.5 毫米的单层和多层聚合物涂层的冲蚀磨损测试进行验证。该系统能够区分哪一层被侵蚀（对于多层涂层），并通过与基于循环神经网络的预测分析模型的集成来估计磨损深度和速率。

3）人工智能微波谐振器和智能监控系统的协同组合进一步证明了其在现实世界涂层侵蚀应用中的实用性。

参考文献

Balasubramanian, V., Niksan, O., Jain, M.C. et al. Non-destructive erosive wear monitoring of multi-layer coatings using AI-enabled differential split ring resonator based system. Nat Commun 14, 4916 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-40636-9

https://doi.org/10.1038/s41467-023-40636-9