基于摩擦发电的地震测试装置制造方法及图纸

一种基于摩擦发电的地震测试装置，属于摩擦发电领域。技术方案：包括：纳米摩擦发电装置、霍尔传感器、单片机，所述纳米摩擦发电装置分别与所述霍尔传感器、单片机连接，所述霍尔传感器与所述单片机连接；所述纳米摩擦发电装置包括：亚克力板A、发电层、亚克力板B，所述亚克力板A和亚克力板B之间设置有若干个发电层，所述发电层包括乙基纤维素层和铝箔纸层，所述乙基纤维素层和铝箔纸层可分离式连接。有益效果:本发明专利技术解决了传统的电磁感应发电机的波浪能能量收集设备一般体积大、重量沉的问题，通过纳米摩擦生电利用震动的机械能转化为电能，并通过霍尔传感器和单片机对电流进行检测和处理，通过蓝牙进行无线传输来第一时间进行地震的预警。

Seismic testing device based on friction power generation

A seismic testing device based on friction power generation belongs to the field of friction power generation. Technical scheme: including: nano friction power generation device, Hall sensor and single-chip microcomputer, the nano friction power generation device is respectively connected with the hall sensor and single-chip microcomputer, and the hall sensor is connected with the single-chip microcomputer; the nano friction power generation device includes: acrylic plate a, power generation layer and acrylic plate B, and there are several sets between the acrylic plate A and acrylic plate B The power generation layer includes an ethyl cellulose layer and an aluminum foil paper layer, and the ethyl cellulose layer and the aluminum foil paper layer can be separated and connected. Beneficial effect: the invention solves the problem that the wave energy energy collection equipment of the traditional electromagnetic induction generator is generally large in volume and heavy in weight. The mechanical energy of vibration is converted into electric energy through nano friction generation, and the current is detected and processed by Hall sensor and single chip microcomputer, and the earthquake warning is carried out in the first time through wireless transmission through Bluetooth.

【技术实现步骤摘要】
基于摩擦发电的地震测试装置
本专利技术属于摩擦发电领域，尤其涉及一种基于摩擦发电进行地震测试的装置。
技术介绍
地震灾害对于人类来讲是一种可怕的事情，它是指由地震而引起强烈的地面震动及随之而生的地面裂缝和变形，能使建筑物倒塌和设施损害、交通中断、甚至是生命危险。它随之引起的火灾、有毒气体的泄露、放射性物质的污染、人畜伤亡等事件更是让人不寒而栗。那么我们尽早知道地震的到来就显得十分重要。比我们身体感觉到震感提前得知到地震的到来能大大减少我们的损失。一般地震级的大小程度可以分为七类，分别是超微震，此时的震感小于1级，弱震，震感小于3级，这种震动幅度不足以让人们察觉，有感地震，此时人们虽然会感觉到震感，但一般情况下却不会造成损害，中强震，强震，大地震，和巨大地震均会对社会造成破坏，依次递增。在2008年5月12日，汶川在一次大地震的侵袭下，数以万计的生命遇难，这让我们见识到了地震的威力，告诉我们地震灾害不可小觑，提前预防的重要性。地震有着突发性强的特点，往往令人猝不及防，一次地震持续的时间虽然只有十几秒，但在如此短暂的时间内造成大量的建筑物倒塌和人员伤亡。像出名的唐山大地震就是在夜里人们都熟睡之时，突发的侵袭造成很多人丧失了生命，令很多家庭支离破碎。如果能在地震到来之前尽快的预测出方向和震感，这对于人的生命安全是一种保障，能够在一定程度上减轻地震所造成的人员伤亡，经济损失和社会的影响。但地震的防御难度比较大，像是与洪水，台风等灾害相比，对于地震的预测要困难得多，为了降低地震所带来的伤害，我国相对建立了地震监测系统和测量记录地震时地面相应运动的机器。我国地震电磁扰动的研究迎来了新的开端。但是感应式电磁传感器是利用法拉第电磁感应定律测量磁场变化的传感器，是最常见、最重要的磁场测量手段之一，是地震电磁干扰仪器的核心部件，也是阻碍当前我国地震电磁扰动仪器装备研发和推广应用的瓶颈技术。由于电磁扰动仪器装备的研发到达了瓶颈期，并且电磁扰动仪器设备复杂昂贵，不能在短时间内大面积使用。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于摩擦发电的地震测试装置，该装置解决了传统的电磁感应发电机的波浪能能量收集设备一般体积大、重量沉的问题，通过纳米摩擦生电利用震动的机械能转化为电能，并通过霍尔传感器和单片机对电流进行检测和处理，最后用蓝牙实现无线传输的方式来第一时间进行地震的预警。技术方案如下：一种基于摩擦发电的地震测试装置，包括：纳米摩擦发电装置、霍尔传感器、单片机，所述纳米摩擦发电装置分别与所述霍尔传感器、单片机连接，所述霍尔传感器与所述单片机连接；所述纳米摩擦发电装置包括：亚克力板A、发电层、亚克力板B，所述亚克力板A和亚克力板B之间设置有若干个发电层，所述发电层包括乙基纤维素层和铝箔纸层，所述乙基纤维素层和铝箔纸层可分离式连接。进一步的，还包括立方体盒、螺旋式弹簧、质量块，所述亚克力板B与所述立方体盒下表面连接，所述亚克力板A与所述质量块连接，所述质量块通过所述螺旋式弹簧与所述立方体盒上表面连接。进一步的，所述纳米摩擦发电装置经由电源转换电路分别与所述单片机和霍尔传感器连接，所述电源转换电路包括整流模块和滤波模块，所述整流模块与所述滤波模块连接；所述整流模块是MB6S，包括四个两两对接的二极管；所述滤波模块包括运算放大器和RC元件，所述运算放大器为LM318。进一步的，还包括报警器，所述报警器通过蓝牙与所述单片机连接。进一步的，所述铝箔纸层和压克力板之间使用Kapton胶进行连接。进一步的，所述乙基纤维素层的制备方法如下：S1、制备掺杂碳纳米管的静电纺丝溶液；S2、利用静电纺丝法制备乙基纤维素载药纤维。进一步的，步骤S1具体步骤如下：首先取1mg的碳纳米管加入20mL乙醇，超声1-2h，配成含有碳纳米管的乙醇溶液，抽取上述配置好的溶液1mL，取1g乙基纤维素，将5.5mL六氟异丙醇加入其中，在室温条件下，用磁力搅拌器搅拌24h以上，配成黏度适中的均匀混合溶液；步骤S2具体步骤如下：在室温条件下，将上述配制好的溶液装入10mL的注射器中，将注射器的针头与高压发生器的正极相连接，覆有铝箔纸的接收装置与高压发生器的负极相连接，针头到铝箔之间的距离为15cm，设置溶液流速为0.3mL/h，所施加电压为13kV，在机器运转后，会在针头处看到漂着的丝状物，最终在铝箔上会形成纤维膜；将制成的纤维膜放在真空干燥箱中干燥，除去残留溶剂。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述的基于摩擦发电的地震测试装置经过摩擦产生电能使外接的电流感应器感应并且将信号传出，其采用的是摩擦发电的垂直接触-分离模式，核心装置要求安装紧密，作为一种检测装置的结构，可以利用摩擦产生的电能作为地震灾难的预测，能快速知道地震灾难的到来。并且设计的新装置结构轻巧便捷，解决了传统的电磁感应发电机的波浪能能量收集设备一般体积大、重量沉的问题。利用纳米摩擦发电，采用摩擦式这种机械能收集形式来收集电量，结构新颖、设备结构简单，具有精准的定位功能，成本低，设计的新装置结构轻巧便捷。本专利技术根据地震的特点，通过纳米摩擦生电利用震动的机械能转化为电能，并通过霍尔传感器和单片机对电流进行检测和处理，最后用蓝牙实现无线传输的方式来第一时间传达地震的到来。这样快速的测量振动的方法，可以在地震发生的第一时间让大家做出反应，来保证生命财产安全。本专利技术基于摩擦发电的地震测试装置工作原理简单，可以大面积使用，大到城市地震监管部门，小到每一个家庭。本专利技术可以在二十四小时全天工作，而且是自供电装置，只要地震发生，通过摩擦发电产生电流，传感器采集电信号并对电流进行检测和处理，最后通过单片机触发报警装置进行蓝牙的无线传输。本专利技术无论在实际应用上还是学术研究中都很有价值。附图说明图1是本专利技术纳米摩擦发电装置示意图；图2是本专利技术地震测试装置示意图；图3是本专利技术整体结构框图；图4是本专利技术摩擦层制备工艺流程图；图5是本专利技术AD转换电路示意图；图6本专利技术不同频率下电流、电压和电荷量的图。具体实施方式下面结合附图1-6对基于摩擦发电的地震测试装置做进一步说明。实施例1一种用于纳米摩擦发电的地震测试装置，包括纳米摩擦发电装置、霍尔传感器、单片机、蓝牙模块。地震测试装置在地震发生时由于地面晃动使得其部件之间摩擦产生电荷，电流被导线导出并且提供给霍尔传感器，通过整流滤波电路和霍尔传感器对电流进行收集与处理，然后传入至单片机进行内部数据处理，通过单片机触发报警装置检测电流的大小，蓝牙模块进行无线传输，将地震的信号传达出来。进一步的，所述纳米摩擦发电装置是一种摩擦纳米发电机，该发电机是垂直接触-分离模式，以最简单的设计为例来介绍摩擦发电的这个模式，垂直接触-分离模式图。在这个结构中，两个不同材料的电极材料面对面堆叠，他们各自的被表面镀有金属电极。这两个电极相互接触，会在接触表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于摩擦发电的地震测试装置，其特征在于，包括：纳米摩擦发电装置、霍尔传感器、单片机，所述纳米摩擦发电装置分别与所述霍尔传感器、单片机连接，所述霍尔传感器与所述单片机连接；所述纳米摩擦发电装置包括：亚克力板A、发电层、亚克力板B，所述亚克力板A和亚克力板B之间设置有若干个发电层，所述发电层包括乙基纤维素层和铝箔纸层，所述乙基纤维素层和铝箔纸层可分离式连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦发电的地震测试装置，其特征在于，包括：纳米摩擦发电装置、霍尔传感器、单片机，所述纳米摩擦发电装置分别与所述霍尔传感器、单片机连接，所述霍尔传感器与所述单片机连接；所述纳米摩擦发电装置包括：亚克力板A、发电层、亚克力板B，所述亚克力板A和亚克力板B之间设置有若干个发电层，所述发电层包括乙基纤维素层和铝箔纸层，所述乙基纤维素层和铝箔纸层可分离式连接。


2.如权利要求1所述的基于摩擦发电的地震测试装置，其特征在于，还包括立方体盒、螺旋式弹簧、质量块，所述亚克力板B与所述立方体盒下表面连接，所述亚克力板A与所述质量块连接，所述质量块通过所述螺旋式弹簧与所述立方体盒上表面连接。


3.如权利要求1所述的基于摩擦发电的地震测试装置，其特征在于，所述纳米摩擦发电装置经由电源转换电路分别与所述单片机和霍尔传感器连接，所述电源转换电路包括整流模块和滤波模块，所述整流模块与所述滤波模块连接；所述整流模块是MB6S，包括四个两两对接的二极管；所述滤波模块包括运算放大器和RC元件，所述运算放大器为LM318。


4.如权利要求1所述的基于摩擦发电的地震测试装置，其特征在于，还包括报警器，所述报警器通过蓝牙与所述单片机连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雯，孙炎辉，杜海英，张钊睿，
申请(专利权)人：大连民族大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21