一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪制造技术

本发明专利技术涉及测量器具领域，更具体地，涉及一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪。该气泡水平仪包括密封腔体、测电件和若干电极，所述密封腔体中充满导电溶液并留有气泡。所述电极贴放于密封腔体的顶面，各电极从密封腔体的顶面中心向两对侧依次排布，两对侧的各电极一一对应，呈对称设置；同侧的各电极之间留有间距；两侧位置对应的两个电极作为一个电极组，各电极组均与测电件导线接通。密封腔体水平放置，无电信号产生；当密封腔体倾斜，气泡沿密封腔体顶面内壁上移，当气泡与电极所在位置重合时，气泡形成的空腔使导电溶液与外部电极之间的静电平衡被打破，产生电信号。

【技术实现步骤摘要】
一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪
本专利技术涉及测量器具领域，更具体地，涉及一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪。
技术介绍
水平仪是现代生产中使用十分广泛的用于测量小角度倾斜的设备。目前，一般较为常用的是通过玻璃管内液体气泡的位置来判断所测平面是否水平，这种结构通过肉眼来观察所测平面的倾斜度，存在着较大的误差，通常无法十分准确的测量出倾斜角度。但在大量的实际应用中，对于精度要求较高的应用，利用肉眼观测的水平仪无法达到一个良好的精度。公开号为CN108444445A的中国专利在2018年08月24日公开了一种基于水下气泡运动的自供能倾角传感器，基于水下气泡运动自供能倾角传感器通过气泡振动来产生电信号，通过是否产生电信号来确定装置是否发生倾斜。但是，该技术方案虽然采用电信号来灵敏检测倾斜状态，但是，只能用来检测装置位于水平或倾斜状态，无法精确检测到倾斜角度范围。
技术实现思路
本专利技术为提高气泡水平仪的检测精度，提供一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪，利用摩擦纳米发电机技术，在内部气泡发生偏移时，向外输出电信号，从而测量出倾斜角度。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪，包括密封腔体、测电件和若干电极，所述密封腔体中充满导电溶液并留有气泡；所述密封腔体为易得电子的高分子材料材质；所述电极贴放于密封腔体的顶面，各电极从密封腔体的顶面中心向两对侧依次排布，两对侧的各电极一一对应，呈对称设置；同侧的各电极之间留有间距；两侧位置对应的两个电极作为一个电极组，各电极组均与测电件导线接通。与一般水平仪相似，水平放置时，气泡位于密封腔体的顶面中心。其中，密封腔体水平放置，无电信号产生；当密封腔体倾斜，气泡沿密封腔体顶面内壁上移，当气泡与电极所在位置重合时，气泡形成的空腔使导电溶液与外部电极之间的静电平衡被打破，产生电信号。各组电极组标定着不同的倾角范围，通过测电件检测各电极组是否发生电子的转移，从而测出倾角范围。作为其中一种优选的方案，最靠近密封腔体中心的电极组的两电极之间留有中心间距，中心间距大于气泡最大外径。在密封腔体水平时，气泡位于顶面中心，最靠近密封腔体中心的电极组的两电极之间留有中心间距用于气泡停留，此时不产生电信号。作为其中一种优选的方案，所述电极在排布方向上的长度等于气泡最大外径。在倾斜时，气泡沿着其中一侧电极的排布方向偏移，气泡最大外径与该方向上的电极长度相等，便于在标定时得到准确的测量数据作为其中一种优选的方案，所述导电溶液为低密度导电溶液。一般可采用以下其中一种：水、氯化钠溶液、含水或杂质的酒精溶液。作为其中一种优选的方案，所述电极为金属导电薄膜。金属导电薄膜按规定方向逐一贴放在密封腔体顶面。作为其中一种优选的方案，所述电极为铜膜。作为其中一种优选的方案，所述测电件配备刻度盘。各电极组两侧电极用导线连接在测电件上，测电件可选用电压表或电流表等常用测电仪器，同时配备用于显示倾斜角度的刻度盘，通过实验标定，不同的电压值、电流值对应不同的倾斜角度，因此，根据刻度盘显示的刻度大小可以得知倾斜角度的大小。作为其中一种优选的方案，所述密封腔体为聚四氟乙烯高分子材料。密封腔体采用的是易得电子的PTFE材料。作为其中一种优选的方案，所述密封腔体为长方体或圆管体。作为其中一种优选的方案，所述密封腔体为透明或半透明结构。密封腔体采用可视化结构，便于看到腔体内气泡的位置，以便校核。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪，(1)利用摩擦纳米发电得出的电信号来间接得出所测平面的倾斜角，不需再搭载辅助电源，使用更加方便；(2)直接向外部传输电信号，通过电信号反应倾斜角度，高于传统肉眼测量的精度；(3)检测得出具体的倾角范围，可广泛应用于测量平面的水平度，并且实现实时测量。附图说明图1是本专利技术整体结构主视图。图2是本专利技术整体结构俯视图。图3是本专利技术原理流程图。其中，1密封腔体，2测电件，3电极，4导电溶液，5气泡。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。实施例1如图1-2所示，本实施例提供了一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪，包括密封腔体1、测电件2和若干电极3，密封腔体1中充满导电溶液4并留有气泡5，本实施例中导电溶液4为低密度导电溶液，具体为氯化钠溶液。其中，密封腔体1为聚四氟乙烯高分子(PTFE)材质的长方体结构，同时也为透明或半透明结构，以便看到腔体内气泡5的位置。另外，电极3为金属导电薄膜，具体为铜膜。电极3贴放于密封腔体1的顶面，各电极3从密封腔体1的顶面中心向两对侧依次排布，两对侧的各电极3一一对应，呈对称设置。具体地，同侧相邻的电极3之间留有间距，避免电极3间误接触。为了形成完整回路，两侧位置对应的两个电极3作为一个电极组，各电极组均与测电件2导线接通。其中最靠近密封腔体1中心的电极组的两电极3之间留有中心间距，中心间距大于气泡5最大外径，气泡5停留顶面中心时不产生电信号。具体地，在倾斜时，气泡5沿着其中一侧电极3的排布方向偏移，气泡5最大外径与该方向上的电极3长度相等，便于在标定时得到准确的测量数据。各电极组两侧电极3用导线连接在测电件2上，此处测电件2选用电压表，同时配备有用于显示倾斜角度的刻度盘，刻度盘通过实验标定，不同的电压值对应不同的倾斜角度，因此，根据刻度盘显示的刻度大小可以得知倾斜角度的大小。用其中一组电极3描述说明本实施例气泡水平仪的检测原理：当所测平面水平时，密封腔体1水平放置，由于导电溶液4和PTFE密封腔体1具有不同的电极3序，导电溶液4容易失去电子，密封腔体1容易的到电子，所以在导电溶液4上会带上正电，密封腔体1会带上负电，此时两者之间保持静电平衡，无电信号产生。如图3所示，当所测平面右侧较高形成一定倾角时，此时位于中心的气泡5将会向右上偏移，当其偏移到右电极3下方时，气泡5与电极3所在位置部分或全部重合，由于气泡5在其中形成的空腔使得导电溶液4与外部电极3之间的静电平衡被打破，右侧电极3带上正电，所以，左右两侧电极3之间存在电势差，产生电信号，测电件2指针发生偏转。不同倾斜角度会使气泡5与不同组电极组发生重合，各组电极组标定着不同的倾角范围，通过测电件2检测各电极组是否发生电子的转移，从而测出倾角范围。显然，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪，其特征在于：包括密封腔体、测电件和若干电极，所述密封腔体中充满导电溶液并留有气泡；/n所述密封腔体为易得电子的高分子材料材质；/n所述电极贴放于密封腔体的顶面，各电极从密封腔体的顶面中心向两对侧依次排布，两对侧的各电极一一对应，呈对称设置；/n同侧的各电极之间留有间距；/n两侧位置对应的两个电极作为一个电极组，各电极组均与测电件导线接通；/n所述密封腔体水平放置，无电信号产生；所述密封腔体倾斜，气泡沿密封腔体顶面内壁上移，当气泡与电极所在位置重合时，气泡形成的空腔使导电溶液与外部电极之间的静电平衡被打破，产生电信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪，其特征在于：包括密封腔体、测电件和若干电极，所述密封腔体中充满导电溶液并留有气泡；
所述密封腔体为易得电子的高分子材料材质；
所述电极贴放于密封腔体的顶面，各电极从密封腔体的顶面中心向两对侧依次排布，两对侧的各电极一一对应，呈对称设置；
同侧的各电极之间留有间距；
两侧位置对应的两个电极作为一个电极组，各电极组均与测电件导线接通；
所述密封腔体水平放置，无电信号产生；所述密封腔体倾斜，气泡沿密封腔体顶面内壁上移，当气泡与电极所在位置重合时，气泡形成的空腔使导电溶液与外部电极之间的静电平衡被打破，产生电信号。


2.根据权利要求1所述摩擦纳米发电机式气泡水平仪，其特征在于：最靠近密封腔体中心的电极组的两电极之间留有中心间距，中心间距大于气泡最大外径。


3.根据权利要求2所述摩擦纳米发电机式气泡水平仪，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨芳，庞洪臣，潘新祥，庞建华，钟英豪，魏斌，赵志强，
申请(专利权)人：广东海洋大学，
类型：发明
国别省市：广东;44