一种空化在线监测装置

文档序号:807227 发布日期:2021-03-26 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种空化在线监测装置 (Cavitation on-line monitoring device ) 是由 不公告发明人 于 2020-12-08 设计创作,主要内容包括:本发明属于空化在线监测领域,具体提供了一种空化在线监测装置,包括石墨烯层、源极、漏极、电负性材料部、电正性材料部,源极和漏极置于石墨烯层的两端,电负性材料部固定在石墨烯层上,电负性材料部不与源极或漏极接触,电正性材料部置于电负性材料部上,电正性材料部和电负性材料部的边缘粘合。通过探测石墨烯层的导电特性实现对文丘里管内空化的实时监测。因为石墨烯层的导电特性对其栅极电压非常敏感,所以本发明具有灵敏度高的优点。(The invention belongs to the field of cavitation online monitoring, and particularly provides a cavitation online monitoring device which comprises a graphene layer, a source electrode, a drain electrode, an electronegative material part and an electropositive material part, wherein the source electrode and the drain electrode are arranged at two ends of the graphene layer, the electronegative material part is fixed on the graphene layer, the electronegative material part is not contacted with the source electrode or the drain electrode, the electropositive material part is arranged on the electronegative material part, and the edges of the electronegative material part and the electronegative material part are bonded. The cavitation in the Venturi tube can be monitored in real time by detecting the conductive characteristic of the graphene layer. The present invention has the advantage of high sensitivity because the conductive properties of the graphene layer are very sensitive to its gate voltage.)

一种空化在线监测装置

技术领域

本发明涉及空化在线监测领域,具体涉及一种空化在线监测装置。

背景技术

当流体内的压力骤然变化时,气泡在流体中会迅速形成、扩大和破裂,这种现象被称为空化。空化对材料造成剥蚀,缩短设备的寿命,并产生振动和噪声等危害。监测空化对设备的正常运行非常重要。传统的监测技术有高速摄像法、涂层腐蚀法、噪声测量法等。传统空化监测技术不能实现空化的实时监测,另外传统监测技术的灵敏度不高。

发明内容

为解决以上问题,本发明提供了一种空化在线监测装置,包括石墨烯层、源极、漏极、电负性材料部、电正性材料部,源极和漏极置于石墨烯层的两端,电负性材料部固定在石墨烯层上,电负性材料部不与源极或漏极接触,电正性材料部置于电负性材料部上,电正性材料部和电负性材料部的边缘粘合。

更进一步地,石墨烯层中石墨烯的层数大于1层、小于10层。

更进一步地,石墨烯层中设有孔洞。

更进一步地,孔洞置于电负性材料部的下侧。

更进一步地,电负性材料部贯穿孔洞。

更进一步地,电正性材料部的材料为铝。

更进一步地,电负性材料部的材料为氟化乙烯丙烯共聚物。

更进一步地,源极和漏极的材料为金、银、铂。

本发明的有益效果:本发明提供了一种空化在线监测装置,包括石墨烯层、源极、漏极、电负性材料部、电正性材料部,源极和漏极置于石墨烯层的两端,电负性材料部固定在石墨烯层上,电负性材料部不与源极或漏极接触,电正性材料部置于电负性材料部上,电正性材料部和电负性材料部的边缘粘合。应用时,石墨烯层粘附于文丘里管的扩张部分,用以响应文丘里管内的振动。文丘里管内流体发生空化时,文丘里管发生强烈振动,从而使得电负性材料部和电正性材料部产生分离,从而在电负性材料部两侧产生电荷变化,从而改变了石墨烯层的栅极电压,从而改变了石墨烯层的导电特性,通过探测石墨烯层的导电特性的变化实现对文丘里管内空化的实时监测。因为石墨烯层的导电特性对其栅极电压非常敏感,所以本发明具有灵敏度高的优点。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是一种空化在线监测装置的示意图。

图2是又一种空化在线监测装置的示意图。

图中:1、文丘里管;2、石墨烯层;3、源极;4、漏极;5、电负性材料部;6、电正性材料部;7、孔洞。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效,详细说明如下。

实施例1

本发明提供了一种空化在线监测装置,如图1所示,包括石墨烯层2、源极3、漏极4、电负性材料部5、电正性材料部6。石墨烯层2中石墨烯的层数大于1层、小于10层,以保证石墨烯层2的导电特性对其栅极电压的敏感性,也就是石墨烯层2的导电特性对电负性材料部5内电荷变化的敏感性。源极3和漏极4置于石墨烯层2的两端,用以测量石墨烯层2的导电特性。源极3和漏极4的材料为金、银、铂。电负性材料部5固定在石墨烯层2上,电负性材料部5不与源极3或漏极4接触。本发明中,电负性材料部5用以改变石墨烯层2的导电特性。电负性材料部5的材料为氟化乙烯丙烯共聚物。电正性材料部6置于电负性材料部5上,电正性材料部6和电负性材料部5的边缘粘合。振动时,电正性材料部6和电负性材料部5的中部分离。电正性材料部6的材料为铝。

应用时,石墨烯层2粘附于文丘里管1的扩张部分,用以响应文丘里管1内的振动。文丘里管1的管壁为绝缘材料。文丘里管1内流体发生空化时,文丘里管1发生强烈振动,从而使得电负性材料部5和电正性材料部6产生分离,从而在电负性材料部5两侧产生电荷变化,相当于改变了石墨烯层2的栅极电压,从而改变了石墨烯层2的导电特性,通过探测石墨烯层2的导电特性的变化实现对文丘里管1内空化的实时监测。因为石墨烯层2的导电特性对其栅极电压非常敏感,所以本发明具有灵敏度高的优点。

在本发明中,石墨烯层2可以为多层石墨烯,也可以由多层石墨烯叠合而成。优选地,石墨烯层2由多层石墨烯叠合而成。这样一来,在文丘里管1振动的作用下,多层石墨烯之间发生相对位置变化,改变了层与层之间的界面,从而更多地改变了石墨烯层2的导电特性,从而实现更高灵敏度的空化在线监测。

实施例2

在实施例1的基础上,如图2所示,石墨烯层2中设有孔洞7。孔洞7置于电负性材料部5的下侧。电负性材料部5贯穿孔洞。应用时,贯穿孔洞7的电负性材料部5粘附在文丘里管1的管壁上。这样一来,一方面,石墨烯层2与电负性材料部5具有更多的接触面积,电负性材料部5内电荷的变化将更多地改变石墨烯层2的导电特性;另一方面,使得石墨烯层2和电负性材料部5更牢固地固定在文丘里管1的管壁上,当文丘里管1振动时,电正性材料部6能够更多地与电负性材料部5分离,从而在电负性材料部5内产生更明显的电荷变化。这两方面的效果均导致了石墨烯层2导电特性更严重的变化,从而实现更高灵敏度的空化在线检测。

更进一步地,电正性材料部6与电负性材料部5之间的界面为粗糙状。也就是说,在电正性材料部6与电负性材料部5的界面处,电正性材料部6和电负性材料部5均为粗糙的表面。这样一来,当在文丘里管1振动的作用下,电正性材料部6与电负性材料部5分离时,电负性材料部5中的电荷更严重地依赖于文丘里管1的振动强度,也就是说,更严重地依赖于文丘里管1内的空化强度,从而实现更高灵敏度的空化监测。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。

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