[发明专利]一种测量液体混合滴加产生电信号的实验装置

说明书

本发明公开了一种测量液体混合滴加产生电信号的实验装置，包括箱体、多通道液体滴加单元、实验温度控制模块、用于与液滴撞击及摩擦的发电单元、用于夹持发电单元的夹具台、用于盛放及收集液体的可升降液槽、以及用于采集电信号图像的显示单元。本发明能够实现在不同温度条件下，不同大小及厚度的固体电极处于大气环境或液体环境时与不同溶液互相滴加产生的摩擦电信号的研究，对微观摩擦学的研究具有重要的价值及意义。

技术领域

本发明涉及一种测量液体混合滴加产生电信号的实验装置，属于固液摩擦发电研究领域。

背景技术

摩擦电在自然界中无处不在，比如梳头、走路、穿衣等，只要两个物体相互接触，都会发生电荷的交流。近年来，对摩擦电的研究与利用越来越多，比如通过固-固界面摩擦实现自驱动传感和多种形式的机械能的收集，通过固-液界面摩擦实现波浪能收集和雨滴发电等。关于固-液摩擦发电领域，尤其是液滴与固体之间摩擦发电的研究，还有很多问题需要探索。溶液在与固体摩擦副接触时，能够产生瞬时的电信号。但由于固液摩擦发电测试条件的可变量多，还没有较为专业的固液摩擦起电测试装置。因此，有必要设计一种测量液体混合滴加产生电信号的实验装置，用于在不同环境条件下的固液摩擦电信号的测量，对界面电荷的摩擦影响研究具有指导意义。

发明内容

为实现上述目的，本发明提出了一种测量液体混合滴加产生电信号的实验装置。本发明主要采用如下技术方案：

一种测量液体混合滴加产生电信号的实验装置，包括：

箱体，用于放置组成实验装置的各部件。

多通道液体滴加单元，用于将不同的溶液滴加在固体电极板上。

实验温度控制模块，用于改变实验的温度条件。

摩擦发电单元，用于与所述滴落的不同溶液发生摩擦并产生电信号。

夹持装置，用于固定和支撑不同厚度、大小的固体电极板，并可实现固体电极板与水平面之间呈一定角度的倾斜。

可升降液槽，用于收集废液或浸泡固体电极板。

信号采集显示单元，用于实时采集并显示固液摩擦所产生的电信号。

进一步地，上述箱体包括壳体和门；箱体内部底面左右两边各有两根导轨；门为具有一定弧度的玻璃门。

进一步地，上述多通道液体滴加单元包括多通道蠕动泵、盛装液体的容器、软管、和液体汇集装置；所述软管安装在蠕动泵上，一端与液体汇集装置相连，另一端置于盛装液体的容器内；所述蠕动泵和盛装液体的容器在箱体外，放置在水平面上；所述盛装液体的容器是烧杯，烧杯的数量和规格根据实验所需要的溶液种类和体积来确定；所述液体汇集装置为中空的壳体结构，液体汇集装置上半部分为圆柱形，圆柱侧面有若干个小孔，小孔的直径略大于软管直径，用于连接软管；所述液体汇集装置的下半部分为圆锥形，锥顶开有小孔，溶液经小孔滴到固体电极板上，与固体电极板产生摩擦电荷；所述液体汇集装置安装于铁架台上；所述铁架台的铁棍上刻有高度线，液体汇集装置可沿铁棍上下移动，根据实验需要调节液体汇集装的高度。

进一步地，上述实验温度控制模块包括加热片、温度控制器、温度传感器和导线；所述温度控制器带有数字显示屏和设置按钮，可设定目标温度和实时显示温度传感器测得的实际温度，放置在箱体外，安装在箱体顶端，通过导线分别与加热片和温度传感器相连，用于控制加热片的工作状态和传输温度信号；所述温度传感器安装在铁架台上，高度与固体电极板高度一致，对固体电极板周围的温度进行测定；所述加热片为硅橡胶加热片，共有五片，分别贴附在箱体内部的顶端、底端、左端、右端和后端，对实验箱体内部进行立体式加热。