[发明专利]基于摩擦纳米发电机的文丘里管空化在线监测装置

说明书

本发明提供一种基于摩擦纳米发电机的文丘里管空化在线监测装置，包括：摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机布置于文丘里管的扩张部分，用以用于响应所述文丘里管的振动而产生电信号；A/D转换器，所述A/D转换器用以测量所述摩擦纳米发电机产生的电信号，并将所述测量结果由模拟量转为数字量后传输至单片机；单片机，所述单片机接收A/D转换器发出的测量结果，并将所述测量结果传输至计算机；计算机，所述计算机对接收的测量结果进行空化程度运算，并将运算结果显示出来。本发明结构简单，操作方便，无需损坏设备便可实时监测空化发生的程度。

技术领域

本发明涉及空化在线监测技术领域，具体而言，尤其涉及一种基于摩擦纳米发电机的文丘里管空化在线监测装置。

背景技术

水力空化是流体压力变化时，气泡在流体中迅速形成和破裂的现象。空化会造成材料剥蚀，使设备效率降低，并产生振动和噪声等危害，因此应尽量避免。

空化“热点效应”能量巨大，可采用适当的方法加以利用。在实际应用中空化发生的程度至关重要。空化程度太低达不到预期的作用效果，空化程度太高又会增加能耗，损坏设备，所以有必要对空化的发生程度进行监测。

目前空化监测技术有高速摄像法，涂层腐蚀法，噪声测量法，光束偏转探头法等。其中高速摄像法和光束偏转探头法要求发生空化的装置透明，限制了这些技术对非透明装置的空化监测。涂层腐蚀法需要在停机状态观察涂层的腐蚀程度，无法实现对空化的实时监测。噪声测量法受环境噪声的干扰严重，容易误导工作人员。因此有待研究一种新型的空化监测装置。

发明内容

本发明提供了一种基于摩擦纳米发电机的文丘里管空化在线监测装置。以解决现有空化监测局限性、无法实时监测以及可靠性不高的问题。本发明结构简单，操作方便，无需损坏设备便可实时监测空化发生的程度。

本发明采用的技术手段如下：

一种基于摩擦纳米发电机的文丘里管空化在线监测装置，包括：

摩擦纳米发电机，所述摩擦纳米发电机布置于文丘里管的扩张部分，用以用于响应所述文丘里管的振动而产生电信号；

A/D转换器，所述A/D转换器用以测量所述摩擦纳米发电机产生的电信号，并将所述测量结果由模拟量转为数字量后传输至单片机；

单片机，所述单片机接收A/D转换器发出的测量结果，并将所述测量结果传输至计算机；

计算机，所述计算机对接收的测量结果进行空化程度运算，并将运算结果显示出来。

进一步地，还包括WiFi模块，所述WiFi模块用以将所述单片机输出的测量结果以无线方式传输至所述计算机。

进一步地，还包括电源模块，所述电源模块用以向所述A/D转换器、单片机以及WiFi模块供电。

进一步地，所述摩擦纳米发电机包括由下至上依次设置的第一电正性材料层，电负性材料层以及第二电正性材料层；

所述第一电正性材料层和电负性材料层的边缘粘合；

所述摩擦纳米发电机附着粘结在文丘里管扩张部分的外表面。

进一步地，所述A/D转换器的正极通过导线连接所述第一电正性材料层，所述A/D转换器的负极通过导线连接所述第二电正性材料层。

进一步地，所述第一电正性材料层为铝层，所述电负性材料层为FEP膜，所述第二电正性材料层为石墨层。

进一步地，装置包括一个或者若干个结构相同的摩擦纳米发电机。

进一步地，所述摩擦纳米发电机响应所述文丘里管的振动而产生的电信号为电压信号。

进一步地，所述计算机对接收的测量结果进行空化程度运算，包括根据以下公式计算空化程度：