[发明专利]一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪

说明书

本发明涉及测量器具领域，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。

技术领域

本发明涉及测量器具领域，更具体地，涉及一种摩擦纳米发电机式气泡水平仪。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明采用的技术方案是：

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。