[发明专利]一种基于石墨烯表面等离激元共振的空化在线监测装置

说明书

本发明提供了一种一种基于石墨烯表面等离激元共振的空化在线监测装置，包括第一支撑部、第二支撑部、透明绝缘层、石墨烯层、电负性材料层、电正性材料层，透明绝缘层置于第一支撑部和第二支撑部的顶部上，第一支撑部和第二支撑部置于透明绝缘层的两端，石墨烯层置于透明绝缘层上，石墨烯层包括周期排列的石墨烯微纳结构单元，电负性材料层置于石墨烯层上，电负性材料层包覆石墨烯微纳结构单元，电正性材料层置于电负性材料层上，电正性材料层和电负性材料层的边缘粘合。本发明具有空化实时监测灵敏度高的优点。

技术领域

本发明涉及空化在线监测领域，具体涉及一种基于石墨烯表面等离激元共振的空化在线监测装置。

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，本发明提供了一种基于石墨烯表面等离激元共振的空化在线监测装置，包括第一支撑部、第二支撑部、透明绝缘层、石墨烯层、电负性材料层、电正性材料层，透明绝缘层置于第一支撑部和第二支撑部的顶部上，第一支撑部和第二支撑部置于透明绝缘层的两端，石墨烯层置于透明绝缘层上，石墨烯层包括周期排列的石墨烯微纳结构单元，电负性材料层置于石墨烯层上，电负性材料层包覆石墨烯微纳结构单元，电正性材料层置于电负性材料层上，电正性材料层和电负性材料层的边缘粘合。

更进一步地，石墨烯微纳结构单元的下部、透明绝缘层上设有弹性材料。

更进一步地，石墨烯微纳结构单元为石墨烯微纳结构二聚体。

更进一步地，石墨烯微纳结构二聚体下部弹性材料的厚度不同。

更进一步地，石墨烯微纳结构二聚体下部弹性材料的弹性系数不同。

更进一步地，石墨烯微纳结构单元中石墨烯的层数大于1层、小于10层。

更进一步地，周期为方形周期。

更进一步地，透明绝缘层的材料为二氧化硅。

更进一步地，电负性材料层的材料为氟化乙烯丙烯共聚物。

更进一步地，电正性材料层的材料为铝。

本发明的有益效果：本发明提供了一种一种基于石墨烯表面等离激元共振的空化在线监测装置，包括第一支撑部、第二支撑部、透明绝缘层、石墨烯层、电负性材料层、电正性材料层，透明绝缘层置于第一支撑部和第二支撑部的顶部上，第一支撑部和第二支撑部置于透明绝缘层的两端，石墨烯层置于透明绝缘层上，石墨烯层包括周期排列的石墨烯微纳结构单元，电负性材料层置于石墨烯层上，电负性材料层包覆石墨烯微纳结构单元，电正性材料层置于电负性材料层上，电正性材料层和电负性材料层的边缘粘合。应用时，第一支撑部和第二支撑部粘附与文丘里管的扩张部分，用以响应文丘里管内的空化现象。文丘里管内的流体发生空化时，文丘里管发生强烈的振动，从而使得电正性材料层和电负性材料层分离，引起电负性材料层内电荷变化，从而改变了石墨烯层的介电常数，从而改变了石墨烯微纳结构单元的表面等离激元共振，通过探测石墨烯微纳结构单元的表面等离激元共振，实现文丘里管内空化的实时监测。因为石墨烯微纳结构单元的表面等离激元共振严重地依赖于石墨烯的介电常数，所以本发明具有空化实时监测灵敏度高的优点。

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是一种基于石墨烯表面等离激元共振的空化在线监测装置的示意图。

图2是又一种基于石墨烯表面等离激元共振的空化在线监测装置的示意图。