摩擦纳米发电机、输液器以及液滴监控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及发电机技术领域，具体地，涉及一种摩擦纳米发电机、输液器以及液滴监控装置。
【背景技术】
[0002]最近几年，世界各国科学家都在积极开发各种新型环保发电方式，为了解决环境的污染问题以及降低发电成本。从2012年开始，佐治亚理工学院的王中林教授就开始尝试使用摩擦电和静电等普遍的现象，去收集并利用人们一举一动中产生的电能，进而研发出了一系列结构的摩擦发电机。然而，目前还不能对输液器中液滴滴落产生的能量进行收集。
[0003]另一方面，因为医疗器械大多是出于卫生的考虑，只有特殊的对人体无害的材料才能被应用，输液器的要求更加严格。目前的输液器中液滴滴落速度一般通过人眼观察滴壶中滴落的液滴，从而判断出液滴滴落的速度。这样会存在两个问题:(I)需要观察人员具有一定的工作经验，使用范围受到限制；(2)即使如此，判断的结果准确度较低。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种摩擦纳米发电机，可提高对输液器中液滴滴落能量的利用率。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供一种摩擦纳米发电机，该摩擦纳米发电机设置于输液器的滴壶内部，所述发电机包括:摩擦起电层，对应所述滴壶的进液口设置，使液滴能够滴落至所述摩擦起电层的上表面并流动；以及电极层，包括第一电极片和第二电极片，该第一电极片和第二电极片沿液滴流动方向依次设置于所述摩擦起电层的下表面，使得所述液滴的流动依次经过所述第一电极片和第二电极片所对应的摩擦起电层的上表面，并且在所述第一电极片和第二电极片之间产生电势差。
[0006]优选地，所述摩擦纳米发电机还包括:绝缘基板，所述电极层设置于该绝缘基板上。
[0007]优选地，所述绝缘基板的长度为3cm至4cm，宽度为3mm至4mm，厚度为50 μπι至100 μ m，其中沿液滴流动的方向为长度方向。
[0008]优选地，所述绝缘基板材质为柔性材料。
[0009]优选地，所述柔性材料为塑料。
[0010]优选地，各所述电极片的面积与所述液滴的大小相对应。
[0011]优选地，各所述电极片的宽度<所述绝缘基板的宽度，厚度< I ym，与所述液滴流动方向垂直的方向为各所述电极片的宽度方向。
[0012]优选地，各所述电极片的宽度为1.5mm。
[0013]优选地，两片所述电极片的间距〈1mm。
[0014]优选地，所述摩擦起电层的材料为疏水的柔性材料。
[0015]优选地，所述摩擦起电层的上表面设有微纳米结构层。
[0016]优选地，以第一电极片远离第二电极片的端部所对应的摩擦起电层表面为切点的切线与滴壶的中轴线的夹角为Θ，其中0°〈Θ <30°。
[0017]优选地，所述摩擦起电层为封装所述电极层和绝缘基板的壳体。
[0018]本实用新型摩擦纳米发电机能将输液器中液滴滴落产生的能量转化为电能，极大的提高了输液器中能量的利用率，且结构简单，便于安装与更换。
[0019]本实用新型的另一目的是提供一种输液器，可提高对输液器中液滴滴落能量的利用率。
[0020]为了实现上述目的，本实用新型提供一种输液器，其包括滴壶，所述输液器还包括上述摩擦纳米发电机。
[0021 ] 所述输液器与上述摩擦纳米发电机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
[0022]本实用新型的又一目的是提供一种液滴监控装置，可实时监控液滴滴落的速度，提高监控的准确性。
[0023]为了实现上述目的，本实用新型提供一种液滴监控装置，所述液滴监控装置包括上述摩擦纳米发电机；以及监控单元，与所述摩擦纳米发电机连接，用于检测所述摩擦纳米发电机的电势差信号，获得液滴滴落的速度。
[0024]本实用新型液滴监控装置可实时检测摩擦纳米发电机中的电势差，进而获得液滴滴落的速度，方便快捷，准确度高。
[0025]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0026]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0027]图1是本实用新型摩擦纳米发电机的结构示意图；
[0028]图2是本实用新型输液器的结构示意图；
[0029]图3是本实用新型液滴监控装置的结构示意图；
[0030]图4是本实用新型液滴监控装置的一实施例；
[0031]图5是本实用新型摩擦纳米发电机工作原理示意图。
[0032]附图标记说明
[0033]I滴壶2摩擦起电层
[0034]3第一电极片4第二电极片
[0035]5绝缘基板6导线。
【具体实施方式】
[0036]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。本实用新型中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型的保护范围。
[0037]如图1和图2所示，本实用新型摩擦纳米发电机设置于输液器的滴壶I内部，所述发电机包括:摩擦起电层2，对应所述滴壶I的进液口设置，使液滴能够滴落至所述摩擦起电层2的上表面并流动；以及电极层，包括第一电极片3和第二电极片4，所述第一电极片3和第二电极片4沿液滴流动方向依次设置于所述摩擦起电层2的下表面，使得所述液滴的流动依次经过所述第一电极片3和第二电极片4所对应的摩擦起电层2的上表面，并且在所述第一电极片3和第二电极片4之间产生电势差。
[0038]其中，所述摩擦起电层2的材质为疏水的柔性材料，可选用的材质必须不溶于生理盐水，且对人体无公害的柔软摩擦材料。优选地，可为与输液器软管同材质的材料，例如:聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)等，也可选择摩擦起电效率较高的聚酰亚胺薄膜(Kapton)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等材料，但并不以此为限。
[0039]如图2所示，当所述摩擦起电层2设置于所述输液器的滴壶I中时，以第一电极片3远离第二电极片4的端部所对应的摩擦起电层2表面为切点的切线与滴壶I的中轴线的夹角为Θ，其中0° <θ<30°，可确保液滴垂直滴下之后能接触到摩擦起电层2上有第一电极片3和第二电极片4的区域，且同时保证液滴能顺着摩擦起电层2的上表面继续流下去。所述摩擦起电层2微微向下弯曲，保证输液的液滴不会残留在其上表面。在本实施例中，所述Θ为30°。
[0040]其中，摩擦起电层2可以是曲面也可以是平面。当摩擦起电层2为曲面时，该Θ即为以第一电极片3远离第二电极片4的端部所对应的摩擦起电层2表面为切点的切线与滴壶I中轴线的夹角。当摩擦起电层2为平面时，该Θ即为摩擦起电层2与滴壶I中轴线的夹角。
[0041 ] 如图1所示，所述电极层还包括绝缘基板5，所述电极层设置于所述绝缘基板5 ο 一般可通过蒸镀或粘接的方式在所述绝缘基板5上设置所述第一电极片3和第二电极片4。
[0042]其中，所述绝缘基板5的长度为3cm至4cm，宽度为3mm至4mm，厚度为50 μπι至100 μπι，其中沿液滴流动的方向为长度方向。所述第一电极片3和第二电极片4为两个对称的长方形导电片。各所述电极片不宜可以过大，否则感应信号中的干扰现象会相对严重，同时也宜不可以过小，各所述电极片的面积与输液器中液滴的大小相对应(如图4所示)。其中，各所述电极片的宽度<所述绝缘基板5的宽度，厚度< I μ m，与所述液滴流动方向垂直的方向为各所述电极片的宽度方向。优选地，各所述电极片的宽度为1.5_。此外，所述第一电极片3与第二电极片4的间距〈1mm，在该距离内，所述第一电极片3与第二电极片4可感应出有效的电势差。
[0043]所述第一电极片3和第二电极片4设置于绝缘基板5的一端，且所述第一电极片3和第二电极片4分别引出一根导线6作为电极引出端，可用于外接电路。在本实施例中，所述第一电极片3的后端沿绝缘基板5的长度