一种应用金属表面等离激元的液位显示装置的制作方法

本发明属于液体显示技术领域，具体涉及一种应用金属表面等离激元的液位显示装置。

背景技术：

生活中有许多地方需要会用到液体状态的物质，因此很多时候需要对液体的量进行监测。例如，贮液设备被广泛应用于生产、生活的各个方面，用于贮藏各种液体。贮液设备大多设置有液位显示装置，以便于了解设备中所贮藏液体的体积，并能够根据液位显示装置的指示进行一定的操作。但是，现有的液位显示装置多为单连通器、传感器等方案，存在安装复杂、视觉观察液位不方便的问题。

再比如，生活垃圾中含有大量可生物降解的有机物，在合适的环境条件下，通过微生物的作用（厌氧发酵）可产生大量的填埋气，填埋气的主要成分有甲烷、二氧化碳、氧气、氮气，并含有其他微量气体。填埋气中甲烷含量最大，并且甲烷是一种易燃易爆气体，当甲烷在空气中的浓度达到5%~15%之间时，遇到电火花或者其他引火源会发生爆炸。如果填埋场气体迁移扩散到其他场所并与空气混合，则会形成浓度在爆炸范围内的甲烷空气混合气体，同样有引起爆炸和火灾事故的可能。填埋气体中还含有少量的有毒气体，如硫化氢、硫醇氨等，对人畜和植物均有毒害作用。因此，填埋气体对周围的安全、环保始终存在着威胁，必须对填埋气体进行有效的控制。对于较大的垃圾堆体，通常需要建造一定数量的收集井，以用于填埋气的收集导排，收集其中的可燃气体，并处理掉有害气体。垃圾堆体在产生填埋气的同时也会产生大量的垃圾渗滤液，垃圾渗滤液会降低填埋气的产气量，为了降低垃圾渗滤液对产气量的影响，需要及时的将垃圾渗滤液抽提排放出去。此外，渗滤液又是厌氧发酵的必备条件，垃圾渗滤液的抽排并不需要特别彻底。由于垃圾渗滤液并非是像地下水一样，并不具有相对稳定的水脉，抽排设备并不需要实时的开启，只有当垃圾渗滤液的液面高度较高，较大的影响到垃圾填埋气的收集抽排时才需要进行抽排。垃圾填埋气的收集井是相对封闭的系统，需要液面距地面这个数值进行反馈，单纯的液面高度并不能满足计算需要，渗滤液液面距地面高度才能反馈集气井的使用情况，何时抽水何时停止抽水都是这个数值决定的。所以需要一个能测量渗滤液高度的，而且转化为液面距地面高度的方法。目前对于垃圾渗滤液的监测，主要依靠例如水位传感器，然而由于垃圾渗滤液成分复杂，腐蚀性比较强，水位传感器等灵敏度比较高的设备易于损坏。

因此，如何更好的进行液位监测，在生活中显得尤为重要。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种应用金属表面等离激元的液位显示装置。

为此，本发明提供了一种应用金属表面等离激元的液位显示装置，包括u形主体，所述u形主体的底面中部处设置有压力隔膜该压力隔膜将u形主体分为密封腔和通液腔；所述密封腔内密封有高折射率液体，并且密封腔的竖直部分的内壁设置有纳米金属颗粒。

所述通液腔的为开口腔，并且通液腔的开口的一端设置有连接外螺纹。

所述连接外螺纹的下方还设置有连接座。

所述连接座上设置有卡槽。

所述金属颗粒均匀分布于密封腔的内壁上。

所述金属颗粒的间距为1nm～20nm。

所述金属颗粒的半径为40nm～80nm。

所述金属颗粒是由银制成。

所述压力隔膜弹性橡胶制成。

所述高折射率液体苯液或者二硫化碳液。

本发明的有益效果：本发明提供的这种应用金属表面等离激元的液位显示装置，结构简单，制作工艺简单，便于大规模生产制作，通过在u形主体的内壁设置纳米金属颗粒，通过高折射率液体将纳米金属颗粒所反射的光进行选择，从而使得纳米金属颗粒的颜色在液面处发生变化，使得液面的显示更加的清楚，便于观察液面。

附图说明

图1是应用金属表面等离激元的液位显示装置的结构示意图。

图2是通液腔的开口的一端的结构示意图。

图3是不同半径的纳米金属颗粒在高折射率液体的散射光谱示意图。

图4是纳米金属颗粒在不同折射率的高折射率液体的散射光谱示意图。

图中：1、u形主体；2、密封腔；3、通液腔；4、压力隔膜；5、纳米金属颗粒；6、连接外螺纹；7、连接座；8、卡槽。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

本实施例提供了一种如图1、图2所示的应用金属表面等离激元的液位显示装置，包括u形主体1，所述u形主体1的底面中部处设置有压力隔膜4，该压力隔膜4将u形主体1分为密封腔2和通液腔3；所述密封腔2内密封有高折射率液体8，并且密封腔2的竖直部分的内壁设置有纳米金属颗粒5；所述通液腔3为口空腔，待测液体能够进入通液腔3，这样，待测液体与高折射率液体8就分别处于压力隔膜4的两侧，压力隔膜4受到密封腔2内的高折射率液体8的压力是固定的，由于待测液体的液位高度不同，对压力隔膜4的压力也就不同，这样，在两种液体的挤压之下，压力隔膜4所处的受力均衡状态不同，使得高折射率液体8在密封腔2内的液面高度不同，设置在密封腔2的竖直部分的内壁上的不同高度纳米金属颗粒5会在处于高折射率液体8时，所呈现的颜色发生变化，有利于进行液位的观察。

进一步的，并且通液腔3的开口的一端设置有连接外螺纹6，以便于与待测液体的存储器皿进行联通，从而进行液位检测、显示。

进一步的，所述连接外螺纹6的下方还设置有连接座7，连接座7的作用可以对液位显示装置与待测液体的存储器皿的联通状态进行限制，避免无限制的旋转，使得外螺纹6脱离连接状态。

进一步的，所述连接座7上设置有卡槽8，这样，可以通过卡槽8与测液体的存储器皿进行联通，也可以进一步限定对液位显示装置与待测液体的存储器皿的联通状态，从而更好的确保连接处的密封性，避免待测液体漏出。

进一步的，所述金属颗粒5均匀分布于密封腔2的内壁上；所述金属颗粒5的间距为1nm～20nm，优先的可以选择5nm、10nm、15nm等；金属颗粒5的间距小于20nm，当液体处于两颗粒之间时，对共振波长的影响更大，对所显示颜色的改变也就更大，更易于观察。

进一步的，所述金属颗粒5的半径为40nm～80nm；这样，可以将光的共振波长控制在在可见光区域。

进一步的，所述金属颗粒5是由银制成。

进一步的，所述压力隔膜4弹性橡胶制成。

进一步的，所述高折射率液体8的折射率为1～2之间的液体，例如苯液或者二硫化碳液；苯液与二硫化碳液的折射率均在1.5以上。如图3是纳米金属颗粒5半径为40nm、50nm、60nm、70nm、80nm时，在同一高折射率液体中，波长为0～1000nm的入射光的散射光谱示意图，图中可知，入射光的频率为400nm时的散射率最高；图4是纳米金属颗粒半径为50nm时，在高折射率液体的折射率为1或2时，波长为0～1000nm的入射光的散射光谱示意图，图中可知，折射率液体的折射率由1增长到2时入射光的频散射率最高的光由波长400nm的光改变为波长540nm的光。

此外，纳米金属颗粒5的半径沿着内壁发生变化，也就是纳米金属颗粒5的半径不是相同的。如此一来，沿内壁方向，颜色发生变化。当纳米金属颗粒5周围有高折射率液体8时，颜色发生突变，这样观察者更容易识别液位。

综上所述，该液位显示装置，结构简单，制作工艺简单，便于大规模生产制作，通过在u形主体1的内壁设置纳米金属颗粒5，通过高折射率液体8将纳米金属颗粒5所反射的光进行选择，从而使得纳米金属颗粒5的颜色在液面处发生变化，使得液面的显示更加的清楚，便于观察液面。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。