一种用于摩擦纳米发电机的电压测定装置

1.本实用新型涉及电压测定领域，具体为一种用于摩擦纳米发电机的电压测定装置。


背景技术：

2.环境中的流体（包括气体和液体）动能是十分丰富且重要的清洁能源之一，流体能量可通过不同的能量俘获技术（电磁发电技术、压电能量俘获技术）被转化为电能并供人们使用。自摩擦纳米发电机（teng）新兴能量收集装置被提出，由于其出色的输出性能，可持续的功率输出，以及环保等优点成为了最重要的能量俘获技术之一，同时被证明是一种拥有巨大潜力的新能源设备，随之而来成为了新的研究热点。但是目前相关的配套检测设备相对较少，特别是针对实验室及检测机构的摩擦纳米材料的专用检测设备尚不完善，不能及时检测，存在测量不方便的问题，且定压定频检测领域目前存在一定的空白，尚没有完善的用于摩擦纳米发电机的定压定频检测装置，因此摩擦纳米发电机的电压测定装置越来越受到人们的重视。
3.目前各大相关的实验室采用的大多是自行设计或其他通用的电压检测装置，其质量参差不齐，且运行过程中存在一定的安全隐患，如公开号cn202093081u公开了一种电压数据采集记录系统以及装置，该装置能够在特殊环境下测试被测设备的电压状态，自动记录产生问题的时间点。公开号cn110850150a公开了一种电压检测装置，该装置可实现对待检测设备中多个不同的待检测电压进行同时检测，从而提高检测效率。但是上述这些均属于通用的电压检测装置，不具有针对性，使用起来需和其他设备结合，操作繁琐，存在一定的安全隐患，如匹配不合理，运行速度过快易脱离，保护装置不全等。
4.因此，针对当前上述存在的问题，本实用新型设计了一种摩擦纳米发电机的电压测定装置，可以实现摩擦纳米发电机装置定压定频的测定，具有体积紧凑，结构简单，实验结果显示清晰，可靠性高，方便操作和维护等优点。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于摩擦纳米发电机的电压测定装置，通过调节自身频率来测定其设计的摩擦纳米发电机材料的性能，可进行定压定频率的测定，同时通过外接usb-a型连接线，还可用于对其他设计的电池、超级电容器等装置的电压收集测试工作。为实现上述目的，提供如下技术方案：
6.一种用于摩擦纳米发电机的电压测定装置，包括底座，水平调速往复式工作底盘，液压立柱，盖板，电压测定装置、压力控制装置、操作面板和显示屏。底座，所述主体结构内设置有回转机构、电压测定装置、压力控制装置、操作面板和显示屏，所述回转机构带动水平调速往复式工作底盘进行工作，所述电压测定装置可通过外接usb-a型连接线进行电压测定及数据采集，同时可通过usb-b型接口连接电脑，进行实时数据传输，所述压力控制装置通过控制四根液压立柱进行压力调节，实现对设计的摩擦纳米发电机材料进行定压发电
检测，所述操作面板上有操作面板a（定时开关）、操作面板b（压力调节）、操作面板c（频率调节），所述显示屏上有显示屏a（电压显示）、显示屏b（压力显示）、显示屏c（频率显示）。水平调速往复式工作底盘，所述水平调速往复式工作底盘位于所述底座上，两侧有两个导轨支撑，可进行水平往复运动。液压立柱，所述液压立柱上端具有轨道，所述盖板可通过液压立柱上方的盖板调节部分进行上下移动地设于所述立柱上，便于所述盖板的拆卸及固定，同时，可用于所述水平调速往复式工作底盘和所述盖板之间的空间调节。
7.优选的，所述盖板和水平往复式工作底盘材质为氧化锌铝陶瓷绝缘材料或特氟龙包被绝缘材料的一种，盖板厚度为0.5-1.0 cm，工作底盘厚度为0.5-1.5 cm；盖板和工作底盘上均有四个的夹子，用于固定摩擦纳米发电机的摩擦层，夹子材质为氧化锌铝陶瓷绝缘材料或特氟龙包被绝缘材料的一种。
8.优选的，所述水平往复式工作底盘由所述底座内部回转机构带动，可通过频率调节面板进行调节，频率调节范围为0-10 hz，可快速达到指定频率。
9.优选的，所述液压立柱可通过所述压力控制装置上下移动，移动范围为0-15 cm，可进行指定间距发电测试；压力控制装置可以可进行所述水平调速往复式工作底盘和所述盖板之间的压力调节，压力调节范围为0-1.0 mpa，进而实现对该材料的定压发电检测。
10.优选的，所述液压立柱上方开有凹槽，所述盖板可在凹槽上下移动，移动范围为0-5 cm，可通过盖板调节柱进行拆卸及固定。
11.优选的，所述电压测定装置可以实现测量数据实时显示及在线传输，用于后续的数据处理及分析工作。
12.优选的，所述定时开关可进行指定时间的测试，定时范围为0-60 min或常开。
13.优选的，所述usb-a型接口及usb-b型接口配套设有连接线，配套设备使用。
14.本实用新型的有益效果是：
15.（1）可进行指定压力、指定频率和指定间距的发电测试；
16.（2）体积紧凑，加工工艺简单，结构设计合理，实验结果显示清晰，方便操作和维护；
17.（3）应用领域广泛，不仅可用于摩擦纳米发电机装置定压定频的测定，还可用于其他电池、超级电容器等装置的电压测定；
18.（4）具有很高的可靠性，数据准确，故障率低。
附图说明
19.图1为摩擦纳米发电机的电压测定装置正面结构示意图；
20.图2为摩擦纳米发电机的电压测定装置背面结构示意图；
21.图3为摩擦纳米发电机的电压测定装置俯视剖面图；
22.图4为摩擦纳米发电机的电压测定装置盖板正视剖面图；
23.图5为摩擦纳米发电机的电压测定装置盖板调节结构示意图；
24.图6为摩擦纳米发电机的电压测定装置usb-a型连接线示意图；
25.图7为所测得不同频率下的线性扫描电压曲线。
26.图中：1、底座，2、盖板调节柱，3、盖板，4、液压立柱，5、水平调速往复式工作底盘，6、滑轨，7、操作面板a，8、显示屏a，9、显示屏b，10、操作面板b，11、显示屏c，12、操作面板c，
13、电源，14、usb-a型接口，15、usb-b型接口，16、电源开关，17、回转机构，18、频率控制装置，19、电压测定装置，20、压力控制装置。
具体实施方式
27.如图1-4所示，底座1内设置有回转机构17、频率控制装置18、电压测定装置19和压力控制装置20，其中回转机构17带动水平调速往复式工作底盘5进行水平往复式运动，可通过操作面板c12进行运动频率的调节，电压测定装置19可通过外接usb-a型口14连接配套usb-a型测试连接线进行电压测定及数据采集，同时可通过usb-b型接口15连接pc终端，进行数据快速导出，用于后续分析工作，压力控制装置20通过操作面板b10进行压力调节，其作用到四根液压立柱4进行上升或下降，进而实现盖板3和水平调速往复式工作底盘5之间的压力调节。
28.如图2所示，底座1背面设有电源接口13，用于设备外接电源使用，且底座1背面设有电源开关16，作为设备的主电源开关使用，另外且底座1背面还设有usb-a型接口14和usb-b型接口15，用于外接配套的usb-a型连接线和usb-b型连接线。
29.如图4所示，回转机构17由可调速电机带动，通过操作面板c12传输到频率控制装置18上，进而作用到可调速电机上，实现水平调速往复式工作底盘5指定频率的运动。
30.如图5所示，盖板3可通过液压立柱4上方的盖板调节部分进行上下移动地设于所述立柱上，便于盖板3的拆卸及固定。同时，可用于水平调速往复式工作底盘5和盖板3之间的空间调节。
31.如图6所示，外接usb-a型连接线可连接到usb-a型接口14，用于外接进行电压测定及数据采集工作，连接线具有两个鳄鱼夹，可分别连接到用于测试的纳米摩擦装置的正摩擦层和负摩擦层。此外，也可连接其他待测装置，如电池、超级电容器等，进行电压的测定。
32.结合图1~6，装置在使用时，首先将准备测定的摩擦纳米发电机材料正摩擦层和负摩擦层分别固定在盖板3和水平调速往复式工作底盘5上，通过所述外接usb-a型连接线分别将鳄鱼夹连接到准备测定的摩擦纳米发电机材料正摩擦层和负摩擦层，将盖板3固定在液压立柱4上，通过操作面板b 10进行摩擦压力的调节，调节至指定压力，缓慢调整操作面板c 12，增加水平调速往复式工作底盘5的往复频率，设定至指定频率，此时显示屏a8显示采集到的摩擦所产生的电压，通过操作面板a7，进行定时开关控制，可进行指定时间的测试，通过外接usb-b型连接线，将所测电压实时传输到pc终端，测试完成后，可将实验数据快速导出，用于后续分析处理工作，采集数据准确，结果清晰，设备操作简单，方便维护与管理。
33.在环境温度17℃、环境湿度51%和标准大气压力的情况下，通过使用摩擦纳米发电机的电压测定装置与待测独立层模式摩擦纳米发电机（f-teng）连接来测量输出电压，将设计的f-teng正负摩擦层分别固定在盖板3和水平调速往复式工作底盘5上，并用鳄鱼夹连接，通过操作面板c12控制水平调速往复式工作底盘5频率为3-9 hz，从而获得不同频率下的电压情况。通过usb-b型接口15连接pc终端，进行数据快速导出，如图6所示不同频率下的线性扫描电压曲线，用于后续分析处理。
34.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：
其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。