[發明專利]基于單電極摩擦納米發電機的液體泄漏檢測傳感器及應用

有效

• 申請號: 201811308873.3
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109580133B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 刁東風;張維強;汪朋飛
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01M3/40
• 分類號: G01M3/40
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

本發明公開了基于單電極摩擦納米發電機的液體泄漏檢測傳感器及應用，其中，液體泄漏檢測傳感器，包括：敏感元件，用于感應泄漏的液體，液體在所述敏感元件的表面，與所述敏感元件的表面發生摩擦產生電荷；導電電極，設置在所述敏感元件上，并接地，用于傳導所述電荷，產生電信號。本發明是基于單電極摩擦納米發電機的原理，通過檢測儀是否有檢測到電信號（電流、電壓）來判斷是否發生液體泄漏，不同液體的電信號特征可用于識別液體種類。本液體泄漏檢測傳感器對極微量液體泄露也能夠產生響應，響應速度快，并且無需供能模塊。

技術領域

本發明涉及液體泄漏檢測、環保與監測領域，尤其涉及基于單電極摩擦納米發電機的液體泄漏檢測傳感器及應用。

背景技術

液體泄漏檢測廣泛應用于石油、化學和城市供水、環境監測等行業領域。每年，由于液體泄漏造成的經濟損失達數百億元，液體泄漏、特別是毒性液體泄漏造成的人員傷害、儀器設備損傷和環境損失價值更是無法評估。液體泄漏檢測對于經濟發展和環境保護有著非常重大的意義。

目前，傳統的基于硬件的液體泄露檢測方法主要使用超聲波傳感器、光纖傳感器、紅外傳感器、超聲波流量計和土壤檢測傳感器實現液體輸送管網泄露的檢測。主要監控管道內部參數，包括溫度、壓力、粘度、流速、流量變化等數據判斷管道是否發生液體泄露。然而，這些泄露檢測傳感器需要復雜的分布式供能系統，這限制了在某些復雜環境下液體泄露檢測的應用，增加了液體泄露檢測的難度。此外，目前使用的液體泄露檢測傳感器對于極微量的液體泄露不敏感。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種基于單電極摩擦納米發電機的液體泄漏檢測傳感器及應用，旨在解決現有的泄露檢測傳感器需要復雜的分布式供能系統、并且對于極微量的液體泄露不敏感的問題。

本發明的技術方案如下：

一種基于單電極摩擦納米發電機的液體泄漏檢測傳感器，包括：

敏感元件，用于感應泄漏的液體，液體在所述敏感元件的表面，與所述敏感元件的表面發生摩擦產生電荷；

導電電極，設置在所述敏感元件上，并接地，用于傳導所述電荷，產生電信號。

所述的液體泄漏檢測傳感器，其中，所述敏感元件由不同于所述導電電極的材料制作而成。

所述的液體泄漏檢測傳感器，其中，所述敏感元件由半導體材料、導體材料或絕緣體材料制作而成。

所述的液體泄漏檢測傳感器，其中，所述半導體材料為半導體硅、或二維半導體材料。

所述的液體泄漏檢測傳感器，其中，所述導電電極為通過物理沉積或化學沉積的方法沉積在所述敏感元件上。

所述的液體泄漏檢測傳感器，其中，所述導電電極通過導電膠帶粘貼在所述敏感元件上。

所述的液體泄漏檢測傳感器，其中，所述敏感元件與所述導電電極采用相同的材料制作而成，并一體化成型。

一種如上所述的液體泄漏檢測傳感器的應用，將所述液體泄漏檢測傳感器布置在待監測對象下方，所述敏感元件正對所述待監測對象易于發生液體泄露的部位，通過所述檢測儀是否有檢測到電信號來判斷是否發生液體泄漏。

所述的應用，其中，若所述檢測儀檢測到電信號，還利用所述電信號來判斷液體泄漏速度以及泄漏液體的種類。

所述的應用，其中，所述待監測對象易于發生液體泄露的部位為閥門、連接法蘭和連接頭中的一種或多種。