本发明涉及空化在线监测领域，具体涉及一种高灵敏空化在线监测装置。
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。
技术实现要素：
为解决以上问题，本发明提供了一种高灵敏空化在线监测装置，其特征在于，包括绝缘层、石墨烯层、源极、漏极、第一阻挡部、第二阻挡部、电负性材料部、第一电正性材料部、第二电正性材料部，石墨烯层置于绝缘层上，源极和漏极置于石墨烯层上的两端，第一阻挡部和第二阻挡部固定在石墨烯层上，第一阻挡部和第二阻挡部位于源极和漏极的内侧，电负性材料部周期性地置于第一阻挡部和第二阻挡部之间，电负性材料部固定在石墨烯层上，第一电正性材料部和第二电正性材料部周期性地置于电负性材料部上，第一阻挡部和第二阻挡部的高度大于电负性材料部和第一电正性材料部或第二电正性材料部的高度之和。
更进一步地，在绝缘层和石墨烯层的界面，绝缘层中设有孔洞。
更进一步地，第一电正性材料部的高度小于第二电正性材料部的高度。
更进一步地，孔洞设置在第二电正性材料部的下侧。
更进一步地，孔洞的宽度大于或等于电负性材料部的宽度。
更进一步地，第一阻挡部和第二阻挡部为绝缘材料。
更进一步地，第一电正性材料部和第二电正性材料部的材料为铝。
更进一步地，电负性材料部的材料为氟化乙烯丙烯共聚物。
更进一步地，源极和漏极的材料为金、银、铂。
更进一步地，石墨烯层中石墨烯的层数大于1层、小于9层。
本发明的有益效果：本发明提供了一种高灵敏空化在线监测装置，其特征在于，包括绝缘层、石墨烯层、源极、漏极、第一阻挡部、第二阻挡部、电负性材料部、第一电正性材料部、第二电正性材料部，石墨烯层置于绝缘层上，源极和漏极置于石墨烯层上的两端，第一阻挡部和第二阻挡部固定在石墨烯层上，第一阻挡部和第二阻挡部位于源极和漏极的内侧，电负性材料部周期性地置于第一阻挡部和第二阻挡部之间，电负性材料部固定在石墨烯层上，第一电正性材料部和第二电正性材料部周期性地置于电负性材料部上，第一阻挡部和第二阻挡部的高度大于电负性材料部和第一电正性材料部或第二电正性材料部的高度之和。应用时，绝缘层粘附在文丘里管的扩张部位，用以响应文丘里管内的振动。文丘里管内流体发生空化时，文丘里管发生强烈的振动，从而导致电负性材料部和第一电正性材料部或第二电正性材料部分离，从而导致电负性材料部内产生电荷变化，从而改变石墨烯层的栅极电压，从而改变石墨烯层的导电特性，通过探测石墨烯层导电特性的变化，实现文丘里管内空化的在线监测。在本发明中，第一电正性材料部和第二电正性材料部分离，从而相邻的电负性材料部导致对石墨烯层的压力不同，从而导致石墨烯层形变，从而更多地改变石墨烯层的导电特性，从而实现更高灵敏度的空化在线监测。
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是一种高灵敏空化在线监测装置的示意图。
图2是又一种高灵敏空化在线监测装置的示意图。
图中：1、绝缘层；2、石墨烯层；3、源极；4、漏极；5、第一阻挡部；6、第二阻挡部；7、电负性材料部；8、第一电正性材料部；9、第二电正性材料部；10、孔洞。
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
本发明提供了一种高灵敏空化在线监测装置，如图1所示，包括绝缘层1、石墨烯层2、源极3、漏极4、第一阻挡部5、第二阻挡部6、电负性材料部7、第一电正性材料部8、第二电正性材料部9。石墨烯层2置于绝缘层1上。绝缘层1的材料为二氧化硅。石墨烯层2中石墨烯的层数大于1层、小于9层，以保证石墨烯层2的导电特性对其栅极电压的敏感性，也就是石墨烯层2的导电特性对电负性材料部7内电荷的敏感性。源极3和漏极4置于石墨烯层2上的两端，用以测量石墨烯层2的导电特性。源极3和漏极4的材料为金、银、铂。第一阻挡部5和第二阻挡部6固定在石墨烯层2上，第一阻挡部5和第二阻挡部6位于源极3和漏极4的内侧。第一阻挡部5和第二阻挡部6为绝缘材料。优选地，第一阻挡部5和第二阻挡部6的材料为二氧化硅或玻璃纤维。电负性材料部7周期性地置于第一阻挡部5和第二阻挡部6之间，电负性材料部7固定在石墨烯层2上。也就是说，电负性材料部7为多个，每个电负性材料部7为独立的，这些电负性材料部7相互接触地排列。优选地，电负性材料部7为条形，条形的方向垂直于源极3和漏极4的连线方向，相邻的电负性材料部7平行排列。当文丘里管振动时，电负性材料部7不脱离石墨烯层2。电负性材料部7的材料为氟化乙烯丙烯共聚物。第一电正性材料部8和第二电正性材料部9周期性地置于电负性材料部7上。第一电正性材料部8和第二电正性材料部9不是固定在电负性材料部7上。当文丘里管振动时，第一电正性材料部8或第二电正性材料部9与电负性材料部7分离。第一电正性材料部8和第二电正性材料部9的材料为铝。第一电正性材料部8的高度小于第二电正性材料部9的高度。第一阻挡部5和第二阻挡部6的高度大于电负性材料部7和第一电正性材料部8或第二电正性材料部9的高度之和。当文丘里管振动时，第一阻挡部5和第二阻挡部6将电负性材料部7、第一电正性材料部8、第二电正性材料部9限制在它们之间。
应用时，绝缘层1粘附在文丘里管的扩张部位，用以响应文丘里管内的振动。文丘里管内流体发生空化时，文丘里管发生强烈的振动，从而导致电负性材料部7和第一电正性材料部8或第二电正性材料部9分离，从而导致电负性材料部7内产生电荷变化，从而改变石墨烯层2的栅极电压，从而改变石墨烯层2的导电特性，通过探测石墨烯层2导电特性的变化，实现文丘里管内空化的在线监测。在本发明中，第一电正性材料部8和第二电正性材料部9分离，从而相邻的电负性材料部7导致对石墨烯层2的压力不同，从而导致石墨烯层2形变，从而更多地改变石墨烯层2的导电特性，从而实现更高灵敏度的空化在线监测。
实施例2
在实施例1的基础上，如图2所示，在绝缘层1和石墨烯层2的界面，绝缘层1中设有孔洞10。这样一来，在电负性材料部7的压迫下，石墨烯层2能够产生更多的形变，从而更多地改变石墨烯层2的导电特性，从而实现更高灵敏度的空化在线监测。
更进一步地，孔洞10设置在第二电正性材料部9的下侧。由于第二电正性材料部9的高度大于第一电正性材料部8的高度，也就是第二电正性材料部9的重量大于第一电正性材料部8的重量。这样一来，文丘里管的振动能够导致更大程度上的石墨烯层2形变和内在应力改变，从而导致石墨烯层2的导电特性改变更多，从而实现更高灵敏度的空化在线监测。
更进一步地，孔洞10的宽度大于或等于电负性材料部7的宽度。这样一来，在第二电正性材料部8的作用下，石墨烯层2能够更多地向孔洞10方向形变，从而更多地改变石墨烯层2的形状和石墨烯层2内在的应力，从而导致石墨烯层2的导电特性改变更多，从而实现更高灵敏度的空化在线监测。
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。
1.一种高灵敏空化在线监测装置，其特征在于，包括绝缘层、石墨烯层、源极、漏极、第一阻挡部、第二阻挡部、电负性材料部、第一电正性材料部、第二电正性材料部，所述石墨烯层置于所述绝缘层上，所述源极和所述漏极置于所述石墨烯层上的两端，所述第一阻挡部和所述第二阻挡部固定在所述石墨烯层上，所述第一阻挡部和所述第二阻挡部位于所述源极和所述漏极的内侧，所述电负性材料部周期性地置于所述第一阻挡部和所述第二阻挡部之间，所述电负性材料部固定在所述石墨烯层上，所述第一电正性材料部和所述第二电正性材料部周期性地置于所述电负性材料部上，所述第一阻挡部和所述第二阻挡部的高度大于所述电负性材料部和所述第一电正性材料部或所述第二电正性材料部的高度之和。
2.如权利要求1所述的高灵敏空化在线监测装置，其特征在于：在所述绝缘层和所述石墨烯层的界面，所述绝缘层中设有孔洞。
3.如权利要求2所述的高灵敏空化在线监测装置，其特征在于：所述第一电正性材料部的高度小于所述第二电正性材料部的高度。
4.如权利要求3所述的高灵敏空化在线监测装置，其特征在于：所述孔洞设置在所述第二电正性材料部的下侧。
5.如权利要求4所述的高灵敏空化在线监测装置，其特征在于：所述孔洞的宽度大于或等于所述电负性材料部的宽度。
6.如权利要求1-5任一项所述的高灵敏空化在线监测装置，其特征在于：所述第一阻挡部和所述第二阻挡部为绝缘材料。
7.如权利要求6所述的高灵敏空化在线监测装置，其特征在于：所述第一电正性材料部和所述第二电正性材料部的材料为铝。
8.如权利要求7所述的高灵敏空化在线监测装置，其特征在于：所述电负性材料部的材料为氟化乙烯丙烯共聚物。
9.如权利要求8所述的高灵敏空化在线监测装置，其特征在于：所述源极和所述漏极的材料为金、银、铂。
10.如权利要求1-9任一项所述的高灵敏空化在线监测装置，其特征在于：所述石墨烯层中石墨烯的层数大于1层、小于9层。
技术总结