[发明专利]一种压电液体体积传感器及其体积检测方法

权利要求书

1.一种压电液体体积传感器，包括机架、模态锤、电磁铁、直流电机、升降滑架、升降块、升降步进电机、升降滚珠丝杠、细绳、横移步进电机、横移滚珠丝杠、横移块、摆锤台、液体容器和PVDF压电薄膜；其特征在于：所述的横移滚珠丝杠支承在机架上；横移块与机架构成滑动副，并与横移滚珠丝杠构成螺旋副；所述的横移滚珠丝杠由横移步进电机驱动；所述升降滑架的底部与横移块固定；所述的升降滚珠丝杠支承在升降滑架上；所述的升降块与升降滑架构成滑动副，并与升降滚珠丝杠构成螺旋副；升降块上固定有电磁铁；所述的升降滚珠丝杠由升降步进电机驱动；直流电机固定在升降滑架的顶部；直流电机的输出轴上固定有绕线轮；

所述的摆锤台固定在机架上；所述的模态锤由锤头和锤柄组成；锤柄的外端与锤头固定，内端与摆锤台的顶部构成转动副；锤柄中部与细绳的一端固定；细绳的另一端与直流电机上的绕线轮固定；细绳缠绕着绕线轮上；所述的液体容器固定在摆锤台远离电磁铁的那侧；所述的液体容器远离模态锤的一侧贴有n块PVDF压电薄膜，n≥2。

2.根据权利要求1所述的一种压电液体体积传感器，其特征在于：还包括控制模块；所述的控制模块包括多路复用器、运算放大器、单片机、第一蓝牙收发器、第二蓝牙收发器和计算机；n块PVDF压电薄膜与多路复用器的其中n个数据输入引脚分别电连接；多路复用器的各个控制输入引脚与单片机的多个第一I/O口分别连接；多路复用器的输出引脚接运算放大器的正相输入端或反相输入端；运算放大器的输出端与单片机的模拟信号输入引脚；单片机的第二I/O口与第一蓝牙收发器连接；第二蓝牙收发器与计算机连接；第一蓝牙收发器与第二蓝牙收发器通过蓝牙连接。

3.根据权利要求2所述的一种压电液体体积传感器，其特征在于：所述的单片机通过两个型号为TB6600的步进电机驱动器分别驱动升降步进电机、横移步进电机；单片机通过继电器与电磁铁连接。

4.根据权利要求2所述的一种压电液体体积传感器，其特征在于：所述多路复用器的型号为ADG1608；所述运算放大器的型号为OP07；所述单片机的型号为STM32F103；所述第一蓝牙收发器及第二蓝牙收发器的型号均为BT08B。

5.根据权利要求1所述的一种压电液体体积传感器，其特征在于：n＝6；六块PVDF压电薄膜呈两行三列排布；PVDF压电薄膜的面积为4cm²；两行PVDF压电薄膜的对称面到特征平面的间距等于锤头到锤柄、摆锤台所成转动副的公共轴线的间距；特征平面为经过锤柄、摆锤台所成转动副的公共轴线的水平面。

6.根据权利要求1所述的一种压电液体体积传感器，其特征在于：所述的横移步进电机固定在机架上；横移步进电机的输出轴与横移滚珠丝杠的一端固定；所述的升降步进电机固定在升降滑架上；升降步进电机的输出轴与升降滚珠丝杠的一端固定。

7.根据权利要求1所述的一种压电液体体积传感器，其特征在于：所述锤柄、摆锤台所成转动副的公共轴线与横移滚珠丝杠的轴线垂直；垂直于锤柄、摆锤台所成转动副的公共轴线且经过锤柄轴线的平面与电磁铁相交。

8.根据权利要求1所述的一种压电液体体积传感器，其特征在于：所述锤柄处于竖直向下的状态时，锤头与液体容器接触。