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专利号: 2024108722688
申请人: 广东海洋大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2026-02-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种立标式风速风向监测装置,其特征在于,包括底座、数个摩擦纳米单元以及与所述底座固定连接的挡风壳体,所述底座上设置有立标,所述挡风壳体上设置有数个板簧,所述立标上设置有与所述板簧数量和位置对应的多面体部件,所述摩擦纳米单元包括薄膜元件和导电元件;所述多面体部件的每一侧端面上设置有所述薄膜元件,与所述多面体部件的每一侧端面对应所述板簧的侧端面上设置有导电元件;数个所述摩擦纳米单元构成用于产生检测风速、风向电信号的摩擦纳米模块;外力驱动所述立标倾斜,所述立标向倾斜方向的所述板簧靠近并挤压所述板簧,以使所述薄膜元件与所述导电元件摩擦产生用于检测风速、风向的电信号;

每个所述板簧包括数段板簧单元,位于每个所述板簧的末段所述板簧单元的外端侧面上设置有与所述多面体部件上所述薄膜元件摩擦起电的所述导电元件,相邻两个所述板簧单元相对的侧端面上设置有所述摩擦纳米单元或所述导电元件;

相邻两个所述板簧单元记为第一板簧单元和第二板簧单元;若所述第一板簧单元的内侧端面上设置有所述摩擦纳米单元,则所述第一板簧单元的外侧端面和所述第二板簧单元的内侧端面上均设置有所述导电元件,所述第二板簧单元的外侧端面上均设置有所述摩擦纳米单元;该摩擦纳米单元的所述薄膜元件设置在所述导电元件的顶端面上。

2.根据权利要求1所述的立标式风速风向监测装置,其特征在于,每个所述板簧为由数段板簧单元构成呈正弦波形状的柔性弹性元件。

3.根据权利要求1所述的立标式风速风向监测装置,其特征在于,所述薄膜元件为PTFE薄膜、尼龙薄膜或石墨薄膜;和/或,所述导电元件为导电片。

4.根据权利要求3所述的立标式风速风向监测装置,其特征在于,所述导电片为铜片、铁片或铝片。

5.根据权利要求1所述的立标式风速风向监测装置,其特征在于,包括用于所述立标复位的弹性元件,所述弹性元件设置在所述立标与所述底座之间。

6.根据权利要求1所述的立标式风速风向监测装置,其特征在于,所述挡风壳体内壁面的八个方向上均安装有一个所述板簧,对应所述多面体部件为八棱台。

7.一种立标式风速风向监测方法,其特征在于,应用于如权利要求1-6任意一项所述的立标式风速风向监测装置上,该立标式风速风向监测方法包括以下步骤:对多面体部件上的每个薄膜元件进行标号,获取所述立标式风速风向监测装置中所有摩擦纳米单元输出的电信号数据;

对所述电信号数据进行分析,得到电压最大值和与所述电压最大值对应的标号数据;

根据所述电压最大值计算,得到检测风速;根据所述电压最大值确定对应所述薄膜元件所表示风向作为检测风向。

8.根据权利要求7所述的立标式风速风向监测方法,其特征在于,根据所述电压最大值计算,得到检测风速包括:获取风速修正系数,根据所述电压最大值和所述风速修正系数计算,得到检测风速。