[发明专利]一种风速测量仪及其测量方法

说明书

本发明公开了一种风速测量仪及其测量方法，包括基座、旋转安装在基座上的支架，支架上固定安装有风杯，还包括摩擦发电传感器，该摩擦发电传感器包括相对设置的活动摩擦组件以及固定感应组件；活动摩擦组件包括支撑杆、摩擦头、摩擦膜，所述摩擦膜为得电子材料薄膜；固定感应组件包括固定在一起且依次叠放的第一金属电极板、第一隔板、第二金属电极板、第二隔板；第一金属电极板、第二金属电极板分别连接稳压电路的两个输入端，稳压电路的输出端连接单片机的信号输入端，单片机的显示端组连接有显示器。本发明结合摩擦发电的原理设计了一种精度高，响应时间快，且结构简单，价格便宜的风速测量仪，并且提供了其测量方法。

技术领域

本发明涉及风速测量设备领域，尤其涉及一种风速测量仪及其测量方法。

背景技术

目前市场上使用的风速计包括风杯风速计、螺旋桨式风速计、热线风速计和数字式风速计等。

风杯风速计是最常见的一种风速计。转杯式风速计最早由英国鲁宾孙发明，当时是四杯，后来改用三杯。三个互成120度固定在架上的抛物形或半球形的空杯都顺一面，整个架子连同风杯装在一个可以自由转动的轴上。在风力的作用下风杯绕轴旋转，其转速正比于风速。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。

螺旋桨式风速计是一组三叶或四叶螺旋桨绕水平轴旋转的风速计。螺旋桨装在一个风标的前部，使其旋转平面始终正对风的来向，它的转速正比于风速。

上述的各种风速测量仪，普遍使用的是需要耗能的风速传感器，这就造成了一定的能源消耗的增加，其次某些传感器的响应时间慢，精度也不高，而要求高精度，相应价格也会贵很多。还有一些风速测量仪，结构本身设计相对复杂，制作耗时。

发明内容

有鉴于现有技术中风速计的至少一个缺陷，本发明的目的是提供一种风速测量仪及其测量方法，结合摩擦发电的原理设计一种精度高，响应时间快，且结构简单，价格便宜的风速测量仪，并且提供其测量方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风速测量仪，包括基座、旋转安装在基座上的支架，所述支架上固定安装有风杯，其关键在于：还包括摩擦发电传感器，该摩擦发电传感器包括相互摩擦接触的活动摩擦组件和固定感应组件；

活动摩擦组件包括支撑杆、摩擦头、摩擦膜，支撑杆的上端固定在支架上，下端固定设置有摩擦头，摩擦头的表面设置有摩擦膜，所述摩擦膜为得电子材料薄膜；

固定感应组件包括固定在一起且依次叠放的第一金属电极板、第一隔板、第二金属电极板、第二隔板，固定感应组件固定在基座上表面，其中第一金属电极板位于摩擦膜的旋转半径上；

所述第一金属电极板、第二金属电极板分别连接稳压电路的两个输入端，所述稳压电路的输出端连接单片机的信号输入端，单片机还设置有显示端组，该显示端组连接有显示器。

本发明是基于最新的摩擦发电技术开发的一种风速测量仪，摩擦头可通过粘接或其它方式固定在支撑杆的下端，摩擦膜可通过粘接或其它方式固定贴附在摩擦头的表面，第一金属电极板、第一隔板、第二金属电极板、第二隔板可通过粘接或卡接或其它方式叠合在一起并固定在基座上，第一金属电极板朝向摩擦膜并与摩擦膜接触，第二隔板与基座的上表面接触。

由于活动摩擦组件的摩擦膜由支架带动旋转，每旋转一周与第一金属电极板摩擦一次。由于摩擦生电，如果将第一金属电极板经电阻连接第二金属电极板便可在两者之间输出一个脉冲电压。在第一金属电极板、第二金属电极板分别引出一根线，连接稳压电路，再利用稳压电路稳压后输入给单片机，单片机检测连续两个脉冲的间隔时间T，再接合摩擦膜与第一金属电极板的接触点到支架的旋转中心的半径R，即可计算出风速，通过显示器进行显示，本发明结构简单，灵敏度高，便于广泛推广与应用。