[發明專利]一種無線摩擦納米發電裝置、方法及傳感器

在審

• 申請號: 202010012221.6
• 申請日: 2020-01-06
• 公開（公告）號: CN113078841A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 楊亞;趙雪
• 申請（專利權）人: 北京納米能源與系統研究所
• 主分類號: H02N1/04
• 分類號: H02N1/04;H02J50/05;G01D5/242;G01P5/08;G01P13/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

1.一種無線摩擦納米發電裝置，其特征在于，所述發電裝置包括：發電機主體(1)、接收裝置(2)；

所述發電機主體(1)包括兩端通過固定組件(101)依次間隔第一預設距離固定的第一摩擦組件(102)、彈性摩擦組件(103)和第二摩擦組件(104)；其中，所述彈性摩擦組件(103)在外界機械能驅動下發生形變并做往復運動，與所述第一摩擦組件(102)和所述第二摩擦組件(104)接觸或分離產生電流；

所述接收裝置(2)包括分別間隔第二預設距離放置于所述發電機主體(1)兩側的兩個接收板(201)，所述接收板(201)用于感應所述發電機主體(1)產生的電流并將其輸出。

2.根據權利要求1所述的發電裝置，其特征在于，所述第一摩擦組件(102)和所述第二摩擦組件(104)均包括第一支撐板(100a)和摩擦層(100b)；所述摩擦層(100b)面向所述彈性摩擦組件(103)；

所述摩擦層(100b)的材料為：聚四氟乙烯、醋酸纖維素、聚氯乙烯、尼龍、Kapton或聚乙烯，所述第一支撐板(100a)為亞克力板、金屬板、塑料板或木板，所述彈性摩擦組件(103)的材料為氟化乙烯丙烯共聚物、尼龍、聚乙烯、聚酰亞胺、聚四氟乙烯、聚偏二氯乙烯、氯乙烯一醋酸乙烯共聚物，所述彈性摩擦組件(103)的厚度為5～100μm。

3.根據權利要求1所述的發電裝置，其特征在于，所述接收板(201)包括第二支撐板(201a)、導電層(201b)和用于輸出電流的導線，所述導電層(201b)面向所述發電機主體(1)，與所述第一摩擦組件(102)和第二摩擦組件(104)的位置相對應，所述導電層(201b)為附著在所述第二支撐板(201a)上的石墨烯、碳納米管、銀納米線、銀納米顆?；蚪饘偌{米粉末。

4.根據權利要求1所述的發電裝置，其特征在于，所述第一預設距離為0.5～4mm，所述第二預設距離≤10cm。

5.一種將權利要求1-4中任一項所述的發電裝置用于測量管道流體參數的方法，其特征在于，

將發電機主體(1)設置于管道內部，

將接收裝置(2)放置于管道外壁上與所述發電機主體(1)位置相對應處，

通過所述接收裝置(2)輸出電壓獲取管道流體參數。

6.一種將權利要求1-4中任一項所述的發電裝置用于測量流體流動方向的方法，其特征在于，

流體流動方向與所述發電裝置之間的夾角的變化與發電裝置輸出電壓滿足預設關系，根據所述預設關系利用所述發電裝置測量流體流動方向；

所述預設關系為在流體流速不變時，流體流動方向與所述發電裝置之間的夾角從0°增加至360°的過程中，發電裝置輸出電壓呈周期性變化。

7.一種將權利要求1-4中任一項所述的發電裝置用于測量管道堵塞物位置的方法，其特征在于，所述方法包括：

將至少兩個發電機主體(1)設置于管道內部的不同位置，

將至少兩個接收裝置(2)設置于管道外壁上與所述發電機主體(1)位置相對應處，

通過所述接收裝置(2)獲取至少兩個輸出電壓，根據所述至少兩個輸出電壓獲取管道堵塞物位置和堵塞物放置的方向。

8.一種包括權利要求1-4中任一項所述的發電裝置的可視化距離、角度傳感器，其特征在于，所述傳感器還包括顯示裝置；

將所述接收裝置(2)中的兩個接收板(201)分別連接于所述顯示裝置上，所述顯示裝置用于顯示出所述接收裝置(2)與發電機主體(1)之間的距離，或顯示出發電機主體(1)與流體夾角的變化。