[发明专利]一种传感器、海洋波谱的测量系统及其测量方法

权利要求书

1.一种海洋波谱的测量方法，其特征在于，采用海洋波谱的测量系统实现，所述测量系统包括：搭载平台、至少一个传感器、以及处理器；所述传感器中的摩擦纳米发电机远离浮子的一端固定于搭载平台之上，所述处理器与所述传感器电连接；所述传感器包括摩擦纳米发电机和浮子；所述摩擦纳米发电机包括第一摩擦结构和第二摩擦结构，所述第一摩擦结构的一端与所述浮子固定连接；所述浮子用于：在海洋的作用下，推动所述第一摩擦结构与所述第二摩擦结构发生摩擦，使得所述摩擦纳米发电机产生用于表征海洋波谱的电信号；所述摩擦纳米发电机与所述海洋中的海水无直接接触；所述测量方法包括：

针对所述处理器执行以下步骤：

接收所述传感器中的所述摩擦纳米发电机输出的电信号；

根据所述摩擦纳米发电机产生的电信号确定海洋波谱；

在所述测量系统中包括多个传感器时，所述测量方法还包括：

按照如下公式计算海浪的传播方向：

cosθ＝C×△T/S；

其中，S表示相邻两个所述传感器之间的距离，△T表示相邻两个所述传感器对同一海浪测量的时间差，C表示海浪的波速，θ表示海浪的传播方向与相邻两个所述传感器之间连线的夹角。

2.如权利要求1所述的测量方法，其特征在于，所述测量方法还包括：

根据确定出的海洋波谱，确定海浪的周期；

根据确定出的海洋波谱，按照以下公式计算海浪的高度、海浪的频率、海浪的波速、海浪的波长、以及海浪的波陡：

△Q＝σ×∏×L×H；

V＝k×σ×∏×L×H；

I＝1/2×σ×∏×L×a×t；

f＝1/T；

C＝α×l/△t2；

λ＝C×T；

δ＝H/λ；

其中，△Q表示摩擦纳米发电机工作中的电荷转移量，V表示所述摩擦纳米发电机输出的电压，I表示所述摩擦纳米发电机输出的电流，k表示V与σ、L、H之间的比例系数，在所述第一摩擦结构包括第一摩擦层，所述第二摩擦结构包括第二摩擦层时，σ表示由介电材料制作的所述第一摩擦层和/或所述第二摩擦层的电荷密度，在所述第二摩擦结构为套管时，L表示所述套管的横截面的周长，在所述第二摩擦结构包括相对而置的第一部件和第二部件时，L表示所述第一部件和所述第二部件在沿着第三方向上的长度，所述第三方向为平行于所述第一部件表面且垂直于所述摩擦纳米发电机与所述浮子排列的方向，H表示海浪的高度；a表示所述浮子在沿着所述摩擦纳米发电机与所述浮子排列方向上的加速度，t表示时间变化参数，T表示海浪的周期，f表示海浪的周期，△t表示海浪对所述浮子的作用时间，C表示海浪的波速，α表示校正因子，l表示海浪对所述浮子在传播方向上的有效作用长度，λ表示海浪的波长，δ表示海浪的波陡，α大于0且不大于1。