[發明專利]一種檢測結冰狀態和結冰厚度的傳感器

在審

• 申請號: 202110978920.0
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN113804733A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 孟敏;劉海
• 申請（專利權）人: 湖南麥旭科技有限責任公司
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22;G01B7/06
• 代理公司: 長沙市善權專利代理事務所(普通合伙) 43260
• 代理人: 黃鵬飛;蔡喜玉

本發明公開了一種檢測結冰狀態和結冰厚度的傳感器，包括上蓋、護筒和功能組件，連接環設于蓋板的下表面，連接環的外表面設有第一螺紋，護筒的上端內壁上設有第二螺紋，第一螺紋與第二螺紋相互配合，功能組件設于護筒中，還包括加熱組件，加熱組件包括多個加熱單元，加熱單元包括轉動功能件、連接桿、轉動盤和加熱環，加熱環包括外殼和第一電熱絲，外殼的底部設有排氣口，第一電熱絲設于外殼內部，外殼固定于轉動盤的下表面，連接桿的下端連接轉動盤的上表面，上端連接轉動功能件，蓋板內部設有容腔，多個加熱單元圓周圓周分布于容腔中，外殼的下表面貼靠在容腔的下表面上，容腔的下表面設有供熱口。與現有技術相比，本發明能夠實現快速除冰。

技術領域

本發明涉及積冰檢測傳感器，特別涉及一種檢測結冰狀態和結冰厚度的傳感器。

背景技術

積冰傳感器具有廣泛的應用領域。例如，在北方冬季，需要對公路路面、風力發電機的葉片等部位、輸電線路等需要進行積冰探測，以避免積冰對這些設施產生不利影響。

目前：主要的結冰檢測技術有1、電磁波諧振檢測結冰：缺點在于響應速度慢，精度不高，當結冰厚度超過2.5mm后傳感器才有響應，分辨率也只有2.5mm。除此之外，電磁波諧振檢測方法受到的影響因素太多，介質電導率等很多因素都會嚴重影響結冰檢測效果。2、利用電磁波TDR時域反射特性的結冰檢測方法，該方法采用的是脈沖式激勵信號，遇到斷點或者阻抗變化點后出現反射。反射信號會與發射信號疊加，如果反射信號弱，就很難檢測出來。線路斷路是一種極端阻抗變化的情況，脈沖信號遇到斷點后會全部反射，所以TDR技術在檢測線路斷點位置方面效果比較好。傳感器上出現結冰后會造成阻抗不匹配，冰越多阻抗變化會越大。但是由于冰的介電常數與空氣接近，造成阻抗的變化很小，由此產生的反射信號也很微弱，也就使得結冰檢測的范圍和分辨率會很低。該方法的實際結冰厚度檢測范圍小于3mm。這些檢測方法還存在很多缺陷：[1]檢測分辨率和精度還很低，不能滿足預警等實際需求；[2]相關標準較少，標定的方法不統一，合理性也有欠缺；[3]如何解決污泥、鹽分等雜質等各種環境干擾缺乏相應解決辦法。

本申請的發明人研發了一種超聲波積冰傳感器，其具有良好的探測效果，但是其仍然具有不足，例如其除冰較慢，不能很快地投入到下一次的使用，影響了工作效率。有鑒于此，本申請的發明人經過深入研究，得到了一種檢測結冰狀態和結冰厚度的傳感器。

發明內容

本發明的目的是提供檢測結冰狀態和結冰厚度的傳感器，其能夠實現快速除冰。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種檢測結冰狀態和結冰厚度的傳感器，包括上蓋、護筒和功能組件，所述上蓋包括蓋板和連接環，所述連接環設于所述蓋板的下表面，所述連接環的外表面設有第一螺紋，所述護筒的上端內壁上設有第二螺紋，所述第一螺紋與所述第二螺紋相互配合，所述功能組件設于所述護筒中，還包括加熱組件，所述加熱組件包括多個加熱單元，所述加熱單元包括轉動功能件、連接桿、轉動盤和加熱環，所述加熱環包括外殼和第一電熱絲，所述外殼的底部設有排氣口，所述第一電熱絲設于所述外殼內部，所述外殼固定于所述轉動盤的下表面，所述連接桿的下端連接所述轉動盤的上表面，上端連接所述轉動功能件，所述蓋板內部設有容腔，所述多個加熱單元圓周圓周分布于所述容腔中，所述外殼的下表面貼靠在所述容腔的下表面上，所述容腔的下表面設有對應所述排氣口位置設置的供熱口。

在一個優選實施例中，所述加熱單元還包括支撐管、連接導線、電刷和導電環，所述支撐管豎直設置，其下端連接所述外殼，上端連接所述電刷，所述連接導線穿過所述支撐管且連接所述第一電熱絲和所述電刷，所述電刷接觸所述導電環，所述導電環設于所述容腔的上表面。