一种具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器，包括壳体、光纤束、发热件和温度传感器，所述发热件和温度传感器通过导热胶粘剂粘贴于所述壳体的内壁；所述光纤束包括发射光纤束和接收光纤束，所述发射光纤束和接收光纤束的一端与结冰检测电路连接，所述发射光纤束和接收光纤束的另一端合并为集束光纤束，所述集束光纤束穿过所述壳体并与壳体表面构成探测端面；所述发热件与加热电路连接，所述温度传感器与测温电路连接，所述加热电路、测温电路和结冰检测电路分别与微控制器连接。本实用新型专利技术可在结冰厚度超过结冰传感器最大量程时，启动加热功能除掉结冰传感器表面的结冰，从而达到连续检测结冰厚度的目的。

An optical fiber ice sensor with intelligent deicing function

The utility model discloses an optical fiber type icing sensor with intelligent deicing function, which includes a shell, an optical fiber bundle, a heating element and a temperature sensor, the heating element and the temperature sensor are pasted on the inner wall of the shell through a heat conducting adhesive; the optical fiber bundle includes a transmitting optical fiber bundle and a receiving optical fiber bundle, and one end of the transmitting optical fiber bundle and the receiving optical fiber bundle is used for ice detection Circuit connection: the other end of the transmitting fiber bundle and the receiving fiber bundle are combined into a bundle fiber bundle, the bundle fiber bundle passes through the shell and forms a detection end face with the shell surface; the heating piece is connected with the heating circuit, the temperature sensor is connected with the temperature measuring circuit, and the heating circuit, the temperature measuring circuit and the ice detection circuit are respectively connected with the microcontroller. The utility model can start the heating function to remove the ice on the surface of the ice sensor when the ice thickness exceeds the maximum range of the ice sensor, so as to achieve the purpose of continuously detecting the ice thickness.

【技术实现步骤摘要】
一种具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器
本技术属于光电传感器
，具体涉及一种具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器。
技术介绍
结冰是时常发生的一种自然现象，结冰可引起一系列的严重后果，飞机结冰影响飞行性能；输电线路结冰导致机械、电气性能下降；道路结冰造成车轮与路面摩擦作用大大减弱，容易造成交通事故。因此用于检测飞机、输电线、道路、建筑等物体表面结冰厚度的结冰传感器尤为重要，可对结冰灾害预测、记录及报警，为防除冰系统提供控制依据，在各个领域具有重大意义。目前，国内外已经开发出多种基于不同检测机理的结冰检测方法和结冰传感器。其中，根据冰、水与空气的光学性质的不同检测结冰的光纤式结冰传感器，由于分辨率、灵敏度高、尺寸小、电磁兼容性好、无可动附件、可靠性高、信号处理简单的有点，越来越受到广泛的重视与应用。但现有光纤式结冰传感器由于工作原理的自身限制，有量程小的致命缺点，在自然条件下结冰传感器表面的冰层难以融化，一旦结冰传感器表面的结冰厚度超出结冰传感器本身的最大量程，结冰传感器将无法继续检测结冰厚度。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有光纤式结冰传感器功能上的不足，提供一种具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器，可在结冰厚度超过结冰传感器最大量程时，启动加热功能除掉结冰传感器表面的结冰，从而达到连续检测结冰厚度的目的，有效提高光纤式结冰传感器检测范围。本技术采用的技术方案为：一种具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器，包括壳体、光纤束、发热件和温度传感器，所述光纤束、发热件和温度传感器设置于所述壳体的内部，所述发热件和温度传感器通过导热胶粘剂粘贴于所述壳体的内壁；所述光纤束包括发射光纤束和接收光纤束，所述发射光纤束和接收光纤束的一端与结冰检测电路连接，所述发射光纤束和接收光纤束的另一端合并为集束光纤束，所述集束光纤束穿过所述壳体并与壳体表面构成探测端面；所述发热件与加热电路连接，所述温度传感器与测温电路连接，所述加热电路、测温电路和结冰检测电路分别与微控制器连接。进一步的，所述结冰检测电路包括发光二极管、光电二极管以及与光电二极管连接的运放电路，所述运放电路与所述微控制器的输入端连接；所述发射光纤束通过法兰盘与所述发光二极管对接，所述接收光纤束通过法兰盘与所述光电二极管对接；所述发光二极管用于为所述发射光纤束提供光线，所述光电二极管用于接收所述接收光纤束返回的光线。进一步的，还包括控制盒，所述加热电路、测温电路和微控制器设置于所述控制盒中，所述控制盒的外部设有输入接口和输出接口，所述发热件、温度传感器和电路板与所述输入接口电连接，所述输出接口用于连接外部器件。进一步的，所述发射光纤束为一束，所述接收光纤束为三束，所述发光二极管为一个，所述光电二极管为三个。进一步的，所述运放电路包括第一运放电路、第二运放电路和第三运放电路，所述第一运放电路、第二运放电路和第三运放电路的输入端分别与三个光电二极管连接，第一运放电路、第二运放电路和第三运放电路的输出端连接并接所述微控制器的输入端。本技术的有益效果是：本技术的发光二极管发出的光线通过发射光纤束传输至集束光纤束表面的结冰层，被结冰层反射的光线通过接收光纤束返回至光电二极管，根据接收光纤束返回光线的强弱变化规律可检测到集束光纤束表面结冰层的厚度。当集束光纤束表面结冰层持续增加到一定厚度时，进入结冰层的光将被吸收，通过接收光纤束返回的光线的强弱不再随结冰层厚度增加而规律变化，结冰检测电路检测到的信号不再有规律可循。此时，微控制器就会控制加热电路为通路状态，发热件开始发热，通过热传导使壳体周围的结冰层开始融化，进行表面除冰。温度传感器检测加热过程中壳体温度变化，当壳体温度高于一定温度值时，微控制器控制加热电路为开路状态，发热件停止发热。当壳体温度自然冷却至一定温度值时，微控制器又会控制加热电路为通路状态，发热件开始发热，以此循环加热来去除壳体表面的结冰层，通过测温电路和微控制器来控制加热温度，保护各个器件不因过热而损坏。当集束光纤束表面结冰层完全除掉时，结冰检测电路检测到结冰层厚度为零，微控制器控制加热电路为开路状态，发热件不再发热。此时，结冰检测电路继续结冰检测，从而实现连续检测结冰厚度的功能。本技术在实现光纤式结冰传感器对其表面结冰层厚度检测的基本功能之外，还具有智能除冰功能。在光纤式结冰传感器表面的结冰层厚度超过最大量程时，启动加热除冰功能，除掉壳体表面的结冰层，且加热除冰过程中还可进行温度保护，可以达到连续结冰测量的目的，增强了光纤式结冰传感器的工作能力。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的实施例的结构示意图；图3是图2的A－A的剖视图；图4是本技术的实施例的内部结构图；图5是本技术的实施例的光纤束和电路板的结构示意图；图6是本技术的实施例的控制盒的结构示意图；图7是本技术的实施例的运放电路的原理图；图8是本技术的实施例的加热电路的原理图；图9是本技术的实施例的测温电路的原理图。附图标记：1－壳体，2－光纤束，21－发射光纤束，22－接收光纤束，23－集束光纤束，3－发热件，4－温度传感器，5－法兰盘，6－电路板，61－发光二极管，62－光电二极管，7－控制盒，71－输入接口，72－输出接口，8－导热胶粘剂。具体实施方式下面结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。参照图1至图6，一种具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器，包括壳体1、光纤束2、发热件3和温度传感器4，所述光纤束2、发热件3和温度传感器4设置于所述壳体1的内部，所述发热件3和温度传感器4通过导热胶粘剂8粘贴于所述壳体1的内壁；所述光纤束2包括发射光纤束21和接收光纤束22，所述发射光纤束21和接收光纤束22的一端与结冰检测电路连接，所述发射光纤束21和接收光纤束22的另一端合并为集束光纤束23，所述集束光纤束23穿过所述壳体1并与壳体1表面构成探测端面；所述发热件3与加热电路连接，所述温度传感器4与测温电路连接，所述加热电路、测温电路和结冰检测电路分别与微控制器连接。所述结冰检测电路包括发光二极管61、光电二极管62以及与光电二极管62连接的运放电路，所述运放电路与所述微控制器的输入端连接；所述发射光纤束21通过法兰盘5与所述发光二极管61对接，所述接收光纤束22通过法兰盘5与所述光电二极管62对接；所述发光二极管61用于为所述发射光纤束21提供光线，所述光电二极管62用于接收所述接收光纤束22返回的光线。所述结冰检测电路设置于电路板6上，所述电路板6安装于法兰盘5的下方。法兰盘5上设有通孔，光纤束2的一端安装于通孔的一端，发光二极管61和光电二极管62安装于通孔的另一端，发射光纤束21的一端与发光二极管61对接，接收光纤束22的一端与光电二极管62对接。发光二极管61发出的光线通过发射光纤束21传输至集束光纤束23表面的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器，其特征在于：包括壳体、光纤束、发热件和温度传感器，所述光纤束、发热件和温度传感器设置于所述壳体的内部，所述发热件和温度传感器通过导热胶粘剂粘贴于所述壳体的内壁；/n所述光纤束包括发射光纤束和接收光纤束，所述发射光纤束和接收光纤束的一端与结冰检测电路连接，所述发射光纤束和接收光纤束的另一端合并为集束光纤束，所述集束光纤束穿过所述壳体并与壳体表面构成探测端面；/n所述发热件与加热电路连接，所述温度传感器与测温电路连接，所述加热电路、测温电路和结冰检测电路分别与微控制器连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器，其特征在于：包括壳体、光纤束、发热件和温度传感器，所述光纤束、发热件和温度传感器设置于所述壳体的内部，所述发热件和温度传感器通过导热胶粘剂粘贴于所述壳体的内壁；
所述光纤束包括发射光纤束和接收光纤束，所述发射光纤束和接收光纤束的一端与结冰检测电路连接，所述发射光纤束和接收光纤束的另一端合并为集束光纤束，所述集束光纤束穿过所述壳体并与壳体表面构成探测端面；
所述发热件与加热电路连接，所述温度传感器与测温电路连接，所述加热电路、测温电路和结冰检测电路分别与微控制器连接。


2.根据权利要求1所述的具有智能除冰功能的光纤式结冰传感器，其特征在于：所述结冰检测电路包括发光二极管、光电二极管以及与光电二极管连接的运放电路，所述运放电路与所述微控制器的输入端连接；所述发射光纤束通过法兰盘与所述发光二极管对接，所述接收光纤束通过法兰盘与所述光电二极管对接；所述发光二极管用于为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周志宏，
申请(专利权)人：四川嘉瑞丰科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51