一种结冰结霜检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种结冰结霜检测系统，包括有谐振单元、信号调理整形单元、信号处理单元、频率检测单元、以及检测处理单元；其中，所述谐振单元置于被测环境中，用于获取被测环境中的被测物理量；所述信号调理整形单元接收检测处理单元输出的电信号，对其进行调理整形处理，输出至信号处理单元；所述频率检测单元根据信号处理单元输出的信号，检测获取到谐振单元的谐振频率，并将该谐振频率信号输出至检测处理单元，所述检测处理单元根据谐振频率的变化判断是否有结冰结霜并把结果编码通过数据传输协议接口输出。通过根据谐振单元谐振频率的变化来判断是否有结冰结霜，结构简单，成本低，可以大大提升除冰除霜的效率，且便于环保节能。

An ice and frost detection system

【技术实现步骤摘要】
一种结冰结霜检测系统
本专利技术涉及除冰除霜行业
，尤其涉及一种结冰结霜检测系统。
技术介绍
随着人们生活水平的提高和对生活品质的要求，人们对制冷设备的需求也越来越大，冰箱空调等制冷设备已经成为生活必需品。制冷设备在使用过程中，经常会有蒸发器结霜，冷冻冷藏室结冰等情况发生，严重影响了制冷设备的使用。目前很多去除结冰和结霜的方法，比如：定时除霜法、时间温度控制除霜法、压差控制除霜法等。其中，定时除霜法主要以时间为控制目标，即定时进行除霜，这样可以尽可能地避免结霜，但是具有盲目性，有时可能根本没有结霜，但是也会定时的执行除霜的操作，导致电能的大量浪费，由于不能有效判断是否结霜，故具有较大的盲目性，需要浪费额外的电能，不符合人类环保节能的需求。时间温度控制除霜法结合了时间量和机组的环境温度进行判断，相对于定时除霜法单依靠时间判断，有了较大的改进，然而，此方法综合了部分经验的因素，也可能在无霜的时候仍然发出除霜的误动作。由以上可见，除冰除霜之前有必要进行结冰结霜的检测，当只有在有结冰、结霜时才进行除冰除霜操作。这可以大大提升除冰除霜的效率，且便于环保节能。目前结冰结霜的探测有压差式、放射性同位素和光学结冰探测等；其中，压差式结冰探测又被称作冲压空气式结冰探测，其利用测量迎面气流的动压(全压)与静压的差值，来判断是否结冰。而光学结冰探测则利用光学的吸收强度变化来判断是否结冰。放射性同位素结冰探测则是利用结冰之后从放射源抵达计数器的β粒子(电子)数量减少的原理进行探测。然而，以上的结冰结霜探测均比较复杂，且成本费用高，难以应用于冰箱等家电产品上。以上
技术介绍
内容的公开仅用于辅助理解本专利技术的专利技术构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述
技术介绍
不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结冰结霜检测系统，以解决上述
技术介绍
问题中的至少一种。为达到上述目的，本专利技术实施例的技术方案是这样实现的：一种结冰结霜检测系统，包括：谐振单元、连接谐振单元的信号调理整形单元、以及连接信号调理整形单元的单片机处理单元；其中，所述单片机处理单元包括有信号处理单元、连接信号处理单元的频率检测单元、以及连接频率检测单元的检测处理单元；其中，所述谐振单元连接有谐振激励单元，通过谐振激励单元驱动谐振单元；所述谐振单元置于被测环境中，用于获取被测环境中的被测物理量；所述信号调理整形单元接收谐振单元输出的信号，对其进行整形处理，输出至信号处理单元；所述信号处理单元接收信号调理整形单元输出的电信号，对其进行放大处理，输出至频率检测单元；所述频率检测单元根据信号处理单元输出的信号，检测获取到谐振单元的谐振频率，并将该谐振频率信号输出至检测处理单元，所述检测处理单元根据谐振频率的变化判断是否有结冰结霜，并把结果编码通过数据传输协议接口输出。在一些实施例中，所述谐振单元包括有谐振体，谐振体的固有谐振频率为f,则：其中，CT为压电陶瓷的刚度，M为负载的质量，meff为压电陶瓷有效质量。在一些实施例中，所述信号处理单元包括有放大处理电路，以用于对信号调理整形单元输出的信号进行放大处理。在一些实施例中，所述频率检测单元还连接有补偿单元，所述补偿单元包括有结霜补偿单元以及温度补偿单元，以进行结霜补偿以及温度补偿。在一些实施例中，所述信号处理单元还连接谐振激励单元，以将相应信号反馈至谐振激励单元，构成闭环自激励环节，实时调整激励信号，激励谐振单元的谐振体产生谐振。在一些实施例中，所述谐振体包括有支架、两端固定于支架上的金属片、通过高强度胶水粘贴于金属片上的压电材料、以及设置于压电材料上的驱动电极。在一些实施例中，所述金属片上设置有亲水覆膜区以及疏水覆膜区，所述亲水覆膜区以及疏水覆膜区设置于金属片的同一面，且设置于金属片上相对于粘贴有压电材料的另一面。在一些实施例中，所述谐振体包括有基座、设置于基座上的圆柱筒；其中，圆柱筒上设置有振动膜片，所述振动膜片上设置压电材料、驱动电极；所述振动膜片上还设置有亲水覆膜区、以及疏水覆膜区。在一些实施例中，所述谐振体包括有基座，所述基座设置有一腔体，腔体内设置有磁铁，腔体开口端位置安装有金属片,所述金属片贴近基座腔体的一面设置有延伸部，延伸部缠绕有感应线圈。在一些实施例中，所述金属片的另一面设置有亲水覆膜区以及疏水覆膜区；所述金属片的延伸部呈一空心筒状，所述磁体对应于所述空心筒状设置有延伸入所述空心筒的铁心。本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术通过根据谐振单元谐振频率的变化来判断是否有结冰结霜，从而发出报警和/或除冰除霜相关的指令信号，结构简单，成本低，可以大大提升除冰除霜的效率，且便于环保节能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例的结冰结霜检测系统示意图。图2是根据本专利技术实施例结冰结霜检测系统的了信号调理整形单元的等效电路示意图。图3是根据本专利技术实施例结冰结霜检测系统的整形电路示意图。图4是根据本专利技术实施例结冰结霜检测系统的谐振体结构示意图。图5是根据本专利技术结冰结霜检测系统另一实施例的谐振体结构示意图。图6是根据本专利技术结冰结霜检测系统另一实施例的谐振体结构示意图。图7是根据本专利技术结冰结霜检测系统另一实施例的谐振体结构示意图。图8是根据本专利技术专利技术另一实施例结冰结霜检测系统的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结冰结霜检测系统，其特征在于，包括：谐振单元、连接谐振单元的信号调理整形单元、以及连接信号调理整形单元的单片机处理单元；其中，所述单片机处理单元包括有信号处理单元、连接信号处理单元的频率检测单元、以及连接频率检测单元的检测处理单元；其中，/n所述谐振单元连接有谐振激励单元，通过谐振激励单元驱动谐振单元；/n所述谐振单元置于被测环境中，用于获取被测环境中的被测物理量；/n所述信号调理整形单元接收谐振单元输出的信号，对其进行整形处理，输出至信号处理单元；/n所述信号处理单元接收信号调理整形单元输出的电信号，对其进行放大处理，输出至频率检测单元；/n所述频率检测单元根据信号处理单元输出的信号，检测获取到谐振单元的谐振频率，并将该谐振频率信号输出至检测处理单元，所述检测处理单元根据谐振频率的变化判断是否有结冰结霜，并把结果编码通过数据传输协议接口输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种结冰结霜检测系统，其特征在于，包括：谐振单元、连接谐振单元的信号调理整形单元、以及连接信号调理整形单元的单片机处理单元；其中，所述单片机处理单元包括有信号处理单元、连接信号处理单元的频率检测单元、以及连接频率检测单元的检测处理单元；其中，
所述谐振单元连接有谐振激励单元，通过谐振激励单元驱动谐振单元；
所述谐振单元置于被测环境中，用于获取被测环境中的被测物理量；
所述信号调理整形单元接收谐振单元输出的信号，对其进行整形处理，输出至信号处理单元；
所述信号处理单元接收信号调理整形单元输出的电信号，对其进行放大处理，输出至频率检测单元；
所述频率检测单元根据信号处理单元输出的信号，检测获取到谐振单元的谐振频率，并将该谐振频率信号输出至检测处理单元，所述检测处理单元根据谐振频率的变化判断是否有结冰结霜，并把结果编码通过数据传输协议接口输出。


2.如权利要求1所述的结冰结霜检测系统，其特征在于：所述谐振单元包括有谐振体，谐振体的固有谐振频率为f,则：






其中，CT为压电陶瓷的刚度，M为负载的质量，meff为压电陶瓷有效质量。


3.如权利要求1所述的结冰结霜检测系统，其特征在于：所述信号处理单元包括有放大处理电路，以用于对信号调理整形单元输出的信号进行放大处理。


4.如权利要求1所述的结冰结霜检测系统，其特征在于：所述频率检测单元还连接有补偿单元，所述补偿单元包括有结霜补偿单元以及温...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰，张腾，倪玉涛，贺建军，
申请(专利权)人：深圳市海纳微传感器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44