[实用新型]具有智能除冰功能的结冰传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器，更具体地说，涉及一种具有智能除冰功能的结冰传感器。

背景技术

结冰监测技术是应用各种类型传感器通过感知物体表面结冰后产生的物理、力学及光学等性质的变化实现结冰的判定。这些技术可实时、准确地监测物体表明结冰状态，并可获得结冰厚度等重要数据，在飞机、电力、道路等领域已经得到应用。

目前，国内外已经形成十余种类型的结冰传感器和结冰监测方法，仅有少数用于路面结冰探测。路面气象条件观测内容主要包括路温、路面状况、冰点温度，以及融雪剂浓度等方面。路面气象条件的自动观测通常利用路面传感器实现。根据传感器的观测原理或安装方式，分为埋入式路面传感器和非接触式路面传感器，埋入式传感器安装时需要切割路面，将传感器埋入路面并使其表面与公路表面齐平；非接触式传感器一般安装于路侧杆柱的适当高度。

专利公开号为CN102759326A的《MEMS应变式结冰传感器及检测方法》中描述了一种MEMS应变式结冰传感器及检测方法，涉及结冰厚度检测技术，包括回形框、周边固支的方形平膜、检测电阻、参考电阻、融冰电阻、电极引线。由MEMS应变式结冰传感器和接口电路组成检测系统。检测结冰时，检测电阻、参考电阻组成惠斯通电桥，用检测电阻感知结冰引起的平膜表面应力变化，达到检测结冰的目的。但是该传感器主要适用于飞机表面结冰，不适合用于道路这种表面情况复杂干扰大的环境。

专利公开号为CN1967176的《压电谐振膜片式传感器》描述了一种用于对结冰现象进行检测的传感器，谐振膜片上粘结有压电元件，密闭腔壁紧靠压电元件和谐振膜片装有测温元件，压电元件和测温元件通过穿过密闭腔的带屏蔽层电缆与驱动和信号检测电子线路电信号连接进行检测。但是该传感器不具有智能除冰功能，传感器表面的冰层难以融化，覆冰厚度超过传感器的检测范围时，传感器无法正常工作。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种具有智能除冰功能的结冰传感器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种具有智能除冰功能的结冰传感器，包括谐振膜片和压电元件，所述谐振膜片粘接在所述压电元件上，所述压电元件的一面设有公共电极，另一面设有驱动电极和信号电极，所述驱动电极和公共极之间连接扫频激励电路；所述信号电极和公共极之间连接峰值检测电路，传感器还包括融冰电阻和融冰电路，所述融冰电阻通过带屏蔽层的电缆与融冰电路连接，所述融冰电阻粘接在所述谐振膜片表面。

上述方案中，传感器还包括测温元件和与所述测温原件连接的测温电路，所述测温电路与所述融冰电路和扫频激励电路连接。

上述方案中，所述测温电路包括模数转换器和增益放大器。

实施本实用新型的具有智能除冰功能的结冰传感器，具有以下有益效果：

本实用新型将融冰电阻和谐振膜片粘合，使得机械式的压电谐振式传感器具有自身融冰功能。融冰电路为融冰电阻提供可控的融冰电流，融冰电阻通电后产生焦耳热，热传导给谐振膜片使谐振膜片表面的覆冰融化，便于传感器的继续测量和再次测量。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型具有智能除冰功能的结冰传感器的俯视图；

图2是压电元件的结构示意图；

图3是结冰传感器的剖视图；

图4是本实用新型结冰传感器的电路原理图；

图5是测温电路的示意图；

图6是融冰电路的示意图；

图7是扫频激励电路的示意图；

图8是峰值检测电路的示意图；

图9是处理器的示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-图4所示，本实用新型具有智能除冰功能的结冰传感器包括谐振膜片1、压电元件4、融冰电阻5和融冰电路9。谐振膜片1粘接在压电元件4上，压电元件4的一面设有公共电极6，另一面设有驱动电极2和信号电极3。驱动电极2和公共极之间连接扫频激励电路10，信号电极3和公共极之间连接峰值检测电路11。融冰电阻5通过带屏蔽层的电缆与融冰电路9连接，融冰电阻5粘接在谐振膜片1表面。