[发明专利]一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法

权利要求书

1.一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法，其特征在于，包括：

步骤一：将电热装置均匀分布安装在待除冰的结构表面，将超声激励器均匀分布安装在待除冰的结构内表面；

步骤二：利用上述均匀分布的超声激励器，产生和收集超声波信号，通过分析超声波信号的变化情况，得到结构表面的结冰信息；

步骤三：通过上述结构表面结冰信息分析，打开电热装置，通过其快速升温产生覆冰粘接界面热应力，以此降低覆冰粘接强度，等待进入后续超声除冰范围；

步骤四：通过启动超声激励器产生超声波，利用超声波在积冰区域传播时产生的水平剪切波即SH波和lamb波，在覆冰与基板界面产生速度差，形成剪切力去除覆冰；

步骤五：通过超声激励器作为积冰监测设备收集反馈的超声信号，根据实时积冰厚度、位置等信息，判断得到是否再次开启除冰设备。

2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法，其特征在于，所述的步骤一包括：将电热装置均匀分布安装在待除冰的结构表面，将超声激励器均匀分布安装在待除冰的结构内表面；

其中，所述电热装置为多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料，能够实现快速温度反应，其电热效率高、工作稳定性和热稳定性好；所述的超声激励器由压电材料制成，将高频电信号转化为机械振动产生超声波，同时作为传感器将超声信号转化为电信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法，其特征在于，所述的步骤三包括：通过上述结构表面结冰信息分析，打开电热装置，通过其快速升温产生覆冰粘接界面热应力，以此降低覆冰粘接强度，等待进入后续超声除冰范围；

其中，所述升温过程只需加热至-10℃，不需要融化积冰。

4.根据权利要求1所述的一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法，其特征在于，所述的步骤五包括：通过超声激励器作为积冰监测设备收集反馈的超声信号，根据实时积冰厚度、位置等信息，判断得到是否再次开启除冰设备；

其中，所述超声激励器间隔一定距离均匀分布在结构内表面，利用相控阵技术监测结构表面积冰情况。