[发明专利]利用半导体制冷的测风激光雷达除湿装置及其工作方法

说明书

本发明公开的一种利用半导体制冷的测风激光雷达除湿装置及其工作方法，属于测风激光雷达内部环境控制技术领域。壳体设在测风激光雷达内部，壳体上部开口，底部设有冷凝水出水口；壳体上部设有中隔板，半导体制冷元件连接在中隔板下部，并与壳体相对的两个侧面连接；半导体制冷元件连接有若干加热面翅片和制冷面翅片；双向风机设在加热面翅片上方；温湿度传感器设在壳体外部，通过控制系统控制双向风机的转向和半导体制冷元件的电流方向。装置结构简单、可靠性高，制造成本低、能耗小，在湿度大和温度低的环境中也能发挥良好的除湿作用，适用范围广；具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于测风激光雷达内部环境控制技术领域，具体涉及一种利用半导体制冷的测风激光雷达除湿装置及其工作方法。

背景技术

测风激光雷达作为一种新型的风资源测量装置，具有快速布置、可移动、测量高度可以任意调节等诸多优势，在越来越多的风资源评估过程中发挥着重要的作用。激光雷达内部的激光器、光纤、工控机等精密设备对激光雷达腔体内的温湿度要求极高。温湿度超出固定范围，会对精密设备造成不可逆损伤。同时，在我国西南山区，秋冬季空气湿度大，温度较低，在腔体密闭性不佳的情况下，容易出现激光测量头内部结露的现象。

目前调节激光雷达腔体内温湿度的方法主要是通过加热除湿和制冷除湿两种措施。其中，加热除湿的主要技术途径为，通过加热，使液态的水受热发生相变，成为气态，然后再利用风扇等装置，进行腔体内外气体的强制流动，从而实现除湿的目的，在实际应用过程中，若外部空气相对湿度较大，则该方法除湿效果不佳。制冷除湿的原理在于，利用制冷设备，使原本空气中气态的水蒸气达到露点凝结为液态，然后通过导流管流出，达到降低相对湿度的目的。目前激光雷达内部温湿度调节的主流技术还是加热除湿。制冷除湿方面，应用制冷剂循环除湿的技术也有部分应用，但利用制冷剂循环除湿的缺点在于，需要在激光雷达内部加装制冷系统，增加了整体的复杂性和重量，同时也无形中增加了系统发生故障的风险，另外，压缩机工作时的震动，对激光雷达自身测量的精度和准确度也有不利影响。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种利用半导体制冷的测风激光雷达除湿装置及其工作方法，实现测风激光雷达内部温湿度环境的低能耗、高效能、智能化控制。

本发明通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种利用半导体制冷的测风激光雷达除湿装置，包括半导体制冷元件、双向风机、壳体、控制系统和温湿度传感器；壳体设在测风激光雷达内部，壳体上部开口，底部设有冷凝水出水口，冷凝水出水口连接有冷凝水导出管，冷凝水导出管与测风激光雷达外部连通；壳体上部设有中隔板，中隔板两端分别与壳体相对的两个侧面连接；半导体制冷元件连接在中隔板下部，并且长度方向的两端与壳体相对的两个侧面连接；半导体制冷元件的加热面连接有若干加热面翅片，半导体制冷元件的制冷面连接有若干制冷面翅片；半导体制冷元件、制冷面翅片和加热面翅片与壳体底部间存在间隙；双向风机设在加热面翅片上方；温湿度传感器设在壳体外部，半导体制冷元件、温湿度传感器和双向风机分别与控制系统连接，控制系统与外部电源连接，控制系统能够控制双向风机的转向和半导体制冷元件的电流方向。

优选地，壳体底部为漏斗状结构，冷凝水出水口设在壳体底部的最低点。

优选地，壳体底部为弧形，冷凝水出水口设在弧顶。

优选地，壳体上部开口为喇叭状。

优选地，若干制冷面翅片平行设置，若干加热面翅片平行设置。

进一步优选地，制冷面翅片和加热面翅片的数量一致，且制冷面翅片与其相对的加热面翅片位于同一直线上。

优选地，半导体制冷元件的加热面通过导热胶与加热面翅片连接，半导体制冷元件的制冷面通过导热胶与制冷面翅片连接。

优选地，制冷面翅片和加热面翅片为铝翅片。