[实用新型]一种激光-微波复合除冰系统

说明书

本实用新型公开了一种激光‑微波复合除冰系统，包含有综合控制系统、与综合控制系统分别电连接的冷却系统、激光光源、微波电源、准直调节系统、磁控管系统、光电传感器、吸波材料喷洒装置、扫描系统及供电系统、与磁控管系统相连的加热天线以及用于承载所有子系统的可移动式载体系统。本实用新型主要采取将激光除冰技术与微波除冰技术进行融合，同时引入吸波材料，起到除冰催化效果，能够实现大面积、高效地清除风机叶片、高压电线、道路及铁轨隧道等场景表面覆冰。本实用新型的优点有：应用灵活，使用范围广，能耗低，无污染，工作效率高，性较比高，不损伤基材。

技术领域

本实用新型涉及激光应用技术领域，具体的说是涉及一种激光-微波复合除冰系统。

背景技术

风电厂与高压电线大多坐落在高原、山脊、山顶等高海拔寒冷地区和风能资源丰富的高纬度地区。由于海拔较高且气温较低，这些区域的风机叶片与高压电线在冬季极易发生覆冰现象；而叶片或高压电线结冰后不仅会引起载荷增加，影响叶片寿命或高压电线正常运行，而且在结冰严重时还会出现机组不得不脱网停机或高压电线被断裂的问题，使得长年处于低温地区的机组利用率大为降低。另外，在叶片或高压电线结冰后，随着温度升高，冰块会脱落，不仅会对机组和现场人员造成很大安全隐患，而且当叶片或高压电线积冰严重时，还会导致叶片或高压电线出现被断裂的问题，从而威胁到风电场或变电站的人员安全；同时，当叶片覆冰时，还会造成机组效率降低，造成年发电量损失1％-10％，在条件恶劣的地区年发电量损失甚至会达到20％-50％。

目前，风力机叶片的除冰方式有很多种，如：机械除冰、热力除冰、化学喷洒除冰、超声振动除冰、电磁脉冲除冰等，但这些都是基于热力、电力、人力等被动除冰方式，不仅耗时耗力、耗能、效率低，而且成本昂贵，并不能从根本上解决上述问题。

实用新型内容

针对背景技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种激光-微波复合除冰系统，以实现大面积、高效地清除风机叶片、高压电线及其他物体表面覆冰。

本实用新型采取的技术思路是：为实现大面积快速除冰，采取将激光除冰技术与微波除冰技术进行融合，同时引入吸波材料，起到除冰催化效果，从而达到能快速实现风机叶片、高压电线、道路、铁轨隧道等场景表面覆冰去除的目的；其中，激光除冰主要是利用覆冰对激光的热吸收与热应力效应，通过连续激光束实现较大面积表面除冰，通过脉冲激光束在覆冰表面形成蜂窝状小空隙孔；吸波材料则喷洒在覆冰空隙或脉冲激光形成的孔矩阵中，可以起到提高除冰效率至5～10倍的作用；微波除冰则直接作用于水和吸波材料上，与激光起到复合加热覆冰层的目的，而不伤害基材。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种激光-微波复合除冰系统，包含有冷却系统、激光光源、微波电源、综合控制系统、准直调节系统、磁控管系统、光电传感器、吸波材料喷洒装置、扫描系统及加热天线，所述综合控制系统分别与所述冷却系统、激光光源、微波电源、准直调节系统、磁控管系统、光电传感器、吸波材料喷洒装置及扫描系统电连接；

其中，冷却系统、用于给激光-微波复合除冰系统的所有子系统进行冷却散热；

激光光源、用于输出高强度的激光束；

微波电源、用于输出磁控管系统所需的电能；

准直调节系统、用于将激光光源输出的高强度激光束准直后，经扫描系统调整为宽幅连续激光光束并作用于除冰目标表面；

磁控管系统，用于将微波电源输出的电能转换成微波能；

加热天线，用于将磁控管系统输出的微波能以微波束的方式辐射到除冰目标表面，并经过衰减损耗后转换成热能达到对除冰目标表面加热的效果；

光电传感器、用于探测除冰目标表面的覆冰面积及冰层厚度；

吸波材料喷洒装置，用于喷洒吸波材料至除冰目标表面的冰层上；