[发明专利]一种基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统，其特征在于，包括圆形激光束发生系统、第一光强测量仪(4)、光纤传输系统、第二光强测量仪(9)和数据处理及分析系统；

圆形激光束发生系统设在叶根(15)内部，第一光强测量仪(4)与圆形激光束发生系统连接；第二光强测量仪(9)设在叶片(14)表面；光纤传输系统的输入端与圆形激光束发生系统连接，输出端正对第二光强测量仪(9)，输出端与第二光强测量仪(9)之间为覆冰监测区域；第一光强测量仪(4)和第二光强测量仪(9)分别连接至数据处理及分析系统连接。

2.根据权利要求1所述的基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统，其特征在于，圆形激光束发生系统包括激光发射器(1)和光圈过滤器(2)，激光发射器(1)正对光纤传输系统，光圈过滤器(2)设在激光发射器(1)与光纤传输系统之间的圆形激光束(10)传播路径上。

3.根据权利要求2所述的基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统，其特征在于，光圈过滤器(2)的光圈直径为2～3mm，且光圈的孔径可调，第二光强测量仪(9)的测量面直径＞圆形激光束(10)的直径。

4.根据权利要求2所述的基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统，其特征在于，光圈过滤器(2)与光纤传输系统之间设有分光镜(3)，第一光强测量仪(4)设在分光镜(3)的反射光路径上。

5.根据权利要求4所述的基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统，其特征在于，分光镜(3)与激光发射器(1)发射的激光夹角为45°，分光镜(3)的反射光光强为激光发射器(1)发射激光光强的4％～5％。

6.根据权利要求1所述的基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统，其特征在于，光纤传输系统包括激光输入端子(5)、光纤(6)和激光输出端子(7)，激光输入端子(5)设在叶根(15)内并正对圆形激光束发生系统，激光输出端子(7)设在叶片(14)表面并正对第二光强测量仪(9)，光纤(6)的两端分别与激光输入端子(5)和激光输出端子(7)连接。

7.根据权利要求6所述的基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统，其特征在于，激光输出端子(7)的前端设有保护盖(8)。

8.根据权利要求1所述的基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统，其特征在于，圆形激光束发生系统发出激光的波长为10^-2～10^-1μm。

9.根据权利要求1所述的基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统，其特征在于，数据处理及分析系统包括示波器(17)、信号处理器(12)和计算机(13)，第一光强测量仪(4)和第二光强测量仪(9)分别与示波器(17)连接，示波器(17)与信号处理器(12)连接，信号处理器(12)与计算机(13)连接。

10.采用权利要求1～9任意一项所述基于激光强度测量的风机叶片结冰监测系统进行风机叶片结冰监测的方法，其特征在于，包括：

圆形激光束发生系统发出圆形激光束(10)，经第一光强测量仪(4)测量光强后经光纤传输系统传输至第二光强测量仪(9)，当光纤传输系统输出端与第二光强测量仪(9)之间的覆冰监测区域形成覆冰层(16)时，数据处理及分析系统根据第一光强测量仪(4)和第二光强测量仪(9)测量到的光强数值变化，并结合时间发展特性，实现风机叶片的结冰监测。