[发明专利]除冰装置及其除冰方法

说明书

本发明公开了一种除冰装置及其除冰方法，除冰装置包括结冰采集模块，用于感知监测区表面的附冰信息，并将附冰信息发送给控制器；融冰模块，在监测区表面附着冰层时，用于带动监测区表面振动，使监测区表面与冰层之间的摩擦力大于预设摩擦力，以融化冰层内表面；冰层剥离模块，用于冰层内表面融化后，将冰层从监测区表面剥离；控制器，用于接收结冰采集模块上传的附冰信息，当附冰信息大于第一预设阈值时，启动融冰模块；当附冰信息由第一预设阈值降低至小于第二预设阈值时，启动冰层剥离模块；当附冰信息由第二预设阈值降低至小于等于初始阈值时，关闭融冰模块和冰层剥离模块。

技术领域

本发明涉及除冰领域，尤其涉及一种物体表面的冰层进行去除的除冰装置及其除冰方法。

背景技术

对于比较高端的设备，其对外界工作环境要求比较高，比如机翼、风轮叶片、太阳能板等，在外界温度骤降时，其表面会形成冰层，对于机翼和风轮叶片会导致其重量增大，进而增大运行阻力，严重影响飞机的飞行安全及风轮叶轮的旋转发电；对于太阳能板冰层会影响其对光照的接收，而影响其发电效率。

针对这些高端设备表面结冰，目前普遍的做法是：当检测到结冰时，采用机械振动使监测区表面进行振动，以此将冰层破碎，之后在振动作用下从监测区表面剥离；或者采用加热的方式对冰层进行融化。采用这种方式虽然能够实现冰层的有效去除，但是采用振动方式除冰，需要较大的振动力，设备表面容易出现疲劳伤损，采用加热融冰又存在功耗大，对于飞机产生的热辐射还不利于其隐身。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供的除冰装置及其除冰方法解决了现有除冰方式存在能耗大或者设备表面易产生疲劳伤损的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种除冰装置，其包括：

结冰采集模块，用于感知监测区表面的附冰信息，并将附冰信息发送给控制器；

融冰模块，在监测区表面附着冰层时，用于带动监测区表面振动，使监测区表面与冰层之间的摩擦力大于预设摩擦力，以融化冰层内表面；

冰层剥离模块，用于冰层内表面融化后，将冰层从监测区表面剥离；

控制器，用于接收结冰采集模块上传的附冰信息，当附冰信息大于第一预设阈值时，启动融冰模块；当附冰信息由第一预设阈值降低至小于第二预设阈值时，启动冰层剥离模块；当附冰信息由第二预设阈值降低至小于等于初始阈值时，关闭融冰模块和冰层剥离模块。

本发明的有益效果为：本方案在检测到监测区表面存在结冰时，首先带着监测区表面发生剧烈摩擦，通过摩擦使结冰层附着界面产生局部高温，将冰层内表面融化为水，由于冰层在监测区表面失去附着力，需要很小的力就能够将其从监测区表面剥离；通过摩擦融冰结合冰层的剥离，相对现有技术的对冰层破碎或者全部融化达到除冰而言，能够大幅度降低能耗。

另外当监测区为机翼时，由于温升区域小，摩擦生热的热量十分有限，对于机翼而言，不会产生明显的热辐射，因此从热辐射角度考虑有利于飞机隐身性。

本方案利用超声波振动激发监测区表面和结冰层之间发生剧烈摩擦作用，使结冰层附着界面产生局部高温，进而使分布于结冰层附着界面的冰融化成液态水，使结冰层附着力降低至趋近于零，再由压缩气源将冰层吹落剥离。相比现有采用比较大的剪切力除冰的方式，本方案在监测区表面的超声波幅值更低，不会造成监测区表面出现疲劳伤损。

进一步地，融冰模块为超声波换能器，用于产生超声波带动监测区表面振动。

上述技术方案的有益效果为：采用超声波振动对冰层内表面融化，需要的能耗相对现有技术对冰层进行破碎而言，大幅度降低了需要的能耗；超声波发射后会覆盖一定面积，可以使冰层振动产生的摩擦力更加均匀。

进一步地，融冰模块安装在监测区内表面。