CN103782156A - 结冰检测的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于检测大气结冰潜在性的方法，包括：由激光雷达（光探测和测距）实体（108a、108b），如多普勒激光雷达实体，向大气发射电磁辐射，并从大气（304）中存在的诸如云的浮质接收后向散射的辐射；根据相对于诸如来自诸如激光雷达位置（306）的预定基本水平的高度的一个或多个距离接收后向散射信号，确定诸如CNR（载波噪声比）的信号强度指示，比较所述信号强度指示与至少一个预定参考，以便获得在所述一个或多个距离（308）处存在云（110）的可能性的指示；以及确定在所述一个或多个距离（310）处的温度指示，并基于所述比较确定在所述一些距离处的结冰潜在性指示。本发明提出一种执行该方法的装置。

Description

结冰检测的装置和方法
技术领域
通常，本发明涉及测量和光学器件。特别是，本发明涉及基于光学遥感的结冰检测。
背景技术
评估各种表面和相关元件的结冰条件的现代解决方案有很大不同，这取决于实施和相关使用场景。
当大气中的水滴在接触的物体上冻结时，大气结冰发生。例如，与飞机结合，冰会增加翼面失速的危险。因此，应该尽早且可靠地检测冰形成。例如，具有振荡（振动）感测元件的机电探针可设置在飞机的机头上，由此其上产生的冰导致取决于冰层厚度的振荡频率的变化。振荡频率被监视用于估计冰的量。
作为另一使用场景，风力场的风力涡轮机可被转子叶片上的冰严重影响。叶片会破裂，且生产效率会大大减小。涡轮机的整体磨损也可由于冰所造成的质量和空气动力不平衡和额外摩擦而增加。已经建议将上述振荡探针引入到风力涡轮机的吊舱（nacelle）内，所以已经使用要求添加特定传感器在转子叶片上的各种基于电容、阻抗和电感的探测器。此外，已经阐述了不同光学传感器根据例如关于来自表面的光反射的变化，监视传感器表面上积聚的冰。
然而，例如，振荡探针不可以适合所有使用场景，且至于所取得的检测响应，可变得太慢。本质上比较复杂，且要求与涡轮机吊舱集成。另一方面，基于电容/阻抗/电感的传感器可在第一次检测之后不可靠地运转，因为通过加热从传感器移除的冰例如可容易至少局部故障，由此随后的检测不准确。许多光学感测解决方案已经确认了类似缺陷。
总之，许多检测结冰的已知装置仍然遭受至少在某类型的操作条件下的可靠性问题。然而，这些装置的检测区域被限制，因为检测区域仅表示空间中的单个点或几个点，即传感器表面位置。在任何情况下，该装置仅能够检测已经形成的冰，这根据应用太晚了。
为了大体仅估计在大气中结冰潜在性，已经公开了一些解决方案，其中大部分解决方案利用多个或多或少直接可测量预后天气参数，如经由演绎逻辑组合的温度和湿度来预测结冰。甚至这些解决方案通常承担可与已经考虑的解决方案比较的许多弱点。
发明内容
目的是减轻一直结冰检测装置尚未解决的上文所述一个或多个问题，且提供用于检测大气结冰，如在云中结冰的可行解决方案。
该目的是通过根据本发明的装置和方法的实施方式实现。
因此，在本发明的一个方面，用于大气结冰条件检测的装置，如一个或多个器件包括
-激光雷达（光探测和测距）实体，如多普勒激光雷达实体，其经配置任选地在一些方向发射电磁辐射到大气且接收从大气中存在的浮质，如云后向散射的辐射，和
-数据处理实体，其经配置根据相对于一些距离，如来自诸如激光雷达位置的预定基本水平的高度的所接收后向散射信号，获取至少一个信号强度指示，如（CNR（载波噪声比）或其他指示参数，
其经进一步配置比较至少一个信号强度指示与至少一个预定参考，以便获取在所述一些距离处存在云的可能性的指示，和
其经配置确定基于所述比较在所述一些距离处的结冰潜在性指示和在所述一些距离处的温度指示。
在一个实施方式中，激光雷达包括多普勒外差（相干）激光雷达。激光雷达可为脉冲激光雷达或连续波激光雷达。激光雷达可利用在紫外、可见或近红外范围内的波长。可替换地，可利用非相干激光雷达。激光雷达可被另外配置测量风速。
在另一实施方式中，数据处理实体被配置当信号强度指示，如数值基本对应参考时获取一定距离云潜在存在的指示。可替换地，当信号强度的指示基本不同于参考时，可获取肯定指示。在数值表示的情况下，基本较大或较小值、或在多个指示或多值指示情况下的多个值可暗示此类实质差异映射到云存在的可能性的肯定指示。云存在的可能性的指示可为下文进一步详细考虑的布尔（0/1）类型或更复杂指示（例如，概率）。
在进一步实施方式中，该装置被配置特征化在一些距离处的结冰潜在性。例如，该特征化可包括参数的指示，如平均液滴尺寸和/或液态水含量。
仍然在进一步实施方式中，该装置被配置确定在一些距离处的降水（precipitation）条件指示。该指示可被应用于确定结冰潜在性和/或结冰特征。
在进一步实施方式中，该装置可被配置触发和/或她包括对策激活实体，该对策激活实体被配置触发防结冰或除冰过程，如加热或微波激发过程，以预防、减少或减慢在预定表面上的积冰。所控制的加热或激发构件可与该装置集成或被设置成从其中分离。通过吹热空气或其他气体，注入加热的导线或其他元件或例如加热的液体（例如，由液体循环系统）到目标区域等，可实施加热。例如，对于防结冰用途，该目标区域可包括冰防护剂涂层，如硅漆。可替换地或另外地，该装置可被配置触发改变功能上连接的目标器件的状态，如风力涡轮机。例如，该状态变化可包括停止该涡轮机或通常改变旋转特征，如转子的速度。
在进一步实施方式中，该装置被配置，以便确定结冰潜在性的指示，以验证所测量和/或估计的温度是否满足预定条件。例如，在相对于预定参考点，如零摄氏度，即水的正常冰点，该温度（可选地等于或）低于预定阀值或在预定范围内，例如几度，如一度、二度、三度或四度情况下，该装置被配置考虑所满足的结冰的温度条件。该范围围绕参考点可被对称或不对称设置。该温度的指示可因而为简单布尔（1/0、真/假）类型。
在进一步实施方式中，该装置可被配置当云存在的可能性高，例如超过预定阀值时考虑结冰是可能的，且结冰的温度条件被满足，如由相应指示所暗示的。
可替换地，在结冰潜在性确定中使用的温度指示可以是更高分辨率的指示，且任选地以例如全整数或一个小数位摄氏度值指示所测量的温度。
在进一步实施方式中，经配置确定诸如CNR等信号强度指示的装置被进一步配置比较该信号强度指示与至少一个预定参考（CNR）。该参考可指示无云的基本晴条件。在那种情况下，例如由于较低量的后向散射辐射，诸如CNR的参考可以是低的，或根据预定标准一般包含小值。如果所测量的指示在那时基本不同于该参考，即例如根据预定标准（例如，预定分贝（dB）量）所测量的指示一般较高，则云存在的可能性可被视为高可能性。相反地，如果该参考指示多云条件，则关联的值可以比较高。作为取决于本实施方式的进一步替代方案，该参考可被设置指示例如在基本晴条件和极其多云条件之间的预定阀值情况。
可能性可通过简单的1/0、是/否、真/假、或其他近似，基本布尔或二进制类型条件变量指示，或者例如在两个极端之间具有至少一个值的更复杂数值范围可被利用。在此类范围中，一端可指示云存在的最低概率，而另一端指示云存在的最高概率。
在进一步实施方式中，所使用的参考可以是动态的和/或自适应的。根据从由以下组成的组中选择的至少一个因素可任选地自动适应：当日时间、季节、月、周、年、时间、位置、高度、纬度、经度和温度。因此，确定云存在的可能性的指示和结冰潜在性的逻辑可以是动态的和/或自适应的。
在一些实施方式中，可例如并行地组合和执行比较和结冰潜在性指示确定的操作。例如，这些操作可由计算利用确定信号强度指示和温度指示作为输入的相同公式引起。在某些实施方式中，所述指示确定甚至可与其组合。可替换地，确定和比较操作可被组合。
在进一步实施方式中，风力涡轮机、风车或风力田包括单独的（风力涡轮机和至少一个装置的系统）或至少部分与其集成的本发明的至少一个上述装置。该装置可被安装在涡轮机轮毂、转子、吊舱、塔架、底座处，或者例如该装置可被设置在附近地面上。每个风力涡轮机可具有专用的装置，或者每个风力涡轮机可在多个涡轮机之间共享。
在进一步实施方式中，风力涡轮机、风车或风力田可包括防结冰和/或除冰构件，如加热构件，以防止转子叶片和/或其他元件结冰。
在本发明的另一方面，一种检测大气结冰条件的方法包括
-由激光雷达（光探测和测距）实体，如多普勒激光雷达实体任选地在一些方向发射电磁辐射到大气，且接收从大气中存在的浮质，如云后向散射的辐射，
-根据相对于一个或多个距离，如来自诸如激光雷达位置等预定基本水平的高度的所接收后向散射信号，确定至少一个信号强度指示，如CNR（载波噪声比）或其他指示参数，
-比较所述至少一个信号强度指示与至少一个预定参考，以便获取在所述一个或多个距离（308）处存在云的可能性的指示，和
-确定基于所述比较在所述一些距离处的结冰潜在性指示和在所述一个或多个距离处的温度指示。
关于该装置各种实施方式的前述考虑事项可灵活地应用于加以必要修正该方法的实施方式，反之亦然，如技术人员所理解的。
本发明的实用性源于取决于每个特定实施方式的多个问题。首先，在诸如风力涡轮机的叶片等感兴趣元件实际结冰之前，可优选预测且检测结冰条件，并且所建议的结冰检测方法是可靠的。因此，可尽早地开始所要求的反过程，如除冰过程，并且有利地克服由结冰引起的进一步不便或损坏。同样地，可通过普遍结冰条件的知识加强诸如在风力涡轮机背景下的涡轮机控制等控制过程。此外，已安装在目标位点处的现有设备，如结合风力涡轮机或风力田的激光雷达可应用于实施本发明的实施方式，其中必要的附加齿轮保持适度，这有利于采用相位且减少总体成本。
此外，所建议的解决方案还能够估计相对于参考点在几个不同距离处结冰的可能性，这使得该装置远离实际感兴趣的点。例如，激光雷达和任选处理实体可方便地被设置到风力涡轮机的吊舱或甚至在地面上，而接近叶片端部最高高度的条件仍然被监视。
总的来说，所建议的解决方案在其中必须监视和考虑结冰的各个领域中具有潜在性。例如，在航空领域，本解决方案的基于地面和在飞行中的用途是可行的。
措辞“一些”在本文是指从一（1）开始例如到一、二或三的任何正整数。
措辞“多个”在本文是指从二（2）开始例如到二、三或四的任何正整数。
术语“第一”和“第二”在本文不表示任何特定优先级或顺序。相反，这些术语用于区分一个实体，如物理或逻辑元件与另一实体。
术语“浮质”在本文通常是指气体和固体和/或液体颗粒的混合物。例如，云可因此被视为浮质。
从属权利要求中公开了本发明的不同实施方式。
附图说明
接下来参照附图更详细描述本发明，在附图中：
图1a示出在风力涡轮机背景下的本发明实施方式的使用场景。
图1b是所提出的装置的实施方式的方框图。
图2示出结合所建议解决方案的实施方式的测量数据和比较参考的示例。
图3是根据本发明的方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
结合本发明的各种实施方式应用的激光雷达可包括基于激光的器件，该基于激光的器件能够通过在空气中发送激光束远程测量大气属性，然后分析从大气后向散射的信号。为风能应用设计的激光雷达往往可以测量关于落入从约10米至约1000米范围内距离的具有高准确性和精确性的风速。它们可被配置通过移动浮质测量后向散射信号的多普勒频移，且然后可以通过用至少三个瞄准线探测大量空气重新构造风矢量。例如，此类器件可允许测量在现代MW涡轮机的轮毂高度处的风速，用于与基于地面仪器的发电量估计（向上凝视），而且用于与安装吊舱的器件的涡轮机控制（水平凝视）。测量通常并不仅限于一个距离。风力激光雷达可一次集中在一个高度（连续波激光雷达）或测量后向散射信号的时间，以得到测量高度（脉冲激光雷达）。
图1a是示出本文所提出的装置的实施方式的使用场景101的草图。使用场景101包括设置有该装置的风力涡轮机102。该装置包括激光雷达108a、108b，激光雷达可分别安装在吊舱106或地面上，例如，使得由发射光束112、114形成的圆锥体可以被瞄准朝向由激光雷达108a、108b扫描的预定方向或动态可调整方向。激光雷达108a被配置为基本在水平方向扫描，而激光雷达108b已经被定位在地面上且被布置在垂直方向扫描。例如，风力涡轮机102的吊舱106、底座或塔架104也可设置有激光雷达，这对技术人员来说应是明显的，其中该激光雷达被配置为在基本垂直方向或相对于诸如地面等参考平面对角地发射其光束。该装置的其他实体（图1a中未示出）可集合激光雷达实体108a、108b被定位，或者无论如何被远程设置但保持与其可操作连接。
如前所述，激光雷达108a、108b可以是相干（检测）激光雷达，如相干多普勒激光雷达（例如，脉冲波或连续波），或是非相干激光雷达，如非相干多普勒激光雷达。例如，在许多使用场景中，可确实应用相干外差多普勒激光雷达。
由于颗粒，如大气中存在的灰尘、花粉或小水珠，作为光束由激光雷达传输的电磁能的至少一部分可被后向散射，且以与环境风相同的速度移动。沿测量光束方向的颗粒的速度导致后向散射信号的频移，该后向散射信号然后可由多普勒激光雷达应用，以估计风速。
激光雷达可用于获取关于风速、湍流、风改变方向的数据和/或除用于根据本发明估计结冰条件以外的风切变数据。此外，激光雷达可位于合适位置，如风力涡轮机转子或吊舱，以测量迎面而来的水平风，以便能够调节叶片例如保护组件且增加功率。
所施加的激光可发射落入约600nm至1700nm范围内的波长，即例如，该波长可约为1500nm。可行的波长、锥角和其他测量参数，如脉冲宽度、脉冲能量、光束尺寸、焦距和/或累计时间等可被选择用于具体使用场景。
例如，WindcubeTM激光雷达（脉冲外差）是可适用于本发明的多普勒激光雷达的示例，这当然仍然取决于在考虑中的特定实施方式和使用场景。
在如从诸如激光雷达设备本身等参考点限定的高度112a（或通常距离）112a、114b的预定数量，即一个或多个，可具体测量后向散射数据集相关数据，即风参数和/或结冰条件。然而，例如脉冲激光雷达的使用可被优选，使得相对于多个高度的后向散射信息可被方便地获得，而不首先严格指定测量高度。到感兴趣位置（例如，在最高高度的风力涡轮机叶片尖端的位置，或吊舱/轮毂的位置）的距离可转化为几十或甚至几百米，或基本紧邻激光雷达实体108a、108b，所以范围是宽的且取决于本实施方式。关于某种程度上晴朗的天空，后向散射是适度的但处于多云110条件，例如，后向散射信号的信号强度较强，这可用于确定在每个高度的结冰潜在性。
图1b示出具有功能重点的建议装置的实施方式121的方框图。本实施方式的任选特征是用具有虚线轮廓的矩形示出。
装置121通常被设置有能够处理指令和其他数据的一个或多个处理器件，如一个或多个微处理器、微控制器、DSP（数字信号处理器）、可编程逻辑芯片等。处理实体122可因此作为功能实体从物理上包括多个协同操作处理器和/或例如连接到中央处理单元的一些子处理器。处理实体122可被配置为执行存储器124中存储的代码，这根据本发明可指结冰检测软件和任选地其他软件，如反测量触发软件。该软件可利用专用或共享处理器，用于执行其任务。该代码可提供在诸如存储卡或光盘的载体介质上，，或通过通信网络提供。
同样地，存储器实体124可被分成一个或多个物理存储芯片或其他存储元件。存储器124可进一步指且包括其他存储介质，如优选可拆存储卡、软盘、CD-ROM或固定的诸如硬盘驱动器的存储介质。存储器124按性质可以是非易失性的，例如ROM（只读存储器），和/或易失性的，例如RAM（随机存取存储器）。存储器124也可至少部分与处理实体122集成。
激光雷达实体108被配置为根据所应用的配置发射电磁辐射，接收后向散射信号且同样地和/或以处理的格式提供测量数据至处理实体108，以供进一步使用。在一些实施方式中，激光雷达实体108也可包括至少部分处理实体122和/或任选进一步示出的实体和/或其他实体。
UI（用户接口）和/或通信接口实体138可包括显示器，例如（O）LED（有机LED）显示器和/或到外部显示器或数据投影仪的连接器、和键盘/小键盘或其他可适用控制输入构件（例如，触摸屏或声音控制输入，或单独按键/按钮/旋钮/交换机），所述键盘/小键盘或其他可适用控制输入构件被配置为提供该实体的用户切实可行的数据可视化和/或布置控制构件。UI可包括一个或多个用于诸如警报声输出等声音输出的扬声器及关联电路，如D/A（数字-模拟）转换器，和用于声音输入的具有A/D转换器的麦克风。诸如至少一个收发器的通信接口，可结合例如无线电部件，该无线电部件包括无线收发器，如用于与外部器件，如传感器136、监视器件、控制器件、数据捕获器件和/或网络基础设施通信的WLAN（无线局域网）、蓝牙或移动网络（例如，GSM/UMTS）收发器，和/或其他无线或有线数据连接构件，如用于类似目的的一个或多个有线接口（例如，诸如以太网的LAN、火线或USB（通用串行总线））。
用于确定结冰潜在性的温度数据可由一些传感器136获取，所述一些传感器136例如经由通信接口138与处理实体122集成或至少可操作地连接到处理实体122。防结冰和/或除冰器件134可被同样设置和连接到处理实体122。
在图1b的右侧上，如由虚线双向箭头与装置121的其余部分分离，实体125公开至少逻辑上值得注意的几个实体，所述至少逻辑上值得注意的几个实体是装置121优选经由激光雷达108提供的测量数据、由至少温度传感器108提供的测量数据和由处理实体122执行且存储在存储器124中的软件的组合所包括和/或实施的。参数确定块126确定后向散射信号强度的指示，如CNR或其他信号强度，所述后向散射信号强度指示用于比较的基于后向散射激光雷达信号的参数。一些实施方式中可直接使用所接收的信号强度或“水平”。该过程可由激光雷达108本身和/或处理实体122执行。比较块128是指比较测量数据和/或由其衍生的参数与参考数据，以计算出在所测量距离诸如云的障碍物的可能性。指示确定块130根据比较和诸如（温度）传感器数据的进一步数据，计算结冰潜在性的指示。温度数据可以与自身参考数据相关联。触发实体132被配置为触发一个过程，如除冰过程或防结冰过程。触发信号可朝向过程执行实体发送。
对技术人员来说明显的是，所公开的实体可包括用于提供有益通信、处理或其他特征的几个或许多附加功能元件和/或结构元件，因此本公开不应当被解释为以任何方式限制附加元件的存在。
装置121的一个或多个（例如，所有）构成实体可设置在共用壳体中，从而形成器件。可替换地，装置121可被设置为多个和至少可操作连接单元，所述至少可操作连接单元包括从一组中选择的至少一个物理上可分离实体，所述一组是由以下组成：激光雷达实体、主单元（包括例如处理实体和存储器）、诸如温度传感器等传感器和防结冰/除冰元件。
由于后向散射信号强度通常随不同大气条件改变，该后向散射信号强度可用于数据质量检查。强度比预定阀值低的数据可被视为不良质量数据且被丢弃。当空气中由许多颗粒时，后向散射信号强度一般较高。例如，形成云和雾的小水滴表示用于激光雷达设备的激光束的良好散射介质。由激光雷达探测的大量空气中的多云和多雾条件将会因此导致高的后向散射信号和信号强度。
那些条件可导致在低温大气中的结冰条件。激光雷达可用于例如通过查看信号强度和温度检测结冰条件。
通过测量后向散射信号强度和大气温度且比较后向散射信号强度和大气温度与参考阀值检测结冰条件的过程的实施方式可用公式表示为：
如果S(x)>Tss(x)且Tair<Tsair→结冰条件          （1）
其中，Tss(x)可表示作为距离函数的后向散射信号的阀值，Tsair可表示空气温度的阀值，Tair可表示所测量或估计的空气温度（可以是特定距离），和S(x)表示所测量或估计的后向散射信号的强度。空气温度的阈值也可以是特定距离。
当对于一定距离xice来说所述标准得到满足时，结冰条件将被检测且可任选地被进一步假定发生在x>xice的所有高度。
在距离x的结冰条件强度可被视为与S(x)-Tss(x)和Tair-Tsair成正比。
图2示出在201处，仅指示在改变关于试验场地的条件和相关参考值（阀值）的情况下诸如CNR等后向散射信号强度的示例数据（dB）。横轴表示高度（或通常的距离），且纵轴表示强度，该强度是通过利用激光雷达捕获的后向散射测量信号确定的。所示三条曲线分别表示三种不同条件的强度指示，即‘无结冰’204、‘离结冰远’206、和‘离结冰近’208，而第四条曲线210指示比较参考（阀值）。最初可确定所述指示用于一些距离，且然后可连接所述结果，产生可视化曲线。可通过插值法估计所述指示用于中间距离，例如在无可适用数量的真实测量可用的情况下。例如，CNR可被视为测量质量的诊断，该测量质量的诊断由此在某种程度上相当于信号噪声比，但在本发明的背景下还可适用于评价运量。
在本图中清晰可见，涉及‘离结冰近’曲线208的强度值的较短距离和涉及‘离结冰远’曲线206的强度值的较长距离是如何通过相当大的边缘高于在如由曲线204或在参考（阀值）曲线210中所指示的‘无冰’情况下从距离上看的匹配值。参考210可被从理论上和/或凭经验确定，以暗示用作用于做出决策的可适用阀值的条件。任选地，可利用一些所选择的曲线属性（例如，形状、尺寸等）来确定一些所需的参数或指标。
可根据位点具体地调节关于强度和温度的应用阀值。
例如，该方法的逻辑可经由软件代码实现，所述软件代码可被进一步输送在载体介质上，如光盘或存储卡。外部传感器或并入激光雷达的传感器（lidar-incorporate sensor）可应用于温度感测。这种方法可用于评估目的（结冰条件的出现）和系统控制（防结冰系统）。
图3仅通过示例的方式公开根据本发明实施方式的方法流程图。
在302处，例如经由相关硬件和/或软件的安装和执行，获得和配置用于执行该方法的装置。新的硬件和/或软件可被安装在使用位置处和/或安装激光雷达的现有已经可用齿轮，如风力涡轮机可根据本文所阐述的原则进行配置或修整。可设置诸如激光雷达发射的执行参数和接收参数（光束波长、脉冲长度、脉冲能量、光束直径、聚集点（距离）和/或累积时间）和/或传感器参数（例如，温度传感器设置）。
在304处，应用激光雷达发射电磁辐射，即光（可见或不可见）到大气，且从其中接收后向散射信号。
在306处，例如，可分析后向散射的、捕获的信号，以产生至少一个指示，如指示诸如CNR的后向散射信号强度的一些参数。CNR和/或其他参数可被确定用于一些预选择的距离（例如，用于具有可用的相应参考值的距离），且该激光雷达已相应地被配置提供可适用测量数据。可替换地，例如，通过利用脉冲激光雷达和优选基本连续的参考数据，可动态地确定感兴趣的一些距离（例如，根据所接收的后向散射信号可能与后向散射引起的浮质，如云相关联的距离）。
在308处，诸如CNR参数等至少一个指数与参考320相比较，该参考320可较早被存储于执行装置中且任选地或多或少被频繁更新，或者该参考可从外部实体，如控制设备被接收。
在310处，通过利用信号强度的指示和该参考（即比较结果）以及温度的指示322，确定结冰潜在性324。例如，温度的指示可与预定温度参考（阀值）比较。温度的指示可根据真实测量或至少估计在一些距离处的温度获得，或者该温度的指示可被表示为经由某个可用而非最佳的传感器位置获得温度，所述可用而非最佳的传感器位置仍然优选尽可能接近（在所述一些距离处的）感兴趣位置。在一些实施方式中，仅例如风力涡轮机塔架、叶片或例如吊舱可被设置有温度传感器，且其输出可用作此类源和/或用于通过一些可适用方法，如外插法和/或内插法估计在一些距离的温度的源。结冰潜在性的指示可被传输到外部实体和/或用于触发该装置中的内部动作，如除冰或防结冰措施。例如，该指示可连同任选的进一步数据，如温度和/或诸如CNR数据等参数被存储于数据日志中。
在312处，结束该方法的执行。在许多现实生活场景中，可重复各种方法项目的执行，且甚至其并行执行都是可能的。所述执行基本上可以是连续的。例如，当处理实体通过利用已经获得的数据确定结冰潜在性时，新的测量数据可由激光雷达实体聚集。
上面所公开方法图的方法项目的相互排序和整体存在可由本领域技术人员根据每个特定使用场景设置的要求进行修改。
因此，本领域技术人员可根据本公开和一般知识应用所提供的启示，以便如果有的话，在具有必要修改、删除和添加的每个特定使用情况下实施由所附权利要求限定的本发明的范围。
例如，假如用于传输电磁辐射到大气且接收后向散射部分的激光雷达已经被设置在诸如风力涡轮机等目标设备中，该激光雷达可被补充有至少可操作联接的其他必要元件，如数据处理实体、数据传输实体和/或传感器，用于建立根据本发明的装置的实施方式。在一些实施方式中，原始激光雷达设备可被简单地重新再配置，即重新编程，使其充当例如数据处理实体，并且甚至不同的数据接口，如收发器和/或传感器接口可与其集成。

Claims (17)

1.一种用于大气结冰条件检测的装置（121），如一个或多个器件，所述装置（121）包括：
-激光雷达（光探测和测距）实体（108a、108b、108），如脉冲激光雷达，所述激光雷达实体被配置为任选地在多个方向上向大气发射电磁辐射并接收从大气中存在的诸如云的浮质后向散射的辐射，以及
-数据处理实体（122），被配置为根据相对于诸如从诸如所述激光雷达的位置开始的预定基本水平的高度的多个距离所接收的所述后向散射信号，获得（126）诸如CNR（载波噪声比）或其他指示参数的至少一个信号强度指示，
进一步被配置为比较（128）所述至少一个信号强度指示与至少一个预定参考，以便获得在所述多个距离处存在云的可能性的指示，以及
被配置为基于所述比较和在所述多个距离处的温度指示确定在所述多个距离处的结冰潜在性（130）指示。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述激光雷达实体包括多普勒激光雷达，优选多普勒外差激光雷达。
3.根据任一前述权利要求所述的装置，进一步被配置为测量风速。
4.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述至少参考指示基本晴或多云条件。
5.根据任一前述权利要求所述的装置，进一步被配置为通过估计液滴尺寸和液态水含量任选地特征化所述结冰潜在性。
6.根据任一前述权利要求所述的装置，进一步被配置为确定降水条件的指示。
7.根据任一前述权利要求所述的装置，进一步被配置为响应于所述结冰潜在性指示，触发防结冰或除冰过程。
8.根据任一前述权利要求所述的装置，进一步包括防结冰或除冰实体（134），如加热元件或系统。
9.根据任一前述权利要求所述的装置，进一步包括温度感测实体（136）。
10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中，所述装置被配置为当所述至少一个信号强度指示根据所述比较暗示多云条件且所述温度低于预定温度时，任选特别当所述温度在由温度下限和温度上限确定的预定范围内时，确定所述结冰潜在性高于在多种其他条件下的结冰潜在性。
11.根据任一前述权利要求所述的装置，被配置为根据激光雷达测量调整所述参考。
12.一种系统（101），包括根据任一前述权利要求所述的至少一个风力涡轮机（102）和装置（121），且任选地包括远程监视和/或控制站。
13.一种风力涡轮机，包括权利要求1至11中的任一项所述的装置。
14.一种用于检测大气结冰条件的方法，包括
-由激光雷达实体（光探测和测距），如多普勒激光雷达实体，任选地在多个方向上向大气发射电磁辐射，并接收从大气（304）中存在的诸如云的浮质后向散射的辐射，
-根据相对于诸如从诸如所述激光雷达位置（306）开始的预定基本水平的高度的一个或多个距离所接收的所述后向散射信号，获取诸如CNR（载波噪声比）或其他指示参数的至少一个信号强度指示，
-比较所述至少一个信号强度指示与至少一个预定参考，以获得在所述一个或多个距离（308）处存在云的可能性的指示，以及
-基于所述比较和在所述一个或多个距离（310）处的温度指示确定在所述多个距离处的结冰潜在性指示。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，当以下情况发生时，所述结冰潜在性被认为高于在多种其他条件下的结冰潜在性
-云存在可能性的指示基本暗示多云条件，以及
-所述温度满足预定的第二标准，如落入预定范围内或低于预定阀值。
16.一种计算机程序，包括适于当在计算机上运行时执行权利要求14或15中任一项所述的方法的代码构件。
17.一种载体介质，被配置为包括权利要求16所述的计算机程序。
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