CN115632222B - 一种天线融雪除冰系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天线融雪除冰系统，属于天线技术领域，包括：贴片温度传感器，设于天线的主反射器背面；雨雪有无传感器，设于天线表面主反射外沿的最低端；加热膜，设于主反射器的背面；控制柜，与加热膜连接；风障柜，与控制柜连接；加热盒，与风障柜内的风机连接；风管，一端与加热盒连接，另一端连接有风嘴；其中，雨雪有无传感器和贴片温度传感器均与控制柜连接，以使控制柜根据雨雪有无传感器和贴片温度传感器的检测数据，控制加热膜对主反射器的表面加热，以及控制风机和加热盒通过风管和风嘴向天线的馈源表面吹热风。本发明通过加热膜、风机和加热盒，可以快速有效对主反射器的表面进行融雪除冰，无需人工除雪，效率较高。

Description

一种天线融雪除冰系统

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种天线融雪除冰系统。

背景技术

我国西北部地区，昼夜温差大，冬季寒冷漫长，期间伴随小到暴雪，所在地区的卫星天线，遇到雨雪天气，反射面会出现结冰、积雪的现象，导致天线反射面载荷增加，并且由于冰、雪厚度不均匀，影响了天线反射面设计幅度，电磁波反射后发生散乱，产生不规则的相位变化使方向图畸变，反射率显著降低，最终导致信号衰减甚至信号中断。

现各场站机务人员需要在雪季对天线面采取人工除雪，不仅影响正常业务工作，效率低下，还存在较大安全隐患，基于以上原因有必要提供一种天线融雪除冰系统。

发明内容

本发明提供了一种天线融雪除冰系统，以满足上述需求。

一种天线融雪除冰系统，包括：贴片温度传感器，用于设于天线的主反射器背面；雨雪有无传感器，设于所述天线表面主反射外沿的最低端；加热膜，设于所述主反射器的背面；控制柜，与所述加热膜连接；风障柜，与所述控制柜连接；加热盒，与所述风障柜内的风机连接；风管，一端与所述加热盒连接，另一端连接有风嘴，所述风嘴对准所述天线的馈源表面；其中，所述雨雪有无传感器和贴片温度传感器均与所述控制柜连接，以使所述控制柜根据所述雨雪有无传感器和贴片温度传感器的检测数据，控制所述加热膜对所述主反射器的表面加热，以及控制所述风机和加热盒通过所述风管和风嘴向所述天线的馈源表面吹热风。

本说明书公开的一个实施例中，所述天线融雪除冰系统还包括操控台，所述控制柜包括自控板、风冷腔和调功器，所述操控台通过串口服务器与所述自控板的第一中继放大器连接，所述第一中继放大器与所述控制柜内的所有485设备连接，所述风冷腔与所述调功器连接，所述主反射器的背面设有调功温度传感器，所述调功温度传感器与所述调功器内的调功温度控制器连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述控制柜还包括第二中继放大器，所述第二中继放大器分别与所述第一中继放大器和所述主反射器各扇面上的贴片温度传感器连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述控制柜还包括手控板，所述手控板设有四路控制器和变频器，所述四路控制器与所述风障柜连接，所述变频器与所述风机连接，所述主反射器的背面设有手动温度传感器，所述风障柜与所述手动温度传感器连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述风障柜包括手动温控器、手动加热器、风机柜温控器、风机柜环境温度加热器和风机柜环境温度传感器，所述手动温控器分别与所述手动温度传感器和手动加热器连接，以根据所述手动温度传感器的检测信号，通过继电器控制所述手动加热器的工作；所述风机柜温控器分别与所述风机柜环境温度传感器和风机柜环境温度加热器连接，以根据所述风机柜环境温度传感器的检测信号，通过继电器控制所述风机柜环境温度加热器的工作。

本说明书公开的一个实施例中，所述控制柜还包括断路器、第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子、第四接线端子、第五接线端子、第六接线端子、变频器、固态控制器、电流采集器、电流互感器、第一继电器、第二继电器和电源转接盒；

所述断路器分别与所述变频器、调功器和第二接线端子连接，所述调功器与所述第一接线端子连接，所述第一中继放大器分别与所述变频器、雨雪有无传感器、电流采集器和固态控制器连接，所述变频器通过所述第五接线端子与所述风机连接，所述电流采集器分别与所述电流互感器的一次侧的一端和二次侧的一端连接，所述固态控制器的控制端分别与所述第一接线端子和所述电流互感器的一次侧的另一端连接，所述电流互感器的二次侧的另一端与所述第四接线端子连接；

所述第四接线端子通过所述第五接线端子与所述加热膜连接，所述第四接线端子分别通过所述第一继电器的常开触点和第二继电器的常开触点与所述第二接线端子连接，所述第一继电器的线圈和第二继电器的线圈与所述四路控制器连接，所述电源转接盒通过所述第二继电器的常闭触点与所述断路器连接，所述电源转接盒与所述固态控制器、电流采集器和第三接线端子连接，所述第三接线端子分别与所述贴片温度传感器和雨雪有无传感器连接，所述四路控制器通过所述第五接线端子与所述手动温控器连接，所述操控台包括工控机，所述工控机通过所述第六接线端子与所述四路控制器连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述控制柜还包括雨雪加热温控器、雨雪有无温度探头和雨雪加热板，所述雨雪加热温控器通过所述第一继电器的常闭触点与所述断路器连接，所述雨雪加热温控器与所述雨雪有无温度探头连接，所述雨雪加热板通过所述雨雪加热温控器的继电器触点与所述断路器连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述控制柜还包括控制柜环境温控器、控制柜环境温度传感器和控制柜环境温度加热板，所述控制柜环境温控器与所述断路器连接，所述控制柜环境温控器与所述控制柜环境温度传感器连接，所述控制柜环境温度加热板通过所述控制柜环境温控器的继电器触点与所述断路器连接。

本说明书公开的一个实施例中，所述贴片温度传感器、雨雪有无传感器、固态控制器、电流采集器、电流互感器和电源转接盒各有2组，以构成双系统；所述双系统配置有切换器，所述第一中继放大器通过所述第三接线端子与所述切换器连接，所述切换器与所述第二中继放大器连接，以向所述第二中继放大器进行切换供电。

本说明书公开的一个实施例中，所述操控台还包括主服务器，所述主服务器通过所述串口服务器连接有风速传感器、风向传感器、气压湿度环温传感器和超声波雪量传感器。

本说明书实施例至少可以实现以下有益效果：

1、本发明中，控制柜根据贴片温度传感器和雨雪有无传感器的检测数据，控制加热膜对主反射器的表面加热，以及控制风机和加热盒通过风管向天线的馈源表面和主反射器的表面吹热风，可以快速有效对主反射器的表面进行融雪除冰，无需人工除雪，效率较高，而且可以实现半自动或全自动化。

2、本发明中，还可以通过自控板和手控板，实现自动模式和手动模式，并可以在两个模式之间切换，适用于不同场景。

3、本发明中，还可以建立双系统，两个系统之间可以实现自动切换，进行接替控制融雪除冰；而且两个系统中，当损坏的器件不相同时可以自动组合成第三个系统，即使两个系统中出现多个不同器件失效后，可以由自动组合而成的第三个系统继续控制进行融雪除冰，加强了系统整体可用度。

4、本发明中，通过外部环境温度传感器（设于气象站内）感知室外环境温度到达0℃，雨雪有无传感器检测到有雨雪，这两项指标为判定条件，系统开始自动启动，根据设定的环境温度不同，自动判断启动轮循功能或全加热功能，温度达到设定温度后，进入轮循保温状态，当雨雪有无传感器回传无雨雪时，系统进入待机状态，从而实现全自动模式，解决操作人员繁琐一直观察的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一些实施例中所涉及的天线融雪除冰系统的结构示意图。

图2为本发明一些实施例中所涉及的天线的示意图。

图3为本发明一些实施例中所涉及的双系统的结构示意图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

此外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，本实施例提供了一种天线融雪除冰系统，包括：贴片温度传感器，设于天线的主反射器背面；雨雪有无传感器，设于天线表面主反射外沿的最低端；加热膜，设于主反射器的背面；控制柜，与加热膜连接；风障柜，与控制柜连接；加热盒，与风障柜内的风机连接；风管，一端与加热盒连接，另一端连接有风嘴，风嘴对准天线的馈源表面；其中，雨雪有无传感器和贴片温度传感器均与控制柜连接，以使控制柜根据雨雪有无传感器和贴片温度传感器的检测数据，控制加热膜对主反射器的表面加热，以及控制风机和加热盒通过风管和风嘴向天线的馈源表面吹热风。

在一些实施例中，天线融雪除冰系统还包括操控台和气象站，操控台包括工控机、主服务器、串口服务器、交换机、音箱、显示器、硬盘录像机和摄像头，气象站包括风速传感器、风向传感器、气压湿度环温传感器和超声波雪量传感器，主服务器通过串口服务器与风速传感器、风向传感器、气压湿度环温传感器和超声波雪量传感器连接，音箱和显示器均与主服务器连接，硬盘录像机通过交换机（网线）与摄像头连接，摄像头用于对准天线，以便于观察主反射器和馈源的实际状况；硬盘录像机与工控机和主服务器连接，以将图像数据显示在工控机和显示器上；主服务器通过交换机与工控机连接。

应当理解的是，贴片温度传感器用于检测天线的主反射器的温度，雨雪有无传感器用于检测发射器表面是否有雨雪，加热膜用于对发射器进行加热，具体过程如下：

主服务器接收安装于室外的气象站传来的温度信息、气象站内的室外环境温度传感器传输的温度检测数据和雨雪有无传感器传输的雨雪有无检测数据，当雨雪有无传感器检测到有雨雪时，或雨雪有无传感器检测到有雨雪且室外环境温度传感器检测到的温度达到第一预设温度时（系统自动启动温度），如第一预设温度为0°C，则初步判定为有雪或结冰，具体第一预设温度可以根据实际应用场景的地理位置和气候条件来设置；控制柜在接收到主服务器传来的485控制指令按照逻辑指令控制加热膜工作，加热膜对主反射器进行加热，控制柜控制风机和加热盒工作，风机向加热盒吹风，加热盒通过内置的电加热管等加热元器件对流过自身内部的空气进行加热，最终形成热风，热风通过风管及风嘴到达天线的馈源表面，进行加热，即可对整个天线的主反射面及馈源进行融雪除冰。

其中，在加热过程中，主反射器持续升温，当贴片温度传感器检测到的温度达到第二预设温度时，第二预设温度根据实际情况设置即可，则初步判定为融雪除冰完成，此时，控制柜可以控制加热膜、风机和加热盒停止工作，实现超温保护功能，或通过加热膜、风机和加热盒将发射器的温度维持在第一预设温度和第二预设温度之间，实现保温功能（防止主反射器再次积雪结冰）；或通过增设专门用于检测保温温度的贴片温度传感器，该贴片温度传感器对应的第三预设温度和第四预设温度即为保温的温度范围。同理，馈源也可以设置有相应的贴片温度传感器，实现超温保护功能和保温功能。

进一步地，如图2所示，主反射器划分有多个等分扇区，如6等分扇区、8等分扇区、10等分扇区、12等分扇区等，在加热过程中，可以按照扇区的顺时针或逆时针顺序，控制扇区（主反射器的背面）的加热膜进行轮循加热，即扇区的加热膜顺时针或逆时针依次加热，每个扇区分别设置有贴片温度传感器，即可同样实现每个扇区单独的保温功能和超温保护功能，同理，也可实现轮循保温。

串口服务器和交换机可以安装在场站指挥室；气象站通过检测场站的风速、风向、气压湿度、室外环境温度、雪量等数据，可以提前启动天线融雪除冰系统，即提前控制加热膜，使主反射器和馈源处于保温状态，可以提前避免积雪结冰，即可实现天线融雪除冰系统的自动启停功能。

在一些实施例中，控制柜包括自控板、风冷腔和调功器，操控台（包括主服务器）通过串口服务器与自控板的第一中继放大器连接，第一中继放大器与所述控制柜内的所有485设备连接，风冷腔与调功器连接，主反射器的背面设有调功温度传感器，调功温度传感器与调功器内的调功温度控制器连接。

本实施例中，调功器能自动根据天线主反射器的温度值（调功温度探头）自行调节加热膜的供电功率，到达节约电能的目的。第一中继放大器用于连接系统中的诸如电流采集器、固态控制器、雨雪有无传感器等485器件，其作用时放大来自串口服务器的485信号，增加485信号的传输距离；风冷腔内部可以包含鼓风机、吸风机、固态继电器、风机控制继电器和电流采集器的互感器，其主要作用是固态继电器工作时，当温度高于设定值自动启动鼓风机和吸风机，以循环带走热量，并可将带走的热量二次利用于控制柜内的低温器件的保温；调功器通过其温度传感器采集主反射面背面的实际温度，当温度到达系统设定值自行降低供给固态继电器的功率，从而降低加热膜的功耗，节约电能。

在一些实施例中，控制柜还包括手控板，手控板设有四路控制器和变频器，四路控制器通过风障柜内的手动温控器与交流接触器相连，交流接触器与主反射器上的加热膜连接，完成手动对主反射面加热融雪；变频器与风机连接，实现手动对馈源表面吹热风融雪。

在一些实施例中，风障柜包括手动温控器、手动加热器、风机柜温控器、风机柜环境温度加热器和风机柜环境温度传感器，以及与风障柜配套使用的馈源温控器、馈源温度传感器和馈源加热器，手动温控器分别与手动温度传感器和手动加热器连接，以根据手动温度传感器的检测信号，通过交流接触器控制手动加热时加热膜的工作；风机柜温控器分别与风机柜环境温度传感器和风机柜环境温度加热器连接，以根据风机柜环境温度传感器的检测信号，通过继电器控制风机柜环境温度加热器的工作，为风障柜提供保温；馈源温控器分别与馈源温度传感器和馈源加热器连接，以根据馈源温度传感器的检测信号，通过继电器控制馈源加热器的工作，实现手动时对馈源的融雪工作。

本实施例中，手动温度传感器（温度探头T1）设于主反射器背面，风嘴设于馈源表面，风嘴通过非金属风管与加热盒相连，加热盒与风障柜内的风机相连，加热盒内部核心部件为PTC加热片（加热膜）等常规加热器件；手动温控器将手动温度传感器检测到的温度，与预设的温度阈值比较，当人为通过视频监控摄像头观察到有降雪时，启动工控机，通过四路控制器控制交流接触器开始工作，当手动温度传感器检测温度达到温度阈值上限时，通过手动温度控制器控制加热膜停止工作，风机柜环境温度加热器和风机柜环境温度传感器（温度探头T2）均设于风障柜内，风机柜温控器根据风机柜环境温度传感器的检测信号，通过继电器控制风机柜环境温度加热器的工作，从而调节风障柜的内部温度，具体温控过程参考上述手动温控器的温控过程。

馈源加热器和馈源温度传感器（温度探头T3）均设于加热盒内，馈源温控器根据馈源温度传感器的检测信号，通过继电器控制馈源加热器的工作，具体温控过程参考上述手动温控器的温控过程。

在一些实施例中，控制柜还包括断路器、第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子、第四接线端子、第五接线端子、第六接线端子、变频器、固态控制器、电流采集器、电流互感器、第一继电器、第二继电器、电源转接盒、第二中继放大器、雨雪加热温控器、雨雪有无温度探头和雨雪加热板，第二中继放大器分别与第一中继放大器和贴片温度传感器连接；断路器分别与变频器、调功器和第二接线端子连接，调功器与第一接线端子连接，第一中继放大器分别与变频器、雨雪有无传感器、电流采集器和固态控制器连接，变频器通过第五接线端子与风机连接，电流采集器分别与电流互感器的一次侧的一端和二次侧的一端连接，固态控制器的控制端分别与第一接线端子和电流互感器的一次侧的另一端连接，电流互感器的二次侧的另一端与第四接线端子连接；第四接线端子通过第五接线端子与加热膜连接，第四接线端子分别通过第一继电器的常开触点和第二继电器的常开触点与第二接线端子连接，第一继电器的线圈和第二继电器的线圈与四路控制器连接，电源转接盒通过第二继电器的常闭触点与断路器连接，电源转接盒与固态控制器、电流采集器和第三接线端子连接，第三接线端子分别与贴片温度传感器和雨雪有无传感器连接，四路控制器通过第五接线端子与手动温控器连接，工控机通过第六接线端子与四路控制器连接，雨雪加热温控器通过第一继电器的常闭触点与断路器连接，雨雪加热温控器与雨雪有无温度探头连接，雨雪加热板通过雨雪加热温控器的继电器触点与断路器连接。

本实施例中，自动控制模式下：

主服务器控制断路器的工作，断路器向变频器和调功器供电，调功器通过第一接线端子向电流互感器的一次侧供电，主服务器控制第一中继放大器的工作，贴片温度传感器的检测数据通过第二中继放大器传输到第一中继放大器，再传输到主服务器，雨雪有无传感器的检测数据通过第一中继放大器传输到主服务器，第一中继放大器控制变频器工作，变频器控制风机工作，同时，第一中继放大器控制固态控制器工作，固态控制器通过内置的多个控制端（交流端）控制多张加热膜对主反射器进行轮循加热或全加热，实现轮循加热或保温功能。

其中，第一中继放大器控制电流采集器工作，电流采集器采集电流互感器的两侧电流，可以监控工作电流；配电柜（380V50HZ）通过断路器和电源转接盒向固态控制器供电，电源转接盒通过第三接线端子向贴片温度传感器、雨雪有无传感器、第一中继放大器和第二中继放大器供电。

手动控制模式下：

断路器并联有备用电源模块，断路器或备用电源模块通过第二接线端子向加热膜进行供电；

工控机通过第六接线端子控制四路控制器（四路控制器可以是固态控制器）的工作，四路控制器工作，按工控机指令接通手动板上的交流接触器，系统通过断路器获得电源，给主发射器背面的加热膜供电，完成主反射器的融雪。

在一些实施例中，控制柜还包括控制柜环境温控器、控制柜环境温度传感器和控制柜环境温度加热板，控制柜环境温控器与断路器连接，控制柜环境温控器与控制柜环境温度传感器连接，控制柜环境温度加热板通过控制柜环境温控器的继电器触点与断路器连接。

在一些实施例中，贴片温度传感器、雨雪有无传感器、固态控制器、电流采集器、电流互感器和电源转接盒各有2组，以构成双系统；双系统配置有切换器，第一中继放大器通过第三接线端子与切换器连接，切换器与第二中继放大器连接，以向第二中继放大器进行切换供电。

其中，调功器（三相交流调功器）安装在控制柜内，控制柜环境温控器和雨雪加热温控器安装在控制柜内；风机柜温控器、馈源温控器、手动温控器均安装在风障柜内；手动温度传感器对应的温度探头T1、风机柜环境温度传感器对应的温度探头T2、馈源温度传感器对应的温度探头T3、控制柜环境温度传感器对应的温度探头T4安装在天线背面一圈的加热膜上，均匀分布；调功温度传感器对应的调功温度探头安装在天线背面上端、左下端、右下端；雨雪有无传感器对应的雨雪有无温度探头（温度探头T5和温度探头T6）安装在天线最下端边缘处的加热板上；控制柜环境温度传感器对应的控制柜温度探头和风机柜环境温度传感器对应的风障柜温度探头，分别安装在控制柜和加热盒内。手动温控探头安装在天线背面的加热膜上。加热膜安装在整个天线（主反射器）背面并满铺。

温度探头T1～T6和贴片温度传感器配套使用，温度探头T1～T6将天线扇面上的温度数据采集后，由贴片温度传感器通过485传输给主服务器，然后主服务器做出判断，给出指令。

调功温度传感器对应的调功温度探头和调功器上的调功温控器配套使用，调控温度探头将天线扇面上的温度数据采集后传递给调功温控器，然后由调功温控器根据设置自动控制输入电压的功率大小，以达到控制加热膜加热的温度。

雨雪有无温度探头和雨雪有无传感器配套使用，雨雪有无温度探头将采集的环境温度数据，通过雨雪有无传感器传输回主服务器，然后由主服务器判断是否达到启动加热的条件。

其中，当使用双系统时，风机柜温控器和馈源温控器各自增设继电器，以便在双系统之间切换时，可以通过继电器进行切换控制。

为了便于叙述，将双系统分别命名为A系统和B系统，双系统的具体内容如下：

如图3所示，双系统包括主服务器ZFWQ、串口服务器CKFWQ、工控机GKJ、断路器QF、空气开关QS、防雷模块FL、调功器TGQ、变频器BPQ、电源适配器DYSPQ、风机FJ1、风机FJ2、风机FJ3、第一中继放大器ZJQ1、第二中继放大器ZJQ2、切换继电器QHJDQ、第一继电器J1、第二继电器KM1、第三继电器JMA、第四继电器JMB、自锁继电器JMC、固态控制器GTKA、固态控制器GTKB、四路控制器GTKC、电流采集器CJQA、电流采集器CJQB、电流互感器HGQA、电流互感器HGQB、电源DYA、电源DYB、电源DYC、第一接线端子JX1、第二接线端子JX2、第三接线端子JX3、第四接线端子JX4、第五接线端子JX5、第六接线端子JX6、第七接线端子JX7、第八接线端子JX8、雨雪有无传感器YXYWA、雨雪有无传感器YXYWB、手动温控器SDWK、温度探头T1、风机柜温控器FJW、温度探头T2、继电器FJJ、风机柜环境温度加热器FJJR、馈源温控器KYW、温度探头T3、继电器KYJ、馈源加热器KYJR、控制柜环境温控器KZGW、温度探头T4、继电器KZGJ、控制柜环境温度加热板KZGJR、雨雪加热温控器YXJRWA、雨雪加热板YXJRA、雨雪加热温控器YXJRWB、雨雪加热板YXJRB、贴片温度传感器TPWA、贴片温度传感器TPWB、风速传感器FS、风向传感器FX、气压湿度环温传感器BYX、超声波雪量传感器XL和加热膜JRM；

主服务器ZFWQ通过串口服务器CKFWQ与断路器QF、第一中继放大器ZJQ1、风速传感器FS、风向传感器FX、气压湿度环温传感器BYX和超声波雪量传感器XL连接，电源适配器DYSPQ与风速传感器FS、风向传感器FX、气压湿度环温传感器BYX和超声波雪量传感器XL连接；断路器QF外接380V电源，断路器QF与空气开关QS、调功器TGQ、变频器BPQ和控制柜环境温控器KZGW连接，断路器QF通过自锁继电器JMC与风机FJ2和风机FJ3连接，断路器QF与第二接线端子JX2连接，第二接线端子JX2通过第一继电器J1的触点、第二继电器KM1的触点和第六接线端子JX6与加热膜JRM连接，第二接线端子JX2通过串联的第三继电器JMA的常闭触点K4和第四继电器JMB的常闭触点K5与电源DYC连接，电源DYC与四路控制器GTKC连接，四路控制器GTKC分别与第一继电器J1的线圈和第二继电器KM1的线圈连接，工控机GKJ通过第七接线端子JX7与四路控制器GTKC连接，四路控制器GTKC通过第五接线端子JX5与手动温控器SDWK的触点一端连接，手动温控器SDWK的触点另一端和火线端均与风机柜温控器FJW的触点一端和火线端、馈源温控器KYW的触点一端和火线端、继电器FJJ的触点一端和继电器KYJ的触点一端连接后通过第五接线端子JX5与空气开关QS连接，手动温控器SDWK与温度探头T1连接，风机柜温控器FJW与温度探头T2连接，风机柜温控器FJW的触点另一端与继电器FJJ的线圈连接，继电器FJJ的触点另一端与风机柜环境温度加热器FJJR连接，馈源温控器KYW与温度探头T3连接，馈源温控器KYW的触点另一端与继电器KYJ的线圈连接，继电器KYJ的触点另一端与馈源加热器KYJR连接；

空气开关QS与防雷模块FL连接，空气开关QS与继电器KZGJ的触点一端连接，继电器KZGJ的触点另一端通过第六接线端子JX6与控制柜环境温度加热板KZGJR的一端连接，控制柜环境温度加热板KZGJR的另一端与继电器KZGJ的线圈一端连接，继电器KZGJ的线圈另一端通过第六接线端子JX6与控制柜环境温控器KZGW的触点一端连接，控制柜环境温控器KZGW的触点另一端和火线端与雨雪加热温控器YXJRWA的触点一端、雨雪加热温控器YXJRWB的触点一端和断路器QF连接，断路器QF通过第一继电器J1的常闭触点K3与雨雪加热温控器YXJRWA的火线端和雨雪加热温控器YXJRWB的火线端连接，雨雪加热温控器YXJRWA的触点另一端通过第六接线端子JX6与雨雪加热板YXJRA连接，雨雪加热温控器YXJRWB的触点另一端通过第六接线端子JX6与雨雪加热板YXJRB连接，控制柜环境温控器KZGW通过第八接线端子JX8与温度探头T4连接，雨雪加热温控器YXJRWA通过第八接线端子JX8与温度探头T5连接，雨雪加热温控器YXJRWB通过第八接线端子JX8与温度探头T6连接，雨雪有无传感器YXYWA和雨雪有无传感器YXYWB通过第八接线端子JX8并联接入雨雪感应板；

断路器QF通过第二继电器KM1的常闭触点K1和常闭触点K2分别与电源DYA和电源DYB连接，电源DYA与固态控制器GTKA、第三接线端子JX3和电流采集器CJQA连接，以对A系统进行供电；电源DYB与固态控制器GTKB、第三接线端子JX3和电流采集器CJQB连接，以对B系统进行供电；

第一中继放大器ZJQ1与变频器BPQ、固态控制器GTKA、固态控制器GTKB、第三接线端子JX3、雨雪有无传感器YXYWA、雨雪有无传感器YXYWB、电流采集器CJQA、电流采集器CJQB和第二中继放大器ZJQ2连接，第三接线端子JX3与雨雪有无传感器YXYWA、雨雪有无传感器YXYWB、贴片温度传感器TPWA、贴片温度传感器TPWB和切换继电器QHJDQ连接，第二中继放大器ZJQ2与贴片温度传感器TPWA、贴片温度传感器TPWB和切换继电器QHJDQ连接，固态控制器GTKA与第三继电器JMA的线圈连接，固态控制器GTKB与第四继电器JMB的线圈连接，调功器TGQ通过第一接线端子JX1与固态控制器GTKA的交流端GTA的输入端和固态控制器GTKB的交流端GTB的输入端连接，固态控制器GTKA的交流端GTA的输出端通过电流互感器HGQA、第四接线端子JX4和第六接线端子JX6与加热膜JRM连接，固态控制器GTKB的交流端GTB的输入端通过电流互感器HGQB、第四接线端子JX4和第六接线端子JX6与加热膜JRM连接，电流互感器HGQA与电流采集器CJQA连接，电流互感器HGQB与电流采集器CJQB连接，调功器TGQ与温度探头T1、温度探头T2和温度探头T3连接，变频器BPQ通过第五接线端子JX5与风机FJ1连接；

断路器QF的零线通过调功器TGQ与第一接线端子JX1的零线端连接，第一接线端子JX1的零线端与电源DYA、电源DYB、电源DYC、手动温控器SDWK、风机柜温控器FJW、馈源温控器KYW、控制柜环境温控器KZGW、雨雪加热温控器YXJRWA、雨雪加热温控器YXJRWB、风机FJ2、风机FJ3、自锁继电器JMC、加热膜JRM、第一继电器J1的线圈、第二继电器KM1的线圈、与第六接线端子JX6连接的继电器KZGJ的线圈一端、控制柜环境温度加热板KZGJR、雨雪加热板YXJRA和雨雪加热板YXJRB连接。

其中，自锁继电器JMC配置有启动开关SB，断路器QF与启动开关SB的一端和自锁继电器JMC的触点一端连接，启动开关SB的另一端通过自锁继电器JMC的线圈与风机FJ2的一端、风机FJ3的一端和第一接线端子JX1的零线端连接，自锁继电器JMC的触点另一端与风机FJ2的另一端和风机FJ3的另一端连接。

风机FJ2和风机FJ3分别为安装在控制柜内的鼓风机和吸风机，同时鼓风和吸风，是为了使控制柜内上下两个部分通风更流畅，散热更好。

手动控制模式时，断路器QF通过第二接线端子JX2、第三继电器JMA的常闭触点K4和第四继电器JMB的常闭触点K5向电源DYC供电，电源DYC向四路控制器GTKC供电；工控机GKJ通过第七接线端子JX7控制四路控制器GTKC工作（其线圈得电，相应常开触点闭合），断路器QF、空气开关QS、第五接线端子JX5、手动温控器SDWK的常开触点、第五接线端子JX5、四路控制器GTKC的常开触点、第一继电器J1的线圈和第二继电器KM1的线圈、第一接线端子JX1的零线端构成回路，即第一继电器J1的线圈和第二继电器KM1的线圈均得电，第一继电器J1的常开触点闭合，第二继电器KM1的常开触点闭合，使得断路器QF、第二接线端子JX2、第一继电器J1的常开触点和第二继电器KM1的常开触点、第六接线端子JX6、加热膜JRM、第一接线端子JX1的零线端构成回路，由于此时手动温控器SDWK根据温度探头T1控制其常开触点闭合（具体控制过程参考前述，在此不再复述），加热膜JRM工作；同时，第二继电器KM1的常闭触点K1和常闭触点K2均断开，断路器QF停止向电源DYA和电源DYB供电；同时，第一继电器J1的常闭触点K3断开，断路器QF停止向雨雪加热温控器YXJRWA和雨雪加热温控器YXJRWB供电。

自动控制模式时，A系统和B系统之间的切换是由主服务器ZFWQ控制的。开始工作时，一般默认A系统工作。当A系统中出现器件故障报警后，由主服务器ZFWQ自动切换到B系统继续工作。切换继电器QHJDQ的线圈通过第三接线端子JX3与电源DYA连接。

贴片温度传感器TPWA和贴片温度传感器TPWB均通过第二中继放大器ZJQ2、第一中继放大器ZJQ1和串口服务器CKFWQ向主服务器ZFWQ传输检测数据；雨雪有无传感器YXYWA和雨雪有无传感器YXYWB均通过第一中继放大器ZJQ1和串口服务器CKFWQ向主服务器ZFWQ传输检测数据。

当A系统工作时，切换继电器QHJDQ的线圈得电，切换继电器QHJDQ的常开触点闭合，切换继电器QHJDQ的常闭触点断开，由电源DYA通过第三接线端子JX3和切换继电器QHJDQ的常开触点向第二中继放大器ZJQ2供电。

主服务器ZFWQ根据雨雪有无传感器YXYWA、贴片温度传感器TPWA、风速传感器FS、风向传感器FX、气压湿度环温传感器BYX和超声波雪量传感器XL它们的检测数据，控制第一中继放大器ZJQ1工作，第一中继放大器ZJQ1通过变频器BPQ和第五接线端子JX5控制风机FJ1工作，通过风机FJ1、加热盒、风嘴向馈源表面吹热风；第一中继放大器ZJQ1控制固态控制器GTKA工作，固态控制器GTKA使第三继电器JMA的线圈得电，第三继电器JMA的常闭触点K4断开，断路器QF停止向电源DYC供电；调功器TGQ根据温度探头T1、温度探头T2和温度探头T3（也可以是相应的调功温度探头）的检测数据，通过第一接线端子JX1、固态控制器GTKA的交流端GTA、电流互感器HGQA、第四接线端子JX4和第六接线端子JX6控制加热膜JRM工作。

当B系统工作时，切换继电器QHJDQ的线圈失电，切换继电器QHJDQ的常开触点断开，切换继电器QHJDQ的常闭触点闭合，由电源DYB通过第三接线端子JX3和切换继电器QHJDQ的常闭触点向第二中继放大器ZJQ2供电。

主服务器ZFWQ根据雨雪有无传感器YXYWB、贴片温度传感器TPWB、风速传感器FS、风向传感器FX、气压湿度环温传感器BYX和超声波雪量传感器XL它们的检测数据，控制第一中继放大器ZJQ1工作，第一中继放大器ZJQ1通过变频器BPQ和第五接线端子JX5控制风机FJ1工作，通过风机FJ1、加热盒、风嘴向馈源表面吹热风；第一中继放大器ZJQ1控制固态控制器GTKB工作，固态控制器GTKB使第四继电器JMB的线圈得电，第四继电器JMB的常闭触点K5断开，断路器QF停止向电源DYC供电；调功器TGQ根据温度探头T1、温度探头T2和温度探头T3（也可以是相应的调功温度探头）的检测数据，通过第一接线端子JX1、固态控制器GTKB的交流端GTB、电流互感器HGQB、第四接线端子JX4和第六接线端子JX6控制加热膜JRM工作。

其中，通过设置多个交流端GTA、多个交流端GTB、多个第一继电器J1、多个第二继电器KM1，配合多个贴片温度传感器TPWA、多个贴片温度传感器TPWB、固态控制器GTKA、固态控制器GTKB和四路控制器GTKC，即可实现上述轮循加热或轮循保温。

本发明工作原理简述如下：

一、系统主供电回路

1、打开主服务器电脑，进入系统控制软件界面，点击开启断路器。

主服务器通过其485控制端口COM4开启断路器（断路器是带缺相、欠压、过压、短路、漏电等保护措施的485通讯控制器）。

2、380V/50Hz三相交流电源由断路器进入三相交流调功器；三相调功器为过零触发控制方式，以减少电源三次谐波对系统的干扰，调功器的调功温度探头安装在天线背面的铝板与加热膜之间，分别检测天线的D、E、F三个大扇区的温度，某个大扇区温度到达调功器80%时，调功器进行降功率运行，此时调整后的电源只用于加热膜供电，对整个控制系统其他用电不影响。

3、调功器控制后的电源经第一接线端子JX1加到固态控制器的交流端上，当固态继电器的控制端得到DC12V控制电压（通过相应的电源DYA或电源DYB供电）时，三相交流电被分成A、B、C三组单相220V电压，其火线通过第四接线端子JX4加到加热膜JRM，所有加热膜零线共用，形成“星型”用电方式（即加热膜采用220V单项供电）。

二、系统启动两个条件

1、环境温度低于零度（用气象站的气压湿度环温传感器检测）。

2、有下雪（用雨雪有无传感器检测）。

三、系统控制回路

主服务器满足系统启动的两个条件后，通过串口服务器控制命令经过第一中继放大器ZJQ1分别控制固态控制器GTKA和固态控制器GTKB,系统默认GTKA优先被选择参与工作，若固态控制器GTKA故障在一个机器周期内（5分钟），系统自动发出GTKB替换GTKA命令。固态控制器根据内置算法接通对应的固态继电器，实现全加热和轮循功能。

四、系统辅助回路

4.1、扇面温度采集

贴片温度传感器共计24个，A组12个，B组12个，分别用于12个对应扇区温度的采集。

4.2、各扇面温度保护

由贴片温度传感器将各个扇面的实时温度通过第二中继放大器ZJQ2传递给主服务器，主服务器接到某个传感器实时温度值与系统预设值比对，到达预设值时发出控制命令给固态控制器，固态控制器关断相对应的固态继电器，停止相应扇面加热。

4.3、各扇区电流采集

系统设置两个电流采集器，分别为CJQA及CJQB,采集器通过24个电流互感器收集对应24个固态继电器火线上的电流，在软件上分别显示各扇区电流同时为总功率计算提供总电流参考。

两个采集器通过第一中继放大器ZJQ1与主服务器通讯。

系统默认电流采集器CJQA优先，若电流采集器CJQA（或A系统）故障自动由电流采集器CJQB（B系统）替换。

4.4、雨雪有无传感器工作原理

雨雪有无传感器可以内置两个温度传感器（探头），分别受控于雨雪加热温控器YXJRWA和雨雪加热温控器YXJRWB,用于控制相应加热板的温度，设计成双控同样是为了雨雪加热温控器A（或A系统）故障时，由雨雪加热温控器YXJRWB（B系统）替换。

雨雪感应板安装于天线下部底部外缘，当雪季来临，雪花落到天线扇面正面的同时会落到雨雪感应板上，雨雪感应板内置的加热板将不导电的雪花融化成水，电阻值降低，将电阻信号经过雨雪有无传感器内485通讯通道送入主服务器，主服务器依据内置算法判断为有/无雨雪。当有雨雪时，加热膜加热天线扇面,将雪化成水流淌到雨雪感应板上，直到天线上的雪水和雨雪感应板上的雨水都被烘干时，系统判断无雨雪自动停机。

4.5、馈源风障分系统

由于天线的信号主要经过馈源接收并传递，馈源上的积雪会严重影响天线系统的增益，馈源位于天线正面的焦点上，不能采用加热膜等物理除雪措施。

本系统采用受变频器BPQ控制的涡扇风机（风机FJ1），风经过加热盒加热后形成热风，经过橡胶管由风嘴吹出暖风对馈源除雪，风机与加热膜同步工作，风机设置防堵转功能，加热盒同时也设有温度保护措施。

4.6、控制柜内保温系统

考虑到我国北方冬季气候温度会低至-40左右，部分器件在此环境下不能良好工作，系统设置有控制机柜保温系统，温度受控制柜环境温控器KZGW控制。

4.7、手自动功能特点

4.7.1、本系统设置A和B两套自动功能系统及一套手动除冰雪系统，当系统A完全故障，自动由系统B接替完成，当A/B两套系统部分故障，只要不是同时损坏相同部件，系统会自动组合成一套C系统，实现A+B>C。

如A系统中，雨雪有无传感器YXYWA故障时，则通过第一中继放大器ZJQ1，使用雨雪有无传感器YXYWB，替代雨雪有无传感器YXYWA，结合A系统中除雨雪有无传感器YXYWA外的其他部件，组合成C系统。此时，A系统和B系统共同工作，即B系统中除雨雪有无传感器YXYWB外的部件也会工作，实现A+B>C。

4.7.2、手自动安全互锁

自动工作时依靠第三继电器JMA/第四继电器JMB对电源DYC进行切断，手动工作时依靠第二继电器KM1切断电源DYA和电源DYB的供电，可以依靠第一继电器J1停止向雨雪加热温控器YXJRWA和雨雪加热温控器YXJRWA的工作。

4.7.3、手动系和自动系统为完全独立的系统，互不影响。手动系统由工控机控制，工控机发出指令控制四路控制器，四路控制器按照工控机内置算法接通相应交流接触器（即第一继电器J1、第二继电器KM1可以为交流接触器）,按需要让全部或部分加热膜工作。

4.8、气象信息采集分系统

本分系统主要包含风速传感器、风向传感器、气压湿度环温传感器（气压、湿度、环温传感器）和超声波雪量传感器，本系统主要用于气象信息的提供。

4.9、视频监控系统

硬盘录像机、摄像头、交换机、工控机、显示器、音箱组成视频监控，对融雪情况人工检测。

综上所述，公开了本发明的多个具体实施例，在不自相矛盾的情况下，各个实施例可以自由组合形成新的实施例，也即属于替换方案的实施例之间可以自由替换，但不能相互组合；不属于替换方案的实施例之间可以相互组合，这些新的实施例也属于本发明的实质性内容。

以上实施例描述了本发明的多个具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不背离本发明原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种天线融雪除冰系统，其特征在于，包括：

贴片温度传感器，设于天线的主反射器背面；

雨雪有无传感器，设于所述天线表面主反射外沿的最低端；

加热膜，设于所述主反射器的背面；

控制柜，与所述加热膜连接；

风障柜，与所述控制柜连接；

加热盒，与所述风障柜内的风机连接；

风管，一端与所述加热盒连接，另一端连接有风嘴，所述风嘴对准所述天线的馈源表面；

操控台；

其中，所述雨雪有无传感器和贴片温度传感器均与所述控制柜连接，以使所述控制柜根据所述雨雪有无传感器和贴片温度传感器的检测数据，控制所述加热膜对所述主反射器的表面加热，以及控制所述风机和加热盒通过所述风管和风嘴向所述天线的馈源表面吹热风；

所述控制柜包括自控板、风冷腔和调功器，所述操控台通过串口服务器与所述自控板的第一中继放大器连接，所述第一中继放大器与所述控制柜内的所有485设备连接，所述风冷腔与所述调功器连接，所述主反射器的背面设有调功温度传感器，所述调功温度传感器与所述调功器内的调功温度控制器连接；

所述控制柜还包括第二中继放大器，所述第二中继放大器分别与所述第一中继放大器和所述主反射器各扇面上的贴片温度传感器连接；

所述控制柜还包括手控板，所述手控板设有四路控制器和变频器，所述四路控制器与所述风障柜连接，所述变频器与所述风机连接，所述主反射器的背面设有手动温度传感器，所述风障柜与所述手动温度传感器连接；

所述风障柜包括手动温控器、手动加热器、风机柜温控器、风机柜环境温度加热器和风机柜环境温度传感器，所述手动温控器分别与所述手动温度传感器和手动加热器连接，以根据所述手动温度传感器的检测信号，通过继电器控制所述手动加热器的工作；所述风机柜温控器分别与所述风机柜环境温度传感器和风机柜环境温度加热器连接，以根据所述风机柜环境温度传感器的检测信号，通过继电器控制所述风机柜环境温度加热器的工作；

所述控制柜还包括断路器、第一接线端子、第二接线端子、第三接线端子、第四接线端子、第五接线端子、第六接线端子、固态控制器、电流采集器、电流互感器、第一继电器、第二继电器和电源转接盒；

所述断路器分别与所述变频器、调功器和第二接线端子连接，所述调功器与所述第一接线端子连接，所述第一中继放大器分别与所述变频器、雨雪有无传感器、电流采集器和固态控制器连接，所述变频器通过所述第五接线端子与所述风机连接，所述电流采集器分别与所述电流互感器的一次侧的一端和二次侧的一端连接，所述固态控制器的控制端分别与所述第一接线端子和所述电流互感器的一次侧的另一端连接，所述电流互感器的二次侧的另一端与所述第四接线端子连接；

所述第四接线端子通过所述第五接线端子与所述加热膜连接，所述第四接线端子分别通过所述第一继电器的常开触点和第二继电器的常开触点与所述第二接线端子连接，所述第一继电器的线圈和第二继电器的线圈与所述四路控制器连接，所述电源转接盒通过所述第二继电器的常闭触点与所述断路器连接，所述电源转接盒与所述固态控制器、电流采集器和第三接线端子连接，所述第三接线端子分别与所述贴片温度传感器和雨雪有无传感器连接，所述四路控制器通过所述第五接线端子与所述手动温控器连接，所述操控台包括工控机，所述工控机通过所述第六接线端子与所述四路控制器连接。

2.根据权利要求1所述的天线融雪除冰系统，其特征在于，所述控制柜还包括雨雪加热温控器、雨雪有无温度探头和雨雪加热板，所述雨雪加热温控器通过所述第一继电器的常闭触点与所述断路器连接，所述雨雪加热温控器与所述雨雪有无温度探头连接，所述雨雪加热板通过所述雨雪加热温控器的继电器触点与所述断路器连接。

3.根据权利要求2所述的天线融雪除冰系统，其特征在于，所述控制柜还包括控制柜环境温控器、控制柜环境温度传感器和控制柜环境温度加热板，所述控制柜环境温控器与所述断路器连接，所述控制柜环境温控器与所述控制柜环境温度传感器连接，所述控制柜环境温度加热板通过所述控制柜环境温控器的继电器触点与所述断路器连接。

4.根据权利要求3所述的天线融雪除冰系统，其特征在于，所述贴片温度传感器、雨雪有无传感器、固态控制器、电流采集器、电流互感器和电源转接盒各有2组，以构成双系统；所述双系统配置有切换器，所述第一中继放大器通过所述第三接线端子与所述切换器连接，所述切换器与所述第二中继放大器连接，以向所述第二中继放大器进行切换供电。

5.根据权利要求4所述的天线融雪除冰系统，其特征在于，所述操控台还包括主服务器，所述主服务器通过所述串口服务器连接有风速传感器、风向传感器、气压湿度环温传感器和超声波雪量传感器。

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