CN210426445U - 一种基于平行光检测冰厚的结冰检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于平行光检测冰厚的结冰检测装置，包括支架、测试杆、发射器、接收器，所述发射器与接收器以一定间距安装在支架上；所述测试杆置于发射器和接收器的间距中间，并固定在支架上。所述发射器发射平行光束，所述接收器接收平行光束并处理数据。所述测试杆会阻挡部分平行光束，形成阻挡区域，当测试杆表面覆冰时，阻挡区域随之变化，接收器可根据接收到的平行光束的未阻挡区域和阻挡区域变化量，检测出测试杆上的结冰厚度。根据测试杆上的结冰厚度，结合测试点的具体环境与应用，可测得测试点的结冰厚度、结冰速率等信息。

Description

一种基于平行光检测冰厚的结冰检测装置

技术领域

本实用新型属于结冰检测领域，具体涉及一种基于平行光检测冰厚的结冰检测装置。

背景技术

结冰在某些特殊行业中，可产生经济效益，满足生产需要，但另一些结冰现象会直接或间接危害国民经济的方方面面。及时探知所关心对象的表面结冰情况，例如结冰厚度，传递结冰信息到控制器或结冰告警，就可及时采取相应措施减小结冰造成的损失，降低结冰危害。

随着科技的进步和各领域对结冰安全的重视，国内外对结冰检测技术及检测体系的研发，都给予了巨大的人力和财力投入，研究开发了多种基于不同检测原理的结冰传感器或结冰检测设备，常见的有谐振式结冰检测设备、电容式或电阻式结冰检测设备、红外阻断式结冰检测设备、摄像式结冰检测设备、光纤式结冰检测设备。其中谐振式结冰检测设备需要电磁线圈或压电陶瓷昨晚激振源，结构复杂，且无法区分水滴与覆冰，容易误报；电容式或电阻式结冰检测设备对冰的成分和状态较为敏感，测量误差较大；红外阻断式结冰检测设备和摄像式结冰检测设备在被测物表面有振动时测量精度降低；光纤式结冰检测设备受冰的成分影响，测量冰厚误差大。且上述设备用于测量冰厚都有一定量程限制或无法给出冰厚信息。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有结冰检测设备的功能和性能上的不足，提供一种基于平行光检测冰厚的结冰检测装置，具有冰厚测量量程大、检测精度高、受外界干扰小、结构简单等优点。

本实用新型采用的技术方案为：一种基于平行光检测冰厚的结冰检测装置，包括支架、测试杆、发射器、接收器，所诉发射器和接收器以一定间距安装在支架上，发射器发射平行光束，接收器接收平行光束并处理数据；测试杆置于发射器和接收器的间距中间，并固定在支架上，测试杆阻挡发射器发射出的部分平行光束，形成阻挡区域。

进一步的所述发射器包括发射外壳、光源、散射器件、标准镜，光源、散射器件、标准镜安装于发射外壳内，光源发射出光束，依次通过散射器件、标准镜处理形成平行光束。

进一步的所述接收器包括接收外壳、远心光学器件、线性感光器，远心光学器件、线性感光器安装于接收外壳内，远心光学器件只接收对应平行光束，并传递给线性感光器，线性感光器可检测出光束的未阻挡区域与阻挡区域的位置信息，并得到被测物的尺寸大小。

进一步的所述接收器设有对外输出接口，用于连接外部器件，传输结冰冰厚信息。

进一步的所述支架的上设有对外安装孔，可将本装置安装在相应的测量点。

本实用新型的有益效果是：采用了平行光束检测原理检测结冰冰厚，测量原理无自身限制，冰厚测量量程大；不受冰本身的成分限制，测量精度高；不受外界环境影响，抗干扰能力强；结构简单，安装方便，具有广阔的市场前景。

附图说明：图1是本实用新型的结构示意图，图2是本实用新型的实施例的示意图。

附图标记：1-支架，2-测试杆，3-发射器，31-发射外壳，32-光源，33-散射器件，34-标准镜，4-接收器，41-接收外壳，42-远心光学器件，43-线性感光器。

具体实施方式：下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参照图1，一种基于平行光检测冰厚的结冰检测装置，包括支架1、检测杆2、发射器3、接收器4。发射器3和接收器4以一定间距安装在支架1上，发射器3发射平行光束，所述接收器4接收平行光束并处理数据；检测杆2置于发射器3和接收器4的间距中间，并固定在支架1上，测试杆2阻挡发射器3发射出的部分平行光束，形成阻挡区域。

参照图2，发射器3包括发射外壳31、光源32、散射器件33、标准镜34，光源32、散射器件33、标准镜34安装于发射外壳31内；接收器4包括接收外壳41、远心光学器件42、线性感光器43，远心光学器件42、线性感光器43安装于接收外壳41内。

光源32发射出光束，经过散射器件33处理后将光束散射；散射后的光束在经过标准镜34处理后形成检测的平行光束后射向检测杆2，平行光束截面与检测杆2有固定的空间位置关系；平行光束经过检测杆2时，形成阻挡区域，阻挡区域大小与检测杆2尺寸及其表面结冰厚度相关，同时未被阻挡的平行光束经过只接收对应平行光束的远心光学器件42，然后汇聚到线性感光器43；线性感光器43设有若干光电二极管和微处理器，光电二级管可将光信号转化为电信号，若干光电二极管排列形成线性感光阵列，线性感光阵列中特定位置的光电二极管只能接收汇聚后的光束的特定微小区域，所以每个光电二极管带有空间位置信息。未被阻挡区域的汇聚后的光束被线性感光阵列中对应位置的光电二极管接收，光量充足，对应位置电信号量大；被检测杆2阻挡的形成的阻挡区域汇聚后被线性感光阵列中对应位置的光电二极管接收，无光量或有微弱光量，对应位置无电信号或电信号量很小。此时微处理器通过判别线性感光阵列中各光电二极管的检测的电信号量大小，小并结合对应光电二极管在线性感光阵列的空间位置信息即可计算出检测杆2尺寸及其表面结冰厚度。

在实际应用当中，当检测杆2上无覆冰时，接收器4检测到检测杆在垂直平行光束截面方向上的尺寸为H1，并通过接收器4的微处理器记录；当检测杆2上有覆冰时，测试杆2阻挡的平行光后形成的阻挡区域会随之变化，接收器4检测到覆冰后的检测杆2在垂直平行光束截面方向上的尺寸为H2，并通过接收器4的微处理器记录，微处理器通过公式（H2-H1）÷2即可得到检测杆2上的结冰冰厚H。结冰冰厚H通过接收器4的对外输出接口输出传输。本装置支架1的上设有对外安装孔，可安装在相应的测量点，根据检测杆2上的结冰厚度H，结合测试点的具体环境与应用，建立一定关系，可测得测试点的结冰厚度、结冰速率等信息。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于平行光检测冰厚的结冰检测装置，其特征在于：包括支架、测试杆、发射器、接收器，所诉发射器与接收器以一定间距安装在支架上，发射器发射平行光束，接收器接收平行光束并处理数据；测试杆置于发射器和接收器的间距中间，并固定在支架上，测试杆阻挡发射器发射出的部分平行光束。

2.根据权利要求1所述的基于平行光检测冰厚的结冰检测装置，其特征在于：所述发射器包括发射外壳、光源、散射器件、标准镜，光源、散射器件、标准镜安装于发射外壳内，光源发射出光束，依次通过散射器件、标准镜处理形成平行光束。

3.根据权利要求1所述的基于平行光检测冰厚的结冰检测装置，其特征在于：所述接收器包括接收外壳、远心光学器件、线性感光器，远心光学器件、线性感光器安装于接收外壳内，远心光学器件只接收对应平行光束，并传递给线性感光器，线性感光器可检测出光束的未阻挡区域与阻挡区域的位置信息，并得到被测物的尺寸大小。

4.根据权利要求3所述的基于平行光检测冰厚的结冰检测装置，其特征在于：所述接收器设有对外输出接口，用于连接外部器件，传输结冰冰厚信息。

5.根据权利要求1所述的基于平行光检测冰厚的结冰检测装置，其特征在于：所述支架的上设有对外安装孔。

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