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结冰传感器的分类方法很多。根据检测机理可将结冰传感器分为:光学式、电学式、机械式等。光学式根据冰、水与空气的光学性质的不同检测结冰。
一种典型的电学式结冰传感器为电容式结冰传感器。电容式结冰传感器基于冰、空气和水介电常数的不同来判断电极之间的介质是冰、空气还是水。将多组电极对等距排列,每个电极对为一个结冰检测刻度,总的结冰厚度就等于相邻电极对的距离和介质是冰的电极对的个数的乘积。
这样就可以判断任意一个检测电容极板之间的介质是冰还是空气。检测电容组竖直等距排列,检测结冰的厚度就等于相邻检测电容的竖直间距与介质是冰的检测电容的个数的乘积。
一种比较典型的机械式结冰传感器是基于压电效应的平膜式结冰传感器。检测原理是:平膜上有结冰时,结冰增大了平膜的刚度,使平膜的谐振频率增大。通过压电陶瓷的压电效应驱动平膜振动在其谐振频率上,通过压电陶瓷的逆压电效应实时监测其谐振频率。
根据结冰传感器的安装方式,可将结冰传感器分为扁平安装结冰传感器和非扁平安装结冰传感器。扁平安装就是结冰传感器安装到被测物表面后,结冰检测面和物体表面平齐,这样传感器表面和物体表面的环境因素相同,可以更准确地感知物体表面结冰情况。非扁平安装结冰传感器安装后检测面和物体表面不平齐,表现为一个物。显然物表面与物体表面会有很大差异,如物体表面的层流流体到物处就有可能形成局部湍流。结冰传感器和被测物体表面环境因素不同,会造成结冰情况的不同,结冰传感器检测到的结冰就有可能不由物体表面一致。
利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质,只要它本身具有一定的温度(零度),都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触,因而不存在摩擦,并且有灵敏度高,反应快等优点。
红外线传感器常用于无接触温度测量,气体成分分析和无损探伤,在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图,可以发现温度异常的部位,及时对疾病进行诊断治疗(见热像仪);利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视,可实现大范围的天气预报;采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。
红外线传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用,红外线的波长比可见光长而比电波短。红外线让人觉得只由热的物体放射出来,可是事实上不是如此,凡是存在于自然界的物体,如人类、火、冰等等全部都会射出红外线,只是其波长因其物体的温度而有差异而已。人体的体温约为36~37°C,所放射出峰值为9~10μm的远红外线,另外加热至400~700°C的物体,可放射出峰值为3~5μm 的中间红外线。
在许多场合,人们不仅要知道物体表面的平均温度,更需了解物体的温度分布以便分析,研究物体的结构,探测内部缺陷。红外成像就能将物体的温度分布以图像的形式直观显示出来。