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原文传递一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法

专利名称：	一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法
摘要：	本发明涉及超声波应用及除冰方法领域，具体涉及一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法。首先利用电热法结合快温技术将结构表面升温到‑10℃以上，使覆冰粘接强度降低至数百KPa，然后开启超声激励模块，利用超声波在覆冰区域传播时产生的水平剪切波SH波和lamb波，在覆冰与基板界面产生速度差形成剪切力，使覆冰脱落；同时，超声激励模块可应用于基于相控阵技术的超声积冰远程探测，通过收集反馈的超声信号，监测结构表面的积冰情况。本发明具有低能耗，除冰效果好，不影响结构表面气动外形等优势。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨工程大学
发明人：	章继峰;田元;石忠华;齐辉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-02-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-10T00:00:00+0800
申请号：	CN201910122761.7
公开号：	CN109733616A
分类号：	B64D15/12(2006.01);B;B64;B64D;B64D15
申请人地址：	150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室
主权项：	1.一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法，其特征在于，包括：步骤一：将电热装置均匀分布安装在待除冰的结构表面，将超声激励器均匀分布安装在待除冰的结构内表面；步骤二：利用上述均匀分布的超声激励器，产生和收集超声波信号，通过分析超声波信号的变化情况，得到结构表面的结冰信息；步骤三：通过上述结构表面结冰信息分析，打开电热装置，通过其快速升温产生覆冰粘接界面热应力，以此降低覆冰粘接强度，等待进入后续超声除冰范围；步骤四：通过启动超声激励器产生超声波，利用超声波在积冰区域传播时产生的水平剪切波即SH波和lamb波，在覆冰与基板界面产生速度差，形成剪切力去除覆冰；步骤五：通过超声激励器作为积冰监测设备收集反馈的超声信号，根据实时积冰厚度、位置等信息，判断得到是否再次开启除冰设备。 2.根据权利要求1所述的一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法，其特征在于，所述的步骤一包括：将电热装置均匀分布安装在待除冰的结构表面，将超声激励器均匀分布安装在待除冰的结构内表面；其中，所述电热装置为多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料，能够实现快速温度反应，其电热效率高、工作稳定性和热稳定性好；所述的超声激励器由压电材料制成，将高频电信号转化为机械振动产生超声波，同时作为传感器将超声信号转化为电信号。 3.根据权利要求1所述的一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法，其特征在于，所述的步骤三包括：通过上述结构表面结冰信息分析，打开电热装置，通过其快速升温产生覆冰粘接界面热应力，以此降低覆冰粘接强度，等待进入后续超声除冰范围；其中，所述升温过程只需加热至-10℃，不需要融化积冰。 4.根据权利要求1所述的一种基于超声波的低能耗快速探测及除冰方法，其特征在于，所述的步骤五包括：通过超声激励器作为积冰监测设备收集反馈的超声信号，根据实时积冰厚度、位置等信息，判断得到是否再次开启除冰设备；其中，所述超声激励器间隔一定距离均匀分布在结构内表面，利用相控阵技术监测结构表面积冰情况。
所属类别：	发明专利