本技术介绍了一种新型的结冰防护蒙皮结构、除冰系统和除冰方法,属于防除冰技术领域。该结构包含一个多功能薄膜,该薄膜由底层覆膜构成,其顶面装配有集成探测与除冰功能的电极。
背景技术
近年来,为了提升飞机、风力机、输电线等基础设施在结冰情况下的运营效费比及安全性,结冰探测技术及防除冰技术得到了长足发展;目前,常见的结冰探测技术有压电谐振式、超声波式、光强调制式、压差式、电容式等;另一方面,防除冰技术方面也提出了包括电加热法、热气法、超声波法、电脉冲法、气囊法、疏水结构法、化学除冰法等多种方法。
然而,现有接探测器及防除冰装置的局限性十分明显;一方面,大多数情况下结构体表面结冰厚度差异很大,除冰过程中残留冰分布不均衡;现有结冰探测装置基本为点式探测,难以表征关键防除冰区域的结冰情况,导致防除冰系统仅能根据极少数固定位置的结冰情况进行防除冰工作,这严重制约了防除冰系统的工作效率及效果;另一方面,现有防除冰系统形式多样,但与结冰探测装置耦合程度低,集成度不高,系统构成及安装方式较为复杂,过多地增加了载荷及维护成本,拔高了防除冰系统的使用门槛。
目前,研究人员在面式结冰探测及探测一体化研究方面均有突破,其较有代表性的包括压电式探除一体化技术及阻抗式一体化技术;压电式一体化技术利用超声阵列在结构体表面注入声表面波进行面式结冰探测与定位,并采用同构的压电器件生成切变水平波(SH波)或激发低频共振实现除冰,其具有较好的实施性,但对应于不同结构、材料及振动环境的表面,其结冰探测信号特异性显著,除冰效果也有所差异;因此,现有的探除一体化装置因在结冰探测方面和除冰方面集成度较低,且配合不均衡以至整体能耗过高、过加热严重,残留冰感知不足、超疏水失效频繁,使得对于结构体表面进行除冰时效率较低,影响其应用范围。
实现思路