[发明专利]除冰装置及其除冰方法

权利要求书

1.除冰装置，其特征在于，所述除冰装置包括：

结冰采集模块，用于感知监测区表面的附冰信息，并将附冰信息发送给控制器；

融冰模块，在监测区表面附着冰层时，用于带动监测区表面振动，使监测区表面与冰层之间的摩擦力大于预设摩擦力，以融化冰层内表面；

冰层剥离模块，用于冰层内表面融化后，将冰层从监测区表面剥离；所述冰层剥离模块为气流剥离装置，用于产生的高压气流将冰层从监测区表面剥离；高压气流从监测区表面均匀地吹出；

控制器，用于接收结冰采集模块上传的附冰信息，当附冰信息大于第一预设阈值时，启动融冰模块；当附冰信息由第一预设阈值降低至小于第二预设阈值时，启动冰层剥离模块；当附冰信息由第二预设阈值降低至小于等于初始阈值时，关闭融冰模块和冰层剥离模块；

所述冰层剥离模块产生的气体气压的计算公式为：

其中，M为气体气压；为结冰的单位面积；为冰的密度，b为比例系数；f为实时的谐振频率，f₀为初始的谐振频率；P为大气压产生的压力；N为监测区表面上的冰层在气流下产生的风载压力。

2.根据权利要求1所述的除冰装置，其特征在于，所述融冰模块为超声波换能器，用于产生超声波带动监测区表面振动。

3.根据权利要求2所述的除冰装置，其特征在于，所述融冰模块安装在监测区内表面。

4.根据权利要求1所述的除冰装置，其特征在于，所述气流剥离装置包括与控制器连接、并产生高压气流的气体发生模块和至少一根与所述气体发生模块连接的导气管，所述监测区表面开设有贯穿其的安装孔，所述导气管安装于所述安装孔内，且其端部不超过所述监测区表面。

5.根据权利要求4所述的除冰装置，其特征在于，所述导气管的直径为0.2mm～2mm。

6.根据权利要求4所述的除冰装置，其特征在于，所述高压气流的气压范围为0.5MPa～1MPa。

7.根据权利要求1所述的除冰装置，其特征在于，所述结冰采集模块为压电平膜结冰传感器，所述附冰信息为压电平膜结冰传感器的谐振频率。

8.根据权利要求7所述的除冰装置，其特征在于，所述谐振频率的计算公式为：

其中，f为实时的谐振频率，K为受感器等效刚度，m为结冰采集模块的等效质量，k为受感器常数。

9.根据权利要求1所述的除冰装置，其特征在于，所述预设摩擦力的计算公式为：

其中，F为预设摩擦力；μ为监测区表面与冰层的摩擦系数；P为大气压产生的压力；N为监测区表面上的冰层在气流下产生的风载压力。

10.根据权利要求1所述的除冰装置，其特征在于，所述监测区表面的机械振幅小于5μm。

11.根据权利要求1-10任一所述的除冰装置，其特征在于，所述监测区为机翼、风轮叶片、换热屋顶或太阳能板。