CN114487101B - 冰点检测及积冰预警装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于民用航空地面保障技术领域，公开了一种冰点检测及积冰预警装置及方法。将冰点检测及积冰预警装置嵌入待测物体表面，通过积冰传感器实时检测物面状况，在有积冰时及时示警；在物面有液体时通过电导率传感器检测待测物面液体的电导率，结合温度补偿得到液体含盐量，进一步计算液体的冰点；然后以此冰点温度值作为参考温度，驱动半导体热电制冷器制冷降温，通过积冰传感器检测物面积冰信息，在此参考温度上下范围内探寻得到精确的液体积冰温度，并及时将结冰温度信息发布至相应终端。本发明能够快速、精准地检测物体表面液体的结冰温度，及时发布预警信息，提前进行除冰作业准备。
Description
技术领域
本发明属于民用航空地面保障技术领域，尤其涉及一种冰点检测及积冰预警装置及方法。
背景技术
受低温及降雨降雪等各种气象条件的影响，结冰积冰现象时有发生。当飞机机翼结冰时，会增加翼面失速的危险；机场跑道积冰也会严重影响飞机起降安全，公路路面积冰则会加大车祸发生的概率，从而严重影响人民财产及生命安全；因此提前进行除冰资源调度，及时除冰是保障人民安全出行中至关重要的任务。国内外针对此问题研究发展了各种结冰检测技术，有电容式、光纤式、谐振式、光强法、图像处理法等，都可以很好地区分冰、水等不同覆盖物，但是都是属于被动的、后发现式的检测方式，无法实现积冰提前预警。
因此现阶段也出现了一些积冰预警及冰点检测方面的研究成果；例如尹焱等人提出一种除冰预警系统及方法(专利公开号：CN111047844A)，通过多个探测器采集各种气象信息，然后进行数据融合，运用表决算法发布预警信息，但是系统精度无法保证，可能出现误报等现象；还有国内外一些公司开发的冰点检测传感器，主要可以分为主动式和被动式两种，主动式是借助半导体温控技术使传感器表面液体结冰来检测结冰温度，结果可信度较高，但是响应周期较长；被动式则是根据传感器表面液体与盐度之间的关系推算出结冰温度，此方法检测方便，但是误差较大；由于上述方法都存在一定的局限性，因此现阶段并未得到实际应用。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)现有技术中的结冰传感器大都可以很好的区分不同覆盖物，但是属于一种被动的、后发现式的检测方式，无法实现积冰预警，提前进行除冰资源调度；
(2)现有的一些积冰预警系统以及被动式冰点检测技术受系统模型及不同气象条件等因素影响导致误差较大，结果可信度较低；
(3)现有的主动式冰点检测技术虽然精度较高，但是在液体结冰温度较低的极限情况下系统响应时间慢，响应周期长。
解决以上问题及缺陷的意义为：由于缺少实时冰点检测手段，导致现阶段的除冰作业都是在积冰发生以后才进行的，存在一定滞后；而受不同气象条件，以及除冰过程中喷洒除冰液和除冰盐等因素的影响，物体表面液体冰点温度会产生较大波动，因此研究如何快速、精确地测得液体结冰温度是冰点检测中亟需解决的问题，可以进行积冰预警，提前调度除冰资源，具有广泛的研究意义与应用前景。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本发明公开实施例提供了一种冰点检测及积冰预警装置及方法。所述技术方案如下：
一种冰点检测及积冰预警装置，需嵌入待测物体表面，包括温度传感器、控制器、电导检测电路模块、驱动电路模块、振荡频率检测电路模块、无线通讯模块、半导体热电制冷器、导热紫铜盘、绝热材料层、高导热胶层、顶部封盖、封装外壳、电导率传感器和声表面波积冰传感器；其中，所述的封装外壳的上端呈开口状，底面中部形成有一个开孔；顶部封盖设在封装外壳的上端开口处，正中及外侧部位分别形成有一个圆孔；导热紫铜盘设置在封装外壳的内中部，上端位于顶部封盖正中的圆孔内且顶面与顶部封盖的顶面齐平；声表面波积冰传感器和温度传感器嵌入导热紫铜盘内，且顶面与导热紫铜盘的顶面齐平；半导体热电制冷器安装在导热紫铜盘的底面上，制冷面与导热紫铜盘相接；电导率传感器安装在顶部封盖外侧的开孔处；半导体热电制冷器与驱动电路模块电连接，声表面波积冰传感器与振荡频率检测电路模块电连接，电导率传感器与电导检测电路模块电连接；驱动电路模块、振荡频率检测电路模块、电导检测电路模块、无线通讯模块和控制器安装在封装外壳的内部，并与控制器电连接；无线通讯模块与机场控制中心终端无线连接；绝热材料层填充在封装外壳内部的空隙内；高导热胶层位于半导体热电制冷器的热端和封装外壳的底部，以增大传热系数，通过将半导体热电制冷器制冷过程中产生的热量导出而实现装置散热。
在一实施例中，所述的电导率传感器包括透水板盖、导电槽和两个电极；透水板盖封装在导电槽的上端开口处,并且顶面与顶部封盖的顶面齐平；两个电极间隔安装在导电槽的侧壁上。
所述的电极采用导电性能好，抗腐蚀性能强的碲铜电极；不同含盐量的液体对应的冰点不同，也会改变两电极之间的电导率。
在一实施例中，所述的声表面波积冰传感器包括压电材料、导波层和叉指换能器；压电材料采用具有优异压电性能的铌酸锂黑片；导波层采用SiO2，通过RF溅射法沉积在压电材料上；叉指换能器包括间隔距离设置在导波层上的输入和输出叉指换能器，实现声信号与电信号之间的转换。
本发明的另一目的在于提供一种冰点检测及积冰预警方法将冰点检测及积冰预警装置嵌入待测物体表面，通过声表面波积冰传感器实时检测待测物体表面状况，检测到有积冰时及时示警；检测到有液体时，通过电导率传感器检测表面液体的电导率，结合温度补偿得到液体含盐量，并计算处液体的冰点；
然后以计算出的冰点作为参考温度，驱动半导体热电制冷器降温或升温，并结合声表面波积冰传感器实时检测物体表面积冰状况，得到精确的液体冰点温度，并及时上报。
具体包括下列步骤：
1)将输入信号传至声表面波积冰传感器输入叉指换能器端，经过逆压电效应在压电材料上激发出声表面波，然后沿导波层传输至输出叉指换能器，由输出叉指换能器通过压电效应将声表面波转化为电信号并输出；再通过振荡频率检测电路模块对输出的电信号的振荡频率f进行检测，将f与传感器本征频率f0进行比较，判断冰点检测及积冰预警装置表面覆盖物状态；
在一实施例中，所述的振荡频率f的表达式为：
其中，v为声表面波在导波层上传播的波速，l为输入和输出叉指换能器之间的距离。
在一实施例中，所述传感器本征频率f0为
其中v0为导波层上无任何覆盖物时声表面波的传播速度。
由于乐甫波在水中没有大的衰减，但在固体中却有较为明显的衰减，因此当装置表面结冰时，输出的电信号的振荡频率f会发生较为明显的突变。
2)若1)中检测结果为装置表面无覆盖物，则返回继续检测；若检测结果为装置表面有积冰，则通过无线通讯模块向控制中心终端发布示警信息；若检测结果为装置表面有液体，则进行后续步骤检测液体冰点；
3)在控制器控制下，利用电导检测电路模块对通过透水板盖的孔隙流入电导率传感器导电槽内的溶液电导率σ进行检测，根据当前时刻温度T、液体含盐量c和液体电导率之间的关系式c＝f(T,σ)计算出液体含盐量c；再根据液体冰点b和液体含盐量c之间的关系式b＝g(c),利用液体含盐量c计算得到液体冰点b；
4)以上述冰点b作为参考温度，控制驱动电路模块驱动半导体热电制冷器主动制冷或加热，通过声表面波积冰传感器实时检测液体结冰和融化，在上述冰点b上下范围内探寻较为精确的冰点温度；并通过无线通讯模块12将冰点温度及时上传至控制中心终端。
在一实施例中，冰点探寻的具体方法为：
步骤1，通过驱动电路模块驱动半导体热电制冷器制冷降温至参考冰点，通过声表面波积冰传感器检测装置表面是否结冰；
步骤2，若未结冰，则控制半导体热电制冷器以0.5℃/min的降温幅度进行降温，直到声表面波积冰传感器检测到装置表面结冰，记录此时的温度即为最终输出的冰点温度值；
步骤3，若检测结果为装置表面结冰，则控制半导体热电制冷器以0.5℃/min的升温幅度升温，直到声表面波积冰传感器检测到装置表面液体融化；记录上一时刻的温度即为最终输出的冰点温度值。
本发明的另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行所述的冰点检测及积冰预警方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述的冰点检测及积冰预警方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
(1)本发明提供的声表面波积冰传感器具有小型化，低成本，低功耗等优点，可大量生产，实现多点检测。
(2)本发明将电导率传感器及积冰检测传感器嵌入装置内，能够应用于实际的物体结冰检测中。
(3)本发明集冰点检测、积冰检测和预警于一体，能够快速、精准地检测物体表面液体的结冰温度，可以解决现有冰点检测技术中响应时间长或者误差大的问题。
(4)本发明提供的冰点检测及积冰预警方法，将冰点检测及积冰预警装置嵌入待测物体表面，通过积冰传感器实时检测物面状况，在有积冰时及时示警；并且能在物面有液体时通过盐度传感器检测待测物面液体的电导率，结合温度补偿得到液体含盐量，进一步计算液体的冰点；然后以此冰点温度值作为参考温度，驱动半导体热电制冷器制冷降温，通过声表面波积冰传感器检测物面积冰信息，在此参考温度上下范围内探寻得到精确的液体积冰温度，并及时将结冰温度信息发布至相应终端，实现冰点检测及积冰预警，使除冰作业快速高效进行，保障人们正常安全出行。
当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本发明实施例提供的冰点检测及积冰预警方法流程图。
图2是本发明实施例提供的冰点检测及积冰预警装置示意图。
图3是本发明实施例提供的冰点检测与积冰预警装置俯视图。
图4是本发明实施例提供的冰点检测与积冰预警装置中电导率传感器示意图。
图5是本发明实施例提供的冰点检测与积冰预警装置中声表面波积冰传感器示意图。
图中：1、透水板盖；2、导电槽；3、电极；4、温度传感器；5、导波层；6、压电材料；7、叉指换能器；8、控制器；9、电导检测电路模块；10、驱动电路模块；11、振荡频率检测电路模块；12、无线通讯模块；13、半导体热电制冷器；14、导热紫铜盘；15、绝热材料层；16、高导热胶层；17、顶部封盖；18、封装外壳；19、电导率传感器；20、声表面波积冰传感器。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，本发明提供一种冰点检测及积冰预警方法，包括下列步骤：
(1)将输入信号传至声表面波积冰传感器20输入叉指换能器端，经过逆压电效应在压电材料6上激发出声表面波，然后沿导波层5传输至输出叉指换能器，由输出叉指换能器通过压电效应将声表面波转化为电信号并输出；再通过振荡频率检测电路模块11对输出的电信号的振荡频率f进行检测，将f与传感器本征频率f0进行比较，判断冰点检测及积冰预警装置表面覆盖物状态。
(2)若步骤(1)中检测结果为装置表面无覆盖物，则返回继续检测；若检测结果为装置表面有积冰，则通过无线通讯模块12向控制中心终端发布示警信息；若检测结果为装置表面有液体，则进行后续步骤检测液体冰点。
(3)在控制器8控制下，利用电导检测电路模块9对通过透水板盖1的孔隙流入电导率传感器19的导电槽2内的溶液电导率σ进行检测，根据当前时刻温度T、液体含盐量c和液体电导率之间的关系式c＝f(T,σ)计算出液体含盐量c；再根据液体冰点b和液体含盐量c之间的关系式b＝g(c),利用液体含盐量c计算得到液体冰点b。
(4)以上述冰点b作为参考温度，控制驱动电路模块10驱动半导体热电制冷器13主动制冷或加热，通过声表面波积冰传感器20实时检测液体结冰和融化，在上述冰点b上下范围内探寻较为精确的冰点温度；并通过无线通讯模块12将冰点温度及时上传至控制中心终端。
在本发明一优选实施例中，在步骤(1)中，所述的振荡频率f的表达式为：
其中，v为声表面波在导波层5上传播的波速，l为输入和输出叉指换能器之间的距离。
所述传感器本征频率f0为
其中v0为导波层5上无任何覆盖物时声表面波的传播速度。
由于乐甫波在水中没有大的衰减，但在固体中却有较为明显的衰减，因此当装置表面有积冰时时，输出电信号的振荡频率f会发生较为明显的突变。
在本发明一优选实施例中，在步骤(4)中，所述冰点温度探寻具体方法为：
通过驱动电路模块10驱动半导体热电制冷器13制冷降温至参考冰点，通过声表面波积冰传感器20检测装置表面是否结冰；若未结冰，则控制半导体热电制冷器以0.5℃/min的降温幅度进行降温，直到声表面波积冰传感器20检测到装置表面结冰，记录此时的温度即为最终输出的冰点温度值。；若检测结果为装置表面结冰，则控制半导体热电制冷器以0.5℃/min的升温幅度升温，直到声表面波积冰传感器20检测到装置表面液体融化；记录上一时刻的温度即为最终输出的冰点温度值。
如图2-图3所示，本发明提供的冰点检测及积冰预警包括温度传感器4、控制器8、电导检测电路模块9、驱动电路模块10、振荡频率检测电路模块11、无线通讯模块12、半导体热电制冷器13、导热紫铜盘14、绝热材料层15、高导热胶层16、顶部封盖17、封装外壳18、电导率传感器19和声表面波积冰传感器20。
其中，所述的封装外壳18的上端呈开口状，底面中部形成有一个开孔；顶部封盖17设在封装外壳18的上端开口处，正中及外侧部位分别形成有一个圆孔；导热紫铜盘14设置在封装外壳18的内中部，上端位于顶部封盖17正中的圆孔内且顶面与顶部封盖17的顶面齐平；声表面波积冰传感器20和温度传感器4嵌入导热紫铜盘14内，且顶面与导热紫铜盘14的顶面齐平；半导体热电制冷器13安装在导热紫铜盘14的底面上，制冷面与导热紫铜盘14相接；电导率传感器19安装在顶部封盖17外侧的开孔处；半导体热电制冷器13与驱动电路模块10电连接，声表面波积冰传感器20与振荡频率检测电路模块11电连接，电导率传感器19与电导检测电路模块9电连接；驱动电路模块10、振荡频率检测电路模块11、电导检测电路模块9、无线通讯模块12和控制器8安装在封装外壳18的内部，并与控制器8电连接。
无线通讯模块12与机场控制中心终端无线连接；绝热材料层15填充在封装外壳18内部的空隙内；高导热胶层16位于半导体热电制冷器13的热端和封装外壳18的底部，以增大传热系数，通过将半导体热电制冷器13制冷过程中产生的热量导出而实现装置散热。
如图4所示，所述的电导率传感器19包括透水板盖1、导电槽2和两个电极3；透水板盖1封装在导电槽2的上端开口处,并且顶面与顶部封盖17的顶面齐平；两个电极3间隔安装在导电槽2的侧壁上。所述的电极3采用导电性能好，抗腐蚀性能强的碲铜电极；含盐量不同的液体对应的冰点不同，会改变两电极3之间的电导率，所述的电极3采用碲铜电极。
如图5所示，所述的声表面波积冰传感器20包括压电材料6、导波层5和叉指换能器7；所述的压电材料6采用具有优异压电性能的铌酸锂黑片。
所述的导波层5采用SiO2，通过RF溅射法沉积在压电材料6上。
所述的叉指换能器7包括间隔距离设置在导波层5上的输入和输出叉指换能器，实现声信号与电信号之间的转换。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步描述。
实施例1：
如图1所示，本发明提供的冰点检测及积冰预警方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将输入信号传至声表面波积冰传感器20输入叉指换能器端，经过逆压电效应在压电材料6上激发出声表面波，然后沿导波层5传输至输出叉指换能器，由输出叉指换能器通过压电效应将声表面波转化为电信号并输出；再通过振荡频率检测电路模块11对输出的电信号的振荡频率f进行检测，将f与传感器本征频率f0进行比较，判断冰点检测及积冰预警装置表面覆盖物状态。
2)若1)中检测结果为装置表面无覆盖物，则返回继续检测；若检测结果为装置表面有积冰，则通过无线通讯模块12向控制中心终端发布示警信息；若检测结果为装置表面有液体，则进行后续步骤检测液体冰点。
3)在控制器8控制下，利用电导检测电路模块9对通过透水板盖1的孔隙流入电导率传感器19的导电槽2内的溶液电导率σ进行检测，根据当前时刻温度T、液体含盐量c和液体电导率之间的关系式c＝f(T,σ)计算出液体含盐量c；再根据液体冰点b和液体含盐量c之间的关系式b＝g(c),利用液体含盐量c计算得到液体冰点b。
4)以上述冰点b作为参考温度，控制驱动电路模块10驱动半导体热电制冷器13主动制冷或加热，通过声表面波积冰传感器20实时检测液体结冰和融化，在上述冰点b上下范围内探寻较为精确的冰点温度；并通过无线通讯模块12将冰点温度及时上传至控制中心终端。
实施例2：
如图4所示，本发明实施例提供一种电导率传感器19主要包括：导电槽2及两个电极3，电极所用材料为导电性能好，抗腐蚀性能强的碲铜电极；传感器表面用透水板盖封装，嵌入装置表面，透水板盖的孔隙大小能透过水溶液而不会透过其它杂物。
由于不同温度下含盐量不同的液体和其对应的电导率存在关系c＝f(T,σ)，其中T为当前时刻温度，c为液体含盐量，σ为液体的电导率；当待测物表面积水中有除冰液或除冰盐残留时，其通过透水板盖流入导电槽会导致两电极之间的电导率会发生变化，控制器通过电导检测电路检测溶液的电导率σ，结合温度补偿，即可测得此时的液体含盐量c。
冰点和含盐量有一定的关系，结合液体含盐量c和冰点b之间的对应关系b＝g(c)，就可以根据液体含盐量得到其冰点值。
实施例3：
如图5所示，本发明实施例提供一种声表面波积冰传感器20，其包括：压电材料6，导波层5以及叉指换能器7，叉指换能器7包括输入叉指换能器和输出叉指换能器。
其中，压电材料6为铌酸锂黑片；导波层5材料为SiO2，通过RF溅射法将其沉积在压电材料上；输入叉指换能器、输出叉指换能器是通过将金属沉积在导波层表面然后使用光刻工艺刻蚀而成的。
传感器工作时，输入信号在输入叉指换能器端经过逆压电效应会在压电材料上激发出声表面波(乐甫波)，乐甫波沿导波层传输至输出叉指换能器，经输出叉指换能器将声信号转换为具有一定振荡频率电信号，其振荡频率为
其中，v为乐甫波在导波层上传播的波速，l为输入输出叉指换能器之间的距离。
由于乐甫波在水中没有大的衰减，但在固体中却有较为明显的衰减，因此当装置表面结冰时，输出信号的振荡频率会发生突变；使用控制器通过振荡频率检测电路模块对输出信号的振荡频率f进行检测，将f与传感器本征频率f0进行比较，即可得到装置表面积冰信息，其中，传感器本征频率为
其中v0为导波层5上无任何覆盖物时声表面波的传播速度。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围应由所附的权利要求来限制。
Claims (8)
1.一种冰点检测及积冰预警装置，其特征在于，所述冰点检测及积冰预警装置嵌入待测物体表面，包括温度传感器(4)、控制器(8)、电导检测电路模块(9)、驱动电路模块(10)、振荡频率检测电路模块(11)、无线通讯模块(12)、半导体热电制冷器(13)、导热紫铜盘(14)、绝热材料层(15)、高导热胶层(16)、顶部封盖(17)、封装外壳(18)、电导率传感器(19)和声表面波积冰传感器(20)；
所述顶部封盖(17)设在封装外壳(18)的上端开口处，封装外壳(18)的正中及外侧部位分别开有圆孔；导热紫铜盘(14)设置在封装外壳(18)的内中部，导热紫铜盘(14)上端位于顶部封盖(17)正中的圆孔内且顶面与顶部封盖(17)的顶面齐平；声表面波积冰传感器(20)和温度传感器(4)嵌入导热紫铜盘(14)内，且温度传感器(4)的顶面与导热紫铜盘(14)的顶面齐平；
半导体热电制冷器(13)安装在导热紫铜盘(14)的底面上，制冷面与导热紫铜盘(14)相接；电导率传感器(19)安装在顶部封盖(17)外侧的开孔处；半导体热电制冷器(13)与驱动电路模块(10)电连接，声表面波积冰传感器(20)与振荡频率检测电路模块(11)电连接，电导率传感器(19)与电导检测电路模块(9)电连接；驱动电路模块(10)、振荡频率检测电路模块(11)、电导检测电路模块(9)、无线通讯模块(12)和控制器(8)安装在封装外壳(18)的内部，并与控制器(8)电连接；
无线通讯模块(12)与机场控制中心终端无线连接；绝热材料层(15)填充在封装外壳(18)内部的空隙内；高导热胶层(16)位于半导体热电制冷器(13)的热端和封装外壳(18)的底部。
2.根据权利要求1所述的冰点检测及积冰预警装置，其特征在于，所述的封装外壳(18)的上端呈开口状，底面中部开有孔。
3.根据权利要求1所述的冰点检测及积冰预警装置，其特征在于，所述的电导率传感器(19)包括透水板盖(1)、导电槽(2)和两个电极(3)；透水板盖(1)封装在导电槽(2)的上端开口处,并且顶面与顶部封盖(17)的顶面齐平；两个电极(3)间隔安装在导电槽(2)的侧壁上。
4.根据权利要求1所述的冰点检测及积冰预警装置，其特征在于，所述的声表面波积冰传感器(20)包括压电材料(6)和导波层(5)和叉指换能器(7)；
所述的压电材料(6)采用铌酸锂黑片；
所述的导波层(5)采用Sio2，通过RF溅射法沉积在压电材料(6)上；
所述叉指换能器(7)包括间隔距离设置在导波层(5)上的输入和输出叉指换能器(7)，用于声信号与电信号之间的转换。
5.一种冰点检测及积冰预警方法，采用如权利要求1-4任意一项所述冰点检测及积冰预警装置进行检测，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
将冰点检测及积冰预警装置嵌入待测物体表面，通过声表面波积冰传感器(20)实时检测待测物体表面状况，检测到有积冰时及时示警；检测到有液体时，通过电导率传感器(19)检测表面液体的电导率，结合温度补偿得到液体含盐量，并计算出液体的冰点；
然后以计算出的冰点作为参考温度，驱动半导体热电制冷器(13)降温或升温，并结合声表面波积冰传感器(20)实时检测物体表面积冰状况，得到精确的液体冰点温度，并及时上报。
6.根据权利要求5所述的冰点检测及积冰预警方法，其特征在于，所述冰点检测及积冰预警方法具体包括以下步骤：
步骤一，将输入信号通过声表面波积冰传感器(20)输入叉指换能器(7)，经过逆压电效应在压电材料(6)上激发出声表面波，然后沿导波层(5)传输至输出叉指换能器(7)，由输出叉指换能器(7)通过压电效应将声表面波转化为电信号并输出；再通过振荡频率检测电路模块(11)对输出的电信号的振荡频率f进行检测，将f与传感器本征频率f0进行比较，判断冰点检测及积冰预警装置表面覆盖物状态；
步骤二，若步骤一中检测结果为装置表面无覆盖物，则返回继续检测；若检测结果为装置表面有积冰，则通过无线通讯模块(12)向控制中心终端发布示警信息；若检测结果为装置表面有液体，则进行后续步骤检测液体冰点；
步骤三，在控制器(8)控制下，利用电导检测电路模块(9)对通过透水板盖(1)的孔隙流入电导率传感器(19)导电槽(2)内的溶液电导率σ进行检测，根据当前时刻温度T、液体含盐量c和液体电导率之间的关系式c＝f(T,σ)计算出液体含盐量c；再根据液体冰点b和液体含盐量c之间的关系式b＝g(c),利用液体含盐量c计算得到液体冰点b；
步骤四，以冰点b作为参考温度，控制驱动电路模块(10)驱动半导体热电制冷器(13)主动制冷或加热，通过声表面波积冰传感器(20)实时检测液体结冰和融化，在冰点b上下范围内探寻精确的冰点温度；并通过无线通讯模块(12)将冰点温度及时上传至控制中心终端。
7.根据权利要求6所述的冰点检测及积冰预警方法，其特征在于，所述步骤一中所述振荡频率f的表达式为：
其中，v为声表面波在导波层(5)上传播的波速，l为输入和输出叉指换能器(7)之间的距离；
所述声表面波积冰传感器(20)本征频率f0为
其中v0为导波层(5)上无任何覆盖物时声表面波的传播速度。
8.根据权利要求6所述的冰点检测及积冰预警方法，其特征在于，所述步骤四中冰点温度的探寻方法为：
步骤1，通过驱动电路模块(10)驱动半导体热电制冷器(13)制冷降温至参考冰点，通过声表面波积冰传感器(20)检测装置表面是否结冰；
步骤2，步骤1检测结果为装置表面未结冰，则控制半导体热电制冷器(13)以0.5℃/min的降温幅度进行降温，直到声表面波积冰传感器(20)检测到装置表面结冰；记录此时的温度为最终输出的冰点温度值；
步骤3，检测结果为装置表面结冰，则控制半导体热电制冷器(13)以0.5℃/min的升温幅度升温，直到声表面波积冰传感器(20)检测到装置表面液体融化；记录上一时刻的温度为最终输出的冰点温度值。
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