【BK-JB3H】山東博科儀器團(tuán)結(jié)、拼搏、務(wù)實(shí)，共創(chuàng)企業(yè)美好明天。

　　風(fēng)電結(jié)冰厚度監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器創(chuàng)新正聚焦于高精度感知、多模態(tài)融合與自適應(yīng)能力，以應(yīng)對(duì)復(fù)雜工況下的監(jiān)測需求。以下從技術(shù)突破、結(jié)構(gòu)優(yōu)化及智能決策三個(gè)維度展開創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

　　微波-紅外復(fù)合感知技術(shù)創(chuàng)新

　　研發(fā)雙頻段微波雷達(dá)與長波紅外熱像儀的集成傳感器。微波模塊采用24GHz FMCW體制，通過發(fā)射線性調(diào)頻連續(xù)波并分析回波頻率偏移，實(shí)現(xiàn)冰層厚度0.1mm級(jí)分辨率。紅外模塊工作于8-14μm波段，利用冰層與葉片基材的熱輻射差異，構(gòu)建三維熱分布圖譜。通過數(shù)據(jù)融合算法，將微波測量的絕對(duì)厚度與紅外識(shí)別的冰層邊界結(jié)合，使透明冰(介電常數(shù)接近空氣)的檢測準(zhǔn)確率提升至92%，較傳統(tǒng)單模態(tài)傳感器提高30%。

　　柔性基底分布式傳感網(wǎng)絡(luò)

　　突破剛性傳感器易開裂的局限，開發(fā)基于聚酰亞胺薄膜的柔性傳感器陣列。傳感器厚度僅0.2mm，可貼合葉片曲面布置，沿展向每米部署8個(gè)測點(diǎn)，形成全域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。采用液態(tài)金屬互連技術(shù)替代傳統(tǒng)焊點(diǎn)，使傳感器在-50℃至120℃溫變范圍內(nèi)仍保持0.1%的電阻穩(wěn)定性。每個(gè)測點(diǎn)集成微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)加速度計(jì)，通過振動(dòng)頻譜分析區(qū)分覆冰載荷與氣動(dòng)載荷，避免因葉片舞動(dòng)導(dǎo)致的誤報(bào)。

　　自校準(zhǔn)智能傳感節(jié)點(diǎn)

　　設(shè)計(jì)具備環(huán)境自適應(yīng)能力的智能傳感節(jié)點(diǎn)。內(nèi)置微型光譜儀實(shí)時(shí)監(jiān)測冰層介電常數(shù)，結(jié)合溫度補(bǔ)償算法動(dòng)態(tài)修正微波測量參數(shù)，使-30℃至0℃溫區(qū)的厚度計(jì)算誤差穩(wěn)定在±0.15mm。節(jié)點(diǎn)集成低功耗邊緣計(jì)算芯片，運(yùn)行輕量化YOLOv5目標(biāo)檢測模型，可識(shí)別0.5mm厚度的早期覆冰并自動(dòng)觸發(fā)局部加熱除冰。通過LoRaWAN與5G雙模通信，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延低于200ms，支持風(fēng)電場級(jí)集中監(jiān)控與分布式控制。

　　上述創(chuàng)新使傳感器在凍雨、濕雪等復(fù)雜結(jié)冰場景下的監(jiān)測響應(yīng)速度提升40%，運(yùn)維成本降低25%，為風(fēng)電行業(yè)防冰減災(zāi)提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。