结冰传感器的分类方法很多。根据检测机理可将结冰传感器分为:光学式、电学式、机械式等。光学式根据冰、水与空气的光学性质的不同检测结冰。
一种典型的光学式结冰传感器为光纤式结冰传感器,是用两根同心结构的光纤,中心圆形为发射光纤,可以发出红外光;外围圆环形为接收光纤,可以接受和检测散射和反射回来的红外光。
光纤探头端面是一个平面玻璃,玻璃上没有结冰时,发射光纤发射的红外光全部透光玻璃端面进入空气,接收光纤接收不到任何红外光;当玻璃端面上有结冰时,发射光纤发出的部分红外光由于被冰层散射和反射而被接收光纤接受。通过检测接收光纤接收到的红外光的强弱,达到检测结冰的目的。
1-矩形金属屏蔽保护外壳;2-单片机;3-双路电容数字转换器;4-基准平行板电容器;5-检测平行板电容器组;6-双路可编程控制的刻度选通电路;绝缘保温密封填充材料,8-接线插座。其中基准平行板电容器电极之间没有结冰。
一种比较典型的机械式结冰传感器是基于压电效应的平膜式结冰传感器。检测原理是:平膜上有结冰时,结冰增大了平膜的刚度,使平膜的谐振频率增大。通过压电陶瓷的压电效应驱动平膜振动在其谐振频率上,通过压电陶瓷的逆压电效应实时监测其谐振频率。
红外线传感器常用于无接触温度测量,气体成分分析和无损探伤,在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图,可以发现温度异常的部位,及时对疾病进行诊断治疗(见热像仪);利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视,可实现大范围的天气预报;采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。
红外线传感器特别是利用远红外线范围的感度做为人体检出用,红外线的波长比可见光长而比电波短。红外线让人觉得只由热的物体放射出来,可是事实上不是如此,凡是存在于自然界的物体,如人类、火、冰等等全部都会射出红外线,只是其波长因其物体的温度而有差异而已。人体的体温约为36~37°C,所放射出峰值为9~10μm的远红外线,另外加热至400~700°C的物体,可放射出峰值为3~5μm 的中间红外线。
红外测温仪的构成主要有光学系统,调制器,红外传感器放大器,指示器等部分构成。红外传感器是接收目标辐射并转换成电信号的器件。
在许多场合,人们不仅要知道物体表面的平均温度,更需了解物体的温度分布以便分析,研究物体的结构,探测内部缺陷。红外成像就能将物体的温度分布以图像的形式直观显示出来。