结冰传感器基本特性是怎样的？

结冰传感器基本特性分析

为验证动车组列车结冰状态传感器的单纯积水及结冰效果，进行传感器基本特性试验。传感器基本特性试验不仅验证传感器对单纯结冰和水的测量能力，而且为建立喷洒防冰液条件下的结冰状态判断准则提供依据。

动车组列车结冰状态传感器试验布局图4。将传感器及数字显微摄像头置于常温环境中，对传感器分多次进行缓慢加水。此时传感器敏感表面为水层，通过计算机采集传感器的输出电压和频率信号，并通过数字显微摄像头测量水层的厚度。清除水层，然后降低高低温箱内温度至-20℃，再次对传感器分多次进行缓慢加水。

此时传感器敏感表面为冰层，通过计算机采集传感器的输出电压和频率信号并按照对应关系计算冰层厚度，绘制传感器输出信号与水和冰的厚度之间的关系曲线，并通过数字显微摄像头验证冰层的厚度。本试验中主要采集的传感器信号为谐振频率和反馈电压，其试验曲线可以验证传感器对单纯结冰和水的测量能力。

结冰传感器反馈电压曲线仿真曲线及试验曲线见图7。图中反映传感器反馈电压随负载厚度变化的特性，当负载为水时，因为水层不具有刚度，对振动的阻尼可以忽略不计，所以积水电压曲线基本维持在初始电压值附近，电压变化值为0.1 V。当负载为冰时，因为冰层对振动的阻尼影响较大，所以随着冰层的厚度从0 mm增长到1 mm，其反馈电压从3.2 V下降到1.4 V。随着冰层厚度增长到2 mm，反馈电压从1.4 V下降到1.2 V。之后冰层继续增长，而反馈电压基本无变化。

这主要是因为1.2 V为反馈电压检测电路的最小输出值，反馈电压降至1.2 V附近时振动已十分微弱。传感器基本特性试验不仅直接验证了其对单纯结冰和积水的测量能力，还说明了反馈电压可用于判断传感器表面的状态，为后续防冰液试验提供依据。