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连续与脉冲激光相结合的风电叶片冰雪清除方法及系统 

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申请/专利权人:西安热工研究院有限公司

摘要:本发明公开一种连续与脉冲激光相结合的风电叶片冰雪清除方法及系统,包括:冰雪形态识别单元、激光发生单元、双激光控制单元及激光瞄准与扫描单元;通过高倍望远镜对风力机叶片结冰进行图像采集,结合人工智能的方法识别叶片表面冰雪附着的形态。根据冰雪附着状态,采用最优适用性的激光类型并调整相应的激光特征参数,在基于热融效应的连续激光与基于激波效应的脉冲激光的互相配合下,采用相应的光束扫描控制方法,可对叶片上不同类型的冰雪附着区域进行同步清除,本发明可显著提高除冰效率,该除冰系统可根据风电场区野外作业的实地需求。

主权项:1.一种连续与脉冲激光相结合的风电叶片冰雪清除系统,其特征在于,包括:冰雪形态识别单元(1)、激光发生单元(2)、双激光控制单元(3)及激光瞄准与扫描单元(4);所述冰雪形态识别单元(1)包括便携式计算机(1-3),便携式计算机(1-3)具有除冰控制单元(8),除冰控制单元(8)用于对风力机叶片(9)表面的冰雪附着部位进行定位、拍照与图像存储,并对冰雪形态进行判别,判别结果分为:湿雪附着、冰晶体覆盖和冰雪混合;所述激光发生单元(2)包含连续激光发生器(2-1)与脉冲激光发生器(2-2),其中,连续激光发生器(2-1)发出的稳态连续激光光束,对叶片的湿雪附着区域或薄冰层区域进行逐行、持续扫描照射;脉冲激光发生器(2-2)发出的瞬态周期性激光光束,对叶片的厚冰层区域的关键离散点位进行照射;所述双激光控制单元(3)包含启停控制元件(3-1)、能谱控制元件(3-2);所述启停控制元件(3-1)用于通过接收冰雪形态识别单元(1)输出的判别结果,决定激光发生单元(2)中各激光器的启停状态;所述能谱控制元件(3-2)与激光发生单元(2)电连接,除冰控制单元中的能谱设置模块(8C)用于调整不同激光发生器的能量输出关键参数,包括:1)连续激光发生器的稳态功率密度、稳态工作时间的上限值;2)脉冲激光发生器的瞬态峰值功率密度、脉冲宽度、照射频率的阈值范围;所述激光瞄准与扫描单元(4)用于通过转动实现激光光束对覆冰层受体的瞄准与扫描动作。

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权利要求:

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