一种基于激光传感器检测的自动除霜装置

本发明涉及除霜，具体为一种基于激光传感器检测的自动除霜装置。

背景技术：

1、蒸发器作为制冷系统中的必要设备之一，其换热性能的优良关系着整个系统的运行效率。处于冬季低温运行工况下的空调系统或低温冷冻冷藏系统的蒸发器极易结霜，尤其是高湿环境的食品冷冻冷藏环境，蒸发器结霜更为严重，霜层的生成增加了传热热阻，使蒸发器的换热性能显著降低，因此实现蒸发器的无霜环境或换热器的高效除霜对于提高制冷系统效率，降低系统能耗具有重要意义。

2、经检索，中国专利号为cn108981271a的专利，公开了一种电容法智能除霜装置及控制方法。本发明基于制冷系统、除霜设备及控制系统，由平行板电容器、绝缘材料和翅片管蒸发器、中间继电器、智能电容仪表、电加热器及可编程控制器plc等部件协同完成。本发明能够在复杂多变的结霜环境下通过平行板电容器的电容值来精确界定除霜启停控制点，避免了除霜不足及无效除霜所造成的系统高能耗、房间温湿度波动大等缺点，节能效果显著，安全性高。此外，变功率电加热器可根据各平行板电容值的差异，实现蒸发器不同位置的智能变热量除霜，以提高除霜效率，达到节能之目的。

3、经检索，中国专利号为cn109866739b的专利，公开了一种太阳能汽车智能除霜装置，包括：壳体；隔板；储水室，其位于所述隔板一侧；蒸汽输出室，其位于所述隔板另一侧，所述蒸汽输出室的外壁上设置有第二蒸汽出口；擦拭机构，其可升降设置在所述壳体的一侧；动力源电池，其固定设置在所述壳体的一侧外壁上；摄像头，其设置在所述壳体的另一侧外壁上；移动机构，其设置在所述壳体底部；控制器，其与所述储水加热室、所述蒸汽输出室、所述摄像单元、所述擦拭机构、所述移动机构以及所述动力源电池同时电连接。采用蒸汽喷雾将冰霜融化并通过擦拭机构将融化后的水擦干，在完成后通过移动机构移动下一区域进行除霜工作，除霜效果好。本发明还提供一种太阳能汽车智能除霜装置的控制方法。

4、现有的除霜方法一般为温度-时间除霜控制法，即温度过低时打开除霜装置，或定时打开，但这种方法经常会出现除霜过早或过晚、过度除霜或不完全除霜的“误除霜”的现象，进而导致蒸发器换热性能下降，能耗增加、库温波动大等问题；此外，一些高精度的控制方法例如光电控制法，往往投资成本高，工作环境要求苛刻，无法投入实际生产中基于此，本发明设计了一种基于激光传感器检测的自动除霜装置，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于激光传感器检测的自动除霜装置，解决了背景技术中除霜效果不佳与成本较贵问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于激光传感器检测的自动除霜装置，包括工作框，所述工作框的内腔中安装有用于监测霜层厚度的激光组件，所述激光组件与工作框之间安装用于控制激光组件位置的移动组件，所述工作框的背面安装有用于除尘的清洁组件；

4、所述激光组件包括激光发射器和激光接收器，所述激光发射器可发射光束使得激光接收器接收，所述工作框的内腔安装有翅片，所述激光发射器发射的光束与翅片平行，所述激光发射器与激光接收器共有两组分布在左右两侧且与翅片之间的距离不同，所述工作框的顶部安装有电路控制器，所述工作框的内腔中安装有蒸发器控制元件，所述激光发射器与激光接收器均与电路控制器电性连接。

5、优选的，所述蒸发器控制元件的一侧安装有盘管且盘管为多组线性阵列并穿插在翅片的内腔中，所述工作框的正面安装有电加热器，所述电加热器为多组线性阵列分布且与电路控制器电性连接。

6、优选的，所述翅片为多组线性阵列分布，位于左侧的所述激光发射器为一号激光发射器且与翅片之间的距离为3mm，与所述一号激光发射器进行信号传递的激光接收器为一号激光接收器，位于右侧的所述激光发射器为二号激光发射器且与翅片之间的距离为0.5mm，与所述二号激光发射器进行信号传递的激光接收器为二号激光接收器。

7、优选的，所述电路控制器中安装有第一电源、中间继电器、第二电源和总开关，所述第一电源通过总开关控制电路并分别通过一号控制开关和二号控制开关控制一号激光发射器和二号激光发射器，所述中间继电器电性连接在第一电源与第二电源之间，所述电加热器与第二电源电性连接。

8、初始状态下，闭合总开关，一号激光发射器与一号激光接收器均正常工作，二号控制开关保持断开；当一号激光发射器发射的光束被霜层遮住，一号激光接收器控制的一号控制开关自动闭合，电流通过二号激光发射器，使其开始工作；由于二号激光发射器发射的光束此时被霜层遮住，二号激光接收器控制的二号控制开关自动闭合，二号激光发射器和二号激光接收器自锁，中间继电器接通，常开触点闭合，电加热器开始工作，系统进入除霜模式；随着霜层厚度逐渐减小，一号激光发射器发射的光束不再被霜层遮住，一号激光接收器控制的一号控制开关断开，此时二号激光发射器发射的光束仍被霜层遮住，电加热器继续工作；一段时间后，霜层被除尽，二号激光发射器发射的光束不再被霜层遮住，二号激光接收器控制的二号控制开关断开，二号激光发射器与二号激光接收器停止工作，中间继电器随之断开，电加热器停止加热，除霜结束。

9、优选的，所述工作框的内腔中安装有风机座，所述风机座的正面转动连接有第一转轴，所述第一转轴的正面固定连接有扇叶，所述扇叶为多组圆周阵列分布，所述第一转轴的外圈固定连接有第一锥齿轮。

10、优选的，所述工作框的一侧安装有电机座，所述电机座的内腔中安装有步进电机，所述步进电机输出轴的一侧固定连接有第二转轴，所述第二转轴的外圈固定连接有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合。

11、启动步进电机，带动第二转轴进行转动，从而带动第二锥齿轮进行转动。由于第二锥齿轮与第一锥齿轮之间相互啮合，因此会带动第一锥齿轮进行转动。当第一锥齿轮进行转动的过程中，第一转轴也会进行转动，实现扇叶的转动。

12、优选的，所述移动组件包括伺服电机，所述伺服电机与工作框的内壁之间转动连接有单向丝杆，所述伺服电机的输出轴与单向丝杆之间通过联轴器固定连接，所述单向丝杆的外圈螺纹连接有移动块，所述伺服电机、单向丝杆和移动块共有两组且左右分布，位于左侧的所述移动块的底部与一号激光发射器的顶部固定连接，位于右侧的所述移动块的底部与二号激光发射器的顶部固定连接。

13、优选的，所述工作框的内壁固定连接有限位杆，所述限位杆为多组线性阵列分布，所述移动块滑动套设在限位杆的外圈。

14、优选的，所述清洁组件包括清理框，所述清理框的背面固定连接有清理管，所述清理管的背面固定连接有固定板，所述固定板的正面固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的外圈套装有弹簧，所述伸缩杆的正面固定连接有移动板，所述移动板的正面转动连接有销轴，所述销轴的外圈固定连接有连接有旋转板，所述旋转板的一侧固定连接有清理刷。

15、当风机启动或是清理管内部气流流动时，此时会带动旋转板绕着销轴处进行转动，并带动旋转板一侧的清理刷对清理管的内部进行清理。而当气流的风力较大时，此时会带动移动板进行位置的移动，实现对清理管内部较大范围的清理，并开始挤压伸缩杆与弹簧，在风力消失后，此时被压缩的弹簧会恢复原状，带动移动板进一步进行移动。移动板的两侧固定连接有滑块，可在滑槽的内腔中进行滑动，从而限制移动板的移动方向。

16、优选的，所述清理管的内壁开设有滑槽，所述移动板的两侧固定连接有滑块，所述滑块滑动连接在滑槽的内腔中，所述旋转板与清理刷为多组圆周阵列分布。

17、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

18、1、本发明，通过激光传感器和激光接收器的配合，能够通过激光传感器，实时检测翅片表面实际结霜厚度，当霜层遮住激光发射器发射的光束时，激光接收器控制的开关闭合，而当霜层未遮住激光发射器发射的光束，激光接收器控制的开关断开，并由此通过中间继电器控制电加热器启停，精准控制制冷系统除霜模式的启停，能够有效避免误除霜现象的发生，提高除霜效率，降低制冷系统能耗。

19、2、本发明，通过伺服电机和单向丝杆的配合，启动伺服电机，带动单向丝杆进行转动，随即带动移动块进行移动。移动块移动的过程中，会带动一号激光发射器和二号激光发射器进行位置的移动，实现阈值的改变，满足不同环境的需要。