微波积冰传感器 FT-JB3H：精准掌控风电叶片积冰动态

在冬春季节气候湿润的地区，风电叶片覆冰是无法避免的问题，往往会给风电机组的稳定运行造成极大挑战。

一般来说，当环境温度低于 0℃，叶片表面温度降至 -5℃以下，且空气湿度超过 85%，叶片覆冰的风险会明显增加。风电场常处于冷热气流频繁交汇之处，微地形与微气象的复杂组合，使得不少机组的叶片覆冰现象屡见不鲜。究其根本，叶片表面结冰源于低温下水的物相转变，那些在 0℃以下仍呈液态的过冷水滴稳定性欠佳，一旦撞击到叶片前缘迎风面，便在耦合相变的作用下迅速冻结成冰。

覆冰主要有三种，雨凇多现于 0 - 5℃、湿度较高的环境，此时过冷水滴较大，碰撞叶片后先延展成水膜，继而凝结为透明、坚硬、密度大且附着力强的冰凌；雾凇则在温度低于 -5℃、空气含水量少的情况下生成，小水滴以干增长模式形成质地疏松、密度小、粘附力弱的冰凌；混合凇常出现在 -10 - -3℃的山区，高风速裹挟着云雾，大小各异的水滴干湿增长同步，在叶片迎水面塑造出半透明、中等密度、附着牢固的冰体。

谈及对机组的影响，功率输出首当其冲。叶片迎风面与叶根处是覆冰的 “重灾区”，轻微覆冰就会使叶片表面粗糙，气动性能下滑，功率随之降低；严重时，转矩归零，输出功率全无，甚至迫使机组停机。

以 VestasV80 - 1.8MW 风机为例，雨凇覆冰可达 709kg，占叶片重量 11%，致使叶尖阻力暴增 365%，升力锐减 40%；雾凇覆冰 434kg，占 6.7%，叶尖阻力增长 250%，升力降低 40%。不仅如此，覆冰还会引发机组静态与动态载荷失衡、剧烈振动、叶片频率波动、疲劳载荷及弯矩攀升，更甚者，会对操作人员的人身安全构成威胁。面对风电叶片覆冰问题，唯有深入探究成因，综合施策，方能保障风电场的安全、高效运行。

就目前的科技水平而言，想要根除覆冰问题，那是不可能的，只能在覆冰出现后采取措施除冰，以减少经济损失。

这就需要在高发季做好覆冰监测工作了。可以使用微波积冰传感器FT-JB3H。

这是一种用于监测积冰情况的专业传感器，安装在风力发电机组的叶片上，其原理是利用微波检测技术，基于微波信号对冰、水、空气等不同物质反馈信息的区别，实现对传感器敏感区域的结冰信息监测，并可根据信号强弱及结冰分布信息计算结冰厚度。

该传感器带有温度检测及补偿功能，结构简单，安装方便，带有RS485通讯接口，可用Modbus RTU协议通讯，也可设置为定时发出数据，满足多样通讯需求。

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