基于多光谱和复阻抗的复合结冰探测技术

针对基于光强调制的光纤结冰传感器容易受污染物干扰的问题,提出了一种基于多光谱和复阻抗原理的复合式结冰探测技术,并通过实验对该方法进行了评估。根据待识别污染物的类型,多光谱和复阻抗传感器分别采集了具有区分性的4个近红外波段以及4个频率点数据。通过对每种不同类型表面状态提取21维多光谱特征和15维复阻抗特征,结合主成分分析及支撑向量机算法,建立了对明冰、积水表面状态的识别方法。实验结果表明,该方法可以排除防冻液、沙尘等5种常见的污染物干扰,在3010条数据中实现了99.6%的状态识别准确率。对于明冰、积水的情况,进一步分析了液态水结冰过程的探测结果以及两种传感器的冰厚测量特性。实验结果表明940 nm波段的电压信号以及频率点为1.5 kHz的复阻抗等效电容值,能够表征结冰的相变过程并与冰厚具有明显相关性。