一種典型的電學(xué)式結(jié)冰傳感器為電容式結(jié)冰傳感器。電容式結(jié)冰傳感器基于冰、空氣和水介電常數(shù)的不同來(lái)判斷電極之間的介質(zhì)是冰、空氣還是水。將多組電極對(duì)等距排列,每個(gè)電極對(duì)為一個(gè)結(jié)冰檢測(cè)刻度,總的結(jié)冰厚度就等于相鄰電極對(duì)的距離和介質(zhì)是冰的電極對(duì)的個(gè)數(shù)的乘積。
1-矩形金屬屏蔽保護(hù)外殼;2-單片機(jī);3-雙路電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器;4-基準(zhǔn)平行板電容器;5-檢測(cè)平行板電容器組;6-雙路可編程控制的刻度選通電路;絕緣保溫密封填充材料,8-接線插座。其中基準(zhǔn)平行板電容器電極之間沒(méi)有結(jié)冰。
美國(guó)NASA曾提出過(guò)一種微加工工藝制作的電容式結(jié)冰傳感器,敏感結(jié)構(gòu)是一個(gè)7微米厚度薄膜,整個(gè)薄膜為擴(kuò)散硅層,作為電容的公共電極。用靜電鍵合工藝將薄膜和一個(gè)有HF腐蝕的凹槽的pyrex玻璃鍵合到一起,將凹槽封閉為電容間隙。凹槽里有兩個(gè)同心的方形電極,中心正方形的為驅(qū)動(dòng)電極,外圍回字形的為檢測(cè)電極。驅(qū)動(dòng)電極和公共電極之間加靜電,平膜變形。檢測(cè)電極和公共電極之間的電容稱為檢測(cè)電容。平膜上有結(jié)冰時(shí),結(jié)冰增大了平膜剛度,使平膜變形量減小,檢測(cè)電容兩電極之間的距離增大,檢測(cè)電容減小。通過(guò)檢測(cè)電容的減小量來(lái)確定結(jié)冰厚度。
利用紅外線的物理性質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。紅外線又稱紅外光,它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性質(zhì)。任何物質(zhì),只要它本身具有一定的溫度(零度),都能輻射紅外線。紅外線傳感器測(cè)量時(shí)不與被測(cè)物體直接接觸,因而不存在摩擦,并且有靈敏度高,反應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。
紅外線傳感器特別是利用遠(yuǎn)紅外線范圍的感度做為人體檢出用,紅外線的波長(zhǎng)比可見光長(zhǎng)而比電波短。紅外線讓人覺得只由熱的物體放射出來(lái),可是事實(shí)上不是如此,凡是存在于自然界的物體,如人類、火、冰等等全部都會(huì)射出紅外線,只是其波長(zhǎng)因其物體的溫度而有差異而已。人體的體溫約為36~37°C,所放射出峰值為9~10μm的遠(yuǎn)紅外線,另外加熱至400~700°C的物體,可放射出峰值為3~5μm 的中間紅外線。
紅外測(cè)溫儀的構(gòu)成主要有光學(xué)系統(tǒng),調(diào)制器,紅外傳感器放大器,指示器等部分構(gòu)成。紅外傳感器是接收目標(biāo)輻射并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。