本发明涉及结水探测领域，尤其涉及用于探测 结冰条件的结冰 探测装置。 背景技术

当飞机在结冰条件下飞行时， 在飞机机翼前缘、 短舱前缘等部 位极易产生结；水。 飞机表面结水将导致飞机操稳品质降级、 飞行性 能损失和飞行安全裕度下降。

当前大部分民机和运输机都配备了飞行结冰探 测系统。结冰探 i 'J系统可以在早期探测到飞机进入结冰气象条� ��或飞机表面结冰， 以发出结冰告警信息， 提示飞行员手动启动防冰系统， 或者由结冰 探测系统直接启动防冰系统。 因而， 结水探测是保障飞行安全的一 项重要措施。

美国专利 US 4,553,137公开了一种基于磁致伸缩材料的振动 原理的结水探测器。 该结水探测器的探头由磁致伸缩材料制成， 当 飞机进入结冰条件， 因结)水盾量增加导致探头振动频率下降， 降低 到阀值后发出结冰信号。此类型的结冰探测器 在 B737、 A340、 A380、 B747、 B777、 ERJ CRJ、 ARJ等型号的飞机上得到广泛使用。 这种 结冰探测器安装在飞机机头部位， 通过气动分析和水滴遮蔽高度分 析确定安装位置， 为飞机提供结水告警。 然而， 这种磁致伸缩材料 的探头需要布置在支撑结构的磁场中， 支撑结构较复杂， 体积较大， 而必需的电除冰又会导致其用电量较大； 同时， 这种探头形状为圆 柱形， 其因临界温度较低， 而不易满足近年来适航当局对主导式飞 行结冰探测系统和过冷大水滴结冰条件的适航 要求。

美国专利 US 7,370,525公开了一种光电结冰探测器，美国专利 US 4，461，178公开了一种超声波结冰探测器。 然而， 这两项专利技术 都需要包括发射装置和接收装置， 信号的处理由于结冰类型多样而 较为复杂， 致使整个探测器结构复杂， 可靠性较低。

在 Chun sheng Yu 和 Qing jin Peng发表的论文《 Icing Detection Using Image-based 3D Shape Recovery》 (见 Computer-Aided Design &Applications,7(3),2010,335-347 )中， 采用两组摄像机获得输电线的 结冰照片， 通过图像三维重构和对比获得结冰形状， 以判断输电线 是否结冰； 美国 COMBITECH 公司在 《Ice detection using image analysis 》 (见 http：〃 winterwind.se/2012/download/ 16_Combitech.pdf) 中描述了采用照相机获得叶片结冰照片， 基于图像分析监控风力发 电机叶片结冰的技术。 继而， 图像处理技术被引入到结水探测领域。 然而， 上述装置采用现有摄像机或照相机获得图片， 通过远程信息 传将图片信息传递到后方， 由计算机进行图像分析， 判断是否结冰。 此种装置体积大、 重量重， 无法在飞机上安装布置， 不能适用于飞 机结冰探测系统。 发明内容

因此， 本发明的目的是提供一种结构简单、 体积小、 重量轻、 可靠性高且易于在飞机上安装布置的结冰探测 器。

为此， 根据本发明的一个方面， 提供一种结冰探测器， 包括： 结冰组件， 其包括具有积冰表面的结冰杆和支撑结构； 至少一 个视觉传感器， 其布置成能够莸取所述积冰表面的图像； 控制器， 其与所述视觉传感器电连接， 所述控制器包括图像对比模块用于将 来自所述视觉传感器的所述图像与所述积冰表 面的初始图像进行对 比， 从而判断所述结冰杆的积水表面是否结;水； 其中， 所述结；水组 件还包括分别与所述结水杆和所述支撑结构相 连接的制冷元件。

在本发明的该方面， 由于本发明基于图像处理技术， 具有无运 动部件 （结水杆相对静止而非振动） ， 技术成熟， 可靠性更高； 在 结水杆组件上布置制冷元件， 对结冰杆进行主动制冷， 可进一步降 低结冰杆的表面温度， 有利于结；水杆在机翼 /短舱发生结冰前结冰， 使结冰探测器在机翼 /短舱发生结冰之前探测到结冰。 优选地， 所述 制冷元件为半导体制冷元件， 其冷端与所述结水杆相接从而对其主 动制冷， 其热端与所述支撑结构相接以通过其散热。

优选地， 所述半导体制冷元件布置于所述结冰杆下端， 所述冷 端在上而所述热端在下。

作为替换， 结水组件还可以如此设置： 所述结水杆具有第一内 腔， 所述半导体制冷元件布置于所述结冰杆所述第 一内腔中； 所述 半导体制冷元件具有第二内腔， 所述支撑结构的上端延伸进入所述 第二内腔； 所述半导体制冷元件的所述冷端在外而所述热 端在内。

优选地， 所述结水杆构造成流线型的翼型结构。 这可以使积冰 表面具有较小的压力系数和较大的水收集系数 ， 使结冰杆具有较低 的局部静温和表面温度， 以及较高的临界温度， 更容易结冰， 并且 单位时间结冰量较大； 通过优化外形能够使结水杆更早更快的结冰， 发出结冰告警的时间能够提前， 更容易满足主导式结冰探测系统的 要求。

进一步优选地，所述结冰杆的所述侧面设置成 沿弦向呈起伏波 浪形， 有助于水收集。

又进一步优选地，所述结水杆在弦向具有足够 的长度以使过冷 大水滴在飞溅或破碎时能够冻结在所述结水杆 的侧面上。 这将使本 发明结冰探测器具有探测过冷大水滴的能力， 进一步扩大了本发明 结水探测器的使用范围。

再进一步优选地， 所述结水杆的前缘设置成圆柱形或翼型。 又再进一步优选地，所述结冰杆的前缘曲率小 得足以使所述结 冰杆的水收集系数达到 0.9以上。

优选地，所述至少一个视觉传感器中的一个正 对所述积水表面 布置， 所述至少一个视觉传感器中的另一个侧对所述 积冰表面布置。 结水杆与视觉传感器位置协调布置， 能够更好地得到结水杆的结水 图像

优选地， 所述视觉传感器为微型照相装置。

优选地，所述至少一个视觉传感器中的每一个 至少包括镜头和 图像传感器， 所述镜头用于获取所述积冰表面的图像， 所述图像传 感器电连接至并将图像传送至所述控制单元的 所述图像对比模块。

进一步优选地，所述结冰探测器还包括连接于 所述结水组件和 所述控制器之间的法兰盘， 通过所述法兰盘将结冰探测器安装在飞 机上。 所述法兰盘上设置有带透明窗的凹室， 所述视觉传感器的所 述镜头暴露在所述凹室中。 通过法兰盘上凹室的设置， 可以使视觉 传感器的镜头正对和 /或侧对所述结冰杆的积冰表面， 并通过透明窗 为镜头提供了保护， 防止镜头起雾。

再进一步优选地， 所述凹室内具有面向所述结水组件的斜面， 所述镜头从所述斜面上暴露。 斜面的设置为视觉传感器相对结冰杆 的布置提供了方便和更大的布置灵活性。

又进一步优选地，在所述凹室的斜面上设置有 自动调节式照明 元件。 和 /或视觉传感器本身带有照明元件如自动调节� �闪光灯。 照 明元件的设置可有助于视觉传感器更好地获得 不同光强条件下的积 冰表面图像。

优选地， 所述结冰杆设置有用于除冰的电加热器， 电加热器的 设置是用于探测到结冰后， 将结冰杆上的积冰除去， 开始下一个结 冰 -探测冰-加热除冰-冷却循环。 所述透明窗上设置有用于防冰的电 加热器。 电加热器的设置有助于透明窗内表面不结雾外 表面不结冰， 一方面保证透明窗通透， 使视觉传感器有效获得积冰表面的真实结 水状况， 另一方面保证凹室中的空气高于露点温度， 从而有效防止 镜头表面起雾。 '

进一步优选地， 所述控制器还包括加热控制模块， 其与所述图 像对比模块电连接用于控制所述加热器进行电 加热。

优选地， 所述结冰杆是透明的并在其内布置有照明元件 。 在结 冰杆内部设置照明元件能够更好地勾勒出冰的 形状， 配合视觉传感 器获得不同光强下结冰杆的图像， 提高结冰探测的可靠性。

进一步优选地， 所述照明元件为两组， 分别布置在所述透明的 结水杆内前缘处和中后部。 优选地，所述结水杆的所述积冰表面上具有方 便图像辨识的颜 色标记。 这有助于更好地勾勒出水的形状。

通过参考下面所描述的实施方式，本发明的这 些方面和其他方 面将会得到清晰地阐述。 附图说明

本发明的结构和操作方式以及进一步的目的和 优点将通过下 面结合附图的描述得到更好地理解， 其中， 相同的参考标记标识相 同的元件：

图 1 是根据本发明优选实施方式的结冰探测器的示 意性等轴 测图；

图 2是图 1中结冰探测器的顶部平面视图， 图中箭头方向为气 流方向；

图 3是图 2中结冰探测器的 A-A的剖视图， 图中箭头方向为 气流方向；

图 4是图 2中结冰探测器 B部分的局部放大视图；

图 5A是图 1中结水探测器的结冰杆第一实施例的示意性� �截 面图， 图中箭头方向为气流方向；

图 5B是图 1中结冰探测器的结冰杆第二实施例的示意性� �截 面图， 图中箭头方向为气流方向；

图 6 是根据本发明优选实施方式的结冰探测器的示 意性功能 模块图；

图 7 是根据本发明优选实施方式的结水探测器的结 水探测工 作原理示意图， 其中， 结冰-探测冰-加热除冰-冷却循环进行；

图 8A是图 1中结;水探测器的结冰组件一个优选实施方式� ��示 意性等轴测图， 其中半导体制冷元件在上下方向布置在结冰杆 和支 撑结构之间；

图 8B是图 8A中结冰组件的顶部平面视图；

图 8C是图 8B中结冰组件的 A-A剖视图； 图 8D是图 8C中结冰组件 B部分的局部放大视图；

图 9A是图 1中结冰探测器的结水组件的另一优选实施方� �的 示意性等轴测图， 其中半导体制冷元件在沿圓周的内外方向上布 置 在结冰杆和支撑结构之间；

图 9B是是图 9A中结冰组件的顶部平面视图；

图 9C是图 9B中结水组件的 A-A剖视图；

图 10A是图 1 中结冰探测器的结水组件的第三实施方式的示 意性纵向剖视图， 图中箭头方向为气流方向；

图 10B是图 10A中结水组件的 D-D剖视图。

附图标记说明

1 结冰组件

11 结冰杆 支撑杆

110 积冰表面

31 视觉传感器 32 第二视觉传感器

310 镜头 320 第二镜头

311 图像传感器 321 第二图像传感器

5 控制器

510 图像对比模块

7 法兰盘

71 1HJ室 72 第二凹室

710 透明窗 720 第二透明窗

711 斜面 721 第二斜面

712 照明元件 722 第二照明元件

713 测光元件 723 第二测光元件

8 电连接器

9 飞机相关系统

Γ 结冰组件

11' 结水杆 12' 支撑杆

13， 半导体制冷元件

131' 冷端 1" 结冰組件

11" 结冰杆 12" 支撑杆

112" 第一内腔

13" 半导体制冷元件

131" 冷端 133" 热端

132" 第二内腔

1"， 结冰组件

11"' 结冰杆 12'" 支撑杆

112"' 第一内腔

141"' 第三照明元件 141" ，第四照明元件 具体实施方式

根据要求， 这里将披露本发明的具体实施方式。 然而， 应当理 可体现为各种形式。 因此， 这里披露的具体细节不被认为是限制性 的， 而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教 导本领域技术人 括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能 没有明确披露的特 征。

本文中的词语 "水"应理解为包括各种冰、 霜及其混合物， 本文 中的词语"结冰条件，，应理解为适航规章附� � c定义的结冰条件， 以 及过冷大水滴结冰条件。

根椐本发明优选实施方式的结水探测器如图 1至 4所示。如图 1至 4所示， 并结合图 5A、 5B以及图 6， 该结冰探测器 100包括： 结冰组件 1、 视觉传感器 31、 控制器 5。 结水组件 1 包括结冰杆 11 和用于支撑结冰杆 11 并使其伸入气流中的作为支撑结构的支撑杆 12。 结水杆 11在其外侧壁上具有积冰表面 110。视觉传感器 31正对 结;水杆 11的前缘 111布置使其能够获取积水表面 110的图像。 该视 觉传感器 31包括镜头 310和图像传感器 (CCD 或 CMOS)3、l l(图 6 )。 控制器 5设置成与视觉传感器 31电连接， 并包括图像对比模块 510 (图 6 ) , 用于将来自视觉传感器 31的图像与积冰表面 110的初始 图像进行对比， 从而判断结冰杆的积水表面是否结水。

在图 1所示的优选实施方式中，结冰探测器 100优选具有通过 它将谅结冰探测器安装到飞机上的法兰盘 7。该法兰盘 7装设于结水 组件 1和控制器 5之间， 一方面可用于支撑结冰组件 1 , 另一方面可 用来装设视觉传感器 31。 具体地， 如图 1所示， 并结合图 2-4, 在法 兰盘 7上设置有带透明窗 710的凹室 71 , 视觉传感器 31的镜头 310 暴露在凹室 71中。 通过法兰盘上凹室的设置， 可以使视觉传感器 31 的镜头 310正对结冰杆前缘 1 12的积水表面， 并通过透明窗 710为 镜头提供了保护。优选地，凹室 71内具有面向结冰组件 1的斜面 71 1 , 镜头 310从谅斜面上暴露。 斜面的设置为视觉传感器相对结冰杆的 布置提供了方便。 进一步优选地， 在凹室 71的斜面 711上设置有自 动调节式照明元件 712。 当然， 视觉传感器 31本身也可带有照明元 件如自动调节式闪光灯。 照明元件的设置可有助于视觉传感器 31更 好地从积冰表面 110获取图像。 又进一步优选地， 在凹室 71的斜面 71 1上还设置有与照明元件 712电连接的测光元件 713， 其可以感测 周围环境的光亮程度并在需要时触发照明元件 712工作。

再次参见图 1至 4并结合图 6， 在本优选实施方式中， 还具有 第二视觉传感器 32, 其侧对结水杆 1 1的积冰表面 110设置， 即正对 结水杆侧面 1 14的积冰表面。 像视觉传感器 32那样， 该第二视觉传 感器 32也包括第二镜头 320和第二图像传感器 321 (图 6 ) 。 第二 镜头 320位于法兰盘 7的第二凹室 72中并暴露以获取积冰表面 110 的图像， 其中具有第二透明窗 720的第二凹室 72与第一凹室 72大 致呈 90。 夹角， 即第二凹室 72位于结;水杆 11的侧面， 从而第二镜 头 320侧对积水表面 1 10。 如第一凹室 71那样， 第二凹室 72也具有 第二斜面 721， 在第二斜面 721 上布置有第二自动调节式照明元件 722和与第二照明元件 722电连接的第二测光元件 723。

需要说明的是，结水杆 1 1优选设置有用于除冰的电加热器（图 未示） ， 同时透明窗 710、 720优选设置有用于防水的电加热器 （图 未示）。 为此， 控制器 5优选还包括加热控制模块 520, 其与图像对 比模块 510 电连接， 用于控制结冰杆和透明窗上的电加热器进行电 力口执、、、

另外， 应当理解的是， 视觉传感器 31和第二视觉传感器 32的 图像传感器 310、 320可优选位于控制器 5的壳体内。

下面结合图 1-4和图 6就本优选实施方式中各个组成部分及其 作用分别作出介绍。

视觉传感器 31、 32: 可为微型照相装置， 按一定频率拍摄不 同光强下结水杆 1 1的积冰表面 110的图像。

测光元件 713、 723 : 测量外界（即周围 ί不境） 不同的光强； 可为光敏电阻等。

照明元件 712、 722: 为结水杆 1 1提供照明； 可为自动调节式 闪光灯或自动调节式照明元件。 在图像传感器 311、 321的控制下， 根据外界不同光强提供不同的照明强度。

图像传感器 （CCD或 CMOS ) 31 1、 321 : 根据测光元件 713、 723测得的光强， 调节照明强度和镜头快门， 获得结冰杆图像。

镜头 310、 320: 使用定焦镜头， 景深应能够涵盖整个结冰杆

1 1。

带电加热的透明窗 710 、 720: 在加热控制模块 520的控制下 电加热，保证透明窗表面不会结冰或起雾，确 保测光元件 713和 723、 镜头 310、 320和照明元件 712、 722有一个清晰的视界。

应当理解的是， 在实际使用中， 测光元件 713和 723可以布置 在镜头中， 也可布置在照明元件 712、 722中。

结;水组件 1 :

带电加热的结冰杆 1 1 : 流线型的翼型结构， 具有较小的的压 力系数（较高的临界温度） 和较大的水收集系数。

带电加热的支撑结构 12: 其长度保证结冰杆 11水滴屏蔽区。 结冰杆 1 1 的积冰表面可设有刻画标记作为图像对比的特 征 点； 结冰杆积水表面 110颜色、 标记颜色和照明光的颜色应反差强 烈， 如积冰表面颜色使用绿色， 标记颜色使用红色， 照明灯用蓝色， 更好地勾勒出水的形状等。

对于结冰组件 1的材料无特别限制。

结水杆 11被设计成流线型， 结冰杆前缘 112的曲率设计得较 小以足够保证结冰杆获得的水收集系数达到 0.9以上，而流线型可以 保证结冰杆 1 1获得较小的压力系数（较高的临界温度） ； 另外， 结 冰杆 1 1被设计成在弦向具有足够的长度以保证过冷� �水滴在破碎、 飞溅等情况下， 逐渐释放潜热后冻结在积水表面 1 10上。 所述结冰 杆前缘 112设计成圓柱形， 如图 5A、 5B所示。 优选地， 结;水杆侧面 114设置成弦向呈起伏波浪形， 见图 5B , 以利于水收集。

图像对比模块 510:

图像对比模块 510将从图像传感器 31 1、 321得到的结冰杆图 像， 与存储在内存中的未结水时结冰杆图像，使用 区域特征方法（形 状） 进行对比， 若两个图像的相似度低于阈值， 判断出结冰， 协调 电接口 （即电连接器） 8发出结冰信号， 传给飞机相关系统 9。

图像对比程序为成熟技术，在人像识别、门禁 系统等方面应用， 因而在此不再展开说明。

另外， 需要说明的是， 上述控制器 5中还可包括自检模块（图 未示） 。 该自检模块负责对结冰探测器进行 BIT (自检） ， 若有组件 失效， 协同电连接器 8发出故障信号， 传给飞机相关系统 9。 自检功 能为成熟技术， 在此不作展开说明。

电连接器 8:

该电连接器 8连接飞机电源、 输出视觉传感器 31、 32产生的 结冰和故障信号；控制器 5内部通过总线接口与图像传感器 31 1、321 相连接， 当试飞需要获得实时相似度数值和结冰杆图片 时， 通过此 总线接口与数据采集设备相连接。 电连接器为成熟技术， 在此不作 展开说明。

如图 6、 7所示， 视觉传感器 31、 32的镜头 310、 320以一定 频率拍摄结水杆 11正面和侧面积冰表面的图像； 图像对比模块 510 将从图像传感器 311、 321得到结冰后的结冰杆图像和存储在内存中 未结水时的结冰杆图像， 基于区域特征算法确定图像相似性， 当正 面和 /或侧面图像相似度小于设定的阈值， 协同电接头 8发出结水信 号， 供飞机用户系统 9使用， 同时加热控制模块 520对结冰杆 11和 支撑杆 12进行电加热， 除;水冷却后，进入下一轮结水杆结水-结水探 测-加热除冰 -结水杆冷却的循环；加热控制模块 520以一定的功率加 热透明窗 710、 720以防止透明窗结冰和 /或起雾； 自检模块对各部件 和控制器 5、 电接头 8进行 BIT， 若有故障， 发出故障信号， 供飞机 用户系统 9记录和处理。

本实施方式的优点在于：

a.可通过气动分析和水滴撞击分析， 对外形进行优化， 使其具 有较小的压力系数和较大的水收集系数； 较小的压力系数， 意味着 结冰杆具有较低的局部静温和表面温度， 并具有较高的临界温度， 更容易结冰； 较大的水收集系数， 意味单位时间结冰量较大； 通过 优化外形能够使结冰杆更早更快的结水， 发出结冰告警的时间能够 提前， 更容易满足主导式结冰探测系统的要求。

b.结冰杆的弦向具有足够的长度能够确保过冷� ��水滴在发生 飞溅、 破碎等情况下， 还能够冻结在结冰杆侧面， 也就是说， 本发 明结冰探测器具有探测过冷大水滴的能力， 进一步扩大了本发明结 冰探测器的使用范围。

C.结冰杆相比磁致伸缩探头， 为固定件不是振动部件， 提高可 靠性；材料可以为金属或者其他材料； 结冰杆与视觉传感器位置协调 布置， 更好地得到结冰杆的结水图像； 另外， 发明对探头的材料、 外形和布置形式， 具有较大的灵活性。

d.相比其他传感器， 本结冰探测器基于图像分析， 技术比较成 熟， 且可靠性高； 另外， 可以在接口设计方面保持与现有磁致伸缩 式一致， 互换性好。

下面参见图 7并结合图 6介绍一下上述实施方式的结冰探测器 的工作过程：

步骤 S I : 图像传感器 311和图像传感器 321按一定频率， 如 I s—次， 通过测光元件 713、 723测量光强， 控制照明元件 712、 722 和镜头 310、 320 , 同时拍摄结冰杆 1 1的正面和侧面的积冰表面 110 的图像；

步骤 S2: 图像对比程序， 将拍摄的正面和侧面结冰杆图像， 分别与存储在内存中未结冰时结冰杆的正面和 侧面图像， 使用区域 特征算法进行对比， 当正面图像和 /或侧面图像其相似度小于阈值， 如 20%， 判断结冰发出一个持续一定时间， 如 60s的结水信号；

步骤 S3 : 加热控制模块 520得到结冰信号后， 开始对结冰杆

1 1和支撑杆 12进行电加热除冰； 结冰杆冷却后， 开始再次结冰， 若 60s内再次探测到结冰， 结冰信号顺延 60s。 重复步骤 S l、 S2。

步骤 S4: 加热控制模块 520持续对透明窗 710、 720电加热防 水， 使透明窗保持通透。

另外， 在本发明上述实施方式中， 结水组件还优选包括半导体 制冷元件。 如图 8A至 8D所示， 在一个优选实施方式的结水组件 Γ 中， 其包括结冰杆 1 1 '、 支撑杆 12'和半导体制冷元件 13，， 其中， 半 导体制冷元件 13，在上下方向布置在结水杆和支撑杆之间，� ��端 131， 与结冰杆 1 1，相连对结冰杆进行主动制冷， 热端 133，与支撑杆 12'相 连通过支撑杆散热。 工作时， 半导体制冷元件 13，将结冰杆 1 1，冷却 △ T °C温度 (一般 1-2 °C ) , 即相比环境温度降低 Δ Τ °C。 这样， 在本 发明上述优选实施方式采用优化结冰杆外形的 基础上， 在结冰杵组 件上布置了半导体制冷元件， 对结水杆进行主动制冷， 可进一步降 低结水杆的表面温度， 有利于结冰杆在机翼 /短舱发生结水前结冰， 使结水探测器在机翼 /短舱发生结冰之前探测到结冰， 以便进行后续 应对措施的进行。

图 9A至 9C示出了结冰组件的另一优选实施方式， 其中半导 体制冷元件在沿圆周的内外方向上布置在结水 杆和支撑杆之间。 半 导体制冷元件 13 "可以制成同心椭圓环形状， 其外部为冷端 131 "与 结冰杆 11 "相连， 其内部为热端 133 "与支撑杆 12"相连。 热量由支 撑杆 12"的上半部传递到其下半部， 再进行散热。 具体地， 在结冰 组件的该另一优选实施方式中， 结;水杆 11 "具有第一内腔 1 12"， 半 导体制冷元件 13 "布置于结冰杆所述第一内腔 1 12，，中； 半导体制冷 元件 13 "具有第二内腔 132" , 支撑杆 12"的上端延伸进入第二内腔 132" ; 半导体制冷元件的冷端 131 "在外而热端 133"在内。 应当理 解的是， 半导体制冷元件本身是基于帕尔帖原理， 为成熟应用， 在 此不必展开说明。

还有， 尽管在本发明结水探测器的上述优选实施方式 中， 照明 元件同镜头一起设置在凹室中， 但应当理解， 结;水杆内部也可以布 置照明元件。图 10A和图 10B示出了结冰组件的又一优选实施方式， 在该实施方式中， 结冰杆 11，"带电加热且是透明的， 比如带电加热 的透明结；水杆使用带电加热的透明玻璃（或 其他透明材料）制成， 内 部优选布置两组照明元件， 分别是第三照明元件 141，，，、 第四照明元 件 143，，，， 其中， 第三照明元件 141 "，主要为结冰杆前缘提供照明， 第四照明元件 143，，，为结冰杆中部和后部提供照明。在结 冰杆内部设 置照明元件， 能够更好地勾勒出水的形状， 配合视觉传感器获得不 同光强下结冰杆图像。 另， 应当理解的是， 本发明上述优选实施方 式中的测光元件 713、 723在测量光强后， 也会控制结冰杆内部的读 两组照明元件， 以更好地获得结冰杆正面和侧面积冰表面的图 像。

应当理解的是， 图 8A至图 8D所示的结冰组件中完全可以采 用图 10A至图 10B所示的结冰杆结构，即图 8A至图 8D所示的结水 组件的结水杆也采用透明材料制成， 并且内部布置有照明元件。 当 然，如果需要， 在图 9A至 9C所示的结冰杆中也可以布置照明元件。 另外， 关于结冰杆的流线型翼型结构， 即图 5A和图 5B显示的结水 杆造型， 其在上述任何一个优选实施方式的结冰组件中 都是适用的。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上， 然而可以理解， 在 本发明的创作思想下， 本领域的技术人员可以对上述结构和材料作 各种变化和改进， 包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组 合， 明显地包括这些特征的其它组合。 这些变形和 /或组合均落入本发明 所涉及的技术领域内， 并落入本发明权利要求的保护范围。 需要注 意的是， 按照惯例， 权利要求中使用单个元件意在包括一个或多个 这样的元件。 此外， 不应谅将权利要求书中的任何参考标记构造为 限制本发明的范围。