应用于表面的超疏水方法及采用该方法的壳体及装置

本发明属于超声波传感器，涉及一种应用于表面的超疏水方法及采用该方法的壳体及装置。

背景技术：

1、在风电的实际应用中，大部分采用超声的方式进行风速风向的测量。采用的超声波风速风向传感器是利用发送声波脉冲，测量接收端的时间或频率(多普勒变换)差别来计算风速和风向的风速风向。但是由于在自然环境下，经常遭遇下雨、下雪、凝露等自然环境，在超声波风速风向传感器表面会有水凝结或聚集，超声波信号经过水的吸收和反弹，会产生波形的畸变，导致超声波风速风向传感器无法正常工作。目前有采用表面结构设计的方式来实现表面疏水的处理，但效果差，水在表面易粘接形成大水滴。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用于表面的超疏水方法及采用该方法的壳体及装置。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种应用于表面的超疏水方法，在表面上喷涂超疏水材料，喷涂密度由内向外逐渐降低，以利于水更容易从中间区域向外扩散起到疏水效果。

4、可选的，在表面外缘处布置亲水涂层，并在外缘处设置向下斜面，以利于水被亲水涂层吸附后沿斜面排出。

5、可选的，所述疏水材料采用疏水纳米颗粒和聚四氟乙烯分散液混合而成。

6、可选的，按照体积份数比，取60～100份质量分数为5％～15％的疏水纳米颗粒分散液、20～30份质量分数为1％～10％的聚四氟乙烯分散液、0～30份溶剂混合，并分散获得混合液。

7、可选的，外缘处设置向下斜面的坡度为10°。

8、一种用于安装超声波风速风向传感器的壳体，包括由立柱相连接的上壳及下壳，所述上壳与所述下壳之间形成空腔；所述下壳朝向空腔的一侧为应用于表面的超疏水方法的表面。

9、可选的，所述下壳朝向空腔的一侧的表面由内至外依次包括反射面及坡面，所述反射面及坡面均由内之外向下延伸；所述反射面的坡度小于所述坡面的坡度。

10、可选的，所述反射面的坡度为3°，所述坡面的坡度为10°。

11、一种超声波风速风向传感装置，包括壳体，所述壳体上方设置顶盖，所述上壳内设置换能器模块，所述换能器模块朝向所述空腔的一侧为应用于表面的超疏水方法的表面。

12、可选的，所述换能器模块包括换能器驱动电路、换能器座、以及设置在所述换能器座内的3个换能器，所述换能器的圆心相连构成等边三角形；所述换能器模块朝向所述空腔的一侧为用于粘接换能器的薄膜。

13、本发明的有益效果在于：

14、本发明提出了采用坡度设计，分圈层喷涂超疏水涂层的方式，解决了传感器表面有水凝结或聚集的问题，提高了风传感器的环境适应性。

15、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种应用于表面的超疏水方法，其特征在于：在表面上喷涂超疏水材料，喷涂密度由内向外逐渐降低，以利于水更容易从中间区域向外扩散起到疏水效果。

2.根据权利要求1所述的应用于表面的超疏水方法，其特征在于：在表面外缘处布置亲水涂层，并在外缘处设置向下斜面，以利于水被亲水涂层吸附后沿斜面排出。

3.根据权利要求1所述的应用于表面的超疏水方法，其特征在于：所述疏水材料采用疏水纳米颗粒和聚四氟乙烯分散液混合而成。

4.根据权利要求3所述的应用于表面的超疏水方法，其特征在于：按照体积份数比，取60～100份质量分数为5％～15％的疏水纳米颗粒分散液、20～30份质量分数为1％～10％的聚四氟乙烯分散液、0～30份溶剂混合，并分散获得混合液。

5.根据权利要求2所述的应用于表面的超疏水方法，其特征在于：外缘处设置向下斜面的坡度为10°。

6.一种用于安装超声波风速风向传感器的壳体，其特征在于：包括由立柱相连接的上壳及下壳，所述上壳与所述下壳之间形成空腔；所述下壳朝向空腔的一侧为应用根据权利要求1-5任一项中应用于表面的超疏水方法的表面。

7.根据权利要求6所述的用于安装超声波风速风向传感器的壳体，其特征在于：所述下壳朝向空腔的一侧的表面由内至外依次包括反射面及坡面，所述反射面及坡面均由内之外向下延伸；所述反射面的坡度小于所述坡面的坡度。

8.根据权利要求7所述的用于安装超声波风速风向传感器的壳体，其特征在于：所述反射面的坡度为3°，所述坡面的坡度为10°。

9.一种超声波风速风向传感装置，其特征在于，包括根据权利要求6-8任一项中所述的壳体，所述壳体上方设置顶盖，所述上壳内设置换能器模块，所述换能器模块朝向所述空腔的一侧为应用根据权利要求1-5任一项中应用于表面的超疏水方法的表面。

10.根据权利要求9所述的超声波风速风向传感装置，其特征在于，所述换能器模块包括换能器驱动电路、换能器座、以及设置在所述换能器座内的3个换能器，所述换能器的圆心相连构成等边三角形；所述换能器模块朝向所述空腔的一侧为用于粘接换能器的薄膜。

技术总结
本发明涉及一种应用于表面的超疏水方法及采用该方法的壳体及装置，属于超声波传感器领域。本发明的方法在表面上喷涂超疏水材料，喷涂密度由内向外逐渐降低，以利于水更容易从中间区域向外扩散起到疏水效果。该壳体包括由立柱相连接的上壳及下壳，所述上壳与所述下壳之间形成空腔。该装置在壳体上方设置顶盖，所述上壳内设置换能器模块。本发明提出了采用坡度设计，分圈层喷涂超疏水涂层的方式，解决了传感器表面有水凝结或聚集的问题，提高了风传感器的环境适应性。

技术研发人员：曾祥豹,余华,杨靖,王露,陈孟
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15