具有自动除冰化霜功能的制冷设备通常采用电热技术进行除冰化霜,而何时进行除冰化霜则依靠定时器计时控制,这种控制方法存在着较大的能量消耗。此状况的主要原因是目前各种制冷设备中,没有直接检测冰霜的传感器。针对该需求,论文以光电检测原理为基础,结合蒸发器物理结构,设计研制了具有一定创新性和工程实际应用价值的光纤式和光电感应式两种蒸发器冰霜检测传感器,并进行了试验验证。为了尽可能降低传感器研制成本以及满足其安装尺寸要求,论文首先依据菲涅耳反射对光波信号在介质表面的传播特性分析,推导出传感器在不同负载情况下基于入射角的反射光强计算模型,即传感器检测原理。在此原理基础上,光纤式传感器,设计光纤耦合件将发光管和接收管分别与光纤耦合,并采用直射式方式将发射光纤与接收光纤布置于传感器光学感知窗口两端;光电感应式传感器,在光纤式传感器的研制基础上为了减小光纤衰减的影响,采用直射式方式将发光管和接收管直接布置于传感器光学感知窗口两端。论文还详细介绍了传感器结构设计、硬件电路设计、软件程序设计,构建完整的检测系统完成蒸发器表面冰霜状态信息的检测。论文在传感器研制过程中进行了大量原理性验证试验,其中针对光纤式传感器进行了高温、低温、弯曲的影响验证试验以及冰霜检测试验;针对光电感应式传感器进行了冰霜检测试验。试验结果证明两类传感器正确可行,并通过分析对比得出光电感应式传感器更适合实际应用的结论。在原理验证试验基础上,论文进行了基于定时器、光电感应式传感器的两组应用基础对比试验。通过试验结果及节能数据分析,得出了基于传感器的除冰化霜控制方法以及在此控制方法下设备能耗比传统基于定时器控制模式明显降低的结论,进一步证明论文研制的传感器具有较好的性能。