发动机进气口结冰检测系统及除冰系统技术方案

本发明专利技术提供的一种发动机进气口结冰检测系统，过滤罩罩设在所述发动机进气口上，所述过滤罩的固有频率大于等于所述发动机怠速时所述发动机的振动频率且小于等于所述发动机100％转速时所述发动机的振动频率的150％；检测装置用于检测所述过滤罩的振动状态；控制装置得到与所述检测装置信号连接并根据所述检测装置检测的振动状态信号得到所述过滤罩的状态信息。上述发动机进气口结冰检测系统，当过滤罩上结冰时，由于重量的变化导致振动频率降低至与发动机的振动频率相同产生共振，检测装置能够检测过滤罩的振动状态及变化，控制装置能够根据检测到的振动状态变化得到过滤罩的状态信息，及时发现过滤罩结冰现象。

Engine intake icing detection system and deicing system

The invention provides an engine inlet icing detection system. The filter cover is arranged on the engine inlet. The natural frequency of the filter cover is greater than or equal to the engine vibration frequency at idling speed and less than 150% of the engine vibration frequency at 100% engine speed. The measuring device is used to detect the vibration state of the filter cover, and the control device obtains the state information of the filter cover by connecting the signal of the detection device and according to the vibration state signal detected by the detection device. When the filter cover is frozen, the vibration frequency is reduced to resonance with the same vibration frequency as that of the engine. The detection device can detect the vibration state and change of the filter cover, and the control device can get the filter cover according to the detected vibration state change. State information and timely detect icing phenomenon of filter cover.

【技术实现步骤摘要】
发动机进气口结冰检测系统及除冰系统
本专利技术涉及内燃发动机领域，特别是涉及一种发动机进气口结冰检测系统及除冰系统。
技术介绍
对于直升机，例如山脉上或靠近水域的寒冷且湿度高的环境下进行操作时，在发动机进气口的保护网栅上会出现结冰现象，所累积的冰的量会将燃气涡轮的进气口局部地堵塞，可能导致燃气涡轮完全或部分地损坏。如何能够及时检测结冰现象是一个需要解决的问题。
技术实现思路
基于此，有必要针对如何及时检测结冰现象问题，提供一种发动机进气口结冰检测系统、出冰系统、内燃发动机及航空器。本专利技术提供的一种发动机进气口结冰检测系统，其中，包括过滤罩、检测装置以及控制装置，所述过滤罩罩设在所述发动机进气口上，所述过滤罩的固有频率大于等于所述发动机怠速时所述发动机的振动频率且小于等于所述发动机100％转速时所述发动机的振动频率的150％；所述检测装置用于检测所述过滤罩的振动状态；所述控制装置得到与所述检测装置信号连接并根据所述检测装置检测的振动状态信号得到所述过滤罩的状态信息。在其中一个实施例中，所述结冰检测系统还包括弹性连接件，所述检测装置通过所述弹性连接件与所述过滤罩连接。在其中一个实施例中，所述固有频率包括第m阶固有频率以及第n阶固有频率，其中，m，n为正整数，且m小于n，所述第m阶固有频率大于等于所述发动机怠速时所述发动机的振动频率且小于等于所述发动机100％转速时所述发动机的振动频率；所述第n阶固有频率大于等于所述发动机巡航时所述发动机的振动且小于等于所述发动机100％转速时所述发动机的振动频率150％。在其中一个实施例中，所述第m阶固有频率为所述发动机100％转速时所述发动机的振动频率的75％；所述第n阶固有频率为所述发动机100％转速时所述发动机的频率的105％。本专利技术还提供一种发动机进气口除冰系统，其中，所述除冰系统包括如上所述的结冰检测系统以及加热装置，所述加热装置用于对所述过滤罩加热。在其中一个实施例中，所述控制装置能够根据所述过滤罩的状态信息控制所述加热装置。在其中一个实施例中，所述加热装置包括加热环，所述加热环与所述过滤罩匹配并固定设置于所述过滤罩上。在其中一个实施例中，所述加热环包括电阻丝以及包裹在电阻丝外的导热绝缘层。本专利技术还提供了一种内燃发动机，其中，所述内燃发动机包括如上所述的除冰系统。本专利技术还提供了一种航空器，其中，所述航空器包括如上所述的内燃发动机。上述发动机进气口结冰检测系统，过滤罩罩设在所述发动机进气口上，当过滤罩上产生结冰现象时，由于重量的变化导致过滤罩的振动频率降低至与发动机的振动频率相同产生共振，检测装置能够检测过滤罩的振动状态及变化，控制装置能够根据检测到的振动状态变化得到过滤罩的状态信息，及时发现过滤罩结冰现象。进一步地，上述发动机进气口除冰系统的控制装置能根据过滤罩的状态信息控制加热装置，以辅助过滤罩及时进行除冰，避免由于冰层堵塞发动机进气口造成发动机完全或部分地损坏。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术发动机进气口除冰装置结构示意图；图2为图1所示发动机进气口除冰装置的剖面局部视图；图3为图2所示发动机进气口除冰装置的进气示意图；图4为本专利技术发动机进气口除冰装置另一实施例的结构示意图；其中，100-发动机进气口；110-可支撑部件；200-过滤罩；300-加热环；400-弹性连接件；500-检测装置。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术的一种发动机进气口结冰检测系统及除冰系统。进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1至图3所示，本专利技术一实施例的发动机进气口结冰检测系统设有过滤罩200、弹性连接件400、检测装置500和控制装置(图中未示出)。作为一种可选实施方式，过滤罩200罩设在发动机进气口100上，过滤罩200的固有频率大于等于所述发动机怠速时所述发动机的振动频率且小于等于所述发动机100％转速时所述发动机的振动频率的150％，检测装置500能够实时检测过滤罩200的振动状态，控制装置与检测装置500信号连接并根据检测装置500检测的振动状态得到过滤罩200的状态信息。内燃发动机，例如燃气涡轮机等，在发动机进气口100上设置过滤罩200，过滤罩200用于防止异物进入发动机中。当发动机在山脉或靠近水浴的寒冷且湿度高的环境下时，过滤罩200上出现结冰现象。当过滤罩200上出现结冰现象时，过滤罩200的重量会发生变化，从而导致过滤罩200固有频率落在与发动机能够产生共振的范围内，过滤罩200与发动机产生共振，共振时过滤罩的振动频率、振幅等会发生变化，相应地检测装置500检测到的振动状态也发生变化，控制装置根据检测到的振动状态及其变化得到过滤罩200的状态信息，能够及时发现过滤罩200结冰现象。例如，当过滤罩200未结冰时，过滤罩200以一定的频率振动，检测装置500检测到过滤罩200未结冰的振动状态；当过滤罩200出现结冰现象时，过滤罩200的重量会增加，过滤罩200的振动频率会降低，当过滤罩200的振动频降低至与发动机的振动频率相等时，产生共振，从而过滤罩200的振动频率及振幅等会发生变化，检测装置500检测到结冰的振动状态；控制装置根据振动状态的变化，即从未结冰的振动状态变换为结冰的振动状态，得到过滤罩200的结冰信息。进一步地，当过滤罩200上的冰层被除去后，过滤罩200的重量会降低至原始重量，从而过滤罩200的振动频率升高，不再与发动机产生共振，过滤罩200的振动频率及振幅等会发生变化，检测装置500检测到未结冰的振动状态；控制装置根据振动状态的变化，即从结冰的振动状态变换为未结冰的振动状态，得到过滤罩200的除冰完成信息。更进一步地，过滤罩200的结冰程度以及除冰程度不同，过滤罩200的整体重量也会相应地不同，进而过滤罩200的振动状态也会不同，检测装置500检测到相应的振动状态，控制装置能够根据振动状态获得过滤罩200的结冰程度以及除冰程度。作为一种可选实施方式，检测装置500可以是测力传感器，测力传感器固定在进气口旁的可支撑部件110上并与过滤罩200连接。作为一种可选实施方式，发动机进气口结冰检测系统还可设有弹性连接件400，具体地，弹性连接件400可以是弹簧。弹性连接件400一端连接在过滤罩200上，弹性连接件400另一端连接在进气口旁的可支撑部件110上。通过弹性连接件400，一方面可以更好地调节过滤罩200的频率，另一方面还也可以防止过滤罩200脱离进气口。进一步地，发动机进气口结冰检测系统设有多个弹性连接件，检测装置500通过其中任意一个弹性连接件400与过滤罩200弹性连接，具体地，弹性连接件400一端连接在过滤罩200上，弹性连接件400的另一端连接在检测装置500上。，通过弹性连接的方式将检测装置500与过滤罩200连接，一方面可以使检测装置500更好地响应过滤罩200的振动，检测振动状态；另一方面可以避免过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机进气口结冰检测系统，其特征在于，包括过滤罩(200)、检测装置(500)以及控制装置，所述过滤罩(200)罩设在所述发动机进气口(100)上，所述过滤罩(200)的固有频率大于等于所述发动机怠速时所述发动机的振动频率且小于等于所述发动机100％转速时所述发动机的振动频率的150％；所述检测装置(500)用于检测所述过滤罩(200)的振动状态；所述控制装置得到与所述检测装置(500)信号连接并根据所述检测装置(500)检测的振动状态信号得到所述过滤罩(200)的状态信息。

【技术特征摘要】
1.一种发动机进气口结冰检测系统，其特征在于，包括过滤罩(200)、检测装置(500)以及控制装置，所述过滤罩(200)罩设在所述发动机进气口(100)上，所述过滤罩(200)的固有频率大于等于所述发动机怠速时所述发动机的振动频率且小于等于所述发动机100％转速时所述发动机的振动频率的150％；所述检测装置(500)用于检测所述过滤罩(200)的振动状态；所述控制装置得到与所述检测装置(500)信号连接并根据所述检测装置(500)检测的振动状态信号得到所述过滤罩(200)的状态信息。2.根据权利要求1所述的结冰检测系统，其特征在于，所述结冰检测系统还包括弹性连接件(400)，所述检测装置(500)通过所述弹性连接件(400)与所述过滤罩(200)连接。3.根据权利要求1所述的结冰检测系统，其特征在于，所述固有频率包括第m阶固有频率以及第n阶固有频率，其中m，n为正整数，且m小于n，所述第m阶固有频率大于等于所述发动机怠速时所述发动机的振动频率且小于等于所述发动机100％转速时所述发动机的振动频率；所述第n阶固有频率大于等于所述发动机巡航时所述发...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁荒，杨俊杰，孙经雨，庞科技，李笑，曾武，黄凯，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11