用于空中数据探针的功率控制制造技术

用于空中数据探针的功率控制。用于探针的控制电路包括：放置在探针的第一区段中的至少一个低热系数电阻（TCR）部件，其中至少一个低TCR部件具有低正温度电阻系数（PTC）；放置在探针的第二区段中并与至少一个低TCR部件串联连接的至少一个高TCR部件，其中至少一个高TCR部件具有高PTC，并且其中至少一个高TCR部件与至少一个低TCR部件不同地对温度进行响应；以及与至少一个高TCR部件并联连接的至少一个分流部件，其中当至少一个高TCR部件的温度超过设定温度点时，至少一个分流部件被激活以减小流动通过至少一个高TCR部件的电流。

【技术实现步骤摘要】
用于空中数据探针的功率控制
技术介绍
许多空中数据（airdata）探针测量流体流速。包括皮托管和皮托管静态探针（staticprobe）的空中数据探针被用来确定飞行器的空速。这些空中数据探针的顶端可包括用于压力的测量的入口孔。
技术实现思路
用于探针的控制电路包括：放置在探针的至少第一区段中的至少一个低电阻温度系数（temperaturecoefficientofresistance）部件，其中至少一个低电阻温度系数部件具有低正（positive）温度电阻系数；放置在探针的至少第二区段中并与至少一个低电阻温度系数部件串联连接的至少一个高电阻温度系数部件，其中至少一个高电阻温度系数部件具有高正温度电阻系数，并且其中至少一个高电阻温度系数部件与至少一个低电阻温度系数部件不同地对温度进行响应；以及与至少一个高电阻温度系数部件并联连接的至少一个分流部件，其中当至少一个高电阻温度系数部件的温度超过设定温度点时，至少一个分流部件被激活以减小流动通过至少一个高电阻温度系数部件的电流。附图说明应理解附图仅描绘示例性实施例且因此不应被视为在范围上是限制性的，将通过附图的使用以额外的特性和细节来描述示例性实施例，其中：图1是根据本公开的一个实施例的被包括在探针中的加热器电缆电路的示例。图2A是根据本公开的一个实施例的被包括在探针中的加热器电缆电路的又一示例。图2B和2C是分别在冷配置和热配置中的图2A的加热器电缆电路的示例中的各种点处的电压和功率的图形表示。图3A是根据本公开的一个实施例的被包括在探针中的加热器电缆电路的另一示例。图3B和3C是分别在冷配置和热配置中的图3A的加热器电缆电路的示例中的各种点处的电压和功率的图形表示。图4A是根据本公开的一个实施例的被包括在探针中的加热器电缆电路的另一示例。图4B和4C是分别在冷配置和热配置中的图4A的加热器电缆电路的示例中的各种点处的电压和功率的图形表示。图5示出根据本公开的一个实施例的在空中数据探针中的功率控制的示例性过程。根据一般惯例，各种所述特征没有按比例绘制，而是被绘制成强调与示例性实施例有关的特定特征。具体实施方式在下面的具体实施方式中，参考形成其一部分的附图，并且其中作为例证示出特定的说明性实施例。然而，应理解的是，可以利用其它实施例，并且可以作出逻辑、机械和电气变化。此外，在绘制图形和说明书中提出的方法不应被解释为限制各个步骤可以在其中被执行的顺序。下面的具体实施方式因此不应在限制性意义上被理解。在一些系统中，空中数据探针被用来便于飞行器的空速的确定。在一些示例中，空中数据探针可包括皮托管或皮托静态管（pitotstatictube）。为了确定流体流速，管被放置到流体中，使得探针的入口孔指向流动流体中。此流体可以是媒质，例如空气或液体。皮托管将压力气动地递送到压力传感器，所述压力传感器测量由于在入口孔处的动态压力加载而引起的压力。在示例性实施例中，皮托管具有加热元件以防止管变得被冰堵塞。探针的关键要求之一是在不利天气条件中进行操作的同时生成热以除冰并维持无冰条件的能力。探针的一些区段（例如皮托管探针的顶端）常常比探针的其它区段（例如支杆（strut））需要明显更多的功率密度来满足结冰要求。例如，一些空中数据探针要求较大量的热来满足在关键顶端区域中的结冰要求。在本文所述的实施例中，这些区段被称为关键区段和/或高热需求区域。为了满足由管理机构规定的除冰和防冰要求，不同数量的热需要被提供到探针的（多个）不同区段。然而，当仅存在有限的冷却时，在探针的高热区域中生成的热不耗散，并且探针将变得极热，其中生成的热超出保持探针无冰所需的功率。这可能对加热器电缆的长期寿命是有害的。在一些情况下，空中数据探针需要在全功率下操作以满足防冰和除冰要求。然而，对于在热天期间地面上的静止飞行器，空中数据探针在全功率下的连续操作可导致探针的过早损坏。所生成的高水平的热损害加热器电线和探针的铜焊，导致探针的显著减小的寿命和降低的平均故障间隔时间（MTBF）。一些常规系统取决于飞行器周围的条件来控制被提供到探针的功率的量。例如，当飞行器在地面上时，所施加的功率的量从当飞行器在空中时施加的功率的量减小。这些常规系统在外部基于例如飞行器操作状态、环境条件之类的项目或者通过感测/报告探针的温度来控制到探针加热器的功率的量。在示例性实施例中，示出了提供自调节功率的简单的控制电路。被提供到探针的功率不必使用外部装置来修改。更确切地说，如在本文的实施例中所述的，使用简单的控制策略来控制在服务于探针的高热需求区域（例如顶端）的加热器电缆中的功率，当顶端达到预定温度时，该策略使去往探针的电流分流。在本文的实施例中所述的功率控制策略被视为是简单的，因为适合于设计保证水平的确定性测试和分析的全面组合可确保在没有反常行为的所有可预见的操作条件下的正确功能性能。在示例性实施例中，通过制造具有至少两个电阻部件的加热器电路来实现简单的功率控制策略。在示例性实施例中，至少两个电阻部件包括至少一个高电阻温度系数（TCR）部件和至少一个低电阻温度系数（TCR）部件。在示例性实施例中，高TCR电阻部件中的至少一个和低TCR部件中的至少一个是电阻加热器。在示例性实施例中，至少两个电阻部件中的一个或多个包括正温度系数（PTC）电阻加热器。在示例性实施例中，加热器的电阻具有与加热元件的温度的单调增加关系。在另外的示例中，加热器的电阻具有与加热元件的温度的线性增加关系。在示例性实施例中，至少一个高TCR电阻部件与至少一个低TCR电阻部件串联连接。在示例性实施例中，低TCR电阻部件放置在空中数据探针的至少第一区段中，并且至少一个高TCR电阻部件放置在空中数据探针的至少第二区段中，其中至少第二区段是空中数据探针的关键区段，并且当沿着那个路径的温度达到预定温度阈值时，在本文所述的功率控制策略被用来使通过在关键区段中的期望路径的电流分流。在示例性实施例中，高TCR电阻部件是加热元件或探针的加热器电缆的区段。在示例性实施例中，低TCR区段部件是加热元件或探针的加热器电缆的区段。串联连接的这些元件充当控制由在探针的（多个）关键区段（例如顶端）中的PTC加热器汲取的电流的量的温度敏感分压器。在本文所述的实施例中，当在高TCR部件中的加热器的温度达到定义的温度时，为电流提供要流动通过的替代路径。在定义的温度下，用于防冰和除冰功能的额外功率是不要求的，并且由在高TCR部件中的加热器汲取的电流可能是被限制的。本文所述的实施例提供一种受控方法以当它使用分流部件达到定义温度时，使流动通过高TCR部件区域中的加热器的电流中的至少一些分流。分流部件与向探针的高功率需求区域（例如探针顶端）提供热的高TCR部件加热器并联连接。在探针的高功率需求区域加热时，跨高TCR电阻部件的电压降和跨分流部件经历的电压也增加。当跨分流部件经历的电压超过设定电压点时，分流部件被激活并使至少一些电流转向，从而限制通过探针的高热需求区段传导的电流。分流部件包括二极管、热变电阻器、齐纳二极管、肖特基二极管、电阻器、晶闸管（例如交流电三极管（TRIAC）、交流电二极管（DIAC）等）、电容器或者单独的或组合的其它这样的部件中的至少一个，使得分流部件在设定温度下在设定电压点处被激活。在示例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于探针的控制电路，所述控制电路包括：至少一个低电阻温度系数部件，其放置在探针的至少第一区段中，其中所述至少一个低电阻温度系数部件具有低正温度电阻系数；至少一个高电阻温度系数部件，其放置在所述探针的至少第二区段中并与所述至少一个低电阻温度系数部件串联连接，其中所述至少一个高电阻温度系数部件具有高正温度电阻系数，并且其中所述至少一个高电阻温度系数部件与所述至少一个低电阻温度系数部件不同地对温度进行响应；以及至少一个分流部件，其与所述至少一个高电阻温度系数部件并联连接，其中当所述至少一个高电阻温度系数部件的温度超过设定温度点时，所述至少一个分流部件被激活以减小流动通过所述至少一个高电阻温度系数部件的电流。

【技术特征摘要】
2016.02.23 US 15/0514931.一种用于探针的控制电路，所述控制电路包括：至少一个低电阻温度系数部件，其放置在探针的至少第一区段中，其中所述至少一个低电阻温度系数部件具有低正温度电阻系数；至少一个高电阻温度系数部件，其放置在所述探针的至少第二区段中并与所述至少一个低电阻温度系数部件串联连接，其中所述至少一个高电阻温度系数部件具有高正温度电阻系数，并且其中所述至少一个高电阻温度系数部件与所述至少一个低电阻温度系数部件不同地对温度进行响应；以及至少一个分流部件，其与所述至少一个高电阻温度系数部件并联连接，其中当所述至少一个高电阻温度系数部件的温度超过设定温度点时，所述至少一个分流部件被激活以减小流动通过所述至少一个高电阻温度系数部件的电流。2.如权利要求1所述的控制电路，其中当跨所述至少一个高电阻温度系数部件经历的电压超过设定电压点时，所述至少一个分流部件被激活以减小流动通过至少一个高电阻温度系数部件的电流。3.如权利要求1所述的控制电路，其中所述探针的至少第一区段是所述探针的支杆，并且其中所述探针的至少第二区段是所述探针的顶端。4.如权利要求1所述的控制电路，其中所述至少一个低电阻温度系数部件和至少高电阻温度系数部件中的至少一个是所述探针的加热元件。5.如权利要求1所述的控制电路，其中所述至少一个分流部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：GA戈顿，DT基梅尔，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US