总温传感器防冰除冰方法技术

本发明专利技术公开的一种总温传感器防冰除冰方法，旨在提供一种在较大侧滑角及迎角下仍能准确测量大气总温的传感器。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：通过法兰盘(4)连接的T形支柱滞止罩的顶端制出先扩散后收缩的T形管圆筒状风道，圆筒正前方迎向气流一面作为进气口，进气口开口呈喇叭扩张，并向后收缩，在T形管道的喉管(8)交界缩孔下孔壁下方，以圆弧过渡相切的销轴导向侧孔为支点，径向向下弯曲收缩，逐渐向下扩散扩张至T形管根部，再从T形管根部底壁，贯通尾端排气口，形成拉瓦尔圆筒形阻滞室；结冰后感温元件以各种方式与周围环境交换热量，同时通过T形支柱滞止罩外表面或外壁夹层中埋的防止阻滞室外壁结冰的加温电阻丝进行除冰。

【技术实现步骤摘要】
总温传感器防冰除冰方法
本专利技术涉及一种主要用于探测飞机所在高度大气总温的总温传感器防冰除冰方法。
技术介绍
温度是表征物体状态的特征参数之一。为了确定空气的密度、粘性系数和流动速度等,通常都需要测量温度。气流的总温是高超声速试验设备模拟能力的一个重要标志，又是确定其试验气流特性的一个基本参数，因此，无论是为了校准试验设备的性能，还是提供试验数据，均需要进行总温测量。现代飞机飞行控制要求准确地测定飞行中飞机所处环境的大气总温，在航空领域中，驻点温度被称为总温，并通过安装在飞行器表面上的温度探测器来测量。总温指一流体以绝热过程完全静止时，它的动能将转化为内能时反映出来的温度。探头将空气相对于飞机处于静止状态。当空气相对静止时，动能转化为内部能量。空气被压缩并经历绝热的温度升高。因此，总温高于静态或环境空气温度。总温是大气数据计算机的基本输入，以便能够计算静态空气温度，从而得到真正的空速。流体在流动时具有它的压力、温度、密度、速度、马赫数。如能使一流体以绝热过程完全静止时，它的动能将转化为内能，反映在压力、温度与密度上。此时之温度便为总温。总温传感器又称阻滞温度传感器，它反映飞机某些部位上构件可能达到的温度，气流流过物体受到阻滞时流速降低到零，动能转换为热能使局部温度升高，这个温度称为总温或阻滞温度。总温信号可直接用于指示，总温信号可供大气数据计算机作解算大气静温、真实空速等参数用。航空器常用总温传感器测量大气的总温，总温探头在前端量测的便是总温。它与传感器的结构、尺寸、气流的粘性和流速、传感器在飞机上的安装位置以及迎角和飞行姿态等有关，是衡量传感器性能的重要指标之一。性能良好的传感器的恢复系数可达0.99以上。总温传感器主要包括指向前方气流的进气口、阻滞结构、支柱、测温部件、防冰加热部件和排气口，通常安装在翼尖、垂尾顶部、飞机机头外侧，或其他气流不易受到扰动的地方。飞行中气流首先从进气口进入，经过阻滞结构将气流的动能转为热能(理想状态应无损失转换)。此时一部分气流直接从尾部回到大气，一部分经过90°转弯进入测温区，流经敏感元件后由支柱口回到大气。总温传感器是通过测量温敏电阻元件的阻值获得大气总温。在闭合电路中，会有一个小电流通过传感元件，这一电流会使传感电阻元件发热，产生自加热效应，进而造成总温测量的偏高，这个偏差称为自加热误差。防冰的同时，电阻丝的热量也会传递到敏感元件腔室，导致测量的总温比实际温度偏高，这个偏差称为防冰加热误差。传感器测量的温度会滞后于真实的温度。由于气流流过大气总温传感器滞止室时，气流不可能完全阻滞使气流流速下降到零，而且感温元件总以热辐射、热传导、热对流形式跟周围结构件存在着热交换现象，导致气总温传感器误差大。在地面上，无论什么时候如果降雨落在被浸冷的飞机上，都可能产生透明冰。即使环境温度在2℃到+15℃之间，如果飞机结构保持在0℃或以下，在潮湿或湿度较高时，仍可能结冰或结霜。过冷的雾或云中的水滴在温度低于或稍高于冰点的物体上冻结形成的冰的沉积物。潮湿：雾、雨、雪、雨夹雪、高湿度(凝结在表面上)、冰晶都可能污染飞机。当有霜、雪或冰附着在飞机机翼、操纵面、螺旋桨、发动机进气口或其他重要表面上时，冰雪霜污染会使飞机的外形产生变化，增加飞机重量，使飞机的外表面变得粗糙，增加阻力，减少升力。严重时会引起飞机失速和瞬间反常上仰，从而使操纵效能降低和起飞离地过程中出现非指令迎角变化和滚转，使飞行姿态难以控制，处置不当严重危及飞行安全。通常飞机地面除冰/防冰工作是由机务维修人员/地面人员和飞行机组作为一个整体来完成的。机载大气总温传感器安装在飞机发动机的进气道内,但它的迎风面部分暴露在外,安装在飞机蒙皮或发动机进气道内的总温传感器的感温探头，结冰或结霜会影响飞机的整体性能。总温传感器受限于传统的加工制造方式，一般不具有防除冰功能或具有防除冰功能。当大气总温传感器通过感受大气蒙皮外或进气道入口处气流总温，这种滞后超过规定的技术指标时,就严重歪曲了真实的气流温度变化过程。飞行试验得出的动态响应曲线，防冰总温传感器动态响应特性是一个复杂的对流,辐射和导热过程。传感器结冰将造成误差、温度下降、动压减小，可能失真、错误和丢失信号。若发动机进气道内大气总温测试数据存在较大误差,影响着发动机的性能与调整。现有技术的飞机进气道内大气总温传感器属于屏蔽阻滞式温度传感器,外观呈T形,由阻滞室、热电偶丝、双孔绝缘瓷管等组成。阻滞室呈先扩张后收缩圆筒形状,圆筒正前方口径较大,迎向气流的一端是进气口,圆筒后与铠装热电偶相连接,气流在扩散段速度逐渐降低,在T形管道的交界凸面狭窄处流速降低到最小,利用凸面所造成的空气动力阻滞效应,实现气流大部分动能转化为热能,之后气体流入T形管根部放置感温元件的容腔内,引起容腔内由铂金电阻丝制造感温元件的阻值随气流阻滞温度变化而变化。但在加热时由铠装加热电缆引起的误差较大；此外还存在响应时间过长、在较大侧滑角及迎角下总温测量不准等缺点。本专利技术的目的是对现有技术的总温传感器进行的进一步发展和改进。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种响应快、具有防除冰功能，在较大侧滑角及迎角下仍能准确测量大气总温的传感器。本专利技术的目的可以通过以下措施来达到。一种总温传感器防冰除冰方法，具有如下技术特征：通过法兰盘4连接的T形支柱滞止罩2的顶端制出先扩散后收缩的T形管圆筒状风道1，圆筒正前方迎向气流一面作为进气口，进气口开口呈喇叭扩张，并向后收缩，在T形管道的喉管8交界缩孔下孔壁下方，以圆弧过渡相切的销轴导向侧孔为支点，径向向下弯曲收缩，逐渐向下扩散扩张至T形管根部，再从T形管根部底壁，沿其扩散段延伸收缩贯通尾端排气口9，形成拉瓦尔圆筒形阻滞室；在T形支柱滞止罩2的底端固联法兰盘4，法兰下方连接连接器5，T形管根部下方制出装配感温元件6的感温腔10管道；气流从风道1进气口流入，经收敛扩散段的进气道7压缩到达喉管8后，气流从喉道横截面积分流，大部分分流气体利用喉道拉瓦尔管将气流中携带的颗粒物高速从尾部排气口9排出，另一小部分气流在收缩被喉管8阻滞，绕过圆形的喉管8扩散后气流流速逐渐降低,向下进入感温腔(10)继续被阻滞，在T型管道交界处流速降低，造成空气动力效应，最终将受到阻滞的流速降低到几乎为0的气流动能转化成热能，使局部温度升高，迫使气体流入到放置了感温元件6的感温腔10的容腔内，引起容腔内感温元件6铂金电阻丝的阻值随气流阻滞温度变化而变化，从而测得称为大气总温或阻滞温度；高空中结冰或结冰后感温元件以各种方式与周围环境交换热量，同时通过扁椭流线偏筒的T形支柱滞止罩2外表面埋设的加热电缆3或外壁夹层中埋的防止阻滞室外壁结冰的加温电阻丝进行除冰。本专利技术相比于现有技术具有如下效果。测温速度快。本专利技术以喉管8缩孔下孔壁下方圆弧过渡相切的销轴侧孔为支点，径向向下弯曲贯通尾端排气口9，形成喉头处两个先收缩后扩散的拉瓦尔管，利用拉瓦尔管的能稳定地保持气流速度等于音速的特性，拉瓦尔圆筒形阻滞室,气流从风道1进气口流入，经收敛扩散段的进气道7压缩到达喉管8后，气流分流，分气流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种总温传感器防冰除冰方法，具有如下技术特征：通过法兰盘(4)连接的T形支柱滞止罩(2)的顶端制出先扩散后收缩的T形管圆筒状风道(1)，圆筒正前方迎向气流一面作为进气口，进气口开口呈喇叭扩张，并向后收缩，在T形管道的喉管(8)交界缩孔下孔壁下方，以圆弧过渡相切的销轴导向侧孔为支点，径向向下弯曲收缩，逐渐向下扩散扩张至T形管根部，再从T形管根部底壁，沿其扩散段延伸收缩贯通尾端排气口(9)，形成拉瓦尔圆筒形阻滞室；在T形支柱滞止罩(2)的底端固联法兰盘(4)，法兰下方连接连接器(5)，T形管根部下方制出装配感温元件(6)的感温腔(10)管道；气流从风道(1)进气口流入，经收敛扩散段的进气道(7)压缩到达喉管(8)后，气流从喉道横截面积分流，大部分分流气体利用喉道拉瓦尔管将气流中携带的颗粒物高速从尾部排气口(9)排出，另一小部分气流在收缩被喉管(8)阻滞，绕过圆形的喉管(8)扩散后气流流速逐渐降低,向下进入感温腔(10)继续被阻滞，在T型管道交界处流速降低，造成空气动力效应，最终将受到阻滞的流速降低到几乎为0的气流动能转化成热能，使局部温度升高，迫使气体流入到放置了感温元件(6)的感温腔(10)的容腔内，引起容腔内感温元件(6)铂金电阻丝的阻值随气流阻滞温度变化而变化，从而测得称为大气总温或阻滞温度；高空中结冰或结冰后感温元件以各种方式与周围环境交换热量，同时通过扁椭流线偏筒的T形支柱滞止罩(2)外表面埋设的加热电缆(3)或外壁夹层中埋的防止阻滞室外壁结冰的加温电阻丝进行除冰。/n...

【技术特征摘要】
1.一种总温传感器防冰除冰方法，具有如下技术特征：通过法兰盘(4)连接的T形支柱滞止罩(2)的顶端制出先扩散后收缩的T形管圆筒状风道(1)，圆筒正前方迎向气流一面作为进气口，进气口开口呈喇叭扩张，并向后收缩，在T形管道的喉管(8)交界缩孔下孔壁下方，以圆弧过渡相切的销轴导向侧孔为支点，径向向下弯曲收缩，逐渐向下扩散扩张至T形管根部，再从T形管根部底壁，沿其扩散段延伸收缩贯通尾端排气口(9)，形成拉瓦尔圆筒形阻滞室；在T形支柱滞止罩(2)的底端固联法兰盘(4)，法兰下方连接连接器(5)，T形管根部下方制出装配感温元件(6)的感温腔(10)管道；气流从风道(1)进气口流入，经收敛扩散段的进气道(7)压缩到达喉管(8)后，气流从喉道横截面积分流，大部分分流气体利用喉道拉瓦尔管将气流中携带的颗粒物高速从尾部排气口(9)排出，另一小部分气流在收缩被喉管(8)阻滞，绕过圆形的喉管(8)扩散后气流流速逐渐降低,向下进入感温腔(10)继续被阻滞，在T型管道交界处流速降低，造成空气动力效应，最终将受到阻滞的流速降低到几乎为0的气流动能转化成热能，使局部温度升高，迫使气体流入到放置了感温元件(6)的感温腔(10)的容腔内，引起容腔内感温元件(6)铂金电阻丝的阻值随气流阻滞温度变化而变化，从而测得称为大气总温或阻滞温度；高空中结冰或结冰后感温元件以各种方式与周围环境交换热量，同时通过扁椭流线偏筒的T形支柱滞止罩(2)外表面埋设的加热电缆(3)或外壁夹层中埋的防止阻滞室外壁结冰的加温电阻丝进行除冰。


2.根据权利要求1所述的防冰除冰型总温传感器，其特征在于，风道(1)和T形支柱滞止罩(2)是由导热性能好、熔点好的材料制造而成。


3.根据权利要求1所述的防冰除冰型总温传感器，其特征在于，风道(1)和T形支柱滞止罩(2)两者内部的空腔组合后构成了T字形的三通...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹杰，郑瑞雪，杜镇志，惠朝辉，仲斌，张兴达，周昀芸，
申请(专利权)人：成都凯天电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51