一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统，所述结冰探测系统包括多个结冰传感器、结冰探测控制器和多个结冰探测器；所述结冰探测器安装在机头两侧，结冰传感器安装在机翼结冰区域边缘外侧，结冰传感器与结冰探测控制器连接。能够向飞机发送结冰告警、结冰速率同时还能区分是否是由过冷大水滴引起的结冰，提升了结冰探测系统的探测能力，提高系统对各种不同结冰环境的适应性。

An ice detection system for detecting large supercooled water drops

【技术实现步骤摘要】
一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统
本专利技术属于防除冰
，涉及一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统。
技术介绍
结冰探测系统为飞机在结冰气象条件下飞行时，用于探测飞机某个部位是否存在结冰的专用探测与告警设备。老式的结冰探测系统或一体化结冰探测器均只能探测飞机是否结冰，无法对结冰环境进行区分，针对目前新型号的飞机区分结冰环境是否为过冷大水滴的要求，以往的结冰探测系统便无法满足。
技术实现思路
本专利技术的目的是：为满足飞机区分结冰环境，进一步探测飞机结冰状态，将传统的结冰探测器和传感器进行综合优化，设计和开发了可探测过冷大水滴的结冰探测系统。提供一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统，满足结冰探测系统探测飞机结冰状态的功能。本专利技术的技术方案是：提供一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统，其特征在于：所述结冰探测系统包括多个结冰传感器、结冰探测控制器和多个结冰探测器；所述结冰探测器安装在机头两侧，结冰传感器安装在机翼结冰区域边缘外侧，结冰传感器与结冰探测控制器连接；所述多个结冰传感器包括安装于结冰传感器壳体内的振动头组件；结冰传感器与结冰探测控制器连接；振动头组件用于检测结冰厚度，并将结冰厚度转换成第一频率信号，并传输给结冰探测控制器；结冰探测控制器包括驱动电路组件、信号处理电路组件和电源电路组件；驱动电路组件与结冰传感器的振动头组件交联，给振动头组件提供激励信号，结冰传感器的振动头组件反馈第一频率信号给结冰探测控制器的驱动电路组件；结冰探测控制器的信号处理电路组件与驱动电路组件交联，对接收到的第一频率信号进行解算，实时得出机翼的结冰状态，并将结冰告警信号反馈给飞机控制器；结冰探测控制器的电源电路组件分别与驱动电路组件、信号处理电路组件电连接；所述多个结冰探测器包括振动器组件、信号处理电路组件、电源电路组件和驱动电路组件；结冰探测器的振动器组件探测冰层厚度，驱动电路组件与振动器组件交联，并将冰层厚度转换成第二频率信号，并反馈给信号处理电路组件；结冰探测器的信号处理电路组件与驱动电路组件交联，对接收到的第二频率信号进行解算，实时得出飞机的结冰状态，并将结冰告警信号反馈给飞机控制器；当飞机控制器同时接收到结冰探测器和结冰探测控制器发出的结冰告警信号时，飞机所处的结冰环境为过冷大水滴结冰环境。进一步地，所述多个结冰传感器包括振动头加热器，结冰传感器的振动头加热器与结冰探测控制器的电源电路组件电连接，用于融化结冰传感器上的积冰。进一步地，所述多个结冰探测器包括加热组件，结冰探测器的加热组件与电源电路组件电连接，用于融化结冰探测器上的积冰。进一步地，结冰传感器的振动头组件包括线圈组件和振动元件，线圈组件和振动元件在结冰探测控制器的驱动电路组件提供的激励信号作用下产生振动；当有冰附着于振动元件时，振动频率发生变化；线圈组件将结冰厚度转换成第一频率信号。进一步地，所述结冰探测器的振动器组件、信号处理电路组件、电源电路组件和驱动电路组件集成于结冰探测器的壳体内。进一步地，所述结冰传感器壳体与机翼蒙皮共形，壳体端面与蒙皮处于同一平面。进一步地，所述结冰探测器的信号处理电路组件通过422总线、429总线或硬线与飞机控制器信号连接，向飞机传输结冰告警信号。进一步地，飞机控制器与结冰探测器的信号处理电路组件、结冰探测控制器的信号处理电路组件信号连接；飞机控制器向所述结冰探测器的信号处理电路组件、结冰探测控制器的信号处理电路组件传输测试信号，所述结冰探测器、结冰探测控制器进行自检。本专利技术的技术效果：结冰探测系统由一体化的结冰探测器和与机翼共形的结冰传感器以及结冰探测控制器组成，结冰探测器可以满足飞机探测结冰状态的要求，提供结冰告警信号给飞机，同时在机翼结冰区域边缘外侧，安装了4个结冰传感器，在普通过冷水滴环境时，结冰传感器不会报结冰，而当遭遇过冷大水滴环境时，由于其结冰区域大，传感器可以感应到结冰并通过结冰探测控制器处理后上报。该结冰探测系统，通过优化系统组成，计算安装位置，重新设计了外形及电路实现了区分不用结冰环境的功能，能够通过总线和硬线向飞机发送结冰告警、结冰速率同时还能区分是否是由过冷大水滴引起的结冰。提升了结冰探测系统的探测能力，提高了系统对各种不同结冰环境的适应性。附图说明图1为一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统的原理框图图2为结冰传感器的结构示意图图3为结冰探测器的原理图图4为结冰探测控制器原理图。具体实施方式飞机在云、雾、雨或雪天天气条件下飞行时，由于空气中存在过冷水滴而在飞机的机翼、机身和发动机进气道等表面积聚成冰层。美国联邦航空条例FAR25部附录C规定的影响飞机安全的水滴平均有效直径为10～40um之间，然而后续研究发现空气中也会存在大尺寸的过冷水滴，过冷大水滴在运动和撞击过程中可能会发生变形、破碎、反弹及飞溅，容易才成大范围结冰，形成各种形状的冰角，影响飞机的气动性能，产生飞行安全隐患。该型结冰环境在附录O中进行了规定。传统结冰探测系统只能探测飞机是否结冰，不能区分引起飞机结冰的是普通过冷水滴或者过冷大水滴。本专利技术的新型结冰探测系统不仅能够探测结冰状态还能够区分是否是由于过冷大水滴引起的结冰，从而提醒飞行员注意当前结冰环境，并针对过冷大水滴进行特殊处理。该新型结冰探测系统，提高了系统对各种不同结冰环境的适应性，针对目前迅速发展的大型飞机对结冰探测系统的环境适应性要求，本文所设计的结冰探测系统具有区分过冷大水滴的优势。实施例1图1为一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统的原理框图，如图1所示，本实施例，提供一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统，所述结冰探测系统包括多个结冰传感器、结冰探测控制器和多个结冰探测器；所述结冰探测器安装在机头两侧，结冰传感器安装在机翼结冰区域边缘外侧，结冰传感器与结冰探测控制器连接。能够向飞机发送结冰告警、结冰速率同时还能区分是否是由过冷大水滴引起的结冰，提升了结冰探测系统的探测能力，提高系统对各种不同结冰环境的适应性。图2为结冰传感器的结构示意图，如图2所示，所述多个结冰传感器包括安装于结冰传感器壳体内的振动头组件；结冰传感器与结冰探测控制器连接；振动头组件用于检测结冰厚度，并将结冰厚度转换成第一频率信号，并传输给结冰探测控制器。图4为结冰探测控制器原理图，如图4所示，结冰探测控制器包括驱动电路组件、信号处理电路组件和电源电路组件；驱动电路组件与结冰传感器的振动头组件交联，给振动头组件提供激励信号，结冰传感器的振动头组件反馈第一频率信号给结冰探测控制器的驱动电路组件；结冰探测控制器的信号处理电路组件与驱动电路组件交联，对接收到的第一频率信号进行解算，实时得出机翼的结冰状态，并将结冰告警信号反馈给飞机控制器；结冰探测控制器的电源电路组件分别与驱动电路组件、信号处理电路组件电连接；图3为结冰探测器的原理图，如图3所示，所述多个结冰探测器包括振动器组件、信号处理电路组件、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统，其特征在于：所述结冰探测系统包括多个结冰传感器、结冰探测控制器和多个结冰探测器；所述结冰探测器安装在机头两侧，结冰传感器安装在机翼结冰区域边缘外侧，结冰传感器与结冰探测控制器连接；/n所述多个结冰传感器包括安装于结冰传感器壳体内的振动头组件；结冰传感器与结冰探测控制器连接；振动头组件用于检测结冰厚度，并将结冰厚度转换成第一频率信号，并传输给结冰探测控制器；/n结冰探测控制器包括驱动电路组件、信号处理电路组件和电源电路组件；驱动电路组件与结冰传感器的振动头组件交联，给振动头组件提供激励信号，结冰传感器的振动头组件反馈第一频率信号给结冰探测控制器的驱动电路组件；结冰探测控制器的信号处理电路组件与驱动电路组件交联，对接收到的第一频率信号进行解算，实时得出机翼的结冰状态，并将结冰告警信号反馈给飞机控制器；结冰探测控制器的电源电路组件分别与驱动电路组件、信号处理电路组件电连接；/n所述多个结冰探测器包括振动器组件、信号处理电路组件、电源电路组件和驱动电路组件；结冰探测器的振动器组件探测冰层厚度，驱动电路组件与振动器组件交联，并将冰层厚度转换成第二频率信号，并反馈给信号处理电路组件；结冰探测器的信号处理电路组件与驱动电路组件交联，对接收到的第二频率信号进行解算，实时得出飞机的结冰状态，并将结冰告警信号反馈给飞机控制器；/n当飞机控制器同时接收到结冰探测器和结冰探测控制器发出的结冰告警信号时，飞机所处的结冰环境为过冷大水滴结冰环境。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可探测过冷大水滴的结冰探测系统，其特征在于：所述结冰探测系统包括多个结冰传感器、结冰探测控制器和多个结冰探测器；所述结冰探测器安装在机头两侧，结冰传感器安装在机翼结冰区域边缘外侧，结冰传感器与结冰探测控制器连接；
所述多个结冰传感器包括安装于结冰传感器壳体内的振动头组件；结冰传感器与结冰探测控制器连接；振动头组件用于检测结冰厚度，并将结冰厚度转换成第一频率信号，并传输给结冰探测控制器；
结冰探测控制器包括驱动电路组件、信号处理电路组件和电源电路组件；驱动电路组件与结冰传感器的振动头组件交联，给振动头组件提供激励信号，结冰传感器的振动头组件反馈第一频率信号给结冰探测控制器的驱动电路组件；结冰探测控制器的信号处理电路组件与驱动电路组件交联，对接收到的第一频率信号进行解算，实时得出机翼的结冰状态，并将结冰告警信号反馈给飞机控制器；结冰探测控制器的电源电路组件分别与驱动电路组件、信号处理电路组件电连接；
所述多个结冰探测器包括振动器组件、信号处理电路组件、电源电路组件和驱动电路组件；结冰探测器的振动器组件探测冰层厚度，驱动电路组件与振动器组件交联，并将冰层厚度转换成第二频率信号，并反馈给信号处理电路组件；结冰探测器的信号处理电路组件与驱动电路组件交联，对接收到的第二频率信号进行解算，实时得出飞机的结冰状态，并将结冰告警信号反馈给飞机控制器；
当飞机控制器同时接收到结冰探测器和结冰探测控制器发出的结冰告警信号时，飞机所处的结冰环境为过冷大水滴结冰环境。


2.根据权利要求1所述的结冰探测系统，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐弘炜，杜富强，彭汉元，徐俊，邓青山，
申请(专利权)人：武汉航空仪表有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42