基于光纤结冰传感器探测冰厚的方法、传感器、介质技术

本发明专利技术属于飞机结冰探测技术领域，具体涉及基于光纤结冰传感器探测冰厚的方法、传感器、介质。本申请首先获取当前环境温度T，获取光纤结冰传感器光纤结冰传感器第一接收光纤接收光强、第二接收光纤接收光强和判别光纤接收光强；接着将判别光纤接收光强和当前环境温度T输入至冰型预测模型库中，获取冰型，冰型包括明冰、混合冰和霜冰；然后，将冰型和温度值T输入到冰型

【技术实现步骤摘要】
基于光纤结冰传感器探测冰厚的方法、传感器、介质


[0001]本专利技术属于飞机结冰探测
，具体涉及一种基于光纤结冰传感器探测冰厚的方法、传感器、介质。

技术介绍

[0002]飞行器和风力机结冰是一种常见的自然现象。结冰会影响飞行安全，飞机结冰导致升力下降、阻力增加、气动性能恶化，脱落冰撞击到发动机叶片会导致发动机停车。风力机结冰会降低运行效率，风力机通常安装在风力资源富有的寒冷地区和山区，这些风力机在寒冷气候下会出现不同程度的结冰现象。结冰会改变风力机叶片的空气动力学特性，导致发电效率降低50%。结冰也会导致风力发电设备的机械故障。因此，对飞机和风力机等重大装备进行结冰探测非常重要和必要。
[0003]目前结冰探测仍是一大科学难题。首先，结冰影响因素太多导致传感器测量精度和范围难以提高，影响因素包括结冰环境温度(T)、气流速度环境气压、液态水含量（LWC）和液滴平均体积直径（MVD）等参数，多种因素的共同作用，使得冰型非常复杂。通常有明冰、霜冰和混合冰三种类型。不同类型的冰物理特性差异极大，例如密度、介电常数、光学特性和附着性等，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤结冰传感器探测冰厚的方法，其特征在于，在待测物面布置光纤结冰传感器，所述光纤结冰传感器包括发送光纤（1）、第一接收光纤（2）、第二接收光纤（3）和判别光纤（4），发送光纤（1）、第一接收光纤（2）、第二接收光纤（3）和判别光纤（4）一端集束形成探测端；在探测端，第一接收光纤（2）、第二接收光纤（3）、发送光纤（1）和判别光纤（4）依次排列；所述判别光纤（4）迎光端面与其轴线呈倾斜状态，第一接收光纤（2）和第二接收光纤（3）迎光端面与其各自的轴线垂直；所述发送光纤（1）另一端设有发光元件，第一接收光纤（2）、第二接收光纤（3）和判别光纤（4）另一端设有光电检测器件；所述方法包括如下步骤：S100，获取当前环境温度T，获取光纤结冰传感器第一接收光纤接收光强、第二接收光纤接收光强和判别光纤接收光强；S200，将判别光纤接收光强和当前环境温度T输入至冰型预测模型库中，获取冰型，冰型包括明冰、混合冰和霜冰；S300，将冰型和当前环境温度T输入到冰型
‑
温度
‑
拟合函数库中，获取当前冰型和温度对应的拟合函数，其中光强调制函数，为冰层厚度；S400，将第一接收光纤接收光强和第二接收光纤接收光强带入 拟合函数中，计算得到冰层厚度h。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤结冰传感器探测冰厚的方法，其特征在于，步骤S200中，冰型预测模型库的冰型判别规则为：在环境温度为T的情况下，判别光纤接收光强＜A mV时，为明冰；判别光纤接收光强＞B mV时，为霜冰，不满足上述两条件为混合冰；A为在环境温度为T冻结明冰的情况下，随冰厚变化判别光纤接收光强的最大值；B为环境温度为T冻结霜冰的情况下，随冰厚变化判别光纤接收光强的最小值。3.根据权利要求2所述的一种基于光纤结冰传感器探测冰厚的方法，其特征在于，冰型预测模型库的建立包括如下步骤：S201，在实验室仿真环境模拟各个温度冻结明冰，测量并记录各个温度下，随明冰冰厚变化判别光纤接收光强的最大值A；在实验室仿真环境模拟各个温度冻结霜冰，测量并记录各个温度下，随霜冰冰厚变化判别光纤接收光强的最小值B；上述明冰冰厚和霜冰冰厚的变化范围一致；S202，归纳各个温度下冻结明冰时，判别光纤接收光强的最大值A，得到明冰、温度和判别光纤接收光强最大值A的列表；归纳各个温度下冻结混合冰时，判别光纤接收光强的最小值B，得到混合冰、温度和判别光纤接收光强最小值B的列表；S203，整合步骤S202中两个列表，得到冰型预测模型库。4.根据权利要求1所述的一种基于光纤结冰传感器探测冰厚的方法，其特征在于，步骤S300中，冰型
‑
温度
...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖春华，张弛，李绍荣，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：