一种可解算结冰速率的结冰传感器及方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111114792 A(43)申请公布日 2020.05.08

(21)申请号 201911323255.0(22)申请日 2019.12.19

(71)申请人 武汉航空仪表有限责任公司

地址 430074 湖北省武汉市洪山区东湖东

路2号(72)发明人 赵润雨　郭玉东　徐弘伟　杜富强　(74)专利代理机构 中国航空专利中心 11008

代理人 杜永保(51)Int.Cl.

B64D 15/12(2006.01)B64D 15/22(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页 附图1页

(54)发明名称

一种可解算结冰速率的结冰传感器及方法(57)摘要

本发明公开一种可解算结冰速率的结冰探测器及方法，所述探测器包括信号处理电路，分别放置在迎风面和背风面的两个加热组件，和分别检测迎风面和背风面外界温度的两个温度传感器，其中所述两个温度传感器检测迎风面和背风面的实时温度，信号处理电路根据检测的实时温度，控制两个加热器组件的断开/接通状态；当两个加热器组件处于接通状态时，信号处理电路控制两个加热器组件保持相同的第一预定温度，并依据两个加热器组件的电流差异，解算结冰速率。本发明的结冰传感器及方法不仅可检测结冰厚度，而且可以解算出结冰速率，对结冰状况的检测更加全面、有效。

CN 111114792 ACN 111114792 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种可解算结冰速率的结冰探测器，包括信号处理电路，分别放置在迎风面和背风面的两个加热组件，和分别检测迎风面和背风面外界温度的两个温度传感器，

其中所述两个温度传感器检测迎风面和背风面的实时温度，信号处理电路根据检测的实时温度，控制两个加热器组件的断开/接通状态；

当两个加热器组件处于接通状态时，信号处理电路控制两个加热器组件保持相同的第一预定温度，并依据两个加热器组件的电流差异，解算结冰速率。

2.根据权利要求1所述的结冰探测器，其中信号处理电路还可根据解算的结冰速率，解算出结冰厚度。

3.根据权利要求1或2所述的结冰探测器，其中结冰速率的解算是根据预先通过标定实验确定的迎风面与背风面电流之差与结冰速率的关系进行的。

4.根据权利要求1所述的结冰探测器，其中信号处理电路根据检测的实时温度，控制两个加热器组件的断开/接通状态包括当检测的温度高于第二预定温度时，信号处理电路控制两个加热器组件处于断开状态，当检测的温度等于或小于第二预定温度时，信号处理电路控制两个加热器组件处于接通状态。

5.根据权利要求4所述的结冰探测器，其中所述第二预定温度为5℃。6.根据权利要求1所述的结冰探测器，其中所述第一预定温度为100℃。7.一种可解算结冰速率的结冰探测方法，包括以下步骤：分别检测迎风面和背风面的实时温度，根据检测的实时温度，控制分别放置在迎风面和背风面的两个加热器组件的断开/接通状态；

当两个加热器组件处于接通状态时，使两个加热器组件保持相同的第一预定温度，并依据两个加热器组件的电流差异，解算结冰速率。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括根据解算的结冰速率，解算结冰厚度。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中结冰速率的解算是根据预先通过标定实验确定的迎风面与背风面电流之差与结冰速率的关系进行的。

10.根据权利要求7所述的方法，其中根据检测的实时温度，控制两个加热器组件的断开/接通状态包括当检测的温度高于第二预定温度时，使两个加热器组件处于断开状态，当检测的温度等于或小于第二预定温度时，使两个加热器组件处于接通状态。

2

CN 111114792 A

说　明　书

一种可解算结冰速率的结冰传感器及方法

1/2页

技术领域

[0001]本发明属于防除冰技术领域，涉及一种可解算结冰速率的结冰传感器及方法。背景技术

[0002]结冰传感器作为飞机在结冰气象条件下飞行时，用于检测飞机表面是否存在结冰的专用检测设备。目前结冰传感技术已在许多领域成功应用，但结冰探测技术大多数是检测结冰厚度，在结冰速率结算方面还不成熟，检测结冰厚度存在一定的延时性，并不能实时反映出结冰状况，并且当结冰速率过快时，基于结冰厚度的检测存在一定的局限性。发明内容

[0003]鉴于现有技术的上述情况，本发明的目的是提供一种可解算结冰速率的结冰传感器及方法，以更全面、更有效的监控结冰状况。[0004]按照本发明的一个方面，提供一种可解算结冰速率的结冰探测器，包括信号处理电路，分别放置在迎风面和背风面的两个加热组件，和分别检测迎风面和背风面外界温度的两个温度传感器，

[0005]其中所述两个温度传感器检测迎风面和背风面的实时温度，信号处理电路根据检测的实时温度，控制两个加热器组件的断开/接通状态；[0006]当两个加热器组件处于接通状态时，信号处理电路控制两个加热器组件保持相同的第一预定温度，并依据两个加热器组件的电流差异，解算结冰速率。[0007]其中信号处理电路还可根据解算的结冰速率，解算结冰厚度。

[0008]其中结冰速率的解算是根据预先通过标定实验确定的迎风面与背风面电流之差与结冰速率的关系进行的。

[0009]其中信号处理电路根据检测的实时温度，控制两个加热器组件的断开/接通状态包括当检测的温度高于第二预定温度时，信号处理电路控制两个加热器组件处于断开状态，当检测的温度等于或小于第二预定温度时，信号处理电路控制两个加热器组件处于接通状态，其中所述第二预定温度为5℃，其中所述第一预定温度为100℃。[0010]按照本发明的第二方面，提供一种可解算结冰速率的结冰探测方法，包括以下步骤：

[0011]分别检测迎风面和背风面的实时温度，根据检测的实时温度，控制分别放置在迎风面和背风面的两个加热器组件的断开/接通状态；[0012]当两个加热器组件处于接通状态时，使两个加热器组件保持相同的第一预定温度，并依据两个加热器组件的电流差异，解算结冰速率。[0013]所述方法还可包括根据解算的结冰速率，解算结冰厚度。

[0014]其中结冰速率的解算是根据预先通过标定实验确定的迎风面与背风面电流之差与结冰速率的关系进行的。

[0015]其中根据检测的实时温度，控制两个加热器组件的断开/接通状态包括当检测的

3

CN 111114792 A

说　明　书

2/2页

温度高于第二预定温度时，使两个加热器组件处于断开状态，当检测的温度等于或小于第二预定温度时，使两个加热器组件处于接通状态。

[0016]本发明的结冰传感器及方法不仅可检测结冰厚度，而且可以解算出结冰速率，对结冰状况的检测更加全面、有效。附图说明

[0017]图1是本发明的可解算结冰速率的结冰探测器的结构框图。

具体实施方式

[0018]为了更清楚地理解本发明的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

[0019]图1是本发明的可解算结冰速率的结冰探测器的结构框图。如图所示，本发明的可解算结冰速率的结冰探测器包括信号处理电路，分别放置在迎风面和背风面的两个加热组件，和分别检测迎风面和背风面外界温度的两个温度传感器。[0020]迎风面与背风面的两个温度传感器检测实时温度，检测的温度以反馈信号的形式提供给信号处理电路，信号处理电路根据检测的实时温度，控制两个加热器组件的断开/接通状态。具体地，在本例中，信号处理电路判断检测的实时温度是否高于5℃(第二预定温度)，通常认为当温度低于5℃时，才会产生结冰现象，所以在本实施例中确定为5℃，当然该温度不限于此，也可视情况设定为其他温度。当检测的实时温度高于5℃时，信号处理电路控制两个加热器组件都处于断开状态，当检测的实时温度等于或低于5℃时，信号处理电路控制两个加热器组件接通，并向两个加热器组件给出加热指令，使两个加热器组件保持同一温度，并且该温度位于90℃到110℃之间，因为当温度处于该温度范围时，可以认为背风面加热器组件表面的水份已几乎完全蒸发，背风面无水含量，从而无法产生结冰现象，在本实施例中所述同一温度确定为100℃(第一预定温度)。[0021]当无结冰现象发生时，两个加热器组件功率一致，无电流差异，当迎风面加热器组件旁因风所带来的水分存在结冰现象时，迎风面加热器组件表面温度会降低，由于两个加热器组件电压相同，为保证两个加热器组件保持温度一致，信号处理电路通过改变迎风面加热组件的电阻来增大其加热功率，从而迎风面加热器的电流I1增大，与背风面电流I2产生差异，信号处理电路根据电流差异，并结合通过标定实验预先确定的迎风面与背风面电流之差与结冰速率的关系，可解算出实时结冰速率。结冰速率可分为弱结冰、中度结冰、强结冰和极强结冰。不同结冰速率信号代表的结冰速率如下：弱结冰：JBv(结冰速率)＜0.6mm/min；中度结冰：0.6mm/min≤JBv＜1.0mm/min；强结冰：1.0mm/min≤JBv≤2.0mm/min；极强结冰：JBv＞2.0mm/min，最后还可依据结冰速率在时间的积分进一步得出结冰厚度。[0022]本发明的结冰传感器及方法不仅可检测结冰厚度，而且可以解算出结冰速率，对结冰状况的检测更加全面、有效。

4

CN 111114792 A

说　明　书　附　图

1/1页

图1

5