CN110435898A - 用于微滴大小区分的表面感测 - Google Patents

Abstract

设备和相关联方法涉及区分由不同过冷水微滴在飞机的机翼上引起的积冰。具有感测表面区部的传感器安装在机翼的安装位置处，使得所述感测表面区部与所述机翼的周围邻近表面齐平。当飞机在飞行中时，大小小于或等于预定阈值的水粒子在所述安装位置处不撞击所述传感器表面区部。传感器驱动器将激励信号提供给所述传感器。信号检测器检测响应于所述所提供激励信号的传感器信号。所述传感器信号指示水粒子超过撞击所述感测表面区部的所述预定阈值。在一些实施方案中，所述感测表面区部机械地联接到共振腔。在其他实施方案中，所述传感器是被配置来感测表面电阻的表面电阻传感器。

Description

用于微滴大小区分的表面感测

背景技术

某些大气条件可导致飞机表面上的冰形成。飞机表面上的冰形成可增加飞机的重量并且可增加对飞机的拖曳。增加飞机的重量或拖曳可导致失速速度高于原本在无冰条件下的失速速度。提升表面上的冰形成可导致机翼的升力的降低和/或螺旋桨的推力的降低。冰形成还可通过影响副翼等控制表面上的气流而影响飞机的可控制性。

各种大气条件可引起飞机上不同程度的冰形成。例如，水微滴密度、总湿气含量、空气温度、水微滴温度、微滴大小分布等全部作为冰形成的风险因素。一些大气条件可几乎不呈现飞机上冰形成的风险。

各种飞机飞行条件可影响飞机表面上的冰形成的位置和/或量。例如，空速、迎角、侧滑角，和除冰装备的存在全部作为冰形成的位置和/或风险的因素。一些飞机已经配备意图获得大气的度量的装备，以便预测大气是否呈现外表面上的冰形成的风险。

发明内容

设备和相关联方法涉及能够感测飞机的翼片上的积冰的系统。所述系统包括传感器，所述传感器具有感测表面区部并且被配置来安装在翼片的前边缘尾部的安装位置处，使得所述感测表面区部与所述翼片的周围邻近表面齐平。在某些飞行条件下，大小小于或等于预定阈值的水粒子不撞击传感器表面区部。所述系统包括传感器驱动器，所述传感器驱动器联接到所述传感器并且被配置来将激励信号提供给所述传感器。所述系统还包括信号检测器，所述信号检测器被配置来检测响应于所提供激励信号的传感器信号，所述所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击所述传感器的所述感测表面区部的所述预定阈值。

一些实施方案涉及能够感测飞机的翼片上的积冰的方法。所述方法包括将传感器的传感器表面区部呈现在翼片的前边缘尾部的安装位置处并且与翼片的周围邻近表面齐平。在某些飞行条件下，大小小于或等于预定阈值的水粒子不撞击传感器表面区部。所述方法包括经由联接到传感器的传感器驱动器将激励信号提供给传感器。所述方法包括经由信号检测器检测响应于所提供激励信号的传感器信号。所检测的信号指示水粒子大小超过撞击传感器的感测表面区部的预定阈值。

一些实施方案涉及能够感测飞机的翼片上的积冰的系统。所述系统包括具有感测表面区部的传感器、一个或多个处理器，和计算机可读存储器。所述传感器被配置来安装在翼片的前边缘尾部的安装位置处，使得感测表面区部与翼片的周围邻近表面齐平。在某些飞行条件下，大小小于或等于预定阈值的水粒子不撞击传感器表面区部。计算机可读存储器以指令编码，当由一个或多个处理器执行时，所述指令使系统将激励信号提供给传感器并且检测响应于所提供电激励信号的传感器信号。所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击传感器的感测表面区部的预定阈值。

附图说明

图1是配备示例性自动化积冰检测系统的飞机的示意图。

图2是堆积在空气流中的弯曲构件的前边缘上的冰的示意图。

图3是描绘与过冷水微滴的不同大小相关联的不同积冰区域的示意图。

图4是积冰区部的大小与过冷水微滴的大小的示例性关系的图表。

图5A-5B是使用共振腔的积冰检测系统的实施方案的透视图和示意图。

图6是配备测量表面导电性的自动化积冰检测系统的飞机的示意图。

图7A-7B是测量表面导电性的积冰检测系统的实施方案的透视图和示意图。

图8是描绘水微滴的大小跨度相比沿着凸形壳体的弦的位置的图表。

图9是积冰检测系统和防冰系统的实施方案的框图。

具体实施方式

设备和相关联方法涉及区分由不同过冷水微滴在飞机的翼片上引起的积冰。具有感测表面区部的传感器安装在机翼的安装位置处，使得感测表面区部与机翼的周围邻近表面齐平。当飞机在飞行中时，大小小于或等于预定阈值的水粒子在安装位置处不撞击所述传感器表面区部。传感器驱动器将激励信号提供给传感器。信号检测器检测响应于所提供激励信号的传感器信号。传感器信号指示水粒子超过撞击感测表面区部的预定阈值。在一些实施方案中，感测表面区部机械地联接到共振腔。在其他实施方案中，传感器是被配置来感测表面电阻的表面电阻传感器。

图1是配备示例性自动化积冰检测系统的飞机的示意图。在图1中，飞机10具有机翼12，所述机翼12具有防冰系统14和积冰检测系统16。防冰系统14被配置来从机翼12的前边缘18移除冰。在一些实施方案中，防冰系统14将热提供到前边缘18以便使堆积至前边缘18的冰融化。在其他实施方案中，防冰系统14使前边缘18变形以便使冰从前边缘18脱离。尽管机翼12的前边缘18被描绘为无冰的，由于防冰系统14的冰移除性能，在防冰系统14的尾部示出积冰20。积冰检测系统16具有传感器22，所述传感器22安装到机翼12，使得传感器22中的每一个具有与机翼12的周围邻近表面齐平的表面区部，借此使表面区部暴露于邻近于机翼12的大气。积冰检测系统16生成指示传感器22的表面区部上的积冰的信号。

各种技术可用来检测传感器22的暴露表面区部上的积冰。例如，在一些实施方案中，至少部分由表面区部限定的共振腔可用来检测这些表面区部上的积冰。共振腔可具有指示传感器22的表面区部上的积冰的共振频率。在一些实施方案中，两个邻近导体可位于传感器22的表面区部上，使得导体暴露于邻近于机翼12的大气。当水或冰堆积在表面区部上并且跨越两个邻近导体时，所述导体之间的导电性可指示此类条件。位于接近于表面传感器的温度传感器可用来将水和冰的检测区分开。

如以下将描述，如果条件允许，则冰优选地形成在机翼12上的不同位置处。冰倾向于形成在机翼12的前边缘18上，并且因为空气越来越多地在前边缘18的尾部移动，所以冰不太可能形成。因为大气含有增加大小的过冷水微滴，所以冰倾向于越来越多地形成在前边缘18的尾部。可选择传感器22的位置以便检测此类位置处的积冰。因此可选择各种尾部位置以便确定大气是否含有对应预定大小的过冷水微滴。各种实施方案可以使用各种测试区部。在一些实施方案中，例如，测试区部可位于飞机10的机身上。在一些实施方案中，测试区部可位于飞机10的翼片，如机翼12或尾翼上。在一些实施方案中，测试区部可位于飞机10的一些附件上。

在所描绘实施方案中，测试区部包括沿着机翼12和在前边缘18尾部的各种弦向位置处的各种翼展方向位置。这些测试区部由冰检测系统16的传感器22监视。相对于前边缘18的特定尾部位置可用来确定邻近于机翼12的大气中的过冷水微滴的大小组成。影响冰堆积的位置的一些此类条件包括：飞机参数；飞行参数；以及大气条件。可基于这些条件中的一个或多个计算冰堆积的位置与没有冰堆积的位置之间的边界。例如，流体动力计算可用来计算无冰区部与积冰区部之间的边界位置。在一些实施方案中，例如，查找表可用来确定指示性尾部位置。

如果冰检测系统16检测传感器22所安装的尾部位置中的一个或多个处的积冰，则警报系统可生成警报信号，且/或控制系统可控制防冰系统14。在各种实施方案中，可生成各种类型的警报信号。例如，在一些实施方案中，可生成可闻警报信号。在一些实施方案中，警报信号可呈发送给显示装置的电信号的形式。例如，显示监视器可呈现测试区部的光学图像以及闪光警报信号。在一些实施方案中，警报信号可呈到另一个飞机系统的信号的形式。信号可被提供为简单警报，或者其可具有关于飞机外侧的大气中的过冷水微滴的大小的另外信息。

图2是堆积在空气流中的弯曲构件的前边缘上的冰的示意图。在图2中，以横截面示出三维机翼或翼片12。翼片12具有与气流的大体方向对准的分流轴线24。气流由流动向量26a、26b、26c和26d表示。水微滴28a、28b由气流运载。小水微滴28a大体上遵循流动向量，因为小水微滴28a的质量小。小水微滴28a的动量由于小质量而相应地小。因为，动量对于小水微滴是小的，所以改变这些小水微滴的方向和因而改变动量可通过小力实现，所述小力如由流动向量26a、26b、26c和26d施加的那些力。撞击翼片22的小水微滴28a仅在前边缘30处靠近分流轴线24。

然而，由于大水微滴28b的质量大于大水微滴26b，大水微滴28b的动量大于小水微滴28a的动量。此类大水微滴28b并非像小水微滴28a一样容易地遵循流动向量26a、26b、26c和26d。因为大水微滴28b更容易交叉流动向量26a、26b、26c、26d，所以此类大水微滴28b沿着相比小水微滴28a撞击的前边缘30的较大区段撞击翼片22。大水微滴28b靠近前边缘30处的分流轴线24撞击翼片22，如小水微滴28a那样。大水微滴28b还撞击前边缘30的尾部处的翼片22达与微滴大小有关的距离。气流不将力施加在大水微滴28b上，因此大水微滴28b不经历动量变化。因为大水微滴28b可经历此类动量变化，所以这些大水微滴仅在前边缘30周围的有限范围上撞击翼片22。

如果水微滴28a、28b是过冷的(例如，在低于水的冻结温度的温度下)，则此类粒子可在与翼片12或另一个对象(例如，机身等)撞击时冻结。在不存在成核位点的情况下，纯水可过冷而不冻结。此类情形在云端大气中并不罕见。由撞击对象呈现的撞击和/或结构成核位点的震动可使此类过冷水微滴在此类撞击事件时几乎立即冻结。

图3是描绘与过冷水微滴的不同大小相关联的不同积冰区域的示意图。在图3中，图2中所描绘的翼片12被放大地示出以表明水微滴大小与撞击区部之间的关系。图中描绘靠近翼片22的前边缘30的两个不同的撞击区部32、34。撞击区部32对应于前边缘30周围的小区部。

小撞击区部32是其中对于飞机和飞行条件的给定集合小于或等于相对小的大小(如图2中所描绘的小水微滴28a)的水微滴可撞击的区部。小水微滴28a可容易地遵循流动向量26a、26b、26c和26d(图2中所描绘)。流动向量26a和26b示出翼片22上方的气流模式，且流动向量26c、26d示出翼片22下方的气流模式。流动向量26a和26b关于中心轴线24偏离流动向量26c和26d。仅在沿着靠近中心轴线24的前边缘30的位置处小水微滴28a可撞击翼片22。前边缘30和分流轴线24的交叉点可称为停滞点。

大撞击区部34包括翼片12的仅可由对于飞机和飞行条件的给定集合大于预定大小(如图2中所描绘的大水微滴28b)的水微滴撞击的部分。因为较大水微滴28b可比小水微滴28a更容易地交叉流动向量26a、26b、26c和26d，所以此类大水微滴28b在相比于由小水微滴28a撞击的区部(例如，小撞击区部32)的前边缘30周围的较大区部(例如，大撞击区部34)内撞击翼片12。以这种方式，图3表明于水微滴大小与此类大小的水微滴能够撞击的区域之间存在的关系。

图4是积冰区部的大小相比过冷水微滴的大小的示例性关系的图表。在图4中，图表32具有水平轴34和垂直轴36。水平轴34表示大气中的水微滴的最大大小D_最大。垂直轴36表示撞击区部的距离尺寸(例如，距停滞点的角度θ或距停滞点的弦长d)。图表32具有三个关系38a、38b和38c。关系38a表示针对结冰条件的第一集合的水微滴的最大大小D_最大与撞击区部的距离尺寸之间的关系。关系38b、38c分别表示针对结冰条件的第二集合和第三集合的水微滴的最大大小D_最大与撞击区部的距离尺寸之间的关系。

影响结冰条件的参数可包括例如飞机条件、飞行条件，和大气条件。飞机条件可包括例如水微滴撞击到的结构的形状、撞击区部的表面的温度、飞机构型等。飞行条件可包括例如迎角、侧滑角、空速、水微滴温度、液态水含量等。大气条件可包括空气温度、空气压力等。各种实施方案可不同程度地受结冰条件中的一个或多个影响。例如，一些实施方案可不同程度地对迎角敏感。独立于例如迎角将大致上相同形状呈现给气流的结构可对迎角并非非常敏感。例如，一些几何形状可能对侧滑角不太敏感。

图5A-5B是使用共振腔的积冰检测系统的实施方案的透视图和示意图。在图5A-5B中，积冰检测系统16包括传感器22和感测电路40。传感器22中的每一个被配置以装配到飞机机翼，使得感测表面区部42与飞机机翼12的周围邻近表面齐平。例如，感测电路40可安装在飞机机翼内侧，或飞机的电子设备室中。感测电路40可包括传感器电驱动器41，所述传感器电驱动器41被配置来将电激励信号提供给传感器22。感测电路40还可包括信号检测器43，所述信号检测器被配置来检测响应于所提供电激励信号的信号，所检测的信号指示传感器的感测表面区部上的积冰。在所描绘实施方案中，传感器22具有共振腔22C，所述共振腔22C具有至少一个表面，如感测表面区部22，所述表面响应于改变电磁场而摆动。传感器22的感测表面区部42中的每一个是共振腔22C的外表面。由信号检测器43检测的信号是共振腔22C的共振频率。共振频率响应于感测表面区部42上的积冰而改变。

图6是配备测量表面导电性的自动化积冰检测系统的飞机的示意图。在图6中，表面导电传感器22′和温度传感器44安装到机翼12。表面导电传感器22′被配置来测量表面传导传感器22′所安装的测试位置处的机翼12的表面导电性。表面导电传感器22′包括感测表面上的第一暴露导体46A和第二暴露导体46B，以便暴露于邻近于感测表面的大气。第一导体46A和第二导体46B被配置来感测所述第一导体与所述第二导体之间的电流流动。感测表面上和跨越第一暴露导体46A与第二暴露导体46B之间的分离距离Δ的积冰促进第一暴露导体与第二暴露导体之间的电流流动。因而，暴露导体46A与46B之间的测量导电性或等效地测量电阻指示表面区部上的积冰。

图7A-7B是测量表面导电性的积冰检测系统的实施方案的透视图和示意图。在图7A-7B中，积冰检测系统16′包括传感器22′和感测电路40′。传感器22′传感器被配置来安装到飞机的翼片，使得感测表面区部42′与翼片的周围邻近表面齐平或平放在所述周围邻近表面上。例如，感测电路40′可安装在飞机机翼内侧，或飞机的电子设备室中。感测电路40′可包括传感器电驱动器41′，所述传感器电驱动器41′被配置来将电激励信号如电压或电流提供给传感器22′。感测电路40′还可包括信号检测器43′，所述信号检测器43′被配置来检测响应于所提供电激励信号的信号，所检测的信号指示传感器22′的感测表面区部42′上的积冰。在所描绘实施方案中，传感器22′具有第一导体46A和第二导体46B。第一导体46A和第二导体46B被配置来感测所述第一导体与所述第二导体之间的电流流动。第一导体46A和第二导体46B通过其间的绝缘区部48彼此分离。

图8是描绘水微滴的大小跨度相比沿着凸形壳体的弦的位置的图表。在图8中，图表50具有水平轴52和垂直轴54。水平轴52表示沿着暴露于含有过冷水微滴的大气的凸形外表面的弦的位置。垂直轴54表示过冷水微滴的大小。图表50包括对应于可在指示的位置处冲击凸形外表面的过冷微滴的大小的微滴大小/位置关系56。例如，在沿着凸形壳体的给定位置处(例如，从任何x轴位置绘制的垂直线)，凸形壳体的外表面将被超过某一最小大小的微滴直到含于云端大气中的最大大小的微滴撞击。线62识别对应于促成积冰的过冷水微滴的预定最小大小相比沿着凸形壳体的弦的位置的关系。小于最小大小的微滴将遵循气流向量，并且除了在停滞点附近的位置处之外将不撞击凸形壳体。虚线64识别云端大气中所含的过冷水微滴的最大大小。

对于过冷水微滴的给定大小(例如，从任何y轴位置绘制水平线)，凸形壳体的外表面将针对停滞点被撞击直到对应于过冷水微滴的给定大小的最大撞击位置。关系56的点58对应于对于具有对应于虚线64的过冷水微滴的最大大小的云端大气分离凸形外表面的积冰部分和无冰部分的边界位置。然而，并不是所有粒子大小促成凸形外表面的积冰部分内的每个位置处的积冰。在点58处，关系56指示等于最大大小(或如果云端大气具有较大大小的粒子，则较大)的过冷水微滴堆积在边界位置处。图表50上的点58右侧的区部对应于凸形外表面的无冰部分，并且点58左侧的点对应于凸形外表面的积冰部分。

关系56的垂直线60对应于凸形外表面的停滞点。在对应于垂直线60的停滞点处，大气内所有大小的过冷水微滴促成积冰。在点58与垂直线60之间，大小大于预定最小值的过冷水微滴将促成积冰。小于预定最小大小的过冷水微滴将遵循流动向量线并且不撞击凸形外表面，因此将不会促成积冰。线62识别对应于促成积冰的过冷水微滴的预定最小大小相比沿着凸形壳体的弦的位置的关系。

图9是示例性积冰检测/防冰系统70的框图。在图9中，积冰检测/防冰系统70包括安装到飞机10的翼片12的控制器72、传感器22，和防冰系统14。控制器72包括(多个)处理器74、冰检测接口76、防冰接口78、飞机接口80、(多个)存储装置82、用户输入装置84，和用户输出装置86。(多个)存储装置82具有各种存储设备或存储器位置。(多个)存储装置82包括程序存储器88、条件数据存储器90、边界计算模块92，和警报模块94。控制器72与冰检测系统16通信。冰检测系统16被配置来监视传感器表面区部42(图5中所描绘)上的积冰。传感器表面区部42描绘为具有形成在其上的积冰20。

如图5中所例示，控制器72包括(多个)处理器74、冰检测接口76、防冰接口78、飞机接口80、(多个)存储装置82、用户输入装置84，和用户输出装置86。然而，在某些实例中，控制器72可包括更多或更少部件。例如，在控制器72为航空电子单元的实例中，控制器72可不包括用户输入装置84和/或用户输出装置86。在一些实例中，如在控制器72为移动或便携式装置如膝上型计算机的情况下，控制器72可包括在操作期间将功率提供给控制器72的部件的另外部件，如电池。

在一个实例中，(多个)处理器74被配置来实现用于在控制器72内执行的功能和/或过程指令。例如，(多个)处理器74可能能够处理存储在(多个)存储装置82中的指令。(多个)处理器74的实例可包括微处理器、控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他等效的离散或集成逻辑电路中的任一种或多种。

(多个)存储装置82可被配置来在操作期间将信息存储在控制器72内。在一些实例中，(多个)存储装置82被描述为计算机可读存储介质。在一些实例中，计算机可读存储介质可包括非暂时性介质。术语“非暂时性”可指示存储介质未在载波或传播信号中体现。在某些实例中，非暂时性存储介质可存储可随时间变化而改变的数据(例如，存储在RAM或高速缓存中)。在一些实例中，(多个)存储装置82是暂时性存储器，意指(多个)存储装置82的主要目的不是长期存储。在一些实例中，(多个)存储装置82被描述为易失性存储器，意指当到控制器72的功率断开时，(多个)存储装置82不维持存储的内容。易失性存储器的实例可包括随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和其他形式的易失性存储器。在一些实例中，(多个)存储装置82用于存储用于由(多个)处理器74执行的程序指令。在一个实例中，(多个)存储装置82由在控制器72上运行的软件或应用程序(例如，冰形成计算)所使用，以在程序执行期间暂时存储信息。

在一些实例中，(多个)存储装置82还包括一个或多个计算机可读存储介质。(多个)存储装置82可被配置来存储相比于易失性存储器的较大量的信息。(多个)存储装置82还可被配置用于信息的长期存储。在一些实例中，(多个)存储装置82包括非易失性存储元件。此类非易失性存储元件的实例可包括磁性硬盘、光盘、闪存存储器或电可编程存储器(EPROM)或电可擦除和可编程(EEPROM)存储器的形式。

在一些实例中，冰检测接口76包括通信模块。在一个实例中，冰检测接口76利用通信模块来经由一个或多个网络如一个或多个无线或有线网络或两者与外部装置通信。通信模块可为网络接口卡，如以太网卡、光收发机、射频收发机，或可发送并接收信息的任何其他类型的装置。此类网络接口的其他实例可包括蓝牙、3G、4G，和Wi-Fi33无线电计算装置以及通用串行总线(USB)。

在一些实例中，防冰接口78包括通信模块。在一个实例中，防冰接口78利用通信模块来经由一个或多个网络如一个或多个无线或有线网络或两者与外部装置通信。通信模块可为网络接口卡，如以太网卡、光收发机、射频收发机，或可发送并接收信息的任何其他类型的装置。此类网络接口的其他实例可包括蓝牙、3G、4G，和Wi-Fi 33无线电计算装置以及通用串行总线(USB)。

飞机接口80可用来在控制器72与飞机之间通信信息。在一些实施方案中，此类信息可飞机条件、飞行条件，和/或大气条件。在一些实施方案中，此类信息可包括由控制器72处理的数据，如例如警报信号。飞机接口80还可包括通信模块。在一个实例中，飞机接口80利用通信模块来经由一个或多个网络如一个或多个无线或有线网络或两者与外部装置通信。通信模块可为网络接口卡，如以太网卡、光收发机、射频收发机，或可发送并接收信息的任何其他类型的装置。此类网络接口的其他实例可包括蓝牙、3G、4G，和Wi-Fi 33无线电计算装置以及通用串行总线(USB)。在一些实施方案中，与飞机的通信可经由通信总线如例如航空无线电公司(ARINC)标准通信协议执行。在一个示例性实施方案中，与飞机的飞机通信可经由通信总线如例如控制器区域网络(CAN)总线执行。

在一些实例中，用户输入装置84被配置来接收来自用户的输入。用户输入装置84的实例可包括鼠标、键盘、麦克风、摄影机装置、存在敏感和/或触敏显示器、按钮、箭头键，或被配置来接收来自用户的输入的其他类型的装置。在一些实施方案中，来自用户的输入通信可经由通信总线如例如航空无线电公司(ARINC)标准通信协议执行。在一个示例性实施方案中，来自用户的用户输入通信可经由通信总线如例如控制器区域网络(CAN)总线执行。

用户输出装置86可被配置来将输出提供给用户。用户输出装置86的实例可包括显示装置、声卡、视频图形卡、扬声器、阴极射线管(CRT)监视器、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器，或用于输出呈用户或机器可理解形式信息的其他类型的装置。在一些实施方案中，到用户的输出通信可经由通信总线如例如航空无线电公司(ARINC)标准通信协议执行。在一个示例性实施方案中，到用户的输出通信可经由通信总线如例如控制器区域网络(CAN)总线执行。

可能实施方案的讨论

以下是本发明的可能实施方案的非排他性描述。

设备和相关联方法涉及能够感测飞机的翼片上的积冰的系统。所述系统包括传感器，所述传感器具有感测表面区部并且被配置来安装在翼片的前边缘尾部的安装位置处，使得感测表面区部与翼片的周围邻近表面齐平。在某些飞行条件下，大小小于或等于预定阈值的水微滴不撞击传感器表面区部。系统包括传感器驱动器，所述传感器驱动器联接到所述传感器并且被配置来将激励信号提供给所述传感器。系统还包括信号检测器，所述信号检测器被配置来检测响应于所提供激励信号的传感器信号，所述所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击所述传感器的所述感测表面区部的所述预定阈值。

另外和/或可替代地，前一段所述的系统可任选地包括以下特征、构型和/或另外部件中的任何一项或多项：

前述系统的又一实施方案可还包括共振腔。传感器的感测表面区部可为共振腔的外表面。由信号检测器检测的信号可为共振腔的共振频率。共振频率可响应于感测表面区部上的水而改变。

前述系统中的任一者的又一实施方案可还包括警报生成器，所述警报生成器被配置来响应于所检测的信号指示水粒子大小超过撞击传感器的传感器表面区部的预定阈值的而生成警报信号。

前述系统中的任一者的又一实施方案，其中传感器是表面电阻传感器，所述表面电阻传感器具有感测表面区部上的第一暴露导体和第二暴露导体，以便暴露于邻近于感测表面区部的大气。

前述系统中的任一者的又一实施方案，其中表面电阻器传感器可包括感测表面上的第一暴露导体和第二暴露导体，以便暴露于邻近于感测表面的大气。

前述系统中的任一者的又一实施方案，其中第一导体和第二导体可被配置来感测所述第一导体与所述第二导体之间的电流流动，其中感测表面上和跨越第一暴露导体与第二暴露导体之间的分离距离的积冰促进所述第一暴露导体与所述第二暴露导体之间的电流流动。

前述系统中的任一者的又一实施方案可还包括防结冰系统。

前述系统中的任一者的又一实施方案，其中传感器可被配置来安装在防结冰系统的尾部。

前述系统中的任一者的又一实施方案可还包括控制器，所述控制器被配置来响应于指示积冰的所检测的信号而控制防结冰系统。

前述系统中的任一者的又一实施方案，其中传感器可为第一传感器，感测表面区部可为第一感测表面区部，安装位置可为第一安装位置，周围邻近表面可为第一周围邻近表面，预定阈值可为第一预定阈值，激励信号可为第一激励信号并且传感器信号可为第一传感器信号。系统可还包括第二传感器，所述第二传感器具有第二感测表面区部并且被配置来安装在第一安装位置尾部的第二安装位置处，使得第二感测表面区部与翼片的第二周围邻近表面齐平。在某些飞行条件下，小于或等于大于第一预定阈值的第二预定阈值的水粒子在第二安装位置处不撞击第二传感器表面区部。

传感器驱动器可联接到第二传感器并且进一步被配置来将第二激励信息提供给第二传感器。信号检测器可进一步被配置来检测响应于所提供第二激励信号的第二传感器信号，所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击传感器的第二感测表面区部的第二预定阈值。

前述系统中的任一者的又一实施方案可还包括粒子大小分析器，所述粒子大小分析器被配置来基于第一传感器信号和第二传感器信号而生成水粒子大小直方图。

一些实施方案涉及能够感测飞机的翼片上的积冰的方法。方法包括将传感器的表面区部呈现在翼片的前边缘尾部并且与翼片的周围邻近表面齐平。在某些飞行条件下，大小小于或等于预定阈值的水粒子不撞击传感器表面区部。方法包括经由联接到传感器的传感器驱动器将激励信号提供给传感器。方法包括经由信号检测器检测响应于所提供激励信号的传感器信号。所检测的信号指示水粒子大小超过撞击传感器的感测表面区部的预定阈值。

另外和/或可替代地，前一段所述的方法可任选地包括以下特征、构型和/或另外部件中的任何一项或多项：

前述方法的又一实施方案可还包括响应于所检测的传感器信号超过指示积冰的预定测量的预定阈值而经由警报生成器生成警报信号。

前述方法中的任一者的又一实施方案可还包括响应于指示积冰的所检测的传感器信号而经由控制器控制防结冰系统。

前述方法中的任一者的又一实施方案，其中检测响应于所提供激励信号的传感器信号可包括检测共振腔的共振频率。

前述方法中的任一者的又一实施方案，其中检测响应于所提供激励信号的传感器信号可包括感测表面电阻传感器的第一导体与第二导体之间的电流流动。

一些实施方案涉及用于感测飞机的翼片上的积冰的系统。系统包括具有感测表面区部的传感器、一个或多个处理器，和计算机可读存储器。传感器被配置来安装在翼片的前边缘尾部的安装位置处，使得感测表面区部与翼片的周围邻近表面齐平。在某些飞行条件下，大小小于或等于预定阈值的水粒子在安装位置处不撞击传感器表面区部。计算机可读存储器以指令编码，当由一个或多个处理器执行时，所述指令使系统将激励信号提供给传感器并且检测响应于所提供电激励信号的传感器信号。所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击传感器的感测表面区部的预定阈值。

前述系统的又一实施方案，其中计算机可读存储器可进一步以指令编码，当由一个或多个处理器执行时，所述指令使系统响应于超过预定阈值的所检测的信号指示水粒子大小超过撞击传感器的传感器表面区部的预定阈值而生成警报信号。

前述系统中的任一者的又一实施方案可还包括还包括防结冰系统。

前述系统中的任一者的又一实施方案，其中计算机可读存储器可进一步以指令编码，当由一个或多个处理器执行时，所述指令使系统响应于所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击传感器的传感器表面区部的预定阈值而控制防结冰系统。

前述系统中的任一者的又一实施方案，其中所述传感器可为共振腔。传感器的感测表面区部可为共振腔的外表面。由信号检测器检测的信号可为共振腔的共振频率。共振频率可响应于感测表面区部上的积冰而改变。

虽然已经参考示例性实施方案描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下，可做出各种改变并可使用等效物来取代示例性实施方案的要素。另外，在不脱离本发明的基本范围的情况下，可做出许多修改来使特定情况或材料适应于本发明的教义。因此，本发明不意图局限于所公开的特定实施方案，而是本发明将包括落在所附权利要求书的范围内的所有实施方案。

Claims (20)

1.一种系统，其能够感测飞机的翼片上的积冰，所述系统包括：

传感器，其具有感测表面区部，所述传感器被配置来安装在所述翼片的前边缘尾部的安装位置处，使得所述感测表面区部与所述翼片的周围邻近表面齐平，其中，在某些飞行条件下，大小小于或等于预定阈值的水微滴不撞击所述传感器表面区部；

传感器驱动器，其联接到所述传感器并且被配置来将激励信号提供给所述传感器；以及

信号检测器，其被配置来检测响应于所述所提供激励信号的传感器信号，所述所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击所述传感器的所述感测表面区部的所述预定阈值。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述传感器包括：

共振腔，

其中所述传感器的所述感测表面区部是所述共振腔的外表面，

其中由所述信号检测器检测的所述信号是所述共振腔的共振频率，所述共振频率响应于所述感测表面区部上的水而改变。

3.如权利要求1所述的系统，其还包括：

警报生成器，其被配置来响应于所述所检测的信号指示水粒子大小超过撞击所述传感器的所述传感器表面区部的所述预定阈值而生成警报信号。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述传感器包括：

表面电阻传感器，其具有所述感测表面区部上的第一暴露导体和第二暴露导体以便暴露于邻近于所述感测表面的大气。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述第一导体和所述第二导体被配置来感测所述第一导体与所述第二导体之间的电流流动，其中所述感测表面上和跨越所述第一暴露导体与所述第二暴露导体之间的分离距离的积冰促进所述第一暴露导体与所述第二暴露导体之间的电流流动。

6.如权利要求1所述的系统，其还包括防结冰系统。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述传感器被配置来安装在防结冰系统的尾部。

8.如权利要求6所述的系统，其还包括：

控制器，其被配置来响应于指示积冰的所述所检测的信号而控制所述防结冰系统。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述传感器是第一传感器，所述感测表面区部是第一感测表面区部，所述安装位置是第一安装位置，所述周围邻近表面是第一周围邻近表面，所述预定阈值是第一预定阈值，所述激励信号是第一激励信号并且所述传感器信号是第一传感器信号，所述系统还包括：

第二传感器，其具有第二感测表面区部，所述第二传感器被配置来安装在所述第一安装位置尾部的第二安装位置处，使得所述第二感测表面区部与所述翼片的第二周围邻近表面齐平，其中，在某些飞行条件下，小于或等于大于所述第一预定阈值的第二预定阈值的水粒子在所述第二安装位置处不撞击所述第二传感器表面区部，

其中所述传感器驱动器联接到所述第二传感器并且还被配置来将第二激励信号提供给所述第二传感器，

其中所述信号检测器还被配置来检测响应于所述所提供第二激励信号的第二传感器信号，所述所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击所述传感器的所述第二感测表面区部的所述第二预定阈值。

10.如权利要求9所述的系统，其还包括：

粒子大小分析器，其被配置来基于所述第一传感器信号和所述第二传感器信号生成水粒子大小直方图。

11.一种方法，其能够感测飞机的翼片上的积冰，所述方法包括：

将传感器的感测表面区部呈现在所述翼片的前边缘尾部并且与所述翼片的周围邻近表面齐平，其中，在某些飞行条件下，大小小于或等于预定阈值的粒子不撞击所述传感器表面区部；

经由联接到所述传感器的传感器驱动器将激励信号提供给所述传感器；以及

经由信号检测器检测响应于所述所提供激励信号的传感器信号，所述所检测的信号指示水粒子大小超过撞击所述传感器的所述感测表面区部的所述预定阈值。

12.如权利要求11所述的方法，其还包括：

响应于所述所检测的传感器信号超过指示积冰的预定测量的预定阈值而经由警报生成器生成警报信号。

13.如权利要求11所述的方法，其还包括：

响应于指示积冰的所述所检测的传感器信号而经由控制器控制防结冰系统。

14.如权利要求11所述的方法，其中检测响应于所述所提供激励信号的传感器信号包括：

检测所述共振腔的共振频率。

15.如权利要求11所述的方法，其中检测响应于所述所提供激励信号的传感器信号包括：

感测表面电阻传感器的第一导体与第二导体之间的电流流动。

16.一种系统，其能够感测飞机的翼片上的积冰，所述系统包括：

传感器，其具有感测表面区部，所述传感器被配置来安装在所述翼片的前边缘尾部的安装位置处，使得所述感测表面区部与所述翼片的周围邻近表面齐平，其中，在某些飞行条件下，大小小于或等于预定阈值的水粒子不撞击所述传感器表面区部；

一个或多个处理器；以及

计算机可读存储器，其以指令编码，当由所述一个或多个处理器执行时，所述指令使所述系统：

将激励信号提供给所述传感器；并且

检测响应于所述所提供电激励信号的传感器信号，所述所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击所述传感器的所述感测表面区部的所述预定阈值。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述计算机可读存储器进一步以指令编码，当由所述一个或多个处理器执行时，所述指令使所述系统：

响应于超过所述预定阈值的所述所检测的信号指示水粒子大小超过撞击所述传感器的所述传感器表面区部的所述预定阈值而生成警报信号。

18.如权利要求16所述的系统，其还包括防结冰系统。

19.如权利要求18所述的系统，其中所述计算机可读存储器进一步以指令编码，当由所述一个或多个处理器执行时，所述指令使所述系统：

响应于所述所检测的传感器信号指示水粒子大小超过撞击所述传感器的所述传感器表面区部的所述预定阈值而控制所述防结冰系统。

20.如权利要求16所述的系统，其中所述其中所述传感器包括：

共振腔，

其中所述传感器的所述感测表面区部是所述共振腔的外表面，

其中由所述信号检测器检测的所述信号是所述共振腔的共振频率，所述共振频率响应于所述感测表面区部上的水而改变。