CN110525664B - 冰晶探测器和探测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冰晶探测器，包括轴向延伸的冰晶收集探头和控制器。每一冰晶收集探头包括在一侧的迎风面和与迎风面相对的背风面，并包括：沿轴向延伸的杆体，位于迎风面沿杆体的轴向延伸的凹槽，和安装在杆体两端或一端的光电传感器。凹槽包括开口和底部，底部用于积聚冰晶，凹槽的开口宽度大于凹槽的底部宽度。光电传感器在凹槽中形成与底部间隔的光路，用于监测积聚在凹槽的底部上的冰晶。控制器与光电传感器相连接，且控制器根据光电传感器反馈的电信号变化，判断是否存在冰晶结冰条件。凹槽的横截面的面积沿轴向是变化的。该冰晶探测器结构简单，可靠性高，易于实现，电功耗小的冰晶探测器，能够探测到空中是否存在冰晶结冰条件。

Description

冰晶探测器和探测方法

技术领域

本发明涉及一种冰晶探测器领域，尤其是一种探测飞机在空中是否存在冰晶结冰条件的冰晶探测器和进行这种探测的方法。本发明还涉及一种探测飞机在空中是否存在冰晶结冰条件和过冷水滴结冰条件的混合态结冰探测器。

背景技术

飞机飞行在空中遭遇到的结冰条件包括了适航条款14CFR 25部附录C常规过冷水滴结冰条件(水滴直径≤50um)，14CFR 25部附录O过冷大水滴结冰条件(50μm＜水滴直径＜500μm，称为冻毛毛雨；水滴直径≥500μm，称为冻雨)，和14CFR 33部附录D冰晶结冰条件。本发明将附录C常规过冷水滴和附录O过冷大水滴统称为过冷水滴。当结冰条件中，同时含有过冷水滴和冰晶结冰条件，称为混合态结冰条件。

结冰探测可以在早期探测到飞机进入结冰条件，发出结冰告警信息，提示飞行员及时采取相应动作，是保障飞行安全的一项改进措施。

过冷水滴导致飞机气动表面(机翼前缘、短舱前缘等)结冰，造成飞机操稳品质降级、飞行性能损失和飞行安全裕度下降。探测过冷水滴结冰条件的探测器一般称为结冰探测器或及结冰条件探测器。

冰晶结冰条件存在于高空对流风暴的外围区域，且不能被飞机的气象雷达探测到，当飞机进入冰晶结冰条件，冰晶在低温的飞机机体和发动机表面被反弹不会造成机体结冰，但是能够进入发动机内部，随着温度的上升，在压缩机叶片上融化产生结冰，导致叶片的叶尖翘曲和撕裂，进而导致发动机推力损失，发生喘振、失速、熄火等事故；并且冰晶可能堵塞皮托管和总温传感器探头，造成高度和温度数据异常，危及飞行安全。探测冰晶结冰条件的探测器一般称为冰晶探测器或冰粒探测器。

近年来，过冷大水滴和冰晶结冰条件导致了数起坠机事故，逐渐引起适航当局关注，陆续发布了14 CFR 25部附录O过冷大水滴和14 CFR 33部附录D冰晶结冰条件法律规章，用于提高飞行安全措施。但目前，还未有过冷水滴、冰晶结冰条件或混合态结冰条件探测装置实际应用在飞机的案例。

US7,104,502公开了一种具有圆柱型磁致伸缩探头的结冰探测器，当过冷水滴撞击到探头上，随着结冰质量增加探头振动频率下降，降低到阀值后发出结冰信号，无法探测冰晶结冰条件。

专利US 7,014,357公开了一种结冰条件探测器，探头内由两个干湿铂电阻温度传感器构成一个电桥，过冷水滴浓度不同电压差不同，电压变化到阀值发出结冰信号。冰晶随高速气流穿过传感器，不会在温度传感器上结冰，无法探测冰晶结冰条件。

专利US7,845,221公开了一种冰晶探测装置，由两个并列的圆锥形管组成，一个圆锥管恒定加热，一个圆锥管不加热，两个压力传感器分别测量两者的压力计算压差，冰晶撞击到后者圆锥管而堵塞该圆锥管，压差变化到阈值，发出告警。不足之处，两个圆锥管的构造，结构复杂，电功率消耗大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种冰晶探测器，包括至少一个轴向延伸的冰晶收集探头和至少一个控制器。每一冰晶收集探头包括在一侧的迎风面和与迎风面相对的背风面，并包括：

沿轴向延伸的杆体，

设置在杆体中、位于迎风面沿杆体的轴向延伸的凹槽，凹槽包括开口和底部，底部用于积聚冰晶，凹槽的开口宽度大于凹槽的底部宽度；

检测装置，检测装置包括安装在杆体两端或一端的光电传感器，光电传感器在凹槽中形成与底部间隔的光路，用于监测积聚在凹槽的底部上的冰晶。

每一控制器与光电传感器相连接，且控制器根据光电传感器反馈的电信号变化，判断是否存在冰晶结冰条件。

其中，凹槽的横截面的面积沿轴向是变化的。

较佳地，凹槽的横截面的形状为三角形、梯形或弧形。

较佳地，冰晶收集探头还包括设置在杆体两端或一端的整流元件，光电传感器位于整流元件中。

较佳地，冰晶探测器还包括支撑冰晶收集探头的支撑部件，支撑部件纵向延伸，冰晶收集探头纵向延伸，并沿轴向固定和支撑于支撑部件，凹槽的深度沿轴向从杆体的底端向顶端逐渐加深，使得凹槽的底部相比杆体的轴线向顺气流方向倾斜，且，凹槽的横截面的面积沿轴向从杆体的底端向顶端逐渐减小。

较佳地，杆体为从底端到顶端渐缩的截头圆锥体。

较佳地，冰晶收集探头还包括设置在冰晶收集探头的顶部的排气气流通道，排气气流通道的进气口与凹槽的顶端连通，排气气流通道的出气口位于顶部的背风面，使凹槽中的气流从排气气流通道排出。

较佳地，冰晶收集探头还包括设置在冰晶收集探头底部的进气气流通道，进气气流通道的进气口设置在支撑部件的迎风面上，进气气流通道的出气口与凹槽的底端连通。

较佳地，进气流通道为渐缩型，排气气流通道为渐扩型。

较佳地，冰晶探测器还包括形成在凹槽的底部的凹部，凹部平行于凹槽延伸，使得排风气流通道与凹部连通，进气气流通道与凹部连通。

较佳地，排气气流通道的轴线顺气流方向倾斜向上。

较佳地，杆体的轴线相对支撑部件的轴线顺气流方向倾斜。

较佳地，冰晶探测器还包括支撑冰晶收集探头的支撑部件，支撑部件纵向延伸，冰晶收集探头横向延伸，并横向地支撑于支撑部件，凹槽深度沿轴向从杆体的两侧端朝中部逐渐加深，使得凹槽的底部从杆体的两侧端到中部相比杆体的轴线向顺气流方向倾斜，且，凹槽的横截面的面积沿轴向从两侧端到中部逐渐减小。

较佳地，冰晶收集探头还包括设置在杆体中的排气气流通道，排气气流通道的进气口与凹槽连通，排气气流通道的出气口位于背风面，使凹槽中的气流从排气气流通道排出。

较佳地，排气气流通道设置在杆体的中部，并呈渐缩型。

较佳地，整流元件具有腔室和透明腔体，光电传感器位于透明腔体的腔室中。

本发明还提供一种采用上述技术方案的冰晶探测器进行探测的方法，其中，控制器与飞机结冰探测系统交联，冰晶探测器用来获得冰晶信号，飞机结冰探测系统用来获得结冰信号，控制器和飞机结冰探测系统包括以下判断步骤：

(1)若冰晶信号为真，结冰信号为真，则激发混合态结冰告警信息；

(2)若冰晶信号为真，结冰信号为假，则激发冰晶结冰告警信息。

(3)若冰晶信号为假，结冰信号为真，则激发过冷水滴结冰告警信息。

(4)若冰晶信号为假，结冰信号为假，则不激发告警信息。

本发明还提供一种采用上述技术方案中的冰晶探测器判断冰晶信号的方法，其中，光电传感器为图像传感器，控制器判断冰晶信号的步骤包括：

1)控制器通过图像传感器的光路进行边缘检测获取冰晶积聚图像的包络外形；

2)对比包络外形与冰晶收集探头的横截面外形；

3)若两者的偏差大于外形的设定阈值，则激发冰晶信号。

本发明还提供一种采用上述技术方案的冰晶探测器判断冰晶信号的方法，其中，光电传感器为图像传感器，控制器判断冰晶信号的步骤包括：

1)控制器通过图像传感器的光路进行边缘检测获取冰晶积聚图像的包络外形，计算包络面积；

2)对比包络面积与冰晶收集探头的横截面面积；

3)若偏差大于面积的设置阈值，则激发冰晶信号。

本发明具有如下技术效果：

本发明构造的冰晶收集探头具有结构形式简单，易于实现，可靠性高等优点，可将探头与控制器分离设置，扩大安装和使用范围。

本发明构造的凹槽结构的冰晶收集探头，保证了当飞机偏航，和/或大攻角状态时，也具有有效的冰晶收集表面；在空中冰晶浓度很小时，也能够在顶部积聚足够的冰晶，激发冰晶信号。

通过简单的增加探头长度，一方面增加冰晶收集的表面积；另一方面增加了检测长度，光路上任何局部有冰晶积聚；特别的，当飞机在偏航和/或大攻角状态下，气动特性变化，即使杆状探头受到干扰或屏蔽的影响，长度方向上总是有足够有效的冰晶收集表面积，保证了这些特定条件下的冰晶探测效果。

构造的气流通道，进一步保证了在空中冰晶浓度很小时，也能够在顶部积聚足够的冰晶，激发冰晶信号。

附图说明

图1是冰晶探测器的示意性等轴视图，其示出了根据本发明的第一个方面，图中箭头方向为气流方向；

图2a-c是图1所示冰晶探测器的第一实施例的正视图、轴向剖面图和横向剖面图；

图3a-c是图1所示冰晶探测器的第二实施例的正视图、轴向剖面图和横向剖面图；

图4a-d是图1所示冰晶探测器的第三实施例的正视图、轴向剖面图、横向剖面图和立体图；

图5a-d是图1所示冰晶探测器的第四实施例的正视图、轴向剖面图、横向剖面图和立体图；

图6a是图1所示冰晶探测器的第五实施例的正视图和横向剖面图，其示出了凹槽的多个形式；

图6b是图6a所示实施例的变异，其示出了杆体的另一种形式；

图7示出了根据本发明的冰晶探测器的冰晶图像对比的冰晶信号判断步骤；

图8示出了根据本发明的冰晶探测器结合飞机结冰探测系统的综合告警信息判断步骤；

图9是冰晶探测器的示意性等轴视图，其示出了根据本发明的第二个方面，图中箭头方向为气流方向，其示出了冰晶收集探头的杆体横向设置的技术方案；

图10a-c是图9所示冰晶探测器的第一实施例的正视图、轴向剖面图和横向剖面图；

图11a-c是图9所示冰晶探测器的第二实施例的正视图、轴向剖面图和横向剖面图；

图12a-c是图9所示冰晶探测器的第三实施例的正视图、轴向剖面图和横向剖面图。

上述附图仅仅是示意性的，未严格按照比例绘制。

图中的附图标记在技术方案和实施例中的列表：

1－冰晶收集探头，包括：

10a－排气气流通道；

10b－进气气流通道，

11－杆体，

12－冰晶收集探头的迎风面；

13－冰晶收集探头的背风面；

14－凹槽；

14a－凹部

15－凹槽的开口；

16－凹槽的底部；

2－支撑部件；

3－控制器；

4－法兰盘；

5－箭头；

1－冰晶收集探头，还包括：

6－光电传感器；

7－整流元件；

8－检测的光路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来进一步描述本发明，从而更清楚地连接本发明的发明原理和有益的技术效果。

本文中使用的术语说明：

迎风面：面对气流的一面；

背风面：与迎风面相对，背对气流的一面；

纵向：指基本垂直于机体的安装根据本发明的探测器的安装表面；

横向：指基本平行于机体的安装根据本发明的探测器的安装表面；

底端：纵向设置的杆体靠近探测器的支撑部件的一端；

顶端：纵向设置的杆体远离探测器的支撑部件的一端；

底部：纵向设置的探头靠近探测器的支撑部件的端部；

顶部：纵向设置的探头远离探测器的支撑部件的端部；

两侧端：横向设置的杆体的相对的两端；

稍微高于冰点温度：冰晶被收集到探测器后仍然能够结冰的温度。

如图1和9所示，根据本发明，提供一种冰晶探测器，该冰晶探测器包括至少一个轴向延伸的冰晶收集探头1和至少一个控制器。每一冰晶收集探头1包括在一侧的迎风面12和与迎风面12相对的背风面13，并包括：

沿轴向延伸的杆体11，

设置在杆体11中、位于迎风面12沿杆体11的轴向延伸的凹槽14，凹槽14包括开口15和底部16，且凹槽14的横截面的面积沿轴向是变化的，凹槽14的底部16用于积聚冰晶，凹槽14的开口15宽度大于凹槽14的底部16宽度；

安装在杆体11两端或一端的光电传感器6，光电传感器6在凹槽14中形成与底部16间隔的光路8，用于监测积聚在凹槽14的底部16上的冰晶。

其中，每一控制器与光电传感器6相连接，且控制器根据光电传感器6反馈的电信号变化，判断是否存在冰晶结冰条件。

冰晶收集探头1在迎风面12通过轴向延伸的凹槽14积聚冰晶，其冰晶收集面积显著大于现有技术的锥形管，且气动阻力明显减小。通过增加探头长度，可增加冰晶收集表面，保证了当飞机偏航和/或大攻角状态时，也具有有效的冰晶收集表面。

凹槽14的横截面的形状为三角形、梯形或弧形参见图6a－b。凹槽14的横截面形状采用等腰三角形或等腰梯形，有利于冰晶向凹槽14底部16积聚；且有利于探测到冰晶后，在进行电加热时，有利于冰晶脱离凹槽14，进行下一次探测。

冰晶收集探头1还包括设置在杆体11两端或一端的整流元件7，光电传感器6位于整流元件7中。较佳地，整流元件7具有腔室和透明腔体，光电传感器6位于透明腔体的腔室中。光电传感器6设置在透明腔体中，光路8透过透明腔体表面。

根据本发明的第一个方面，如图1－6所示，其示出了冰晶收集探头1的杆体11纵向设置的技术方案。

具体地，如图1所示，冰晶探测器还包括支撑部件2冰晶收集探头1的支撑部件，支撑部件纵向延伸，冰晶收集探头1纵向延伸，并沿轴向固定和支撑于支撑部件。如图2a－c所示，凹槽14的深度沿轴向从杆体11的底端向顶端逐渐加深，使得凹槽14的底部16相比杆体11的轴线向顺气流方向倾斜，且，凹槽14的横截面的面积沿轴向从杆体11的底端向顶端逐渐减小。

凹槽14横截面面积沿轴向逐渐减小，且凹槽14深度逐渐加深，构造了一个开放的渐缩的气流通道，气流通道向顺气流方向倾斜，有利于气流沿凹槽14向顶端运动，带动冰晶向凹槽14顶部区域积聚，尤其是在空中冰晶浓度很小时，也能够在顶部积聚足够的冰晶，触发冰晶告警。

如图3b所示，冰晶收集探头1还包括设置在冰晶收集探头1顶部的排气气流通道10a，排气气流通道10a的进气口与凹槽14的顶端连通，排气气流通道10a的出气口位于冰晶收集探头1顶部的背风面13，使凹槽14中的气流从排气气流通道10a排出。

排气气流通道10a设置在冰晶收集探头1的顶部，与凹槽14连通，形成一个顶部排气的气流流道，有利于冰晶向凹槽14顶部积聚，特别的在空中冰晶浓度较小时，能够快速的在顶部积聚足够的冰晶，激发冰晶信号。在激发结冰信号、探头加热后，能够促使冰晶加速脱离。

如图3b所示，冰晶收集探头1还包括设置在冰晶收集探头1底部16的进气气流通道10b，进气气流通道10b的进气口设置在支撑部件的迎风面12上，进气气流通道10b的出气口与凹槽14的底端连通。较佳地，进气流通道为渐缩型，排气气流通道10a为渐扩型。

气流从支撑部件的迎风面12上的进进气口进入进气气流通道10b，从凹槽14的低端向上吹袭，有利于冰晶向凹槽14顶部区域聚集。

如图3c所示，进一步地，杆体11还包括形成在凹槽14的底部16的凹部14a，凹部14a平行于凹槽14延伸，使得排风气流通道与凹部14a连通，进气气流通道10b与凹部14a连通。

凹槽14下面的凹部14a，一方面，进一步有利于冰晶的快速积聚，缩短了触发冰晶信号的时间；另一面，待探测到冰晶，电加热器工作，冰晶能够通过排气气流流道快速脱离，以便于进行下一次探测。

排气气流通道10a的轴线顺气流方向倾斜向上。凹槽14顶部设置有排气气流通道10a，冰晶有可能会阻塞排气气流通道10a，并在排气气流通道10a的进气口处迅速积聚，从而被传感器捕捉到。特别在空气中冰晶含量很小时，或当飞机偏航，和/或大攻角状态时，这样的构造保证顶部具有有效的冰晶收集表面。

图4a－d示出了一个实施例，其中和5所示，杆体11的轴线相对支撑部件的轴线顺气流方向倾斜，凹槽14的下面没有凹部14a。图5a－d示出了类似于图4a－d的实施例，杆体11的轴线相对支撑部件的轴线顺气流方向倾斜，凹槽14的下面设置有凹部14a。

冰晶收集探头1相对支撑部件顺气流倾斜安装，进一步加速气流朝顶部流动，形成气流通道，从而冰晶快速在冰晶收集探头1的顶部积聚。

如图6b所示，所述杆体11为从底端到顶端渐缩的截头圆锥体，圆锥体有利于流场向杆体11的顶部加速。

根据本发明的第二个方面，如图9－12所示，其示出了冰晶收集探头1的杆体11横向设置的技术方案，其中，图10a-c、图11a-c和图12a-c分别示意性地示出了该技术方案的三个具有不同横截面轮廓的实施例。

具体地，如图9所示，冰晶探测器还包括支撑部件2冰晶收集探头1的支撑部件，支撑部件纵向延伸，冰晶收集探头1横向延伸，并横向地支撑于支撑部件，在所示实施例中，支撑部件支撑部件2冰晶收集探头1的杆体11的中部。如图10a－c所示，凹槽14深度沿轴向从杆体11的两侧端朝中部逐渐加深，使得凹槽14的底部16从两侧端到中部相比杆体11的轴线向顺气流方向倾斜，且，凹槽14的横截面的面积沿轴向从两侧端到中部逐渐减小。冰晶收集探头1还包括设置在杆体11的中部的排气气流通道10a，排气气流通道10a的进气口与凹槽14连通，排气气流通道10a的出气口位于杆体11的背风面13，且排气气流通道10a呈渐缩型，使凹槽14中的气流从排气气流通道10a排出。

凹槽14横截面面积沿两侧端朝中部逐渐减小，且凹槽14深度逐渐加深，使中间部分凹槽14深度大于两侧端，且进一步在中部构造一个排气气流通道10a，由此形成一个开放的“漏斗”型的气流通道，促使气流携带冰晶向探头中部积聚。尤其是在空中冰晶浓度很小时，也能够在中部积聚足够的冰晶，激发冰晶信号。

根据本发明的第三个方面，图8示出了结合飞机结冰探测系统的综合告警信息判断步骤，其示出了采用上述冰晶探测器进行图像对比的冰晶信号判断步骤，其中，控制器与飞机结冰探测系统交联，冰晶探测器用来获得冰晶信号，飞机结冰探测系统用来获得结冰信号，控制器和飞机结冰探测系统包括以下判断步骤：

(1)若冰晶信号为真，结冰信号为真，则激发混合态结冰告警信息；

(2)若冰晶信号为真，结冰信号为假，则激发冰晶结冰告警信息。

(3)若冰晶信号为假，结冰信号为真，则激发过冷水滴结冰告警信息。

(4)若冰晶信号为假，结冰信号为假，则不激发告警信息。

冰晶信号为真，表征探测到冰晶结冰条件，反之，未探测到；结冰信号为真，表征探测到过冷水滴结冰条件，反之，未探测到。结合飞机的结冰探测系统发出的结冰信号，进行综合逻辑判断，能够探测到且区分过冷水滴结冰条件、冰晶结冰条件，并激发相应的告警信息。

图7示出了图像对比的冰晶信号判断步骤。根据本发明的第四个方面，光电传感器6为图像传感器，控制器对冰晶的外形和探头的横截面外形进行比较，以判断是非要激发冰晶信号。控制器判断冰晶信号的步骤包括：

1)控制器通过图像传感器的光路8进行边缘检测获取冰晶积聚图像的包络外形；

2)对比包络外形与冰晶收集探头1的横截面外形；

3)若两者的偏差大于外形的设定阈值，则激发冰晶信号。

后者，控制器对冰晶的横截面面积和探头的横截面面积进行比较，以判断是非要激发冰晶信号。控制器判断冰晶信号的步骤包括：

1)控制器通过图像传感器的光路8进行边缘检测获取冰晶积聚图像的包络外形，计算包络面积；

2)对比包络面积与冰晶收集探头1的横截面面积；

3)若偏差大于面积的设置阈值，则激发冰晶信号。

通过边缘检测获取结冰图像外形，进行轮廓对比，不需要关注图像内容，有效的减小图像对比的数据量，处理速度较快，保证了激发冰晶信号的及时性。

以上内容描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，这些变更和修改均落入本发明的保护范围。例如，图1－8所示实施例的进气气流通道也可设置在图9－12所示的实施例中。

以上实施例中的各个特征还可以根据本发明原理在合理范围内作任意组合，这种组合也落入本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种冰晶探测器，其特征在于，包括：

至少一个轴向延伸的冰晶收集探头（1），每一所述冰晶收集探头（1）包括在一侧的迎风面（12）和与迎风面（12）相对的背风面（13），并包括：

沿所述轴向延伸的杆体（11），

设置在所述杆体（11）中、位于所述迎风面（12）沿所述杆体（11）的所述轴向延伸的凹槽（14），所述凹槽（14）包括开口（15）和底部（16），所述底部（16）用于积聚冰晶，所述凹槽（14）的开口（15）宽度大于所述凹槽（14）的底部（16）宽度；

检测装置，检测装置包括安装在所述杆体（11）两端或一端的光电传感器（6），所述光电传感器（6）在所述凹槽（14）中形成与所述底部（16）间隔的光路（8），用于监测积聚在所述凹槽（14）的底部（16）上的冰晶；以及

至少一个控制器（3），每一所述控制器（3）与所述光电传感器（6）相连接，且所述控制器（3）根据所述光电传感器（6）反馈的电信号变化，判断是否存在冰晶结冰条件；

其中，所述凹槽（14）的横截面的面积沿所述轴向是变化的，

其中，所述冰晶探测器还包括支撑所述冰晶收集探头（1）的支撑部件，所述支撑部件纵向延伸，所述冰晶收集探头（1）纵向延伸，并沿轴向固定和支撑于所述支撑部件，所述凹槽（14）的深度沿所述轴向从所述杆体（11）的底端向顶端逐渐加深，使得所述凹槽（14）的所述底部（16）相比所述杆体（11）的轴线向顺气流方向倾斜，且，所述凹槽（14）的横截面的面积沿轴向从所述杆体（11）的底端向顶端逐渐减小。

2.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述凹槽（14）的横截面的形状为三角形、梯形或弧形。

3.如权利要求2所述的冰晶探测器，其特征在于，所述冰晶收集探头（1）还包括设置在所述杆体（11）两端或一端的整流元件（7），所述光电传感器位于所述整流元件（7）中。

4.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述杆体（11）为从底端到顶端渐缩的截头圆锥体。

5.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述冰晶收集探头（1）还包括设置在所述冰晶收集探头（1）的顶部的排气气流通道（10a），所述排气气流通道（10a）的进气口与所述凹槽（14）的顶端连通，所述排气气流通道（10a）的出气口位于所述顶部的背风面（13），使所述凹槽（14）中的气流从所述排气气流通道（10a）排出。

6.如权利要求5所述的冰晶探测器，其特征在于，所述冰晶收集探头（1）还包括设置在所述冰晶收集探头（1）底部（16）的进气气流通道（10b），所述进气气流通道（10b）的进气口设置在所述支撑部件的迎风面（12）上，所述进气气流通道（10b）的出气口与所述凹槽（14）的底端连通。

7.如权利要求6所述的冰晶探测器，其特征在于，所述进气气流通道为渐缩型，所述排气气流通道（10a）为渐扩型。

8.如权利要求6所述的冰晶探测器，其特征在于，还包括形成在所述凹槽（14）的所述底部（16）的凹部（14a），所述凹部（14a）平行于所述凹槽（14）延伸，使得所述排气气流通道与所述凹部（14a）连通，所述进气气流通道（10b）与所述凹部（14a）连通。

9.如权利要求6所述的冰晶探测器，其特征在于，所述排气气流通道（10a）的轴线顺气流方向倾斜向上。

10.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述杆体（11）的轴线相对所述支撑部件的轴线顺气流方向倾斜。

11.如权利要求3所述的冰晶探测器，其特征在于，还包括支撑所述冰晶收集探头（1）的支撑部件，所述支撑部件纵向延伸，所述冰晶收集探头（1）横向延伸，并横向地支撑于支撑部件，所述凹槽（14）深度沿所述轴向从所述杆体（11）的两侧端朝中部逐渐加深，使得所述凹槽（14）的所述底部（16）从所述杆体（11）的两侧端到中部相比所述杆体（11）的轴线向顺气流方向倾斜，且，所述凹槽（14）的横截面的面积沿轴向从所述两侧端到所述中部逐渐减小。

12.如权利要求11所述的冰晶探测器，其特征在于，所述冰晶收集探头（1）还包括设置在所述杆体（11）中的排气气流通道（10a），所述排气气流通道（10a）的进气口与所述凹槽（14）连通，所述排气气流通道（10a）的出气口位于所述背风面（13），使所述凹槽（14）中的气流从所述排气气流通道（10a）排出。

13.如权利要求12所述的冰晶探测器，其特征在于，所述排气气流通道（10a）设置在所述杆体（11）的所述中部，并呈渐缩型。

14.如权利要求3所述的冰晶探测器，其特征在于，所述整流元件（7）具有腔室和透明腔体，所述光电传感器位于透明腔体的所述腔室中。

15.一种采用如权利要求1－14中的任何一项所述的冰晶探测器进行探测的方法，其中，所述控制器与飞机结冰探测系统交联，所述冰晶探测器用来获得冰晶信号，所述飞机结冰探测系统用来获得结冰信号，所述控制器和飞机结冰探测系统包括以下判断步骤：

（1）若冰晶信号为真，结冰信号为真，则激发混合态结冰告警信息；

（2）若冰晶信号为真，结冰信号为假，则激发冰晶结冰告警信息；

（3）若冰晶信号为假，结冰信号为真，则激发过冷水滴结冰告警信息；

（4）若冰晶信号为假，结冰信号为假，则不激发告警信息。

16.一种采用如权利要求1－14中的任何一项所述的冰晶探测器判断冰晶信号的方法，其中，所述光电传感器（6）为图像传感器，所述控制器判断冰晶信号的步骤包括：

1) 控制器通过所述图像传感器的所述光路（8）进行边缘检测获取冰晶积聚图像的包络外形；

2) 对比所述包络外形与所述冰晶收集探头（1）的横截面外形；

3) 若两者的偏差大于外形的设定阈值，则激发冰晶信号。

17.一种采用如权利要求1－14中的任何一项所述的冰晶探测器判断冰晶信号的方法，其中，所述光电传感器（6）为图像传感器，所述控制器判断冰晶信号的步骤包括：

1) 所述控制器通过所述图像传感器的所述光路（8）进行边缘检测获取冰晶积聚图像的包络外形，计算包络面积；

2) 对比所述包络面积与冰晶收集探头（1）的横截面面积；

3) 若偏差大于面积的设置阈值，则激发冰晶信号。

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