CN114476079B - 一种基于结冰条件判断的传感器及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于飞机防除冰系统领域,涉及一种基于结冰条件判断的传感器及方法。包括前敏感元件、后敏感元件、安装套筒、支架、法兰盘、阻滞温度传感器、后盖;所述传感器基于判断结冰条件判断飞机是否结冰,与传统结冰传感器不同,能够有效避免因传感器自身积冰带来的风险,产品可安装于飞机各个区域,通过判断飞机是否处于结冰条件下,可对飞机各个部位结冰情况提供参考,辅助驾驶员对飞机飞行状况进行调整,同时产品根据其工作原理,能够在非结冰条件下有效降低虚警率,当飞机在结冰条件临界状态下进行工作,可减少总体飞行包线下的工作时长,增长产品使用寿命,同时所述传感器可用于相关流体测温领域,在飞机防除冰领域具有较强的使用价值。

Description

一种基于结冰条件判断的传感器及方法
技术领域
本发明属于飞机防除冰系统领域,涉及一种基于结冰条件判断的传感器及方法。
背景技术
在飞机防除冰系统中,传统的结冰传感器通过不同的途径感知结冰情况,通常情况下,传感器通过判断自身的结冰敏感部件的结冰情况判断飞机是否结冰,并将相关的信息传递给飞机,发出结冰告警信号,但在一些结冰高风险区域(发动机进气道)当传感器的结冰敏感部件堆积的冰层较厚,而除冰性能不足或失效时,传感器上的积冰脱落后会对飞机的飞行安全造成影响,为避免该情况,本发明提出一种基于判断结冰条件的结冰传感器,传感器本身不具备结冰的可能,通过判断飞行环境是否处于结冰环境,并以此发出结冰告警信号。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于判断结冰条件的结冰传感器,通过判断前后敏感元件的差异,判断飞机是否处于结冰条件下,并给出结冰告警信号。
本发明的技术解决方案:
一种基于结冰条件判断的传感器,包括前敏感元件、后敏感元件、安装套筒、支架、法兰盘、阻滞温度传感器、后盖;
所述前敏感元件、后敏感元件分别设置在安装套筒的两端,安装套筒与支架的一端通过防脱长螺钉相连,支架另一端通过螺钉与法兰盘连接固定,法兰盘底部设有凹槽,所述凹槽用于放置阻滞温度传感器,后盖采用螺钉固定到法兰盘的下表面上;所述前敏感元件和后敏感元件为相同结构,并反相布置,前敏感元件包括紫铜托盘及依次布置在紫铜托盘支撑柱上的云母片、加热膜、云母片、橡胶垫片、支撑骨架、绝缘环、小垫圈、弹簧垫圈、锁紧螺母;铂电阻安装在紫铜托盘的支撑柱内部;
所述支撑柱底部设有通孔。
还包括压片,所述压片扣在防脱长螺钉螺帽处。
凹槽放置阻滞温度传感器后,应保证与法兰盘下端面齐平。
还包括支架加热器,所述支架加热器设置在支架的迎风侧。
所述支架加热器具体为瓦片状加热器,该瓦片加热器为环形加热丝结构,内部存在空间用于线束通过。
所述支架骨架上设有用于加热膜线束通过的凹槽。
所述云母片厚度为0.03mm-0.05mm。
所述加热膜厚度为0.01mm-0.02mm。
所述铂电阻为PT1000铂电阻,使用温度范围为-70℃到+500℃。
绝缘环材料为酚压纤维。
一种基于结冰条件判断的方法,包括如下步骤:
步骤1根据所述阻滞温度传感器反馈的温度变化对传感器工作状态进行调整,当阻滞温度传感器输出温度大于3℃时,传感器中前敏感元件的加热膜、后敏感元件的加热膜及支架加热器均不进行供电。
步骤2当阻滞温度传感器输出温度小于等于3℃时,对传感器前敏感元件的加热膜、后敏感元件的加热膜及支架加热器进行供电,供电电压保持一致,前敏感元件的加热膜、后敏感元件的加热膜加热功率一致。
步骤3当前敏感元件的加热膜、后敏感元件的加热膜开始加热时,且加热功率一致时,由于其结构及功能一致,其理论温度应一致,但由于其安装的方向相反,前敏感元件处于迎风侧,后敏感元件处于背风侧,两者的温度由于风速的影响,存在一个温度差,这个温度差值为结冰告警的门限值。
步骤4当飞行过程中前敏感元件遇到空气中的过冷水滴时,水滴撞击前敏感元件会带走前敏感元件加热膜产生的热量,导致前敏感元件加热膜产生的温度降低,使得温度差将进一步增大,当该温度差值大于设定的门限值5℃时,即可判断为结冰。
技术效果
所述传感器基于判断结冰条件判断飞机是否结冰,与传统结冰传感器不同,能够有效避免因传感器自身积冰带来的风险,产品可安装于飞机各个区域,通过判断飞机是否处于结冰条件下,可对飞机各个部位结冰情况提供参考,辅助驾驶员对飞机飞行状况进行调整,同时产品根据其工作原理,能够在非结冰条件下有效降低虚警率,当飞机在结冰条件临界状态下进行工作,可减少总体飞行包线下的工作时长,增长产品使用寿命,同时所述传感器可用于相关流体测温领域,在飞机防除冰领域具有较强的使用价值。
附图说明
图1是传感器的外形结构图;
其中:前敏感元件-1、后敏感元件-2、安装套筒-3、支架-4、法兰盘-5、阻滞温度传感器-6、后盖-7
图2是前后敏感元件的结构示意图;
其中:紫铜托盘-8、云母片-9、加热膜-10、橡胶垫片-11、支撑骨架-12、绝缘环-13、小垫圈-14、弹簧垫圈-15、锁紧螺母-16、铂电阻17
图3是产品工作原理图;
其中:支架加热器-18
图4是传感器的外形结构背视图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下所述仅为本发明一部分实施例,非全部实施例。基于本发明实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面结合附图,对本发明的具体实施进行进一步说明。
基于结冰条件判断的传感器,包括前敏感元件1、后敏感元件2、安装套筒3、支架4、法兰盘5、阻滞温度传感器6、后盖7;
所述前敏感元件1、后敏感元件2分别设置在安装套筒3的两端,安装套筒3与支架4的一端通过防脱长螺钉相连,支架4另一端通过螺钉与法兰盘5连接固定,法兰盘5底部设有凹槽,所述凹槽用于放置阻滞温度传感器6,后盖7采用螺钉固定到法兰盘5的下表面上;所述前敏感元件1和后敏感元件2为相同结构,并反相布置,前敏感元件1包括紫铜托盘8及依次布置在紫铜托盘支撑柱上的云母片9、加热膜10、云母片9、橡胶垫片11、支撑骨架12、绝缘环13、小垫圈14、弹簧垫圈15、锁紧螺母16;铂电阻17安装在紫铜托盘8的支撑柱内部;
所述支撑柱底部设有通孔,用来观察铂电阻17的安装情况和排除支撑柱内部气体。
还包括压片,所述压片扣在防脱长螺钉螺帽处,保证安装套筒3的外形完整。
凹槽放置阻滞温度传感器6后,应保证与法兰盘5下端面齐平。
还包括支架加热器18,所述支架加热器18设置在支架4的迎风侧,用来防止支架4结冰。
所述支架加热器18具体为瓦片状加热器,该加热器为环形加热丝结构,内部存在空间用于线束通过。
所述支架骨架12上设有用于加热膜线束通过的凹槽,避免加热膜发生短路。
所述云母片9厚度为0.03mm-0.05mm。
所述加热膜10厚度为0.01mm-0.02mm。
所述铂电阻17为PT1000铂电阻,使用温度范围为-70℃到+500℃。能够满足传感器性能要求。
绝缘环13材料为酚压纤维,酚压纤维耐高温且绝缘性能良好。
一种基于结冰条件判断的方法,包括如下步骤:
步骤1根据所述阻滞温度传感器6反馈的温度变化对传感器工作状态进行调整,当阻滞温度传感器6输出温度大于3℃时,传感器中前敏感元件1的加热膜、后敏感元件2的加热膜及支架加热器均不进行供电。
步骤2当阻滞温度传感器6输出温度小于等于3℃时,对传感器前敏感元件1的加热膜、后敏感元件2的加热膜及支架加热器进行供电,供电电压保持一致,前敏感元件1的加热膜、后敏感元件2的加热膜加热功率一致。
步骤3当前敏感元件1的加热膜、后敏感元件2的加热膜开始加热时,且加热功率一致时,由于其结构及功能一致,其理论温度应一致,但由于其安装的方向相反,前敏感元件1处于迎风侧,后敏感元件2处于背风侧,两者的温度由于风速的影响,存在一个温度差,这个温度差值为结冰告警的门限值。
步骤4当飞行过程中前敏感元件1遇到空气中的过冷水滴时,水滴撞击前敏感元件1会带走前敏感元件1加热膜产生的热量,导致前敏感元件1加热膜产生的温度降低,使得温度差将进一步增大,当该温度差值大于设定的门限值5℃时,即可判断为结冰。
本技术领域技术人员可以理解的是,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于结冰条件判断的传感器,其特征在于,包括前敏感元件(1)、后敏感元件(2)、安装套筒(3)、支架(4)、法兰盘(5)、阻滞温度传感器(6)、后盖(7);
所述前敏感元件(1)、后敏感元件(2)分别设置在安装套筒(3)的两端,安装套筒(3)与支架(4)的一端通过防脱长螺钉相连,支架(4)另一端通过螺钉与法兰盘(5)连接固定,法兰盘(5)底部设有凹槽,所述凹槽用于放置阻滞温度传感器(6),后盖(7)采用螺钉固定到法兰盘(5)的下表面上;所述前敏感元件(1)和后敏感元件(2)为相同结构,并反相布置,前敏感元件(1)包括紫铜托盘(8)及依次布置在紫铜托盘支撑柱上的云母片(9)、加热膜(10)、云母片(9)、橡胶垫片(11)、支撑骨架(12)、绝缘环(13)、小垫圈(14)、弹簧垫圈(15)、锁紧螺母(16);铂电阻(17)安装在紫铜托盘(8)的支撑柱内部。
2.根据权利要求1所述的一种基于结冰条件判断的传感器,其特征在于,所述支撑柱底部设有通孔。
3.根据权利要求2所述的一种基于结冰条件判断的传感器,其特征在于,还包括压片,所述压片扣在防脱长螺钉螺帽处。
4.根据权利要求3所述的一种基于结冰条件判断的传感器,其特征在于,凹槽放置阻滞温度传感器(6)后,应保证与法兰盘(5)下端面齐平。
5.根据权利要求4所述的一种基于结冰条件判断的传感器,其特征在于,还包括支架加热器(18),所述支架加热器(18)设置在支架(4)的迎风侧。
6.根据权利要求5所述的一种基于结冰条件判断的传感器,其特征在于,所述支架加热器(18)具体为瓦片状加热器,该瓦片状加热器为环形加热丝结构,内部存在空间用于线束通过。
7.根据权利要求6所述的一种基于结冰条件判断的传感器,其特征在于,绝缘环(13)材料为酚压纤维。
8.一种如权利要求7所述传感器的结冰条件判断方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1根据阻滞温度传感器(6)反馈的温度变化对传感器工作状态进行调整,当阻滞温度传感器(6)输出温度大于3℃时,传感器中前敏感元件(1)的加热膜、后敏感元件(2)的加热膜及支架加热器均不进行供电;
步骤2当阻滞温度传感器(6)输出温度小于等于3℃时,对传感器前敏感元件(1)的加热膜、后敏感元件(2)的加热膜及支架加热器进行供电,供电电压保持一致,前敏感元件(1)的加热膜、后敏感元件(2)的加热膜加热功率一致;
步骤3当前敏感元件(1)的加热膜、后敏感元件(2)的加热膜开始加热时,且加热功率一致时,由于其结构及功能一致,其理论温度应一致,但由于其安装的方向相反,前敏感元件(1)处于迎风侧,后敏感元件(2)处于背风侧,两者的温度由于风速的影响,存在一个温度差,这个温度差值为结冰告警的门限值;
步骤4当飞行过程中前敏感元件(1)遇到空气中的过冷水滴时,水滴撞击前敏感元件(1)会带走前敏感元件(1)加热膜产生的热量,导致前敏感元件(1)加热膜产生的温度降低,使得温度差将进一步增大,当该温度差值大于设定的门限值5℃时,即可判断为结冰。
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