DE2732066A1

DE2732066A1 - Automatic frost detection device - has transmitter and cooled receiver housed in flush ground mounted assembly for remote monitoring of frost condition

Info

Publication number: DE2732066A1
Application number: DE19772732066
Authority: DE
Inventors: Hartmut Ing Grad Euer
Original assignee: Apparatebau Gauting GmbH
Current assignee: Apparatebau Gauting GmbH
Priority date: 1977-07-15
Filing date: 1977-07-15
Publication date: 1979-01-25
Also published as: DE2732066C3; DE2732066B2

Abstract

A frost detection device comprises a ground mounted assembly (12) offering an upper surface (1) flush with ground level (3). A transmitter (2) irradiates the upper plate (1) whose reflection characteristics are altered in proportion to the degree of frosting (15) present at any given time. Receive units in the housing unit (12) are provided with artificial cooling circuits and receive internally reflected radiation (5) from the underside of the upper surface (1). The receivers generate control signals which are processed in a sub circuit (11) to provide the system output signal which yields remote frost analysis data.

Description

Eiswarnsensor mit integrierter Test- Ice warning sensor with integrated test

einrichtung Das Hauptpatent betrifft einen Eiswarnsensor mit integrierter Testeinrichtung, wobei durch eine Lichtquelle ein Deckglas aus sehr hartem, kratzfestem und erosionsbeständigem Material beleuchtet wird und dasselbe bündig in der Flugzeugstruktur an vereisungsgefährdeten Stellen liegt, indem durch Eintritt einer Vereisung eine starke Streulichtkomponente, die über eine Sammellinse einem Lichtempfänger zugeführt ist, erzeugt wird, derart, daß das empfangene Streulicht elektronisch aufbereitet wird und für die Anzeige einer Vereisung und Vereisungsstärke dient. installation The main patent relates to an ice warning sensor with an integrated Test device, a cover glass made of very hard, scratch-resistant and erosion-resistant material is illuminated and the same is flush with the aircraft structure is in places at risk of icing, in that a strong scattered light component which is fed to a light receiver via a converging lens is generated in such a way that the received scattered light is electronically processed and is used to display icing and icing strength.

Der Eiswarnsensor nach dem Hauptpatent kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß über die Detektionsfläche ein kontinuierlicher oder abgestufter Temperaturverlauf erzeugt wird und daß die zeitliche Abhängigkeit der Vereisung an den Stellen unterschiedlicher Temperatur als Maß für die Vereisungsgeschwindigkeit ermittelt und aus der Integration der Vereisungsgeschwindigkeit über der Zeit ein Maß für die Vereisungsstärke bestimmt wird.The ice warning sensor according to the main patent can be further improved as a result be that over the detection surface a continuous or graduated temperature profile is generated and that the time dependency of the icing at the points is different Temperature determined as a measure for the icing speed and from the integration the icing speed over time determines a measure for the icing strength will.

Die der Weiterbildung der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin,daß bei Vereisung der gesamten Detektionsfläche dieselbe durch Heizung, z.B. durch Umpolung des Stromes bei thermoelektrischer Kühlung, abgetaut werden kann und somit für eine neue Messung zur Verfügung steht. Eine weitere Ausbildung der Erfindung kann erreicht werden, indem Temperatur bzw. Temperaturverteilung der Detektionsfläche durch ein dem Sensor von außen zugefflhrtes Signal kontinuierlich oder schrittweise so verändert werden kann, daß in Abhängigkeit von den die Vereisung bestimmenden Parametern, z.B. die Fluggeschwindigkeit, eine optimale Einstellung des Arbeitspunktes gewährleistet werden kann. Eine veitere Verbesserung kann noch dadurch erzielt werden, daß ein Teil der Strahlung der Lichtquelle aus dem Strahlengang ausgeblendet und als Referenzsignal bei der Auswertung des reflektierten Anteils benutzt wird, um auf diese Weise Intensitätsänderungen der Strahlungsquelle kompensieren zu können.The object on which the further development of the invention is based exists in that if the entire detection surface is iced up, it is heated, e.g. can be defrosted by reversing the polarity of the current with thermoelectric cooling and is therefore available for a new measurement. Another training of the Invention can be achieved by changing the temperature or temperature distribution of the detection surface through a sensor from the outside applied signal continuously or can be changed gradually so that depending on the icing determining parameters, e.g. the flight speed, an optimal setting the working point can be guaranteed. A further improvement can still be made can be achieved in that part of the radiation of the light source from the beam path faded out and used as a reference signal when evaluating the reflected portion is used to compensate in this way changes in the intensity of the radiation source to be able to.

Ein Ausfiihrungsbeispiel wird anhand der Zeichnungen erläutert.An exemplary embodiment is explained on the basis of the drawings.

In diesen zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch den Eiswarnsensor, Fig. 2 die Draufsicht auf die Detektionsfläche, Fig. 3 ein Blockschaltbild mit integrierter Testeinrichtung und Eingabemöglichkeit für Flugzeugparameter.In these, Fig. 1 shows a cross section through the ice warning sensor, FIG. 2 shows the top view of the detection area, FIG. 3 shows a block diagram with an integrated Test facility and input option for aircraft parameters.

Fig. 1 zeigt die Detektionsfläche 1, die von einer Lichtquelle 2 beleuchtet vird, die Flugzeughaut 3, den HL-Temperaturfühler 4, den Strahlengang, reflektiertes Streulicht 5, den Eisschicht-Simulator (LCR) 6, die Peltier-Kühlelemente abgestufter Kälteleistung 7, optische Filter 8, die Referenz 9, die pyroelektrischen Kristalle (IR-Detektion) 10, die Elektronik 11, das Gehäuse 12, den Steckanschluß 13, die Vereisung 15 und die Bikonvexlinse 16.1 shows the detection surface 1 which is illuminated by a light source 2 vird, the aircraft skin 3, the HL temperature sensor 4, the beam path, reflected Scattered light 5, the ice layer simulator (LCR) 6, the Peltier cooling elements more graded Cooling capacity 7, optical filters 8, the reference 9, the pyroelectric crystals (IR detection) 10, the electronics 11, the housing 12, the connector 13, the Icing 15 and the biconvex lens 16.

Fig. 2 zeigt den aktiven Streulichtbereich mit Temperaturgradient T1 < T2 <Tu (Umgebungstemperatur) 14, die Flugzeughaut 3 und die Peltier-Bingkühlelemente abgestufter Kälteleistung 7.Fig. 2 shows the active scattered light area with a temperature gradient T1 <T2 <Tu (ambient temperature) 14, the aircraft skin 3 and the Peltier Bing cooling elements graduated cooling capacity 7.

Pig. 3 zeigt im Blockschaltbild die Detektionsfläche 1 mit den Peltierelementen abgestufter Kälteleistung Q1 - Q2 7 und AuBentemperaturfflhler 4, den Eisschicht-Simulator 6, die Referenz 9, die Empfänger 17, den Multiplexer für Empfänger 18, den Modulator 19, die Modulatoransteuerung 20, die Konstant-Stromquelle 21, die Steuerung 22, die BITE-Steuerung 23,den frequenzselektiven Empflngersignalverstärker 24, den Phasenschieber 25, die Zeitsteuerung 26, die Lichtquelle 2, den Vereisungsdiskriminator 27, die Vereisungstendenz 28, die Vereisungsstärke 29, die Vereisungsgeschwindigkeit 30, den Datenbus/Interface 31 mit der Eingabe für Zusatzparameter (z.B. Test, Geschwindigkeitszunahme 32 und Ja/Nein-Vereisungsstärke-Vereisungsgeschwindigkeit-Ausgabe 33).Pig. 3 shows the detection area 1 with the Peltier elements in a block diagram graduated cooling capacity Q1 - Q2 7 and outside temperature sensor 4, the ice layer simulator 6, the reference 9, the receivers 17, the multiplexer for receivers 18, the modulator 19, the modulator control 20, the constant current source 21, the controller 22, the BITE controller 23, the frequency-selective receiver signal amplifier 24, the phase shifter 25, the Time control 26, the light source 2, the icing discriminator 27, the icing tendency 28, the icing strength 29, the icing speed 30, the data bus / interface 31 with the entry for additional parameters (e.g. test, speed increase 32 and yes / no-icing strength-icing speed-output 33).

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Claims

Claims 1. Ice warning sensor with integrated test device characterized in that a continuous or over the detection surface (1) graduated temperature profile is generated and that the time dependence of the Icing at places with different temperatures as a measure of the freezing speed determined and from the integration of the icing speed over time Measure for the icing strength.

2. Ice warning sensor with integrated test device according to the claims characterized in that when the entire detection surface (1) is iced up, the same by heating - e.g.

defrosted by reversing the polarity of the current with thermoelectric cooling and is thus made ready for a new measurement.

3. Ice warning sensor with integrated test device according to the claims 1-2 characterized in that the temperature distribution of the detection surface (1) by an electrical signal supplied from the outside to the sensor continuously or can be changed gradually so that depending on the icing determining parameters - such as

Airspeed - an optimal setting of the working point can be guaranteed.

4. Ice warning sensor with integrated test device according to the claims 1-3 characterized in that part of the radiation of the light source from the beam path faded out and used as a reference signal when evaluating the reflected portion is used to compensate in this way changes in the intensity of the radiation source to be able to.