ES2302932T3 - Aparato y procedimiento de deteccion de hielo. - Google Patents
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Abstract
Aparato para la detección de la acumulación de hielo que comprende un emisor de radiación electromagnética (10) y una matriz de sensores (3, 4, 5, 6, 7, 8), estando dispuesto el emisor en medio de la matriz de sensores y estando dispuestos por lo menos algunos de los sensores a diferentes distancias del emisor y, durante la utilización, los sensores detectan la radiación difusa resultante de la radiación emitida por el emisor y dispersada y/o reflejada por una capa de hielo acumulado y comprendiendo asimismo el aparato un equipo de procesamiento de datos que está configurado para procesar las señales de los sensores para determinar el tipo de hielo acumulado.
Description
Aparato y procedimiento de detección de
hielo.
La presente invención se refiere a un aparato y
a procedimientos para detectar y supervisar la acumulación de hielo
y en particular, pero no exclusivamente, en superficies de
aeronaves.
La acumulación de hielo en superficies de vuelo
afecta al comportamiento aerodinámico y a las cualidades de
manipulación de una aeronave y puede requerir diferentes acciones
correctivas por parte del piloto, dependiendo de la superficie sobre
la cual se acumula el hielo. La metodología actual para la detección
de hielo generalmente se fundamenta en un procedimiento indirecto,
normalmente sobre la base de la temperatura del aire del ambiente y
del contenido en agua líquida. Cuando se alcanza un nivel umbral
previamente establecido, el sistema de protección se activa, tanto
si se acumula como si no se acumula hielo en superficies críticas.
Este procedimiento no es rentable desde el punto de vista de los
costes ni eficaz para un sistema de protección contra el hielo.
Las disposiciones de sensores de hielo conocidas
son capaces de detectar la presencia y, con algunos de ellos, el
espesor de hielo, sin embargo todos ofrecen oportunidades para la
integración en una red distributiva. Adicionalmente, las
disposiciones de sensores de hielo conocidas no proporcionan una
indicación del tipo (o rugosidad) de la acumulación de hielo, lo
cual tiene una marcada influencia en el comportamiento aerodinámico
de una aeronave.
La patente US nº 5.484.121 da a conocer un
sistema para la detección de hielo en superficies exteriores de una
aeronave en el cual múltiples sensores están montados a ras con el
revestimiento metálico de la aeronave.
La patente US nº 5.748.091 da a conocer un
aparato para la determinación del espesor de una capa de hielo en
una superficie de una aeronave y se genera una alarma si el espesor
detectado exceder de un nivel previamente determinado.
La presente invención pretende proporcionar un
aparato y un procedimiento alternativos de detección de hielo.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención
se proporciona un aparato para la detección de la acumulación de
hielo que comprende un emisor de radiación electromagnética y una
matriz de sensores, estando colocado el emisor en medio de la matriz
de sensores y por lo menos algunos de los sensores estando colocados
a diferentes distancias del emisor y, en utilización, los sensores
detectan la radiación difusa que resulta de la radiación emitida por
el emisor y dispersada o reflejada por una capa de hielo acumulado y
el aparato adicionalmente comprendiendo un equipo de procesamiento
de datos el cual está configurado para procesar las señales de los
sensores para determinar el tipo de hielo acumulado.
Más preferentemente los sensores están colocados
sustancialmente simétricamente alrededor del emisor.
Preferentemente, la matriz de sensores comprende
unos primer y segundo conjuntos de sensores los cuales están
dispuestos en trayectorias generalmente opuestas entre sí alejados
del emisor.
Preferentemente, los conjuntos de sensores están
dispuestos en líneas respectivamente rectas. Alternativamente, los
conjuntos de sensores pueden estar dispuestos para seguir
respectivas trayectorias curvilíneas las cuales pueden ser
simétricas (simetría de espejo) alrededor del emisor.
El aparato puede comprender unos conjuntos de
sensores tercero y cuarto los cuales están dispuestos para seguir
las respectivas trayectorias (globalmente opuestas) generalmente
alejándose del emisor. Preferentemente, los primer y segundo
conjuntos de sensores y los conjuntos de sensores tercero y cuarto
juntos forman una disposición sustancialmente cruciforme de sensores
alrededor del emisor.
La matriz de sensores puede ser asimétrica
alrededor del emisor.
El emisor no necesita estar colocado
necesariamente en el centro geométrico de la matriz de sensores.
El equipo de procesamiento de datos comprende
preferentemente unos medios de comparación, los medios de
comparación estando configurados para comparar la intensidad
detectada de la radiación difusa a un valor previamente determinado
y determinar si dicha intensidad de valor detectada está por encima
de un valor previamente determinado de forma que permita que el
equipo de procesamiento de datos determine el tipo de hielo
acumulado.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención, se proporciona un procedimiento de supervisión de la
acumulación de hielo que comprende la emisión de una señal de
radiación electromagnética desde un emisor, la detección de la
radiación difusa la cual comprende la radiación dispersada o
reflejada por una capa de hielo acumulado, la detección de la
radiación difusa siendo efectuada por una matriz de sensores, por lo
menos algunos de los sensores estando a diferentes distancias del
emisor y el procedimiento comprendiendo adicionalmente la
comparación de la intensidad detectada de la radiación difusa a una
distancia particular del emisor a un valor respectivo previamente
determinado de forma que se determina el tipo de hielo
acumulado.
\newpage
Preferentemente, el procedimiento comprende la
determinación del espesor de hielo que se ha acumulado en una
superficie de una aeronave.
Preferentemente, el procedimiento comprende la
determinación del tipo de hielo que se ha acumulado en una
superficie de una aeronave.
El procedimiento, de forma deseable, comprende
la comparación de la distribución espacial detectada de la
intensidad de la radiación difusa con datos representativos
almacenados de la distribución espacial de la intensidad de la
radiación difusa en el hielo para diferentes tipos de hielo.
Diversas formas de realización de la invención
se describirán a continuación, a título de ejemplo únicamente,
haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la figura 1 es una representación esquemática de
un aparato de detección de hielo para una aeronave;
la figura 2 es una representación esquemática de
parte del aparato de detección de hielo de la figura 1 la cual
representa la luz reflejada y dispersa de una capa de acumulación de
hielo;
la figura 3 es una vista de sección transversal
de la superficie de una aeronave la cual está provista de cables de
fibra óptica montados a ras;
la figura 4 es una vista esquemática en planta
de una matriz de sensores dispuestos diametralmente alrededor de un
emisor central;
la figura 5 es una vista en planta esquemática
de una segunda matriz de sensores los cuales están dispuestos de
forma cruciforme alrededor de un emisor central;
la figura 6 muestra una vista esquemática en
planta de una tercera matriz de sensores los cuales están dispuestos
formando diversos ángulos con el revestimiento metálico de una
aeronave;
la figura 7 muestra unas curvas de intensidad
con respecto a la posición del sensor para diferentes tipos de
hielo;
la figura 8 muestra unas curvas de intensidad
con respecto a espesores de hielo para diferentes tipos de
hielo;
la figura 9 es una vista esquemática en
perspectiva de un emisor de diodo y un cabezal de sensor;
la figura 10 es una vista en planta del emisor
de diodo y del cabezal de sensor representado en la figura 9;
la figura 11 es una vista esquemática en
perspectiva de una pala de un aerogiro y el equipo asociado, la pala
estando provista de múltiples disposiciones de emisor y sensor;
la figura 12 es una representación esquemática
de los componentes electrónicos de la unidad de adquisición de datos
del aparato de detección de hielo de la figura 1;
la figura 13 es una tabla de decisión lógica que
muestra las diversas salidas posibles de los comparadores que
corresponden a diferentes tipos de hielo, y
la figura 14 es una configuración alternativa de
emisor y sensor.
Haciendo referencia a la figura 1 se representa
un aparato 1 para supervisar la acumulación de hielo en un ala
delgada 9, comprendiendo dicho aparato un emisor de luz 10 y unos
sensores 3, 4, 5, 6, 7 y 8.
Como se observa a partir de la figura 3, la zona
de supervisión del hielo 2 del ala delgada 9 comprende el emisor 10
el cual comprende un cable central de fibra óptica y seis sensores
3, 4, 5, 6, 7 y 8, los cuales están previstos mediante cables de
fibra óptica monomodo dispuestos diametralmente alrededor del emisor
10. El emisor 10 y los sensores 3, 4, 5, 6, 7 y 8 están alojados en
unos respectivos orificios 16 los cuales han sido perforados dentro
del ala delgada 9. El emisor y los sensores están montados a ras (es
decir, conforme al aire) con la superficie exterior 17 del ala
delgada 9. La distancia entre los ejes longitudinales de sensores
adyacentes y entre el eje longitudinal del emisor 10 y los ejes
longitudinales de los sensores 5 y 6 es 1 mm. El emisor 10 está
conectado a una fuente de radiación 10'.
El aparato 1 comprende asimismo unos filtros de
la luz ambiental 11 los cuales reciben unas señales ópticas de los
sensores 3, 4, 5, 6, 7 y 8. Las señales de los filtros son recibidas
a continuación por una matriz de diodos 12, que convierte las
señales ópticas en señales eléctricas. La salida de la matriz de
diodos 12 es alimentada a continuación en una unidad de adquisición
de datos 13 y la salida de la unidad de adquisición de datos 13 a un
conjunto de control 14.
La unidad de adquisición de datos 13 está
configurada para determinar el espesor y el tipo de hielo y para
comprender mejor la estructura de esta unidad se proporciona a
continuación alguna explicación de los diversos tipos de hielo.
El hielo transparente o claro, como sugiere su
nombre, es ópticamente claro y muy poca luz es dispersada.
El hielo escarchado es ópticamente opaco y el
aire está atrapado en el volumen de hielo resultando en centros de
micro dispersión. Por consiguiente, el hielo escarchado dispersa la
luz, a partir de una fuente de luz, mucho más lejos que el hielo
claro.
En el hielo de fase mezclada, que tal como
sugiere su nombre tiene algo en medio, la cantidad de dispersión de
luz depende del contenido de hielo transparente y de hielo
escarchado.
En el caso del crecimiento de hielo escarchado y
para un espesor pequeño de hielo, las contribuciones dominantes a la
señal óptica detectada por las fibras son debidas a la dispersión de
la luz a partir del aire atrapado en la capa de hielo, dando lugar a
una señal que crece rápidamente con el espesor de hielo. Sin
embargo, a medida que aumenta el espesor de hielo, y la interfaz del
hielo con el aire se aleja de las fibras la contribución óptica de
la dispersión de luz a partir de la interfaz del hielo con el aire
también disminuye y la dispersión a partir del volumen principal de
hielo se hace más significante. Esto resulta en una velocidad más
lenta del incremento de la intensidad con el espesor de hielo. En el
hielo escarchado todas las fibras, en ambos lados de la fuente de
luz, presentan un comportamiento similar pero a una intensidad de la
señal reducida (con el aumento de la distancia alejándose de la
fuente de luz) debido a la difusión óptica regular.
En el caso del hielo transparente o claro,
puesto que es trasparente y tiene una estructura muy irregular
debido a la aerodinámica del ala delgada, con interfaces del hielo
con el aire señaladas y microgrietas, la luz es reflejada o
dispersada aleatoriamente desde la misma. Por consiguiente, para un
espesor pequeño de hielo, la contribución dominante a la señal
óptica detectada por las fibras, es debida a las reflexiones y a la
dispersión aleatorias desde las irregularidades del volumen y de la
superficie. Sin embargo, a medida que aumenta el espesor de hielo,
las irregularidades de la superficie pueden contribuir
potencialmente a la señal óptica, ya que el hielo principalmente es
trasparente, pero estas contribuciones son aleatorias y la
dispersión a partir de las microgrietas del volumen de hielo
dominan. La configuración óptica característica, detectada por las
fibras ópticas durante el crecimiento de hielo de este tipo de
hielo, muestra un incremento general de la señal óptica con el
espesor del hielo con grandes fluctuaciones relacionadas con la
dispersión aleatoria en las interfaces del hielo con el aire.
La figura 7 muestra tres curvas 90a, 90b, 90c de
la intensidad detectada con respecto a la posición del sensor. La
curva 90a representa la "configuración espacial" del hielo
transparente o claro, la curva 90b representa la "configuración
espacial" del hielo de fase mezclada y la curva 90c representa la
"configuración espacial" del hielo escarchado.
Haciendo referencia a la figura 8, se muestra
una familia de curvas 91a, 91b, 91c y 91d del promedio de la
intensidad detectada (medida a una distancia particular desde el
emisor) con respecto al espesor de hielo. La curva 91d es
representativa del hielo escarchado y la curva 91a es representativa
del hielo transparente o claro. Las curvas 91b y 91c son
representativas de tipos de hielo de fase mezclada, con la curva 91c
representando el hielo provisto de un mayor contenido de hielo
escarchado que el hielo el cual está representado por la curva
91b.
La unidad de adquisición de datos 13 está
representada con mayor detalle en la figura 12. La unidad 13
comprende tres comparadores COMP1, COMP2 y COMP3, una matriz lógica
100, un convertidor de analógico a digital 95, una tarjeta de
memoria 96 y un convertidor de digital a analógico 97.
Una entrada de cada uno de los comparadores
COMP1, COMP2 y COMP3 está conectada a las salidas de amplificadores
funcionales OPAMP1, OPAMP2 y OPAMP3, respectivamente. Los
amplificadores funcionales OPAMP1, OPAMP2 y OPAMP3 están provistos
de resistencias de retroalimentación R1, R2 y R3, respectivamente y
resistencias de entrada R10 y R11, R12 y R13 y R14 y R15
respectivamente. Las resistencias de entrada están conectadas a los
fotodiodos PD1, PD2, PD3, PD4, PD5 y PD6, los cuales reciben señales
de las respectivas fibras ópticas de cada uno de los sensores 5, 6,
4, 7, 3 y 8, respectivamente. El amplificador funcional OPAMP1
recibe una entrada desde PD1 y PD2, el amplificador funcional OPAMP2
recibe una entrada desde PD3 y PD4 y el amplificador funcional
OPAMP3 recibe una entrada desde PD5 y PD6.
Las salidas de los comparadores COMP1, COMP2 y
COMP3 están conectadas a una matriz lógica 100 la cual comprende dos
puertas exclusivas O 101 y 102 y dos puertas Y 103 y 104.
El convertidor de ocho bits de análogo a digital
95 recibe una entrada desde OPAMP1 y la salida del convertidor 95
está conectada a la tarjeta de memoria 96, así como lo está la
salida de la matriz lógica 100. La tarjeta de memoria 96 tiene
almacenada en su interior unas tablas de consulta representativas de
los valores de la intensidad detectada y los correspondientes
valores del espesor de hielo para diversos tipos de hielo tal, como
es detectado mediante los sensores 5 y 6 (es decir, aquellos
sensores más próximos al emisor 10). Estos valores en las tablas de
consulta se basan en las diversas curvas representadas en la figura
8.
La salida de la tarjeta de memoria 96 es la
entrada a un convertidor de digital a analógico 97 el cual produce
una salida 98.
En utilización, el aparato 1 funciona del
siguiente modo. La radiación en la gama de longitud de onda de 500
nm a 1300 nm es generada por la fuente de luz 11 y emitida desde el
extremo distante del emisor 10 el cual está dispuesto para estar
sustancialmente a ras con la superficie exterior 17 del ala delgada
9. La luz emitida desde el emisor 10 es dirigida globalmente hacia
afuera de la superficie exterior 17. Como se aprecia mejor en la
figura 2, la luz entra en una capa 15 del hielo acumulado sobre el
ala delgada 9, algo de la luz es reflejada de vuelta hacia el ala
delgada en la frontera 20 entre el hielo acumulado y el aire 21. Un
poco de la luz emitida es dispersada por la capa de hielo 15 de
vuelta hacia el ala delgada 9. La radiación difusa que comprende la
luz reflejada y dispersa es recibida por los extremos distantes
montados a ras de los sensores 3, 4, 5, 6, 7 y 8.
Las señales desde los fotodiodos PD1, PD2, PD3,
PD4, PD5 y PD6 son amplificadas por los amplificadores funcionales
OPAMP1, OPAMP2 y OPAMP3, las salidas de los cuales son entradas en
los respectivos comparadores. Como se puede ver a partir de la
figura 12, una entrada de cada comparador COMP1, COMP2 y COMP3 se
mantiene a una tensión umbral. En particular una entrada del COMP1
se mantiene a la tensión umbral determinada mediante R4 y R5, una
entrada del COMP2 se mantiene a una tensión umbral mediante R6 y R7
y una entrada del COMP3 se mantiene una tensión determinada mediante
R8 y R9. Las respectivas tensiones umbral se determinan de acuerdo
con los datos a partir de la figura 7. Si una señal (amplificada)
desde los fotodiodos conectados excede de la tensión umbral
entonces el comparador emite una salida "1", de otro modo el
comparador emite un "0". Las salidas de los comparadores son
entradas en la matriz lógica 100, la matriz lógica estando
configurada para implantar la tabla de decisión lógica representada
en la figura 13. Por lo tanto resulta una salida de dos bits 99 la
cual es indicativa del tipo de capa de hielo acumulado. En la tabla
de decisión lógica:
- 00
- - no hay hielo
- 01
- - hielo transparente/claro
- 10
- - hielo de fase mezclada
- 11
- - hielo escarchado
\vskip1.000000\baselineskip
Tal como resulta evidente si los comparadores
COMP3 y COMP2 emite en una salida "1", esto indica una
dispersión más amplia.
El espesor de la capa de hielo acumulado 15 se
determina del siguiente modo. Volviendo a la figura 12, se puede
apreciar que la salida del OPAMP1 es alimentada al convertidor
analógico a digital 95. Esta señal proporciona una medición no
lineal del espesor de hielo. Puesto que ha sido determinado el tipo
de hielo y se proporciona mediante la salida 99, se puede
seleccionar la tabla de consulta apropiada almacenada en la tarjeta
de memoria 96. De este modo, es sencillo localizar en la tabla de
consulta apropiada la entrada del valor de la intensidad detectada
por el convertidor 95 y leer el valor correspondiente del espesor de
hielo. El convertidor 97 convierte entonces ese valor en una señal
analógica 98.
Las señales de la unidad de adquisición de datos
13 son alimentadas entonces a la unidad de control 14. La unidad de
control utiliza las señales de la unidad de adquisición de datos 13
para aplicar energía al sistema de protección contra el hielo de la
aeronave (IPS).
El modo en que está configurado el IPS dependerá
de la aplicación de los sensores. Con un sistema de un único sensor,
la unidad de control aplicará un algoritmo para determinar la
secuencia requerida de deshielo dadas las condiciones actuales. Un
sistema de múltiples sensores por otra parte tiene la capacidad de
aplicar la secuencia de deshielo dependiendo del hielo específico
creado en ese punto del fuselaje o del ala delgada.
Una utilización simplificada adicional del
aparato 1 será proporcionar una indicación de
"hielo-no hielo". Esto será útil a los pilotos
de aeronaves más pequeñas de aviación general sin sistemas de
protección contra el hielo instalados, para permitir una
identificación más fácil de la pérdida de sustentación del ala o de
la cola debida a la acumulación de hielo.
Haciendo referencia a la figura 11, se
representa una pala de helicóptero 25 la cual está provista de
configuraciones de emisor/sensor 26, 27, 28, 29 y 30 los cuales
están dispuestos para supervisar la acumulación de hielo a lo largo
de la longitud del borde de ataque 31 de la pala 25.
Cada configuración de emisor/sensor comprende un
emisor central (no referenciado) en forma de un cable de fibra
óptica el cual se interpone entre dos sensores diametralmente
opuestos (no referenciados) también provistos de cables de fibra
óptica. Cada configuración de emisor/sensor está dispuesta para
supervisar una zona respectiva de la pala 25. Los cables de fibra
óptica, los cuales típicamente estarán empotrados en la pala, están
dispuestos para conducir desde el extremo interior de la pala 25
hasta la electrónica de preamplificación y vinculación 32. Un
vínculo 33 comprende un anillo deslizante óptico que permite que los
datos detectados pasen de la pala giratoria 25 al fuselaje de la
aeronave. La aeronave aloja un módulo óptico 34 y el ordenador y la
electrónica de control 35.
Esta arquitectura distributiva ofrece la
posibilidad de que sean utilizadas múltiples tecnologías de
protección contra el hielo en la misma aeronave en áreas
diferentes.
Existen diversos medios en los cuales la
invención se puede realizar. En una forma de realización preferida
el emisor y los sensores están provistos como un conjunto íntegro en
forma de un cabezal emisor/sensor el cual puede ser instalado dentro
de una aeronave realizando una ranura adecuadamente dimensionada en
su interior. Las señales serán enviadas de vuelta a un equipo de
procesamiento de datos remotamente ubicado.
Todavía en una forma de realización adicional
representada esquemáticamente en las figuras 9 y 10, un cabezal
emisor/sensor puede comprender una matriz de fotodiodos (los cuales
sirven como sensores) 41 a 50 y un diodo central emisor de luz
40.
Haciendo referencia a la figura 5, se representa
una disposición alternativa de emisor/sensor 70 en la que cables de
fibra óptica 73 están dispuestos en dos conjuntos de sensores, uno a
cada lado de un cable de fibra óptica que emite luz 72 y cables de
fibra óptica 71 están dispuestos en dos conjuntos similares
alrededor del cable 72, pero sustancialmente a 90º en relación unos
con los otros. Se apreciará que las separaciones entre los centros
de los cables adyacentes 71 y cables adyacentes 73 no necesariamente
tienen que ser las mismas, de forma que:
x_{1} = o
\neq x_{2} = o \neq xn,
y
y_{1} = o
\neq y_{2} = o \neq
y_{n}
Esta disposición cruciforme no sólo aumenta el
área de detección sino que también proporciona un grado de
redundancia en la disposición.
La figura 6 ilustra que los cables del emisor o
del sensor 80 y 81 no necesariamente se tienen que extender
sustancialmente perpendiculares a la superficie exterior de la
aeronave y además, \theta_{1} = o \neq \theta_{n} o \neq
\diameter.
La separación entre los centros de fibras
ópticas adyacentes típicamente puede estar en el intervalo
comprendido entre 40 \mum y 5 mm, por ejemplo.
La figura 14 muestra una configuración
alternativa de emisor/sensor la cual comprende un emisor 110 y una
pluralidad de sensores 111. Los sensores 111 están dispuestos en una
trayectoria sustancialmente en espiral (representada mediante una
línea discontinua 112) alrededor del emisor colocado de forma
intermedia 110 y de acuerdo con ello los sensores están colocados a
distancias progresivamente mayores desde el emisor 110.
En una forma de realización alternativa, la
salida de comparador COMP3 se utiliza como una indicación del tipo
de hielo y está conectada directamente a la unidad de control 14.
Como resulta evidente, si la salida del comparador COMP3 emite un
"1" está presente hielo escarchado. Sin embargo, si se emite un
"0" existe una de las posibilidades siguientes, no hay hielo,
el hielo es transparente o claro o el hielo de está en fase
mezclada. Aunque una forma de realización de este tipo es menos
informativa que las formas de realización de la figura 12, sin
embargo puede encontrar utilidad en aplicaciones particulares.
Todavía en una forma de realización adicional,
unos medios de comparación modificados están configurados para
emitir un "1" si las señales de entrada respectivas
representativas de las intensidades detectadas de la radiación
difusa están respectivamente dentro de los intervalos de valores
particulares previamente determinados, de otro modo se emite un
"0".
Claims (24)
1. Aparato para la detección de la acumulación
de hielo que comprende un emisor de radiación electromagnética (10)
y una matriz de sensores (3, 4, 5, 6, 7, 8), estando dispuesto el
emisor en medio de la matriz de sensores y estando dispuestos por lo
menos algunos de los sensores a diferentes distancias del emisor y,
durante la utilización, los sensores detectan la radiación difusa
resultante de la radiación emitida por el emisor y dispersada y/o
reflejada por una capa de hielo acumulado y comprendiendo asimismo
el aparato un equipo de procesamiento de datos que está configurado
para procesar las señales de los sensores para determinar el tipo de
hielo acumulado.
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que
los sensores (3, 4, 5, 6, 7, 8) están dispuestos sustancialmente
simétricamente alrededor del emisor (10).
3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, en el
que la matriz de sensores (3, 4, 5, 6, 7, 8) comprende un primer
conjunto de sensores (3, 4, 5, 6) y un segundo conjunto de sensores
(6, 7, 8), estando dispuestos los primer y segundo conjuntos de
sensores para seguir unas respectivas trayectorias generalmente
alejándose del emisor (10).
4. Aparato según la reivindicación 3, en el que
los conjuntos de sensores (3, 4, 5, 6, 7, 8) están dispuestos en
unas respectivas trayectorias radiales.
5. Aparato según la reivindicación 3, en el que
la matriz de sensores comprende asimismo unos conjuntos de sensores
tercero (71) y cuarto (71), formando los conjuntos de sensores
primero, segundo, tercero y cuarto juntos una disposición
sustancialmente cruciforme de sensores alrededor del emisor
(10).
6. Aparato como se reivindica en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que la matriz de sensores (3,
4, 5, 6, 7, 8) está sustancialmente a ras con una superficie (17) en
la cual está montada la matriz.
7. Aparato como se reivindica en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, que es un aparato para la detección
de la acumulación de hielo (15) sobre una superficie (9, 17) de
aeronave.
8. Aparato como se reivindica en cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, en el que el equipo de
procesamiento de datos (13) comprende unos medios de comparación
(COMP1, COMP2, COMP3), estando configurados los medios de
comparación para comparar la intensidad detectada de la radiación
difusa con un valor previamente determinado y para determinar si
dicho valor de la intensidad detectada de la radiación difusa está
por encima del valor previamente determinado de forma que capacita
al equipo de procesamiento de datos para determinar el tipo de hielo
acumulado.
9. Aparato según la reivindicación 8, en el que
los medios de comparación (COMP1, COMP2, COMP3) están configurados
para comparar la intensidad detectada de la radiación difusa con
unos valores previamente determinados y para determinar si dichos
valores de la intensidad detectada de la radiación difusa están por
encima del valor previamente determinado de forma que capacita al
equipo de procesamiento de datos para determinar el tipo de hielo
acumulado.
10. Aparato según la reivindicación 9, en el que
los medios de comparación (COMP1, COMP2, COMP3) están configurados
para comparar la intensidad detectada de la radiación difusa a
diferentes distancias del emisor (10) con unos respectivos valores
previamente determinados.
11. Aparato según la reivindicación 10, en el
que los medios de comparación (COMP1, COMP2, COMP3) comprenden unos
múltiples comparadores, recibiendo cada comparador una entrada con
una señal la cual es representativa de una intensidad detectada de
la radiación difusa a una distancia respectiva del emisor (10).
12. Aparato según la reivindicación 11, en el
que cada comparador (COMP1, COMP2, COMP3) está configurado para
comparar una intensidad detectada recibida de radiación difusa con
un respectivo valor umbral.
13. Aparato según la reivindicación 12, en el
que las salidas de los comparadores (COMP1, COMP2, COMP3) son
indicativas del tipo de hielo acumulado.
14. Aparato según la reivindicación 13, en el
que las salidas de los comparadores (COMP1, COMP2, COMP3) son
entradas en una matriz lógica (100), estando configurada la matriz
lógica para emitir un número binario el cual es indicativo del tipo
de hielo acumulado.
15. Aparato como se reivindica en cualquiera de
las reivindicaciones 8 a 14, que comprende una memoria (96) la cual
almacena unas tablas de consulta de valores de intensidad detectados
de la radiación difusa y los correspondientes valores del espesor de
hielo para diferentes tipos de hielo.
16. Aparato según la reivindicación 15, que está
configurado para seleccionar una tabla de consulta en respuesta al
tipo de hielo determinado.
\newpage
17. Aparato según la reivindicación 16, que está
configurado para determinar el espesor de hielo localizando un valor
del espesor de hielo en la tabla de consulta el cual corresponde a
una intensidad detectada de la radiación difusa.
18. Procedimiento de supervisión de una
acumulación de hielo, que comprende la emisión de una señal de
radiación electromagnética desde un emisor (10), la detección de la
radiación difusa que comprende la radiación que está dispersada y/o
reflejada por una capa de hielo acumulado, siendo efectuada la
detección de la radiación difusa por una matriz de sensores (3, 4,
5, 6, 7, 8) estando dispuestos por lo menos algunos de los sensores
a diferentes distancias del emisor y comprendiendo el procedimiento
asimismo la comparación de la intensidad detectada de la radiación
difusa con una distancia particular del emisor con respecto a un
valor previamente determinado de forma que se determina el tipo de
hielo acumulado.
19. Procedimiento según la reivindicación 18,
que comprende la comparación de la intensidad detectada de la
radiación difusa a diferentes distancias del emisor con respecto a
unos respectivos valores previamente determinados para determinar el
tipo de hielo acumulado.
20. Procedimiento según la reivindicación 18 ó
19, que comprende la determinación de si la intensidad detectada de
la radiación difusa a una distancia particular del emisor está por
encima de un valor umbral previamente determinado.
21. Procedimiento según la reivindicación 19,
que comprende la determinación del tipo de hielo acumulado en
respuesta a la cual los sensores a diferentes distancias del emisor
detecten intensidad dispersada y/o reflejada de la radiación difusa
por encima de unos respectivos valores umbrales previamente
determinados.
22. Procedimiento como se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, que comprende la
selección en una tabla de consulta de los valores de la intensidad
detectada de la radiación difusa y de los valores del espesor de
hielo en respuesta al tipo de hielo determinado.
23. Procedimiento según la reivindicación 22,
que comprende la determinación del espesor de hielo localizando un
valor del espesor de hielo en la respectiva tabla de consulta la
cual corresponde a la intensidad detectada de la radiación difusa a
una distancia particular del emisor (10).
24. Procedimiento según la reivindicación 23,
que comprende la utilización del valor de la intensidad detectada de
la radiación difusa que corresponde a una posición del sensor que es
la más próxima al emisor (10) para determinar el espesor de hielo a
partir de la tabla de consulta.
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