JPH022927A

JPH022927A - 音響反射を検出する方法および装置

Info

Publication number: JPH022927A
Application number: JP63313970A
Authority: JP
Inventors: Richard P Andresen; リチャード　ピー．アンドレセン; Frederick Lloyd Lichtenfels; フレデリック　ロイド　リクテンフェルズ
Original assignee: Simmonds Precision Products Inc
Current assignee: Simmonds Precision Products Inc
Priority date: 1987-12-15
Filing date: 1988-12-14
Publication date: 1990-01-08
Also published as: EP0321146A2; BR8806599A; EP0321146A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、音響反射を検出する方法および装置に関する
。例えば本発明は、氷の存在を検出する検出器に実施で
きる。特に本発明は、飛行機の翼などの空力的な動作を
する表面における氷の存在を検出するために実施可能で
ある。

〔従来の技術〕

飛行機の翼表面などにおける氷の存否を検出する装置や
技術は各種のものが開発されている。ある装置は、検出
面に所定数の小径オリフィスを設け、このオリフィスに
空気を強制的に通過させる。

検出面に氷が形成し始めると１個以上のオリフィスが遮
蔽されるので、氷の存在を示すことができる。他の装置
では、機械的構造物に周期的に励振信号を印加する。こ
の構造物は細長いビーム状のプローブなどであり、その
機械的共振特性は既知である。この検出構造物の表面に
氷が蓄積すると共振周波数が変化するので氷の存在を検
出することができる。

最近になって各種の固体圧電変換器が開発され多くの装
置で応用されている。これら装置では、圧電変換器が超
音波パルスを発生し、その反射信号を受信することによ
って有意味の情報を提供する。圧電変換器は例えば測距
装置に応用されている。測距装置においては、目標に向
けてパルスを発信し、このパルスの発信からその反射エ
ネルギパルスの検出までの経過時間によって距湘情報を
決定する。測距分野での応用として、流体収容タンク内
の液位検出、短距離高度計、各種カメラの自動測距など
がある。一般に圧電変換器は、過酷な環境において多く
の機能的な利点を提供する。

これは圧電変換器の動作が広い温度範囲において信頼性
が高く、機械的な衝撃にも耐えるからである。

〔発明が解決しようとする課題、および課題を解決するための手段〕

本発明は、検出面の音響反射特性における変化を検出す
る方法を提供する。この方法は、音響伝送媒体に沿って
検出面に音響質問パルスを伝送し、前記検出面が反射す
る音響エネルギを検出し、検出した音響エネルギに対応
する測定信号を発生する各段階を備えると共に、前記測
定信号に基づいて前記検出面の反射係数を決定し、決定
した反射係数と所定値とを比較し、前記決定した反射係
数が所定の限界値から逸脱している場合に前記検出面の
特性が変化したことを指示する各段階を備えることを特
徴とする。

さらに本発明は、表面における氷の存否を検出する方法
を提供する。この方法は、音響伝送媒体に沿って前記表
面に音響質問パルスを伝送し、前記表面が反射する音響
エネルギを検出し、検出した音響エネルギに対応する測
定信号を発生し、前記測定信号の大きさに基づいて前記
表面における氷の存否を指示する各段階を備える。

さらに本発明は、検出面の音響反射特性における変化を
検出すると共に、前記した本発明方法を実行する装置を
提供する。この装置は、音響質問パルスを発生する音響
交換手段と、前記音響質問パルスを受け取ってそれを検
出面に伝送する音響伝送媒体と、前記検出面が反射する
音響エネルギに応答してそれに対応する測定信号を発生
する音響エネルギ応答手段とを備えると共に、前記測定
信号に応答してその信号の大きさと所定限界値とを比較
することにより前記検出面の音響反射特性における変化
を検出する手段を備える。

さらに本発明は、表面における氷の存否を検出すると共
に前記した本発明方法を実行する装置を提供する。この
装置は、音響質問パルスを発生する音響変換手段と、前
記音響質問パルスを前記表面に伝送する音響伝送媒体と
、前記表面から反射され前記音響伝送媒体に沿って戻る
音響エネルギに応答してそれに対応する測定信号を発生
する音響エネルギ応答手段と、前記測定信号を応答して
前記表面における氷の存否を決定する測定手段を備える
。

〔実施例〕

本発明に基づく氷の検出装置および検出方法を添付図面
を参照して説明する。

以下に説明する好適実施例において、送受信圧電変換器
は、ロッド状の音響遅延路の一端に結合される。このロ
ッドの他端は検出面であり、翼の表面と面一である。前
記交換器は電気パルスによって励振され、前記ロッドに
沿って前記検出面に超音波パルスを伝送する。伝送され
たパルスの一部は、検出面と空気との界面における音響
インピーダンスの関数として前記検出面によって反射さ
れる。氷がこの検出面に蓄積すると、検出面との界面に
おける音響インピーダンスが変化し、反射エネルギの大
きさが変化する。前記ロッド状の音響遅延路内には、既
知の音響不連続部を設ける。

この不連続部はその特性が既知であり、第１の反射パル
スを提供する。この第１の反射パルスは前記変換器によ
って検出され、その大きさと検出面における音響インピ
ーダンスを表す第２のパルスの大きさとが比較される。

このように、特性が既知である音響不連続部を設けるこ
とにより、音響検出装置は各サイクルにおいて自己参照
または自己較正が可能となる。このため、装置を駆動す
る電子部品の逓減率の影響や各部品の応答特性の経年変
化の影響を受けずに検出が実行できる。

本発明に基づくシステムでは、複数の変換器を異なる検
出箇所に設け、マルチプレクサを介してこれらを順次に
作動させ、氷の存否を示す一連の情報信号を繰り返して
提供することができる。また、各変換器に付属する合口
遅延路は、各々異なる長さを有して各検出器に一意の時
間遅れを提供することができる。これら変換器は、同時
に励振された後、この励振時点から各変換器に一意の時
間遅れを伴って情報信号を提供する。

第１図に例示する氷検出装置は検出器１０を有する。こ
の検出器１０は支持ブロック１２に設置される。支持ブ
ロック１２は壁Ｉ６の内面１４上に配置される。壁１６
は、例えば航空機において翼の露出面１８を区画する。

この露出面は翼の表面やエンジン室の空気入口面などで
ある。支持ブロック１２は、検出器１０および相補ネジ
部（図示せず）を有する検出器収容ボアと共に、例えば
成型プラスチックで形成できる。

第２図の断面図に示すように、検出器１０は長手軸２２
を中心として形成された本体２０を備える。本体２０の
材料は、金属、セラミック、プラスチック、金属メツキ
プラスチックなどである。

これら材料は、熱特性、腐食特性、経年特性が良好でな
ければならず、情報信号における変化を最大にできるよ
うな音響インピーダンスを有する必要がある。一形態に
おいて、検出器ＩＯの本体２０は、機械加工可能なマコ
ール（ＭＡＣＱＲ）セラミンクで形成される。

本体２０は円筒形の段差部と遠位部２４と中間部２８と
後部３２とを有する。段差部は、既知の伝播特性を有す
る音響伝送路として機能する。遠位部２４の遠い端部の
端面ば検出面２６として機能する。中間部２８は環状の
肩部を介して前記遠位部２４と結合する。この環状の肩
部は基準面３０として機能する。後部３２は環状の肩部
３４を介して中間部２８と結合する。後部３２には座ぐ
りが形成され、円盤状の圧電変換器３８が適切な接着剤
によって座ぐり３６の底面に固定される。

第１図に示すように、検出面２６は、壁１６の露出面１
８に対して実質的に面一に配置される。検出面２６は平
面として図示されているが、この検出面は隣接する表面
の形状に合わせて非平面とすることもできる。

圧電変換器３８は従来設計であり、電気駆動信号に応答
して音響出力パルスを発生すると共に、音響的に励振さ
れると電気出力信号を発生する。

圧電変換器３８はその両面に電極（図示せず）を有する
。これら電極は適切な導線（図示せず）に接続される。

これら導線は開口４０を通りコネクタ４２およびケーブ
ル（第１図）に接続される。

圧電変換器３８は制御回路に接続されそれによって制御
される。この制御回路につい°ζは第５図および第６図
を参照して詳細に説明する。圧電変換器３日の後部の座
ぐり３６には各種エポキシやシリコンなどの適切な埋込
材料を充填する。

圧電変換器３８は駆動信号によって作動され、選択され
た周波数（例えば１５Ｍｌ１ｚ）の音響パルスを発生す
る。この音響パルスは、本体２０に沿って遠位の検出面
２６に伝送される。検出面２６と例えば空気などの周囲
媒質との間の界面における音響インピーダンスに基づき
、伝送されたパルスの一部は検出面２６によって後方に
反射され圧電変換器３８に戻る。これを受けて圧電変換
器３８は、反射されたエネルギに対応する電気出力を発
生する。例えば氷が蓄積して前記界面の音響インピーダ
ンスがわずかでも変化すると、反射エネルギの特性すな
わちその大きさが変化する。

第３図に概略的に示すように、遠位部２４におけるアル
ミニウム製の音響伝送路は、音響インピーダンスＺ（ア
ルミ）を有し、これは材料中における音速と材料の密度
との積である。検出面２６と周囲環境との界面における
音響インピーダンスは既知である。すなわちアルミニウ
ムと空気との界面におけるインピーダンスは既知である
。また、反射係数Ｒは、変換器からの伝送信号とその信
号の検出面２６による反射信号との比率であり、次のよ
うに表せる。

Ｒ−（Ｚ　（空気）−（Ｚ（アルミ））／（Ｚ（空気）
十Ｚ（アルミ））　　　　　　・・・（１）ここで、Ｚ（アルミ）　＝１７．ｌＸ１Ｏ’ｇｍ／ｃＪｓｅｃＺ
（空気）　＝４１．６ｇｍ／ｃ＋ｆｌｓｅｃＺ（アルミ
）はＺ（空気）より極めて大きいのでＲ−−Ｚ　（アルミ）／Ｚ（アルミ）＝−１検出面２６
が空気である場合、その反射係数Ｒの大きさを単位１と
考えることができる。

氷の音響インピーダンスは次の通りである。

Ｚ（氷）　＝３．０Ｘ１０’ｇｍ／ｃｆｆｌｓｅｃ氷が
存在すると反射係数Ｒは１から０．７に下がる。これは
検出面２６から氷への音響結合が増加し、反射エネルギ
が減少するからである。氷の厚さが波長程度に薄ければ
、反射係数Ｒは氷の厚さと波長との比率に依存する。反
射係数Ｒは、波長の１／４の厚さの氷における最小値と
、波長の１／２の厚さを有する氷における相対最大値と
の間である。従って、質問エネルギの波長を選択するこ
とにより、任意の氷厚さに対するスレッショルドを選択
できる。一実施例において、１５Ｍｌ１ｚの質問周波数
（氷における波長は０．２５４ｍｍまたはｏ、ｏｔｏイ
ンチ）は、０．１２７ｍｍまたは０．００５インチまで
のＩＩさの氷に対して良好な感度を示した。

本発明装置の利点の一つは、液体の水に対して反応せず
、液体の水と氷とを区別できることである。これはイン
ピーダンスＺが水と氷とで著しく異なるためである。水
のインピーダンスＺ（水）は１．４８Ｘ１０’ｇｍ／ｃ
ｆｆｌｓｅｃ程度であり、氷の約１／２である。このた
めアルミニウム／水の界面における反射係数Ｒは０．８
４であり、これに対してアルミニウム／水の界面におけ
るＲは０．７である。

反射係数Ｒの決定においては、第５図および第６図を参
照して説明する電子制御回路の入出力特性における通常
の変動による誤差や、温度や経年変化による変換器の動
作の変動による誤差を防止する必要がある。このため、
本発明装置は基準面３０を有する。この基準面は環状の
肩部であって遠位部２４と中間部２８との間に位置する
。基準面３０は反射器として機能し、圧電変換器３８か
ら伝送される質問エネルギの一部を反射する。基準面３
０の界面は、検出面２６の界面のインピーダンスの変化
に対して一定しているので、Ｊｊ　ｔｌｌ、而３０が反
射するエネルギは、検出面２６が反射するエネルギを正
規化し、多くの誤差原因を補償できる。この基準面３０
を設けることにより、検出面２Ｇが反射するエネルギの
定量的な評価が可能となる。すなわち、圧電変換器３８
から伝送される質問パルスにおける通常範囲の変動を補
償し、以下に説明する電子制御回路の入出力特性におけ
る変動を補償し、温度や経年変化による変換器の動作の
変動を補償できる。

一般に、基準面３０が提供する音響不連続部は、検出面
２６から戻される信号の大きさと同じ大きさの反射信号
を提供する必要がある。第１図および第２図に示す実施
例において、基準面３０は検出面２６とほぼ同じ大きさ
の表面積を有することが適当である。しかしながら、必
ずしも図示のように、異なる直径を有する二つの円筒形
部間の環状表面として基準面を形成する必要はない。例
えば、長手軸を横断する平面に周囲スロットを形成して
も良い。この平面は、変換器３８にエネルギを反射する
のに十分な音響不連続部を区画し、利用可能な基準信号
を提供する。また、内部空洞（図示せず）を使用して所
望の反射エネルギを提供することもできる。

前記検出装置の動作を以下に説明する。

圧電変換器３８は駆動パルスによって励振される。この
パルスは時間Ｔ＝Ｏで終了する。第４図の理想曲線に示
すように、基準面３０からの第１の反射パルスは時間Ｔ
＝Ｔｒにおいて検出される。

次に検出器１０の検出面２６からの反射パルスは時間Ｔ
＝Ｔｓにおいて検出される。これら両時間の差は二つの
表面の物理的な距離による。時間Ｔ＝Ｔｒにおける基準
パルスＲの振幅は、部分的に基準面３０における音響イ
ンピーダンスの関数であり、はぼ一定である。検出面２
６からの時間Ｔ−Ｔｓにおけるパルスの振幅は、検出面
２６における音響インピーダンスの関数である。このパ
ルスは図の点線で示すように、空気との界面については
第１の高い振幅を有するが、図の実線で示すように氷と
の界面については第２の低い振幅を有する。反射係数Ｒ
を決定するにあたり、反射検出パルスの振幅を反射基準
パルスの振幅で除算し正規化する。この正規化した値に
基づき、検出面２６に存在するのが氷であるか空気であ
るかを高い信頼性を持って区別できる。

第５図は検出器１０の適切な制御回路５０を示す。図に
示すように、検出器１０はマルチプレクサ５２に接続さ
れる。マルチプレクサ５２はシーケンサ５４によって制
御され、検出器１０を励振［５６または反射信号増幅器
５８に接続する。励１１５１５６もシーケンサ５４によ
って制御され、検出器１０に電気励振パルスを提供する
。これにより、後述する通りの音響信号が得られる。反
射信号増幅器５８の出力はピーク検出器５９に与えられ
る。ピーク検出器５９は二つのサンプル保持回路６０　
、６２に接続される。これら回路もシーケンサ５４によ
って制御される。比較器６４はサンプル保持回路６０　
、６２の出力を互いに比較する。第４図を参照して説明
したように、サンプル保持回路６０゜６２の出力は、基
準信号のピーク値と検出面２６からの反射パルスのピー
ク値とに対応する値を表す。

比較器は、サンプル保持回路６０　、６２の出力の差が
所定値以上であれば「氷無し」を示す出力を提供し、前
記差が所定値以下であれば「氷有り」を示す出力を提供
する。

前記制御回路５０の動作を説明する。

シーケンサ５４はマルチプレクサ５２を制御して励振源
５６を検出器１０に接続される。そして励振ｒＡ５６を
制御することにより検出器１０を駆動して、音響エネル
ギを発生させる。この音響エネルギは検出面２６に伝送
される。次にシーケンサ５４はマルチプレクサ５２を制
御して励振源５６を切り離し、検出器１０を反射信号増
幅器５８に接続する。次にサンプル保持回路６０　、６
２の一方を動作させて基準面３０からの第１の反射パル
スの振幅をサンプルさせ、他方のサンプル保持回路には
後続の検出面２６からの反射パルスの振幅をサンプルさ
せる。シーケンサ５４をプログラムしてサンプル保持回
路６０　、６２を所定の時間関係で制御することもでき
る。図に点線で示すように、反射信号増幅器５日の出力
からシーケンサ５４に検出経路を設け、第１の反射パル
スの受信に基づいてサンプル保持回路６０　、６２を制
御することもできる。サンプル保持回路６０　、６２の
出力はスレッショルド比較器６４に与えられる。比較器
６４は、二つのサンプル保持回路６０　、６２の出力の
差が所定値以上であれば「氷無しＪを示す出力を提供し
、前記差が所定値以下であれば「氷有り」を示す出力を
提供する。

第６図は、複数の検出器１０＝１０ｎを動作させる制御
システム１００を示す。例えばＮ個の検出器を飛行機の
翼表面の各所に配置することが可能である。図に示すよ
うに、Ｎ個の検出器１０は１／Ｎマルチプレクサ１０２
に接続される。このマルチプレクサ１０２は、各検出器
１０〜Ｉｏｎを別のマルチプレクサ１０４に接続すべく
制御される。マルチプレクサ１０４は、励振源１０６を
選択された検出器１０に、または選択された検出器１０
を反射信号増幅器１０８に接続すべく制御される。ピー
ク値検出器１０９は、反射信号増幅器１０８の出力に接
続され、反射信号増幅器１０８の出力のピーク値を示す
出力をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１０に与
える。Ａ／Ｄ変換器１１０は選択された検出器１０の出
力に対応するデジタル信号を提供する。この信号は以降
の処理で使用される。

マイクロプロセッサ１１２は適切な選択信号をマルチプ
レクサ１０２．１０４に与え、コマンド信号を励振ｔＡ
１０６に与え、バス１１４を介してＡ／Ｄ変換器１１０
からデジタル出力を受け取る。メモリ１１６はバス１１
８を介してマイクロプロセッサ１１２に接続され、各検
出器１０〜Ｉｏｎからの各基準信号および検出面信号に
対応する値を格納する。マイクロプロセンサ１１２は従
来構成であり、Ｉ１０ポート、データポート、処理手順
を実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ　、変数に
割り当てられた値を格納するＲＡＭ　、算術論理演算装
置（ＡＬＵ）　、データを操作するための１個以上のレ
ジスタ（Ｒｅｇ、＾、　Ｒｅｇ、　Ｂ＋Ｒｅｇ、Ｃ・・
・）、およびクロックＣＬＫを有する。

制御回路１０Ｏは、格納した制御プログラムに基づいて
動作し、マルチプレクサ１０２に対して選択信号を与え
る。これによりマルチプレクサ１０２は検出器１Ｏ−１
０ｎのうち特定の一つを選択し、選択信号をマルチプレ
クサ１０４に送り、選択された検出器１０に励振源１０
６を結合する。またコマンド信号が励振源１０６に送ら
れ、音響パルスが発信される。この音響パルスは検出面
２６に伝送される。

次にマイクロプロセッサ１１２はマルチプレクサ１０４
を制御して励振源１０６を切り離し、検出器１０の出力
を反射信号増幅器１０８に接続する。Ａ／Ｄ変換器１１
０は基準面３０（第２図）からの反射信号のピーク値を
適切なビット幅（例えば１６ビツト）のデジタル値に変
換し、それをバス１１４を経由してマイクロプロセッサ
１１２に送る。マイクロプロセッサ１１２はそれをメモ
１月１６に格納する。次に、選択された検出器１０の検
出面２６からの反射エネルギを示すパルスのピーク値が
同様にしてデジタル化されて適切な位置に格納される。

次にマイクロプロセッサ１１２は、一方のパルスのピー
ク値を他方のパルスのピーク値で除算して比率値を決定
する。この比率値は検出面２６における反射係数Ｒに対
応する。次にマイクロプロセッサ１１２は、残りの検出
器１０に順次に質問パルスを送り、各検出器１０につい
ての反射係数Ｒを得る。この後、「氷有りＪまたは「氷
無し」の出力が提供される。

例えば、複数の検出器１０の所定数、例えば単純多数が
所定値を下回る反射係数Ｒを示せば「氷有り」が出力さ
れる。

マルチプレクサ１０２．１０４を介して検出器に励振信
号を提供する代わりに、各検出器１０に励振源（図示せ
ず）を設けることもできる。これら励振源は容量放電回
路であり、マルチプレクサ１０２を介して制御される。

また、複数の検出器１０を励振して情報を得るにあたり
、多重動作環境やスイッチド動作環境に代えて時間多重
構成を使用することもできる。例えば第７図に示すよう
に、３個の検出器の中間部２８　、２８’　、　２８”
の長さを異ならせて構成し、異なる音響遅延を有する検
出装置を提供できる。各検出器は同時に励振されるが、
各検出器における基準面３０からの反射信号と検出面２
６からの反射信号とは、各検出器の音響遅延の関数とし
て各独自の一意の時間に発生する。

第５図および第６図に示した情報処理システムでは、基
準信号と検出面信号とのピーク値を使用して反射係数Ｒ
を決定したが、所定の振幅スレ・ンショルド以上のすべ
ての反射パルスに対応する積分値を使用してＲを決定す
ることも可能である。

また、ピーク値の発生時点を包含する開始時間と終了時
間との間の時間間隔における反射パルスの時間範囲値を
使用してＲを決定することも適当である。

以上説明した検出器ＩＯの好適実施例においては、第１
図〜第３図に示すように、−検出面２６は円筒の端面に
おける平面である。しかしながら、これら検出面は非平
面として形成することもできる。例えば、第７図の検出
面２６′のような凹面や検出面２６″のような凸面でも
良く、空力的に動作する翼の局所表面形状に合わせて形
成できる。

これまでに説明した実施例は飛行機の翼表面における氷
の検出用であったが、本発明は氷の検出を必要とするあ
らゆる分野で実施可能である。

前記したように本発明は、設計が比較的簡単で、自己参
照特性を有し、誤差を最小にでき、信頼性の高い優れた
氷検出装置を提供する。

本発明の請求範囲を逸脱せずに前記実施例に各種の変更
を加えることが可能である。従って前記説明および添付
図面は好適実施例を単に例示することが目的であって本
発明を限定するものではない。本発明は請求の範囲およ
びそれと法的に同等のものによって限定されるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく氷検出装置の設置状態を示す
断面図、第２図は、第１図に示した装置の検出器を示す断面図、第３図は、音響変換器の音響伝送路を示す概略図、第４図は、基準反射面からの反射エネルギを示す反射信
号パルスと検出面からの反射エネルギを示す反射信号パ
ルスとを示す理想曲線図、第５図は、本発明の検出装置
を動作させる制御回路を示す機能プｏ　７り図、第６図は、複数の本発明に基づく検出器を動作させる制
御回路を示す機能ブロック図、および第７図は、長さと
検出面の形状とが各々異なる３個の音響変換器の音響伝
送路を示す図である。（符号の説明）１０・・・検出２３（センサ）、１２・・・支持ブロック、　　１８・・・露出面、２０
・・・検出器本体（音響伝送媒体）、２４・・・遠位部
、　　　　２６・・・検出面、２８・・・中間部、３０・・・基準面（音響不連続部）、３２・・・後部、　　　　　　３６・・・座ぐり、３８
・・・圧電変換器、　　４２・・・コネクタ、４４・・
・ケーブル、　　　　５０・・・制御回路、５２・・・
マルチプレクサ、５４・・・シーケンサ、５６・・・励
振源、　　　　５８・・・反射信号増幅器、５９・・・
ピーク検出器、６０　、６２・・・サンプル保持回路、６４・・・比較
器。Ｆｔａ、１Ｆｔ６．２Ｆｔｃ、Ｊ。６４・・・比較器

Claims

【特許請求の範囲】１、音響伝送媒体（２０）に沿って検出面（２６）に音
響質問パルスを伝送し、前記検出面（２６）が反射する
音響エネルギを検出し、検出した音響エネルギに対応す
る測定信号（Ｔｓ）を発生する各段階を備えると共に、前記測定信号（Ｔｓ）に基づいて前記検出面（２６）の
反射係数（Ｒ）を決定し、決定した反射係数（Ｒ）と所
定値とを比較し、前記決定した反射係数（Ｒ）が所定の
限界値を逸脱している場合には前記検出面（２６）の特
性が変化したことを指示する各段階を備えることを特徴
とする、検出面の音響反射特性における変化を検出する
方法。２、音響伝送媒体（２０）に沿って表面（２６）に音響
質問パルスを伝送し、前記表面（２６）が反射する音響
エネルギを検出し、検出した音響エネルギに対応する測
定信号（Ｔｓ）を発生し、前記測定信号の大きさに基づ
いて前記表面（２６）における氷の存否を指示する各段
階を備える、表面における氷の存否を検出する方法。３、前記音響伝送媒体（２０）に音響不連続部（３０）
を設け、この音響不連続部（３０）が反射する前記伝送
した音響質問パルスの反射音響エネルギを検出し、前記
反射音響エネルギに従属する較正信号（Ｔｒ）を発生し
、前記較正信号（Ｔｒ）を使用して前記測定信号（Ｔｓ
）を正規化する各段階を備える、請求項１または２のい
ずれかに記載の方法。４、前記正規化する段階が前記測
定信号（Ｔｓ）と前記較正信号（Ｔｒ）との比率を算出
する段階を備える、請求項３に記載の方法。５、音響質問パルスを発生する音響変換手段（３８）と
、前記音響質問パルスを受け取ってそれを検出面（２６
）に伝送する音響伝送媒体（２０）と、前記検出面（２
６）が反射する音響エネルギに応答してそれに対応する
測定信号（Ｔｓ）を発生する音響エネルギ応答手段とを
備えると共に、前記測定信号（Ｔｓ）に応答してその信
号の大きさと所定限界値とを比較することにより前記検
出面（２６）の音響反射特性における変化を検出する手
段（５４、６０、６２；１０８、１０９、１１０、１１
２）を備えることを特徴とする、検出面（２６）の音響
反射特性における変化を検出するようにした請求項１か
ら４までのいずれかに記載の方法を実施する装置。６、音響質問パルスを発生する音響変換手段（３８）と
、前記音響質問パルスを表面（２６）に伝送する音響伝
送媒体（２０）と、前記表面（２６）から反射され前記
音響伝送媒体（２０）に沿って戻る音響エネルギに応答
してそれに対応する測定信号（Ｔｓ）を発生する音響エ
ネルギ応答手段（３８）と、前記測定信号（Ｔｓ）に応
答して前記表面（２６）における氷の存否を決定する測
定手段（６０、６２、６４；１０８、１０９、１１０、
１１２）とを備える、表面（２６）における氷の存否を
検出するようにした請求項１から４までのいずれかに記
載の方法を実施する装置。７、前記測定信号を正規化する手段（３０）をさらに備
える、請求項５または６のいずれかに記載の装置。８、前記正規化する手段が、前記音響伝送媒体（２０）
内に設けられ前記音響質問パルスを受け取ると共に前記
音響伝送媒体（２０）に沿って前記音響エネルギ応答手
段（３８）に音響エネルギを反射する所定の不連続部（
３０）と、前記反射された音響エネルギに従属する較正
信号（Ｔｒ）を発生する較正手段（６０；１０８、１０
９、１１０、１１２）と、前記測定信号と前記較正信号
との比率を測定する手段（６４；１１２）とを備える、
請求項７に記載の装置。９、前記変換手段と前記音響エネルギ応答手段とが圧電
変換器（３８）によって構成される、請求項５から８ま
でのいずれかに記載の装置。１０、前記音響伝送媒体が中実の音響伝送路（２０）で
あり、この音響伝送路の入力端に前記音響変換手段（３
８）が設けられると共に対向端に前記検出面（２６）が
設けられる、請求項５から９までのいずれかに記載の装
置。１１、前記音響伝送路が第１寸法部（２８）と第２寸法
部（２４）とを有する細長いロッドであり、前記音響不
連続部（３０）が前記第１寸法部と前記第２寸法部との
間の接触端面に区画される、請求項７および１０のいず
れかに記載の装置。１２、前記第１寸法部の寸法が前記第２寸法部の寸法よ
り大きい、請求項１１に記載の装置。１３、第２の音響質問パルスを発生する第２の音響変換
手段（３８）と、前記第２の音響質問パルスを第２の検
出面（２６）に伝送する第２の音響伝送媒体（２０）と
、前記第２の検出面（２６）が反射する前記第２の音響
質問パルスの反射音響エネルギを受け取ってそれに対応
する第２の測定信号（Ｔｓ）を発生する第２の音響エネ
ルギ応答手段と、前記測定信号と前記第２の測定信号と
が順次に発生されるようにする多重手段（５４；１１２
；２８、２８′、２８″）とをさらに備える、請求項５
から１２までのいずかに記載の装置。１４、前記多重手段が、前記二つの音響変換手段（３８
）を順次に作動させる順次手段（５４；１１２）を備え
る、請求項１３に記載の装置。１５、前記多重手段が、前記二つの音響伝送媒体（２０
）内において異なる音響時間遅延を発生する手段（２８
、２８′、２８″）を備える、請求項１３に記載の装置
。１６、前記検出面が平面（２６）、凹面（２６′）、ま
たは凸面（２６″）である、請求項５から１５までのい
ずれかに記載の装置。