RU2011129689A

RU2011129689A - Система и способ применения датчика обледенения

Info

Publication number: RU2011129689A
Application number: RU2011129689/11A
Authority: RU
Inventors: Уильям ПЕННИ; Николас КИДД
Original assignee: Пенни Энд Джайлз Эроспейс Лимитед
Priority date: 2008-12-18
Filing date: 2009-12-16
Publication date: 2013-01-27
Also published as: CN102438903A; US20120099616A1; CA2747268A1; EP2389314A1; EP2389314B1; US9156557B2; WO2010070273A1; RU2534493C2; GB0823121D0

Abstract

1. Способ определения близости условий окружающей среды к условиям для образования льда, содержащий следующие этапы:- обеспечение датчика, имеющего воспринимающую поверхность для воздействия на нее окружающей среды, и средства в виде теплового насоса для охлаждения и/или нагревания поверхности;- функционирование теплового насоса для охлаждения или нагревания поверхности;- отслеживание температуры поверхности;- определение температуры, показывающей образование льда;- определение температуры окружающей среды, представляющей температуру окружающей среды, воздействию которой подвергается поверхность датчика; и- определение значения разницы между температурой окружающей среды и температурой, показывающей образование льда, при этом вышеуказанное значение представляет близость условий окружающей среды, воздействию которой подвергается поверхность, к условиям для образования льда.2. Способ по п.1, в котором температура окружающей среды является преобладающей температурой воздуха.3. Способ по п.2, в котором температура окружающей среды определяется из температуры поверхности, когда не происходит ее охлаждение или нагревание, или определяется из независимого датчика температуры.4. Способ по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий определение отображения времени, или вероятности возникновения условий для образования льда.5. Способ по п.4, в котором потенциал образования льда определяется с помощью измерения скорости изменения и направления приближения к условиям для образования льда.6. Способ по любому из пп.1-3, в котором охлаждение или нагревание поверхности выполняется с известной или практически постоя�

Claims

1. Способ определения близости условий окружающей среды к условиям для образования льда, содержащий следующие этапы:

- обеспечение датчика, имеющего воспринимающую поверхность для воздействия на нее окружающей среды, и средства в виде теплового насоса для охлаждения и/или нагревания поверхности;

- функционирование теплового насоса для охлаждения или нагревания поверхности;

- отслеживание температуры поверхности;

- определение температуры, показывающей образование льда;

- определение температуры окружающей среды, представляющей температуру окружающей среды, воздействию которой подвергается поверхность датчика; и

- определение значения разницы между температурой окружающей среды и температурой, показывающей образование льда, при этом вышеуказанное значение представляет близость условий окружающей среды, воздействию которой подвергается поверхность, к условиям для образования льда.

2. Способ по п.1, в котором температура окружающей среды является преобладающей температурой воздуха.

3. Способ по п.2, в котором температура окружающей среды определяется из температуры поверхности, когда не происходит ее охлаждение или нагревание, или определяется из независимого датчика температуры.

4. Способ по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий определение отображения времени, или вероятности возникновения условий для образования льда.

5. Способ по п.4, в котором потенциал образования льда определяется с помощью измерения скорости изменения и направления приближения к условиям для образования льда.

6. Способ по любому из пп.1-3, в котором охлаждение или нагревание поверхности выполняется с известной или практически постоянной мощностью.

7. Способ по любому из пп.1-3, в котором температура, показывающая образование льда, определяется с помощью измерения изменения температуры во времени, и обнаружения пологого участка кривой, или изменения в направлении при изменении температуры со временем, являющегося результатом скрытой теплоты при образовании льда.

8. Способ по любому из пп.1-3, в котором шаг охлаждения или нагревания поверхности содержит управляемое охлаждение или нагревание, с тем чтобы попытаться обеспечить практически постоянную скорость изменения температуры на единицу времени.

9. Способ по п.8, в котором температура, показывающая образование льда, определяется с помощью отслеживания мощности для охлаждения или нагревания во времени, чтобы определить температуру, при которой происходит изменение в мощности, являющееся результатом скрытой теплоты при образовании льда.

10. Способ по любому из пп.1-3, содержащий попеременное охлаждение или нагревание поверхности.

11. Способ по п.10, в котором близость к условиям для образования льда определяется в обоих случаях: когда поверхность нагревается, и когда она охлаждается.

12. Способ по п.10, содержащий постоянно повторяющиеся попеременные нагревание и охлаждение.

13. Способ по любому из пп.1-3, дополнительно содержащий определение интенсивности образования льда.

14. Способ по п.13, в котором определение интенсивности образования льда содержит измерение величины увеличения по температуре или продолжительности пологого участка кривой температуры, когда образование льда происходит во время охлаждения, или измерение величины уменьшения по температуре или продолжительности пологого участка кривой температуры, когда таяние льда происходит во время нагревания.

15. Способ определения близости условий окружающей среды к условиям для образования льда, содержащий следующие этапы:

- обеспечение датчика, имеющего воспринимающую поверхность для воздействия на нее окружающей среды, и средства в виде электрического теплового насоса для нагревания и/или охлаждения поверхности;

- отслеживание температуры поверхности;

- определение значения мощности, требуемой для охлаждения или нагревания поверхности через температуру, показывающую образование льда; и

- определение из отслеживаемой температуры и значения мощности, требуемой для нагревания или охлаждения, величины количества удаляемой теплоты, которая вызывает образование обледенения, или количества требуемой теплоты, чтобы расплавить уже образованный лед, причем вышеуказанное значение представляет близость условий окружающей среды, воздействию которой подвергается поверхность, к условиям для образования льда.

16. Способ по п.15, дополнительно содержащий определение отображения времени, или вероятности возникновения условий для образования льда.

17. Способ по п.16, в котором потенциал образования льда определяется с помощью измерения скорости изменения и направления приближения к условиям для образования льда.

18. Способ по любому из пп.15-17, в котором охлаждение или нагревание поверхности выполняется с известной или практически постоянной мощностью.

19. Способ по любому из пп.15-17, в котором температура, показывающая образование льда, определяется с помощью измерения изменения температуры во времени, и обнаружения пологого участка кривой, или изменения в направлении при изменении температуры со временем, являющегося результатом скрытой теплоты при образовании льда.

20. Способ по любому из пп.15-17, в котором шаг охлаждения или нагревания поверхности содержит управляемое охлаждение или нагревание, с тем чтобы попытаться обеспечить практически постоянную скорость изменения температуры на единицу времени.

21. Способ по п.20, в котором температура, показывающая образование льда, определяется с помощью отслеживания мощности для охлаждения или нагревания во времени, чтобы определить температуру, при которой происходит изменение в мощности, являющееся результатом скрытой теплоты при образовании льда.

22. Способ по любому из пп.15-17, содержащий попеременное охлаждение или нагревание поверхности.

23. Способ по п.22, в котором близость к условиям для образования льда определяется в обоих случаях: когда поверхность нагревается, и когда она охлаждается.

24. Способ по п.22, содержащий постоянно повторяющиеся попеременные нагревание и охлаждение.

25. Способ по любому из пп.15-17, дополнительно содержащий определение интенсивности образования льда.

26. Способ по п.25, в котором определение интенсивности образования льда содержит измерение величины увеличения по температуре или продолжительности пологого участка кривой температуры, когда образование льда происходит во время охлаждения, или измерение величины уменьшения по температуре или продолжительности пологого участка кривой температуры, когда таяние льда происходит во время нагревания.

27. Система с датчиками для определения близости условий окружающей среды к условиям для образования льда, при этом система содержит:

- датчик, имеющий воспринимающую поверхность, предназначенную для воздействия на нее окружающей среды, средства в виде электрического теплового насоса для охлаждения и/или нагревания поверхности, и термочувствительный элемент для обеспечения сигнала, представляющего температуру поверхности;

- средства для определения температуры окружающей среды; и

- процессор, сконфигурированный для определения близости условий окружающей среды, которые воздействуют на поверхность, в соответствии со способом по любому из пп.1-26.

28. Система с датчиками по п.27, в которой тепловой насос является двунаправленным тепловым насосом, например, тепловым насосом Пельтье.

29. Система с датчиками по п.27, конфигурируемая для использования на самолете, в которой поверхность датчика находится заподлицо с поверхностью самолета, такой как обшивка самолета, крыло или гондола двигателя, или в которой поверхность датчика выступает из поверхности самолета или утоплена в ней, или в которой поверхность датчика образует часть структуры, установленной на самолете, такой как выступающая опорная часть, или стойка, или хвостовое оперение самолета.

30. Система с датчиками по п.29, в которой поверхность датчика находится, по существу, параллельно направлению потока воздуха, обтекающего самолет, или в которой поверхность датчика находится, по существу, перпендикулярно направлению потока воздуха, обтекающего самолет, или в которой поверхность датчика ориентирована под углом к направлению потока воздуха, обтекающего самолет.

31. Система с датчиками по по п.27, содержащая множество датчиков, каждый из которых имеет поверхность, открытую для воздействия окружающей среды, в которой процессор определяет близость условий для образования льда из обнаруженных температур, и по дополнительному выбору, из величины мощности для охлаждения или нагревания для каждого из множества датчиков.

32. Система с датчиками по п.27, образующая часть системы обнаружения льда, содержащая:

- вращающуюся поверхность, в которой

- датчик является первым датчиком, установленным на вращающейся поверхности, при этом средства для определения температуры окружающей среды содержат второй датчик для определения температуры окружающей среды, в которой поверхность вращается.

33. Система с датчиками по п.32, в которой вращающаяся поверхность является поверхностью ротора, сборочного узла ротора, пропеллера, или лопатки турбины.