RU2809346C1 - Сигнализатор обледенения - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к средствам сигнализации и контроля и может быть использовано для дистанционного обнаружения обледенения элементов конструкции различных объектов. Технический результат заключается в обеспечении достоверности сигнализации. Сигнализатор обледенения содержит первый и второй оптические излучатели, первый и второй фотоприемники, контрольную прозрачную поверхность для осаждения льда, устройство питания первого оптического излучателя, устройство питания второго оптического излучателя, первый и второй генераторы электрических колебаний, первый и второй селективные усилители, устройство сравнения сигналов, блок обработки сигналов и устройство формирования сигналов о наличии обледенения. Первый и второй оптические излучатели расположены в непосредственной близости соответственно от первого и второго фотоприемников. Первый и второй фотоприемники расположены на удалении один от другого. Поле зрения первого и поле зрения второго фотоприемников не пересекаются. Первый и второй оптические излучатели сопряжены оптически с контрольной прозрачной поверхностью для осаждения льда соответственно через первый и второй поляризаторы. Первый и второй фотоприемники сопряжены оптически с контрольной прозрачной поверхностью для осаждения льда соответственно через первый и второй анализаторы. Плоскость поляризации первого и плоскость поляризации второго поляризаторов ортогональны соответственно плоскости поляризации первого и плоскости поляризации второго анализаторов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к средствам сигнализации и контроля и может быть использовано для дистанционного обнаружения обледенения элементов конструкции различных объектов.

В настоящее время известны сигнализаторы обледенения различных типов, например, пневматические, вибрационные, радиоизотопные, электростатические, электрокондуктивные, термические, ультразвуковые и другие (см., например, 1. Тенишев P. X., Строганов Б. А., Савин В. С, Кординов В. К., Тесленко А. И., Леонтьев В. Н. Противообледенительные системы летательных аппаратов. Основы проектирования и методы испытаний. - Машиностроение, 1967, с. 218-221; 2. Вавилов В. Д., Суконкин А. Н. Обзор отечественных и зарубежных сигнализаторов обледенения. - URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-otechestvennyh-i-zarubezhnyh-signalizatorov-obledeneniya).

Известны также сигнализаторы обледенения, действие которых основано на разной поляризации оптического излучения, падающего на свободную ото льда поверхность, и оптического излучения, прошедшего через слой льда на этой поверхности или отразившегося от него (см., например, 1. Авторское свидетельство SU №1837342 от 21.02 89, опубл. в Бюл. №32, 1993, МПК G08B 19/02; 2. Патент РФ №2332724 от 05.02.2007, опубл. в Бюл. №24, 2008, МПК G08B 19/02; 3. Патент РФ №2335434 от 01.03.2007, опубл. в Бюл. №28, 2008, МПК B64D 15/22; 4. Патент РФ №2445707 от 17.11.2010, опубл. в Бюл. №8, 2012, МПК G08B 19/02; 5. Патент РФ №2446080 от 27.09.2010, опубл. в Бюл. №9, 2012, МПК B64D 15/20, G08B 19/02; 6. Патент РФ №2473972 от 17.01.2012, опубл. в Бюл. №3, 2013, МПК G08B 19/02, B64D 15/22; 7. Патент РФ №2507125 от 23.05.2012, опубл. в Бюл №5, 2014, МПК B64D 15/20; 8. Патент РФ №2530293 от 21.01.3013, опубл. в Бюл №21, 2014, МПК G08B 19/02; 9. Патент РФ №2565416 от 10.06.2014, опубл. в Бюл. №29, 2015, МПК G08B 19/00; 10. Патент РФ №2791724 от 23.11.2022, опубл. в Бюл. №8, 2023, МПК G08B 19/02, B64D 15/20; 11. Ильин О. Сигнализатор обледенения. - Радио, 2010, №8, с. 40, 41; 12. Ильин О. Сигнализатор обледенения. - Моделист-конструктор, 2011, №9, с. 23-25; 13. Ильин О. Сигнализатор обледенения лопастей роторного агрегата. - Радиолюбитель, 2022, №2, с. 6-9).

Достоинства этих сигнализаторов обледенения - возможность дистанционного обнаружения льда, высокая чувствительность, быстродействие и надежность сигнализации. Недостаток - относительная сложность конструкции, что затрудняет размещение этих аналогов на объектах с ограничениями по массогабаритным показателям.

Известен оптоэлектронный сигнализатор обледенения планера беспилотного воздушного судна (патент РФ №2758565 от 29.03.2021, опубл. в Бюл. №31, 2021, МПК G08B 19/02, В64С 99/00), содержащий оптический излучатель, фотоприемник, генератор пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов, контроллер питания оптического излучателя, оптически прозрачный элемент участка аэродинамической поверхности планера, подверженный обледенению, пиковый детектор с закрытым входом, формирователь прямоугольного импульса, логический элемент И, первый и второй счетчики импульсов, компаратор кодов, устройство формирования сигнала об обледенении, к первому выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов одновременно подключены управляющий вход контроллера питания оптического излучателя, первый вход логического элемента И, вход первого счетчика импульсов, ко второму выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов подключен управляющий вход компаратора кодов, к третьему выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов одновременно подключены входы сброса в начальное состояние первого и второго счетчиков, выход контроллера питания оптического излучателя соединен с входом оптического излучателя, оптический излучатель последовательно через оптически прозрачный элемент участка аэродинамической поверхности планера, подверженный обледенению (в прямом направлении), за счет отражения и рассеяния слоем льда, через оптически прозрачный элемент участка аэродинамической поверхности, подверженный обледенению (в обратном направлении), оптически сопряжен с входом фотоприемника, выход фотоприемника соединен с входом пикового детектора с закрытым входом, выход пикового детектора с закрытым входом соединен со вторым входом логического элемента И, выход логического элемента И соединен с входом второго счетчика импульсов, входы компаратора кодов соединены с выходами первого и второго счетчиков, а выход - с входом устройства формирования сигнала об обледенении.

В этом сигнализаторе обледенения оптический излучатель и фотоприемник расположены в непосредственной близости один от другого и направлены в сторону оптически прозрачного элемента подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера так, что диаграмма направленности оптического излучателя и поле зрения фотоприемника не пересекаются. Оптическое излучение, интенсивность которого модулируется управляющим сигналом, представляющим собой периодические пачки прямоугольных импульсов напряжения, излучается в пространство через оптически прозрачный элемент участка аэродинамической поверхности планера. Когда на этом элементе участка аэродинамической поверхности планера нет льда, оптическая связь между излучателем и фотоприемником отсутствует, а при появлении льда излучатель и фотоприемник становятся оптически сопряженными вследствие отражения и рассеивания слоем льда оптического излучения. Если количество излученных оптических импульсов и количество импульсов, принятых фотоприемником, одинаково, происходит срабатывание сигнализатора.

Недостаток этого аналога - низкая надежность сигнализации, что обусловлено следующими факторами: во-первых, низкой стойкостью аналога к оптическим помехам; во-вторых, аналог срабатывает не только при наличии слоя льда на оптически прозрачном элементе участка аэродинамической поверхности планера, но и в любом другом случае, когда возникает оптическая связь между излучателем и фотоприемником, в частности, при появлении на прозрачном элементе подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера мелких капель воды («запотевшее стекло») или других веществ, отражающих и рассеивающих оптическое излучение; в-третьих, сложностью функционального состава, поскольку для работы аналога необходимы пиковый детектор с закрытым входом, формирователь прямоугольного импульса, логический элемент И, два счетчика импульсов, компаратор кодов.

Другой недостаток аналога заключается в низкой информативности сигнализации, поскольку его сигнал о наличии обледенения не содержит информации о степени обледенения оптически прозрачного элемента подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера.

В качестве прототипа выбран помехоустойчивый сигнализатор обледенения планера беспилотного воздушного судна (патент РФ №2782475 от 21.12.2021, опубл. в Бюл. №31, 2022, МПК G08B 19/02), содержащий генератор пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов, контроллер питания оптического излучателя, оптический излучатель, первый оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера, первый фотоприемник, пиковый детектор с закрытым входом, формирователь прямоугольного импульса, логический элемент И, первый и второй счетчики импульсов, компаратор кодов, устройство формирования сигнала об обледенении, второй оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера, второй фотоприемник, компаратор, при этом к первому входу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов одновременно подключены управляющий вход контроллера питания оптического излучателя, первый вход логического элемента И, вход первого счетчика импульсов, ко второму выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов подключен управляющий вход компаратора кодов, к третьему выходу генератора пачек прямоугольных импульсов и управляющих сигналов одновременно подключены входы сброса в начальное состояние первого и второго счетчиков импульсов, выход контроллера питания оптического излучателя соединен с входом оптического излучателя, оптический излучатель последовательно через первый оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера (в прямом направлении), за счет отражения и рассеяния слоем льда, через первый оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера (в обратном направлении) оптически сопряжен с входом первого фотоприемника, оптический излучатель и первый фотоприемник размещаются в непосредственной близости друг от друга так, чтобы диаграмма направленности оптического излучателя и поле зрения первого фотоприемника не пересекались в пространстве, второй фотоприемник и второй оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера размещаются так, чтобы исключить возможность попадания на них излучения оптического излучателя, выход первого фотоприемника соединен с первым входом компаратора, выход второго фотоприемника соединен со вторым входом компаратора, выход компаратора соединен с входом пикового детектора с закрытым входом, выход пикового детектора с закрытым входом соединен с входом формирователя прямоугольного импульса, выход формирователя прямоугольного импульса соединен со вторым входом логического элемента И, выход логического элемента И соединен с входом второго счетчика импульсов, входы компаратора кодов соединены с выходами первого и второго счетчиков импульсов, а выход - с входом устройства формирования сигнала об обледенении.

В прототипе при отсутствии слоя льда на первом и на втором оптически прозрачных элементах подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера оптическое излучение, интенсивность которого модулируется управляющим сигналом, представляющим собой периодические пачки прямоугольных импульсов напряжения, излучается в пространство через первый оптически прозрачный элемент подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера, при этом оптическая связь между оптическим излучателем и первым фотоприемником отсутствует. В результате этого на вход первого и на вход второго фотоприемников воздействует только оптическое излучение пространства, поэтому электрические сигналы на выходах идентичных между собой первого и второго фотоприемников, а также на первом и на втором входах компаратора равны по амплитуде и изменяются синфазно, вследствие чего на выходе компаратора, вычитающего эти сигналы, формируется напряжение нулевого уровня, что является основанием для формирования прототипом сигнала об отсутствии обледенения.

При появлении льда на первом и на втором оптически прозрачных элементах подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера оптический излучатель и первый фотоприемник становятся оптически сопряженными вследствие отражения и рассеивания оптического излучения слоем льда, образовавшемся на первом оптически прозрачном элементе подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера, а поскольку на вход второго фотоприемника воздействует только оптическое излучение пространства, электрические сигналы на выходе первого и на выходе второго фотоприемников и соответственно на первом и на втором входах компаратора изменяются неодинаково, при этом на выходе компаратора формируется напряжение, изменяющееся во времени пропорционально интенсивности излучения оптического излучателя, что является основанием для формирования сигнала о наличии обледенения.

Первый недостаток прототипа, понижающий надежность сигнализации, заключается в том, что в прототипе при отсутствии слоя льда на первом и на втором оптически прозрачных элементах подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера электрические сигналы, поступающие на соответствующие входы компаратора с выходов идентичных между собой первого и второго фотоприемников, должны изменяться синфазно и быть одинаковыми по амплитуде, чем достигается подавление оптических помех естественного и искусственного происхождения, но поскольку первый и второй фотоприемники разнесены пространственно, разнесены в пространстве и их поля зрения, поэтому на входы фотоприемников могут поступать оптические помехи с разных направлений, а поскольку помехи могут иметь разную интенсивность и формироваться в разные моменты времени, баланс фаз и амплитуд электрических сигналов на входах компаратора нарушается, вследствие чего прототип при воздействии оптических помех формирует ложный сигнал о наличии обледенения.

Второй недостаток прототипа, понижающий надежность сигнализации, заключается в том, что прототип срабатывает не только при наличии слоя льда на оптически прозрачных элементах участка аэродинамической поверхности планера, но и в любом другом случае, когда возникает оптическая связь между оптическим излучателем и первым фотоприемником, в частности, при появлении на первом оптически прозрачном элементе подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера мелких капель воды («запотевшее стекло») или других веществ, отражающих и рассеивающих оптическое излучение.

Третий недостаток прототипа, понижающий надежность сигнализации, - сложность функционального состава, поскольку для работы прототипа необходимы пиковый детектор с закрытым входом, формирователь прямоугольного импульса, логический элемент И, два счетчика импульсов, компаратор кодов.

Четвертый недостаток прототипа заключается в низкой информативности сигнализации, поскольку его сигнал о наличии обледенения не содержит информации о степени обледенения оптически прозрачных элементов подверженного обледенению участка аэродинамической поверхности планера.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности и информативности сигнализации.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в сигнализаторе обледенения, содержащем первый оптический излучатель, первый и второй фотоприемники, сопряженные оптически с контрольной прозрачной поверхностью для осаждения льда, устройство питания первого оптического излучателя, первый генератор электрических колебаний, устройство сравнения сигналов, соединенное выходом с входом блока обработки сигналов, выход которого подключен к входу устройства формирования сигналов о наличии обледенения, выход первого генератора электрических колебаний соединен с входом устройства питания первого оптического излучателя, подключенного выходом к входу первого оптического излучателя, предусмотрены следующие отличия: в него введены сопряженный оптически с контрольной прозрачной поверхностью для осаждения льда второй оптический излучатель, устройство питания второго оптического излучателя, второй генератор электрических колебаний, первый и второй селективные усилители, при этом выход второго генератора электрических колебаний соединен с входом устройства питания второго оптического излучателя, подключенного выходом к входу второго оптического излучателя, вход первого и вход второго селективных усилителей подключены соответственно к выходу первого и к выходу второго фотоприемников, выход первого и выход второго селективных усилителей соединены соответственно с первым и со вторым входами устройства сравнения сигналов.

Кроме того, предложенный сигнализатор обледенения отличается тем, что первый и второй оптические излучатели, расположенные в непосредственной близости соответственно от первого и второго фотоприемников, сопряжены оптически с контрольной прозрачной поверхностью для осаждения льда соответственно через первый и второй поляризаторы, а первый и второй фотоприемники, расположенные на удалении один от другого так, что их поля зрения не пересекаются, -соответственно через первый и второй анализаторы, при этом плоскость поляризации первого и плоскость поляризации второго поляризаторов ортогональны соответственно плоскости поляризации первого и плоскости поляризации второго анализаторов.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно: по сравнению с прототипом повышается надежность и информативность сигнализации.

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже изображены: первый оптический излучатель 1; первый фотоприемник 2; второй фотоприемник 3; контрольная прозрачная поверхность для осаждения льда 4; устройство питания первого оптического излучателя 5; первый генератор электрических колебаний 6; устройство сравнения сигналов 7; блок обработки сигналов 8; устройство формирования сигналов о наличии обледенения 9; второй оптический излучатель 10; устройство питания второго оптического излучателя 11; второй генератор электрических колебаний 12; первый селективный усилитель 13; второй селективный усилитель 14; первый поляризатор 15; второй поляризатор 16; первый анализатор 17; второй анализатор 18.

Выход первого генератора электрических колебаний 6 соединен с входом устройства питания первого оптического излучателя 5. Выход устройства питания первого оптического излучателя 5 подключен к входу первого оптического излучателя 1. Выход второго генератора электрических колебаний 12 соединен с входом устройства питания второго оптического излучателя 11. Выход устройства питания второго оптического излучателя 11 подключен к входу второго оптического излучателя 10. Вход первого 13 и вход второго 14 селективных усилителей подключены соответственно к выходу первого 2 и к выходу второго 3 фотоприемников. Выход первого 13 и выход второго 14 селективных усилителей соединены соответственно с первым и со вторым входами устройства сравнения сигналов 7. Выход устройства сравнения сигналов 7 соединен с входом блока обработки сигналов 8. Выход блока обработки сигналов 8 подключен к входу устройства формирования сигналов о наличии обледенения 9. Первый 1 и второй 10 оптические излучатели расположены в непосредственной близости соответственно от первого 2 и второго 3 фотоприемников. Первый 2 и второй 3 фотоприемники расположены на удалении один от другого так, что их поля зрения не пересекаются. Первый 1 и второй 10 оптические излучатели сопряжены оптически с контрольной прозрачной поверхностью для осаждения льда 4 соответственно через первый 15 и второй 16 поляризаторы, а первый 2 и второй 3 фотоприемники - соответственно через первый 17 и второй 18 анализаторы. Плоскость поляризации первого 15 и плоскость поляризации второго 16 поляризаторов ортогональны соответственно плоскости поляризации первого 17 и плоскости поляризации второго 18 анализаторов.

Сигнализатор обледенения работает следующим образом. Первый 6 и второй 12 генераторы электрических колебаний формируют на своих выходах сигналы частотой F₁ и F₂ соответственно. С выхода первого генератора электрических колебаний 6 сигнал частотой F₁ поступает на вход устройства питания первого оптического излучателя 5, а с выхода второго генератора электрических колебаний 12 сигнал частотой F₂ поступает на вход устройства питания второго оптического излучателя 11. Устройство питания первого оптического излучателя 5 модулирует с частотой F_t интенсивность излучения первого оптического излучателя 1, а устройство питания второго оптического излучателя 11 модулирует с частотой F₂ интенсивность излучения второго оптического излучателя 10. Модулированное по интенсивности излучение первого 1 и второго 10 оптических излучателей, пройдя через первый 15 и второй 16 поляризаторы, которые пропускают только те волны оптического излучения, плоскость поляризации которых совпадает с их плоскостью поляризации, достигает контрольной прозрачной поверхности для осаждения льда 4 и при отсутствии на ней льда уходит в пространство.

При отсутствии слоя льда на контрольной прозрачной поверхности 4 на вход первого 2 и на вход второго 3 фотоприемников поступает только проходящее через эту поверхность и соответственно через первый 17 и второй 18 анализаторы оптическое излучение пространства, состоящее из естественного фонового излучения и оптических помех, например, искусственного происхождения.

Электрические сигналы на выходе первого 2 и на выходе второго 3 фотоприемников, обусловленные изменениями интенсивности естественного фонового оптического излучения пространства, происходящими, например, при смене времени суток или вследствие изменения метеорологических условий, имеют относительно низкие частоты, которые не попадают в полосу пропускания первого 13 и второго 14 селективных усилителей, имеющих резонансные амплитудно-частотные характеристики с максимумом на частотах F₁ и F₂ соответственно, поэтому эти сигналы не оказывают влияния на работу сигнализатора обледенения.

Электрические сигналы на выходе первого 2 и на выходе второго 3 фотоприемников, обусловленные действием оптических помех, например, искусственного происхождения, интенсивность которых изменяется с более высокими частотами, чем частоты изменения интенсивности естественного фонового оптического излучения пространства, но отличающиеся от частот F₁ и F₂, также отфильтровываются селективными усилителями 13, 14 и не оказывают влияния на работу сигнализатора обледенения.

Электрические сигналы на выходе первого 2 и на выходе второго 3 фотоприемников, обусловленные действием оптических помех, интенсивность которых изменяется с частотами F₁ и F₂, попадающими в полосу пропускания соответственно первого 13 и второго 14 селективных усилителей, могут вызвать ложное срабатывание сигнализатора обледенения в тех случаях, если помеха с частотой изменения интенсивности оптического излучения F₁ поступает из пространства с такого направления, что попадает в поле зрения первого фотоприемника 2, а помеха с частотой изменения интенсивности оптического излучения F₂ поступает из пространства с такого направления, что попадает в поле зрения второго фотоприемника 3, но для непреднамеренных оптических помех вероятность этого мала, поскольку первый 1 и второй 10 оптические излучатели расположены в непосредственной близости соответственно от первого 2 и второго 3 фотоприемников, вследствие чего поля зрения этих фотоприемников могут быть сделаны относительно узкими, чем обеспечивается пространственная селекция оптических помех.

Таким образом, при отсутствии слоя льда на контрольной прозрачной поверхности 4 сигналы частотой F₁ и F₂ с выхода первого 13 и с выхода второго 14 селективных усилителей соответственно на первый и на второй входы устройства сравнения сигналов 7 не поступают, при этом на выходе этого устройства формируется напряжение низкого логического уровня, которое, воздействуя на вход устройства формирования сигналов о наличии обледенения 9, блокирует его работу.

При обледенении контрольной поверхности для осаждения льда 4 излучение первого 1 и второго 10 оптических излучателей, прошедшее соответственно через первый 15 и второй 16 поляризаторы, отражается, рассеивается и деполяризуется льдом. Вследствие этого на вход первого 2 и на вход второго 3 фотоприемников через прозрачные для деполяризованного оптического излучения первый 17 и второй 18 анализаторы поступает соответственно часть излучения первого 1 и часть излучения второго 10 оптических излучателей, а часть излучения первого 1 и часть излучения второго 10 оптических излучателей соответственно на вход второго 3 и на вход первого 2 фотоприемников через прозрачные для деполяризованного оптического излучения второй 18 и первый 17 анализаторы не поступает, так как первый 2 и второй 3 фотоприемники удалены один от другого на расстояние, на которое не распространяется в слое льда излучение первого 1 и второго 10 оптических излучателей. В результате этого на выходе первого 2 и на выходе второго 3 фотоприемников формируются электрические сигналы частотой F₁ и F₂ соответственно, поступающие на вход первого 13 и на вход второго 14 селективных усилителей, которые усиливают эти сигналы по амплитуде. С выхода первого 13 и с выхода второго 14 селективных усилителей на первый и на второй входы устройства сравнения сигналов 7 одновременно поступают сигналы частотой F₁ и F₂, при этом на выходе устройства сравнения сигналов 7, представляющего собой, например, дифференциальный усилитель, формируются биения, амплитуда которых изменяется с частотой F₀, равной разности частот F₁ и F₂.

С выхода устройства сравнения сигналов 7 биения поступают на вход блока обработки сигналов 8. Наличие на его входе биений, амплитуда которых изменяется с частотой F₀, классифицируется как появление слоя льда на контрольной поверхности 4, при этом на выходе блока обработки сигналов 8 формируется соответствующий сигнал, активизирующий устройство формирования сигналов о наличии обледенения 9.

При частичном обледенении контрольной поверхности для осаждения льда 4, например, при обледенении только одного из участков, расположенных в непосредственной близости от первого оптического излучателя 1 и первого фотоприемника 2 или в непосредственной близости от второго оптического излучателя 10 и второго фотоприемника 3, на вход первого 2 или на вход второго 3 фотоприемников через прозрачные для деполяризованного оптического излучения первый 17 или второй 18 анализаторы поступает соответственно часть излучения первого 1 или часть излучения второго 10 оптических излучателей, которое преобразуется соответствующими фотоприемниками 2, 3 в электрические сигналы частотой F] или F₂, поступающие соответственно на вход первого 13 или на вход второго 14 селективных усилителей.

В зависимости от места расположения покрытого льдом участка контрольной поверхности 4 с выхода первого 13 или с выхода второго 14 селективных усилителей соответственно на первый или на второй входы устройства сравнения сигналов 7 поступают сигналы частотой F₁ или F₂, которые, пройдя через устройство сравнения сигналов 7, подаются на вход блока обработки сигналов 8. Наличие на его входе сигналов частотой F₁ или F₂ классифицируется как появление слоя льда соответственно на участке контрольной поверхности 4, расположенном в непосредственной близости от первого оптического излучателя 1 и первого фотоприемника 2, или на участке контрольной поверхности 4, расположенном в непосредственной близости от второго оптического излучателя 10 и второго фотоприемника 3, при этом на выходе блока обработки сигналов 8 формируются соответствующие сигналы, активизирующие устройство формирования сигналов о наличии обледенения 9.

После прекращения обледенения контрольной поверхности для осаждения льда 4 сигнализатор возвращается в исходное состояние.

Таким образом, предлагаемый сигнализатор обледенения выгодно отличается от прототипа более высокой надежностью сигнализации, поскольку он более стоек к оптическим помехам, не формирует ложного сигнала о наличии обледенения при появлении на контрольной поверхности каких-либо веществ, кроме льда, отражающих и рассеивающих оптическое излучение, и проще прототипа по функциональному составу, так как в отличие от прототипа для работы предлагаемого сигнализатора обледенения не требуются пиковый детектор с закрытым входом, формирователь прямоугольного импульса, логический элемент И, два счетчика импульсов, компаратор кодов, при этом в наиболее простом исполнении блок обработки сигналов 8 предлагаемого сигнализатора обледенения может представлять собой, например, усилитель мощности низкой частоты, усиливающий поступающие на его вход сигналы частотой F₁, F₂ и биения этих сигналов, амплитуда которых изменяется с частотой F₀, а устройство формирования сигналов о наличии обледенения 9 - звукоизлучающую динамическую головку.

Кроме того, предлагаемый сигнализатор обледенения выгодно отличается от прототипа и более высокой информативностью сигнализации, так как сигналы оповещения, например, акустические колебания частотой F₀, F₁ и F₂, воспроизводимые формирователем сигналов о наличии обледенения 9 - звукоизлучающей динамической головкой, содержат информацию как о наличии льда на контрольной поверхности 4, так и о месте его осаждения, а следовательно, о степени обледенения контрольной поверхности 4.

Применение предлагаемого сигнализатора обледенения в системах дистанционного обнаружения льда на элементах конструкции различных объектов повысит надежность функционирования этих систем и безопасность эксплуатации контролируемых объектов.

Claims (2)

1. Сигнализатор обледенения, содержащий первый оптический излучатель, первый и второй фотоприемники, сопряженные оптически с контрольной прозрачной поверхностью для осаждения льда, устройство питания первого оптического излучателя, первый генератор электрических колебаний, устройство сравнения сигналов, соединенное выходом с входом блока обработки сигналов, выход которого подключен к входу устройства формирования сигналов о наличии обледенения, выход первого генератора электрических колебаний соединен с входом устройства питания первого оптического излучателя, подключенного выходом к входу первого оптического излучателя, отличающийся тем, что в него введены сопряженный оптически с контрольной прозрачной поверхностью для осаждения льда второй оптический излучатель, устройство питания второго оптического излучателя, второй генератор электрических колебаний, первый и второй селективные усилители, при этом выход второго генератора электрических колебаний соединен с входом устройства питания второго оптического излучателя, подключенного выходом к входу второго оптического излучателя, вход первого и вход второго селективных усилителей подключены соответственно к выходу первого и к выходу второго фотоприемников, выход первого и выход второго селективных усилителей соединены соответственно с первым и со вторым входами устройства сравнения сигналов.

2. Сигнализатор обледенения по п. 1, отличающийся тем, что первый и второй оптические излучатели, расположенные в непосредственной близости соответственно от первого и второго фотоприемников, сопряжены оптически с контрольной прозрачной поверхностью для осаждения льда соответственно через первый и второй поляризаторы, а первый и второй фотоприемники, расположенные на удалении один от другого так, что их поля зрения не пересекаются, - соответственно через первый и второй анализаторы, при этом плоскость поляризации первого и плоскость поляризации второго поляризаторов ортогональны соответственно плоскости поляризации первого и плоскости поляризации второго анализаторов.

Images