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原文传递过冷水滴结冰探测器和混合态结冰探测器

专利名称：	过冷水滴结冰探测器和混合态结冰探测器
摘要：	本发明提供一种过冷水滴结冰探测器，包括过冷水滴结冰探头和控制器。过冷水滴结冰探头包括在一侧的迎风面和相对的背风面，并包括第一杆体和第二杆体；安装在第一、二杆体两端或一端的第一、二光电传感器，第一、二光电传感器在迎风面形成与第一、二杆体表面间隔的第一、二光路，用于监测形成在第一、二杆体表面上的结冰。控制器根据第一光电传感器和第一光电传感器反馈的电信号变化，判断是否存在过冷水滴结冰条件。第一杆体的直径大于第二杆体的直径，第一杆体用于构成大过冷水滴结冰探头，第二杆体用于构成常规过冷水滴结冰探头，且第一杆体与第二杆体相连。本发明具有结构简单，可靠性高优点，将探头部分与控制器分离设置，扩大安装使用范围。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	中国商用飞机有限责任公司
发明人：	史献林;徐佳佳;沙昭君;任哲钒;白斌;霍西恒
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910404266.5
公开号：	CN110077601A
代理机构：	上海专利商标事务所有限公司
代理人：	张兰英
分类号：	B64D15/20(2006.01);B;B64;B64D;B64D15
申请人地址：	201210 上海市浦东新区张杨路25号
主权项：	1.一种过冷水滴结冰探测器，其特征在于，包括：至少一个过冷水滴结冰探头(1a)，每一所述过冷水滴结冰探头(1a)包括在一侧的结冰迎风面(12a)和与结冰迎风面(12a)相对的结冰背风面(13a)，并包括：沿第一轴向延伸的第一杆体(11a)和沿第二轴向延伸的第二杆体(11b)，检测装置，所述检测装置包括，安装在所述第一杆体(11a)两端或一端的第一光电传感器(6a)，所述第一光电传感器(6a)在所述结冰迎风面(12a)形成与所述第一杆体(11a)表面间隔的第一光路，用于监测形成在所述第一杆体(11a)表面上的结冰，以及安装在所述第二杆体(11b)两端或一端的第二光电传感器(6b)，所述第二光电传感器(6b)在所述结冰迎风面(12a)形成与所述第二杆体(11b)表面间隔的第二光路，用于监测形成在所述第二杆体(11b)表面上的结冰；以及至少一个控制器(3)，每一所述控制器(3)与所述检测装置相连接，且所述控制器(3)根据所述第一光电传感器(6a)和所述第一光电传感器(6a)反馈的电信号变化，判断是否存在过冷水滴结冰条件；其中，所述第一杆体(11a)的直径大于所述第二杆体(11b)的直径，所述第一杆体(11a)用于构成大过冷水滴结冰探头，所述第二杆体(11b)用于构成常规过冷水滴结冰探头，且，所述第一杆体(11a)与所述第二杆体(11b)相连。 2.如权利要求1所述的结冰探测器，其特征在于，所述第一杆体(11a)和所述第二杆体(11b)分别为圆柱体，所述第一杆体(11a)的直径在18mm-25mm的范围，所述第二杆体(11b)的直径在4mm-8mm的范围。 3.如权利要求2所述的结冰探测器，其特征在于，所述结冰探测器还包括纵向延伸以支撑所述过冷水滴结冰探头(1a)的支撑部件(2)，所述结冰探头还包括设置在所述第一杆体(11a)两端或一端的第一整流元件(7a)和设置在所述第二杆体(11b)两端或一端的第二整流元件(7b)。 4.如权利要求3所述的结冰探测器，其特征在于，所述第一整流元件(7a)具有第一腔室和第一透明腔体，所述第二整流元件(7b)具有第二腔室和第二透明腔体，所述第一光电传感器(6a)位于所述第一透明腔体的第一腔室中，所述第二光电传感器(6b)位于所述第二透明腔体的第二腔室中。 5.如权利要求4所述的结冰探测器，其特征在于，所述第一整流元件(7a)和所述第二整流元件(7b)为轴对称的柱体。 6.如权利要求5所述的结冰探测器，其特征在于，所述第一光电传感器(6a)和所述第二光电传感器(6b)为微型视觉传感器或光纤图像传感器；所述结冰探测器通过所述第一光电传感器(6a)获取第一杆体(11a)上的大过冷水滴结冰的第一特征参数，所述第一特征参数为通过第一光路进行边缘检测获取的第一结冰图像的外形面积与第一杆体(11a)截面的面积之比；所述结冰探测器通过所述第二光电传感器(6b)获取第二杆体(11b)上的常规过冷水滴结冰的第二特征参数，所述第二特征参数为通过第二光路进行边缘检测获取的第二结冰图像的外形面积与第二杆体(11b)截面的面积之比。 7.如权利要求6所述的结冰探测器，其特征在于，所述控制器(3)为所述第一特征参数设置第一设定阈值，为所述第二特征参数设置第二设定阈值，所述控制器(3)具有以下逻辑：当所述第二结冰图像的第二特征参数满足所述第二设定阈值，所述第一结冰图像的第一特征参数未满足所述第一设定阈值，则激发探测到常规过冷水滴结冰条件信号；当所述第二结冰图像的第二特征参数满足所述第二设定阈值，所述第一结冰图像的第一特征参数满足所述第一设定阈值，则激发探测到过冷水滴结冰条件信号；当所述第二结冰图像的第二特征参数未满足所述第二设定阈值，所述第一结冰图像的第一特征参数满足所述第一设定阈值，则激发探测到大过冷水滴结冰条件信号；当所述第二结冰图像的第二特征参数未满足所述第二设定阈值，所述第一结冰图像的第一特征参数未满足所述第一设定阈值，则不激发上述任何信号。 8.如权利要求7所述的结冰探测器，其特征在于，所述第一杆体(11a)、第二杆体(11b)、第一整流元件(7a)和第二整流元件(7b)分别设置有加热装置。 9.如权利要求3－8中任何一项所述的结冰探测器，其特征在于，所述第一杆体(11a)和所述第二杆体(11b)纵向延伸地彼此相连，所述第一杆体(11a)底端固定和支撑在所述支撑部件(2)顶端上，所述第一杆体(11a)顶端的第一整流元件(7a)与所述第二杆体(11b)底端的第二整流元件(7b)为同一个整流元件。 10.如权利要求9所述的结冰探测器，其特征在于，所述支撑部件(2)、所述第一杆体(11a)和所述第二杆体(11b)形成为一体，并为连通的中空结构以形成气流通道(10)，所述气流通道(10)的进气口(10a)在所述支撑部件(2)的迎风面，所述气流通道(10)的排气口(10b)在位于所述第二杆体(11b)的顶端的第二整流元件(7b)的背风面。 11.一种混合态结冰探测器，包括至少一个冰晶收集探头(1)和如权利要求1－8中任何一项所述的过冷水滴结冰探测器，其中，每一所述冰晶收集探头(1)包括与过冷水滴结冰探头(1a)相同的在一侧的冰晶迎风面(12)和与冰晶迎风面(12)相对的冰晶背风面(13)，并包括: 沿第三轴向延伸的第三杆体(11), 设置在所述第三杆体(11)中、位于所述冰晶迎风面(12)沿所述第三杆体(11)的所述第三轴向延伸的凹槽(14)，所述凹槽(14)包括开口(15)和底部(16)，所述底部(16)用于积聚冰晶，检测装置，所述检测装置包括安装在所述第三杆体(11)两端或一端的第三光电传感器(6)，所述第三光电传感器(6)在所述凹槽(14)中形成与所述凹槽(14)的所述底部(16)间隔的第三光路(8)，用于监测积聚在所述凹槽(14)的所述底部(16)上的冰晶(9)；其中，所述控制器(3)与所述第三光电传感器(6)相连接，且所述控制器(3)根据所述第三光电传感器(6)反馈的电信号变化，判断是否存在冰晶结冰条件；其中，所述第一杆体(11a)、第二杆体(11b)和第三杆体(11)呈“Y”型布置，彼此之间的夹角为120°，所述第一杆体(11a)、第二杆体(11b)和第三杆体(11)的底端固定和支撑在所述支撑部件(2)顶端上。 12.如权利要求11所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述结冰探测器为权利要求3所述的结冰探测器，所述支撑部件(2)还支撑所述冰晶收集探头(1)，使得所述第一杆体(11a)、第二杆体(11b)和第三杆体(11)的底端分别支撑在所述支撑部件(2)上，所述第三杆体(11)为圆柱体，所述冰晶收集探头(1)还包括设置在所述第三杆体(11)两端或一端的第三整流元件(7)。 13.如权利要求12所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述结冰探测器为权利要求4所述的结冰探测器，所述第三整流元件(7)具有第三腔室和第三透明腔体，所述第三光电传感器(6)位于所述第三透明腔体的第三腔室中。 14.如权利要求13所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述结冰探测器为权利要求5所述的结冰探测器，所述第三整流元件(7)为轴对称的柱体。 15.如权利要求14所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述结冰探测器为权利要求6所述的结冰探测器，所述第三光电传感器(6)与所述第一光电传感器(6a)相同；所述冰晶收集探头(1)通过所述第三光电传感器(6)获取积聚在所述第三杆体(11)的所述凹槽(14)中的冰晶(9)的第三特征参数，所述第三特征参数为通过所述第三光路(8)进行边缘检测获取的第三冰晶图像的外形面积与第三杆体(11)截面的面积之比。 16.如权利要求15所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述结冰探测器为权利要求7所述的结冰探测器，所述控制器(3)为第三特征参数设定第三设定阈值，所述控制器(3)的逻辑还包括以下逻辑：在探测到常规过冷水滴结冰条件信号，同时当所述第三冰晶图像的第三特征参数满足所述第三设定阈值，则激发探测到常规过冷水滴结冰条件和冰晶结冰条件的混合信号；在探测到过冷水滴结冰条件信号，同时当所述第三冰晶图像的第三特征参数满足所述第三设定阈值，则激发探测到过冷水滴结冰条件和冰晶结冰条件的混合信号；在探测到大过冷水滴结冰条件信号，同时当所述第三冰晶图像的第三特征参数满足所述第三设定阈值，则激发探测到大过冷水滴结冰条件和冰晶结冰条件的混合信号；未探测到过冷水滴结冰条件信号，同时当所述第三冰晶图像的第三特征参数满足所述第三设定阈值，则激发探测到冰晶条件的信号；未探测到过冷水滴结冰条件信号，同时当所述第三冰晶图像的第三特征参数未满足所述第三设定阈值，则不激发上述任何信号。 17.如权利要求16所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述第三杆体(11)和第三整流元件(7)设置与所述过冷水滴结冰探头(1a)相同的加热装置。
所属类别：	发明专利