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原文传递冰晶探测器和混合态结冰探测器

专利名称：	冰晶探测器和混合态结冰探测器
摘要：	本发明提供一种冰晶探测器，其包括至少一个轴向延伸的冰晶收集探头和至少一个控制器。每一冰晶收集探头包括在一侧的迎风面和与迎风面相对的背风面，并包括：沿第一轴向延伸的杆体，设置在杆体中、位于迎风面沿杆体的轴向延伸的凹槽，凹槽包括开口和底部，底部用于积聚冰晶，以及检测装置。检测装置包括安装在杆体端部的第一光电传感器，第一光电传感器在凹槽中形成与凹槽的底部间隔的第一光路，用于监测积聚在凹槽的底部上的冰晶。每一控制器与第一光电传感器相连接，且控制器根据第一光电传感器反馈的电信号变化，判断是否存在冰晶结冰条件。本发明具有结构简单、可靠性高等优点，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;白穆;谭正文;杨胜华;武东文
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：	CN201910404276.9
公开号：	CN110077602A
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：	1.一种冰晶探测器，其特征在于，包括：至少一个轴向延伸的冰晶收集探头(1)，每一所述冰晶收集探头(1)包括在一侧的迎风面(12)和与迎风面(12)相对的背风面(13)，并包括：沿第一轴向延伸的杆体(11)，设置在所述杆体(11)中、位于所述迎风面(12)沿所述杆体(11)的所述轴向延伸的凹槽(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(9)，以及检测装置，所述检测装置包括安装在所述杆体(11)端部的第一光电传感器(6)，所述第一光电传感器(6)在所述凹槽(14)中形成与所述凹槽(14)的所述底部(16)间隔的第一光路(8)，用于监测积聚在所述凹槽(14)的底部(16)上的冰晶(9)；以及至少一个控制器(3)，每一所述控制器(3)与所述第一光电传感器(6)相连接，且所述控制器(3)根据所述第一光电传感器(6)反馈的电信号变化，判断是否存在冰晶结冰条件。 2.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述凹槽(14)的开口(15)宽度大于所述凹槽(14)的底部(16)宽度，且所述凹槽(14)的横截面的面积从所述开口(15)到所述底部(16)逐渐减小。 3.如权利要求2所述的冰晶探测器，其特征在于，所述凹槽(14)的横截面的外形为三角形、梯形或弧形。 4.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述凹槽(14)的表面为粗糙表面。 5.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述凹槽(14)的表面涂有憎水涂层。 6.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述第一光路(8)与所述凹槽(14)的底部(16)之间的距离在0.2mm－0.5mm的范围。 7.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述冰晶收集探头(1)还包括设置在所述杆体(11)的两端的至少一端的第一整流元件(7)，所述第一整流元件(7)将其周围的气流引导到所述冰晶收集探头(1)的所述凹槽(14)中，所述第一光电传感器(6)安装在所述第一整流元件(7)中。 8.如权利要求7所述的冰晶探测器，其特征在于，所述第一光电传感器(6)为有源光电式传感器，其光通量恒定。 9.如权利要求8所述的冰晶探测器，其特征在于，所述第一光电传感器(6)为透射式光电传感器、或开关式光电传感器，其发射端和接收端分别设置在所述冰晶收集探测探头的杆体(11)的所述两端的所述第一整流元件(7)中。 10.如权利要求8所述的冰晶探测器，其特征在于，所述第一光电传感器(6)为反射式光电传感器，其发射端和接收端设置在所述冰晶收集探头(1)的一端的第一整流元件(7)中，所述冰晶收集探头(1)的另一端的第一整流元件(7)朝向所述凹槽(14)的表面为光反射表面。 11.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，所述冰晶收集探头(1)的所述杆体(11)的横截面外形为圆形，椭圆，翼型，或其他弧形。 12.如权利要求7所述的冰晶探测器，其特征在于，所述第一整流元件(7)的横截面的形状应与所述冰晶收集探头(1)的横截面形状相一致。 13.如权利要求7所述的冰晶探测器，其特征在于，还包括设置在所述第一整流元件(7)的第一温度传感器和第一电加热元件以及设置在所述冰晶收集探头(1)的所述杆体(11)中的第二温度传感器和第二加热元件，所述第一电加热元件用于加热所述第一整流元件(7)，所述第二电加热元件用于加热所述冰晶收集探头(1)的所述杆体(11)。 14.如权利要求1所述的冰晶探测器，其特征在于，还包括设置在所述冰晶收集探头(1)与所述控制器(3)之间的支撑部件(2)，所述支撑部件(2)和所述杆体(11)纵向延伸。 15.用如权利要求13所述的冰晶探测器进行冰晶探测的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： a.由所述第一温度传感器以预定的时间间隔检测温度； b.当所述第一温度传感器检测到的温度达到接近冰点温度的预设温度时，启动所述第一电加热元件持续加热第一预设时间，随后； c.启动所述第一光电传感器(6)，检测所述凹槽(14)底部(16)的冰晶积聚； d.当所述第一光电传感器(6)反馈的电信号或光信号的变化，大于第一阈值，发出冰晶信号； e.在发出冰晶信号之后，启动所述第一电加热元件和第二电加热元件持续加热第二预设时间，促使积聚的冰晶融化脱离； f.停止所述第一电加热元件和第二电加热元件的加热，再次循环进行步骤b～e。 16.用如权利要求13所述的冰晶探测器进行冰晶探测的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： a.由所述第一温度传感器或第二温度传感器以预定的时间间隔检测温度； b.当所述第一温度传感器或第二温度传感器检测到的温度达到接近冰点温度的预设温度时，启动所述第一电加热元件和第二加热元件持续加热，使所述温度保持在稍微高于冰点温度； c.启动所述第一光电传感器(6)，检测所述凹槽(14)底部(16)的冰晶积聚； d.当所述第一光电传感器(6)反馈的电信号或光信号的变化，大于第一阈值，发出冰晶信号； e.在发出冰晶信号之后，增加所述第一电加热元件和第二加热元件的加热功率持续加热三预设时间，促使积聚的冰晶融化脱离； f.停止所述第一电加热元件和第二电加热元件，再次循环进行步骤b～e。 17.一种混合态结冰探测器，包括过冷水滴结冰探头(1a)和如权利要求1－14中的任何一项所述的冰晶探测器，其中，所述冰晶探测器的所述杆体(11)为主圆柱体，所述过冷水滴结冰探头(1a)安装在每一所述冰晶收集探头(1)的所述杆体(11)外表面上，所述过冷水滴结冰探头(1a)包括：设置在所述凹槽(14)的开口(15)的两侧的二个圆柱杆(11a；11b)，所述二个圆柱杆(11a；11b)分别与所述凹槽(14)的两个侧表面的外边缘相切并具有与所述冰晶收集探头(1)相同的迎风面(12a；12b)和背风面(13a；13b)，且所述二个圆柱杆(11a；11b)的轴线平行于所述杆体(11)的轴线且在所述杆体(11)的外表面轴向延伸；安装在每一圆柱杆(11a；11b)端部的第二光电传感器(6a)，所述第二光电传感器(6a)在所述圆柱杆(11a；11b)的迎风面(12a；12b)形成与所述圆柱杆(11a；11b)的外表面间隔的第二光路(8a)，用于监测所述圆柱杆(11a；11b)的表面结冰；所述控制器(3)与所述第二光电传感器(6a)相连接，且所述控制器(3)根据所述第二光电传感器(6a)反馈的电信号变化，判断是否存在过冷水滴结冰条件。 18.如权利要求17所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述第二光路(8a)与所述圆柱杆(11a；11b)的外表面之间的距离在0.2mm－0.5mm的范围。 19.如权利要求17所述的混合态结冰探测器，其特征在于，还包括设置在所述圆柱杆(11a；11b)的两端的第二整流元件(7a)，所述第二整流元件(7a)将其周围的气流引导到所述圆柱杆(11a；11b)的迎风面(12a；12b)中，所述第二光电传感器(6a)安装在所述第二整流元件(7a)中。 20.如权利要求19所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述第二光电传感器(6a)与所述第一光电传感器(6)相同，所述第二整流元件(7a)与所述第一整流元件(7)相同。 21.如权利要求20所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述第二整流元件(7a)与所述第一整流元件(7)为同一个整流元件。 22.如权利要求17所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述两圆柱杆(11a；11b)的直径相等，且在4mm-8mm的范围。 23.如权利要求17所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述两圆柱杆(11a；11b)的直径不相等，一个在4mm-8mm的范围，另一个在18mm-25mm的范围。 24.如权利要求17所述的混合态结冰探测器，其特征在于，所述控制器(3)包括以下逻辑判断： a.若冰晶信号为真，结冰信号为真，则控制器(3)激发混合态结冰告警信号； b.若冰晶信号为真，结冰信号为假，则控制器(3)激发冰晶结冰告警信号； c.若冰晶信号为假，结冰信号为真，则控制器(3)激发过冷水滴结冰告警信号。
所属类别：	发明专利