本發(fā)明涉及一種檢測(cè)飛機(jī)、輸電線、建筑等物體表面結(jié)冰厚度的傳感器,通過(guò)結(jié)冰傳感器可以將結(jié)冰信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以直接檢測(cè)的電學(xué)信號(hào)。特別涉及一種低速飛行器上使用的結(jié)冰探測(cè)器，尤其特別是直升機(jī)上使用的結(jié)冰探測(cè)器。

背景技術(shù)：

當(dāng)飛行器飛行時(shí)，往往不可避免會(huì)遭遇結(jié)冰氣象條件，從而使風(fēng)擋玻璃、機(jī)尾翼前緣、螺旋槳、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道、空速管等關(guān)鍵部位結(jié)冰。在飛機(jī)防冰除冰技術(shù)方面，直升機(jī)旋翼防冰除冰是一個(gè)很獨(dú)特的領(lǐng)域。直升機(jī)在結(jié)冰氣象條件下飛行時(shí)，大氣中的過(guò)冷水滴會(huì)迅速聚集在高速旋轉(zhuǎn)的旋翼槳葉前緣并凝結(jié)成冰，旋翼槳葉結(jié)冰會(huì)帶來(lái)一些嚴(yán)重影響，比如：改變旋翼槳葉的氣動(dòng)外形，從而降低直升機(jī)的飛行性能，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致直升機(jī)失控失速，甚至墜毀。改變旋翼槳葉的質(zhì)量分布，影響旋翼的動(dòng)力學(xué)特性，導(dǎo)致旋翼振動(dòng)增大，從而使直升機(jī)失去控制。有些冰塊會(huì)從高速旋轉(zhuǎn)的旋翼槳葉上脫落，損壞直升機(jī)上的其它部件，影響直升機(jī)的飛行安全。因此，結(jié)冰對(duì)直升機(jī)的性能以及效率的影響是很?chē)?yán)重的。對(duì)于固定翼飛機(jī)，結(jié)冰不僅可造成飛行器氣動(dòng)性能惡化，阻力增大、升力減小，操縱舵面活動(dòng)卡滯，導(dǎo)致失速失控，而且會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降、風(fēng)擋視界不清、有關(guān)儀表讀數(shù)不準(zhǔn)。因此，結(jié)冰直接影響到飛行器的飛行安全。目前絕大多數(shù)民航飛機(jī)采用的是結(jié)冰探測(cè)器探測(cè)到結(jié)冰條件后接通防冰系統(tǒng)的探測(cè)方式。結(jié)冰探測(cè)器通常分為直觀式和自動(dòng)式兩大類(lèi)。直觀式結(jié)冰探測(cè)器一般安裝在機(jī)頭前方、風(fēng)擋玻璃附近等較為容易觀察的區(qū)域。當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)冰后飛行員人工接通除冰系統(tǒng)進(jìn)行除冰。結(jié)冰探測(cè)器是探測(cè)到結(jié)冰的厚度達(dá)到探測(cè)器的最小靈敏度時(shí)，即能向飛行員發(fā)出結(jié)冰信號(hào)，又可以自動(dòng)接通防冰系統(tǒng)進(jìn)行除冰。常用的結(jié)冰探測(cè)器有震蕩式、壓差式、放射性同位素和光學(xué)結(jié)冰探測(cè)器等。震蕩式結(jié)冰探測(cè)器原理核心部件是超聲波軸向震蕩探頭。震蕩探頭在結(jié)冰后，振蕩頻率會(huì)發(fā)生變化，利用這個(gè)原理，便能感知飛機(jī)是否結(jié)冰。壓差式結(jié)冰探測(cè)器又被稱(chēng)作沖壓空氣式結(jié)冰探測(cè)器，它利用測(cè)量迎面氣流的動(dòng)壓（全壓）與靜壓的差值，來(lái)判斷飛機(jī)是否結(jié)冰。光學(xué)結(jié)冰探測(cè)器是利用光學(xué)的吸收強(qiáng)度變化來(lái)判斷是否結(jié)冰。放射性同位素結(jié)冰探測(cè)器則是利用結(jié)冰之后從放射源抵達(dá)計(jì)數(shù)器的β粒子（電子）數(shù)量減少的原理工作的。結(jié)冰探測(cè)器對(duì)結(jié)冰探測(cè)有時(shí)間上的超前性，從而具有結(jié)冰預(yù)警功能；系統(tǒng)還能給出多個(gè)結(jié)冰部位的不同結(jié)冰速率(結(jié)冰強(qiáng)度)、絕對(duì)結(jié)冰厚度(結(jié)冰程度)等信息，使關(guān)于結(jié)冰狀況的信息更為具體和全面；系統(tǒng)還能給出除冰效果信息等?？傊?，系統(tǒng)對(duì)飛機(jī)結(jié)冰的探測(cè)和預(yù)警更為及時(shí)、準(zhǔn)確和可靠，大大提升飛行人員對(duì)結(jié)冰危情處置的能力，增強(qiáng)飛機(jī)結(jié)冰安全防護(hù)水平。結(jié)冰探測(cè)器有多種，但按照在飛機(jī)上安裝的部位分類(lèi)，大體上有兩類(lèi)：一類(lèi)是結(jié)冰探測(cè)器外伸于飛機(jī)機(jī)體之外，如通常在機(jī)頭某一外側(cè)安裝的結(jié)冰信號(hào)器，以及供飛行人員目視的結(jié)冰探測(cè)棒等，這稱(chēng)之為第一類(lèi)結(jié)冰探測(cè)器。另一類(lèi)是安裝于那些容易結(jié)冰的部位，如機(jī)翼、尾翼前緣，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道，直升機(jī)旋翼等，這稱(chēng)之為第二類(lèi)結(jié)冰探測(cè)器。通常會(huì)要求這類(lèi)結(jié)冰信號(hào)器體積小、重量輕，且可齊平保形安裝，以減小結(jié)冰信號(hào)器對(duì)所安裝部位氣動(dòng)外形的影響。由于結(jié)冰探測(cè)器上的結(jié)冰和飛機(jī)機(jī)體上的結(jié)冰之對(duì)應(yīng)關(guān)系非常復(fù)雜，難以從結(jié)冰探測(cè)器上的結(jié)冰推測(cè)飛機(jī)機(jī)體上的結(jié)冰狀況，故飛機(jī)機(jī)體上那些容易結(jié)冰部位是否真的結(jié)冰以及結(jié)冰狀況如何，這類(lèi)結(jié)冰探測(cè)器尚無(wú)法確定。這是結(jié)冰探測(cè)器最大的缺陷。

由于飛行器結(jié)冰的危害性，人們?cè)陲w行器積冰防冰方面做了大量工作：一方面改進(jìn)飛行器的防冰裝置，另一方面加強(qiáng)地面的防冰、除冰和檢查工作。然而縱使飛行器防冰系統(tǒng)比較完善，但除冰、防冰系統(tǒng)并不能在所有情況下都能達(dá)到預(yù)期效果，結(jié)冰依然是飛行器飛行的一大隱患。因此，需要對(duì)飛行器的結(jié)冰情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警。飛行器結(jié)冰通常采用電熱防冰除冰技術(shù)。該技術(shù)的是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加熱部件的待防護(hù)表面，使其不結(jié)冰。電熱防冰系統(tǒng)一般由電源、選擇開(kāi)關(guān)、過(guò)熱保護(hù)裝置，及電加熱元件等組成。選擇開(kāi)關(guān)有“手動(dòng)”、“自動(dòng)”等位置，當(dāng)位于“自動(dòng)”位置時(shí)，飛機(jī)結(jié)冰傳感器感受結(jié)冰電訊號(hào)，自動(dòng)接通或斷開(kāi)系統(tǒng)電源。過(guò)熱保護(hù)裝置包括溫度傳感頭和繼電器，用來(lái)防止部件表面蒙皮過(guò)熱而變形。電加熱元件將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，?duì)部件表面加熱、除冰。電防冰的加熱方式有連續(xù)加熱和間斷加熱兩種。一般的固定翼飛機(jī)采用連續(xù)加熱方式，而直升機(jī)旋翼則不同，因?yàn)樗试S表面有少量結(jié)冰，同時(shí)旋翼是轉(zhuǎn)動(dòng)部件，在旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)氣流，本身就有冷卻效應(yīng)，因此對(duì)旋翼加熱，耗電功率比給固定翼飛機(jī)部件加熱大得多，因此為了節(jié)電，對(duì)直升機(jī)旋翼一般采用周期加熱的方式。目前，普遍使用的結(jié)冰探測(cè)器大多都是桿狀的，這種結(jié)冰探測(cè)桿一般直接安裝在飛機(jī)表面，當(dāng)含有過(guò)冷水滴或冰晶的氣流流過(guò)結(jié)冰探測(cè)桿時(shí)，過(guò)冷水滴或冰晶與結(jié)冰探測(cè)桿撞擊，而使結(jié)冰探測(cè)桿結(jié)冰，實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)冰的監(jiān)測(cè)。但如果飛行器的飛行速度較低，由于空氣相對(duì)探桿的速度低，從而探桿上撞擊形成冰較少而無(wú)法探測(cè)。尤其是對(duì)于直升機(jī)，不但飛行速度慢，更由于其存在不斷轉(zhuǎn)動(dòng)的旋翼，旋翼產(chǎn)生的下洗氣流非常雜亂，使流過(guò)結(jié)冰探測(cè)桿的氣流的大小和方向都不斷發(fā)生變化，從而使探桿的冰形雜亂，嚴(yán)重影響測(cè)量精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在解決飛行器低速飛行時(shí)，結(jié)冰探測(cè)桿結(jié)冰較少，以及直升機(jī)上結(jié)冰探測(cè)桿處氣流雜亂引起的結(jié)冰探測(cè)困難的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠的結(jié)冰信號(hào)探測(cè)裝置，能夠通過(guò)提高流過(guò)結(jié)冰探測(cè)桿的氣流速度，并使氣流方向穩(wěn)定，使探桿更易形成規(guī)則的冰形。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，一種結(jié)冰信號(hào)探測(cè)裝置，包括：使氣流穩(wěn)定流動(dòng)的整流罩1、固聯(lián)在整流罩里并噴射出高速空氣射流的噴射管6和結(jié)冰探測(cè)桿3，其特征在于：整流罩1制有連通外部大氣的進(jìn)氣口4和出氣口5，結(jié)冰探測(cè)桿3位于進(jìn)氣口4附近，噴射管2位于整流罩1收縮段，對(duì)噴射管2底部加壓縮空氣，并從噴口6高速射出，形成的高速射流撞擊噴口6附近的靜止或低速空氣，帶動(dòng)靜止或低速空氣一起從出氣口5被加速排出，空氣排出后，在整流罩內(nèi)部形成負(fù)壓，外部空氣在壓力差作用下，從進(jìn)氣口5被吸入整流罩，并在收縮段加速，從而形成從進(jìn)氣口4到出氣口5的單向空氣流動(dòng)。

本發(fā)明具有如下有益效果。

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：本發(fā)明將結(jié)冰探測(cè)桿、噴射管固聯(lián)在整流罩中，整流罩的進(jìn)氣口和出氣口和外部大氣連通，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

性能可靠：本發(fā)明將噴射管置于整流罩的收縮段，從噴射管的噴口中射出高速的空氣射流，在射流的帶動(dòng)下，周?chē)撵o止或低速空氣被加速，一起從出氣口到達(dá)外部大氣，從而在整流罩內(nèi)部形成負(fù)壓，外部的空氣可以從進(jìn)氣口被吸入整流罩，利用整流罩的收縮段拉瓦爾原理提高了流過(guò)結(jié)冰探測(cè)桿氣流方向相同的氣流速度。從而解決了解決飛行器低速飛行和直升機(jī)結(jié)冰探測(cè)困難的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明結(jié)冰信號(hào)探測(cè)裝置的主視圖。

圖2是本發(fā)明結(jié)冰信號(hào)探測(cè)裝置的左視圖。

圖3是圖2的a-a向剖視圖。

圖4是圖2的b-b向剖視圖。

圖中：1整流罩，2噴射管，3結(jié)冰探測(cè)桿，4進(jìn)氣口，5出氣口，6噴口。

具體實(shí)施方式

參閱圖1-圖4，在以下描述的實(shí)施例中，一種結(jié)冰信號(hào)探測(cè)裝置，包括：使氣流穩(wěn)定流動(dòng)的整流罩1、固聯(lián)在整流罩里并噴射出高速空氣射流的噴射管6和結(jié)冰探測(cè)桿3，其特征在于：整流罩1制有連通外部大氣的進(jìn)氣口4和出氣口5，結(jié)冰探測(cè)桿3位于進(jìn)氣口4附近，噴射管2位于整流罩1收縮段，壓縮空氣通過(guò)噴射管2底部，并從噴口6高速射出，形成的高速射流撞擊噴口6附近的靜止或低速空氣，帶動(dòng)靜止或低速空氣一起從出氣口5被加速排出，空氣排出后，在整流罩內(nèi)部形成負(fù)壓，外部空氣在壓力差作用下，從進(jìn)氣口5被吸入整流罩，并在收縮段加速，從而形成從進(jìn)氣口4到出氣口5的單向空氣流動(dòng)。