Page 81 - 航空电子传感器技术的研究与应用

Research and Application of Avionics Sensor Technology
航空电子传感器技术的研究与应用

时，可能会遇到结冰条件。
3. 振动
利用振动原理的探测器一般用于探测冰积聚，探测表面结冰时对探测器有

三种影响：（1）结冰质量增加导致共振频率降低；（2）结冰硬度增加使得共振
频率增加；（3）阻尼增加使得振幅减小。当前广泛使用的结冰探测器普遍采用
轴向振动的圆柱探针作为传感器，结冰探测器的探针通常垂直于气流，当探针表
面出现冰层时，随着冰积聚质量的增加，其轴向固有频率会产生偏移，使谐振频

率也产生偏移，从而输出结冰信号。这种结冰探测器采用侵入式安装，即感应元
件位于表面之外。运用这种原理的结冰探测器能够探测和测量厚度从 0.13mm 到
12.7mm 的结冰。目前这种结冰探测器是在运输类飞机上运用最广泛的探测器，
具有强度高、可靠性好、性能稳定等特点。MD-80、B-747、B-767 和 A380 等飞

机安装的均为这种原理的结冰探测器。
4. 电磁束干扰
电磁束干扰原理是利用位于探测器的软管一侧的电磁束源和软管另一侧的传
感器来探测结冰。当在软管上出现结冰时，电磁信号被中断，电子单元感应到传

感器信号的中断从而指示结冰，可利用多种传感器的组合来探测结冰，如可见光、
红外线、激光和核束等。目前已经研制了一种基于电磁束干扰原理的针对直升机
的先进结冰严重程度指示系统，此系统监测旋翼转速，振动等级，发动机扭矩，
燃油量，静压和动压，空气温度和液态水含量。机组手动输入乘客数量，货物质

量和飞机结构参数，机载计算机处理数据并提供结冰程度和飞机性能异常的指示。
5. 光学折射
光学折射探测结冰的原理是感应从积聚的冰上折射出的光。探测器侵入气流
之中并且密封，利用光束来监测探针上的任何物质的不透明度和光学折射率。传

感器探针是光学分光计和光学开关的集成，探针非透明度的变化表现为霜冰，折
射率的变化表现为明冰。传感器所激发的光的波长对于人眼是不可见的，因此不
能当作任何的导航灯。利用光学折射原理的结冰探测器可安装在任何类型的航空
器上，只要其具有足够的空速来防止水在光学部件上积聚。

（二）结冰探测器安装
飞机结冰探测除了采用合适的结冰探测器外，还应将结冰探测器安装在合适
的位置，以便遇到结冰条件时，结冰探测器的感应元件要能够及时有效地探测结

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