[发明专利]结冰情况探测系统

说明书

技术领域

本公开内容一般而言涉及飞行器，并且具体而言，涉及探测飞行器的结冰情况。更具体而言，本公开内容涉及在飞行器表面上探测冰的方法和装置。

背景技术

在飞行中，大气中的结冰情况可能导致在飞行器的表面上形成冰。而且，这种冰还可在发动机内出现。在飞行器表面上、在发动机入口以及其它位置形成的冰对于操作飞行器是不期望的并且潜在地不安全。

当过冷液态水的液滴存在时，结冰情况可能发生。在这些例证性实例中，当水在水的规定凝固点以下被冷却但仍处于液体形式时，水被认为是过冷的。结冰情况的特征可在于液滴的尺寸、液态水含量、空气温度和其它合适的参数。这些参数可影响冰在飞行器上形成的速度和程度。

当结冰发生时，飞行器不能如期望的运行。例如，飞行器机翼上的冰将造成飞行器在较低的冲角下失速并且具有增长的阻力水平。

飞行器可具有用于防止结冰、去除冰或其一些组合的机构，以便处理这些结冰情况。例如，飞行器可包括结冰探测、预防和去除系统。可以使用防冻液、红外线加热以及其它合适的机构将冰去除。

关于在飞行器表面上探测冰，目前可用的冰探测系统可能不能如期望的精确地探测冰在飞行器表面上的形成。通过目前所用的冰探测系统，可能出现冰的错误指示。

例如，一种冰探测系统探测水分和温度。如果飞行器周围环境中存在水分并且如果温度足够低，则冰探测系统指示飞行器表面上存在冰。然而，在某些情况下，所述飞行器的表面上可能实际上不存在冰。取决于环境中的条件，水分可能不形成冰，直至出现低于被用作指示存在冰的临界温度的温度。因此，可能出现存在冰的不准确的指示。

而且，小过冷液滴和大过冷液滴都可能积聚在飞行器的表面上。每种类型的过冷液滴的积聚可能需要不同的安全措施。例如，当大过冷液滴积聚在飞行器上时，那些液滴对于飞行器的安全飞行而言可能成为安全隐患。在小过冷液滴的情况下，那些液滴可能积聚在飞行器的前边沿上，对于飞行器的飞行不会成为同样多的安全隐患。目前的冰探测系统可能不能区分小过冷液滴和大过冷液滴。因此，可能出现关于冰的类型和严重程度的不准确的信息。

因此，期望具有考虑了上面讨论的至少一些问题以及其它可能问题的方法和设备。

发明内容

在一个例证性实施方式中，装置包括压电材料和振动探测器。压电材料具有贴近载体表面的表面。压电材料配置用于振动。振动探测器配置用于探测压电材料中振动的变化，该变化指示在压电材料表面上存在结冰情况。

在另一个例证性实施方式中，提供了探测是否存在结冰情况的方法。振动是在与载体表面相联的压电材料中发生的。从振动中就压电材料表面上是否存在结冰情况进行测定。

在附图和文本中，在一个方面，公开了一种装置，该装置包括压电材料(304)，其具有贴近载体(202)的表面(210)的表面(318)并且配置用于振动；以及振动探测器(308)，其配置用于探测压电材料(304)中振动(202)的变化，该变化指示在压电材料(304)的表面(318)上存在结冰情况。

可选地，所述装置包括其中压电材料(304)和振动探测器(308)形成压电传感器(300)。可选地，所述装置进一步包括振动发生器(306)，其配置用于引起压电材料(304)振动。可选地，所述装置包括其中压电材料(304)配置用于以剪切模式(220)振动。可选地，所述装置包括其中压电材料(304)和振动探测器(308)与安装在载体(202)中的罩(302)相联，使得压电材料(304)的表面(318)与载体(202)的表面(210)基本上齐平。可选地，所述装置包括其中其配置用于探测压电材料(304)中振动(212)的变化，该变化指示压电材料(304)的表面(318)上存在的结冰情况，振动探测器(308)配置用于基于振动(212)的变化探测在压电材料(304)的表面上的许多结冰情况。

可选地，所述装置包括其中结冰情况为在载体(202)的表面(210)上的冰(224)，并且进一步包括：防结冰系统(203)，其配置用于从载体(202)的表面(210)去除冰(224)。可选地，所述装置包括其中防结冰系统(230)选自红外线加热器、电阻加热器和防冰套中的一种。可选地，所述装置进一步包括：防结冰系统(230)，其配置用于从压电材料(304)的表面(318)去除冰(224)。