[发明专利]一种基于谐振式结冰探测器的过冷水含量测量方法

摘要

本发明属于航空气象领域，具体是一种基于谐振式结冰探测器的过冷水含量测量方法。解决了空中过冷水无法定量测量的问题，采用以下步骤：101～计算谐振式结冰探测器的振动频率下降130Hz时，对应的结冰体积和结冰质量。102～计算振动频率下降f’时对应的结冰质量。103～得到结冰质量与飞行距离、过冷水含量以及谐振式结冰探测器敏感体体积的关系。104～得到过冷水含量的计算公式。105～对过冷水含量计算公式进行温度和空速修正。106～得到的过冷水含量计算公式，并计算过冷水含量。本发明能得到定量、连续的过冷水含量，解决航空气象探测的一大难题，为人工冷云增雨作业提供重要指标。

主权项

1.一种基于谐振式结冰探测器的过冷水含量测量方法，其特征在于：采用以下步骤，

101～计算谐振式结冰探测器的振动频率下降130Hz时，对应的结冰体积和结冰量；

102～计算振动频率下降f’时对应的结冰质量；

103～得到结冰质量与飞行距离、过冷水含量以及探头的体积关系；

104～得到过冷水含量的计算公式；

105～对过冷水含量计算公式进行温度和空速修正；

106～得到的过冷水含量计算公式，并计算过冷水含量。

2.根据权利要求1所述的基于谐振式结冰探测器的过冷水含量测量方法，其特征在于：所述步骤101中，具体计算方法为，敏感体高度为H，探头直径为则谐振式结冰传感器未结冰前，敏感体体积为V₁＝π*r²*H，其中当频率下降130Hz时，敏感体高度为H，探头直径变为敏感体结冰后的体积为：V₂＝π*r’²*H，其中此时附着冰的体积ΔV＝V₂‑V₁，结冰质量m＝ρ*ΔV，ρ为冰的密度。

3.根据权利要求2所述的基于谐振式结冰探测器的过冷水含量测量方法，其特征在于：所述步骤102中，具体计算方法为，结冰质量和频率下降近似为线性关系，当频率下降f’时结冰质量为m’，

4.根据权利要求3所述的基于谐振式结冰探测器的过冷水含量测量方法，其特征在于：所述步骤103中，过冷水含量记为SLWC，频率下降f’所用时间为t’,则m’可表示为：式中Vt表示空速，H为探头高度，为探头直径，t'*Vt表示飞行的距离，表示收集过水含量横截面积，表示收集的过冷水的体积。

5.根据权利要求4所述的基于谐振式结冰探测器的过冷水含量测量方法，其特征在于：所述步骤104中，过冷水含量的计算公式如下：

式中为飞行距离。

6.根据权利要求5所述的基于谐振式结冰探测器的过冷水含量测量方法，其特征在于：所述步骤105中，具体方法如下：

经过冰风洞试验得到温度结冰系数：

式中T为温度；

经过冰风洞试验得到空速结冰系数：

公式中V是为空速。

7.根据权利要求6所述的基于谐振式结冰探测器的过冷水含量测量方法，其特征在于：所述步骤106中，得到过冷水含量计算公式修正为：