可识别冰型的光纤结冰传感器 被引量：13

1

作者 尹胜生 叶林 +2 位作者 陈斌 葛俊锋 王立文 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第5期9-11,23,共4页

现有结冰传感器没有识别冰型的能力或识别冰型的可靠性偏低。针对这个问题,提出了一种能以较高可靠性识别冰型的光纤结冰传感器。在介绍传感器光学结冰探测原理和分析光路的基础上,设计出了此传感器,并在实验室环境下模拟传感器结冰,通... 现有结冰传感器没有识别冰型的能力或识别冰型的可靠性偏低。针对这个问题,提出了一种能以较高可靠性识别冰型的光纤结冰传感器。在介绍传感器光学结冰探测原理和分析光路的基础上,设计出了此传感器,并在实验室环境下模拟传感器结冰,通过大量的试验,验证了其结果的有效可靠。最后得出结论:该传感器可用于对物体表面冰型(明冰和霜冰)及结冰厚度进行较高可靠性的识别和定量探测,具有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 光纤传感器 结冰传感器 冰型识别 冰厚探测

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基于磁致伸缩原理的结冰传感器设计理论 被引量：16

2

作者 王华 王以伦 张滨华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第6期77-79,11,共4页

为了实现复杂环境中结冰的自动探测 ,本文对一种基于磁致伸缩原理的结冰探测方法进行了研究。文中首先依据磁致伸缩材料的特性分析了该方法的工作原理 ,然后对振管式结冰传感器进行了系统设计和建模 ,并推导出了其理论计算公式 ,最后对... 为了实现复杂环境中结冰的自动探测 ,本文对一种基于磁致伸缩原理的结冰探测方法进行了研究。文中首先依据磁致伸缩材料的特性分析了该方法的工作原理 ,然后对振管式结冰传感器进行了系统设计和建模 ,并推导出了其理论计算公式 ,最后对传感器样品进行了性能试验 。 展开更多

关键词 磁致伸缩 结冰传感器 谐振 振管

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声表面波飞机结冰传感器灵敏度及实验研究 被引量：5

3

作者 江城 何世堂 +2 位作者 李红浪 倪世宏 张宗麟 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2009年第4期458-460,463,共4页

声表面波飞机结冰传感器有望用于飞机结冰预测,其通过Love波的激发和在导波层中的传播变化,来敏感导波层表面冰的厚度及状态变化,而导波层的厚度对声表面波结冰传感器灵敏度具有重要影响。在学者Zimmermann的理论基础上,根据声表面波结... 声表面波飞机结冰传感器有望用于飞机结冰预测,其通过Love波的激发和在导波层中的传播变化,来敏感导波层表面冰的厚度及状态变化,而导波层的厚度对声表面波结冰传感器灵敏度具有重要影响。在学者Zimmermann的理论基础上,根据声表面波结冰传感器实际结构,计算得到导波层厚度对灵敏度影响的特性。通过对SiO2导波层及ST90°石英晶体压电材料进行实例计算,得其厚度在9.6μm处灵敏度最高,并通过实验对0.0042 m厚的冰层进行实验,得到冰层中Love波的传播速度,与理论计算吻合。 展开更多

关键词 声表面波 LOVE波 结冰传感器 灵敏度

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平膜压电谐振式结冰传感器信号检测方法 被引量：7

4

作者 张洪 邢科新 +1 位作者 张杰 叶林 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2006年第4期6-8,11,共4页

通过对平膜压电谐振式结冰传感器的几种测量方案的分析,提出一种开环扫频的信号检测方法。采用C8051F系列单片机作为传感器的激励和测量的主要控制单元,能以较快的速度和较高的精度测得传感器谐振频率,从而得到冰层厚度的检测信息。实... 通过对平膜压电谐振式结冰传感器的几种测量方案的分析,提出一种开环扫频的信号检测方法。采用C8051F系列单片机作为传感器的激励和测量的主要控制单元,能以较快的速度和较高的精度测得传感器谐振频率,从而得到冰层厚度的检测信息。实验表明该方法可取得良好的效果。 展开更多

关键词 结冰传感器 平膜压电谐振式传感器 开环扫频

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MEMS应变式结冰传感器设计与制作 被引量：10

5

作者 李宗兴 陈德勇 王军波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1108-1113,共6页

提出了一种MEMS应变式结冰传感器。传感器基于结冰造成薄膜刚度改变的原理,采用惠斯通电桥结构检测结冰薄膜上应变电阻的变化,感知结冰信号。传感器利用惠斯通电桥自身结构及外加温度补偿电路,可有效地抑制输出信号的温漂。通过理论分... 提出了一种MEMS应变式结冰传感器。传感器基于结冰造成薄膜刚度改变的原理,采用惠斯通电桥结构检测结冰薄膜上应变电阻的变化,感知结冰信号。传感器利用惠斯通电桥自身结构及外加温度补偿电路,可有效地抑制输出信号的温漂。通过理论分析和有限元仿真,分析了器件的敏感机理,并对结构参数进行计算。采用与IC工艺兼容的体硅MEMS工艺完成传感器的加工。实验结果表明,传感器检测结冰厚度的灵敏度优于0.1 mm。 展开更多

关键词 结冰传感器 微传感器 箔式应变片 温度补偿电路 电桥恒流驱动

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飞机结冰传感器安装位置确定方法 被引量：17

6

作者 易贤 李维浩 +1 位作者 王应宇 马洪林 《实验流体力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期48-54,共7页

结冰传感器的安装直接决定了冰的探测效果,在飞机设计阶段往往要耗费巨大的工作量来确定合适结冰传感器安装的位置。本文提出了一种高效确定结冰传感器安装位置的方法,其基本思路是采用数值计算的手段,获得不安装结冰传感器飞机流场的... 结冰传感器的安装直接决定了冰的探测效果,在飞机设计阶段往往要耗费巨大的工作量来确定合适结冰传感器安装的位置。本文提出了一种高效确定结冰传感器安装位置的方法,其基本思路是采用数值计算的手段,获得不安装结冰传感器飞机流场的水滴容积分数分布;再根据水滴收集率的定义,得到传感器拟安装区域不同位置的水滴收集率,并与机翼表面的水滴收集率对比;从保证传感器可以起到预警作用的角度出发,进而给出传感器的安装位置。采用该方法对某型民航客机进行了分析,给出了该型飞机适合安装传感器的区域。在此基础上,将传感器加载到对应位置进行数值仿真验证。仿真结果显示:传感器探头处的水滴收集率与不加载传感器时该位置的水滴收集率基本一致,均大于同等条件机翼上的最大水滴收集率,符合飞机的结冰防护需求。本文方法可普遍应用于运输类飞机设计,有效提高结冰防护系统设计的效率。 展开更多

关键词 飞机结冰 结冰传感器 结冰防护系统 水滴收集率 数值计算

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振动式结冰传感器的设计理论 被引量：6

7

作者 王华 黄筱调 张滨华 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第3期9-11,共3页

为了实现复杂环境中结冰的自动探测,根据材料的磁致伸缩特性及其逆效应,设计了振动式结冰传感器。建立振管式冰传感器的物理模型,并分析振管探头的振动原理。设计传感器的谐振电路并分析其工作原理。电路采用单一线圈实现驱动和信号拾取... 为了实现复杂环境中结冰的自动探测,根据材料的磁致伸缩特性及其逆效应,设计了振动式结冰传感器。建立振管式冰传感器的物理模型,并分析振管探头的振动原理。设计传感器的谐振电路并分析其工作原理。电路采用单一线圈实现驱动和信号拾取;利用锁相环技术实现信号的相位转移,提高了测量精度和信号的稳定性。对样品进行了性能测试,结果显示该传感器分辨率高、线性度好,证实了设计理论的正确性。 展开更多

关键词 结冰传感器 谐振 锁相环

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结冰传感器的温度补偿 被引量：7

8

作者 王华 张滨华 +1 位作者 王以伦 杨静通 《传感器技术》 CSCD 北大核心 2002年第10期31-33,共3页

根据结冰传感器的实现原理 ,分析了其振动频率的温度漂移特性 ,介绍了软件和硬件相结合的温度补偿方法。该方法已成功应用于结冰传感器的信号处理系统中 ,提高了结冰检测的准确度。

关键词 结冰传感器 温度补偿 单片机 振动频率

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结冰传感器数学模型的建立和验证 被引量：4

9

作者 王华 聂丽梅 赵萍 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2008年第12期63-66,共4页

为了实现复杂环境中结冰的自动探测,研制了一种振管式结冰传感器。基于振动理论建立了振管的波动方程,采用变量分离法求得波动方程的通解,再结合传感器探头实际结构的简化模型和具体的定解条件求得波动方程的定解,采用量级计算法对定解... 为了实现复杂环境中结冰的自动探测,研制了一种振管式结冰传感器。基于振动理论建立了振管的波动方程,采用变量分离法求得波动方程的通解,再结合传感器探头实际结构的简化模型和具体的定解条件求得波动方程的定解,采用量级计算法对定解进行简化,最终建立振管式结冰传感器的数学模型,并获得前三阶轴向振型。对传感器样品进行了性能测试,计算结果与实验结果比较表明:数学模型有效,可用于振管式结冰传感器的结构设计。 展开更多

关键词 结冰传感器 振管 数学模型 波动方程 变量分离法

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结冰传感器探头的动态特性分析 被引量：3

10

作者 王华 王以伦 柳宏涛 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 2003年第6期696-699,共4页

振管模态参数的测试是结冰传感器调试的前提,利用有限元法对结冰传感器探头简化模型进行了模态分析,预估其模态参数.介绍了试验模态分析方法的原理和测试系统,通过该方法对传感器实际结构进行了精确测试,对测试结果进行了分析,验证了有... 振管模态参数的测试是结冰传感器调试的前提,利用有限元法对结冰传感器探头简化模型进行了模态分析,预估其模态参数.介绍了试验模态分析方法的原理和测试系统,通过该方法对传感器实际结构进行了精确测试,对测试结果进行了分析,验证了有限元法的分析结果和探头结构理论设计的合理性,为传感器谐振电路的调试奠定了基础,提高了传感器的调试效率;并对振管轴向振动固有频率的温度特性进行了分析,为传感器的温度补偿提供了依据. 展开更多

关键词 有限元 试验模态分析 振管 结冰传感器

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光纤式结冰传感器微弱信号检测电路的实现 被引量：4

11

作者 刘治军 叶林 +2 位作者 陈斌 葛俊锋 王立文 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2012年第3期79-81,共3页

光纤式结冰传感器(FIS)中冰层对光强的调制作用微弱,且干扰源较多。通过比较常用的微弱信号检测方法(WSD),设计了由同步积分和相关检测相结合进行带宽压缩的高性能锁定放大器(LIA),并对该LIA抗干扰原理建立了数学模型。基于该LIA构建了... 光纤式结冰传感器(FIS)中冰层对光强的调制作用微弱,且干扰源较多。通过比较常用的微弱信号检测方法(WSD),设计了由同步积分和相关检测相结合进行带宽压缩的高性能锁定放大器(LIA),并对该LIA抗干扰原理建立了数学模型。基于该LIA构建了高可靠性结冰探测系统(IDS)。结果表明锁定检测电路对FIS微弱信号能有效提取。 展开更多

关键词 光纤式结冰传感器 IDS系统 微弱信号 锁定放大器

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基于多传感器的路面结冰检测系统 被引量：8

12

作者 谭舒亚 葛俊锋 +1 位作者 叶林 桂康 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第1期107-109,共3页

路面结冰不均匀且厚度较大，由单一传感器实现结冰检测较困难。选用对薄冰敏感的压电平膜结冰传感器、可测量厚冰的光纤结冰传感器、温度传感器以及图像传感器组成一种路面结冰检测系统。系统能测量10mm以内的路面结冰，对0-5mm范围内... 路面结冰不均匀且厚度较大，由单一传感器实现结冰检测较困难。选用对薄冰敏感的压电平膜结冰传感器、可测量厚冰的光纤结冰传感器、温度传感器以及图像传感器组成一种路面结冰检测系统。系统能测量10mm以内的路面结冰，对0-5mm范围内结冰测量精度可达0．2mm，对5-10mm范围内结冰测量精度可达0．5mm。 展开更多

关键词 多传感器 压电平膜结冰传感器 路面结冰检测 光纤结冰传感器

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基于红外光谱吸收的结冰速率传感器设计

13

作者 赵勇 张波 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第2期149-151,共3页

结冰速率传感器是保证飞机在结冰气象条件下安全飞行的重要部件。基于红外光谱吸收的结冰速率传感器较其他型式的精度更高。对红外结冰速率传感器进行研究,推导了双波长对比吸收测量冰厚的理论模型。设计了一种采用对光源驱动电路进行... 结冰速率传感器是保证飞机在结冰气象条件下安全飞行的重要部件。基于红外光谱吸收的结冰速率传感器较其他型式的精度更高。对红外结冰速率传感器进行研究,推导了双波长对比吸收测量冰厚的理论模型。设计了一种采用对光源驱动电路进行脉冲调制驱动双光源的红外结冰速率传感器。提出了其关键技术并给出了解决方案。研究内容为红外结冰速率传感器的实际应用提供了参考依据。 展开更多

关键词 红外光谱吸收 朗伯-比尔定律 结冰速率传感器 光源驱动电路 光电检测电路

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动车组列车结冰状态传感器原理及试验研究

14

作者 赵云行 桂康 +3 位作者 杜卫超 葛俊锋 陈梦 叶林 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期60-66,共7页

动车组在寒冷地区雪中运行时,底部喷洒防冰液后仍可能出现防冰液表面结冰的现象,使结冰情况分析变得十分复杂。提出一种动车组列车结冰状态传感器进行动车组结冰监测的方法,介绍传感器的测量原理,依据有限元仿真及传感器基本特性试验的... 动车组在寒冷地区雪中运行时,底部喷洒防冰液后仍可能出现防冰液表面结冰的现象,使结冰情况分析变得十分复杂。提出一种动车组列车结冰状态传感器进行动车组结冰监测的方法,介绍传感器的测量原理,依据有限元仿真及传感器基本特性试验的结果,总结谐振频率和反馈电压的变化规律,建立存在防冰液条件下的结冰状态判别准则,在此基础上设计并进行防冰液测量试验、防冰液表面结冰原理试验、不同环境下结冰试验。试验结果表明传感器对冰层和积水厚度的监测,其分辨率优于0.1 mm;防冰液厚度最小检出限为0.25 mm;能判断出干燥、液体、结冰、防冰液表面结冰四种基本状态,满足动车组结冰状态实时监测的要求。 展开更多

关键词 动车组 防冰液 结冰状态传感器 谐振频率

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飞机结冰探测技术 被引量：57

15

作者 张杰 周磊 +1 位作者 张洪 叶林 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期1578-1586,共9页

飞机结冰探测对于保障飞机飞行安全具有重要的意义,目前国外飞机结冰传感技术发展已较为成熟。文中根据结冰传感器不同的工作原理,分别按光学法、热学法、电学法、机械法、波导法等进行分类,对国内外已成型的结冰传感器或正在研发的新... 飞机结冰探测对于保障飞机飞行安全具有重要的意义,目前国外飞机结冰传感技术发展已较为成熟。文中根据结冰传感器不同的工作原理,分别按光学法、热学法、电学法、机械法、波导法等进行分类,对国内外已成型的结冰传感器或正在研发的新技术作了一个概述,介绍了各自的工作原理、性能特点及研究现状。 展开更多

关键词 结冰传感器 光纤 谐振 磁致伸缩 声表面波 声板波

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基于光波导技术的新型飞机结冰探测系统 被引量：6

16

作者 李薇 陈迎春 +1 位作者 张淼 叶林 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2009年第12期85-87,共3页

针对传统光纤式结冰传感器无法对冰和水进行识别的问题,提出了一种新型的光纤式双探头结冰传感器系统。冰水识别探头采用条纹状包层设计,利用包层折射率对光纤传输容量的影响进行冰、水识别。同时,利用冰层对光强的调制作用实现结冰厚... 针对传统光纤式结冰传感器无法对冰和水进行识别的问题,提出了一种新型的光纤式双探头结冰传感器系统。冰水识别探头采用条纹状包层设计,利用包层折射率对光纤传输容量的影响进行冰、水识别。同时,利用冰层对光强的调制作用实现结冰厚度测量。融合双探头的测量结果,即可区分冰与水的厚度特性曲线。最后,利用试制完成的原理样机,在试验平台上分别对冰、水和空气等介质进行了测量试验。结果表明该系统能有效识别冰、水及空气,并具有较高的测量精度。 展开更多

关键词 光纤式结冰传感器 冰水识别 厚度测量 相关检测

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基于声表面波技术的飞机结冰预警系统研究 被引量：5

17

作者 江城 倪世宏 张宗麟 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第5期532-534,共3页

飞机结冰严重影响飞行安全,现有结冰传感器都只在飞机结冰后才进行告警。利用声表面波结冰传感器及声表面波温度传感器设计了飞机结冰预先告警系统。研究了声表面波结冰传感器的原理,并设计了传感器信号的告警逻辑关系,通过等效电路对... 飞机结冰严重影响飞行安全,现有结冰传感器都只在飞机结冰后才进行告警。利用声表面波结冰传感器及声表面波温度传感器设计了飞机结冰预先告警系统。研究了声表面波结冰传感器的原理,并设计了传感器信号的告警逻辑关系,通过等效电路对无线声表面波冰传感器进行仿真。仿真结果表明,声表面波飞机结冰预警系统可用以降低结冰信号的虚警率。 展开更多

关键词 飞机结冰 声表面波 结冰传感器 温度传感器 预警

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机翼结冰探测技术进展 被引量：8

18

作者 王起达 王同光 《航空制造技术》 2009年第3期62-64,共3页

结冰传感器作为检测结冰状态的设备在飞行器中扮演着相当关键的角色。它能给出飞机航行中结冰的信息,高性能结冰传感器还能定量给出结冰严重程度的信息,配合机载除冰装置,可使飞机在结冰气象条件下减小失事的可能性。

关键词 结冰传感器 技术进展 探测 机翼 飞机航行 严重程度 气象条件 飞行器

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飞机翼面结冰试验积冰厚度探测技术研究进展 被引量：1

19

作者 张永杰 张露 罗贵森 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期504-521,共18页

结冰导致的飞机翼面升阻特性恶化直接威胁飞行安全,一直以来都是航空领域关注的热点问题,为了复现翼面结冰过程和剖析翼面结冰、防除冰机理,开展翼面结冰试验十分必要。为了定量刻画飞机结冰试验中的翼面积冰厚度和形态,国内外研究人员... 结冰导致的飞机翼面升阻特性恶化直接威胁飞行安全,一直以来都是航空领域关注的热点问题,为了复现翼面结冰过程和剖析翼面结冰、防除冰机理,开展翼面结冰试验十分必要。为了定量刻画飞机结冰试验中的翼面积冰厚度和形态,国内外研究人员开展了大量卓有成效的测试方法研究。本研究通过系统梳理近年来提出的翼面积冰厚度和冰形测量方法以及结冰传感装置,按照物理原理将其划分为直观法、谐振法、光学法、电学法、热学法、波导法、混合法等测量方法,简要介绍了各方法的设计原理、优缺点和适用范围,期望能够为飞机翼面结冰试验、防除冰系统设计等技术发展提供有益参考。 展开更多

关键词 结冰厚度 结冰传感器 厚度测量 结冰试验 技术综述

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风力机叶片结冰检测系统的试验研究 被引量：4

20

作者 黄昌尧 叶林 +1 位作者 葛俊锋 周灿 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2014年第6期86-88,92,共4页

介绍了一种新型的风力机叶片结冰检测系统,它主要由光纤式结冰传感器和电子处理系统等组成。基于风力机运行环境的分析,在高低温试验箱中模拟叶片结冰的大气条件,对传感器表面结冰进行试验研究,得到了输出电压与冰厚的关系。为验证系统... 介绍了一种新型的风力机叶片结冰检测系统,它主要由光纤式结冰传感器和电子处理系统等组成。基于风力机运行环境的分析,在高低温试验箱中模拟叶片结冰的大气条件,对传感器表面结冰进行试验研究,得到了输出电压与冰厚的关系。为验证系统的抗干扰性,进行了雨水干扰试验。将系统安装在风力机上,进行现场试验,验证了系统的可行性。试验结果表明,系统能有效地区分雨水干扰,检测风力机叶片表面结冰状态,当传感器表面结冰厚度超过阈值时,系统会发出告警信号。 展开更多

关键词 风力机叶片 光纤式结冰传感器 结冰试验 雨水干扰试验 现场试验

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