光学结冰传感器和结冰探测器在无人机上应用

光学结冰传感器和结冰探测器在无人机上应用

20世纪80年代的振动簧 片结冰传感器和结冰探测器是为控制充气橡胶靴而设计的，但如今的无人机UAV需要一种更现代的方法。小型无人机上结冰传感器探头的有限表面积会使任何金属结冰传感器相对于飞机敏感的无线电天线的位置和安装复杂化。解决了这一问题，现代航空结冰传感器的外探头是由对无线电信号透明的非导电塑料制成，对无人机没有无线电干扰。

现代光学结冰传感器通常由一个带气隙的塑料探针、电路��、外壳和电缆组成。传感器探头是一个德尔林塑料悬臂，在机翼下方有两个光学窗口和一个反射墙，伸入气流中。在飞行中，光学结冰传感器检测液态水和固态冰之间的水相变化。飞行中的冰分子直接在传感器的探头的光学表面形成，产生产生*大可能的探测到冰的灵敏度

光学结冰传感器和结冰探测器在无人机上应用的结构组成：接口板产生并接收光学结冰传感器激励信号。光学表面上*早形成的冰分子在分子水平上干扰结冰传感器的激发信号。电路板将三条离散逻辑线路上的传感器信号变化解释为无冰（000）、冰警报（001）、更多冰（011）或饱和冰（111）。结冰传感器的探头的内端与外壳内的固体环氧树脂中的小接口板相匹配，完全浸入水中。一根轻量的蓝色电缆将设备连接到主机系统。

光学结冰传感器和结冰探测器在无人机上应用的特点：光学结冰传感器体积小，重量轻，没有兆赫时钟，也没有运动部件。它们从机翼内部安装，向下延伸，气隙面向前方进入气流。整个装置用5/16“-24螺纹和螺母固定到位，就像普通的大气总温传感器一样安装在通用航空飞机上。

光学结冰传感器的高度敏感是因为它们的探头是铅笔状的，因此对空气中的水分子产生*小的冲压空气加热效应。由于这个原因，它们在机身、机翼和支柱等较胖、较暖的机身部件之前吸引固体冰分子。在无冰条件下，环境风会从结冰传感器光学元件中除去液态水，但冰会附着在其上并积聚起来进行检测。

美国宇航局格伦 Glenn的结冰研究风洞是俄亥俄州克利夫兰市世界上*大的此类风洞，它根据温度、湿度、海拔、风速、液态水含量、细雨落直径和气压的矩阵测试并记录了光学结冰传感器。根据要求提供测试隧道矩阵和报告。

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