新型传感器用微波技术实时检测飞机机翼结冰

据了解,这款新型传感器由沉积在一层薄塑料上的金属构成,足够坚固。传感器可全面了解机体表面的结冰情况,如飞机机翼。传感器能检测水何时撞到机翼,跟踪从水到冰的相变,并测量其厚度。

  据外媒报道,虽然机翼上形成的冰是飞机坠毁的主要原因,但这些冰现在还都是主要通过眼睛发现,而目视检查很容易受到人为错误和环境变化的影响。另外,虽然近年来,研究人员对航空发动机核心机在高空结冰现象的理解已经有很大进展,但研发为飞行员提供危险告警的可靠传感器系统的工作,如今仍处在相对初始阶段。

新型传感器用微波技术实时检测飞机机翼结冰

研究人员展示这款小巧便携式的结冰探测传感器装置,资料图

  如今,一种新型传感器可能会改变这一情况,因为它通过微波来即时检测冰的形成,在飞行员或地勤人员观察到结冰之前,便可检测到冰在表面形成时的精确时间。相关研究报告已发表在《Sensors and Actuators B: Chemical》上。

  据悉,这款被叫做平面微波谐振器传感器的装置,由加拿大英属哥伦比亚大学奥卡那根分校工程学院的研究人员研发。在研发过程中,研究人员在使用了几种办法未果后,于是想到通过使用微波谐振器,因为它们具有高灵敏度,低功率,易于制造等优点。

  目前,平面微波谐振器装置已成功用于传感监测领域,可用于监测固体,液体和气体材料。然而,还没有该装置进行冰和雪探测的相关研究,尽管它们对运输和安全应用中的结冰探测作用明显。

  据了解,这款新型传感器大体由沉积在一层薄塑料上的金属构成,足够坚固,可经受住各种考验,且它的制造既简单成本又低。这一检测能力,可防止与冰冷飞机机翼相关的悲剧。传感器可全面了解机体任何表面上的结冰情况,如飞机机翼。例如,传感器能够检测水何时撞到机翼,跟踪从水到冰的相变,然后测量其厚度。总之,该传感器可使地面和飞行中的除冰更快、更便宜、更有效。

  简而言之,该传感器的工作原理是通过测量发射微波的共振频率、振幅和散射模式,如何被可能存在于其表面的任何水、霜或冰改变实现检测。在实验室的测试中,其能在冰点以下冷却的几秒钟内检测到结霜现象。

  相比之下,人类观察者要等到传感器处于-10℃约两分钟后,才可能看到结霜现象。然而,正如研究人员所指的那样,这只是在实验室里的一个小样本上,至于要在室外环境下发现整个机翼上的结冰难度则要大得多。

  无论如何,这是一种快速准确地探测冰层形成的全新方法。这项技术基于射频和微波技术,可实现无线和非接触检测,因此,它可以用来确认除冰工作是否已经到位。

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