王华[1]2003年在《基于振动原理的结冰探测技术研究》文中进行了进一步梳理为了实现复杂环境中结冰的自动探测，本文提出了一种基于振动原理的的结冰探测方法，建立了振管式结冰传感器的物理模型，并推导出了其参数的理论计算公式。 利用有限元法和试验模态分析技术对模型进行了分析，分析证实了此传感器设计的正确性。 设计了用于检测结冰信号的谐振电路，并对谐振电路进行了分析。 信号处理电路以AT89C52单片机为核心。包括信号整形电路、中央处理单元、温度传感电路、电流传感电路、数码显示电路、信号输出接口电路、加热电路。AT89C52接收来自谐振电路的频率信号，并对其进行处理，再按照设计要求发出各种控制信号。针对此信号处理电路，为AT89C52设计了相应的软件。 传感器性能试验是本研究课题的关键部分，本文对标定方法进行了探索，并选择了较理想的方法对传感器进行了标定，试验结果表明该传感器分辨率高，线性度好，是目前国际上少数具有实用价值的结冰探测方法中最具前途的一种。
张滨华, 王华, 王劲松, 林金秋[2]2003年在《一种基于振动原理的结冰探测方法》文中指出为了实现复杂环境中结冰的自动探测 ,提出了一种基于振动原理的结冰探测方法 ,建立了振管式冰传感器的物理模型 ,并推导出了其参数的理论计算公式 ,通过试验模态分析和样品测试 ,证实了此传感器理论设计的正确性
周莉[3]2014年在《某型飞机结冰探测器一体化技术研究》文中认为飞机结冰探测技术在上个世纪70年代末国外许多新型飞机就开始应用。飞机结冰探测是飞机结冰防护系统的重要组成部分，是新型客机必备的关键设备，是飞机先进性、经济性和安全性的体现。国内对结冰探测技术的研究相对滞后，特别是对新型一体化结冰探测技术的研究。随着我国航空科学技术对新型飞机的安全性，先进性，经济性的要求不断提高，老式的结冰探测技术不能满足现代航空器需要，需要开发研制新型的结冰探测器。飞机结冰是指飞机机体表面某些部分聚集冰层的现象，它主要由云中过冷水滴或降雨中的过冷雨滴碰到飞机机体后凝固形成的，也可由水汽直接在机体表面凝华而成。只要有适当的空气湿度，飞机就会产生结冰现象。机翼前缘结冰，飞机的空气动力性能变坏，使飞机的升力减小，阻力增大,影响飞机的安全性和操作性；在旋翼和螺旋桨叶上结冰，会造成飞机剧烈颤动；发动机进气道结冰，可能会损坏飞机；风挡结冰，妨碍目视飞行；天线结冰，影响通讯或造成通讯中断，这些因素都可能造成意想不到的事故[1]。本论文对某型飞机一体化结冰探测技术进行了研究设计。首先介绍了一体化结冰探测系统的工作原理，接着主要对该系统的探测机理进行了详细分析，建立了一整套的技术实施方案以及计算系统中关键参数[1]，为设计一体化结冰探测原理样机奠定理论基础。进行了试验测试，研究了探测器热分析及仿真测试，并进行了冰风洞试验，进一步将理论分析结果与试验数据进行了比较，分析出存在的问题并加以解决。经研究结论表明一体化结冰探测器的建立是合理的，这些结论对工程样机研制具有较高指导意义。本论文对设计出的工程样机开展的系列试验说明，一体化结冰探测器精准度较高，具有很好的可靠性，获得的大量试验数据与理论分析结果一致，积累了相当的工程应用经验。最后，对某型飞机开展了初步设计实践研究，得出的初步设计方案可以满足飞机制造及使用方提出的要求，为此系统进入详细设计阶段和装机试飞打下了坚实的基础。
李盼, 朱家乐[4]2017年在《飞机结冰探测器原理及安装简析》文中研究表明飞机结冰是飞机飞行过程面临的严重安全隐患,如何利用结冰探测器准确地探测到结冰十分关键。本文介绍了结冰探测器的多种探测原理及其探测能力,结冰探测器安装时的区域计算和验证方法,并说明目前现有飞机的结冰探测器使用情况,为飞机结冰探测器的安装和选用提出指导。
邢科新[5]2006年在《基于图像处理的结冰传感器标定方法研究》文中提出社会生产和生活中广泛存在结冰产生的危害,尤其是航空领域中飞机空中飞行结冰的危害,很早就被人们所意识和重视。我国在该领域技术积累薄弱,尤其是在结冰传感器方面尚没有进行深入的研究。众所周知,任何一种传感器在投入生产使用之前都必须经过标定,但目前国内对结冰传感器的标定基本还停留在利用手工卡尺,用眼睛观测的原始阶段,因此,研究结冰传感器结冰厚度标定工作成为了整个结冰传感器研究工作的重要环节,具有非常重要的意义。论文针对一种平膜压电结冰传感器,提出了基于图像测量原理的标定方法,进行了深入地研究。采用图像测量技术的首要问题是要建立视觉检测系统,而作为视觉测量系统中关键组成部件的CCD摄像机,其结构参数的精度直接影响到测量结果,因此摄像机的标定是实现测量的关键步骤。论文中在对摄像模型深入分析和讨论的基础上,详细论述了摄像系统标定的具体实现方法。论文的核心内容是采用数字图像处理的算法对摄像采集到的结冰图像进行分析和处理。首先对采集到的结冰图像做背景差分,并选择合适的平滑滤波方法对差分图像进行了预处理;第二步就是边界提取,分析比较了多种边缘提取算法,并根据一定的算法提取出冰的粗略的轮廓。在此基础上,采用二值化图像的跟踪技术找到实际结冰边界;最后根据摄像机标定的模型,计算出结冰厚度。本文算法在计算机上用matlab仿真软件进行了仿真试验。
尹胜生[6]2012年在《飞机机场地面结冰探测系统研究与设计》文中研究说明在寒冷天气下，停留在机场上的飞机很容易发生结冰。尽管对飞机采取了起飞前的除冰措施，但由于缺乏先进的地面结冰探测手段，飞机带霜，雪或冰起飞的情况仍时有发生，从而对飞机飞行安全构成了很大的威胁。当前用于飞机结冰探测的多是机载结冰传感器，主要用于飞机在空中的结冰探测，而很少有专门的结冰传感器用于飞机机场地面结冰探测。随着我国民航事业的快速发展，需要迫切解决飞机机场地面结冰探测这一难题。本文研究并设计了飞机机场地面结冰探测系统。首先介绍光纤式结冰传感器理论，多传感器数据融合和微弱信号检测理论，然后以此为基础分别从底层硬件和上位机软件两大方面对系统进行了详细设计：底层硬件上完成了多传感器设计，信号调理电路设计和采集模块设计，实现了从传感器端的微弱结冰状态变化到采集端的显着电压信号变化；上位机软件上完成了通信模块设计，数据库存储读取设计，数据处理及人机界面设计，对底层硬件传送过来的结冰电压信号进行处理，并提供良好的人机界面，显示当前结冰状态，并把试验数据保存到数据库中。最后在实验室的结冰试验平台下，完成了本探测系统的结冰标定试验和验证试验工作。结冰试验结果表明：本系统用于飞机机场地面结冰探测是可行的，可完成基本的冰型识别和冰厚探测，其结果是可信的。
黄琴[7]2007年在《基于图像处理的结冰传感器标定方法的研究》文中研究指明飞机结冰现象给飞行带来了严重的危害。世界各国对飞机结冰的探测技术的研究日益重视;在国内,对飞机结冰探测的研究已取得重大进展,但结冰传感器的标定问题,一直没有得到很好的解决。因此,研究结冰传感器的标定技术,对于结冰传感器的全面、深入的研发,保证结冰传感器技术研究的可行性和可信度,具有重要的意义。本课题提出的“基于图像处理的结冰传感器的标定方法的研究”,主要研究通过图像处理测量技术,对本实验室研发的一种结冰传感器进行连续的、实时的、自动标定,以提高标定的效率和可靠性。基于图像处理的结冰传感器的标定方法,是采用现代数字图像处理技术,通过图像采集系统拍摄传感器结冰的截面图像,对结冰图像进行平滑、滤波处理,通过Canny算子来检测并提取结冰层以及标尺的上下两个边缘,进行断点连接和边缘标识后,分别计算结冰层边缘和标准参考块边缘之间的平均距离,根据冰层与参考块的位置关系经过相应转化后,与标准块的实际厚度进行比对,计算出结冰的厚度,比较传感器的测量结果,从而实现对结冰传感器的标定。在算法研究时进行了MATLAB仿真试验,验证了方案的可行性。测量软件的实际试验结果与仿真试验结果,在边缘检测、提取,断点连接上,具有较好的一致性。文中分析了计算结果的误差,并提出了算法的改进方法。
戴卫中[8]2008年在《基于红外反射的旋翼结冰探测方法的研究》文中进行了进一步梳理直升机因活动于易结冰的中低空高度,且其旋翼运动速度较高,故而结冰形势较固定翼飞机更为严重,也更容易导致危险事故的发生。旋翼是直升机最易结冰的部件之一,且对直升机的安全影响最为严重,但目前国内针对直升机旋翼的结冰探测研究几乎是一片空白。本文旨在研究高效可行的旋翼结冰探测方法,从而达到实时判断旋翼结冰状况的目的。通过分析直升机旋翼的结构特点及结冰范围,并结合红外探测技术的基本原理,本文提出了基于红外反射的旋翼结冰探测方法。这种方法具有低成本、高探测率、不受大气环境影响、防电磁干扰等优点,非常适用于旋翼所处的恶劣工作环境。文中重点介绍了结冰探测器的光学系统设计、电路设计及试验情况。为实现远距离的结冰信号探测,克服背景光的干扰,探测器采用了单透镜加同轴光纤束的红外光学系统设计;并通过相关检测电路设计,有效了滤除了高速旋转中桨叶的挥舞、摆振、扭转(变距)等造成的各种噪声和干扰信号。另外分别在不同的模拟条件和结冰条件下进行了试验,获得了多组试验数据,并对各组试验结果进行了比较、分析。试验结果表明,本文提出的基于红外反射的结冰探测方法,能达到旋翼结冰探测的基本性能指标,具有较高的可行性。
白天, 朱春玲, 李清英, 朱程香[9]2013年在《压电双晶片悬臂梁结构用于结冰探测的研究》文中进行了进一步梳理采用一种压电双晶片悬臂梁结构作为结冰探测的传感元件,使用有限元方法(FEM)计算其在有水附着与结冰两种状态下的谐振频率变化,同时使用Agilent 35670A动态信号分析仪与传统的传输法进行实验测量,通过误差对比检验计算结果的正确性,并找出谐振频率的变化与压电梁局部质量和刚度等结构特征改变之间的联系,发现随着结冰的发生以及厚度的增加,相应的局部质量和刚度的改变对谐振频率的综合影响多变。针对压电双晶片悬臂梁结构的特殊性,采用一种反馈法接线进行测量,并与传输法测量结果以及FEM计算结果进行比较,证明这种测量方法的准确性。最后根据计算与实验测量结果确定合适的工作模态,总结整个结冰过程对该模态谐振频率的影响。结果表明,压电双晶片悬臂梁结构用于结冰探测是可行的,它能够准确检测出不同结冰状态对其结构特征的影响,并且结构简单、便于测量。
谭舒亚[10]2015年在《路面结冰检测技术的研究》文中研究说明道路结冰是寒冷季节我国大部分地区会出现的气象现象,这一现象严重危害行驶车辆的安全。尤其是夜间在路面形成的黑冰,用肉眼难以分辨,更无法由路面监控判断。迄今为止,国内外的科研工作者设计开发了多种基于不同原理的结冰传感器,其中不少可应用于路面结冰检测。但许多探测原理仅处于实验室阶段,并不具备实际工程应用条件;也有不少成熟产品,由于成本较高,未能大面积使用。本文参照目前较为成熟的结冰探测技术,以实现实际工程应用为目的,研制出了两种路面结冰探测系统——接触式路面结冰探测系统和非接触式路面结冰探测系统。针对接触式路面结冰探测系统,本文简述了压电平膜结冰传感器、光纤结冰传感器的基础原理。然后根据路面结冰检测的实际应用要求,对传感器外形及原理进行了适当的修改与完善。之后以扫频电路为基础,设计、开发了压电平膜路面结冰传感器的信号调理系统,以锁定放大器为基础,设计、改进了光纤路面结冰传感器的信号调理系统。然后分别完成了两种接触式路面结冰传感器的模拟结冰试验,完成标定相关工作。最终通过现场试验验证了接触式路面结冰探测系统的可行性。针对非接触式路面结冰探测系统,本文简述了前期在文献调研基础上进行的理论研究,确定通过检测反射光的偏振度来判断路面状态,通过检测激光反射光斑大小来判断冰厚的方案。然后搭建了原理测试系统,用沥青块模拟路面各种状态,完成了原理试验。根据对原理试验数据进行的处理与标定,证实了方案的可行性。最后针对路面结冰应用背景,设计了改变相机拍照角度、改变光源波段等试验,验证了此方案工程实际应用的可能性。
参考文献：
[1]. 基于振动原理的结冰探测技术研究[D]. 王华. 哈尔滨工程大学. 2003
[2]. 一种基于振动原理的结冰探测方法[J]. 张滨华, 王华, 王劲松, 林金秋. 仪器仪表学报. 2003
[3]. 某型飞机结冰探测器一体化技术研究[D]. 周莉. 吉林大学. 2014
[4]. 飞机结冰探测器原理及安装简析[J]. 李盼, 朱家乐. 装备制造技术. 2017
[5]. 基于图像处理的结冰传感器标定方法研究[D]. 邢科新. 华中科技大学. 2006
[6]. 飞机机场地面结冰探测系统研究与设计[D]. 尹胜生. 华中科技大学. 2012
[7]. 基于图像处理的结冰传感器标定方法的研究[D]. 黄琴. 华中科技大学. 2007
[8]. 基于红外反射的旋翼结冰探测方法的研究[D]. 戴卫中. 华中科技大学. 2008
[9]. 压电双晶片悬臂梁结构用于结冰探测的研究[J]. 白天, 朱春玲, 李清英, 朱程香. 航空学报. 2013
[10]. 路面结冰检测技术的研究[D]. 谭舒亚. 华中科技大学. 2015