[發(fā)明專(zhuān)利]一種超聲波飛機(jī)機(jī)翼在線防除冰一體化系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110579624.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113148181B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于全朋;周世圓;趙明華;胡曉丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B64D15/00
• 分類(lèi)號(hào): B64D15/00;B64D15/20
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 11120
• 代理人: 劉西云

1.一種超聲波飛機(jī)機(jī)翼在線防除冰一體化系統(tǒng)，包括信號(hào)源、多路開(kāi)關(guān)復(fù)用器、計(jì)算機(jī)以及壓電換能器陣列，其特征在于，所述壓電換能器陣列布置于機(jī)翼表面，且壓電換能器陣列中的各壓電換能器呈等邊三角形排布，且任意一個(gè)壓電換能器與其相鄰的壓電換能器之間的距離都相同；

所述計(jì)算機(jī)通過(guò)多路開(kāi)關(guān)復(fù)用器依次選取每個(gè)壓電換能器作為主壓電換能器執(zhí)行以下如下步驟，完成機(jī)翼整體的結(jié)冰監(jiān)測(cè)和去除：

S1：計(jì)算機(jī)通過(guò)控制多路開(kāi)關(guān)復(fù)用器選取其中一個(gè)與主壓電換能器相鄰的壓電換能器作為副壓電換能器，并令所述在線防除冰一體化系統(tǒng)工作于監(jiān)測(cè)結(jié)冰模式，且監(jiān)測(cè)結(jié)冰模式包括以下操作：所述計(jì)算機(jī)控制信號(hào)源產(chǎn)生tone-burst信號(hào)，tone-burst信號(hào)再經(jīng)由多路開(kāi)關(guān)復(fù)用器后接入主壓電換能器；主壓電換能器在tone-burst信號(hào)激勵(lì)下產(chǎn)生Lamb波；副壓電換能器接收所述Lamb波，并將Lamb波發(fā)送給計(jì)算機(jī)，以使計(jì)算機(jī)通過(guò)Lamb波判斷兩個(gè)壓電換能器之間的機(jī)翼區(qū)域是否結(jié)冰；

S2：根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)冰模式的判斷結(jié)果來(lái)決定是否切換在線防除冰一體化系統(tǒng)的工作模式，其中，若判斷結(jié)果為是，則將監(jiān)測(cè)結(jié)冰模式切換為除冰模式，然后進(jìn)入步驟S3，若為否，保持監(jiān)測(cè)結(jié)冰模式不變并進(jìn)入步驟S4，其中，所述除冰模式包括以下操作：計(jì)算機(jī)控制信號(hào)源產(chǎn)生連續(xù)波，連續(xù)波再經(jīng)由多路開(kāi)關(guān)復(fù)用器激勵(lì)當(dāng)前處于同一閉合回路的主壓電換能器和副壓電換能器進(jìn)行除冰；

S3：除冰模式持續(xù)設(shè)定時(shí)間后，將除冰模式再切換回監(jiān)測(cè)結(jié)冰模式，并重復(fù)步驟S1～S2，直到兩個(gè)壓電換能器之間的機(jī)翼區(qū)域的冰被完全去除；

S4：計(jì)算機(jī)控制多路開(kāi)關(guān)復(fù)用器選取下一個(gè)與主壓電換能器相鄰的壓電換能器作為副壓電換能器來(lái)重復(fù)步驟S1～S3，直到遍歷所有與主壓電換能器相鄰的壓電換能器，完成主壓電換能器及其相鄰的壓電換能器之間的結(jié)冰狀態(tài)判斷和除冰。

2.如權(quán)利要求1所述的一種超聲波飛機(jī)機(jī)翼在線防除冰一體化系統(tǒng)，其特征在于，將壓電換能器陣列左上角的壓電換能器作為第一個(gè)主壓電換能器，則下一個(gè)主壓電換能器的確定方法為：將位于當(dāng)前主壓電換能器右側(cè)的壓電換能器轉(zhuǎn)換為主壓電換能器，其中，若當(dāng)前主壓電換能器的右側(cè)沒(méi)有壓電換能器，則將下一行的第一個(gè)壓電換能器轉(zhuǎn)換為主壓電換能器。

3.如權(quán)利要求1所述的一種超聲波飛機(jī)機(jī)翼在線防除冰一體化系統(tǒng)，其特征在于，按順時(shí)針或逆時(shí)針的順序從主壓電換能器相鄰的壓電換能器選取一個(gè)作為副壓電換能器。

4.如權(quán)利要求1～3任一權(quán)利要求所述的一種超聲波飛機(jī)機(jī)翼在線防除冰一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述壓電換能器的類(lèi)型為PZT-4，厚度為1mm，長(zhǎng)度和寬度均為20mm。

5.如權(quán)利要求1～3任一權(quán)利要求所述的一種超聲波飛機(jī)機(jī)翼在線防除冰一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述tone-burst信號(hào)的頻率根據(jù)對(duì)結(jié)冰敏感的Lmab波模態(tài)分析選定。

6.如權(quán)利要求1～3任一權(quán)利要求所述的一種超聲波飛機(jī)機(jī)翼在線防除冰一體化系統(tǒng)，其特征在于，所述連續(xù)波的頻率根據(jù)機(jī)翼振動(dòng)頻率響應(yīng)計(jì)算得到。