[发明专利]一种半导体压阻结冰探测器及工作方法

说明书

本发明涉及一种半导体压阻结冰探测器及工作方法，包括半导体固定架，所述半导体固定架用于与待测机翼的蒙皮固定连接，所述半导体固定架内部设有可沿其轴向上下滑动的半导体，所述半导体底端与位于蒙皮内部的绝缘球一端接触，绝缘球的另一端与压力传感器接触，压力传感器固定于位于蒙皮内部的顶针的尖端，所述顶针另一端通过弹簧与待测机翼连接，本发明的结冰探测器结构简单，精度高，可靠性高，满足了飞机飞行安全保障及飞行参考等工作的需要。

技术领域

本发明涉及航空技术领域，具体涉及一种半导体压阻结冰探测器及工作方法。

背景技术

飞机等航空器在高寒带或湿度大的高纬度地区会发生表面结冰现象。飞机表面结冰会严重影响飞行性能，甚至造成飞机失控等后果，因此需要对结冰探测系统进行设计并提高结冰探测器的精度。

现有的飞机结冰传感器主要采用光纤及气动原理进行结冰探测，在结构设计上存在一定的缺陷和问题，例如传统的气动式结冰信号传感器无法将结冰堵塞和灰尘等异物进行分辨，导致当灰尘堵塞进气孔发生气孔堵塞现象，结冰探测信号报警，造成传统的结冰信号传感器虚警率高。因此，迫切需要对其进行适应性改进，并提高结冰探测精度，需要设计发明一种可以在线监测飞机表面结冰情况及结冰厚度的装置。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种半导体压阻结冰探测器，结构简单、精度高，可靠性强，可用于飞机机翼结冰表面的结冰监测和预警，并通过标定计算得到结冰厚度，能够满足飞机飞行安全保障及飞行参考等工作的需要。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种半导体压阻结冰探测器，包括半导体固定架，所述半导体固定架用于与待测机翼的蒙皮固定连接，所述半导体固定架内部设有可沿其轴向上下滑动的半导体，所述半导体底端与位于蒙皮内部的绝缘球一端接触，绝缘球的另一端与压力传感器接触，压力传感器固定于位于蒙皮内部的顶针的尖端，所述顶针另一端通过弹簧与待测机翼连接。

进一步的，所述半导体形状为圆柱形，其侧圆周表面设有多个滑块，半导体的底部连接有半导体导线，所述半导体导线用于与外部系统形成闭合回路。

进一步的，所述半导体固定架为与半导体形状相匹配的圆柱型筒体结构，所述半导体固定接的内圆周表面上设有多个与所述滑块相匹配的滑槽，所述滑槽长度大于滑块长度，所述半导体固定架底端面设有开口，所述开口用于半导体底端与绝缘球接触。

进一步的，所述弹簧采用轻质弹簧。

进一步的，所述顶针包括圆柱段及圆锥段，所述压力传感器固定于圆锥段的尖端部位，所述圆柱段一端与圆锥段固定连接，另一端设有套轴段，所述套轴段的直径小于圆柱段直径，所述轻质弹簧套于套轴段上，轻质弹簧一端与圆柱段的端面连接，另一端与待测机翼的内部结构连接。

进一步的，所述圆柱段、圆锥段及套轴段内贯穿有通孔，所述通孔内设有与压力传感器连接的传感器导线。

本发明还公开了一种半导体压阻结冰探测器的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：飞机飞行前，对半导体压阻结冰探测器进行标定，设定半导体的回路中进行报警的电信号阙值。

步骤2：将多个半导体压阻结冰探测器安装在待测机翼上，飞机飞行时，对半导体连接回路中电流变化值及结冰厚度实时进行检测。

进一步的，所述步骤1中，对半导体压阻结冰探测器在冰风洞环境中进行标定。

进一步的，所述步骤2的具体工作方法为：飞机机翼表面结冰时，半导体在压力作用下发生阻值的变化，与半导体连接的回路中电流产生变化，根据采集的电流信号变化值实时计算结冰厚度，当电流变化值超过阙值时，进行报警。

进一步的，结冰厚度计算时，利用压力传感器检测得到的压力值来补偿外界因素导致的半导体阻值的变化。