Сигнализатор обледенения

Авторы патента:

 


Владельцы патента RU 2530293:

Ильин Олег Петрович (RU)

Изобретение относится к средствам сигнализации и контроля и может быть использовано для дистанционного обнаружения обледенения различных поверхностей. Технический результат - обеспечение возможности сигнализации о степени и интенсивности обледенения в зависимости от величины массы льда на контролируемой поверхности, а также обеспечение надежности этой сигнализации. Сигнализатор содержит узел индикации наличия обледенения, узел индикации степени обледенения, узел индикации превышения допустимой степени обледенения, устройство аварийной сигнализации, первое и второе пороговые устройства, первое и второе логические устройства, генератор импульсов, усилитель мощности, оптический излучатель, передающий объектив, поляризатор, контрольную поверхность для отложения льда, анализатор, приемный объектив, фотоприемник, усилитель, амплитудный детектор, интегратор, устройство преобразования усилия в напряжение и преобразователь частоты в напряжение. 1 ил.

 

Изобретение относится к средствам сигнализации и контроля и может быть использовано для дистанционного обнаружения обледенения различных поверхностей.

Известные сигнализаторы обледенения (см., например, Тенишев Р.X., Строганов Б.А., Савин В.С., Кординов В.К., Тесленко А.И., Леонтьев В.Н. Противообледенительные системы летательных аппаратов. Основы проектирования и методы испытаний. - Машиностроение, М.: 1967, с.217-222) условно можно разделить на две группы: сигнализаторы, регистрирующие условия, способствующие возникновению обледенения, и сигнализаторы, регистрирующие непосредственно наличие льда на поверхности контролируемого объекта.

Достоинством сигнализаторов обледенения первой группы является высокая чувствительность, а их недостаток - большая вероятность ложных срабатываний, поскольку они не отличают обычные капли воды от переохлажденных, обуславливающих обледенение. Сигнализаторы второй группы менее подвержены ложным срабатываниям, но уступают в быстродействии сигнализаторам первой группы, так как для образования льда требуется некоторое время.

В относящихся ко второй группе оптоэлектронных сигнализаторах обледенения, принцип работы которых основан на регистрации интенсивности прямого или отраженного ото льда поляризованного оптического излучения, сочетаются малая вероятность ложных срабатываний и высокое быстродействие. Эти сигнализаторы являются наиболее близкими аналогами заявляемого устройства.

Известен оптоэлектронный сигнализатор обледенения (патент РФ №2332724 от 05. 02. 2007, опубл. в Бюл. №24, 2008, МПК G08B 19/02), состоящий из: оптического излучателя; передающего и приемного световодов; фотоприемника; блока обработки сигналов; индикатора наличия обледенения; модулятора, который подключен к оптическому излучателю, оптически сопряженному через передающий световод, поляризатор, оптически прозрачный обогреваемый обтекатель излучателя, оптически прозрачный обтекатель фотоприемника с управляемым обогревом, анализатор и приемный световод с фотоприемником, к выходу которого подключен блок обработки сигналов; устройства управления, вход которого соединен с выходом блока обработки сигналов, а выход одновременно с входом индикатора наличия обледенения, управляющим входом оптически прозрачного обтекателя с управляемым подогревом и входом устройства измерения интенсивности обледенения.

В первом аналоге плоскость поляризации анализатора повернута на 90° относительно плоскости поляризации поляризатора, поэтому при отсутствии льда на поверхности обтекателя фотоприемника излучение на выход анализатора не проходит и оптический сигнал на вход фотоприемника не поступает. При появлении льда на обтекателе фотоприемника происходит деполяризация проходящего через лед оптического излучения, в результате чего возрастает амплитуда сигнала на выходе фотоприемника, что является основанием для формирования сигнала о наличии обледенения.

Однако сигнал на выходе фотоприемника может отсутствовать, например, и в случае неисправности модулятора, оптического излучателя, передающего или приемного световодов, поляризатора, анализатора, подогреваемых обтекателей и фотоприемника. При появлении этих и других подобных неисправностей данный сигнализатор становится неработоспособным, но поскольку он не содержит технических средств, оповещающих о возникновении аварийной ситуации, надежность сигнализации первого аналога низкая, что является его недостатком.

В первом аналоге контроль интенсивности обледенения осуществляется посредством измерения мощности, которую необходимо затратить на обогрев обтекателя фотоприемника для удаления льда с его поверхности, однако вследствие инерционности процесса таяния льда и его зависимости от условий окружающей среды точность оценки интенсивности обледенения невелика, что также является недостатком этого аналога.

Известен сигнализатор обледенения (Ильин О. Сигнализатор обледенения. - Радио, 2010, №8, с.40, 41), содержащий генератор импульсов, соединенный выходом с входом усилителя мощности, выход которого подключен к входу оптического излучателя, сопряженного оптически через передающий объектив, первый поляризатор, контрольную поверхность для отложения льда, второй поляризатор (анализатор) и приемный объектив с фотоприемником, к выходу которого подключен вход усилителя, соединенного выходом через последовательно включенные амплитудный детектор и интегратор с входом порогового устройства, подключенного выходом к входу узла индикации обледенения.

Во втором аналоге при появлении льда на контролируемой поверхности происходит деполяризация отраженного ото льда оптического излучения, что вызывает возрастание уровня сигнала на входе фотоприемника и, как следствие, срабатывание порогового устройства, в результате чего узлом индикации формируется сигнал оповещения о наличии обледенения.

Недостатками второго аналога являются низкая информативность и надежность сигнализации, поскольку он не содержит технических средств, позволяющих производить оценку степени и интенсивности обледенения, а также оповещающих о наличии аварийной ситуации, произошедшей вследствие выхода из строя элементов сигнализатора.

Известен сигнализатор обледенения (патент РФ №2335434 от 01. 03. 2007, опубл. в Бюл. №28, 2008, МПК B64D 15/22), предназначенный для контроля наличия льда на лопастях винта вертолета, состоящий из приемной оптической системы, фотоприемника, блока обработки сигналов, импульсного генератора, модулятора, выход которого подключен к управляющему входу импульсного генератора, а вход - к выходу синхронизатора, оптического излучателя, соединенного с выходом импульсного генератора и излучающего через передающую оптическую систему, поляризатор, оптически прозрачный обогреваемый обтекатель излучателя в направлении отражающей поверхности передней кромки лопасти винта вертолета и оптически сопряженный через оптически прозрачный обогреваемый обтекатель фотоприемника, анализатор и приемную оптическую систему с фотоприемником, соединенным с входом блока обработки сигналов, к выходу которого подключены входы индикатора наличия обледенения и устройства управления противообледенительной системой.

Известен также сигнализатор обледенения (Ильин О. Сигнализатор обледенения. - Моделист-конструктор, 2011, №9, с.23-25), предназначенный для контроля обледенения лопастных роторных агрегатов, содержащий передающее устройство, включающее в себя узел синхронизации, который сопряжен с лопастным ротором посредством обтюратора, закрепленного на его валу, первого оптического излучателя и первого фотоприемника, подключенного выходом к входу формирователя импульсов, соединенного выходом с первым выходом узла синхронизации, при этом первый выход узла синхронизации подключен к входу импульсного генератора, соединенного выходом с входом усилителя мощности, выход которого подключен к входу второго оптического излучателя, излучающего через передающую оптическую систему и поляризатор в направлении отражающей поверхности лопасти ротора и оптически сопряженный через поляризатор приемного устройства (анализатор), плоскость поляризации которого повернута на угол, обеспечивающий минимальный уровень проходящего через него отраженного оптического излучения, и приемную оптическую систему с фотоприемником, выход которого подключен к первому входу усилителя, вход стробирования которого соединен со вторым выходом узла синхронизации, при этом выход усилителя подключен через последовательно соединенные детектор, интегратор и узел сравнения (пороговое устройство) к входу узла индикации наличия обледенения.

В третьем и четвертом аналогах поляризованный оптический луч достигает поверхности лопасти и, отражаясь от нее, попадает на вход приемного устройства. При наличии в контролируемой зоне лопасти льда отраженное от него оптическое излучение деполяризуется. Отраженные волны, у которых плоскость поляризации совпадает с плоскостью поляризации анализатора, проходят через анализатор с минимальным ослаблением, вследствие чего амплитуда сигнала на выходе фотоприемника возрастает. Если амплитуда этого сигнала превышает пороговый уровень, то формируется сигнал оповещения о наличии обледенения.

Третий и четвертый аналоги информируют лишь о факте наличия или отсутствия обледенения, но не позволяют судить о степени и интенсивности обледенения, поэтому информативность сигнализации этих аналогов низкая, что является их недостатком. Кроме того, поскольку третий и четвертый аналоги не содержат технических средств, оповещающих о наличии аварийной ситуации, которая может произойти вследствие выхода из строя элементов сигнализатора, надежность сигнализации этих аналогов низкая.

Известен также сигнализатор обледенения, предназначенный для контроля наличия льда на лопастях винта вертолета (патент РФ №2446080 от 27. 09. 2010, опубл. в Бюл. №9, 2012, МПК B64D 15/20, G08 19/02), содержащий приемную оптическую систему, фотоприемник, блок обработки сигналов, импульсный генератор, модулятор, выход которого подключен к управляющему входу импульсного генератора, а вход - к выходу синхронизатора, оптический излучатель, соединенный с выходом импульсного генератора, излучающий через передающую оптическую систему, поляризатор, оптически прозрачный обогреваемый обтекатель излучателя в направлении отражающей поверхности передней кромки лопасти винта вертолета и оптически сопряженный через оптически прозрачный обогреваемый обтекатель фотоприемника, анализатор и приемную оптическую систему с фотоприемником, соединенным с первым входом блока обработки сигналов, к первому выходу которого подключен вход устройства управления противообледенительной системой, фотоприемник выполнен в виде N фоточувствительных элементов, где N - целое число больше единицы, подключенных своими выходами соответственно к N входам блока обработки сигналов, первые N выходов которого соединены соответственно с N входами индикатора наличия обледенения, включающего в себя N элементов индикации, блок пороговых напряжений и блок аварийной сигнализации, при этом первый и второй выходы блока пороговых напряжений подключены соответственно к (N+1)-му и (N+2)-му входам блока обработки сигналов, вторые N выходов блока обработки сигналов соединены соответственно с N входами блока аварийной сигнализации, выход синхронизатора соединен с входом стробирования блока обработки сигналов, а анализатор повернут относительно поляризатора на угол, обеспечивающий неортогональность их плоскостей поляризации.

В пятом аналоге поляризованный оптический луч достигает поверхности передней кромки лопасти несущего винта вертолета, отражается от нее, а затем, пройдя через оптически прозрачный обогреваемый обтекатель фотоприемника, анализатор и приемную оптическую систему, попадает на N фоточувствительных элементов фотоприемника, преобразующего принятое оптическое излучение в электрический сигнал. Если вследствие соответствующих условий окружающей среды на каких-либо участках отражающей поверхности передней кромки лопасти появляется лед, то отраженное от этих участков оптическое излучение деполяризуется. Отраженные волны, у которых плоскость поляризации совпадает с плоскостью поляризации анализатора, проходят через него с минимальным ослаблением, вследствие чего уровень сигнала на выходе фоточувствительных элементов фотоприемника, в поле зрения которых попадают участки, покрытые льдом, возрастает. Когда амплитуда какого-либо из этих сигналов превышает верхний уровень порогового напряжения, блок обработки сигналов формирует на своем соответствующем N-м выходе сигнал на включение N-го элемента индикации индикатора наличия обледенения.

Пятый аналог информирует не только о факте наличия обледенения, но и о распределении льда вдоль передней кромки лопасти, а также о степени и интенсивности ее обледенения в зависимости от величины площади поверхности лопасти, покрытой льдом, что позволяет рациональным образом управлять энергетическими затратами противообледенительной системы вертолета. Кроме того, пятый аналог формирует аварийный сигнал о наличии неисправности оптического излучателя, передающей или приемной оптических систем, поляризатора, анализатора, подогреваемых обтекателей, одного или нескольких фоточувствительных элементов фотоприемника, что повышает надежность сигнализации.

Недостатком пятого аналога является то, что он не сигнализирует непосредственным образом о степени и интенсивности обледенения в зависимости от величины массы льда на контролируемой поверхности.

В качестве прототипа выбран сигнализатор обледенения (патент РФ №2445707 от 17.11. 2010, опубл. в Бюл. №8, 2012, МПК G08 19/02), содержащий узел индикации превышения допустимой степени обледенения, подключенный входом к выходу первого порогового устройства, генератор импульсов, соединенный выходом с входом усилителя мощности, выход которого подключен к входу оптического излучателя, сопряженного оптически через передающий объектив, поляризатор, контрольную поверхность для осаждения льда, анализатор и приемный объектив с фотоприемником, к выходу которого подключен вход усилителя, соединенного выходом с последовательно включенными детектором и интегратором, сопряженное с формирователем импульсов устройство вращения плоскости поляризации анализатора, имеющее с ним кинематическую связь, устройство измерения коэффициента амплитудной модуляции, узел индикации степени обледенения, второе пороговое устройство, логическое устройство и устройство аварийной сигнализации, при этом выход формирователя импульсов подключен к первому входу логического устройства, второй вход которого соединен с выходом второго порогового устройства, вход которого соединен с выходом интегратора, выход логического устройства подключен к входу устройства аварийной сигнализации, вход устройства измерения коэффициента амплитудной модуляции подключен к выходу усилителя, а выход - к входу узла индикации степени обледенения и входу первого порогового устройства.

В прототипе поляризованный оптический луч достигает контрольной поверхности для осаждения льда и, отражаясь от нее, проходит через вращающийся анализатор, а затем попадает на вход фотоприемника. Благодаря вращению плоскости поляризации анализатора происходит амплитудная модуляция выходного сигнала фотоприемника. Коэффициент амплитудной модуляции содержит информацию о степени обледенения рабочей зоны поверхности для осаждения льда. Эта информация поступает на вход узла индикации степени обледенения. Если степень обледенения превышает допустимый уровень, то приводится в действие узел индикации превышения допустимой степени обледенения, а при выходе из строя элементов сигнализатора формируется сигнал на включение устройства аварийной сигнализации.

В прототипе критерием оценки степени обледенения является отношение площади рабочей зоны контрольной поверхности, покрытой льдом, ко всей ее площади, поэтому этот сигнализатор эффективен для контроля обледенения таких объектов, для нормального функционирования которых важно располагать информацией о площади обледенения, например площади обледенения остекления кабины экипажа летательного аппарата. Однако в ряде случаев опасными факторами обледенения являются не площадь осажденной на контролируемой поверхности тонкой пленки льда и интенсивность увеличения площади пленки льда, а величина и интенсивность нарастания массы льда, так как чрезмерное усилие от воздействия отложившейся массы льда может привести к неработоспособности или разрушению элементов конструкции контролируемого объекта. Поэтому недостатком прототипа является то, что он не сигнализирует непосредственным образом о степени и интенсивности обледенения в зависимости от величины массы льда на контролируемой поверхности.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение возможности сигнализации о степени и интенсивности обледенения в зависимости от величины массы льда на контролируемой поверхности, а также обеспечение надежности этой сигнализации.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в сигнализаторе обледенения, содержащем узел индикации превышения допустимой степени обледенения, узел индикации степени обледенения, первый вход которого соединен с входом первого порогового устройства, второе пороговое устройство, первый выход которого подключен ко второму входу первого логического устройства, соединенного выходом с первым входом устройства аварийной сигнализации, генератор импульсов, соединенный выходом с входом усилителя мощности, выход которого подключен к входу оптического излучателя, сопряженного оптически через передающий объектив, поляризатор, контрольную поверхность для отложения льда, анализатор, повернутый относительно поляризатора на угол, обеспечивающий неортогональность их плоскостей поляризации, и приемный объектив с фотоприемником, к выходу которого подключен вход усилителя, соединенного выходом через последовательно включенные амплитудный детектор и интегратор с входом второго порогового устройства, предусмотрены следующие отличия: введено устройство преобразования усилия в напряжение, вход которого кинематически сопряжен с контрольной поверхностью для отложения льда, преобразователь частоты в напряжение, узел индикации наличия обледенения и второе логическое устройство, при этом выход устройства преобразования усилия в напряжение подключен к управляющему входу генератора импульсов, вход преобразователя частоты в напряжение соединен с выходом амплитудного детектора, выход преобразователя частоты в напряжение соединен с входом первого порогового устройства, первый выход первого порогового устройства соединен с первым входом первого логического устройства и с первым входом второго логического устройства, подключенного выходом к входу узла индикации превышения допустимой степени обледенения, первый выход второго порогового устройства соединен с входом узла индикации наличия обледенения, со вторым входом узла индикации степени обледенения и со вторым входом второго логического устройства, второй выход первого и второй выход второго пороговых устройств соединены соответственно со вторым и с третьим входами устройства аварийной сигнализации.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует причинно-следственная связь, а именно: по сравнению с прототипом обеспечивается возможность сигнализации о степени и интенсивности обледенения в зависимости от величины массы льда на контролируемой поверхности, а также обеспечивается надежность этой сигнализации.

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже изображены: узел индикации превышения допустимой степени обледенения 1; узел индикации степени обледенения 2; устройство аварийной сигнализации 3; первое пороговое устройство 4; второе пороговое устройство 5; первое логическое устройство 6; генератор импульсов 7; усилитель мощности 8; оптический излучатель 9; передающий объектив 10; поляризатор 11; контрольная поверхность для отложения льда 12; анализатор 13; приемный объектив 14; фотоприемник 15; усилитель 16; амплитудный детектор 17; интегратор 18; устройство преобразования усилия в напряжение 19; преобразователь частоты в напряжение 20; узел индикации наличия обледенения 21; второе логическое устройство 22.

Вход устройства преобразования усилия в напряжение 19 кинематически сопряжен с контрольной поверхностью для отложения льда 12. Выход устройства преобразования усилия в напряжения 19 подключен к управляющему входу генератора импульсов 7. Генератор импульсов 7 соединен выходом с входом усилителя мощности 8. Выход усилителя мощности 8 подключен к входу оптического излучателя 9. Оптический излучатель 9 сопряжен оптически через передающий объектив 10, поляризатор 11, контрольную поверхность для отложения льда 12, анализатор 13 и приемный объектив 14 с фотоприемником 15. Анализатор 13 повернут относительно поляризатора 11 на угол, обеспечивающий неортогональность их плоскостей поляризации. К выходу фотоприемника 15 подключен вход усилителя 16. Усилитель 16 соединен выходом через последовательно включенные амплитудный детектор 17 и интегратор 18 с входом второго порогового устройства 5. Первый выход второго порогового устройства 5 соединен с входом узла индикации наличия обледенения 21, со вторым входом узла индикации степени обледенения 2, со вторым входом первого 6 и со вторым входом второго 22 логических устройств. Вход преобразователя частоты в напряжение 20 соединен с выходом амплитудного детектора 17. Выход преобразователя частоты в напряжение 20 соединен с входом первого порогового устройства 4 и с первым входом узла индикации степени обледенения 2. Первый выход первого порогового устройства 4 соединен с первым входом первого 6 и первым входом второго 22 логических устройств. Выход второго логического устройства 22 подключен к входу узла индикации допустимой степени обледенения 1. Второй выход первого 4 и второй выход второго 5 пороговых устройств соединены соответственно со вторым и с третьим входами устройства аварийной сигнализации 3. Первое логическое устройство 6 представляет собой R-триггер, входами S и R которого являются соответственно первый и второй входы этого логического устройства. Прямым выходом R-триггера является выход первого логического устройства 6. Второе логическое устройство 22 выполняет логическую операцию «И».

Сигнализатор обледенения работает следующим образом. При отсутствии льда на контрольной поверхности для отложения льда 12 устройство преобразования усилия в напряжение 19 формирует на своем выходе постоянное напряжение, величина которого пропорциональна усилию, с которым контрольная поверхность для отложения льда 12 воздействует своей массой на вход устройства преобразования усилия в напряжение 19. Это напряжение поступает на управляющий вход генератора импульсов 7, который вырабатывает на своем выходе последовательность электрических импульсов, следующих с частотой f0. Электрические импульсы с выхода генератора 7, усиленные по мощности усилителем 8, поступают на вход оптического излучателя 9. Оптические импульсы, пройдя через передающий объектив 10 и поляризатор 11, достигают контрольной поверхности для отложения льда 12. Отраженный от нее луч проходит через анализатор 13, повернутый относительно поляризатора 11 на угол, обеспечивающий пропускание через анализатор 13 некоторого минимального уровня оптического излучения, и приемный объектив 14, а затем поступает на вход фотоприемника 15.

Оптический сигнал преобразуется фотоприемником 15 в электрический сигнал, который усиливается по амплитуде усилителем 16, выпрямляется амплитудным детектором 17 и преобразуется интегратором 18 в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна амплитуде сигнала на выходе фотоприемника 15. Преобразователь частоты в напряжение 20 формирует на своем выходе постоянное напряжение, величина которого пропорциональна частоте сигнала на выходе генератора импульсов 7.

При отсутствии льда на контрольной поверхности для отложения льда 12 выходное напряжение интегратора 18 и выходное напряжение преобразователя частоты в напряжение 20 принимают значения, находящиеся между верхним и нижним уровнями напряжений срабатывания второго 5 и первого 4 пороговых устройств соответственно. В результате на первом и втором выходах первого порогового устройства 4, на первом и втором выходах второго порогового устройства 5, на выходе первого логического устройства 6 и на выходе второго логического устройства 22 формируется напряжение низкого уровня, вследствие чего блокируется работа узла индикации превышения допустимой степени обледенения 1, узла индикации степени обледенения 2, устройства аварийной сигнализации 3 и узла индикации наличия обледенения 21.

Если на контрольной поверхности для отложения льда 12 появляется лед, то отраженный ото льда луч деполяризуется и проходит через анализатор 13 с меньшим ослаблением, в результате чего уровень оптического сигнала на входе фотоприемника 15 и уровень электрического сигнала на выходе фотоприемника 15 возрастают. Следствием этого становится возрастание величины постоянного напряжения на выходе интегратора 18. При превышении выходным напряжением интегратора 18 верхнего уровня напряжения срабатывания второго порогового устройства 5 на первом выходе второго порогового устройства 5 формируется напряжение высокого уровня, которое приводит в действие узел индикации наличия обледенения 21, а также разблокирует узел индикации степени обледенения 2. При этом на первый и второй входы первого логического устройства 6 подаются соответственно низкий и высокий уровни напряжения, в результате на его выходе формируется низкий уровень напряжения, вследствие чего устройство аварийной сигнализации 3 блокировано. В таком состоянии индикатор узла индикации степени обледенения 2 отображает в условных единицах величину степени обледенения контрольной поверхности для отложения льда 12. Под степенью обледенения понимается величина, равная отношению массы льда на контрольной поверхности для отложения льда 12 к величине предельно допустимой массы льда на этой поверхности.

По мере нарастания массы льда на контрольной поверхности для отложения льда 12 увеличивается усилие, действующее на вход устройства преобразования усилия в напряжение 19, вследствие чего увеличивается величина постоянного напряжения на его выходе. В результате этого увеличивается частота выходного сигнала генератора импульсов 7 и, как следствие, увеличивается уровень постоянного напряжения на выходе преобразователя частоты в напряжение 20, приближаясь к значению верхнего уровня напряжения срабатывания первого порогового устройства 4. По скорости увеличения показаний индикатора узла индикации степени обледенения 2 можно судить об интенсивности процесса нарастания массы льда на контрольной поверхности для отложения льда 12.

Если масса льда на контрольной поверхности для отложения льда 12 превышает некоторую допустимую величину и вследствие этого усилие на входе устройства преобразования усилия в напряжение 19 возрастает выше порогового уровня, то значение частоты выходного сигнала генератора импульсов 7 становится существенно больше F0, при этом выходное напряжение преобразователя напряжения в частоту 20 превышает верхний уровень напряжения срабатывания первого порогового устройства 4. В результате на первом выходе первого порогового устройства 4 формируется напряжение высокого уровня, которое посредством второго логического устройства 22 приводит в действие узел индикации превышения допустимой степени обледенения 1, при этом на первый и второй входы первого логического устройства 6 подается напряжение высокого уровня, в результате на его выходе формируется напряжение низкого уровня, вследствие чего устройство аварийной сигнализации 3 блокировано. После устранения обледенения контрольной поверхности для отложения льда 12 сигнализатор возвращается в исходное состояние.

Если на контрольной поверхности для отложения льда 12 лед отсутствует, а к входу устройства преобразования усилия в напряжение 19 приложено усилие выше порогового, обусловленное аварийным увеличением массы контрольной поверхности для отложения льда 12 (например, из-за наличия на ней какого-либо постороннего предмета), то узел индикации наличия обледенения 21, узел индикации степени обледенения 2 и узел индикации превышения допустимой степени обледенения 1 блокируются напряжением низкого уровня, поступающим на соответствующий вход этих узлов с первого выхода второго порогового устройства 5 и с выхода второго логического устройства 22. При этом на первый и на второй входы первого логического устройства 6 подается напряжение низкого и высокого уровней соответственно, в результате чего с выхода первого логического устройства 6 на первый вход устройства аварийной сигнализации 3 поступает напряжение высокого уровня, которое приводит устройство аварийной сигнализации 3 в действие. После устранения причины аварийного увеличения массы контрольной поверхности для отложения льда 12 и повторного включения сигнализатор вновь готов к работе.

Если в силу тех или иных причин происходит аварийная ситуация, при которой выходят из строя какие-либо элементы сигнализатора, например оптический излучатель 9, передающий объектив 10, поляризатор 11, контрольная поверхность для отложения льда 12, анализатор 13, приемный объектив 14, фотоприемник 15 и др., то величина напряжения на входе первого 4 и на входе второго 5 пороговых устройств становится меньше соответствующего нижнего уровня их напряжения срабатывания, в результате на втором выходе соответствующего порогового устройства формируется напряжение высокого уровня, которое приводит в действие устройство аварийной сигнализации 3, при этом узел индикации превышения допустимой степени обледенения 1, узел индикации степени обледенения 2 и узел индикации наличия обледенения 21 блокируются соответствующим напряжением низкого уровня, сформированным на выходе второго логического устройства 22, первом выходе первого 4 и первом выходе второго 5 пороговых устройств. После устранения причины возникновения аварийной ситуации устройство аварийной сигнализации 3 блокируется и сигнализатор вновь готов к работе.

Таким образом, в отличие от прототипа в предлагаемом сигнализаторе обеспечивается возможность сигнализации о степени и интенсивности обледенения в зависимости от величины массы льда на контролируемой поверхности, при этом сигнализатор формирует аварийный сигнал в случае выхода из строя его элементов, а также аварийного увеличения массы контрольной поверхности для отложения льда 12, чем обеспечивается надежность этой сигнализации.

Применение вышеописанного сигнализатора в различных системах обнаружения и устранения обледенения позволит повысить эффективность и надежность их работы за счет более точного определения параметров обледенения.

Сигнализатор обледенения, содержащий узел индикации превышения допустимой степени обледенения, узел индикации степени обледенения, первый вход которого соединен с входом первого порогового устройства, второе пороговое устройство, первый выход которого подключен ко второму входу первого логического устройства, соединенного выходом с первым входом устройства аварийной сигнализации, генератор импульсов, соединенный выходом с входом усилителя мощности, выход которого подключен к входу оптического излучателя, сопряженного оптически через передающий объектив, поляризатор, контрольную поверхность для отложения льда, анализатор, повернутый относительно поляризатора на угол, обеспечивающий неортогональность их плоскостей поляризации, и приемный объектив с фотоприемником, к выходу которого подключен вход усилителя, соединенного выходом через последовательно включенные амплитудный детектор и интегратор с входом второго порогового устройства, отличающийся тем, что в него введено устройство преобразования усилия в напряжение, вход которого кинематически сопряжен с контрольной поверхностью для отложения льда, преобразователь частоты в напряжение, узел индикации наличия обледенения и второе логическое устройство, при этом выход устройства преобразования усилия в напряжение подключен к управляющему входу генератора импульсов, вход преобразователя частоты в напряжение соединен с выходом амплитудного детектора, выход преобразователя частоты в напряжение соединен с входом первого порогового устройства, первый выход первого порогового устройства соединен с первым входом первого логического устройства и с первым входом второго логического устройства, подключенного выходом к входу узла индикации превышения допустимой степени обледенения, первый выход второго порогового устройства соединен с входом узла индикации наличия обледенения, со вторым входом узла индикации степени обледенения и со вторым входом второго логического устройства, второй выход первого и второй выход второго пороговых устройств соединены соответственно со вторым и с третьим входами устройства аварийной сигнализации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области средств регистрации обледенения лопастей различных роторных агрегатов. .

Изобретение относится к средствам регистрации обледенения и предназначено для использования на винтокрылых летательных аппаратах. .

Изобретение относится к средствам сигнализации и контроля и может быть использовано для дистанционного обнаружения обледенения различных поверхностей. .

Изобретение относится к области средств регистрации обледенения и предназначено для использования на винтокрылых летательных аппаратах. .

Изобретение относится к устройствам противообледенительных систем, предназначенных для защиты летательных аппаратов от обледенения и предотвращения его катастрофических последствий.

Изобретение относится к области сигнальных устройств и предназначено для формирования сигнала раннего предупреждения о гололеде на дорогах. .

Изобретение относится к методам и устройствам определения толщины водяной пленки на поверхности дорожного полотна. .

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для краткосрочного прогнозирования гололедообразования и управления установкой плавки гололеда на воздушной линии электропередачи.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания региональных групповых систем телеизмерения гололедных нагрузок с произвольным количеством пунктов контроля на различных линиях электропередачи в сетях с изолированной нейтралью.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для контроля гололедной нагрузки на проводах линий электропередачи в сетях с изолированной нейтралью.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для непрерывного контроля температуры проводов линий электропередачи. В способе контроля температуры проводов линий электропередачи с использованием температурного коэффициента α активного сопротивления проводов, согласно изобретению измеряют напряжение и ток в первом местоположении на линии электропередачи, измеряют напряжение и ток во втором местоположении на линии электропередачи, при этом измеренные напряжения и токи в первом и втором местоположениях синхронизированы по времени с возможностью совместной обработки указанных измерений напряжений и токов, по измеренным напряжениям и токам в первом и втором местоположениях определяют полное сопротивление линии электропередачи между первым и вторым местоположениями, из определенного полного сопротивления линии при температуре To проводов линии электропередачи определяют активное сопротивление Ro линии электропередачи между первым и вторым местоположениями, определяют текущее активное сопротивление R линии электропередачи между первым и вторым местоположениями и по известному температурному коэффициенту α активного сопротивления проводов линии определяют текущую температуру T проводов линии электропередачи по формуле T=To+(R-Ro)/(α·Ro). Изобретение обеспечивает расширение эксплуатационных возможностей за счет обеспечения непрерывного контроля температуры проводов линий электропередачи. 1 ил.

Летательный аппарат (1) содержит фюзеляж (2) и устройство обнаружения (10) наличия льда, вызванного отвердеванием переохлажденных жидких капель (20), имеющих размер выше порогового значения. Устройство обнаружения (10) имеет первый участок (15) для накопления капель (20), который расположен так, чтобы быть видимым изнутри фюзеляжа (2). Изобретение направлено на упрощение летательного аппарата. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение касается способа определения неисправности средств устранения обледенения зонда для измерения физического параметра авиационного двигателя, включающего последовательные этапы, на которых: измеряют первое значение (Т1) физического параметра с помощью зонда, перед запуском двигателя; активируют средства устранения обледенения зонда; по истечении заданного промежутка времени (t2-t1) с начала устранения обледенения, измеряют второе значение (Т2) параметра с помощью зонда; сравнивают два значения и генерируют сигнал о неисправности, если разность между этими двумя значениями ниже заданного порога. Измеренным с помощью зонда параметром является температура или давление. Целью изобретения является простое, эффективное и экономичное решение. 3 з.п ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к авиационной технике, а именно к устройствам для обнаружения условий обледенения летательных аппаратов. Устройство содержит систему с датчиками и детектор условия обледенения. Система с датчиками выполнена с возможностью отбора капель воды из воздуха снаружи летательного аппарата и формирования определенного количества изображений собранных капель воды. Детектор условия обледенения выполнен с возможностью обнаружения определенного количества типов условий обледенения летательного аппарата с использованием указанного определенного количества изображений, полученных от системы с датчиками. Достигается более точное и подробное получение информации об условиях обледенения летательного аппарата. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх