СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ОБЛЕДЕНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G01W1/00 G01N27/22 

1

Предлагаемый способ обнаружения обледенения поверхностей, например, внешних поверхностей летательных аппаратов может быть использован при разработке сигнализаторов обледенения.

Известен способ обнаружения обледенения поверхности, основанный на определении диэлектрической проницаемости среды между электродами, расположенными на этой поверхности. Так как диэлектрические проницаемости воздуха, воды и льда различны, по известному способу можно в принципе обнаружить лед. Однако пространство между электродами может быть заполнено водно-воздушной смесью (например, при полете в облаках), имеюшей суммарную диэлектрическую проницаемость, равную диэлектрической проницаемости льда. Кроме того, диэлектрическая проницаемость льда зависит от темлературы и для небольших отрицательных температур и частотах меньших 5 кГц, близка к диэлектрической проницаемости воды. Это снижает надежность способа.

По предлагаемому способу определяют отношение мни.мой и действительной составляющих диэлектрической пр1оницаемости (тангенс угла потерь) среды между электродами на звуковых частотах. Тангенс угла потерь воды и воздуха на этих частотах близок к

нулю, в то время ка,к у льда достигает единицы. Это свойство позволяет повысить надежность способа обнаружения обледенения новерхности.

На чертеже показан вариант схемы, реализую ш.ей предлагаемый способ.

Схема состоит из моста переменного тока, в одно из плеч которого включен конденсатор-датчик, представляюший собой электроды, пространство между которыми апализируют на наличие льда. Электроды изолированы для исключения активной нроводимости. В диагональ моста включены усилители У и У2 двух следящих систем, выходы которых

подсоединены к регулируемым элементам моста RI и Са. В управляющую обмотку двигателя Д второй следящей системы включена емкость Сз, обеспечивающая сдвиг фазы тока управления по сравнению с фазой питающего

напряжения.

Схема работает следующим образом. Равновесие моста определяется равенствами:

ZjZj - ZjZ,

25

(I)

I + Ps «2 + 4.

где Zi - модуль комплексного сопротивления i-ro плеча, qji - сдвиг фазы в i-ом плече. В развернутом виде условия равновесия (I) имеют вид

Г J + /«, (s- ге) f -f- , ,. I /

где Ci - емкость датчика в вакууме,

или с учетом равенства сопротивлений Кз и Rt.

-+ «), -, RiR

sC, Ca.

Минимальное значение сопротивления Ri выбрано больше Rz (),и равновесие моста может наступить только при . Когда на емкости датч:ика Ci нет льда, мост разбалансирован, и следящие системы непрерывно работают, периодически меняя значение элементов Ri и С. При появлении льда происходит автоматическая балансировка моста, причем равновесие по амплитуде преимущественно достигается изменением солротивления RI. В связанной с «им следящей системе обеспечивается необходимый сдвиг фаз па управляющей обмотке двигателя Д за счет емкрсти Сз.

Следящая система, связанная с емкостью Сг, обеспечивает преимущественно равновесие по фазе и не работает, если напряжение на входе совпадает по фазе с питающим напряжением. Когда мост уравновещен, реле Р отпускает, и нормально замжнутый контакт IP включает сигнальную лампу Л наличия льда на датчике.

Предмет изобретения

Способ обнаружения обледенения поверхности путем определения диэлектрической проницаемости среды между расположенными на этой поверхности изолированными электродами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности способа, измеряют отнощение мнимой и действительной составляющих диэлектрической проницаемости на звуковых частотах.

DP-.