非接觸式結冰探測系統設計與試驗研究.pdf

1、直升機旋翼結冰對直升機的安全和性能影響很大，結冰嚴重時會造成機毀人亡。國外在直升機旋翼結冰探測領域做了廣泛而深入的工作，國內則相對落后。本文參閱了國內外大量文獻和資料，提出了一種基于主動式紅外激光探測的直升機旋翼非接觸式結冰探測技術，旨在彌補國內在這一測控領域的空白。本文闡述了非接觸式結冰探測技術的基本原理和方法,并針對直升機旋翼運動的特點，充分分析旋翼變距、揮舞等因素對測量的影響。采用調制的紅外激光主動探測槳葉的下表面，并對反射回來的

2、紅外光進行接收、轉換、放大和降噪處理，提取有用信號。利用漿葉下表面結冰和非結冰區(qū)紅外光吸收率的不同，以實現槳葉下表面是否結冰的判斷，并可解算出沿槳葉弦向的結冰范圍及分布。根據測試系統的基本原理，論文選配了合適的紅外激光源和光探測器，并對前置放大器、可編程增益放大器、同步積分器、減法器、高低門限比較器和DSP處理系統等主要功能模塊電路進行了詳細設計。在系統硬件和軟件功能初步實現的基礎上，論文對直升機旋翼非接觸式結冰探測系統做了大量的靜態(tài)試

3、驗。主要針對槳葉表面、槳葉結冰表面的紅外傳輸特性進行研究，觀測和分析槳葉結冰和不結冰兩種狀態(tài)下信號調理電路輸出信號的差別，提供結冰判斷的依據；靜態(tài)試驗還對其它多種材料的紅外傳輸特性進行了研究對比，尋找可方便用于動態(tài)模擬結冰試驗的材料；靜態(tài)試驗還研究了槳葉弦向、展向的角度，以及光源到槳葉距離變化對信號幅值的影響，從而掌握槳葉變距、揮舞等因素對測試系統的干擾程度，并初步提出了克服變距、揮舞干擾的方法。論文對直升機旋翼非接觸式結冰探測系統做了