新型傳感器用微波技術(shù)實時檢測飛機機翼結(jié)冰

　　據(jù)外媒報道，雖然機翼上形成的冰是飛機墜毀的主要原因，但這些冰現(xiàn)在還都是主要通過眼睛發(fā)現(xiàn)，而目視檢查很容易受到人為錯誤和環(huán)境變化的影響。另外，雖然近年來，研究人員對航空發(fā)動機核心機在高空結(jié)冰現(xiàn)象的理解已經(jīng)有很大進展，但研發(fā)為飛行員提供危險告警的可靠傳感器系統(tǒng)的工作，如今仍處在相對初始階段。

研究人員展示這款小巧便攜式的結(jié)冰探測傳感器裝置，資料圖

　　如今，一種新型傳感器可能會改變這一情況，因為它通過微波來即時檢測冰的形成，在飛行員或地勤人員觀察到結(jié)冰之前，便可檢測到冰在表面形成時的精確時間。相關(guān)研究報告已發(fā)表在《Sensors and Actuators B: Chemical》上。

　　據(jù)悉，這款被叫做平面微波諧振器傳感器的裝置，由加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)奧卡那根分校工程學(xué)院的研究人員研發(fā)。在研發(fā)過程中，研究人員在使用了幾種辦法未果后，于是想到通過使用微波諧振器，因為它們具有高靈敏度，低功率，易于制造等優(yōu)點。

　　目前，平面微波諧振器裝置已成功用于傳感監(jiān)測領(lǐng)域，可用于監(jiān)測固體，液體和氣體材料。然而，還沒有該裝置進行冰和雪探測的相關(guān)研究，盡管它們對運輸和安全應(yīng)用中的結(jié)冰探測作用明顯。

　　據(jù)了解，這款新型傳感器大體由沉積在一層薄塑料上的金屬構(gòu)成，足夠堅固，可經(jīng)受住各種考驗，且它的制造既簡單成本又低。這一檢測能力，可防止與冰冷飛機機翼相關(guān)的悲劇。傳感器可全面了解機體任何表面上的結(jié)冰情況，如飛機機翼。例如，傳感器能夠檢測水何時撞到機翼，跟蹤從水到冰的相變，然后測量其厚度?？傊?，該傳感器可使地面和飛行中的除冰更快、更便宜、更有效。

　　簡而言之，該傳感器的工作原理是通過測量發(fā)射微波的共振頻率、振幅和散射模式，如何被可能存在于其表面的任何水、霜或冰改變實現(xiàn)檢測。在實驗室的測試中，其能在冰點以下冷卻的幾秒鐘內(nèi)檢測到結(jié)霜現(xiàn)象。

　　相比之下，人類觀察者要等到傳感器處于-10℃約兩分鐘后，才可能看到結(jié)霜現(xiàn)象。然而，正如研究人員所指的那樣，這只是在實驗室里的一個小樣本上，至于要在室外環(huán)境下發(fā)現(xiàn)整個機翼上的結(jié)冰難度則要大得多。

　　無論如何，這是一種快速準(zhǔn)確地探測冰層形成的全新方法。這項技術(shù)基于射頻和微波技術(shù)，可實現(xiàn)無線和非接觸檢測，因此，它可以用來確認除冰工作是否已經(jīng)到位。