基于压电材料的飞机结冰探测系统

发布时间：2021-03-30 03:28

　　本文基于压电材料介绍了两种结冰探测方法,即超声导波结冰探测技术和超声脉冲回波结冰探测技术。在超声导波结冰探测技术中,首先推导出Lamb波的频散方程,并通过二分法计算了频散曲线,得出Lamb波具有截止频率,频散现象和多模态出现等规律;再以有限元软件模拟了不同结冰参数下的导波传播情况,发现随着冰层的厚度和长度的改变,导波都发生了峰值衰减和峰值时间滞后的现象,且根据模态之间的数据对比发现S0模态对冰层更为敏感;搭建了超声导波结冰探测实验平台,选取了尺寸为?6×1.2mm的压电陶瓷片作为实验传感器;首先以一个简单的验证性实验验证了超声导波可以用于飞机结冰的探测,然后分别在平面铝板和曲面翼型上进行了结冰探测实验,发现三个系统都能把结冰信息进行较好的重构与反馈。在超声脉冲回波结冰探测技术中,根据衰减理论指出在超声脉冲波在霜冰中的衰减主要是由于霜冰内部的“散射体”（气泡）导致超声波发生了散射并且造成能量损失,然后给出了计算衰减系数的方法;搭建了实验平台,在时域范围内通过相关系数来判断是否发生结冰,通过计算渡越时间能得到冰层的厚度,在频域范围内通过傅里叶变换和计算衰减系数得到冰型的信息;在实验中首先验... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

不同结冰长度超声导波波形图

软件前面板示意图

基于压电材料的飞机结冰探测系统冰回 信 ，发 明冰回 在 个明显的 1. 霜冰顶端第 明冰顶端第一个回 的幅值小很多，明冰 192mV，而霜冰 到 50明显 2. 察明冰信 的回 发 在明冰第一个顶端回 一个来值小于第一个顶端回 ，而霜冰 在 回 ，或难 察到，因 霜能 衰减较多 点 证明了霜冰和明冰在物理性质 着明显的 别冰的冰厚，霜冰第一个 冰层 端的回 的时间 7.1μs，第一个 时间 9μs，霜冰中的 没 明确的 3100m/s，算 霜冰的在实验中用 尺测的 均厚度 3mm 0.3mm，在霜冰厚度测 精度 率 衰减系数的关系探讨


本文编号：3108767