机载光纤结冰探测器设计与试验研究

摘要

飞机结冰严重影响航空飞行安全，飞机结冰安全防护是一件系统性的工作，而准确可靠的飞机结冰探测技术是进行飞机结冰安全防护的前提。国内外研究人员开发了多种基于不同原理的结冰传感器，其中，光纤结冰传感器凭借其高灵敏度、宽探测范围、快响应速度、强环境适应性等优点，引起了各国研究人员的关注，但目前仍无光纤式结冰探测器机载应用的报道。
　　本文简述了以反射式光强调制型光纤传感器为基础的光纤结冰传感器的工作原理；根据机载传感器的要求，设计了能应用于机载环境的两种（外伸式和嵌入式）光纤式结冰探测器原理样机；以锁定放大器为基础，设计、改进了能集成到探测器内的结冰信号调理电子系统和信号采集与处理电子系统，为探测器的原理性验证提供了试验基础和研究平台；针对光纤传感器易受干扰的缺点，设计了太阳光和污染物干扰试验；设计了结冰风洞试验，分析了探测器的结冰特性曲线，验证了探测器在原理上的可行性。
　　干扰试验结果表明，飞机飞行时强太阳光干扰和污染物干扰不会对探测器输出结果产生实质性影响，干扰在可控范围内；结冰风洞试验结果表明，两类探测器均能快速、准确反应结冰情况，并预估两类探测器的冰厚探测范围。为探测器的工程化改进和优化奠定了良好的基础。

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1 绪论

1.1论文研究背景

1.2国内外研究现状

1.3论文研究的目的和意义

1.4本论文的研究内容

2 光纤式结冰探测器原理与设计

2.1光纤式结冰传感器原理

2.2光纤式结冰探测器设计

2.3本章小结

3 结冰探测器电子系统原理与设计

3.1微弱信号检测理论

3.2系统总体方案研究与设计

3.3信号调理电子系统设计

3.4信号采集与处理系统设计

3.5本章小结

4 机载光纤结冰探测器试验研究

4.1太阳光干扰试验

4.2污染物干扰试验

4.3结冰风洞试验

4.4本章小结

5 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录Ⅰ 攻读硕士学位期间发表的论文和申请的专利