基于电容频率扫描法的机翼结冰实时探测系统

作者：李泽军; 杜振宇; 李子寅; 辛雍; 张琳; 邓霄^*

来源：仪表技术与传感器, 2023, (08): 61-68.

• 机翼结冰
• 平面电极
• 频率扫描
• 神经网络
• 电热除冰

针对平面电极传感器在薄冰探测过程中存在硬件设计复杂、厚度计算滞后和无法重复探测的问题，设计了一种可用于小型飞机的机翼结冰实时探测系统。选取具有高导热特点的氧化铝作为平面电极传感器基板材料，使用电容频率扫描法对不同厚度下的薄冰特性进行测量，并通过嵌入NUC平台中的神经网络模型完成对冰厚的实时预测。实验结果表明，在0～2 mm的探测厚度范围内，所建立模型的训练集、验证集和测试集在[-0.2 mm,+0.2 mm]误差区间内的预测概率分别为97.7%、96.3%和70.5%。为实现系统的重复性探测，进一步研究了不同初始温度下传感器表面的薄冰相变行为，为机翼覆冰厚度的高精度检测与实时测量提供了一种潜在的技术。

• 单位
  物理学院; 太原理工大学