光纖式結(jié)冰傳感器氣象結(jié)冰探測應(yīng)用研究.pdf

1、氣象結(jié)冰條件是指決定飛機(jī)結(jié)冰嚴(yán)重程度的氣候條件。隨著結(jié)冰探測技術(shù)的發(fā)展與成熟，利用結(jié)冰信息反演氣象結(jié)冰條件的強(qiáng)度，為積冰區(qū)的預(yù)測提供了新途徑。
　　 無線電探空儀作為目前主要的高空觀測手段之一，僅測量了影響結(jié)冰強(qiáng)度的溫濕度等常規(guī)氣象條件。而各種類型結(jié)冰傳感器中以抗電磁干擾能力強(qiáng)、靈敏度高、重量低，尺寸小等優(yōu)點(diǎn)而著稱的光纖傳感器無疑是結(jié)冰探測未來發(fā)展方向。將光纖式結(jié)冰傳感器與無線電探空儀平臺相結(jié)合用于氣象結(jié)冰探測具有現(xiàn)實(shí)意義。

2、r>　　 本文首先介紹了氣象結(jié)冰條件的探測方法，闡釋了反射式光強(qiáng)調(diào)制型和透射式光強(qiáng)調(diào)制型光纖式結(jié)冰傳感器的基本原理。通過比較多種不同弱信號檢測方法，并在采用鎖定放大器（同步積分器+相關(guān)器）實(shí)驗(yàn)比對后，選取了數(shù)字式取樣積分作為本系統(tǒng)信號檢測部分的關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合氣象結(jié)冰探測實(shí)際（由GTS1 附帶升空）需求，設(shè)計(jì)了高水滴捕獲率的反射式探頭和高冰厚量程的透射式探頭，同時(shí)配套設(shè)計(jì)了包括反射式單發(fā)射雙接收的小圓頭與楔形光纖探頭和透射式單發(fā)射單接收

3、的矩形光纖探頭。系統(tǒng)中信號檢測與處理部分研究內(nèi)容包括：三極管開關(guān)驅(qū)動電路、光電接收電路、前置差分放大電路，數(shù)字式取樣積分器的軟件實(shí)現(xiàn)和PWM 信號低通濾波處理。為探索光纖傳感器在氣象結(jié)冰探測方面（低速氣流）可行性，進(jìn)行了模擬氣象結(jié)冰環(huán)境（冷庫）實(shí)驗(yàn)；同時(shí)該系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了大量的基本結(jié)冰實(shí)驗(yàn)，完成了光纖式結(jié)冰傳感器的輸出特性分析。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明：光纖式結(jié)冰傳感器，用于氣象結(jié)冰探測是可行的，同時(shí)三種光纖傳感器分別側(cè)重高靈敏度