實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：超聲導(dǎo)波結(jié)冰探測(cè)

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：利用超聲導(dǎo)波實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)冰的定量辨識(shí)方法能夠顯著提高飛機(jī)運(yùn)行的安全性。為了驗(yàn)證數(shù)值模擬的有效性，開(kāi)發(fā)了一個(gè)靜/動(dòng)態(tài)結(jié)冰探測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)來(lái)評(píng)估在噴霧條件下基于Lamb波的結(jié)冰探測(cè)的可行性。此外，小波變換、Hampel中值濾波器、移動(dòng)平均濾波器被用于分析渡越時(shí)間和探測(cè)時(shí)間信號(hào)。最終，在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了超聲導(dǎo)波可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)結(jié)冰過(guò)程中積冰量的有效辨識(shí)。

研究方向：結(jié)冰探測(cè)

測(cè)試設(shè)備：ATA-1220D寬帶放大器、函數(shù)/任意波形發(fā)生器、數(shù)據(jù)采集卡等。

圖1：實(shí)驗(yàn)裝置圖

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：實(shí)驗(yàn)信號(hào)處理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、函數(shù)/任意波形發(fā)生器、帶寬放大器、數(shù)據(jù)采集卡、PZT發(fā)射器、PZT接收器、制冷系統(tǒng)、防霧攝像頭、噴嘴和T型熱電偶組成。函數(shù)/任意波形生成器可以生成具有漢寧窗口的正弦信號(hào)，該正弦信號(hào)由帶寬放大器放大并傳輸?shù)絇ZT發(fā)射器，在那里它用于生成Lamb波。PZT接收器用于接收Lamb波，其中Lamb波被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。數(shù)據(jù)采集板將來(lái)自PZT接收器的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。該計(jì)算機(jī)用于通過(guò)LabVIEW軟件發(fā)送指令和處理數(shù)據(jù)。進(jìn)一步，通過(guò)構(gòu)建積冰量辨識(shí)算法對(duì)Lamb波信號(hào)進(jìn)行有效解析，最終在動(dòng)/靜態(tài)結(jié)冰條件下實(shí)現(xiàn)了積冰量的有效辨識(shí)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

圖2：實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在動(dòng)/靜態(tài)結(jié)冰條件下開(kāi)展了不同積冰量的辨識(shí)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果均驗(yàn)證了ToF/ToD峰值信號(hào)與積冰量之間具有較好的正相關(guān)性。對(duì)于不同積冰程度，ToD/ToF峰值信號(hào)作為積冰量辨識(shí)指標(biāo)表現(xiàn)出良好的探測(cè)性能。

功率放大器推薦：ATA-1220E寬帶放大器

圖：ATA-1220E寬帶放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇