Проектирование сигнализатора обледенения в моноблочном исполнении

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИГНАЛИЗАТОРА ОБЛЕДЕНЕНИЯ В МОНОБЛОЧНОМ ИСПОЛНЕНИИ

Арзамасский политехнический институт (филиал)
Нижегородского государственного технического
университета им. Р.Е. Алексеева
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
СИГНАЛИЗАТОРА ОБЛЕДЕНЕНИЯ
В МОНОБЛОЧНОМ ИСПОЛНЕНИИ
Выполнил студент
группы МА 08-Р:
Сёмочкин Е.Е.
Руководитель
д.т.н. профессор :
Ямпурин Н.П.

2. Актуальность работы

С развитием авиации, ее скоростных и
аэродинамических характеристик, к бортовому
оборудованию летательных аппаратов (ЛА)
предъявляются требования минимальных
габаритов и массы, повышая одновременно
требования по устойчивости к механическим и
климатическим воздействующим факторам.
Бортовые приборы должны быть надежны в
работe, отвечать тактико-техническим
требованиям, спроектированы с применением
перспективной элементной базы и прогрессивных
технологических процессов.

3.

Цель диссертации:
проектирование сигнализатора обледенения в моноблочном исполнении с улучшенными параметрами.
Задачи исследования:
- провести
анализ
и
изучение
информационных
материалов по сигнализаторам обледенения, системам
управления ПОС;
- определить закономерности их развития с целью
создания сигнализатора обледенения с совмещенными
функциями измерения толщины льда и интенсивности
обледенения;
- создать унифицированную систему автоматического
управления ПОС.

4. Разновидности сигнализаторов обледенения

Сигнализаторы обледенения
Пневматические
Конденсаторные
Оптические
Механические
(вибрационные)
Электрокондуктивные
Дистанционные
Электротермические
Радиоизотопные
Ультразвуковые
Визуальные
Электростатические

5. Датчики обледенения

СО-1
ДТЛ-1
СО-4А
ДСЛ-40Т
РИО-3
ДО -206 сер. 2

6.

7.

8.

где: М – приведённая масса механической колебательной системы;
В – приведенная жесткость данной системы;
R – её приведённое механическое сопротивление;
А0– возбуждающая сила (в нашем случае основываясь на соответствия
резонансов амплитуда напряжения возбуждения);
ω – круговая частота.

9.

А
Решение дифференциального уравнения:
А = а • sin(ω•t + φ),
где φ- фазовый сдвиг
Добротность резонанса (Q) определяется выражением вида:
Q = (М•В)1/2/R,
(1)
Частота резонанса определяется выражением вида
FR = (B/М)1/2 ,
(2)
Амплитуда резонанса определяется выражением вида
АR = A0/R•2π• FR , (3)
Из выражения (3) можно определить
R = A0/ АR•2π• FR , (4)
решая систему уравнений (1) и (2) с учётом (4) можно определить
М = Q•R/2π• FR
В = Q•R•2π• FR

10. Блок-схема СО-112

Блок обработки
Датчик обледенения
СП
Р
ПП
ПИ
НЭ
ИК
ПП – приёмопередатчик цифрового
интерфейса RS-485;
СП - сигнальный процессор;
ПИ – преобразователь импеданса;
ИК - интеллектуальные ключи;
Р - резонатор;
Н - нагревательные элементы.

11. Общий алгоритм работы сигнального процессора

1
1

12.

1. Коэффициент нормирования сопротивления
k r i= R0/ rRi;
2. Добротность резонанса
qr i = fR i /(f1 i - f2 i);
3. Нормирование добротности резонанса
Q r i = q r i / k r i;
4. Приведенная жесткость
b i =2πQri R0fR I;
5. Коэффициент нормирования приведенной жесткости
kb i = В0/ b i ;
6. Нормирование частоты резонанса
FR i = (kb i )1/2 fR i[Гц];

13.

7. Приращение частоты резонанса
Fi= F0 - FR i [Гц],
Fi ≥ 2, где 2 – заданный допуск;
8. Толщина льда
hi = kh Fi+ h0 [мм], где kh, h0- константы преобразования;
9. Контроль толщины льда
hi hk
10. Интенсивность обледенения
Ii = (hi - hi-1 )/ [мм/мин].

14.

15.

Основные результаты и выводы по работе
- проведен анализ современных сигнализаторов;
- выбран тип сигнализатора и доказана возможность моноблочного
исполнения;
- разработана блок-схема сигнализатора;
- разработана математическая модель;
- разработан алгоритм работы устройства;
- разработана блок-схема сигнализатора;
В результате сравнительного анализа исходной системы САУП и
спроектированной САУП-1М, было установлено, что разработанный
сигнализатор обладает улучшенными параметрами, чем его аналог.
Такими параметрами являются:
- снижение порога чувствительности с 0,6 мм/мин до 0,25 мм/мин;
- увеличена точность измерения толщины льда с 1мм до 0,5 мм;
- снижение массогабаритных показателей;
- снижение трудоемкости изготовления.

16. Апробация работы

Основное содержание диссертации отражено в материалах и трудах конференций:
На VII Всероссийской научно-практической конференции «Инновационные
технологии в образовании и профессиональной деятельности» (г. Арзамас, СГА, 2010 г,
январь), стр. 75-79.
На II региональном семинаре магистров техники и технологии направления 210200. (г.
Н.Новгород, НГТУ, Кафедра КТТП, 2010 г, март).
Результат работы докладывался и обсуждался на XVI Международной научнотехнической конференции «Информационные системы и технологии ИСТ-2010» (г
Н.Новгород, НГТУ, 2010 г, апрель).
Публикации.
Публиковались в «Вестнике научного студенческого общества города Арзамаса»
Межвузовский сборник студенческих научных работ.- Арзамас, АГПИ; 2010, часть II.
стр. 81-86.
Диплом I степени на XVI Международной научно-технической конференции
«Информационные системы и технологии ИСТ-2010»

17.

Спасибо за внимание!