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一种跑道积冰自主感知装置


技术摘要:
一种跑道积冰自主感知装置。其包括半导体热电制冷器件、紫铜热沉、太阳花散热片、保温隔热垫片、顶部封板、隔热棉、第一至第三温度传感器、航空插座、外壳、底部封板、驱动电路模块、单片机、无线通讯模块、开关电源和测冰厚压电陶瓷。本发明效果:通过主动降温制冷,  全部
背景技术:
随着我国民航业的飞速发展,人民生活水平不断提高,因此飞行出行逐渐成为人 们的日常交通工具。但机场航班正点和安全是民航业关注的重点,安全是民用航空永恒的 主题。根据ICAO  2018年SR安全报告,地面安全和跑道安全造成的事故分别占总事故的18% 和40%。由此可知,机场跑道地面安全是影响航班安全性的重要因素。影响航班正点和飞行 安全的主要因素之一就是寒冷条件下跑道结冰。2019年3月11日上午受冻雨天气影响,乌鲁 木齐某国际机场出现跑道结冰现象,使得跑道临时关闭,滞留旅客近七千人。2019年12月20 日位于新疆北疆的四个机场因降雪造成跑道积冰而关闭。2019年2月1日,一架从印度新德 里起飞的波音787喷气式飞机在降落日本某机场时在结冰的跑道上打滑,所幸没有人员受 伤。跑道结冰会使得摩擦系数降低,在飞机起飞和降落中会引发安全事故。此外,机场除冰 雪大都会用到除冰液,但过量使用会造成环境污染,长期使用会损伤道面,从而影响飞机正 常出行。故主动对跑道进行制冷积冰,以判断未来一段时间内跑道的积冰情况,对机场稳定 运行非常重要。多年前美国马塞尔博施雄.施密顿等人发明了一种用于测定路面液体凝固 点的装置(专利号:4383770),该装置的缺点是通过需要有线连接,检测人员需要到现场进 行监控,且装置使用的冷却板冷却效率不高,不能及时进行散热。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种跑道积冰自主感知装置。 为了达到上述目的,本发明提供的跑道积冰自主感知装置包括半导体热电制冷器 件、紫铜热沉、太阳花散热片、保温隔热垫片、顶部封板、隔热棉、第一至第三温度传感器、航 空插座、外壳、底部封板、驱动电路模块、单片机、无线通讯模、开关电源和测冰厚压电陶瓷; 其中,所述的底部封板水平设置;外壳的下端口固定在底部封板的边缘;太阳花散热片设置 在外壳的内部,底部一侧形成有一个电子件设置空间;顶部封板的中部形成有一个开孔,安 装在外壳的上端口处;紫铜热沉设置在顶部封板的开孔中,并且紫铜热沉和顶部封板的顶 面与机场跑道的道面齐平;半导体热电制冷器件安装在紫铜热沉的底面和太阳花散热片的 顶面之间;保温隔热垫片设置在半导体热电制冷器件的外周,并且保温隔热垫片和顶部封 板之间填充有隔热棉;第一温度传感器安装在紫铜热沉上;航空插座、单片机、驱动电路模 块、无线通讯模块和开关电源安装在太阳花散热片底部的电子件设置空间内;无线通讯模 块上的无线通讯模块天线紧贴在顶部封板的内表面,方便接收信号;第二温度传感器和第 三温度传感分别安装在外壳内表面上下部;测冰厚压电陶瓷安装在紫铜热沉的表面;半导 体热电制冷器件与驱动电路模块电连接;驱动电路模块、第一至第三温度传感器和测冰厚 压电陶瓷分别与单片机电连接;单片机通过无线通讯模块及互联网与机场控制中心的计算 3 CN 111595386 A 说 明 书 2/3 页 机无线连接;上述所有用电部件均由机场电源系统供电。 所述的太阳花散热片的中间部位是实心结构,周围是散热齿,并且散热齿的外端 紧贴外壳的内周面。 所述的单片机的型号是STC89C52。 所述的外壳、顶部封板和底部封板均采用铝合金材料制成。 所述的外壳与顶部封板和底部封板、顶部封板与紫铜热沉间的连接处均采用环氧 树脂17进行密封。 本发明装置的特点及有益效果是:半导体热电制冷器件作为小区域制冷有着传统 制冷方式不可比拟的优势,有效地控制系统设计不仅能够发挥其制冷的良好特性,更能达 到稳定、精确和低耗的控制效果。本装置通过主动降温制冷,可提前预知未来一段时间内跑 道结冰情况,可达到机场积冰预警需求。可通过单片机改变驱动电路模块的电流方向,由此 对装置上方道面进行加热,融化之前的积冰,因此能够进行持续地预警感知。使用无线通讯 模块进行通讯,解决布线,节约成本,方便民航工作人员使用,及时有效地提供预警信息,根 据预警信息合理调配除冰设备等资源。通过对该装置的驱动和温度控制实现道面主动降温 积冰预警功能,确保航班安全和正点率,对机场道面积冰领域研究尤为重要。 附图说明 图1为本发明提供的跑道积冰自主感知装置纵向剖面图。 图2为本发明提供的跑道积冰自主感知装置结构立体图。 图3为本发明提供的跑道积冰自主感知装置控制流程图。
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