基于超声脉冲波的飞机原位冰厚测量实验研究

来源：电子测量技术杂志2025年第20期北京时间：

作者：曾行昌，贺敬，王智育，惠刚阳，何洋

单位：1.西北工业大学机电学院 西安 710072;2.西安应用光学研究所 西安 710065;3.中国飞行试验研究院测试所 西安 710089

摘要：飞机结冰探测对于保障飞机飞行安全具有重要意义，冰厚测量可以对飞机不同关键部位结冰情况给出定量评估。本文利用超声波在跨介质传播时产生脉冲回波的原理，通过采集超声脉冲回波反射信号，确定超声波在冰层中传输的时间，进而来感应被测表面覆盖冰层的厚度。根据超声波的测量原理及飞机实际蒙皮的材料，搭建了超声波产生系统装置、半导体制冷结冰平台。通过对飞机蒙皮上模拟产生的1~17 mm厚的冰层进行实验测量，超声波对较大厚度（≥2 mm）的冰层测量结果准确，测量值与实际模拟冰层厚度吻合，精度可达±0.5 mm,但对于薄冰层测量精度差，甚至无法检测。本文的研究为基于超声脉冲波的飞机原位冰厚测量提供了工程应用的实验依据，并为进一步开发出优良的超声波结冰探测传感器奠定了基础。

关键词：飞机结冰;超声脉冲波;冰层;冰厚测量

基金资助：中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室开放课题项目（IADL20230405）资助