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各式傳感器在飛機制造領(lǐng)域的應(yīng)用解析
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/7/7

  人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息,必須借助于感覺器官。但是在很多現(xiàn)實活動中,僅靠人們自身的感覺器官是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。因此,傳感器應(yīng)運而生,并廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。飛機制造是傳感器應(yīng)用非常廣泛的一個領(lǐng)域,本文將介紹傳感器在飛機制造領(lǐng)域的各個應(yīng)用。

  光纖光柵傳感器監(jiān)測飛機飛行數(shù)據(jù)

  光纖光柵傳感器作為一種新型傳感器,是將傳感器制作在“頭發(fā)絲”粗細(xì)的光纖內(nèi)部,以實現(xiàn)應(yīng)變、溫度、壓力、加速度等多種物理參量的測量,它可以耐受高電壓、抗電磁干擾,也可以埋入結(jié)構(gòu)機體的內(nèi)部,多用于在線監(jiān)測,如橋梁、大壩、油庫、鐵路等。飛機作為一種高速飛行、使用環(huán)境嚴(yán)酷、結(jié)構(gòu)精致復(fù)雜的裝備,如何實現(xiàn)飛機結(jié)構(gòu)的安全監(jiān)測,一直是世界性的難題。而光纖光柵傳感器則解決了這個難題。

  利用光纖光柵傳感器,既可以通過數(shù)據(jù)對異常狀況進(jìn)行安全預(yù)警,通過數(shù)據(jù)積累實現(xiàn)長期的健康判斷和壽命預(yù)測,也可以為飛機機翼的變形提供數(shù)據(jù)支持,使飛行更加安全、更加智能。

  目前國內(nèi)已經(jīng)有研發(fā)團(tuán)隊開發(fā)出更加小型化、便于分布安裝的光纖傳感系統(tǒng),使光纖光柵傳感器不僅在飛機上,在鐵路、風(fēng)電及艦船等監(jiān)測方面也開始走向更大范圍應(yīng)用。

  傾角傳感器測量飛機飛行角度

  傾角傳感器的最佳優(yōu)勢就是可以直接輸出角度等傾斜數(shù)據(jù),可以用來顯示客機的俯仰角度姿態(tài)和側(cè)滾角度姿態(tài)。

  飛機有一個重要儀表叫做姿態(tài)指引儀,這個儀器需要一個非常重要的電子器件就是傾角傳感器。傾角傳感器通常安裝在硬度非常好的客機的機翼上,當(dāng)客機在起飛的時候,傾角傳感器可以實時的把客機當(dāng)前的起飛俯仰角度測量出來,并可以通過數(shù)字或者模擬量的信號傳輸?shù)娇蜋C的飛行儀表的綜合顯示系統(tǒng)。

  在客機正常飛行的時候,傾角傳感器可以實時的把客機當(dāng)前的飛行俯仰角度和側(cè)滾角度測量出來,并把傾角信號傳輸?shù)斤@示系統(tǒng),使得機長或者副駕駛能夠?qū)崟r的了解客機當(dāng)前的飛行姿態(tài),大大提高了客機飛行的安全性。

  壓力傳感器保證大氣數(shù)據(jù)精準(zhǔn)

  隨著現(xiàn)代飛機對大氣數(shù)據(jù)信息的數(shù)量和其精度要求的不斷提高,使得在飛機上廣泛采用大氣數(shù)據(jù)計算機來測量各種大氣數(shù)據(jù)信息,其最基本的信息是飛行高度、指示空速、真空數(shù)、M數(shù)、大氣溫度和密度六個,其余信息皆由這6個信息演變而來。

  可以發(fā)現(xiàn),這6個信息又依靠全壓、靜壓、總溫和攻角四個原始參數(shù)解算而來。準(zhǔn)確地測量這些原始參數(shù),對保證大氣數(shù)據(jù)計算機精確、可靠地工作是十分重要的,這對測量全壓和靜壓的壓力傳感器要求也具有高重復(fù)性、穩(wěn)定性和高精度性。

  壓力傳感器主要應(yīng)用在加速度、壓力和力等的測量中。如壓力式加速度傳感器是一種常用的加速度計。它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點,應(yīng)用在飛機的振動和沖擊測量中。壓力傳感器也可以用來測量飛機發(fā)動機內(nèi)部燃燒壓力的測量與真空度的測量。

  高度傳感器測量飛機飛行高度

  高度計是飛機飛行器中重要的傳感器,對于飛行器的安全飛行與自主控制具有十分重要的作用。這里以直升機為例。直升機的垂向控制是通過控制主旋翼的升力而實現(xiàn)的,垂向控制的高度信息和垂向速度信息就來自于高度傳感器,記錄下地面的氣壓,和直升機的飛行時氣壓值進(jìn)行比較,由于飛的越高壓力越低,通過兩者之間的差就能計算出直升機當(dāng)前的高度。

  通過高度的變化,就可以計算出垂向的速度。但一旦高度傳感器出現(xiàn)故障,無人直升機的垂向控制系統(tǒng)就會出現(xiàn)問題,導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。

  如果說一輛普通汽車上有幾百只傳感器,那么飛機上則有幾千甚至上萬個傳感器來保證飛機的安全運行。

  除了上述舉的例子外,飛機上的傳感器應(yīng)用還有:溫度傳感器測量飛機發(fā)動機的溫度,溫濕度傳感器測量飛機室內(nèi)的溫濕度,油位傳感器測量飛機內(nèi)郵箱的油位,加速度傳感器和速度傳感器測量飛機飛行的加速度和速度,煙霧傳感器來進(jìn)行煙霧報警,超聲波傳感器來監(jiān)控飛機的位置,還有慣性傳感器等等。

  飛機上的傳感器多不勝數(shù),每個傳感器都在它們的崗位上默默的奉獻(xiàn)著,沒有重要與不重要的區(qū)別,它們都是保證飛機安全飛行的保證。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動化生產(chǎn)過程中,要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個參數(shù),使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài),并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說,沒有眾多的優(yōu)良的傳感器,現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。

  除了飛機制造領(lǐng)域,傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其之廣泛的領(lǐng)域?梢院敛豢鋸埖卣f,從茫茫的太空,到浩瀚的海洋,以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng),幾乎每一個現(xiàn)代化項目,都離不開各種各樣的傳感器。

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