近年來(lái)，研究人員對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)在高空結(jié)冰現(xiàn)象的理解有了很大的進(jìn)展，但研發(fā)為飛行員提供危險(xiǎn)告警的可靠傳感器系統(tǒng)的工作，仍然處在相對(duì)初始的階段。

       如今，一款由加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)奧卡那根分校工程學(xué)院的研究人員研發(fā)的平面微波諧振器傳感器裝置，或?qū)⒏淖冞@一情況，這款新型傳感器可通過(guò)微波來(lái)即時(shí)檢測(cè)冰的形成，在飛行員或地勤人員觀察到結(jié)冰之前，便可檢測(cè)到冰在表面形成時(shí)的精確時(shí)間。相關(guān)研究報(bào)告已經(jīng)在《Sensors and Actuators B: Chemical》上發(fā)表。

       目前，平面微波諧振器裝置已成功用于傳感監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，可用于監(jiān)測(cè)固體，液體和氣體材料。然而，還沒(méi)有該裝置進(jìn)行冰和雪探測(cè)的相關(guān)研究，盡管它們對(duì)運(yùn)輸和安全應(yīng)用中的結(jié)冰探測(cè)作用明顯。

       據(jù)了解，這款新型傳感器大體由沉積在一層薄塑料上的金屬構(gòu)成，足夠堅(jiān)固，可經(jīng)受住各種考驗(yàn)，且它的制造既簡(jiǎn)單成本又低。這一檢測(cè)能力，可防止與冰冷飛機(jī)機(jī)翼相關(guān)的悲劇。傳感器可全面了解機(jī)體任何表面上的結(jié)冰情況，如飛機(jī)機(jī)翼。例如，傳感器能夠檢測(cè)水何時(shí)撞到機(jī)翼，跟蹤從水到冰的相變，然后測(cè)量其厚度。總之，該傳感器可使地面和飛行中的除冰更快、更便宜、更有效。

       簡(jiǎn)而言之，該傳感器的工作原理是通過(guò)測(cè)量發(fā)射微波的共振頻率、振幅和散射模式，如何被可能存在于其表面的任何水、霜或冰改變實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。在實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試中，其能在冰點(diǎn)以下冷卻的幾秒鐘內(nèi)檢測(cè)到結(jié)霜現(xiàn)象。
相比之下，人類(lèi)觀察者要等到傳感器處于-10℃約兩分鐘后，才可能看到結(jié)霜現(xiàn)象。然而，正如研究人員所指的那樣，這只是在實(shí)驗(yàn)室里的一個(gè)小樣本上，至于要在室外環(huán)境下發(fā)現(xiàn)整個(gè)機(jī)翼上的結(jié)冰難度則要大得多。

       無(wú)論如何，這是一種快速準(zhǔn)確地探測(cè)冰層形成的全新方法。這項(xiàng)技術(shù)基于射頻和微波技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)線和非接觸檢測(cè)，因此，它可以用來(lái)確認(rèn)除冰工作是否已經(jīng)到位。