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复合材料结构机翼表面残冰的近红外多光谱检测
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:光学精密工程
  • 时间:2011.6.6
  • 页码:1250-1255
  • 分类:V267.3[航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程;航空宇航科学技术] O434.33[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]天津大学精密仪器与光电子工程学院,天津300072, [2]中国民航大学航空自动化学院,天津300300
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(No.60939001)
  • 相关项目:飞机地面结冰预测基础理论与关键技术研究
中文摘要:

提出了一种新的近红外多光谱检测法对碳纤维复合材料结构机翼表面的残冰进行检测。建立了该方法的理论模型并进行了实验验证。首先,根据冰与水和除冰液在不同红外波段下具有不同反射光谱特性,提出了用于残冰检测的理论算法。然后对参考通道,低通道及高通道所测图像的灰度值进行比较分析,总结得到了判断机翼蒙皮上残冰存在的对比度阈值C。最后,分析了误差可能产生的区间及消除方法。实验结果表明,对于白色涂层的复合材料结构蒙皮,当C〉0.03时,就可以断定结构表面上存在残冰;当C〈0时,可以断定表面上肯定没有冰;当C处于0~0.03时,为安全起见需要对蒙皮进行二次检查以消除不确定因素产生的误差。而对于其他颜色涂层蒙皮的残冰检测,要根据不同的颜色设定不同的对比度阈值C。本研究证明了可以将冰与水的近红外反射光谱差异特性应用到以复合材料结构为机翼蒙皮的残冰检测中。

英文摘要:

In order to realize the ice detection for aircraft wings made of carbon fiber composite materials,a near infrared multispectral solution to ice detection and measurement is presented.Firstly,a new algorithm for ice detection is proposed based on the different reflectance spectra of water and ice in a certain wavelength band.Then,by analyzing the gray value of reflectance spectra between water and ice detected in the reference sub-band,the lower sub-band and the upper sub-band,the threshold of contrast C to ice detection and measurement on aircraft wings is determined.Finally,this paper analyses the position region of contrast C that error may happen in the measurement,and describes the method to eliminate the error.Experimental results show that for the white painted wing,if the contrast is greater than 0.03,it is considered that the ice is present on the surface;but if the contrast is less than zero,no ice is present.While the contrast is between zero and 0.03,a second detection should be done to reduce or eliminate the effects of uncertain factors.Furthermore,while the aluminum is painted by other colors,different thresholds of contrast should be set to remove this effect.It is proved that the different reflectance spectra of water and ice in a certain wavelength band can be used to detect and measure the ice on aircraft wings made of carbon fiber composite materials.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699