具有流体侵入传感器的空气数据探针的制作方法
【技术领域】
[0001]所描述的主题一般来说涉及探针，并且更具体来说涉及空气数据探针和传感器。
【背景技术】
[0002]飞机和其它空中飞行器利用位于飞行器内部和外部的许多探针、传感器和其它装置来监测、检测和分析各种操作参数。这些装置中的一些装置位于飞行器的外壳上或外壳内，并且可以与飞行器的机上飞行员或远程操作员通信。许多这类探针具有在飞机外部的可移动感测元件。为了维持探针的所需灵敏度，可移动硬件与固定硬件之间的界面并未气密密封。未能完全密封探针可能会允许流体侵入，从而产生感测元件在飞行中锁死的潜在情况。
[0003]由于冻结的风险，当仅怀疑水分侵入时，探针常常需要从飞行器移除，进行拆卸，并且检查是否有水分，然后再次投入使用。通常，使探针停止使用，进行拆卸以及检查，只是为了查明流体尚未渗入相应单元。例如，当工人冲洗之前在探针上错误地安装或未能安装防护罩时，上述情况可能会降低可用性并且增加空中飞行器的维护成本。
【发明内容】
[0004]—种空气数据探针包括静止壳体组件、空气数据测量单元，以及设置成邻近所述壳体组件与所述空气数据测量单元之间的界面的流体感测单元。所述空气数据测量单元可相对于所述静止壳体组件围绕所述空气数据探针的纵向轴线旋转。所述流体感测单元包括第二导电感测表面，其与第一感测表面物理地并且电介质地隔开。
[0005]—种用于感测流体侵入的方法包括:在沿着静止壳体组件与可旋转空气数据测量单元之间的界面的外部位置处收集侵入流体的至少一部分。使所述流体流到流体感测单元，所述流体感测单元设置在邻近所述壳体组件与所述空气数据测量单元之间的所述界面的内部位置处。在所述流体感测单元中测量物理地并且电介质地隔开的第一导电感测表面与第二导电感测表面之间的电阻值。
【附图说明】
[0006]图1为示例性空气数据探针的透视图。
[0007]图2A展示沿着图1的线2A - 2A所截取的示例性空气数据探针的截面图。
[0008]图2B为来自图2A的空气数据探针的一部分的放大图，其展示处于安装板内侧的流体感测单元的第一示例性实施方案。
[0009]图3包括图2A和图2B中所示的流体感测单元和安装板的分解底视图。
[0010]图4展示流体感测单元和安装板内侧的第二示例性实施方案。
[0011 ] 图5A为图4中所示的流体感测单元和安装板的分解底视图。
[0012]图5B展示来自图5A的感测板的第二侧面。
【具体实施方式】
[0013]图1为空气数据探针组件10的透视图，所述气数据探针组件10 —般包括静止壳体组件12和空气数据测量单元14。图1也包括毂部16、飞机18、安装板20、壳体24、安装板外表面26、空气数据27A、流体侵入数据27B、航空电子设备28、感测翼片32、盖板34、紧固件36、界面37和外部间隙38。
[0014]空气数据测量单元14可以经由毂部16围绕纵向探针轴线A - A旋转，所述毂部16一般设置在静止壳体组件12上或静止壳体组件12内，并且也以纵向探针轴线A-A为中心。静止壳体组件12又固定到飞机或其它空中飞行器(未示出)，并且是固定到飞机外壳18的内部。在说明性实施方案中，空气数据探针组件10可以是独立的迎角(Α0Α)换能器单元，所述换能器单元直接测量和传递空中飞行器的迎角的主要测量结果或指示。在另一非限制性实施例中，空气数据探针组件10可以是具有可旋转感测结构和静止感测结构的多功能空气数据传感器单元。在商用飞机上，Α0Α传感器单元或多功能传感器单元可以安装在机身的侧面上，以使得纵向探针轴线A - A大体上垂直于飞机的纵向轴线(未示出)。然而，应了解，所描述的主题并不限于这类配置，明确加以限制的情况除外。例如，还应了解，另外和/或可选地，空气数据测量单元14可以并入一个或多个其它空气动力学结构，以便促进相对于静止壳体组件12的旋转。
[0015]在图1所示的说明性实施方案中，安装板20装配在壳体24的开放末端上，从而围封和界定探针空腔(图2A中所示)。壳体24可以是圆柱形、截头圆锥形或任何其它合适形状，以使得壳体24可以装配在可获得的飞机体积内，同时将各种机械元件和电子元件保持在探针空腔内。取决于安装板20在飞机或空中飞行器上的位置，安装板20可以包括大致上平坦或弯曲的外表面26，所述外表面26适于在恰当安装时与飞机外壳18大体上齐平。
[0016]在某些实施方案中，空气数据探针10向航空电子设备28提供各种信息(例如，空气数据27A和流体侵入数据27B)。航空电子设备28被配置来汇集、传输和/或分析通向和来自空中飞行器上和/或空中飞行器外部的不同节点的、与各种飞行方面或参数相关的数据或其它信号(这些数据或信号可以包括来自空气数据探针10的空气数据27A)。飞机航空电子设备28不限于特定元件和元件组，并且可以是任何常规或发明性设备(例如，FADEC系统)。
[0017]流体侵入数据27B可以包括与流体向空气数据探针10中的有害侵入相关的特定数据或信号。流体侵入数据27B可以从一个或多个流体感测单元(在后续图中加以展示)获取。空气数据探针10可以被配置来向航空电子设备28提供数据27B，但是在某些实施方案中，另外或可选地，可以向与具有流体感测单元的空气数据探针10进行通信的外部测试装备(未明确示出)提供流体侵入数据27B。
[0018]在图1中，可以由安装到毂部16的感测翼片(或叶片)32来促进空气数据测量单元14的旋转。飞机或空中飞行器穿过大气层的移动会引发感测翼片32围绕纵向探针轴线A - A的旋转。一般来说，感测翼片32的相对移动和取向可以结合飞机航空电子设备28加以校准或以其它方式配置，以便指示一个或多个飞行方面或参数。
[0019]盖板34可以按照同心方式安装在安装板20与毂部16之间，以便减少向壳体24和探针空腔(图2A中所示)中的流体侵入。安装板20和盖板34各自具有中心孔，所述中心孔的尺寸被设定来接纳相关部件并且允许空气数据测量单元14的旋转。紧固件36可以固定盖板34 (图2A和图2B中最能看出)，以使得盖板34与毂部16和感测翼片32 —起旋转。为了维持空气数据测量单元14在广阔热能范围内的自由旋转，界面37可以包括处于静止壳体组件12的表面与可旋转空气数据测量单元14的表面之间的间隙或空间。在这里，小的外部间隙38在盖板34与安装板20之间可以看到，而内部间隙则展示于后续图中。
[0020]具有可旋转传感器单元的许多空气数据探针并未气密密封，以便在广泛的空中飞行器操作温度范围内减少旋转摩擦。然而，未能彻底密封探针可能会允许流体向探针组件中的有害侵入和聚集，特别是在旋转单元与静止壳体之间的间隙周围。大多数探针设计成排斥大多数偶发的流体侵入，如降水所导致的流体侵入。但是，有害流体侵入的一个非限制性实施例可以发生在对飞机或空中飞行器进行压力清洗时。即使在这里，探针和其它部件的外部开口通常由保护罩或其它类似的盖罩所覆盖，以便防止加压清洗流体进入。然而，盖罩有时会脱落、安装不当或者完全没有安装。如果清洗流体或其它加压流体实际上渗入探针，那么流体可能会在飞行中或者甚至在起飞之前冻结，从而导致探针的可旋转部分被部分地或完全地锁死。在这类情况下，故障风险使得只要仅怀疑流体侵入时，便必须从飞机移除和/或拆卸这类探针。
[0021]如后续图中更详细地展示，空气数据探针组件10可以包括设置成邻近毂部16的底座的一个或多个流体感测单元。在某些实施方案中，流体感测单元可以包括流体收集区域，所述流体收集区域适于收集已经在处于静止壳体组件12与空气数据测量单元14之间的位置处或这个(这些)位置周围渗入空气数据探针10的流体。这类位置可以包括但不限于外部间隙38。为了清洁和干燥而进行的空气数据探针10的拆卸和/或移除因而是较少需要的，通常仅仅是为了定期维护以及在实际指示了流体侵入时。因此，一个或多个流体侵入传感器允许空气数据探针10更加频繁