(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
乗物（２０２）の表面（２１０）に最も近い第１の表面（３１８）を有しかつせん断モード（２２０）で振動するように構成された第１の圧電体（３０４）であって、第１の圧電体（３０４）によって生成される波が伝わる方向に対して垂直な方向に振動する第１の圧電体（３０４）、
乗物（２０２）の表面（２１０）から離れている第２の表面を有しかつせん断モード（２２０）で振動するように構成された第２の圧電体（３０５）、及び
第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）の着氷条件の存在を検出するために、第２の圧電体（３０５）の振動の周波数に対する第１の圧電体（３０４）の振動（２０２）の周波数の差を検出するように構成された振動検出器（３０８）を備える装置。
【請求項２】
第１の圧電体（３０４）及び振動検出器（３０８）は、圧電センサー（３００）を形成する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
少なくとも
第１の圧電体（３０４）を振動させるように構成された振動生成器（３０６）、又は
第１の圧電体（３０４）の表面（３１８）から氷（２２４）を除去するように構成された防氷システム（２３０）をさらに備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）が乗物（２０２）の表面（２１０）と同一平面となるように、第１の圧電体（３０４）及び振動検出器（３０８）は、乗物（２０２）に取り付けられた筐体（３０２）と関連付けられる、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）の着氷条件の存在を示す第１の圧電体（３０４）の振動（２１２）の周波数の差を検出するように構成される際に、振動検出器（３０８）は、振動（２１２）の変化に基づき第１の圧電体（３０４）の表面の任意の数の着氷条件を検出するように構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
着氷条件は、乗物（２０２）の表面（２１０）の氷（２２４）であり、かつ
乗物（２０２）の表面（２１０）から氷（２２４）を除去するように構成された防氷システム（２０３）をさらに備え、防氷システム（２３０）は、赤外線ヒーター、電気抵抗ヒーター、及び除氷ブーツのうちの一つから選択される、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
第１の圧電体（３０４）及び第２の圧電体（３０５）は、同じ材料になるように選択され、かつ同じ寸法をとる、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
着氷条件は、少なくとも乗物（２０２）の表面（２１０）の氷（２２４）、又は水滴が氷（２２４）を形成する条件下での乗物（２０２）の表面（２１０）の水滴（２３２）から選択される、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
着氷条件を検出するための方法であって、
乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた第１の圧電体（３０４）においてせん断モード（２２０）で振動（２１２）を引き起こすことであって、第１の圧電体（３０４）が第１の圧電体（３０４）によって生成される波が伝わる方向に対して垂直な方向に振動すること、
乗物（２０２）の表面（２１０）から離れている第２の表面を有する第２の圧電体（３０５）においてせん断モード（２２０）で振動を引き起こすこと、
第２の圧電体（３０５）の振動の周波数に対する第１の圧電体（３０４）の振動（２０２）の周波数の差を検出すること、
及び
検出された差から着氷条件が第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）に存在するかどうかを判定することを含む、方法。
【請求項１０】
着氷条件が第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）に存在すると判定されると、動作（２２８）を実行することをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
着氷条件が第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）に存在すると判定されると、動作（２２８）を実行することは、少なくとも
着氷条件が第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）に存在すると判定されると、任意の数の着氷条件が存在することを示すこと、又は
着氷条件が第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）に存在すると判定されると、防氷システム（２３０）の動作（２２８）を開始することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
着氷条件が第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）に存在すると判定されると、防氷システム（２３０）の動作（２２８）を開始することは、
着氷条件が第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）に存在すると判定されると、赤外線ヒーター、電気抵抗ヒーター、及び除氷ブーツのうちの少なくとも一つから選択される防氷システム（２３０）の動作（２２８）を開始することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた第１の圧電体（３０４）においてせん断モード（２２０）で振動（２１２）を引き起こすことは、
乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられ、圧電結晶、圧電セラミック、石英、及びリン酸ガリウムのうちの一つから選択された第１の圧電体（３０４）で振動（２１２）を引き起こすこと、及び
乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた第１の圧電体（３０４）で振動（２１２）を引き起こすことであって、第１の圧電体（３０４）の第１の表面（３１８）が乗物（２０２）の表面（２１０）と同一平面になるように、第１の圧電体（３０４）及び振動検出器（３０８）が乗物に取り付けられた筐体（３０２）と関連付けられる、振動を引き起こすことのうちの少なくとも一つを含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、概して航空機に関し、具体的には航空機の着氷条件（ｉｃｉｎｇ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ）の検出に関する。さらにより具体的には、本発明の開示は、航空機の表面で氷を検出する方法及び装置に関する。
【０００２】
航空機産業において、大気中の着氷条件は、航空機の表面での氷の形成につながることがある。さらに、この氷はエンジン内にも生じるかもしれない。航空機の表面、エンジンの吸気口、及び他の場所での氷の形成は、航空機の運航には好ましくなく、潜在的に安全ではない。
【０００３】
着氷条件は、過冷された液体水の滴が存在するときに発生する。これらの例では、水は、定められた水の氷点未満に冷却されてもなお液状であるときに、過冷されたと見なされる。着氷条件は、滴の大きさ、液体水の体積、空気の温度、及び他の適するパラメーターにより特徴づけられる。これらのパラメーターは、航空機で氷が形成される速度及び範囲に影響を及ぼしかねない。
【０００４】
着氷が起こると、航空機は要求通りに作動しない。たとえば、航空機の翼の氷により、航空機は小迎角で失速し、抗力レベルが増加するだろう。
【０００５】
航空機は、これらの着氷条件に対処するために、着氷を防止し、氷を除去し、又はそれらのいくつかの組み合わせを除去する機構を有することができる。たとえば、航空機は、着氷検出、着氷防止、及び着氷除去システムを含むことができる。氷は、除氷液、赤外線加熱、及び他の適する機構を使用して、除去される。
【０００６】
航空機の表面で氷を検出することに関して、現在利用できる氷検出システムは、航空機の表面での氷の形成を要求通りに正確には検出できない。現在使用される氷検出システムで、氷の誤示が起こるかもしれない。
【０００７】
たとえば、ある氷検出システムは、湿度及び温度を検出する。航空機周囲の環境に湿度が存在し、かつ温度が十分に低ければ、次に、氷検出システムは、航空機の表面に氷が存在することを示す。しかしながら、航空機の表面に、実際には氷が存在しないこともある。環境の条件次第では、氷の存在を示すために閾値として使用される温度未満になるまでは、水蒸気により氷は形成されない。ゆえに、氷の存在の不確実な表示が起こりうる。
【０００８】
さらに、大小両方の過冷された水滴が、航空機の表面に溜まることがある。各種の過冷された水滴がたまると、種々の安全上の注意が必要となる。たとえば、過冷された大きな水滴が航空機に溜まると、航空機の安全な飛行についての安全上の懸念となりうる。過冷された小さな水滴について、航空機の飛行に対してのひどい安全上の懸念となることはないが、これらの水滴は、航空機の前方エッジに溜まることがある。現在の氷検出システムは、過冷された大小の水滴間に違いを認めることができない。ゆえに、氷の種類及び重大性についての不確実な情報が生じることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、少なくとも上記の問題点の幾つかと、起こりうる他の問題点を考慮する方法及び装置を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ある実施形態において、装置は、圧電体及び振動検出器を備える。圧電体は、乗物の表面に最も近い表面を有する。圧電体は、振動するように構成される。振動検出器は、圧電体の表面の着氷条件の存在を示す圧電体の振動変化を検出するように構成される。
【００１１】
別の実施形態では、着氷条件が存在するかどうかを検出するための方法が提供される。乗物の表面と関連付けられた圧電体で振動が引き起こされる。振動から着氷条件が圧電体の表面に存在するかどうかについて判定が行われる。
【００１２】
図面及び文脈において、一つの態様では、乗物（２０２）の表面（２１０）に最も近い表面（３１８）を有しかつ振動するように構成された圧電体（３０４）、及び圧電体（３０４）の表面（３１８）の着氷条件の存在を示す圧電体（３０４）の振動（２０２）の変化を検出するように構成された振動検出器（３０８）を備える装置が開示される。
【００１３】
代替的には、装置において、圧電体（３０４）及び振動検出器（３０８）は、圧電センサー（３００）を形成する。代替的には、装置は、圧電体（３０４）を振動させるように構成された振動生成器（３０６）をさらに備える。代替的には、装置において、圧電体（３０４）は、せん断モード（２２０）で振動するように構成される。代替的には、装置において、圧電体（３０４）の表面（３１８）が乗物（２０２）の表面（２１０）と実質的に同一平面になるように、圧電体（３０４）及び振動検出器（３０８）は、乗物（２０２）に取り付けられた筐体（３０２）と関連付けられる。代替的は、装置において、圧電体（３０４）の表面（３１８）の着氷条件の存在を示す圧電体（３０４）の振動（２１２）の変化を検出するように構成されるので、振動検出器（３０８）は、振動（２１２）の変化に基づき圧電体（３０４）の表面の任意の数の着氷条件を検出するように構成される。
【００１４】
代替的には、装置において、着氷条件は乗物（２０２）の表面（２１０）の氷（２２４）であり、かつ装置は乗物（２０２）の表面（２１０）から氷（２２４）を除去するように構成された防氷システム（２３０）をさらに含む。代替的には、装置において、防氷システム（２３０）は、赤外線ヒーター、電気抵抗ヒーター、及び除氷ブーツのうちの一つから選択される。代替的には、装置は、圧電体（３０４）の表面（３１８）から氷（２２４）を除去するように構成された防氷システム（２３０）をさらに備える。
【００１５】
代替的には、装置において、圧電体（３０４）は第一の圧電体（３０４）であって、乗物（２０２）の表面（２１０）に最も近い第二の表面を有し、かつ振動するように構成された第二の圧電体（３０５）をさらに備え、第二の圧電体（３０５）は、第一の圧電体（３０４）と実質的に一致する。代替的には、装置において、着氷条件は、少なくとも乗物（２０２）の表面（２１０）の氷（２２４）、又は水滴が氷（２２４）を形成する条件下での乗物（２０２）の表面（２１０）の水滴（２３２）から選択される。
【００１６】
一つの態様では、乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた圧電体（３０４）で振動を引き起こすこと、及び振動から着氷条件が圧電体（３０４）の表面（３１８）に存在するかどうかを判定することを含む、着氷条件を検出する方法が開示される。代替的には、方法において、振動から着氷条件が圧電体（３０４）の表面（３１８）に存在するかどうかを判定することは、圧電体（３０４）の振動（２１２）を監視すること、及び振動（２１２）の変化が圧電体（３０４）の表面（３１８）の着氷条件の存在を示すほど十分に大きいかどうかを判定することを含む。
【００１７】
代替的には、方法は、着氷条件が圧電体の表面（３１８）に存在すると判定されると、動作（２２８）を実行することをさらに含む。代替的には、方法において、着氷条件が圧電体（３０４）の表面（３１８）に存在すると判定されると動作（２２８）を実行することは、着氷条件が圧電体（３０４）の表面（３１８）に存在すると判定されると任意の数の着氷条件が存在することを示すことを含む。
【００１８】
代替的には、方法において、着氷条件が圧電体（３０４）の表面（３１８）に存在すると判定されると動作（２２８）を実行することは、着氷条件が圧電体（３０４）の表面（３１８）に存在すると判定されると防氷システム（２３０）の動作（２２８）を開始することを含む。代替的には、方法において、着氷条件が圧電体（３０４）の表面（３１８）に存在すると判定されると防氷システム（２３０）の動作（２２８）を開始することは、着氷条件が圧電体（３０４）の表面（３１８）に存在すると判定されると、赤外線ヒーター、電気抵抗ヒーター、及び除氷ブーツのうちの少なくとも一つから選択される防氷システム（２３０）の動作（２２８）を開始することを含む。
【００１９】
代替的には、方法において、乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた圧電体（３０４）で振動（２１２）を引き起こすことは、乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた、圧電結晶、圧電セラミック、石英、及びリン酸ガリウムのうちの一つから選択される圧電体（３０４）で振動（２１２）を引き起こすことを含む。代替的には、方法において、乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた圧電体（３０４）で振動（２１２）を引き起こすことは、乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた圧電体（３０４）のせん断モード（２２０）で振動（２１２）を引き起こすことを含む。代替的には、方法において、乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた圧電体（３０４）で振動（２１２）を引き起こすことは、圧電体（３０４）の表面（３１８）が乗物（２０２）の表面（２１０）と実質的に同一平面になるように、圧電体（３０４）及び振動検出器（３０８）が乗物に取り付けられた筐体（３０２）と関連付けられ、乗物（２０２）の表面（２１０）と関連付けられた圧電体（３０４）で振動（２１２）を引き起こすことを含む。
【００２０】
上述のフィーチャ及び機能は、本発明の種々の実施形態において単独で達成することができるか、又は他の実施形態において組み合わせることができ、これらの実施形態のさらなる詳細は、後述の説明及び図面を参照して理解できるだろう。
【００２１】
実施形態の特徴と考えられる新規のフィーチャは、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、実施形態、好適な使用モード、さらにはその目的及び特徴は、添付図面とともに本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態による航空機の図である。
【図２】実施形態による着氷条件検出環境のブロック図を示す。
【図３】実施形態による圧電センサーのブロック図である。
【図４】実施形態による圧電センサーにより生成されるデータパケットのブロック図である。
【図５】実施形態による圧電センサーの図である。
【図６】実施形態による航空機の機体に取り付けられた圧電センサーの断面図である。
【図７】実施形態による着氷条件検出プロセスのフローチャートである。
【図８】実施形態による圧電センサーの振動検出プロセスのフローチャートである。
【図９】実施形態による着氷条件が存在するかどうかの判定プロセスのフローチャートである。
【図１０】実施形態によるデータ処理システムを示す。
【図１１】実施形態による航空機の製造及び保守方法を示す。
【図１２】実施形態が実施される航空機の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
実施形態は、任意の数の異なる検討事項を認識し考慮する。たとえば、航空機周囲の環境での湿度及び温度の存在を検出するのではなく、航空機の表面の氷又は液体の実際の存在を検出することにより、氷又は液体が航空機で検出される精度を高めることができる、ということを実施形態は認識し考慮する。
【００２４】
たとえば、振動する表面を有するセンサーを使用することは、着氷条件の存在をより正確に示すことを提供できる、ということを実施形態は認識し考慮する。たとえば、振動は、センサーの表面に水又は氷が存在するときには、違った変化を起こす。
【００２５】
ここで図面を参照すると、具体的には図１では、実施形態による航空機の例が示される。この実施例では、航空機１００は、機体１０６に取り付けられた翼１０２及び翼１０４を有する。また、航空機１００は、翼１０２に装着されたエンジン１０８と、翼１０４に装着されたエンジン１１０を含む。
【００２６】
機体１０６は、機首部分１１２及び尾部１１４を有する。機首部分１１２は、航空機１００の前方部分であり、尾部１１４は、航空機１００の後方部分である。水平安定板１１６、水平安定板１１８、及び垂直安定板１２０は、機体１０６の尾部１１４に装着される。
【００２７】
航空機１００は、実施形態よる着氷条件検出システム１２２が実施される航空機の例である。これらの実施例では、着氷条件検出システム１２２は、航空機１００の表面１２６にセンサー１２４を備える。
【００２８】
これらの実施例では、センサー１２４の一つは、圧電体を含むことができる。圧電体は、航空機１００の表面１２６に最も近い表面を有し、かつ振動するように構成される。圧電体の表面で氷が形成されると、圧電体の振動は変化する。圧電体の振動の変化は、圧電体の表面に氷が存在するかどうかを判定するために検出される。さらにまた、圧電体の表面に形成される氷の量は、時間とともに圧電体の振動変化を通して確認することもできる。
【００２９】
これらの例では、着氷条件検出システム１２２のセンサー１２４は、航空機１００の表面１２６の種々の場所に配置されてもよい。図示されたように、センサー１２４は、センサー１３０、１３２、１３４、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４６及び１４８を含む。
【００３０】
これらの実施例では、センサー１３０、１３２及び１３４は、航空機１００の機体１０６に配置される。この実施例では、センサー１３０は、機体１０６の上面１５０に配置される。センサー１３２は、機体１０６の側面１５２に配置され、センサー１３４は、機体１０６の側面１５４に配置される。側面１５２及び側面１５４は、機体１０６で互いに対向する。この実施例では、センサー１３４は、機体１０６の側面１５４において二点鎖線で示される。
【００３１】
これらの実施例では、センサー１３０、１３２及び１３４は、機体１０６の水平中心線１５６に又はその上方に配置される。これらのセンサーの相対位置により、センサー１３０、１３２及び１３４は、航空機１００が滑走路上で走行するときに滑走路の破片にさらされるのを避ける又は減らす場所に配置される。
【００３２】
センサー１３６及びセンサー１３８は、エンジン１０８及びエンジン１１０のエンジン筐体にそれぞれ配置される。センサー１３７、１３９及び１４０は、翼１０２に配置され、センサー１４１、１４２及び１４３は、翼１０４に配置される。センサー１４６は水平安定板１１６に配置され、センサー１１４は水平安定板１１８に配置される。センサー１４８は垂直安定板１２０に配置される。
【００３３】
センサー１２４の図は、センサーが航空機１００又は他の航空機に配置される方法に対する物理的又は構造的な限定を意図するものではない。これらの実施例において、センサー１２４として１４のセンサーが図示されるが、他の任意の数のセンサーが実施されてもよい。たとえば、任意の数のセンサー１２４の代わりに、単独のセンサーが着氷条件検出システム１２２に存在するとしてもよい。ここで使用されているように、要素を参照するのに使用されるときの「任意の数の」は、一又は複数の要素を意味する。要するに、任意の数のセンサー１２４は、一又は複数のセンサーである。
【００３４】
航空機１００の表面１２６のセンサー１２４の分布により、着氷条件検出システム１２２は、航空機１００の表面１２６の部分での種々の着氷分布を検出できる。たとえば、航空機１００の翼１０２の着氷条件は、翼１０２の異なる部分で異なることがある。例として、氷滴は、センサー１４０よりもセンサー１３７でより密に溜まる。結果として、着氷条件検出システム１２２は、翼１０２又は航空機１００の他の部分での氷の分布次第では、航空機１００の安全な飛行に懸念があるかどうかを判定するために使用される。
【００３５】
また、着氷条件検出システム１２２は、氷が形成される前に、着氷条件を検出することができる。たとえば、着氷条件検出システム１２２は、水滴から氷が形成される条件下での水滴を検出することができる。要するに、着氷条件は、少なくとも表面の氷、又は水滴から氷を形成する条件下での表面の水滴とされる。
【００３６】
本明細書で使用されるように、列挙された要素と共に使用される「〜のうちの少なくとも一つ」という表現は、列挙された要素の一又は複数の様々な組み合わせが使用され、かつ列挙された要素のいずれかが一つだけあればよいということを意味する。たとえば、「要素Ａ、要素Ｂ、及び要素Ｃのうちの少なくとも一つ」とは、たとえば、限定されないが、要素Ａ又は要素Ａ及び要素Ｂを含む。また、この例は、要素Ａ、要素Ｂ、及び要素Ｃ、又は要素Ｂ及び要素Ｃを含んでもよい。
【００３７】
ここで図２を参照すると、実施形態による氷検出環境のブロック図が示される。着氷条件検出環境２００は、乗物２０２に関して氷の検出が実行される環境である。この実施例では、乗物２０２は、図１の航空機１００とする。
【００３８】
着氷条件検出システム２０４は、乗物２０２と関連付けられる。一つのコンポーネントが別のコンポーネントと「関連付けられる」ときには、関連付けは、これらの例においては物理的な関連付けである。たとえば、第一のコンポーネント、つまり着氷条件検出システム２０４は、第二のコンポーネントである乗物２０２に固定され、第二のコンポーネントに結合され、第二のコンポーネントに取り付けられ、第二のコンポーネントに溶接され、第二のコンポーネントに留められ、及び/又は別の適する方法で第二のコンポーネントに連結されることにより、第二のコンポーネントと関連付けられると考えられる。また、第一のコンポーネントは、第三のコンポーネントを使用して、第二のコンポーネントに連結されてもよい。さらに、第一のコンポーネントは、第二のコンポーネントの部品及び／又は延長として形成されることにより、第二のコンポーネントと関連付けられるとも考えられる。
【００３９】
これらの実施例では、着氷条件検出システム２０４は、圧電着氷条件検出システム２０６の形態を取る。圧電着氷条件検出システム２０６は、任意の数の圧電センサー２０８を含む。図示されたように、任意の数の圧電センサー２０８は、乗物２０２の表面２１０と実質的に同一平面に又は平面的に配置される。
【００４０】
これらの実施例では、任意の数の圧電センサー２０８は、振動２１２を生成する。振動２１２は、氷２２４が乗物２０２の表面２１０に存在するかを判定するために使用される。
【００４１】
また、圧電着氷条件検出システム２０６は、振動生成システム２１４、振動検出システム２１６、及びコントローラー２１８を含む。振動生成システム２１４は、任意の数の圧電センサー２０８に振動２１２を生成させる電気信号を生成するように構成されたハードウェアである。
【００４２】
これらの実施例では、振動２１２は、せん断モード２２０を有する。せん断モード２２０を有する振動２１２は、波が伝わる方向に実質的に直角に交わる方向に作動する波を含む。
【００４３】
振動検出システム２１６は、振動２１２を検出するように構成される。特に、振動検出システム２１６は、振動２１２の周波数を検出することができる。振動検出システム２１６は、データ２２２を生成するように構成される。これらの実施例では、データ２２２は、たとえば、限定されないが、振動２１２の他の振動対する振動２１２の周波数分布、振幅、振動の相対位相、又は別の適するパラメーターのうちのす少なくとも一つとすることができる。また、異なる周波数を有する多重振動が存在し、データ２２２から検出されることもある。
【００４４】
データ２２２は、氷２２４が乗物２０２の表面２１０に存在するかどうかを判定するために、コントローラー２１８により使用される。コントローラー２１８は、ハードウェア、ソフトウェア、またはその二つの組み合わせにおいて実施される。これらの実施例では、コントローラー２１８は、コンピュータシステム２２６内で実施される。コンピュータシステム２２６は、一又は複数のコンピュータである。コンピュータシステム２２６内に複数のコンピュータが存在する場合には、これらのコンピュータはネットワークなどの通信媒体を使用して相互に通信することができる。
【００４５】
ソフトウェアを使用する場合には、これらのコンポーネントによって実行される作業は、プロセッサ装置上で動作するように構成されたプログラムコードの中で実施される。ハードウェアが用いられるときには、ハードウェアは、コンポーネントの動作を実行するように動作する回路を含んでもよい。
【００４６】
実施例では、ハードウェアは回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック装置、又は任意の数の動作を実行するように構成された他の適する種類のハードウェアの形態を取ることができる。プログラマブルロジック装置とともに、この装置は任意の数の動作を実行するように構成される。装置は、後で再構成することができるか、又は任意の数の動作を実行するように恒久的に構成することができる。プログラマブルロジック装置の例は、例えば、プログラマブルロジックアレイ、プログラマブルアレイロジック、フィールドプログラマブルロジックアレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、及び他の適するハードウェア装置を含む。また、プロセスは、無機コンポーネントと一体化した有機コンポーネントで実施されてもよく、及び／又は人間を除く有機コンポーネント全体から構成されてもよい。たとえば、プロセスは、有機半導体の回路として実施されてもよい。
【００４７】
コントローラー２１８は、任意の数の圧電センサー２０８での振動２１２が乗物２０２の表面２１０で氷２２４の存在を示すかどうかを判定するためにデータ２２２を解析する。さらにまた、コントローラー２１８は、乗物２０２の表面２１０で検出された多数の氷２２４を判定することができる。
【００４８】
乗物２０２の表面２１０での氷２２４の存在判定に応じて、動作２２８がコントローラー２１８により実行される。動作２２８は、任意の数の異なる形態をとることができる。たとえば、動作２２８は、氷２２４の存在を示す警告を生成すること、防氷システム２３０の動作を開始すること、及び他の適する動作を実行することのうちの少なくとも一つとする。
【００４９】
これらの実施例では、警告には、視覚的な指示、音声、又は乗物２０２の動作に提示される他の適する警告が含まれる。また場合によっては、警告は、乗物２０２とは離れた場所のオペレーター又はコンピュータシステムに送信されてもよい。
【００５０】
防氷システム２３０は、乗物２０２の表面２１０から氷２２４を除去するように構成される。さらにまた、防氷システム２３０は、任意の数の圧電センサー２０８から氷を除去するように構成されてもよい。防氷システム２３０は、任意の数の異なる形態をとることができる。たとえば、限定されないが、防氷システム２３０は、赤外線ヒーター、電気抵抗ヒーター、除氷ブーツ、及び他の適する種類の防氷装置のうちの少なくとも一つから選択することができる。
【００５１】
さらに、防氷条件検出システム２０４は、乗物２０２の表面２１０で氷２２４が形成される前に、氷２２４が形成される表面２１０での条件を検出することもできる。たとえば、着氷条件検出システム２０４の任意の数の圧電センサー２０８は、氷２２４が形成される条件下での乗物２０２の表面２１０で任意の数の圧電センサー２０８に到達する水滴２３２を検出することができる。氷２２４、水滴２３２、又は氷２２４及び水滴２３２の両方の検出は、存在する一又は複数の種類の着氷条件を確認するために使用される。要するに、表面２１０に氷２２４が形成されるとき、環境条件により水滴２３２から氷２２４が形成される際に表面２１０で水滴２３２が検出されるとき、又はその両方のときに、着氷条件が存在しうる。
【００５２】
ここで図３を参照すると、実施形態による圧電センサーのブロック図が示される。圧電センサー３００は、図２の任意の数の圧電センサー２０８の一つの例である。
【００５３】
図示されたように、圧電センサー３００は、筐体３０２、圧電体３０４、圧電体３０５、振動生成器３０６、温度センサー３０７、振動検出器３０８、及びヒーター３０９を含む。これらの実施例では、圧電体３０４、圧電体３０５、振動生成器３０６、温度センサー３０７、振動検出器３０８、及びヒーター３０９は、筐体３０２と関連付けられる。温度センサー３０７は、圧電体３０４の温度を監視するために使用される。
【００５４】
筐体３０２は、乗物２０２に取り付けられるように構成された構造体である。具体的には、筐体３０２は、乗物２０２の表面２１０と実質的に同一平面に又は平面的に取り付けられる。筐体３０２が乗物２０２の表面２１０と実質的に同一平面に取り付けられるときには、筐体３０２及び筐体３０２と関連付けられた種々のコンポーネントは、乗物２０２が移動している際に抗力を増加させない。
【００５５】
圧電体３０４は、電気と機械の相互作用が電気状態と機械状態との間に存在する材料である。これらの実施例において、圧電体３０４は、結晶３１０の形態をとる。圧電体３０４は、これらの実施例で電気的な変化が圧電体３０４に適合されると振動するように構成される。
【００５６】
圧電体３０５は、結晶３１１の形態をとる。これらの実施例では、圧電体３０５は、圧電体３０４と実質的に同一になるように選択される。要するに、圧電体３０４及び圧電体３０５は、同じ材料になるように選択され、かつ実質的に同じ寸法をとる。
【００５７】
圧電体３０４及び圧電体３０５は、任意の数の異なる材料から選択することもできる。たとえば、限定されないが、圧電体３０４及び圧電体３０５は、圧電結晶、圧電セラミック、石英、リン酸ガリウム、及び他の適する材料から選択することができる。
【００５８】
振動生成器３０６はハードウェアであり、またソフトウェアを含むことができる。この実施例では、振動生成器３０６は、図２の振動生成システム２１４で実施される装置の例である。
【００５９】
図示されたように、振動生成器３０６は、圧電体３０４及び圧電体３０５に電気的に接続される。振動生成器３０６は、圧電体３０４の振動３１２及び圧電体３０５の振動３１３を発生させるように構成される。
【００６０】
これらの実施例では、振動３１２は、せん断モード３１４を有する。さらに、振動３１３は、せん断モード３１５を有する。せん断モード３１４を有する振動３１２及びせん断モード３１５を有する振動３１３は、波が伝わる方向に対して実質的に直角に交わる方向に作動する波を含む。
【００６１】
これらの実施例では、圧電体３０４及び圧電体３０５は、種々の条件に対して異なった反応を示す。たとえば、圧電体３０４及び圧電体３０５は、過冷された水滴によるよりも液滴による方が阻害されにくい。要するに、せん断モード３１４を有する振動２１２及びせん断モード３１５を有する振動３１３は、過冷された水滴と同じようには、液滴には生成されない。その結果、圧電センサー３００は、圧電体の表面での液体荷重と氷荷重とを区別することができる。
【００６２】
図示されたように、二種類の水滴の存在は、異なる種類の着氷条件を示す。たとえば、第一の種類の着氷条件及び第二の種類の着氷条件は、異なる大きさの水滴により生じる。高度、温度及び液水体積の範囲は同じであるが、第一の種類の着氷条件と第二の種類の着氷条件との一つの違いは、滴の大きさである。
【００６３】
これらの実施例において、これらの着氷条件は、乗物２０２が航空機１００の形態をとるときには、乗物２０２で氷を形成する異なる高度及び温度で発生しうる。たとえば、温度がおよそ摂氏−４０〜０度であるときに、着氷条件は、およそ海水面から３０，０００フィートまでの高度で存在する。当然、航空機１００の表面１２６に接する水から氷が形成される他の高度及び温度も存在しうる。また、上述の高度及び温度の範囲で滴の液体水の体積がおよそ０．４〜２．８グラム／立法メートルであるときにも、着氷条件は存在する。
【００６４】
これらの実施例では、滴の大きさが直径でおよそ０．００４６５〜０．１１１ミリメートルであるときに、第一の種類の着氷条件が存在する。これらの大きさの滴が、通常の滴とされる。滴がおよそ０．１１１ミリメートルよりも大きな直径を有する滴を含むときに、第二の種類の着氷条件が存在する。およそ０．１１１ミリメートルよりも大きな滴は大きな滴とされ、具体的には、選択された高度、温度、及び液体水の体積の条件下で過冷された大きな滴とされる。水は、定められた水の氷点未満に冷却されてもなお液状であるときに、過冷されたと見なされる。
【００６５】
図示されたように、圧電センサー３００は、第一の任意の数の大きさでの水滴により形成された氷を検出するように構成される。また、圧電センサー３００は、第二の任意の数の大きさを有する水滴により形成された氷を検出するように構成される。これらの実施例では、第一の任意の数の大きさは、第二の任意の数の大きさよりも小さい。図１の航空機１００の圧電センサー３００の配置に基づき、種々の条件が検出される。
【００６６】
たとえば、第一の任意の数の大きさは、直径およそ０．００４６５〜０．１１１ミリメートルとされる。第二の任意の数の大きさは、直径およそ０．１１２〜２．２ミリメートルとされる。
【００６７】
第二の任意の数の大きさの水滴は、過冷された水の滴とされる水滴である。ゆえに、これらの過冷された水の滴は、過冷された大きな滴とされる。
【００６８】
氷３１６が圧電体３０４の表面３１８にあるときに、振動３１２は変化する。これらの図示された例では、表面３１８は、外的環境にさらされる。この実施例では、氷３１６が表面３１８にないときとは対照的に、氷３１６が表面３１８にあるときには、振動３１２の変化は異なる。さらに、液体３２０が表面３１８にあるときには、振動３１２の変化は異なる。要するに、圧電体３０４の表面３１８での液体３２０と氷３１６との存在を区別するために、振動３１２の変化が使用される。
【００６９】
これらの実施例では、振動３１３は、存在している氷３１６に応じて変化することはない。圧電体３０５は、圧電体３０５で氷３１６が形成されるような方法で、航空機の外部にさらされることはない。しかしながら、圧電体３０５は、圧電体３０４と同じ温度にさらされてもよい。
【００７０】
温度にさらされると、温度変化により、氷３１６又は他の流体が圧電体３０４の表面３１８に存在しないときに実質的に等しい又は同一である圧電体３０４の振動３１２及び圧電体３０５の振動３１３がもたらされる。要するに、圧電体３０５の振動３１３は、圧電体３０４の振動３１２についての基準振動（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ）である。
【００７１】
振動生成器３０８はハードウェアであり、またソフトウェアを含むことができる。振動検出器３０８は、振動３１２を検出し、データパケット３２４を生成するように構成される。データパケット３２４は、図２のデータ２２２にあるデータパケットの例である。データパケット３２４は、氷３１６が圧電体３０４の表面３１８に存在するかどうかを判定するために使用される。
【００７２】
さらに別の実施例では、データパケット３２４は、圧電体３０４の表面３１８で氷３１６の質量３２６を測定するためにも使用される。たとえば、圧電体３０４の設計された基線周波数からの圧電体３０４の周波数偏移の測定は、圧電体３０４の表面３１８で氷３１６の質量３２６を測定するために使用される。
【００７３】
これらの実施例では、温度センサー３０７は、圧電体３０４での結晶３１０の温度を監視するように構成されたハードウェア装置である。温度センサー３０７は、たとえば、限定されないが、サーミスタ、パイロメーター、又は結晶３１０の温度を監視するための別の適する種類の温度センサーとすることができる。別の実施例では、温度センサー３０７はなくてもよい。また、温度センサー３０７は、温度が、水滴などの液体３２０が氷３１６を形成するほど十分に低いかどうかを判定するために使用される。
【００７４】
ヒーター３０９は、圧電体３０４の表面３１８から氷３１６を除去するように構成されたハードウェア装置である。ヒーター３０９は、図２の防氷システム２３０で実施される装置の例である。図示されたように、ヒーター３０９は、電気抵抗ヒーター、フラッシュヒーター、または別の適する種類の装置を使用して実施されてもよい。
【００７５】
圧電体３０４の表面３１８から氷３１６を除去することにより、圧電体３０４の表面３１８での氷の将来的な形成の検出が可能になる。圧電体３０４の表面３１８からの氷３１６の除去は、氷３１６が乗物２０２の表面２１０の他の部分から除去された後に行われる。
【００７６】
ここで図４を参照すると、実施形態による圧電センサーにより生成されるデータパケットのブロック図が示される。この図において、データパケット３２４に含まれ、振動検出器３０８により生成されるデータの例が示される。図示されるように、データパケット３２４は、周波数４００、差４０２、センサー識別子４０４、及びタイムスタンプ４０６を含む。
【００７７】
周波数４００は、圧電体３０４の振動３１２の周波数である。差４０２は、圧電体３０４の振動３１２の周波数と圧電体３０５の振動３１３の周波数との差を識別する。
【００７８】
センサー識別子４０４は、圧電センサー生成データパケット３２４を識別する固有の識別子である。タイムスタンプ４０６は、データパケット３２４のデータが生成されたときを識別する。
【００７９】
図２の着氷条件検出環境２００及び図３及び図４の種々のコンポーネントの図は、実施形態が実施される方法に対して物理的又は構造的な限定を示唆するものではない。
【００８０】
たとえば、実施例によっては、圧電体３０５が省略されてもよい。氷３１６が圧電体３０４の表面３１８に存在するときの振動３１２の予想周波数は、データベースに記憶される。データベースは、異なる温度及び高度での氷３１６の形成についての予想周波数を提供することができる。
【００８１】
別の実施例では、データパケット３２４は、図４に示される情報に付け加え又はその代わりに、他の種類の情報を含んでもよい。たとえば、実施例によっては、データパケット３２４もまた温度の識別を含んでもよい。差４０２がデータパケット３２４に含まれないときに周波数４００が氷の存在を示すかどうかを判定するために、温度が使用される。
【００８２】
ここで図５を参照すると、実施形態による圧電センサーが示される。圧電センサー５００は、図３のブロック図で示される圧電センサー３００を物理的に実施する例である。
【００８３】
圧電センサー５００は、筐体５０２を含む。筐体５０２は、図１の機体１０６の表面１２６の穴５０４に嵌るように設計される。筐体５０２は、穴５０４に配置されると、表面１２６と実質的に同一平面となる形状を有するように構成される。さらに、筐体５０２の形状は、筐体５０２が表面１２６の湾曲５０６に実質的に一致するようなものである。
【００８４】
さらにまた、筐体５０２は穴５０８を有する。穴５０８は、この実施例では、実質的に円形を有する。当然だが、穴５０８は、特定の実施次第で任意の所望の形状を有することができる。穴５０８は、圧電体５００の筐体５０２に配置された圧電体５１２の表面５１０を露出する。
【００８５】
ここで図６を参照すると、実施形態による航空機の機体に取り付けられた圧電センサーの断面図が示される。この実施例において、圧電センサー５００の断面図は、図５の線６−６に沿って見られる図である。
【００８６】
この図では、少なくとも筐体５０２の表面６００又は圧電体５１２の表面５１０が表面１２６と実質的に同一平面になるように、筐体５０２が示される。特に、筐体５０２の表面６００及び圧電体５１２の表面５１０は湾曲５０６を有し、筐体５０２の表面６００及び圧電体５１２の表面５１０は、航空機１００の表面１２６の湾曲５０６に実質的に一致する。
【００８７】
この図において、振動生成器６０２及び振動検出器６０４も、筐体５０２内に見られる。これらの実施例において、これらのコンポーネントは、集積回路を使用して実施される。
【００８８】
図１及び図４〜６に示される種々のコンポーネントを、図２及び図３のコンポーネントと組み合わせるか、図２及び図３のコンポーネントに使用するか、又はそれら２つの場合を組み合わせることができる。加えて、図１及び図４〜６のコンポーネントの一部は、図２及び図３のブロック図に示されたコンポーネントを物理的構造として実施する方法の実施例である。
【００８９】
ここで図７を参照すると、実施形態による着氷条件検出プロセスのフローチャートが示される。図７に示されるプロセスは、図２の着氷条件検出環境２００で実施される。特に、種々の動作が着氷条件検出システム２０４内で実施される。
【００９０】
乗物の表面と関連付けられた圧電体で振動を起こすことにより、プロセスは開始する（工程７００）。この実施例では、振動は、せん断モードの振動とする。次いで、プロセスは、振動から着氷条件が圧電体に存在するかどうかを判定する（工程７０２）。これらの実施例では、着氷条件は、氷、氷を形成する水滴、又は氷及び水滴の両方とする。
【００９１】
着氷条件が圧電体に存在すると判定されると、動作が開始され（工程７０４）、プロセスは工程７００に戻る。この動作は、たとえば、限定されないが、警告を生成すること、防氷システムの動作を開始すること、及び他の適する動作を実行することを含む。警告は、たとえば乗物の運転手に提示される視覚的警告、音声警告、及び視覚的警告及び音声警告の両方とすることができる。
【００９２】
他の実施例では、工程７０４は、防氷システムの開始とされる。防氷システムの開始で、圧電体の表面に溜まった氷が除去される。工程７０２を再び参照し、着氷条件が存在しないと判定されると、動作は上述のように工程７００に戻る。
【００９３】
ここで図８を参照すると、実施形態による圧電センサーの振動を検出するためのプロセスのフローチャートが示される。図８に示されるプロセスは、図２の着氷条件検出システム２０４の任意の数の圧電センサー２０８の一つで実施される。具体的には、このプロセスは、図３の圧電センサー３００の振動検出器３０８で実施される。
【００９４】
圧電センサーの圧電体で振動の周波数を識別することにより、プロセスは開始する（工程８００）。工程８００では、圧電体は、乗物周囲の環境に露出される圧電体である。要するに、この露出は、氷が乗物の表面で形成されるなら、圧電体上でも形成されるようなものである。
【００９５】
次に、検出された周波数を使用して、データパケットが生成される（工程８０２）。また、データパケットは、圧電センサー、タイムスタンプ、及び他の適する情報の識別を含むこともできる。たとえば、環境に露出されない圧電センサーの別の圧電体の周波数が識別され、データパケットに含まれてもよい。さらに、データパケットは、圧電センサーの圧電体の多重周波数、振幅、及び位相を含むこともできる。
【００９６】
次いで、プロセスは、データパケットをコントローラーに送信する（工程８０４）。次に、先程述べられたように、プロセスは、工程８００に戻る。
【００９７】
ここで図９を参照すると、実施形態による、着氷条件が存在するかどうかを判定するプロセスのフローチャートが示される。図９に示されるプロセスは、図７の工程７０２を実施する例である。このフローチャートの種々の工程は、図２の着氷条件検出システム２０４のコントローラー２１８により実行される。
【００９８】
プロセスは、データパケットを圧電センサーから受信することにより開始する（工程９００）。データパケットを送信する圧電センサーは、データパケットのセンサー識別子から識別される。データパケットで識別される振動の周波数は、着氷条件が圧電センサーに存在するかどうかを判定するために解析される（工程９０２）。工程９０２では、着氷条件が存在するかどうかに加え、どのくらいの氷又は水滴が存在するかが、解析によって判定される。
【００９９】
さらに、これらの実施例では、氷の存在と水のような液体の存在とを区別する方法で、周波数が解析される。圧電センサーの表面の氷の形成は、液体が圧電センサーの表面に存在するときに比べると大幅に縮小する。
【０１００】
次に、プロセスは、圧電センサーと関連付けられた振動の周波数を記憶し（工程９０４）、上述のように、プロセスは工程９００に戻る。このように、工程９０２で解析が実行されると圧電センサーに氷が存在するかどうかを判定する際に使用するために、周波数の履歴が収集される。
【０１０１】
さらに、圧電センサーの表面に異なる種類の着氷条件が存在するかどうかを判定するために、周波数の履歴が使用される。たとえば、着氷速度、測定可能な個々の周波数変化の存在、及び他の要因は、圧電センサーの表面での過冷された大きな滴の着氷条件の存在を示す。
【０１０２】
さらに、動作が防氷システムなどの工程７０４で開始されると、より多くのデータが周波数履歴に追加される。要するに、防氷システムが圧電センサーの表面の氷を解かし氷が再び冷却する間に、測定された周波数変化は、どの種類の着氷条件が圧電センサーの表面に存在するかを判定するのに役立つ。たとえば、過冷された大きな滴の着氷条件では、周波数変化は、通常の着氷条件中の周波数変化よりもずっと大きくなるだろう。
【０１０３】
図示した異なる実施形態でのフローチャート及びブロック図は、実施形態で実施可能な装置及び方法の構造、機能、及び動作を示している。その際、フローチャート又はブロック図の各ブロックは、工程又はステップのモジュール、セグメント、機能及び／又は部分を表す。例えば、一又は複数のブロックは、ハードウェア内のプログラムコードとして、又はプログラムコードとハードウェアの組合せとして実施可能である。ハードウェアで実施されるとき、ハードウェアは、例えば、フローチャート又はブロック図の一又は複数の動作を実行するように製造又は構成された集積回路の形態をとることができる。
【０１０４】
実施形態のいくつかの代替的な実施において、ブロックに記載された機能又は機能群は、図の中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えば、場合によっては、連続して示されている二つのブロックがほぼ同時に実行されてもよく、又は含まれる機能によっては、時にはブロックが逆の順番で実行されてもよい。また、フローチャート又はブロック図に描かれているブロックに加えて他のブロックが追加されることもありうる。
【０１０５】
ここで図１０を参照すると、一つの実施形態によるデータ処理システムが示される。データ処理システム１０００は、図２のコンピュータシステム２２６を実施するために使用される。この実施例では、データ処理システム１０００は、通信フレームワーク１００２を含み、これによりプロセッサユニット１００４、メモリ１００６、固定記憶域１００８、通信ユニット１０１０、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット１０１２、及びディスプレイ１０１４の間の通信が行われる。この実施例では、通信フレームワークは、バスシステムの形態をとることができる。
【０１０６】
プロセッサユニット１００４は、メモリ１００６に読み込み可能なソフトウェアに対する命令を実行する。プロセッサユニット１００４は、特定の実施次第で、任意の数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、又は別の種類のプロセッサとすることができる。
【０１０７】
メモリ１００６及び固定記憶域１００８は、記憶デバイス１０１６の例である。記憶デバイスは、情報を一時的に及び／又は恒久的に格納できる何らかのハードウェア部分であり、この情報には、限定されないが、データ、機能的形態のプログラムコード、及び／又はその他の適する情報が含まれる。記憶デバイス１０１６は、これらの実施例ではコンピュータ可読記憶デバイスと呼ばれることもある。このような実施例では、メモリ１００６は、例えば、ランダムアクセスメモリ、又は別の適する揮発性又は非揮発性の記憶デバイスすることができる。固定記憶域１００８は、特定の実施次第で様々な形態をとることができる。
【０１０８】
例えば、固定記憶域１００８は、一又は複数のコンポーネント又は装置を含むことができる。例えば、固定記憶域１００８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え型光ディスク、書換え可能磁気テープ、又はそれらの何らかの組み合わせとすることができる。固定記憶域１００８により使用される媒体は、取り外し可能なものでもよい。例えば、取り外し可能なハードドライブが、固定記憶域１００８に使用されてもよい。
【０１０９】
通信ユニット１０１０は、これらの例では、他のデータ処理システム又はデバイスとの通信を提供する。このような実施例では、通信ユニット１０１０はネットワークインターフェースカードである。
【０１１０】
入出力ユニット１０１２は、データ処理システム１０００に接続される他の装置とのデータの入出力を可能にする。例えば、入出力ユニット１０１２は、キーボード、マウス、及び／又は他の適する入力装置によりユーザ入力のための接続を提供する。さらに、入出力ユニット１０１２は、プリンタに出力を送ることができる。ディスプレイ１０１４は、ユーザに対して情報を表示する機構を提供する。
【０１１１】
オペレーテングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムに対する命令は、通信フレームワーク１００２を介してプロセッサユニット１００４と通信する記憶装置１０１６内に配置される。種々の実施形態のプロセスは、メモリ１００６などのメモリに読み込まれるコンピュータで実施可能な命令を使用して、プロセッサユニット１００４により実行される。
【０１１２】
これらの指示は、プログラムコード、コンピュータ可用プログラムコード、又はコンピュータ可読プログラムコードと呼ばれ、プロセッサ装置１００４内のプロセッサによって読み込まれ実行される。種々の実施形態におけるプログラムコードは、例えば、メモリ１００６又は固定記憶域１００８などの種々の物理媒体又はコンピュータ可読記憶媒体上で実施される。
【０１１３】
プログラムコード１０１８は、選択的に着脱可能であり、プロセッサ装置１００４により実行するためのデータ処理システム１０００に読み込まれる又は転送されるコンピュータ可読媒体１０２０で、機能的な形態で配置される。プログラムコード１０１８及びコンピュータで可読媒体１０２０は、これらの実施例ではコンピュータプログラム製品１０２２を形成する。一つの実施例では、コンピュータ可読媒体１０２０は、コンピュータ可読記憶媒体１０２４又はコンピュータ可読信号媒体１０２６とすることができる。これらの実施例では、コンピュータ可読記憶媒体１０２４は、プログラムコード１０１８を伝搬又は送信する媒体よりはむしろプログラムコード１０１８を記憶するために使用される物理的な又は有形の記憶デバイスである。
【０１１４】
代替的には、プログラムコード１０１８は、コンピュータ可読信号媒体１０２６を使用してデータ処理システム１０００に送信されてもよい。コンピュータ可読信号媒体１０２６は、たとえば、プログラムコード１０１８を含む伝搬されたデータ信号とすることができる。例えば、コンピュータ可読信号媒体１０２６は、電磁信号、光信号、及び／又は任意の他の適する種類の信号とする。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、有線、及び／又は任意の他の適する種類の通信リンクなどの、通信リンクによって送信される。
【０１１５】
データ処理システム１０００について説明した種々のコンポーネントは、種々の実施形態が実施される方法を構造的に限定するものではない。異なる実施形態は、データ処理システム１０００に対して図示されたコンポーネントに追加される又はそれらに代わるコンポーネントを含むデータ処理システム内で実施することができる。図１０に示した他のコンポーネントは、示された実施例と異なることがある。異なる実施形態は、プログラムコード１０１８を実行できる任意のハードウェアデバイス又はシステムを使用して実施することができる。
【０１１６】
本発明の実施形態は、図１１に示す航空機の製造及び保守方法１１００、及び図１２に示す航空機１２００の観点から説明することができる。まず図１１に注目すると、実施形態による航空機の製造及び保守方法が示される。製造前の段階では、航空機の製造及び保守方法１１００は、図１２の航空機１２００の仕様及び設計１１０２、及び材料調達１１０４を含む。
【０１１７】
製造段階では、図１２の航空機１２００のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１１０６及びシステムインテグレーション１１０８が行われる。その後、図１２の航空機１２００は運航１１１２に供するために、認可及び納品１１１０が行われる。顧客により運航１１１２される間に、図１２の航空機１２００は、定期的な整備及び保守１１１４（改造、再構成、改修、及びその他の整備又は保守を含む）を受ける。
【０１１８】
航空機の製造及び保守方法１１００の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び／又はオペレーターによって実施又は実行される。これらの実施例では、オペレーターは顧客とすることができる。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであってもよい。
【０１１９】
図１２を参照すると、実施形態が実行される航空機を示している。この実施例では、航空機１２００は、図１１の航空機の製造及び保守方法１１００によって製造され、複数のシステム１２０４及び内装１２０６を有する機体１２０２を含む。システム１２０４の例は、推進システム１２０８、電気システム１２１０、油圧システム１２１２、及び環境システム１２１４のうちの一又は複数を含む。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例が示されたが、自動車産業などの他の産業にも種々の実施形態を適用することができる。
【０１２０】
ここで実施される装置及び方法は、図１１の航空機の製造及び保守方法１１００のうちの少なくとも一つの段階で採用される。たとえば、着氷条件検出システム２０４の任意の数の圧電センサー２０８は、システムインテグレーション１１０８中に航空機１２００に取り付けられる。また、これらのセンサーは、航空機１２００のアップグレード又は改修として、保守及び運航１１１４中に取り付けられてもよい。
【０１２１】
ゆえに、実施形態は、航空機及び他の乗物の一又は複数の着氷条件の存在を検出するための方法及び装置を提供する。これらの実施例では、圧電センサーで形成される氷及び水滴の質量だけではなく、着氷条件の実際の存在も検出される。圧電センサーの使用により、航空機の表面での氷の誤示を減らすことができる。さらには、実施形態により、航空機又は他の乗物の表面に存在する種々の着氷条件を検出することができる。
【０１２２】
種々の実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提供されており、包括的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図するものではない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。たとえば、航空機を参照して実施形態に関する例が述べられたが、実施形態は、航空機以外の他の乗物にも適用可能である。他の乗物とは、たとえば、限定されないが、潜水艦、兵員輸送車、タンク、電車、自動車、バス、宇宙船、水上艦、及び他の適する乗物を含むことができる。さらに、種々の実施形態は、他の実施形態に照らして別の利点を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最も好ましく説明するため、及び他の当業者に対し、様々な実施形態の開示と、考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を促すために選択及び記述されている。
【符号の説明】
【０１２３】
１００    航空機
１０２、１０４    翼
１０６    機体
１１０    エンジン
１１２    機首部分
１１４    尾部
１１６、１１８    水平安定板
１２０    垂直安定板
１２２    着氷条件検出システム
１２４    センサー
１２６    表面
１３０、１３２、１３４、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、
１４２、１４３、１４４、１４６、１４８    センサー
１５０    上面
１５２、１５４    側面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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