[发明专利]使用数字燃料测定探针的燃料测定系统

说明书

背景技术

为了安全和经济性原因，飞行器必须具有准确确定机载燃料量的能力。联邦规章确定了飞行器必须承载的最小燃料量，因为不预期的事件可能改变飞行器的路线和目的地。在这些情况下，重要的是具有为使飞行器能够安全飞到替代目的地保持的燃料的准确测量。

飞行器承载的燃料量通过多种考虑来决定，例如有效载荷、路径、天气等。燃料负载越重，飞行器能够承载的有效载荷越小，附加的燃料储量经常对燃料测定中的误差负有责任。因此，准确的机载燃料测定设备在商业上是受欢迎的，因为其允许对于给定的路径承载较少的燃料，带来更为经济的飞行运行。

传统的燃料测定系统已经使用位于飞行器的罐(tank)中的电容性探针。通常，这种探针包括两个同轴的竖直布置的电极，其限定了燃料在填充过程中升高并在消耗过程中下降的空间。探针中的燃料水平改变探针的电容值。探针的电容随着探针内的燃料水平线性变化。因此，施加到探针的电气信号可用于确定处于给定燃料水平的探针电容值。这种电容值于是可用于确定罐中的燃料的量。

在一种商业可用的燃料测定系统中，各个探针的电容被个别地测量。各个探针是线性的，也就是说，内外电极的直径在探针的整个长度上保持恒定。因此，探针制造相对较为便宜。各个个体探针的完整性受到监视，以便检测探针故障。然而，采用这样的系统，存在监视电子装置和布线的增大的复杂性。另外的布线增加了系统的重量和成本，并降低了系统的可靠性。电子装置更为复杂，因为各个探针必须分别驱动，以便实现合理地响应于燃料水平变化的系统。这种增加的复杂性使得这种系统相对较为昂贵，且可靠性相对较低。

附图说明

将会明了，附图所示出的部件的边界仅仅代表边界的一种实例。本领域普通技术人员将会明了，一个部件可被设计为多个部件，或者，多个部件可被设计为一个部件。另外，内部部件可被实现为外部部件，反之亦然。

另外，在附图和下面的介绍中，贯穿附图和介绍，类似的部分分别用同样的参考标号表示。附图可能不是按比例绘制的，特定部件的比例已被放大，以便说明。

图1示出了燃料测定系统的一实施例的框图；

图2A示出了可用在燃料测定系统中的燃料测定探针的一实施例的透视图；

图2B示出了可用在燃料测定系统中的燃料测定探针内的同轴板状电容器的一实施例的部分内透视图；

图3A示出了用于燃料测定探针的端盖220的一实施例的透视图；

图3B示出了PCB/配线(harness)组件300的实施例；

图4示出了可用在燃料测定系统中的数字燃料测定探针的一实施例的框图；

图5示出了数字燃料测定探针的一实施例的简化原理图；

图6示出了可用在燃料测定系统中的补偿器探针的一实施例的局部内透视图；

图7示出了具有数字燃料测定探针的燃料测定系统的简化总线多工(multiplexing)方案。

具体实施方式

图1示出了用于飞行器的燃料测定系统10的一实施例的框图。尽管这里在飞行器燃料测定的背景下具体讨论了本实施例，这种讨论仅仅出于说明性的和阐释性目的，不应看作限制意义。将会明了，这种燃料测定系统将应用于任何液体调节应用，其中，希望确定容器内的液体的量。例如，燃料测定系统可应用于任何类型的电容水平检测，包括任何类型交通工具(例如飞行器、火箭、地面交通工具)内的任何类型的液体罐(例如燃料、油、液压液体、水等)或甚至任何类型的地面存储罐。

如图1所示，示例性的燃料测定系统10包含：多个可寻址的电容性燃料测定探针15a和15b(这里也称为“探针15”)，其位于飞行器燃料罐75中，并被配置为提供燃料罐75的燃料高度指示；远程燃料计算器单元20；密度计25，其位于燃料罐75中或燃料系统10中的其他地方，并被配置为测量燃料的密度；液体介电常数传感器或补偿器30，其位于燃料罐75中，并被配置为测量燃料的介电常数或电容率。具体而言，探针15竖直安装在燃料罐75中的不同位置，使得它们至少部分地浸入燃料罐75中存在的任何燃料，同时，补偿器30安装在燃料75中确保其将总是完全浸入燃料的位置。典型地，在设计特定系统的过程中进行液体高度-容积研究，以便选择用于各个罐中的最少数量的探针的最优的一组位置。在示例性的系统10中，示出了两个探针15a和15b，但是，将会明了，取决于设计，可使用一个探针或是三个以上的探针。