BR102013032063A2

BR102013032063A2 - arranjo de sensor de temperatura do ar, e, método para medir a temperatura do ar próximo a um veículo

Info

Publication number: BR102013032063A2
Application number: BR102013032063A
Authority: BR
Inventors: Chester Miles Schwie; John Timothy Otto
Original assignee: Rosemount Aerospace Inc
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2015-12-08
Also published as: CA2836171C; US9829395B2; EP2743660A1; CN103884452B; CA2836171A1; EP2743660B1; US20140169401A1; CN103884452A; JP2014119451A; JP6218585B2

Abstract

arranjo de sensor de temperatura do ar, e, metodo para medir a temperatura do ar próximo a um veículo. um arranjo de sensor de temperatura do ar para um veículo inclui um alojamento de sensor de temperatura tendo uma porção de base, uma entrada e uma saída. também é incluído um percurso de fluxo principal definido por uma parede continuamente curvilínea, o percurso de fluxo principal se estendendo a partir da entrada para a saída para separar a matéria particulada a partir de um fluxo de ar de entrada. adicionalmente é incluído um sensor de temperatura disposto dentro de uma cavidade interna do alojamento de sensor de temperatura.

Description

“ARRANJO DE SENSOR DE TEMPERATURA DO AR, E, MÉTODO PARA MEDIR A TEMPERATURA DO AR PRÓXIMO A UM VEÍCULO” ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente invenção se refere a um arranjo de sensor de temperatura dó ar para um veículo e a um método de medir a temperatura do ar próximo a um veículo.

Os veículos normalmente incluem dispositivos de medição de temperatura do ar externo que proporcione informação útil a um operador do veículo. Uma aeronave é um exemplo de um veículo que emprega tais dispositivos, com base nos benefícios de conhecimento exato da temperatura do ar exterior. Os dispositivos de medição de temperatura proporcionam a temperatura do ar e dados adicionais podem ser obtidos de forma deduzível a partir daquela informação, tal como a verdadeira velocidade do ar da aeronave.

Infelizmente, incerteza em relação às leituras de temperatura normalmente é observada devido a inúmeras fontes, incluindo diversas condições de voo. Uma fonte de erro principal surge da incerteza em aquecimento não adiabático do ar medido ao realizar a remoção de gelo, referido como erro de aquecimento para remoção de gelo (DHE). DHE pode aumentar quando a formação de gelo do sensor ocorre, uma vez que sensores tradicionais regularmente formam gelo em condições ambientais extremas.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

De acordo com uma modalidade, um arranjo de sensor de temperatura do ar para um veículo inclui um alojamento de sensor de estação móvel tendo uma porção de base, uma entrada e uma saída. Também é incluído um percurso de fluxo principal definido por uma parede continuamente curvilínea, o percurso de fluxo principal se estendendo da entrada para a saída para separar matéria particulada a partir de um fluxo de ar de entrada. É incluído ainda um sensor de temperatura disposto dentro de uma cavidade interna do alojamento de sensor de temperatura.

De acordo com outra modalidade, é provido um método para medir a temperatura do ar próximo a um veículo. O método inclui ingerir um fluxo principal em uma entrada de um alojamento de sensor de temperatura. í Também é incluído o escoamento do fluxo principal através de um percurso de fluxo principal definido por uma parede continuamente curvilínea. Também é incluída a separação de matéria particülada a partir de um fluxo de ar de entrada quando o fluxo principal passa através do percurso de fluxo principal. Ainda é incluído adicionalmente expelir a matéria particulada a partir do alojamento de sensor de temperatura através de uma saída. Também é incluída a medição de uma temperatura do fluxo de ar de entrada com um sensor de temperatura disposto em uma cavidade em um local interno do alojamento de sensor de temperatura. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A matéria em estudo que é considerada como a invenção é particularmente indicada e distintamente reivindicada nas reivindicações na conclusão do relatório descritivo. As características e vantagens precedentes e outras da invenção são evidentes a partir da descrição detalhada seguinte considerada em conjunto com os desenhos anexos nos quais: A Figura 1 é uma vista em perspectiva de uma aeronave. A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um arranjo de sensor de temperatura de ar para aeronave. A Figura 3 é uma vista em seção transversal parcial, em perspectiva, do arranjo de sensor de temperatura do ar; e A Figura 4 é um diagrama de fluxo ilustrando um método para medir á temperatura do ar próximo a um veículo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO Com referência à Figura 1, um veículo de acordo com uma modalidade exemplar é indicado geralmente com o numeral de referência 2. O veículo 2 é mostrado na forma de uma aeronave 4. Embora ilustrado como uma aeronave deve-se entender que o veículo 2 pode assumir outras formas. A aeronave 4 inclui uma fuselagem 7 que inclui uma seção de nariz 10 e uma seção de cauda 12. A aeronave 4 inclui também uma primeira asa 14 que se estende a partir de um primeiro lado da fuselagem 7 e uma segunda as 15 que se estende a partir de um lado oposto da fuselagem 7. A aeronave 4 é mostrada como incluindo um trem de pouso dianteiro 22, disposto próximo à seção de nariz 10 assim como um trem de pouso próximo à cauda 24 montado na primeira asa 14.

Um arranjo de sensor de temperatura do ar 30 é ilustrado como disposto próximo a uma superfície da seção de nariz 10 da aeronave 4, contudo o arranjo de sensor de temperatura do ar 30 pode ser empregado em diversos outros locais da aeronave 4, tal como próximo a outras áreas da fuselagem 7, a seção de cauda 12 ou um motor (não ilustrado), por exemplo. O arranjo de sensor de temperatura do ar 30 é configurado para medir uma temperatura do ar total. A temperatura do ar total se refere a uma medição da temperatura do ar em um ponto de estagnação de ar que está em repouso em relação à aeronave 4. Quando o ar está em repouso, a energia cinética é convertida em energia interna. O ar é comprimido e experimenta um aumento adiabático em temperatura. Portanto, a temperatura total do ar é superior à temperatura do ar estático (ou ambiente) e é uma entrada útil para um computador de dados do ar para possibilitar a computação da temperatura de ar estático e, portanto, a real velocidade do ar.

Com referência agora às Figuras 2 e 3, o arranjo de sensor de temperatura do ar 30 compreende um alojamento de sensor de temperatura 32 que é montado tipicamente em uma superfície da aeronave 4 mediante fixação mecânica de uma porção de base 34 à aeronave 4. O alojamento de sensor de temperatura do ar 32 inclui uma entrada 36 configurada para receber um fluxo principal 38 que inclui um fluxo de ar de entrada 40 o qual é referido aqui como matéria particulada 42. À matéria particulada 42 compreende partículas que são mais pesadas do que as moléculas do ar que compõem o fluxo de ar de entrada 40. Exemplos de partículas incluídas em matéria particulada 42 são a água, gelo e poeira. Os exemplos precedentes são apenas ilustrativos e a matéria particulada 42 pode incluir partículas alternativas. Independentemente das partículas específicas incluídas nó fluxo principal 38, um percurso de fluxo principal 44 guia o fluxo principal 38 a partir da entrada 36 em direção a uma entrada de cavidade 46. A entrada de cavidade 46 conduz a uma cavidade 48 formada dentro do alojamento de sensor de temperatura 32. A cavidade 48 é configurada para alojar nesse lugar um sensor de temperatura-50. Á cavidade 48 pode ser formada de diversas geometrias e em uma modalidade compreende uma área em seção transversal substancialmente circular. Conforme observado, várias geometrias alternativas seriam adequadas para a cavidade 48. A entrada de cavidade 46 está localizada ao longo do percurso de fluxo principal 44 em uma direção radial entre a entrada 36 do alojamento de sensor de temperatura 32 e uma saída 52 do alojamento de sensor de temperatura 32. Em outras palavras, a entrada de cavidade 46 é disposta a jusante da entrada 36 e a montante da saída 52, em relação à direção de fluxo predominante do fluxo principal 38. Ela está próxima do local ao longo do percurso de fluxo principal 44 na entrada de cavidade 46 de modo que o fluxo principal 38 é substancialmente separado em fluxo de ar de entrada 40 e a matéria particulada 42. O fluxo de ar de entrada 40 é guiado para a entrada de cavidade 46 para dentro da cavidade 48 para medição de temperatura pelo sensor de temperatura 50 localizado nesse lugar. A matéria particulada 42 separada do fluxo de ar de entrada 40 continua ao longo do percurso de fluxo principal 44 e é expelida do alojamento de sensor de temperatura 32 atrãvés da saída 52. A separação do fluxo principal 38 em fluxo de ar de entrada 40 e matéria particulada 42 é obtida pela geometria do percurso de fluxo principal 44. O percurso de fluxo principal 44 é definido por uma parede continuamente curvilínea 54 que se estende a partir da entrada 36 até a saída 52, com uma interrupção apenas na entrada de cavidade 46. A parede continuamente curvilínea 54 é contomeada para reduzir a formação de camada de limite ao longo da parede continuamente curvilínea 54 e para evitar a recirculação do fluxo principal 38 ao longo do percurso de fluxo principal 44. A parede continuamente curvilínea 54 pode ser contomeada em diversas geometrias alternativas, mas tipicamente uma seção transversal substancialmente circular ou elíptica é empregada de modo a considerar orientações de chegada variáveis do fluxo de ar 38, ao contrário da inclusão de porções planas ao longo do percurso de fluxo principal 44. Conforme mostrado, o percurso de fluxo principal 44 tipicamente é afunilado ou afilado a partir de uma área em seção transversal maior na entrada 36 para uma área de seção transversal menor na saída 52. Ao menos uma porção do percurso de fluxo principal 44, tal como próximo à entrada 36, póde ser simétrica em tomo de um eixo 56. Tal porção pode estar localizada próxima à entrada 36, à saída 52, ou ambos. Deve-se entender que a entrada 36 pode ser formada de diversas geometrias em seção transversal, incluindo circular ou elíptica, por exemplo, mas essas geometrias exemplares assinaladas não devem ser limitadoras.

Um método 100 para medir a temperatura do ar próximo a um veículo 2 também é provido como ilustrado na Figura 4 e com referência às Figuras 1-3. A aeronave 4 e mais especificamente o arranjo de sensor de temperatura do ar 30 foram descritos previamente e componentes estruturais específicos não precisam ser descritos em detalhe adicional. O método 100 para medir a temperatura do ar próximo a um veiculo 2 inclui ingerir um fluxo principal em uma entrada de um alojamento de sensor de temperatura em 102 e fluir o fluxo principal através de um percurso de fluxo principal definido por uma parede continuamente curvilínea em 104. Matéria particulada é separada de um fluxo de ar de entrada quando o fluxo principal passa através do percurso de fluxo principal em 106, com a matéria particulada subsequentemente expelida a partir do alojamento de sensor de temperatura através de uma saída em 108. Uma temperatura do fluxo de ar de entrada é medida com um sensor de temperatura disposto em uma cavidade em um local interno do alojamento de sensor de temperatura em 110.

Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em conexão apenas com um número limitado de modalidades, deve ser prontamente entendido que a invenção não é limitada a tais modalidades reveladas. Mais propriamente, a invenção pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou arranjos equivalentes não descritos até o presente, mas que são compatíveis com a essência e o escopo da invenção. Adicionalmente, embora diversas modalidades da invenção tenham sido descritas, deve-se entender que aspectos da invenção podem incluir apenas algumas das modalidades descritas. Consequentemente, a invenção não deve ser vista como limitada pela descrição precedente, mas limitada apenas pelo escopo das reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Arranjo de sensor de temperatura do ar para um veículo, caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento de sensor de temperatura que tem unia porção de base, uma entrada e uma saída; um percurso de fluxo principal definido por uma parede continuamente curvilínea, o percurso de fluxo principal se estendendo da entrada para a saída para separar matéria particulada de um fluxo de ar de entrada; e um sensor de temperatura disposto dentro de uma cavidade interna do alojamento de sensor de temperatura.

2. Arranjo de sensor de temperatura do ar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a entrada compreende uma seção transversal circular.

3. Arranjo de sensor de temperatura do ar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a entrada compreende uma seção transversal elíptica.

4. Arranjo de sensor de temperatura do ar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a entrada compreende uma primeira área em seção transversal e a saída compreende uma segunda área em seção transversal, em que a primeira área em seção transversal é maior do que a segunda área em seção transversal. -

5. Arranjo de sensor de temperatura do ar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção de base é presa ao veículo.

6. Arranjo de sensor de temperatura do ar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o veículo é uma aeronave.

7. Arranjo de sensor de temperatura do ar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o percurso de fluxo principal é substancialmente simétrico próximo à entrada.

8. Arranjo de sensor de temperatura do ar, de acordo com â reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a matéria particulada separada compreende ao menos um de água, gelo e poeira.

9. Arranjo de sensor de temperatura do ar, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a cavidade tem uma seção transversal circular.

10. Método para medir a temperatura do ar próximo a um veículo, caracterizado pelo fato de que compreende: ingerir um fluxo principal em uma entrada de um alojamento de sensor de temperatura; fluir o fluxo principal através de um percurso de fluxo principal definido por uma parede continuamente curvilínea; separar a matéria particulada a partir de um fluxo de ar de entrada quando o fluxo principal passa através do percurso de fluxo principal; expelir a matéria particulada a partir do alojamento de sensor de temperatura através de uma saída; e medir uma temperatura do fluxo de ar de entrada com um sensor de temperatura disposto em uma cavidade em um local interno do alojamento de sensor de temperatura.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda guiar o fluxo de ar de entrada para a cavidade*

12. Método, de acordo com a reivindicação 11. caracterizado pelo fato de que compreende ainda encaminhar o fluxo de ar de entrada para a cavidade por intermédio de uma entrada de cavidade disposta ao longo do percurso de fluxo principal entre a entrada e a saída.

13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda fixar o alojamento de sensor de temperatura ao veículo.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o veículo é uma aeronave.

15. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a matéria particulada compreende ao menos um de água, gelo e poeira.