BR102015024574A2 - sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor, e, aparelho para degelo do fio da sonda multifuncional - Google Patents
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Abstract
1 / 1 resumo âsistema para determinar a vida ãtil do fio principal do aquecedor, e, aparelho para degelo do fio da sonda multifuncionalâ ã descrito um aparelho para degelo de fio da sonda multifuncional. o aparelho para degelo de fio da sonda multifuncional pode incluir um fio da sonda multifuncional, um fio principal do aquecedor colocado com o fio da sonda multifuncional, e um fio de sacrifãcio disposto adjacente ao fio principal do aquecedor. o fio de sacrifãcio ã© configurado para falhar antes de o fio principal do aquecedor falhar.
Description
“SISTEMA PARA DETERMINAR A VIDA ÚTIL DO FIO PRINCIPAL DO AQUECEDOR, E, APARELHO PARA DEGELO DO FIO DA SONDA MULTIFUNCIONAL” CAMPO
[001] A presente invenção refere-se a sondas e sistemas acessórios, e mais particularmente, a sistemas e métodos para avaliar a vida útil restante de elementos do aquecedor da sonda.
FUNDAMENTOS
[002] As sondas de dados aéreos são importantes instrumentos de voo. Os elementos do aquecedor integrados evitam o acúmulo de gelo durante ambientes operacionais frios. No entanto, elementos do aquecedor podem sofrer fadiga e de degradação termomecânica ao longo do tempo, dependendo de vários parâmetros de funcionamento. Historicamente, estas falhas foram imprevisíveis, inconvenientes, e resultam em desperdício de tempo inaceitável.
SUMÁRIO
[003] De acordo com várias formas de realização, um aparelho para degelo de fio da sonda multifuncional é aqui descrito. O aparelho para degelo de fio da sonda multifuncional pode incluir um fio da sonda multifuncional, um fio principal do aquecedor colocado com o fio da sonda multifuncional, e um fio de sacrifício disposto adjacente ao fio principal do aquecedor. O fio de sacrifício é configurado para falhar antes de o fio principal do aquecedor falhar.
[004] De acordo com várias formas de realização, um sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor é aqui descrito. O sistema pode incluir uma porção de um canal, um fio principal do aquecedor disposto dentro da porção do canal, e um fio de sacrifício disposto dentro da porção do canal. O fio de sacrifício é configurado para falhar antes de o fio principal do aquecedor falhar.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[005] O objeto da presente descrição é particularmente apontado e distintamente reivindicado na parte final da descrição. Uma compreensão mais completa da presente descrição, no entanto, pode ser melhor obtida por referência à descrição e reivindicações detalhadas quando consideradas em conexão com as figuras dos desenhos, nos quais os números semelhantes indicam elementos semelhantes.
[006] A FIG. IA é um diagrama de vista de topo de um sistema configurado para a determinação da saúde do aquecedor da sonda de acordo com várias formas de realização;
[007] A FIG. 1B é um diagrama de vista de topo de um sistema configurado para a determinação da saúde do aquecedor da sonda de acordo com várias formas de realização; e [008] A FIG. 2 é um fluxograma exemplificativo de um sistema e método para a determinação da saúde do aquecedor da sonda de acordo com várias formas de realização.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[009] A descrição detalhada de formas de realização exemplificativas aqui faz referência aos desenhos anexos, que mostram formas de realização exemplificativas, a título de ilustração e o seu melhor modo. Embora estas formas de realização exemplificativas são descritas em detalhe suficiente para permitir aos especialistas na técnica praticar a descrição, deve ser compreendido que outras formas de realização podem ser realizadas e que as alterações lógicas podem ser feitas sem se afastar do espírito e do escopo da descrição. Assim, a descrição detalhada abaixo é apresentada para fins somente de ilustração, e não de limitação da mesma. Por exemplo, as etapas referidas em qualquer uma das descrições método ou processo podem ser executadas em qualquer ordem e não se limitam necessariamente à ordem apresentada. Além disso, qualquer referência ao singular inclui várias formas de realização, e qualquer referência a mais do que um componente ou uma etapa pode incluir uma forma de realização singular ou etapa.
[0010] Muitas aeronaves, incluindo aeronaves de aviação geral, veículos aéreos não tripulados (UAVs), e aeronaves experimentais e de pesquisa, usam vários sensores de dados aéreos e circuitos de processamento de sinal para determinar vários parâmetros relacionados com o voo. Por exemplo, muitas aeronaves incluem uma pluralidade de sensores de pressão para sensorear pelo menos uma pressão estática (Ps) e total (Pt) ou pressão de impacto (Qc) durante e/ou antes do voo da aeronave. Os circuitos de processamento de sinal, com base em sinais de pressão fornecidos pelos sensores de pressão, geram e fornecem sinais representativos de vários parâmetros relacionados com o voo. Tais parâmetros podem incluir, por exemplo, a pressão de impacto, a pressão total, a pressão estática, bem como a velocidade da aeronave (por exemplo, tal como medido em Mach (M)), velocidade calibrada (CAS), e a altitude barométrica. De acordo com várias formas de realização, os sensores e os conjunto de circuitos de processamento associados são empacotados juntos para o que pode ser referido como um módulo de dados aéreos (ADM).
[0011] Assim, o ADM pode compreender uma ou mais sondas de dados aéreos. Estas sondas são muitas vezes referidas como sondas eletrônicas multifuncionais (MFPs) ou sondas de sensoreação de dados aéreos (ADSP). Por exemplo uma sonda de pressão pode ser uma MFP. Um tipo de MFP eletrônica é o SmartProbe™ vendida pela United Technologies Corporation. As sondas multifuncionais tipicamente incluem conjunto de circuitos de processamento localizada próximo da própria sonda como parte de seu pacote de instrumento, e são, portanto, por vezes referidas como computadores de dados aéreos de sonda multifuncional eletrônica.
[0012] Como sistemas da aeronave, tais como sistemas de controle de voo e sistemas de proteção de paragem os tomam mais altamente integrado, complexos e automatizados, a integridade da informação de dados aéreos que é usada por esses sistemas da aeronave se toma cada vez mais importante. A qualidade dos dados das sondas multifuncionais pode ser afetada por várias condições. Uma destas condições é o acúmulo de gelo. A fim de ajudar a reduzir o acúmulo de gelo e/ou a probabilidade de acúmulo de gelo, os sistemas de calor podem ser implementados perto da sonda multifuncional.
[0013] Nos sistemas convencionais, um fio do aquecedor pode ser uma parte de um sistema de aquecimento. O fio do aquecedor pode abranger toda ou uma porção da fiação de uma sonda multifuncional. Muitas vezes, o fio do aquecedor pode ser colocado com a fiação da sonda multifuncional. Por exemplo, o fio do aquecedor pode ser submetido à brasagem com o fio da sonda multifuncional e protegido dentro de um invólucro de material dielétrico. O material dielétrico pode ser qualquer material dielétrico adequado, tal como um invólucro de dióxido de silício. O fio do aquecedor pode falhar ao longo do tempo, tal como devido à tensão termomecânica durante a ativação. Isto pode resultar em tempo de inatividade do sistema ao qual a sonda multifuncional está acoplada.
[0014] De acordo com várias formas de realização e com referência à FIG. IA, um sistema 202 QUE é configurado para determinar o estado do fio da sonda do aquecedor é descrito geralmente. De forma semelhante aos sistemas descritos acima, uma sonda de fio multifuncional 230 pode ser localizada dentro de um invólucro 220 de material dielétrico. Colocado dentro do invólucro 220 pode ser um fio principal do aquecedor 225. Embora ilustrado como sendo uns paralelos aos outros, deve ser apreciado que o fio principal do aquecedor pode envolver em tomo do diâmetro do fio da sonda multifuncional 230. Além disso, dentro do invólucro 220 e substancial mente colocado com o fio principal do aquecedor 225 é um fio de sacrifício 240. De outra forma disposto adjacente ao fio principal do aquecedor 225 pode estar um fio de sacrifício 240. Embora não seja mostrado, um segundo isolante pode cobrir fio de sacrifício 240 se desejar. O invólucro 220 pode passar através de um conduto e/ou canal 270.
[0015] A taxa de falha do fio principal do aquecedor 225 pode ser conhecido com base em parâmetros de funcionamento e principais opções de configuração do fio do aquecedor 225. Os parâmetros de funcionamento do fio principal do aquecedor 225 pode ser monitorado ao longo da vida operacional do fio principal do aquecedor 225. Um limiar de tempo em que o fio principal do aquecedor 225 é susceptível de falhar pode ser estabelecido. O fio de sacrifício 240 pode ser configurado de tal modo que ele falhe quando o limiar for atingido. Deste modo, o fio de sacrifício 240 pode fornecer uma indicação de que o fio principal do aquecedor 225 deve ser substituído dentro de uma quantidade predeterminada de ciclos de utilização e/ou ciclos operacionais. Desta forma, o sistema para o qual o fio da sonda multifuncional 230 é acoplado, pode continuar a ser utilizado sem efeitos adversos e/ou tempo de inativação para reparar. O sistema pode ser mais tarde tomado fora de linha e reparado com segurança.
[0016] O fio de sacrifício 240 pode ser feito a partir de quaisquer materiais desejados. Por exemplo, o fio de sacrifício 240 pode ser feito a partir de um material conhecido para degradar, tal como devido a tensão termomecânica, mais rápido do que o material do fio principal do aquecedor 225. Muitas vezes, pode ser desejado para tomar fio de sacrifício 240 a partir de materiais substancialmente os mesmos como fio principal do aquecedor 225. No caso de um fio de diâmetro substancialmente constante, o fio de sacrifício 240 pode ter um diâmetro menor, em comparação com o diâmetro do fio principal do aquecedor 225. O fio de sacrifício 240 pode ter um diâmetro maior, quando comparado com o diâmetro do fio principal do aquecedor 225, enquanto o fio de sacrifício 240 é configurado para falhar antes do fio principal do aquecedor 225 nesta configuração. Uma falha neste contexto pode referir-se à perda de condutividade elétrica confiável.
[0017] a. De acordo com várias formas de realização, o fio principal do aquecedor 225 pode ser determinado para falhar em um número predeterminado de ciclos operacionais em resposta a uma condição que fez com que o fio de sacrifício falhasse.
[0018] De acordo com várias formas de realização, o fio de sacrifício 240 pode fornecer aquecimento para auxiliar na proteção ao acúmulo de gelo em porções do fio da sonda multifuncional 230. Por exemplo, o fio de sacrifício 240 pode fornecer assistência ao degelo redundante para a sonda multifuncional 230. O gerenciamento térmico adequado do fio pode ser conseguido com base em um controlador do aquecedor embutido.
[0019] De acordo com várias formas de realização, o fio de sacrifício 240 pode ser projetado de modo a não fornecer aquecimento para auxiliar na proteção ao acúmulo de gelo em porções do fio da sonda multifuncional 230. Dito de outra maneira, o fio de sacrifício 240 pode ser configurado para indicar a vida útil do fio principal do aquecedor 225 e não executar uma função secundária (por exemplo, aquecimento). A condição do fio de sacrifício 240 pode ser monitorada. Por exemplo, o fio de sacrifício 240 pode ser monitorado por um controlador. Uma corrente pode passar através do fio de sacrifício 240. Em resposta a uma cessação do fluxo e/ou diminuição do fluxo de corrente para níveis inesperados, a ação pode ser tomada em relação ao fio principal do aquecedor 225 dentro de um número predeterminado de ciclos operacionais do sistema. Por exemplo, um circuito de fio de sacrifício aberto inesperado 240 pode indicar que o fio principal do aquecedor 225 é susceptível à falha dentro de um número predeterminado de ciclos operacionais, tal como entre cerca de 10 e cerca de 100 ciclos operacionais, entre cerca de 50 e cerca de 100 ciclos operacionais e/ou entre cerca de 1 e cerca de 200 ciclos operacionais.
[0020] De acordo com várias formas de realização, a determinação da vida remanescente do fio principal do aquecedor 225 ao longo de toda a vida útil do fio principal do aquecedor 225 pode ser difícil de prever com precisão. No entanto, pode ser conhecido que, depois de ocorrer em certas condições de operação, uma falha do fio principal do aquecedor 225 pode ocorrer em breve. A falha do fio de sacrifício 240 pode indicar que estes tenham ocorrido certas condições. Neste caso, pode ser desejável substituir o fio principal do aquecedor 225 logo após, e em resposta à falha do fio de sacrifício 240. Tal como aqui utilizado, "logo após" pode referir-se a um número predeterminado de ciclos operacionais, tais como entre cerca de 10 e cerca de 100 ciclos operacionais, entre cerca de 50 e cerca de 100 ciclos operacionais e/ou entre cerca de 1 e cerca de 200 ciclos operacionais.
[0021] De acordo com várias formas de realização, e com referência à FIG. 1B, é descrito um sistema 302 configurado para determinar o invólucro do fio da sonda do aquecedor. Similar ao sistema 202 descrito acima, uma sonda de fio multifuncional 330 pode ser localizada dentro de um primeiro invólucro 320 de material dielétrico. Colocado dentro do primeiro invólucro 320 pode estar um fio principal do aquecedor 325. Em um invólucro separado de material dielétrico, tal como o segundo invólucro 315, um fio de sacrifício 340 pode ser posicionado. O primeiro invólucro 320 e o segundo invólucro 315 podem ser posicionados dentro e passam através de um conduto e/ou canal 370. De acordo com várias formas de realização, o primeiro invólucro 320 e o segundo invólucro 315 e/ou fio da sonda multifuncional 330 e fio principal do aquecedor 325 podem ser posicionados nos condutos e/ou canais separados. Estes canais podem estar localizados próximos. Por exemplo, os canais compreendendo o fio de sacrifício 340 e o canal compreendendo o fio principal do aquecedor 325 podem ser dispostos adjacentes um a outro. O segundo invólucro 315 e o primeiro invólucro 320 podem ser feitos a partir dos mesmos materiais. O segundo invólucro 315 pode ser mais fino e/ou mais espesso do que o primeiro invólucro 320 e configurado para promover a falha do fio de sacrifício 340 antes do fio principal do aquecedor 325.
[0022] De acordo com várias formas de realização e com referência à FIG. 2, um método 401 de fabricação e uso de um aparelho configurado para determinar o estado do aquecedor da sonda é descrito. Inicialmente, um parâmetro do fio principal do aquecedor 225 pode ser determinado (etapa 410). Os parâmetros típicos medidos podem incluir impedância do elemento de aquecimento (incluindo magnitude e fase, capacitância e resistência paralelos, indutância, resistência e fator Q em série) e uma corrente de incitação. Por exemplo, um limiar associado ao parâmetro desejado pode ser de um diâmetro do fio principal do aquecedor 225 associado à microrruptura inaceitável de através do fio principal do aquecedor. Ao longo do tempo, as microrrupturas podem ocorrer no fio principal do aquecedor 225. De modo semelhante, podem formar microrrupturas no fio de sacrifício 240. O fio de sacrifício 240 pode compreender um diâmetro menor do que o fio principal do aquecedor 225. O fio de sacrifício 240 pode ser feito dos mesmos materiais no mesmo processo que o fio principal do aquecedor 225. Dito de outra maneira, o fio de sacrifício 240 pode ser configurado com base no parâmetro desejado (etapa 420). O fio de sacrifício 240 e o fio principal do aquecedor 225 podem ser colocados com uma porção de um canal (etapa 430). As microrrupturas podem propagar através do fio de sacrifício 240 mais rápido do que através do fio principal do aquecedor 225. O fio de sacrifício 240 pode ser monitorado por um controlador (etapa 440). A falha do fio de sacrifício 240 pode indicar que a substituição do fio principal do aquecedor 225 deve ocorrer mais rapidamente (por exemplo, dentro de um número predeterminado de ciclos e/ou tempo de uso (etapa 450).
[0023] A fio da sonda multifuncional 230 e o respectivo canal 370 podem ser localizados em qualquer sistema e/ou aparelho desejado. O fio da sonda multifuncional 230 e o respectivo canal 370 podem ser localizados em um veículo, tal como em uma aeroestruturas de uma aeronave.
[0024] Embora os sistemas descritos acima tenham sido descritos em relação a um fio da sonda multifuncional 230, os sistemas aqui descritos são aplicáveis a outros sistemas que utilizam o aquecedor incorporado. Por exemplo, os detectores de gelo, as sondas de temperatura do ar, as sondas de dados aéreos, e outros sistemas podem utilizar os sistemas aqui descritos.
[0025] Os benefícios, outras vantagens e as soluções para os problemas tenham sido aqui descrito com relação às formas de realização específicas. Além disso, as linhas de conexão mostradas nas várias figuras contidas aqui têm a intenção de representar relações funcionais exemplificativas e/ou acoplamentos físicos entre os vários elementos. Deve ser notado que muitas relações funcionais alternativas ou adicionais ou conexões físicas podem estar presentes em um sistema prático. No entanto, os benefícios, as vantagens, as soluções para os problemas, e quaisquer elementos que possam causar qualquer benefício, vantagem, ou solução podem ocorrer ou tomarem-se mais acentuados, não são para serem interpretados como recursos ou elementos críticos, necessários ou essenciais da descrição. O escopo da descrição, por conseguinte, será limitado por nada mais do que as reivindicações anexas, nas quais se faz referência a um elemento no singular não se destina a significar “um e apenas um” a menos que explicitamente declarado, mas “um ou mais”. Além disso, quando uma frase semelhante a “pelo menos um de A, B, ou C” é utilizada nas reivindicações, pretende-se que a expressão seja interpretada para significar que A por si só pode estar presente em uma forma de realização, B por si só pode estar presente em uma forma de realização, C por si só pode estar presente em uma forma de realização, ou que qualquer combinação dos elementos A, B e C podem estar presentes em uma única forma de realização; por exemplo, A e B, A e C, B e C, ou A e B e C.
[0026] Os sistemas, métodos e aparelhos são aqui proporcionados. Na descrição aqui detalhada, referências a "várias formas de realização", "uma forma de realização", "a forma de realização", "uma forma de realização exemplifícativa", etc. indicam que a forma de realização descrita pode incluir o recurso, a estrutura, ou a característica particular, mas cada forma de realização não inclui necessariamente o recurso, a estrutura, ou a característica especial. Além disso, tais expressões não são necessariamente se referem à mesma forma de realização. Além disso, quando um determinado(a) recurso, estrutura, ou característica é descrito(a) em conexão com uma forma de realização, alega-se que está dentro do conhecimento de um perito na(s) técnica(s) para afetar tal recurso, estrutura, ou característica em conexão com outras formas de realização se explicitamente descritos ou não. Após a leitura da descrição, será evidente para um perito na(s) técnica(s) relevante(s) como implementar a descrição em formas de realização alternativas. As diferentes etapas de hachura são usadas ao longo das figuras para denotar partes diferentes, mas não necessariamente para denotar os mesmos ou diferentes materiais.
[0027] Além disso, nenhum elemento, componente, ou etapa do método na presente descrição destina-se a ser dedicado ao público independentemente de se o elemento, o componente, ou a etapa do método é expressamente recitado(a) nas reivindicações. Nenhum elemento de acordo com a reivindicação aqui deve ser interpretado de acordo com as disposições do 35 U.S.C 112(f), a menos que o elemento seja expressamente recitado usando a frase "meios para". Tal como aqui utilizados, os termos "compreende", "compreendendo", ou qualquer outra variação dos mesmos, destinam-se a cobrir uma inclusão não exclusiva, tal como um processo, método, artigo ou aparelho que compreende uma lista de elementos que não inclui apenas os elementos mas pode incluir outros elementos que não estejam expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, artigo ou aparelho.
Claims (15)
1. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor, caracterizado pelo fato de compreender: uma porção de um canal; um fio principal do aquecedor disposto dentro da porção do canal; e um fio de sacrifício disposto dentro da porção do canal, em que o fio de sacrifício é configurado para falhar antes do fio principal do aquecedor.
2. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio principal do aquecedor é colocado dentro de um fio da sonda multifuncional.
3. Sistema para a determinação do fio principal do aquecedor vida útil de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio principal do aquecedor e o fio de sacrifício são protegidos dentro de um comprimento de material dielétrico.
4. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio principal do aquecedor é protegido dentro de um primeiro comprimento de material dielétrico; e em que o fio de sacrifício é protegido dentro de um segundo comprimento de material dielétrico.
5. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a falha do fio de sacrifício que indica a substituição do fio principal do aquecedor deve ocorrer dentro de um número predeterminado de ciclos operacionais.
6. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor fio do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio principal do aquecedor e o fio de sacrifício compreendem os mesmos materiais.
7. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio principal do aquecedor e o fio de sacrifício compreendem diferentes diâmetros.
8. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio de sacrifício é configurado para falhar em resposta a um limiar associado a um parâmetro desejado sendo excedido.
9. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio principal do aquecedor é determinado para falhar em um número predeterminado de ciclos operacionais em resposta a uma condição que fez com que o fio de sacrifício falhe.
10. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o fio de sacrifício indica a vida útil do fio principal do aquecedor.
11. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um controlador configurado para monitorar uma condição operacional do fio de sacrifício.
12. Sistema para determinar a vida útil do fio principal do aquecedor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um do fio sacrificial ou do fio principal do aquecedor é submetido à brasagem com um fio da sonda multifuncional.
13. Aparelho para degelo do fio da sonda multifuncional, caracterizado pelo fato de que que compreende: um fio da sonda multifuncional; um fio principal do aquecedor colocado com o fio da sonda multifuncional; e um fio de sacrifício disposto adjacente ao fio principal do aquecedor, em que o fio de sacrifício é configurado para falhar antes do fio principal do aquecedor.
14. Aparelho para degelo do fio da sonda multifuncional de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o fio principal do aquecedor e o fio de sacrifício são protegidos dentro de um comprimento de material dielétrico.
15. Aparelho para degelo do fio da sonda multifuncional de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o fio principal do aquecedor é protegido dentro de um primeiro comprimento de material dielétrico; e em que o fio de sacrifício é protegido dentro de um segundo comprimento de material dielétrico
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