BR102018075096A2 - Sonda ultrassônica de medição de fluido com tampa de base soldada de forma ultrassônica - Google Patents

Abstract

um aparelho e método de medição de um nível de fluido em um recipiente e de aperfeiçoamento da confiabilidade de uma sonda ultrassônica de medição de fluido. uma base compreende uma câmara de transdutor, em que a câmara de transdutor compreende um piso de câmara de transdutor, uma borda de câmara de transdutor, e paredes de câmara de transdutor se estendendo a partir do piso da câmara do transdutor para a borda da câmara do transdutor. um transdutor ultrassônico é fixado ao piso da câmara do transdutor. uma tampa é soldada à borda da câmara do transdutor de modo que a tampa, juntamente com o piso da câmara do transdutor e as paredes de câmara de transdutor, encerre a câmara do transdutor para formar um espaço de ar encerrado entre o transdutor ultrassônico e a tampa.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SONDA ULTRASSÔNICA DE MEDIÇÃO DE FLUIDO COM TAMPA DE BASE SOLDADA DE FORMA ULTRASSÔNICA".

Campo [0001] A presente descrição refere-se, geralmente, a sistemas e métodos para medição ultrassônica de fluido. Mais particularmente, a presente descrição refere-se a uma sonda ultrassônica de medição de fluido para medir o nível de fluido em um recipiente, tal como para medir o nível de combustível em um tanque de combustível em uma aeronave ou outro veículo.

Antecedentes [0002] Sensor ultrassônico utiliza transdutores ultrassônicos para transmitir as ondas ultrassônicas e para receber as ondas ultrassônicas refletidas por um objeto. O retardo de tempo entre a transmissão e recepção das ondas ultrassônicas pode ser utilizado para determinar a distância do objeto a partir de um transdutor ultrassônico. Os transdutores ultrassônicos podem ser utilizados para determinar a altura ou nível de fluido em um recipiente pelo reflexo de um sinal ultrassônico a partir da superfície do fluido no recipiente. Por exemplo, sem limitação, o sensor ultrassônico pode ser utilizado para calibragem de combustível, para medir o nível de combustível em um tanque de combustível em uma aeronave ou outro veículo.

[0003] Um conjunto de sonda de combustível atual é constituído de um transdutor piezelétrico que é colado a uma base plástica dentro de uma cavidade. O transdutor possui fios soldados ao mesmo. Uma parte de espuma é colocada em cima do transdutor para criar um espaço de ar. A parte de espuma é coberta por um material de enchimento de polissul-feto para vedar o combustível fora do espaço de ar criado pela parte de espuma.

[0004] Pode haver a necessidade de se utilizar um método e aparelho que levem em consideração pelo menos algumas limitações das sondas de combustível atuais, além de outros possíveis problemas.

Sumário [0005] Em uma modalidade ilustrativa, um aparelho compreende uma base, um transdutor ultrassônico e uma tampa. A base compreende uma câmara de transdutor, na qual a câmara de transdutor compreende um piso de câmara de transdutor, uma borda de câmara de transdutor, e paredes de câmara de transdutor se estendendo a partir do piso da câmara do transdutor até a borda da câmara do transdutor. O transdutor ultrassônico é fixado ao piso da câmara do transdutor. A tampa é soldada à borda da câmara do transdutor de modo que a tampa, juntamente com o piso de câmara de transdutor e as paredes de câmara de transdutor, encerre a câmara de transdutor para formar um espaço de ar encerrado entre o transdutor ultrassônico e a tampa.

[0006] Em outra modalidade ilustrativa, um método de aperfeiçoamento de confiabilidade de uma sonda ultrassônica de medição de fluido compreende a geração de um sinal ultrassônico por um transdutor ultrassônico em uma base da sonda ultrassônica de medição de fluido de modo que o sinal ultrassônico seja direcionado para dentro de um tubo fixado à base da sonda ultrassônica de medição de fluido e detectando um reflexo do sinal ultrassônico pelo transdutor ultrassônico. O transdutor ultrassônico está em uma câmara de transdutor na base da sonda ultrassônica de medição de fluido. A câmara do transdutor compreende um piso de câmara de transdutor, paredes de câmara de transdutor e uma tampa soldada a uma borda das paredes da câmara do transdutor de modo que a tampa, juntamente com o piso de câmara de transdutor e das paredes de câmara de transdutor, encerre a câmara do transdutor para formar um espaço de ar encerrado. Em outra modalidade ilustrativa, um método de aperfeiçoamento da confiabilidade de uma sonda ultrassônica de medição de fluido compreende a fixação de um transdutor ultrassônico para um piso da câmara de transdutor de uma câmara de transdutor em uma base. A câmara de transdutor compreende o piso da câmara do transdutor, uma borda de câmara de transdutor, e as paredes de câmara de transdutor se estendendo a partir do piso da câmara de transdutor para a borda da câmara de transdutor. Uma tampa é soldada à borda da câmara do transdutor de modo que a tampa, juntamente com o piso da câmara do transdutor e das paredes de câmara de transdutor, encerre a câmara de transdutor para formar um espaço de ar encerrado entre o transdutor ultrassônico e a tampa.

[0007] Uma modalidade da invenção envolve um aparelho que inclui uma base compreendendo uma câmara de transdutor, em que a câmara de transdutor compreende um piso de câmara de transdutor, uma borda de câmara de transdutor, e paredes da câmara do transdutor se estendendo a partir do piso da câmara do transdutor até a borda da câmara de transdutor; um transdutor ultrassônico fixado ao piso da câmara do transdutor e uma tampa soldada à borda da câmara do transdutor e que, juntamente com o piso da câmara do transdutor e com as paredes da câmara do transdutor, encerra a câmara do transdutor para formar um espaço de ar encerrado entre o transdutor ultrassônico e a tampa. A base pode incluir adicionalmente uma parte de flange, e um furo de montagem na parte de flange. A base também pode incluir um canal de fiação em comunicação com a câmara de transdutor, em que o canal de fiação compreende um piso de canal de fiação, uma borda do canal de fiação, e paredes de canal de fiação se estendendo a partir do piso de canal de fiação para a borda do canal de fiação; e em que a tampa é soldada à borda do canal de fiação. O aparelho também pode incluir fios fixados ao transdutor ultrassônico e se estendendo a partir do transdutor ultrassônico, através da câmara de transdutor, através do canal de fiação, e através do piso do canal de fiação. Os fios podem ser soldados ao transdutor ultrassônico. O transdutor ultrassônico pode ser um transdutor piezelétrico. A tampa pode ser feita de plástico. Isso aperfeiçoará o projeto como resultado de uma redução no peso, enquanto não impacta o desempenho ou confiabilidade. A tampa pode ser fabricada a partir de sulfeto de polifenileno. O aparelho também pode incluir um tubo fixado à base de modo que um sinal ultrassônico gerado pelo transdutor ultrassônico seja direcionado para dentro do tubo. A base pode ser fixada a uma superfície interna de um tanque de combustível em uma aeronave de modo que o tubo se estenda a partir da base para dentro do tanque de combustível.

[0008] Outra modalidade da invenção envolve um método de aperfeiçoamento da confiabilidade de uma sonda ultrassônica de medição de fluido que pode incluir a geração de um sinal ultrassônico por um transdutor ultrassônico em uma câmara de transdutor em uma base da sonda ultrassônica de medição de fluido, de modo que o sinal ultrassônico seja direcionado para dentro de um tubo anexado à base da sonda ultrassônica de medição de fluido, em que a câmara de transdutor compreende um piso de câmara de transdutor, paredes de câmara de transdutor, e uma tampa soldada a uma borda das paredes da câmara do transdutor de modo que a tampa, juntamente com o piso da câmara do transdutor e paredes de câmara de transdutor, encerre a câmara de transdutor para formar um espaço de ar encerrado e detectando um reflexo do sinal ultrassônico pelo transdutor ultrassônico. O método também pode incluir o processamento do reflexo detectado do sinal ultrassônico para determinar um nível de fluido em um recipiente. Isso pode aperfeiçoar o desempenho e confiabilidade. O processamento do reflexo detectado do sinal ultrassônico para determinar o nível de fluido em um recipiente pode incluir o processamento do reflexo detectado do sinal ultrassônico para determinar um nível de combustível em um tanque de combustível.

[0009] Outra modalidade da invenção envolve um método de aperfeiçoamento de confiabilidade de uma sonda ultrassônica de medição de fluido que inclui a fixação de um transdutor ultrassônico a um piso da câmara de transdutor de uma câmara de transdutor em uma base, em que a câmara de transdutor compreende o piso da câmara de transdutor, uma borda da câmara de transdutor, e paredes de câmara de transdutor se estendendo a partir do piso de câmara de transdutor para a borda da câmara de transdutor; e soldando uma tampa na borda da câmara de transdutor de modo que a tampa, juntamente com o piso da câmara de transdutor e das paredes de câmara de transdutor, encerre a câmara de transdutor para formar um espaço de ar encerrado entre o transdutor ultrassônico e a tampa. A base pode incluir também um canal de fiação em comunicação com a câmara do transdutor, em que o canal de fiação também pode incluir um piso de canal de fiação, uma borda do canal de fiação, e paredes de canal de fiação se estendendo a partir do piso de canal de fiação para a borda do canal de fiação, e também pode incluir a solda da tampa à borda do canal de fiação. O método também pode incluir a fixação dos fios ao transdutor ultrassônico; e a extensão dos fios a partir do transdutor ultrassônico, através da câmara de transdutor, através do canal de fiação, e através do piso do canal de fiação. A tampa pode ser feita de plástico. A tampa pode ser feita de sulfeto de polifenileno. A solda da tampa à borda da câmara de transdutor pode incluir a solda ultrassônica da tampa à borda da câmara do transdutor. O método também pode incluir a fixação de um tubo à base de modo que um sinal ultrassônico gerado pelo transdutor ultrassônico seja direcionado para dentro do tubo.

[0010] As características e funções podem ser alcançadas independentemente em várias modalidades da presente descrição ou podem ser combinadas em outras modalidades nas quais detalhes adicionais podem ser observados com referência à descrição e aos desenhos a seguir.

Breve Descrição dos Desenhos [0011] As características de novidade consideradas características das modalidades ilustrativas são apresentadas nas reivindicações em anexo. As modalidades ilustrativas, no entanto, além de um modo preferido de uso, objetivos adicionais e características das mesmas, serão mais bem compreendidas por referência à descrição detalhada a seguir de uma modalidade ilustrativa da presente descrição quando lidas em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais: [0012] a figura 1 é uma ilustração de um diagrama em bloco de um sistema ultrassônico de calibragem de combustível de acordo com uma modalidade ilustrativa;

[0013] a figura 2 é uma ilustração de um diagrama em bloco de uma sonda ultrassônica de medição de fluido com uma tampa de base soldada de forma ultrassônica de acordo com uma modalidade ilustrativa; [0014] a figura 3 é uma ilustração de uma vista em perspectiva explodida de um conjunto de base para uma sonda ultrassônica de medição de fluido , de acordo com uma modalidade ilustrativa;

[0015] a figura 4 é uma ilustração de uma vista em perspectiva do conjunto de base para uma sonda ultrassônica de medição de fluido da figura 3 com uma tampa soldada de forma ultrassônica a uma base, de acordo com uma modalidade ilustrativa; e [0016] a figura 5 é uma ilustração de um fluxograma de um método de fabricação e utilização de uma sonda ultrassônica de medição de fluido de acordo com uma modalidade ilustrativa.

Descrição Detalhada [0017] As modalidades ilustrativas reconhecem e levam em consideração diferentes considerações. Por exemplo, as modalidades ilustrativas reconhecem e levam em consideração que as sondas ultrassô-nicas de medição de combustível em tanques de combustível de aeronaves podem estar sujeitas a condições ambientais extremas que podem fazer com que as mesmas precisem ser reparadas ou substituídas prematuramente. Uma aeronave pode precisar ser removida de serviço e o pessoal da manutenção pode precisar realizar uma entrada de tanque de combustível quando uma sonda ultrassônica de combustível em um tanque de combustível de uma aeronave precisa ser reparada ou substituída. A entrada no tanque de combustível pelo pessoal da manutenção para reparar ou substituir uma sonda de combustível exige a drenagem e purga do tanque de combustível. Em muitos casos, o reparo ou substituição de uma sonda ultrassônica de combustível no tanque de combustível de uma aeronave pode exigir até dois dias de tempo de desligamento, durante o qual a aeronave permanece fora de serviço. Tal tempo de desativação pode sair muito caro para uma companhia aérea ou outro operador da aeronave.

[0018] Pode haver relativamente muitas sondas ultrassônicas de medição de combustível em uma aeronave. Por exemplo, uma aeronave de passageiros como o Boeing 777-300ER pode utilizar 76 sondas ultrassônicas de medição de combustível em um sistema de indicação de quantidade de combustível. Modalidades ilustrativas reconhecem e levam em consideração que a confiabilidade da aeronave de passageiros comercial e outras aeronaves pode ser aperfeiçoada e o custo da operação de tal aeronave reduzido pela redução da necessidade de se reparar ou substituir as sondas ultrassônicas de medição de combustível que podem ser utilizadas para a calibragem de combustível em tal aeronave.

[0019] Modalidades ilustrativas reconhecem e levam e consideração que o material de enchimento de polissulfeto em torno do transdutor na base de uma sonda ultrassônica de medição de combustível convencional pode não ter o desempenho desejado e, dessa forma, pode permitir a entrada de combustível na área da parte de espuma do transdutor. O combustível na parte de espuma compromete o espaço de ar em torno do transdutor e pode resultar no transdutor se tornar sensível a reflexos da direção oposta à qual estava destinado. Essa sensibilidade a reflexos de direção oposta à pretendia pode resultar em uma leitura a partir do transdutor ultrassônico de uma altura de combustível correspondendo à distância entre o transdutor ultrassônico e o fundo do tanque de combustível no qual a sonda ultrassônica de medição de combustível está localizada. Por exemplo, uma sonda ultrassônica de medição de combustível convencional na qual uma inconsistência no material de enchimento de polissulfeto resulta em combustível na área da parte de espuma em torno do transdutor ultrassônico e pode fornecer uma leitura que indica uma altura de combustível de um ou dois centímetros independentemente da altura real do combustível no tanque de combustível.

[0020] As modalidades ilustrativas reconhecem e levam em consideração que o material de enchimento de polissulfeto na base de uma sonda ultrassônica de medição de combustível que é utilizada para medir a altura do combustível em um tanque de combustível de aeronave pode flexionar à medida que a aeronave muda de altitude do nível do solo para a altitude de cruzeiro. O ar aprisionado dentro do espaço de ar entre o material de enchimento de polissulfeto e o transdutor ultrassônico permanece na pressão de nível de solo, portanto, o material de enchimento de polissulfeto deve suportar uma diferença de pressão entre a pressão no nível do solo e a pressão no nível de cruzeiro. Por exemplo, sem limitação, o material de enchimento de polissulfeto pode precisar suportar uma diferença de pressão entre a pressão no nível do mar no espaço de ar em um lado do material de enchimento de polissulfeto e a pressão em uma altitude de cruzeiro próximo a 40.000 pés acima do nível do mar, no outro lado do material de enchimento de polissulfeto. Tal diferencial de pressão pode fazer com que o material de enchimento de polissulfeto expanda sob a pressão interna do ar no espaço do ar à medida que a aeronave sobe do nível do solo até a altitude de cruzeiro e, então, contrai novamente à medida que a aeronave desce da altitude de cruzeiro para o nível de solo para pouso. Essa tensão mecânica cíclica pode, eventualmente, comprometer a vedação do material de enchimento de polissulfeto. Essa tensão mecânica cíclica também pode causar tensão nos fios que são soldados ao disco do transdutor ultrassônico, que pode causar inconsistências nas juntas de solda. [0021] As modalidades ilustrativas também reconhecem e levam em consideração que vários problemas de fabricação podem estar associados com o uso de material de enchimento de polissulfeto na base de uma sonda ultrassônica de medição de fluido. Por exemplo, sem limitação, a contaminação do material de enchimento de polissulfeto, alcançando a razão adequada de materiais que podem ser misturados juntos para formar o material de enchimento de polissulfeto, e alcançando uma consistência aceitável na espessura do material de enchimento de polissulfeto depositado na base da sonda, pode ser alguns dos problemas associados com o uso de um material de enchimento de polissulfeto na base de uma sonda ultrassônica de medição de fluido conhecida.

[0022] As modalidades ilustrativas reconhecem e levam em consideração que a vedação da câmara de transdutor na base de uma sonda ultrassônica de medição de fluido com um material de enchimento de polissulfeto pode ser relativamente problemática e difícil de realizar. Por exemplo, sem limitação, as superfícies da base que devem ser adjacentes ao material de enchimento de polissulfeto podem precisar sofrer ja-teamento com esferas e ser limpas profundamente para permitir que o material de enchimento de polissulfeto tenha aderência máxima. O material de polissulfeto utilizado para o enchimento em uma sonda ultrassônica de medição de fluido para calibragem de combustível pode ser feito de um composto de duas partes que pode requerer a mistura, em razões precisas para cura, e que devem estar livres de contaminação.

Adicionalmente, a deposição do material de enchimento de polissulfeto na base de uma sonda ultrassônica de medição de fluido para vedar a câmara de transdutor pode requerer o trabalho de um especialista. [0023] As modalidades ilustrativas eliminam a parte de espuma e o material de enchimento de polissulfeto utilizado na base de uma sonda ultrassônica de combustível convencional. De acordo com uma modalidade ilustrativa, a cavidade contendo o transdutor ultrassônico é vedada com uma tampa plástica que é soldada de forma ultrassônica a uma base. A parte de espuma e o material de enchimento de polissulfeto utilizado nas sondas ultrassônicas de combustível convencionais não são exigidos.

[0024] A solda ultrassônica de uma tampa para vedar o espaço de ar em torno do transdutor ultrassônico de uma sonda ultrassônica de medição de fluido pode reduzir ou eliminar as várias limitações da utilização de material de enchimento de polissulfeto na base de uma sonda ultrassônica de medição de fluido para tal finalidade. A resistência e durabilidade da tampa soldada de forma ultrassônica não apenas eliminariam os problemas com a fabricação associados com a utilização de um material de enchimento de polissulfeto, mas também forneceríam um projeto significativamente mais robusto contra tensões ambientais. O resultado é uma parte que é mais facilmente fabricada e mais durável. Uma sonda ultrassônica de medição de combustível, de acordo com uma modalidade ilustrativa, não precisaria ser reparada ou substituída com tanta frequência como uma sonda ultrassônica de medição de fluido convencional utilizando o material de enchimento de polissulfeto. [0025] Voltando-se à figura 1, uma ilustração de um diagrama em bloco de um sistema ultrassônico de calibragem de combustível é apresentada de acordo com uma modalidade ilustrativa. Por exemplo, sem limitação, o sistema ultrassônico de calibragem de combustível 100 pode compreender parte de um sistema de indicação de quantidade de combustível para indicar a quantidade de combustível nos tanques de combustível 102 em uma aeronave.

[0026] O sistema ultrassônico de calibragem de combustível 100 pode ser configurado para realizar uma variedade de funções. Por exemplo, sem limitação, o sistema ultrassônico de calibragem de combustível 100 pode ser configurado para medir a quantidade de combustível nos tanques de combustível 102, calcular o peso do combustível nos tanques de combustível 102, medir a temperatura do combustível nos tanques de combustível 102, controlar as operações de abastecimento, e mostrar quando existe água nos tanques de combustível 102. Os componentes do sistema de calibragem de combustível 100 podem incluir sondas ultrassônicas de sensor 104 para medir a altura do combustível, densitômetros 106, sensores de temperatura 108, e detectores de água 110. Cada sonda ultrassônica de sensor 104 pode compreender a base 122 e o tubo 124. A base 122 de cada sonda ultrassônica de sensor 104 pode compreender um transdutor ultrassônico. Os densitômetros 106 medem a densidade do combustível em cada tanque de combustível 102.

[0027] Fiação adequada pode ser utilizada para conectar as sondas ultrassônicas de sensor de combustível 104 à unidade de processador de quantidade de combustível 112. A unidade de processador de quantidade de combustível 112 pode enviar um sinal para cada sonda ultrassônica de sensor 104 para encontrar a altura do combustível. A sonda ultrassônica de sensor 104 envia um pulso sonoro a partir da base 122 no fundo do tanque de combustível 102 para a superfície de combustível no tubo 124 fixado à base 122. A unidade de processador de quantidade de combustível 112 calcula a altura de combustível pela medição do tempo que leva para o pulso fornecer um reflexo de volta para a base 118.

[0028] A unidade de processador de quantidade de combustível 112 pode utilizar a altura do combustível para calcular o volume de combustível. A unidade de processador de quantidade de combustível 112 pode, então, multiplicar o volume do combustível e a densidade para calcular o peso do combustível. A unidade de processador de quantidade de combustível 112 pode enviar dados sobre a quantidade de combustível para o painel de reabastecimento integrado 114 e para o monitor 116 na cabine de comando da aeronave.

[0029] A velocidade do sinal ultrassônico enviado através do combustível na sonda ultrassônica de sensor 104 depende da densidade e da temperatura do combustível. O densitômetro 106 em cada tanque de combustível 102 pode ser utilizado para calcular o tipo de combustível durante o reabastecimento. Algumas das sondas ultrassônicas de sensor 104 podem ser sondas de calibragem configuradas para calibrar os cálculos da altura de combustível com base na informação fornecida por outras sondas ultrassônicas de sensor 104 nos tanques de combustível 102.

[0030] Voltando-se para a figura 2, uma ilustração de um diagrama em bloco de uma sonda ultrassônica de medição de fluido com uma tampa de base soldada de forma ultrassônica é apresentada de acordo com uma modalidade ilustrativa. A sonda 200 pode ser uma sonda ultrassônica de medição de fluido que é utilizada para determinar a quantidade de combustível 202 no tanque de combustível 204. Nesse caso, a sonda 200 pode ser referida como uma sonda ultrassônica de medição de combustível ou uma sonda ultrassônica de calibragem de combustível.

[0031 ] A sonda 200 pode ser utilizada para determinar a quantidade de combustível 202 no tanque de combustível 204 na aeronave 206. A aeronave 206 pode compreender qualquer tipo adequado de veículo que seja configurado para operar no ar. Por exemplo, sem limitação, a aeronave 206 pode ser uma aeronave comercial de passageiros, uma aeronave de transporte, uma aeronave militar, uma aeronave de aviação privada, ou qualquer outro tipo de aeronave configurada para realizar qualquer operação ou missão em particular.

[0032] Alternativamente, ou adicionalmente, a sonda 200 pode ser utilizada para determinar a quantidade de combustível 202 no tanque de combustível 204 em um veículo além de uma aeronave 206 ou em qualquer plataforma adequada além de um veículo. Alternativamente, ou adicionalmente, a sonda 200 pode ser utilizada para medir fluidos além dos combustíveis em recipientes ou ambientes além dos tanques de combustível. Por exemplo, sem limitação, a sonda 200, de acordo com uma modalidade ilustrativa, pode ser utilizada para medir a água em um tanque de água, despejo de fluido em um tanque de despejo, ou qualquer outro fluido adequado em qualquer outro recipiente ou ambiente adequado.

[0033] A sonda 200 pode compreender o conjunto de base 208 e tubo 210. O conjunto de base 208 pode compreender a base 212, o transdutor ultrassônico 214 e a tampa 216. A base 212 pode compreende a câmara de transdutor 218 e a parte de flange 220. A base 212 pode ser feita a partir de qualquer material adequado e por qualquer método adequado. Por exemplo, sem limitação, a base 212 pode ser moldada a partir de uma peça única de plástico.

[0034] A câmara de transdutor 218 pode ser definida pelo piso de câmara de transdutor 222 e pelas paredes da câmara do transdutor 224 que se estendem a partir do piso da câmara do transdutor 222. As paredes da câmara do transdutor 224 podem terminar na borda da câmara do transdutor 226.

[0035] O transdutor ultrassônico 214 pode ser fixado ao piso da câmara do transdutor 222 dentro da câmara do transdutor 218. Por exemplo, sem limitação, o transdutor ultrassônico 214 pode compreender um transdutor piezelétrico que é colado ao piso da câmara do transdutor 222 utilizando qualquer adesivo adequado. Alternativamente, o transdutor ultrassônico 214 pode compreender qualquer outro transdutor adequado que pode ser fixado ao piso da câmara do transdutor 222 utilizando qualquer outro método, material ou estrutura adequado.

[0036] A base 212 também pode compreender o canal de fiação 228. O canal de fiação 228 pode estar em comunicação com a câmara do transdutor 218 de modo que os fios 230 possam correr através do canal de fiação 228 e entrar na câmara do transdutor 218. O canal de fiação 228 pode ser definido pelo piso do canal de fiação 232 e as paredes de canal de fiação 234 que se estendem a partir do piso do canal de fiação 232. As paredes do canal de fiação 234 podem terminar na borda do canal de fiação 236.

[0037] Os fios 230 podem percorrer do processador 238 através do piso do canal de fiação 232, através do canal de fiação 228, para dentro da câmara de transdutor 218, e serem fixados ao transdutor ultrassônico 214. Os fios 230 podem ser fixados ao transdutor ultrassônico 214 de qualquer forma adequada. Por exemplo, sem limitação, os fios 230 podem ser soldados ao transdutor ultrassônico 214.

[0038] A tampa 216 pode ser fixada à borda da câmara do transdutor 226 para, dessa forma, encerrar a câmara do transdutor 218 e formar o espaço de ar encerrado 240 entre o transdutor ultrassônico 214 e a tampa 216. A tampa 216 também pode ser fixada à borda do canal de fiação 236 para encerrar o canal de fiação 234.

[0039] A tampa 216 pode, preferivelmente, ser soldada de forma ultrassônica à borda da câmara do transdutor 226 e à borda do canal de fiação 236. A tampa 216 pode, dessa forma, ser fixada à borda da câmara do transdutor 226 e à borda do canal de fiação 236 pela solda ultrassônica 242.

[0040] A tampa 216 pode ser feita de qualquer material adequado e por qualquer método adequado. Por exemplo, a tampa 216 pode ser feita a partir de qualquer plástico adequado 244 por moldagem, pelo corte da tampa 216 a partir de uma peça de plástico 244, ou de qualquer outra forma adequada. Por exemplo, sem limitação, a tampa 216, pode ser feita de sulfeto de polifenileno 246.

[0041] O tubo 210 é fixado ao conjunto de base 208 de modo que um sinal ultrassônico gerado pelo transdutor ultrassônico 214 seja direcionado para dentro do tubo 210. O tubo 210 pode ser fixado ao conjunto de base 208 de qualquer forma adequada. A porta de entrada de fluido 248 pode ser formada no tubo 210 em ou perto de onde o tubo 210 é fixado ao conjunto de base 208. A porta de entrada de fluido 248 pode ser configurada de qualquer forma adequada para permitir que um fluido, tal como o combustível 202, entre no tubo 210 quando a sonda 200 está localizada no fluido para medir o nível do fluido.

[0042] A sonda 200 pode ser utilizada para medir o nível de combustível 202 no tanque de combustível 204 pela fixação do conjunto de base 208 da sonda 200 ao fundo 250 do tanque de combustível 204 de modo que o tubo 210 se estenda para cima a partir do fundo 250 do tanque de combustível 204. O combustível 202 pode, então, entrar no tubo 210 através da porta de entrada de fluido 248 e elevar para um nível correspondendo ao nível de combustível 202 no tanque de combustível 204. Por exemplo, sem limitação, a sonda 200 pode ser fixada ao fundo 250 do tanque de combustível 204 pela utilização de quaisquer fixadores adequados 252 que se estendem através dos furos de montagem 254 na parte de flange 220 da base 212 e para dentro do fundo 250 do tanque de combustível 204.

[0043] O processador 238 pode compreender o controlador de transdutor 256 e o processador de sinal 258. O controlador do transdutor 256 pode ser configurado para enviar um sinal nos fios 230 para o transdutor ultrassônico 214 para fazer com que o transdutor ultrassônico 214 gere o sinal ultrassônico 260. O sinal ultrassônico 260 é direcionado através do combustível 202 no tubo 210 e é refletido a partir da superfície 262 do combustível 202 no tubo 210. O sinal ultrassônico refletido 264 é direcionado a partir da superfície 262 do combustível 202 através do tubo 210 de volta para o transdutor ultrassônico 214. O transdutor ultrassônico 214 envia um sinal nos fios 230 de volta para o processador 238 em resposta ao recebimento do sinal ultrassônico refletido 264. O processador de sinal 258 no processador 238 pode, então, processar o sinal recebido a partir do transdutor ultrassônico 214 de uma forma conhecida para fornecer a informação de nível de combustível 266 da qual o nível do combustível 202 no tanque de combustível 204 pode ser determinado.

[0044] A ilustração da sonda ultrassônica de medição de fluido 200 na figura 2 não deve implicar em limitações físicas ou arquitetônicas à forma na qual as modalidades ilustrativas podem ser implementadas. Outros componentes, em adição a ou no lugar dos ilustrados, podem ser utilizados. Alguns componentes podem ser opcionais. Além disso, os blocos são apresentados para ilustrar alguns componentes funcionais. Um ou mais desses blocos podem ser combinados, divididos, ou combinados e divididos em blocos diferentes quando implementados em uma modalidade ilustrativa.

[0045] Voltando-se à figura 3, uma ilustração de uma vista em perspectiva explodida de um conjunto de base para uma sonda ultrassônica de medição de fluido é apresentada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O conjunto de base 300 pode ser um exemplo de uma implementação do conjunto de base 208 para a sonda ultrassônica de medição de fluido 200 na figura 2.

[0046] O conjunto de base 300 compreende a base 302 e a tampa 304. A base 302 compreende a câmara do transdutor 306, o canal de fiação 308 e a parte de flange 310. A câmara de transdutor 306 é definida pelo piso da câmara do transdutor 312 e paredes da câmara de transdutor 314. As paredes da câmara do transdutor 314 se estendem a partir do piso da câmara do transdutor 312 para a borda da câmara do transdutor 316. Um transdutor ultrassônico pode ser fixado ao piso da câmara do transdutor 312 dentro da câmara do transdutor 306.

[0047] O canal de fiação 308 está em comunicação com a câmara do transdutor 306 de modo que os fios possam percorrer através do canal de fiação 308 para dentro da câmara do transdutor 306. O canal de fiação 308 é definido pelo piso do canal de fiação 318 e paredes do canal de fiação 320. As paredes do canal de fiação 320 se estendem a partir do piso do canal de fiação 318 até a borda do canal de fiação 322. [0048] A tampa 304 pode ser colocada sobre a câmara de transdutor 306 e o canal de fiação 308, pela movimentação da tampa 304 na direção da seta 324, de modo que a borda 326 da tampa 304 seja alinhada com a borda da câmara do transdutor 316 e a borda do canal de fiação 322 para, dessa forma, encerrar a câmara do transdutor 306 e o canal de fiação 308. A tampa 304 pode ser fixada à borda da câmara do transdutor 316 e à borda do canal de fiação 322 pela solda ultrassônica da borda 326 da tampa 304 à borda da câmara do transdutor 316 e a borda do canal de fiação 322. A parte de flange 310 se estende radialmente para fora a partir da câmara do transdutor 306. Furos de montagem 328 são formados na parte do flange 310 de modo que o conjunto de base 300 possa ser fixado a uma superfície pela extensão de fixadores adequados através de furo de montagem 328 dentro da superfície. [0049] Voltando-se à figura 4, uma ilustração de uma vista em perspectiva do conjunto de base 300 para uma sonda ultrassônica de medição de fluido da figura 3 com a tampa 304 soldada de forma ultrassônica à base 302 é apresentada, de acordo com uma modalidade ilustrativa. Uma solda ultrassônica é, dessa forma, formada na junção 400 entre a tampa 304 e base 302.

[0050] Voltando-se à figura 5, uma ilustração de um fluxograma de um método de fabricação e utilização de uma sonda ultrassônica de medição de fluido é apresentada de acordo com uma modalidade ilustrativa. O processo 500 pode ser um exemplo de um método para a criação e utilização da sonda ultrassônica de medição de fluido 200 na figura 2. [0051] O processo 500 pode começar com a montagem de um transdutor ultrassônico em uma câmara de transdutor em uma base (operação 502). Os fios podem percorrer através de um canal de fiação na base e conectados ao transdutor ultrassônico (operação 504). Uma tampa pode, então, ser colocada sobre a câmara do transdutor e o canal de fiação na base para formar um espaço de ar encerrado entre a tampa e o transdutor (operação 506). A tampa pode, então, ser soldada de forma ultrassônica à base para formar um conjunto de base (operação 508). Um tubo pode, então, ser fixado ao conjunto de base para formar a sonda ultrassônica de medição de fluido (operação 510).

[0052] A sonda ultrassônica de medição de fluido pode, então, ser montada em um tanque de combustível pela fixação do conjunto de base ao tanque de combustível (operação 512). Os fios do transdutor ultrassônico podem, então, ser conectados a um processador (operação 514). O processador pode, então, controlar o transdutor ultrassônico para medir o nível de combustível no tanque de combustível (operação 516), com o processo sendo encerrado logo depois.

[0053] Os fluxogramas e diagramas em bloco descritos aqui ilustram a arquitetura, funcionalidade e operação de possíveis implementações dos sistemas e métodos, de acordo com várias modalidades ilustrativas. Em algumas implementações alternativas, a operação notada em um bloco pode ocorrer fora da ordem notada nas figuras. Por exemplo, as operações de dois blocos ilustrados em sucessão podem ser realizadas de forma substancialmente simultânea, ou as operações dos blocos podem, algumas vezes, ser realizadas na ordem inversa, dependendo da funcionalidade envolvida.

[0054] A descrição de diferentes modalidades ilustrativas foi apresentada para fins de ilustração e descrição, e não pretende ser exaustiva ou limitada às modalidades na forma descrita. Muitas modificações e variações serão aparentes aos versados na técnica. Adicionalmente, diferentes modalidades ilustrativas podem fornecer diferentes características em comparação com outras modalidades desejáveis. A modalidade ou modalidades selecionadas são escolhidas e descritas na ordem para melhor explicar os princípios das modalidades, a aplicação prática e para permitir que outros versados na técnica compreendam a descrição para várias modalidades com várias modificações adequadas ao uso particular contemplado.

REIVINDICAÇÕES

Claims (15)

1. Aparelho, caracterizado pelo fato de compreender: uma base (212) compreendendo uma câmara de transdutor (218), na qual a câmara de transdutor (218) compreende um piso de câmara de transdutor (222), uma borda de câmara de transdutor (226), e paredes de câmara de transdutor (224) se estendendo do piso de câmara de transdutor (222) para a borda da câmara de transdutor (226); um transdutor ultrassônico (214) fixado ao piso da câmara de transdutor (222); e uma tampa (216) soldada à borda da câmara do transdutor (226) e pelo fato de, juntamente com o piso da câmara do transdutor (222) e das paredes da câmara do transdutor (224), encerrar a câmara de transdutor (218) para formar um espaço de ar encerrado (240) entre o transdutor ultrassônico (214) e a tampa (216).

2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a base (212) compreender adicionalmente: uma parte de flange (220); e um furo de montagem (254) na parte de flange (220).

3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a base (212) compreender adicionalmente: um canal de fiação (228) em comunicação com a câmara de transdutor (218), em que o canal de fiação (228) compreende um piso de canal de fiação (232), uma borda de canal de fiação (236), e paredes de canal de fiação (234) se estendendo a partir do piso do canal de fiação (232) até a borda do canal de fiação (236); e em que a tampa (216) é soldada à borda do canal de fiação (236).

4. Aparelho, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente os fios (230) fixados ao transdutor ultrassônico (214) e se estendendo a partir do transdutor ultrassônico (214), através da câmara do transdutor (218), através do canal de fiação (228), e através do piso de canal de fiação (232).

5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de os fios (230) serem soldados ao transdutor ultrassônico (214).

6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de o transdutor ultrassônico (214) ser um transdutor piezelétrico.

7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de a tampa (216) ser feita de plástico (244).

8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a tampa (216) ser feita de sulfeto de polifenileno (246).

9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações acima, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um tubo (210) fixado à base (212) de modo que um sinal ultrassônico (260) gerado pelo transdutor ultrassônico (214) seja direcionado para dentro do tubo (210).

10. Aparelho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a base (212) ser fixada a uma superfície interna de um tanque de combustível (204) em uma aeronave (206) de modo que o tubo (210) se estenda a partir da base (212) para dentro do tanque de combustível (204).

11. Método de aperfeiçoamento da confiabilidade de uma sonda ultrassônica de medição de fluido (202), caracterizado pelo fato de compreender: fixar um transdutor ultrassônico (214) para um piso da câmara de transdutor (222) de uma câmara de transdutor (218) em uma base (212), em que a câmara de transdutor (218) compreende o piso de câmara de transdutor (222), uma borda de câmara de transdutor (226), e paredes de câmara de transdutor (224) se estendendo do piso da câmara de transdutor (222) para a borda da câmara de transdutor (226); e soldar uma tampa (216) à borda da câmara do transdutor (226) de modo que a tampa (216), juntamente com o piso da câmara de transdutor (222) e as paredes da câmara de transdutor (224), encerre a câmara de transdutor (218) para formar um espaço de ar encerrado (240) entre o transdutor ultrassônico (214) e a tampa (216).

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de a base (212) compreender adicionalmente um canal de fiação (228) em comunicação com a câmara do transdutor (218), em que o canal de fiação (228) compreende um piso de canal de fiação (232), uma borda de canal de fiação (236), e as paredes de canal de fiação (234) se estendendo a partir do piso de canal de fiação (232) para a borda de canal de fiação (236), e compreendendo adicionalmente: soldar a tampa (216) à borda de canal de fiação (236).

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: fixar fios (230) ao transdutor ultrassônico (214); e estender os fios (230) a partir do transdutor ultrassônico (214), através da câmara do transdutor (218), através do canal de fiação (228), e através do piso do canal de fiação (232).

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11, 15 ou 16, caracterizado pelo fato de a tampa (216) ser feita de plástico (244).

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11, 12, 13, 14, 15 ou 16, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a fixação de um tubo (210) à base (212) de modo que um sinal ultrassônico (260) gerado pelo transdutor ultrassônico (214) seja direcionado para dentro do tubo (210).