BR112013004701B1 - medidor de nível capacitivo - Google Patents
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Abstract
medidor de nível capacitivo. um medidor de combustível (15) provido com um corpo estrutural interno colunar (27) que é formado de um isolador; um corpo estrutural externo cilíndrico oco (23) que é formado de um isolador e disposto no lado de circunferência externa do corpo estrutural interno (27) sobre a circunferência total do mesmo e a uma distância dele; um eletrodo interno (29) que é fixado a uma superfície circunferencial externa do corpo estrutural interno (27); e um eletrodo externo (25) que é fixado a uma superfície circunferencial interna do corpo estrutural externo (23); que mede a capacitância entre o eletrodo interno (29) e o eletrodo externo (25) e detecta o nível de combustível que existe entre o eletrodo interno (29) e o eletrodo externo (25), em que o corpo estrutural externo (23) é provido com uma pluralidade de furos passantes externos (31) que permitem que carga elétrica se desloque de uma superfície circunferencial externa do mesmo para o eletrodo externo (25).
Description
“MEDIDOR DE NÍVEL CAPACITIVO”
CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção diz respeito a um medidor de nível capacitivo.
TÉCNICA ANTERIOR [002] Em equipamento de transporte, tal como um avião ou coisa parecida, um medidor de nível capacitivo tem sido amplamente empregado como um medidor de combustível que detecta a quantidade remanescente de combustível em um tanque de combustível.
[003] Este medidor de combustível tem dois eletrodos cilíndricos que são dispostos de maneira que o combustível possa entrar livremente entre eles, e detecta a quantidade remanescente de combustível ao medir a capacitância entre os eletrodos.
[004] Na técnica relacionada, estes eletrodos são feitos, por exemplo, de metal e também servem como corpos estruturais, tal como revelado na Literatura de Patente 1.
[005] Nos últimos anos, no campo de equipamento de transporte tal como avião ou coisa parecida, materiais compostos, tais como plástico reforçado ou coisa parecida, começaram a ser usados em componentes de asas e fuselagens do corpo de avião com o propósito de alcançar redução de peso e para um melhoramento de desempenho resultante. Como parte disto, a fim de alcançar redução de peso, para aumentar resistência ambiental e assim por diante também para um medidor de combustível, o uso de um medidor em que dois corpos estruturais cilíndricos do mesmo são formados ao usar um material plástico composto e camadas de eletrodo finas são formadas em superfícies circunferenciais opostas dos mesmos está se tornando mais comum.
LISTA DE REFERÊNCIAS
Literatura de Patente [006] PTL 1: Pedido de patente não examinado japonês, publicação número
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2002-31559.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Problema Técnico [007] Por causa de os corpos estruturais cilíndricos ficarem em contato com o combustível, um fenômeno de eletrificação de fluxo ocorre entre o combustível e os corpos estruturais cilíndricos quando o combustível flui. Por exemplo, no caso em que um plástico reforçado com fibras de vidro (referido em seguida como “GFRP”) é empregado nos corpos estruturais cilíndricos, por causa de o GFRP ser um isolador, eletricidade estática gerada acumula sobre o mesmo, isto é, ocorre a assim chamada de eletrificação.
[008] Além do mais, por causa de os eletrodos existirem nas superfícies em um lado dos corpos estruturais cilíndricos, uma camada dupla elétrica é formada entre eles, e eletrificação com uma grande quantidade de eletricidade estática ocorre nas superfícies dos corpos estruturais cilíndricos opostos dos eletrodos.
[009] Se uma descarga elétrica ocorrer quando tal eletrificação com uma grande quantidade de eletricidade estática ocorre, porque ela tem capacidade suficiente para inflamar o combustível, existe um risco de o combustível ser inflamado por causa de centelhas geradas em associação com a descarga elétrica.
[0010] Deve ser notado que, se os corpos estruturais cilíndricos forem formados de um plástico reforçado com fibras de carbono condutivas (em seguida, descrito como “CFRP”), é possível suprimir de forma suficiente a eletrificação.
[0011] A presente invenção foi concebida a fim de resolver os problemas descritos anteriormente, e um objetivo da mesma é fornecer um medidor de nível capacitivo que seja capaz de suprimir eletrificação mesmo se um isolador for empregado em um corpo estrutural.
Solução Para o Problema [0012] A fim de alcançar o objetivo descrito anteriormente, a presente invenPetição 870190116418, de 11/11/2019, pág. 14/37
3/17 ção emprega as soluções seguintes.
[0013] Um aspecto da presente invenção é um medidor de nível capacitivo incluindo um corpo estrutural interno colunar que é formado de um isolador; um corpo estrutural externo cilíndrico oco que é formado de um isolador e disposto no lado de circunferência externa do corpo estrutural interno sobre a circunferência total do mesmo e a uma distância dele; um eletrodo interno que é fixado a uma superfície circunferencial externa do corpo estrutural interno; e um eletrodo externo que é fixado a uma superfície circunferencial interna do corpo estrutural externo, o qual mede a capacitância entre o eletrodo interno e o eletrodo externo e detecta o nível de um objeto de medição que existe entre o eletrodo interno e o eletrodo externo, em que o corpo estrutural externo é provido com uma pluralidade de partes externas de comunicação que permitem a uma carga elétrica se deslocar de uma superfície circunferencial externa do mesmo para o eletrodo externo.
[0014] No medidor de nível capacitivo de acordo com este aspecto, por causa de a superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo formado do isolador estar em contato direto com o objeto de medição, eletrificação ocorre sobre o mesmo por causa de um fenômeno de eletrificação de fluxo ou coisa parecida causada por um fluxo do objeto de medição. Além do mais, por causa de o eletrodo externo existir na superfície circunferencial interna do corpo estrutural externo, uma camada dupla elétrica é formada, e eletrificação com uma grande quantidade de eletricidade estática pode ocorrer na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo.
[0015] Por causa de o corpo estrutural externo ser provido com a pluralidade de partes externas de comunicação que permitem que carga elétrica se desloque da superfície circunferencial externa do mesmo para o eletrodo externo, a carga elétrica da eletrificação da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo se desloca para o eletrodo externo ao passar pelas partes externas de comunicação e se deslocar para fora do sistema por meio do eletrodo externo.
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4/17 [0016] Por causa de ser possível suprimir eletrificação deste modo mesmo se um isolador for empregado no corpo estrutural externo, é possível reduzir a possibilidade de eletrificação em virtude de eletricidade estática causando uma descarga elétrica. Desta maneira, por causa de ser possível impedir que o objeto de medição seja inflamado mesmo se ele for combustível, o medidor de nível capacitivo pode ser empregado, por exemplo, como um medidor de combustível para um tanque de combustível de avião.
[0017] No aspecto descrito anteriormente, o corpo estrutural interno pode ter uma estrutura oca dentro da qual existe o objeto de medição; e o corpo estrutural interno pode ser provido com uma pluralidade de partes internas de comunicação que permitem que carga elétrica se desloque de uma superfície circunferencial interna do mesmo para o eletrodo interno.
[0018] No aspecto descrito anteriormente, o corpo estrutural interno colunar pode ter uma estrutura sólida ou uma estrutura oca. Quando o corpo estrutural interno tem uma estrutura oca a fim de alcançar redução de peso do mesmo, por causa de existir o objeto de medição na parte oca do corpo estrutural interno, eletrificação ocorre na superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno. Entretanto, por causa de a quantidade do objeto de medição que existe na parte oca do corpo estrutural interno ser significativamente menor em comparação com aquela na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo, é concebível que a eletrificação não alcance um nível problemático.
[0019] No caso de em que a magnitude da eletrificação alcança um nível problemático, o corpo estrutural interno deve ser provido com a pluralidade de partes internas de comunicação que permitem à carga elétrica se deslocar da superfície circunferencial interna para o eletrodo interno.
[0020] E assim fazendo, por causa de a carga elétrica da eletrificação da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno se deslocar para o eletrodo
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5/17 interno ao passar pelas partes internas de comunicação e se deslocar para fora do sistema por meio do eletrodo interno, é possível suprimir eletrificação mesmo se um isolador for empregado no corpo estrutural interno. Desta maneira, em virtude da possibilidade de eletrificação da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno por causa de eletricidade estática causar descarga elétrica poder ser reduzida, é possível impedir que o objeto de medição seja inflamado mesmo se ele for combustível.
[0021] No aspecto descrito anteriormente, as partes externas de comunicação podem ser formadas de furos passantes externos que penetram no eletrodo externo a partir da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo.
[0022] E assim fazendo, a eletricidade estática gerada na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo não causa eletrificação na superfície circunferencial externa, mas se desloca para o eletrodo externo ao passar pelos furos passantes externos; portanto, é possível suprimir eletrificação na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo.
[0023] No aspecto descrito anteriormente, as partes externas de comunicação podem ser formadas de condutores externos que alcançam o eletrodo externo a partir da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo.
[0024] E assim fazendo, a eletricidade estática gerada na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo não causa eletrificação na superfície circunferencial externa, mas se desloca para o eletrodo externo ao passar pelos condutores externos; portanto, é possível suprimir eletrificação na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo.
[0025] Os condutores externos podem ser formados ao encher os furos passantes externos com um material condutivo, ou podem ser formados, por exemplo, ao perfurar o corpo estrutural externo com condutores tais como hastes feitas de metal ou coisa parecida.
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6/17 [0026] No aspecto descrito anteriormente, as partes internas de comunicação podem ser formadas de furos passantes internos que penetram no eletrodo interno a partir da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno.
[0027] E assim fazendo, a eletricidade estática gerada na superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno não causa eletrificação na superfície circunferencial interna, mas se desloca para o eletrodo interno ao passar pelos furos passantes internos; portanto, é possível suprimir eletrificação na superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno.
[0028] No aspecto descrito anteriormente, as partes internas de comunicação podem ser formadas de condutores internos que alcançam o eletrodo interno a partir da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno.
[0029] E assim fazendo, a eletricidade estática gerada na superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno não causa eletrificação na superfície circunferencial interna, mas se desloca para o eletrodo interno ao passar pelos condutores internos; portanto, é possível suprimir eletrificação na superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno.
[0030] Os condutores internos podem ser formados ao encher os furos passantes internos com um material condutivo, ou podem ser formados, por exemplo, ao perfurar o corpo estrutural interno com condutores tais como hastes feitas de metal ou coisa parecida.
EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO [0031] Com um medidor de nível capacitivo da presente invenção, por causa de um corpo estrutural externo ser provido com uma pluralidade de partes externas de comunicação que permitem que carga elétrica se desloque de uma superfície circunferencial externa do mesmo para um eletrodo externo, carga elétrica de eletrificação da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo se desloca para o eletrodo externo ao passar pela parte externa de comunicação e se deslocar para fora do
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7/17 sistema por meio do eletrodo externo.
[0032] Por causa de ser possível suprimir eletrificação deste modo mesmo se um isolador for empregado no corpo estrutural externo, é possível reduzir a possibilidade de eletrificação em virtude de eletricidade estática causando uma descarga elétrica. Desta maneira, por causa de ser possível impedir que o objeto de medição seja inflamado mesmo se ele for combustível, a presente invenção pode ser empregada como um medidor de combustível para um tanque de combustível de avião.
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [0033] A figura 1 é uma vista em perspectiva recortada parcial mostrando a configuração de uma asa principal provida com um medidor de combustível de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0034] A figura 2 é uma vista em perspectiva para descrever, em linhas gerais, a configuração do medidor de combustível na figura 1.
[0035] A figura 3 é uma vista plana do medidor de combustível na figura 2.
[0036] A figura 4 é uma vista parcial em perspectiva mostrando uma parte superior do medidor de combustível na figura 2.
[0037] A figura 5 é uma vista seccional longitudinal parcial mostrando uma parte de uma seção longitudinal do medidor de combustível na figura 2.
[0038] A figura 6 é uma vista seccional longitudinal parcial mostrando uma parte de uma seção longitudinal de um medidor de combustível de acordo com a modalidade da presente invenção em uma outra forma.
[0039] A figura 7 é uma vista seccional longitudinal parcial mostrando uma parte de uma seção longitudinal de um medidor de combustível de acordo com a modalidade da presente invenção ainda em uma outra forma.
[0040] A figura 8 é uma vista esquemática de um dispositivo de teste para testar o status de eletrificação no medidor de combustível na figura 2.
[0041] A figura 9 é um gráfico para descrever a carga transferida para o me
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8/17 didor de combustível com relação à tensão de fornecimento de energia de um dispositivo de eletrificação corona.
DESCRIÇÃO DE MODALIDADE [0042] Uma modalidade da presente invenção será descrita com referência às figuras 1 a 9.
[0043] A figura 1 é uma vista em perspectiva recortada parcial mostrando uma asa principal de um avião.
[0044] Uma asa principal 1 é provida com uma parte externa superior 3, uma parte externa inferior 5, uma longarina dianteira 7, uma longarina traseira 9 e uma pluralidade das nervuras 11.
[0045] A parte externa superior 3 e a parte externa inferior 5 estabelecem a forma externa da asa principal 1; são chapas finas servindo também como superfícies aerodinâmicas, e suportam, juntamente com a longarina dianteira 7, a longarina traseira 9 e uma viga (não mostrada), componentes de uma carga de tração e de uma carga compressiva que agem sobre a asa principal 1.
[0046] Tal como mostrado na figura 1, a longarina dianteira 7 e a longarina traseira 9 são elementos estruturais que se estendem na direção de comprimento de asa da asa principal 1 e são os elementos dispostos entre a parte externa superior 3 e a parte externa inferior 5.
[0047] Uma pluralidade de vigas, as quais são elementos auxiliares se estendendo na direção de comprimento de asa da asa principal 1, é disposta em uma superfície interna da parte externa superior 3 ou da parte externa inferior 5 entre a longarina dianteira 7 e a longarina traseira 9.
[0048] Tal como mostrado na figura 1, as nervuras 11 são elementos estruturais que se estendem na direção de extensão de vento da asa principal 1 e são dispostas entre a parte externa superior 3 e a parte externa inferior 5. Em outras palavras, as nervuras 11 são elementos estruturais que se estendem em uma direção
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9/17 substancialmente perpendicular à longarina dianteira 7 e à longarina traseira 9 e são elementos tais como placas concretizadas tendo a forma seccional transversal da asa principal 1.
[0049] Na asa principal 1, uma parte circundada pela longarina dianteira 7, pela longarina traseira 9, pela parte externa superior 3 e pela parte externa inferior 5 é empregada como um tanque de combustível 13 que armazena combustível. O tanque de combustível 13 é conhecido como um tanque integral (tanque integral) por causa de as partes estruturais de corpo propriamente ditas servirem como um recipiente.
[0050] Um tubo de combustível (não mostrado) que recebe e fornece combustível de jato, uma pluralidade dos medidores de combustível (medidores de nível capacitivos) 15 que detectam o nível de combustível, fios (não mostrados) para os medidores de combustível 15 e assim por diante são fornecidos no lado interno do tanque de combustível 13.
[0051] A figura 2 é uma vista em perspectiva para descrever, em linhas gerais, a configuração do medidor de combustível 15. A figura 3 é uma vista plana do medidor de combustível 15. A figura 4 é uma vista parcial em perspectiva mostrando a parte superior do medidor de combustível 15. A figura 5 é uma vista seccional longitudinal parcial mostrando uma parte de uma seção longitudinal do medidor de combustível 15.
[0052] O medidor de combustível 15 é provido com uma parte estrutural de eletrodo externo 17 tendo uma forma cilíndrica substancialmente oca, uma parte estrutural de eletrodo interno 19 que tem uma forma cilíndrica substancialmente oca e que é disposta dentro da parte estrutural de eletrodo externo 17 a fim de ter substancialmente o mesmo centro axial, e os elementos de conexão 21 que conectam a parte estrutural de eletrodo externo 17 e a parte estrutural de eletrodo interno 19.
[0053] Tal como mostrado nas figuras 3 e 4, a parte estrutural de eletrodo externo 17 é formada de um corpo estrutural externo 23 que tem uma forma cilíndrica
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10/17 substancialmente oca e que assegura resistência estrutural suficiente e um eletrodo externo 25 que é fixado a uma superfície circunferencial interna do corpo estrutural externo 23 substancialmente sobre a superfície total do mesmo. Deve ser notado que o eletrodo externo 25 necessita ser fixado somente a uma área onde medição necessita ser executada e pode ser fixado a uma parte da superfície circunferencial interna do corpo estrutural externo 23.
[0054] O corpo estrutural externo 23 é formado de um GFRP (isolador) tendo propriedades de isolamento. O corpo estrutural externo 23 tem, por exemplo, um diâmetro externo de aproximadamente 25 mm e uma espessura ligeiramente maior que 0,5 mm. O comprimento do corpo estrutural externo 23 é definido para ser suficiente para cobrir substancialmente a altura do tanque de combustível 13.
[0055] O eletrodo externo 25 é uma película fina metálica e é fixado à superfície circunferencial interna do corpo estrutural externo 23.
[0056] Tal como mostrado nas figuras 3 e 4, a parte estrutural de eletrodo interno 19 é formada com um corpo estrutural interno 27 que tem uma forma cilíndrica substancialmente oca e que assegura resistência estrutural suficiente e um eletrodo interno 29 que é fixado a uma superfície circunferencial externa do corpo estrutural interno 27 substancialmente sobre a superfície total do mesmo. Deve ser notado que o eletrodo interno 29 necessita ser fixado somente a uma área onde medição necessita ser executada e pode ser fixado a uma parte da superfície circunferencial externa do corpo estrutural interno 27.
[0057] O corpo estrutural interno 27 é formado de um GFRP (isolador) tendo propriedades de isolamento. O corpo estrutural interno 27 tem, por exemplo, um diâmetro externo de ligeiramente menor que 20 mm e uma espessura ligeiramente maior que 0,5 mm. O comprimento do corpo estrutural interno 27 é definido para ser similar àquele do corpo estrutural externo 23.
[0058] O eletrodo interno 29 é uma película fina metálica e é fixado à superfíPetição 870190116418, de 11/11/2019, pág. 22/37
11/17 cie circunferencial externa do corpo estrutural interno 23.
[0059] Deve ser notado que o plástico reforçado com fibras que forma o corpo estrutural externo 23 e o corpo estrutural interno 27 pode ser um plástico reforçado com fibras que emprega uma resina epóxi como um material de base e emprega fibras de poliéster, fibras de algodão ou fibras de náilon como fibras de reforço, ou pode ser um plástico reforçado com fibras que emprega uma resina de poliimida como um material de base e emprega fibras de vidro, fibras de poliéster, fibras de algodão ou fibras de náilon como fibras de reforço; ele não está limitado particularmente.
[0060] Os elementos de conexão 21 são formados de isoladores. Os elementos de conexão 21 são fornecidos em múltiplas localizações na direção de altura assim como em múltiplas localizações, por exemplo, três localizações, na direção circunferencial substancialmente na mesma altura.
[0061] Tal como mostrado na figura 3, os elementos de conexão 21, em vista plana, são fixados nas três localizações nas direções circunferenciais em intervalos de 120° a fim de manter o espaço entre a parte estrutural de eletrodo interno 19 e a parte estrutural de eletrodo externo 17, e reter a parte estrutural de eletrodo interno 19 dentro da parte estrutural de eletrodo externo 17 de maneira que ambas tenham substancialmente o mesmo centro axial.
[0062] Tal como mostrado nas figuras 4 e 5, a parte estrutural de eletrodo externo 17 é provida com uma pluralidade dos furos passantes externos (partes externas de comunicação) 31 que penetram da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo 23 para uma superfície circunferencial interna do eletrodo externo 25. Os furos passantes externos 31 permitem que carga elétrica se desloque da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo 23 para o eletrodo externo 25.
[0063] Tal como mostrado na figura 5, a parte estrutural de eletrodo interno 19 é provida com uma pluralidade dos furos passantes internos (partes internas de comunicação) 33 que penetram da superfície circunferencial interna do corpo estrutural inPetição 870190116418, de 11/11/2019, pág. 23/37
12/17 terno 27 para a superfície circunferencial externa do eletrodo interno 29.
[0064] Os furos passantes externos 31 e os furos passantes internos 33 têm diâmetros internos substancialmente de 2 mm e são furados substancialmente de forma horizontal em direções substancialmente radiais. Os furos passantes internos 33 permitem que carga elétrica se desloque da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno 27 para o eletrodo interno 29.
[0065] O espaçamento entre os furos passantes externos 31 adjacentes ou os furos passantes internos 33 é definido para ser de aproximadamente 18 mm. Se o espaçamento for maior, o movimento da carga elétrica da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo 23 para o eletrodo externo 25 ou da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno 27 para o eletrodo interno 29 se torna insuficiente. Além do mais, se o espaçamento for menor, a resistência do corpo estrutural externo 23 ou do corpo estrutural interno 27 diminui.
[0066] O diâmetro interno, número, espaçamento e assim por diante dos furos passantes externos 31 e dos furos passantes internos 33 são selecionados considerando estes fatores.
[0067] Nesta modalidade, os furos passantes externos 31 ou os furos passantes internos 33 são processados após formar a parte estrutural de eletrodo externo 17 ou a parte estrutural de eletrodo interno 19. Por causa disto, a fim de que eles alcancem com segurança o eletrodo externo 25 ou o eletrodo interno 29, estes furos passantes são formados a fim de penetrar também no eletrodo externo 25 ou no eletrodo interno 29.
[0068] No caso em que os furos passantes externos 31 ou os furos passantes internos 33 são processados no corpo estrutural externo 23 ou no corpo estrutural interno 27, por exemplo, antes de fixar o eletrodo externo 25 ou o eletrodo interno 29, os furos passantes externos 31 ou os furos passantes internos 33 podem ser formados a fim de penetrar somente no corpo estrutural externo 23 ou no corpo estrutural interno
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13/17
27, tal como mostrado na figura 6.
[0069] E assim fazendo, o eletrodo externo 25 ou o eletrodo interno 29 se torna contínuo, e também existe em uma parte inferior dos furos passantes externos 31 ou dos furos passantes internos 33; portanto, torna-se mais fácil fazer a carga elétrica, a qual se desloca através dos furos passantes externos 31 ou dos furos passantes internos 33, se deslocar para fora do sistema.
[0070] Além do mais, tal como mostrado na figura 7, em vez de os furos passantes externos 31 ou os furos passantes internos 33, os condutores externos 35 ou os condutores internos 37, os quais são peças tais como hastes metálicas, podem ser fornecidos a fim de perfurar o corpo estrutural externo 23 ou o corpo estrutural interno 27 até alcançar o eletrodo externo 25 da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo 23 ou o eletrodo interno 29 da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno 27.
[0071] E assim fazendo, eletricidade estática gerada na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo 23 ou na superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno 27 se desloca para o eletrodo externo 25 ou para o eletrodo interno 29 por meio dos condutores externos 35 ou dos condutores internos 37.
[0072] Os condutores externos 35 ou os condutores internos 37 podem ser formados ao encher os furos passantes externos 31 ou os furos passantes internos 33 com um material condutivo.
[0073] Além do mais, ao formar os condutores externos 35 ou os condutores internos 37, partes tendo condutividade contínua na direção de espessura podem ser formadas.
[0074] A seguir, a operação do medidor de combustível 15 configurado tal como descrito anteriormente será descrita.
[0075] Por causa de um espaço, tendo uma seção transversal em forma de anel, criado entre a parte estrutural de eletrodo externo 17 e a parte estrutural de ele
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14/17 trodo interno 19 no medidor de combustível 15 ser aberto nas extremidades superior e inferior, o combustível armazenado dentro do tanque de combustível 13 entra neste espaço pela extremidade inferior do mesmo até que o nível do mesmo se torne igual ao nível de combustível. Por causa de existir uma atmosfera gasosa tendo uma permissividade diferente do combustível em uma parte deste espaço acima do combustível, o nível de combustível pode ser detectado ao medir a capacitância entre o eletrodo externo 25 e o eletrodo interno 29.
[0076] Quando movimento, etc. do combustível ocorre por causa de uma mudança em sustentação, consumo de combustível, fornecimento de combustível ou coisa parecida associada com o vôo do avião, eletrificação estática por causa de eletrificação de fluxo ou coisa parecida ocorre na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo 23, no eletrodo externo 25, no eletrodo interno 29 e na superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno 27, os quais são formados dos isoladores.
[0077] A carga elétrica causada pela eletrificação estática no eletrodo externo 25 e no eletrodo interno 29 se desloca para fora do sistema ao passar pelo eletrodo externo 25 e pelo eletrodo interno 29.
[0078] Por outro lado, por causa de o corpo estrutural externo 23 e o corpo estrutural interno 27 serem formados de isoladores, eletrificação ocorre na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo 23 e na superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno 27 por causa do fenômeno de eletrificação de fluxo ou coisa parecida. Além do mais, por causa de a parte estrutural de eletrodo externo 17 e a parte estrutural de eletrodo interno 19 formarem uma camada dupla elétrica, eletrificação com uma grande quantidade de eletricidade estática pode ocorrer na superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo 23 e na superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno 27.
[0079] Carga elétrica da eletrificação da superfície circunferencial externa do
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15/17 corpo estrutural externo 23 se desloca para o eletrodo externo 25 ao passar pelos furos passantes externos 31 e se desloca para fora do sistema por meio do eletrodo externo 25. Por outro lado, carga elétrica da eletrificação da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno 27 se desloca para o eletrodo interno 29 ao passar pelos furos passantes internos 33 e se desloca para fora do sistema por meio do eletrodo interno 29.
[0080] Por causa de ser possível suprimir eletrificação deste modo mesmo se o corpo estrutural externo 23 e o corpo estrutural interno 27 forem formados de isoladores, é possível reduzir a possibilidade de eletrificação por causa de eletricidade estática causar uma descarga elétrica, e é possível impedir que o combustível seja inflamado.
[0081] A relação entre o medidor de combustível 15 desta modalidade e um medidor de combustível 15 sem os furos passantes externos 31, em termos da intensidade de descarga, será descrita ao usar as figuras 8 e 9.
[0082] A figura 8 é um diagrama esquemático mostrando, em linhas gerais, a configuração de um dispositivo de teste 41. Por meio de uma descarga de corona, o dispositivo de teste 41 eletrifica uma peça de teste 42, a qual simula o medidor de combustível 15 e é retida por uma parte de retenção 43, e então causa uma descarga elétrica da peça de teste 42 e mede a intensidade de descarga.
[0083] O dispositivo de teste 41 é provido com um dispositivo de eletrificação corona 45 que eletrifica a peça de teste 42 ao transmitir uma carga elétrica para ela por meio de uma descarga de corona e um dispositivo de medição de intensidade de descarga 47 que causa uma descarga elétrica da peça de teste 42 eletrificada para medir a intensidade de descarga nesse momento.
[0084] O dispositivo de eletrificação corona 45 eletrifica o corpo estrutural externo 23 do medidor de combustível 15 ao liberar uma carga elétrica da fonte de energia de alta tensão 49 como uma descarga de corona por meio de um eletrodo de aguPetição 870190116418, de 11/11/2019, pág. 27/37
16/17 lha 51.
[0085] No dispositivo de medição de intensidade de descarga 47, um eletrodo esférico 53 é levado para perto do corpo estrutural externo 23 do medidor de combustível 15 para aplicar uma descarga elétrica a ele; um voltímetro 55 mede uma diferença de tensão antes e após um capacitor 57; e um gravador 59 grava o resultado. A intensidade de descarga é calculada com base nesta diferença de tensão.
[0086] A figura 9 é um gráfico descrevendo a carga transferida para o medidor de combustível 15 correspondendo a um caso em que a tensão de fornecimento de energia no dispositivo de eletrificação corona é mudada.
[0087] O gráfico A na figura 9 descreve a carga transferida para o medidor de combustível 15 sem os furos passantes externos 31, e o gráfico B descreve a carga transferida para o medidor de combustível 15 desta modalidade.
[0088] Aqui, a eletrificação do corpo estrutural externo 23 é causada pela descarga de corona, e a tensão durante a descarga de corona varia de 5 a 30 kV.
[0089] Tal como indicado pelo gráfico A, a eletrificação causada por uma descarga de corona em uma tensão de fornecimento de energia de 30 kV resultou em uma intensidade de descarga de cerca de 1.500 nC, o que indica que grande eletrificação ocorreu na superfície externa do corpo estrutural externo 23, tendo uma capacidade suficiente para inflamar o combustível se uma descarga elétrica ocorrer.
[0090] Ao contrário, tal como indicado pelo gráfico B, a eletrificação causada pela descarga de corona em uma tensão de fornecimento de energia de 30 kV resultou em uma intensidade de descarga de cerca de 50 nC, o que é aproximadamente 1/30 em comparação com gráfico A, indicando que a eletrificação na superfície externa do corpo estrutural externo 23 se desloca para fora do sistema ao passar pelos furos passantes externos 31, e a eletrificação é bem suprimida.
[0091] Deve ser notado que, nesta modalidade, o corpo estrutural interno 27 tem uma estrutura oca e é permitido que a eletrificação ocorrendo na superfície circun
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17/17 ferencial interna do corpo estrutural interno 27 escape na direção do eletrodo interno 29 por meio dos furos passantes internos 33; entretanto, no caso em que o corpo estrutural interno 27 tem uma estrutura sólida, naturalmente, os furos passantes internos 33 não são fornecidos.
[0092] Além do mais, se o corpo estrutural interno 27 tiver uma estrutura oca, os furos passantes internos 33 podem ser omitidos se a quantidade de combustível que existir na parte oca do corpo estrutural interno 27 for pequena, e se a magnitude da eletrificação por causa de eletrificação de fluxo não alcançar um nível problemático.
[0093] Além do mais, o escopo técnico da presente invenção não está limitado à modalidade descrita anteriormente, e é possível incorporar várias alterações dentro de uma faixa que não diverge do espírito da presente invenção.
[0094] Por exemplo, embora a presente invenção seja empregada no medidor de combustível 15 de um avião na modalidade descrita anteriormente, a presente invenção pode ser empregada em um medidor de combustível em equipamento de transporte tal como um automóvel ou coisa parecida, sem limitação para um avião.
[0095] Além do mais, a presente invenção pode ser empregada em vários tipos de tanques que armazenam internamente um material inflamável a não ser combustível, sem limitação para isto.
LISTA DE SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA
- medidor de combustível (medidor de nível capacitivo).
- corpo estrutural externo.
- eletrodo externo.
- corpo estrutural interno.
- eletrodo interno.
- furo passante externo (parte externa de comunicação).
- furo passante interno (parte interna de comunicação).
- condutor externo (parte externa de comunicação).
- condutor interno (parte interna de comunicação).
Claims (4)
- REIVINDICAÇÕES1. Medidor de nível capacitivo, CARACTERIZADO por compreender:um corpo estrutural interno colunar que é formado de um isolador;um corpo estrutural externo cilíndrico oco que é formado de um isolador e está disposto no lado da circunferência externa do corpo estrutural interno sobre a circunferência total do mesmo e a uma distância dele;um eletrodo interno que é fixado a uma superfície circunferencial externa do corpo estrutural interno; e um eletrodo externo que é fixado a uma superfície circunferencial interna do corpo estrutural externo, o medidor de nível capacitivo proporcionando a medição da capacitância entre o eletrodo interno e o eletrodo externo e detectando o nível de um objeto de medição que existe entre o eletrodo interno e o eletrodo externo, em que o corpo estrutural externo é provido com uma pluralidade de partes externas de comunicação que permitem a uma carga elétrica se deslocar de uma superfície circunferencial externa do mesmo para o eletrodo externo, em que as partes externas de comunicação são formadas como furos passantes de modo a penetrar somente o corpo estrutural externo através eletrodo externo da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo, ou como condutores fornecidos de modo a perfurar o corpo estrutural externo até atingir o eletrodo externo da superfície circunferencial externa do corpo estrutural externo.
- 2. Medidor de nível capacitivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo estrutural interno possui uma estrutura oca dentro da qual o objeto de medição pode existir; e o corpo estrutural interno é provido com uma pluralidade de partes internas dePetição 870190116418, de 11/11/2019, pág. 30/372/2 comunicação que permitem que carga elétrica se desloque de uma superfície circunferencial interna do mesmo para o eletrodo interno.
- 3. Medidor de nível capacitivo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as partes internas de comunicação são formadas de furos passantes internos que penetram no eletrodo interno da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno.
- 4. Medidor de nível capacitivo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que as partes internas de comunicação são formadas de condutores internos que alcançam o eletrodo interno da superfície circunferencial interna do corpo estrutural interno.
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