BR112018001999B1 - Sistema de medição de fluido e equipamento de tanque de combustível - Google Patents

Abstract

um sistema de medição de fluido compreende um conjunto de sondas de nível de combustível (1-7) e dois módulos de computação (23a, 23b) adaptados para inferir informação de nível de fluido com base em sinais de medição que originam a partir das sondas. em um modo de operação de reabastecimento, as sondas são distribuídas em dois subconjuntos dinamicamente configuráveis, que são separados e atribuídos respectivamente aos módulos de computação para derivar dois resultados para o nível de fluido independentemente entre si. tal sistema tem interesses especiais para equipamento de tanque de combustível projetado para aeronave. uma principal vantagem é uma redução no número total de sondas de nível de combustível que são necessárias para obter resultados confiáveis qualquer que seja o nível de combustível e a atitude e aceleração da aeronave.

Description

[0001] A invenção refere-se a um sistema de medição de fluido e a um equipamento de tanque de combustível, adequados em particular para aeronaves. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] Tanques de combustível para aeronaves podem ter formatos especiais que tornam difícil ou impossível medir o nível de combustível no interior de cada tanque de combustível usando uma única sonda. Isso se aplica em particular a tanques de combustível que estão situados nas asas de uma aeronave. Além disso, a aeronave pode variar em inclinação - também chamado atitude da aeronave - e aceleração, de modo que um resultado de medição do nível de combustível que é emitido por uma sonda em um local fixo no tanque corresponde a quantidades variáveis de combustível dependendo da atitude e aceleração da aeronave. Devido a esses motivos, várias sondas são comumente implementadas em um tanque de combustível de aeronave.

[0003] Além disso, é comumente solicitado para design de aeronave o fornecimento de duas correntes de medição que são independentes entre si para medir o nível de combustível que existe em um tanque de combustível de aeronave durante reabastecimento.

[0004] A combinação de tal solicitação com o problema de medir o nível de combustível em um tanque de formato complexo leva ao fornecimento de cada tanque de combustível de uma aeronave com um número significativo de sondas, tipicamente entre quinze e oitenta sondas. Isso aumenta o custo resultante do sistema de medição de combustível e também seu peso. Entretanto, o peso total é uma questão importante para aeronaves uma vez que aumenta o consumo de combustível.

[0005] Além disso, a disposição de sondas com conexões adequadas é mais difícil quando o tanque de combustível e/ou asa da aeronave estão fora de materiais compósitos. Isso aumenta também o interesse de reduzir o número de sondas.

[0006] Por exemplo, US 7.843.355 revela um sistema de medição de fluido para equipar um tanque de combustível, que compreende dois subconjuntos separados de sondas distribuídas no tanque e dois processadores separados. No modo de operação de reabastecimento, cada subconjunto de sondas é atribuído a um dos processadores, separadamente do outro subconjunto de sondas e do outro processador, de modo que cada processador possa inferir informação de nível de combustível a partir dos sinais de medição que são emitidos pelas sondas do subconjunto correspondente. Desse modo, dois resultados para o nível de combustível podem ser obtidos independentemente e em paralelo.

[0007] Porém tal estrutura para um sistema de medição de fluido não é otimizado para um tanque de combustível de aeronave embora atenda a solicitação para duas correntes de medição e possa ser adaptado a qualquer formato do tanque de combustível.

[0008] Começando a partir dessa situação, um objetivo da presente invenção consiste em fornecer um design novo para um sistema de medição de fluido, que também atende a exigência de duas correntes de medição e pode adequar-se a qualquer formato para o tanque de combustível, porém com menos sondas necessárias.

[0009] Outro objetivo da invenção consiste em fornecer uma estrutura nova para um sistema de medição de fluido, que permite economia em peso total.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] Para atender pelo menos um desses objetivos ou outros, um primeiro aspecto da presente invenção propõe um sistema de medição de fluido que compreende:- Um conjunto de sondas cada adequada para emitir um sinal de medição indicativo de um nível de líquido existindo nessa sonda quando o conjunto de sondas é instalado em um tanque de fluido, e quando o nível de líquido está em uma faixa de detecção da sonda; e- pelo menos dois módulos de computação, cada módulo de computação sendo conectado para receber os sinais de medição a partir daquelas sondas que se referem a um subconjunto de sondas dedicado a esse módulo de computação, separadamente do outro subconjunto de sondas que é dedicado ao outro módulo de computação, e cada módulo de computação sendo adaptado para inferir uma informação de nível de fluido com base em uma informação sobre uma atitude e aceleração do tanque de fluido, e pelo menos em um sinal de medição que se origina das sondas do subconjunto que é dedicado a esse módulo de computação.

[0011] O sistema de medição de fluido da invenção compreende ainda:- Um conjunto de conexão dinamicamente configurável, que é adaptado para transmitir o sinal de medição que se origina de qualquer uma das sondas para qualquer um dos módulos de computação; e- pelo menos dois módulos de controle dispostos para controlar os conjuntos de conexão, pelo menos em um primeiro modo de operação do sistema de medição de fluido, para atribuir um subconjunto variável das sondas a cada módulo de computação, dependendo da informação sobre a atitude e aceleração do tanque de fluído, e dependendo da informação a partir de pelo menos algumas das sondas indicando se o nível de líquido existindo em cada sonda está compreendido na faixa de detecção da sonda ou não, de modo que cada subconjunto variável de sondas que é atribuído a um dos módulos de computação seja separado do outro subconjunto variável atribuído ao outro módulo de computação, e contém pelo menos uma das sondas com o nível de líquido existindo nessa sonda estando compreendido em sua faixa de detecção.

[0012] Desse modo, no primeiro modo de operação, cada módulo de computação usa os sinais de medição somente a partir das sondas que se referem ao subconjunto atualmente atribuído a esse módulo de computação. Desse modo, ambos os módulos de computação inferem informação de nível de fluido respectivo independentemente entre si e em paralelo.

[0013] Cada subconjunto de sondas que é atribuído a um dos módulos de computação pode conter várias sondas, porém também possivelmente uma única sonda, visto que esse subconjunto é determinado pelo módulo de controle correspondente.

[0014] Desse modo, graças à invenção o subconjunto de sondas que é atribuído a um mesmo dos módulos de computação pode variar em tempo, quando pelo menos um entre o nível de líquido no tanque de fluido, a atitude e a aceleração do tanque de combustível muda.

[0015] Graças à implementação do conjunto de conexão dinamicamente configurável, os dois subconjuntos de sonda podem ser determinados em um modo otimizado com base na atitude e aceleração de tanque e com base nas sondas que estão na realidade operando em suas respectivas faixas de detecção. Desse modo, a otimização variável dos subconjuntos de sondas permite reduzir o número total de sondas que é necessário no tanque para obter dois resultados de nível de líquido independentes qualquer que seja o nível de líquido e atitude de tanque. Para essa finalidade, o sistema de medição de fluido pode ser adaptado para armazenar pelo menos uma tabela de consulta ou rodar pelo menos um programa respectivamente para cada módulo de controle, essa tabela de consulta ou programa sendo adequado para selecionar o subconjunto variável de sondas que é atribuído a um dos módulos de computação no primeiro modo de operação. Tal seleção de subconjunto depende da informação sobre a atitude e aceleração do tanque de fluido, e da informação indicando se o nível de líquido que existe em cada sonda está compreendido na faixa de detecção dessa sonda ou não. Esses elementos de informação podem formar entradas do programa ou tabela de consulta.

[0016] Em possíveis modalidades da invenção, os módulos de controle podem ser adaptados para determinar os subconjuntos variáveis das sondas de modo que quando N das sondas está em uma situação onde o nível de líquido existindo em cada dessas N sondas está compreendido na faixa de detecção da sonda, n sendo um número inteiro mais alto que unidade, então uma das n sondas é selecionada por pelo menos um dos módulos de controle para formar o subconjunto variável que é atribuído a um dos módulos de computação, chamado o módulo de computação secundário, e todas as outras sondas entre as N sondas são selecionadas por pelo menos o outro módulo de controle para formar tudo junto o subconjunto variável que é atribuído ao outro módulo de computação, chamado o módulo de computação primário. Tal modalidade combina precisão máxima para o resultado que é inferido pelo módulo de computação primário, com redundância de resultado fornecida pelo módulo de computação secundário.

[0017] Em implementações preferidas de um sistema de medição de fluido de acordo com a invenção, a operação dinâmica do conjunto de conexão pode ser implementada nas unidades de processamento. Para essa finalidade, o conjunto de conexão dinamicamente configurável pode compreender um conjunto de dispositivos de conexão-Y individuais e dois módulos dinamicamente configuráveis. Cada dispositivo de conexão-Y é dedicado respectivamente a uma das sondas, e conectado para receber o sinal de medição a partir dessa sonda. É então adaptado para transmitir esse sinal de medição para os dois módulos dinamicamente configuráveis. Além disso, cada módulo dinamicamente configurável, um dos módulos de controle e um dos módulos de computação podem ser partes de uma unidade de processamento separadamente da outra unidade de processamento que compreende o outro módulo de controle, o outro módulo dinamicamente configurável e o outro módulo de computação. Então, em cada unidade de processamento, o módulo dinamicamente configurável é adaptado para receber os sinais de medição a partir dos dispositivos de conexão-Y, e para transmitir ou não transmitir cada desses sinais de medição para o módulo de computação da unidade de processamento sob controle do módulo de controle.

[0018] De acordo com um aperfeiçoamento da invenção, os módulos de controle podem ser também dispostos para controlar o conjunto de conexão, pelo menos em um segundo modo de operação do sistema de medição de fluido, para transmitir em paralelo para os dois módulos de computação o sinal de medição que origina de pelo menos uma mesma das sondas, com a condição de que o nível de líquido que existe nessa sonda esteja compreendido em sua faixa de detecção. Então, cada módulo de computação infere informação de nível de fluido respectivo separadamente do outro módulo de computação, com base pelo menos nesse sinal de medição compartilhado por ambos os módulos de computação. Tal segundo modo de operação permite que cada módulo de computação opere a partir de um número maior de sondas, desse modo produzindo a informação de seu nível de fluido com precisão aperfeiçoada e tolerância à falha aperfeiçoada. Simultaneamente, ambos os módulos de computação fornecem redundância para o uso dos sinais de medição.

[0019] Um segundo aspecto da presente invenção propõe um equipamento de tanque de combustível para um veículo, navio, aeronave ou espaçonave, que compreende pelo menos um tanque de fluido para conter combustível em fase líquida e um sistema de medição de fluido de acordo com o primeiro aspecto da invenção. As sondas do sistema de medição de fluido são então instaladas no tanque de combustível.

[0020] Quando o equipamento de tanque de combustível é projetado para uma aeronave e quando pode fornecer o segundo modo de operação como explicado acima, o primeiro modo de operação do sistema de medição de fluido pode ser um modo de verificação dupla, em particular adequado para período de reabastecimento, e o segundo modo de operação do sistema de medição de fluido pode ser um modo de precisão total com tolerância aperfeiçoada à falha para todas as atitudes possíveis, em particular para período em voo.

[0021] Em implementações preferidas da invenção, elementos de isolamento e/ou dispositivos adequados podem ser usados no sistema de medição de fluido, para evitar que falhas de operação se propaguem no sistema e assegurar operação correta embora alguns componentes do sistema possam se tornar defeituosos.

[0022] Em particular, quando o conjunto de conexão compreende uma pluralidade de dispositivos de conexão individuais cada adequado para transmitir ou não transmitir um sinal de medição que origina de uma das sondas para pelo menos um dos módulos de computação, então cada dispositivo de conexão pode ser dotado de pelo menos um elemento de isolamento de sinal que é disposto em uma saída de sinal desse dispositivo de conexão. Graças a tais elementos de isolamento de sinal, se um defeito ocorrer em um dos dispositivos de conexão, cada módulo de computação pode ainda operar com base nos sinais de medição que são transmitidos por pelo menos outro dos dispositivos de conexão que permanecem operativos.

[0023] Além disso, cada dispositivo de conexão pode ser dotado de um elemento de isolamento de fornecimento, esse último sendo disposto em uma entrada de energia do dispositivo de conexão de modo que se um defeito ocorrer em um dispositivo de conexão individual, os outros dispositivos de conexão podem ser ainda abastecidos com energia.

[0024] Também por motivos de segurança e redundância, o sistema de medição de fluido pode compreender ainda:- duas Unidades de fornecimento de energia que são individualmente capazes de fornecer energia elétrica ao conjunto de conexão e também possivelmente a qualquer uma das sondas; e- Um dispositivo de fornecimento que é conectado para transferir energia elétrica a partir de qualquer uma das unidades de fornecimento de energia para o conjunto de conexão, de modo que o conjunto de conexão possa ser abastecido de energia durante períodos de operação separados por uma única das unidades de fornecimento de energia em uma vez ou por ambas as unidades de fornecimento de energia simultaneamente.

[0025] Desse modo, para operação do sistema de medição de fluido, somente uma das unidades de fornecimento de energia pode fornecer a energia necessária para transmitir os sinais de medição para os módulos de computação, ou ambas as unidades de fornecimento de energia em paralelo, dependendo da presente energia elétrica que é disponível a partir de cada unidade de fornecimento de energia, ou dependendo das características de ambas as unidades de fornecimento de energia.

[0026] Essas e outras características da invenção serão descritas agora com referência às figuras apensas, que se referem a modalidades preferidas, porém não limitadoras da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0027] A figura 1 é uma vista em seção transversal de um tanque de combustível de aeronave;

[0028] A figura 2 é um diagrama de blocos de um sistema de medição de fluido de acordo com a invenção;

[0029] A figura 3 é um layout alternativo para um sistema de medição de fluido de acordo com a invenção; e

[0030] A figura 4 corresponde à figura 2 ou 3 para uma modalidade preferida da invenção.

[0031] Para fins de clareza, tamanhos de elemento que aparecem nessas figuras não correspondem a dimensões efetivas ou razões de dimensão efetivas. Também, os mesmos números de referência que são indicados em figuras diferentes dessas figuras indicam elementos idênticos ou elementos com função idêntica.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0032] Para fins ilustrativos, porém não limitadores, a invenção é descrita agora quando aplicada a uma aeronave, por exemplo, para transporte de passageiros pelo ar. Os números de referência usados nas figuras 1 e 2 e agora listados têm os seguintes significados:10 - Tanque de fluido, por exemplo, um tanque de combustível para estar contido em uma asa de aeronave.N1, N2, N3 - Três níveis de combustível possíveis para existir no tanque de combustívelV - Direção vertical1-7 - Sondas para detectar o nível de combustível no interior do tanque de combustível.11A, 11B - Primeiro e segundo subconjuntos de conexão, respectivamente.110A - Dispositivos de conexão do primeiro subconjunto de conexão110B - Dispositivos de conexão do segundo subconjunto de conexão111A - Elemento de isolamento de sinal para cada dispositivo de conexão do primeiro subconjunto de conexão.111B - Segundo elemento de isolamento para cada dispositivo de conexão do segundo subconjunto de conexão.112A - Elemento de isolamento de fornecimento para cada dispositivo de conexão do primeiro subconjunto de conexão 112B - Elemento de isolamento de fornecimento para cada dispositivo de conexão do segundo subconjunto de conexão20A, 20B - primeira e segunda unidades de processamento, indicadas CPU_A e CPU_B, respectivamente.21A, 21B - primeiro e segundo registros, rotulados A e B respectivamente.22A, 22B - primeiro e segundo módulos de controle, indicados CTRL_A e CTRL_B, respectivamente.23A, 23B - primeiro e segundo módulos de computação, indicados COMPT_A e COMPT_B, respectivamente.12 - Sistema de exibição de informação, compreendendo um display de cabine de piloto e um display externo.13 - Sistema de detecção de passo, balanço e aceleração da aeronave 14A, 14B - Primeira e segunda unidades de fornecimento de energia, rotuladas A e B respectivamente.15 - Dispositivo de fornecimento.

[0033] Em implementações práticas da invenção, o registro 21A, o módulo de controle 22A e o módulo de computação 23A podem ser todos, partes da unidade de processamento 20A. Disposição similar pode ser usada para o registro 21B, o módulo de controle 22B e o módulo de computação 23B na outra unidade de processamento 20B.

[0034] O tanque de combustível 10 pode ser de qualquer formato geral, dependendo de sua integração na aeronave. O formato de tanque representado corresponde à integração em uma asa de aeronave. Então, o tanque 10 pode ser mais fino e mais alto com relação à direção vertical V no lado de tanque de asa externa (no lado direito da figura 1) do que no lado de tanque de asa interna oposto (lado esquerdo da figura 1). Combustível está em fase líquida no tanque 10.

[0035] As sondas 1 a 7 são fixas no tanque 10 em locais respectivos. Cada uma delas pode ser de qualquer tipo, adequado para medir independentemente a partir das outras o presente nível de combustível como existindo no local dessa sonda. Por exemplo, cada sonda pode compreender um capacitor elétrico de design cilíndrico. Então, cada medição de nível de combustível que é emitido por qualquer uma das sondas é inferida de um valor de capacitor dessa sonda, que varia como uma função do nível de combustível. Tal tipo de sonda e sua operação são bem conhecidos na técnica de modo que não é necessário explicar novamente.

[0036] A operação de cada sonda é limitada a uma faixa de detecção para o nível de combustível. Tal faixa de detecção pode resultar a partir do próprio tipo de sonda, em particular a partir do comprimento da sonda, e também a partir do formato geral do tanque de combustível 10. No exemplo mostrado na figura 1, as sondas 1 a 3 são eficazes para medir o nível de combustível quando esse último está perto daquele rotulado N1. Porém essas sondas 1 a 3 não mais são eficientes para um nível de combustível perto daquele rotulado N2, porém as sondas 4 e 5 são. Do mesmo modo, as sondas 5 a 7 são eficazes para medir o nível de combustível quando próximo a N3. Obviamente, as faixas de detecção respectivas das sondas também dependem da atitude da aeronave, a saber valores de passo e/ou balanço não zero possíveis, e também dependem da aceleração da aeronave, porque a inclinação e formato da superfície de líquido no tanque 10 variam como funções dos presentes valores desses parâmetros.

[0037] O número de sonda pode ser qualquer um, e cada sonda transmite sinais de medição simultaneamente para ambos os módulos de controle 22A e 22B. a atitude e aceleração de aeronave são medidas pelo sistema de detecção de passo, balanço e aceleração 13. Preferivelmente, dois conjuntos de dados compreendendo, cada, valores de passo, balanço e aceleração podem ser obtidos em paralelo a partir de fontes diferentes como unidades de medição separadas, e cada conjunto de dados é transmitido para um dos módulos de controle 22A, 22B enquanto o outro conjunto de dados é transmitido independentemente para o outro módulo de controle. Com base nos valores de passo, balanço e aceleração e nos sinais de medição recebidos das sondas, cada módulo de controle 22A, 22B determina e seleciona aquelas entre todas as sondas que estão atualmente operando em suas respectivas faixas de detecção. As outras sondas são consideradas como não sendo úteis nesse momento. Possivelmente, os sinais de medição que são produzidos pelas sondas para as quais o nível de combustível está fora de suas faixas de detecção podem indicar eles próprios que essas sondas estão fora de faixa, por exemplo, usando valores de sinal máximo e mínimo prescritos.

[0038] Para fornecer redundância na determinação do nível de combustível, a aeronave é equipada com dois canais paralelos cada um capaz de determinar o nível de combustível independentemente do outro. Esses canais são indicados CHANNEL_A e CHANNEL_B na figura 2. O CHANNEL_A pode compreender o primeiro subconjunto de conexão 11A, o módulo de controle 22A, o módulo de computação 23A, o registro 21A, e possivelmente uma primeira fonte para o conjunto de dados de passo, balanço e aceleração. Similarmente, o CHANNEL_B pode compreender o segundo subconjunto de conexão 11B, o módulo de controle 22B, o módulo de computação 23B, o registro 21B, e possivelmente uma segunda fonte para o conjunto de dados de passo, balanço e aceleração. Os dispositivos de conexão 110A e 110B, pertinentes respectivamente ao subconjunto de conexão 11A e 11B, formam todos juntos o conjunto de conexão descrito na parte geral dessa descrição.

[0039] De acordo com a invenção, cada uma das sondas não é atribuída permanentemente a um dos canais CHANNEL_A e CHANNEL_B, porém a distribuição de sonda entre ambos os canais varia entre períodos de tempo separados, dependendo em particular do nível de combustível efetivo e do passo, balanço e aceleração de aeronave. Tal distribuição é determinada pelos módulos de controle 22A e 22B e implementada por comandos apropriados que são emitidos por esses módulos de controle 22A e 22B e transmitidos para os dispositivos de conexão 110A e 110B.

[0040] Em uma primeira modalidade possível da invenção correspondendo à figura 2, cada dispositivo de conexão 110A no primeiro subconjunto de conexão 11A é um dispositivo de dois estados capaz de transmitir um sinal de medição que é recebido em uma entrada de sinal desse dispositivo de conexão, para o módulo de computação 23A, ou não transmitir qualquer sinal. Um dispositivo de conexão separado 110A é fornecido independentemente para cada uma das sondas 1-7. Cada dispositivo de conexão 110B no segundo subconjunto de conexão 11B também é individualmente dedicado a transmitir o sinal de medição a partir de uma das sondas 1-7, atribuídas a esse dispositivo de conexão, para o módulo de computação 23B. os subconjuntos de conexão 11A e 11B podem ter estrutura similar, e um dispositivo de conexão separado 110A, 110B é dedicado a cada uma das sondas em cada subconjunto 11A e 11B. Desse modo, os sinais de medição que são emitidos por qualquer uma das sondas 1-7, podem ser enviados para qualquer um dos módulos de computação 23A e 23B ou ambos, dependendo dos comandos emitidos pelos módulos de controle 22A e 22B para todos os dispositivos de conexão 110A e 110B. Geralmente, aqueles dos dispositivos de conexão 110A e 110B que são dedicados a sondas atualmente fora de faixa, podem ser controlados para estar no estado não de transmissão.

[0041] Então, em um primeiro modo de operação controlado pelos módulos 22A e 22B e correspondendo ao modo de operação de reabastecimento, as sondas com o nível de combustível em suas faixas de detecção respectivas são distribuídas em dois subconjuntos separados. O primeiro subconjunto de sonda é atribuído ao CHANNEL_A pelo módulo de controle 22A, por controlar aqueles dos dispositivos de conexão 110A que são dedicados a essas sondas como estando no estado de transmissão de sinal. Simultaneamente, aqueles dos dispositivos de conexão 110A que não correspondem a sondas do primeiro subconjunto de sondas são controlados como estando no estado não de transmissão. O segundo subconjunto de sondas é atribuído ao CHANNEL_B pelo módulo de controle 22B, por controlar aqueles dos dispositivos de conexão 110B que são dedicados a essas outras sondas como estando no estado de transmissão de sinal. Também, aqueles dos dispositivos de conexão 110B que não correspondem a sondas pertinentes ao segundo subconjunto de sondas são controlados como estando no estado não de transmissão. Desse modo, o nível de combustível pode ser determinado independentemente pelo CHANNEL_A usando o primeiro subconjunto de sondas por um lado, e pelo CHANNEL_B usando o segundo subconjunto de sondas no outro lado. Os módulos de controle 22A e 22B determinam o primeiro e segundo subconjuntos de sonda, respectivamente, com base pelo menos em um dos sinais de medição emitidos pelas sondas atualmente operando em suas faixas de detecção e os valores de passo, balanço e aceleração. Isso pode ser obtido pelo módulo de controle 22A usando a tabela de consulta que é armazenada no registro 21A, e com os sinais de medição e os valores de passo, balanço e aceleração como entradas dessa tabela de consulta. Um programa pode ser usado alternativamente à tabela de consulta para a mesma finalidade. Para o módulo de controle 22A determinar o subconjunto de sondas, os sinais de medição podem ser usados somente para indicar se cada sonda é na realidade eficaz ou se está fora de faixa. A magnitude exata dos sinais de medição é usada posteriormente por cada módulo de computação para inferir seu resultado para o nível de combustível, também chamada informação de nível de combustível. Operação similar é obtida pelo módulo de controle 22B usando a tabela de consulta armazenada no registro 21B, para determinar o subconjunto de sondas que é atribuído ao CHANNEL-B. para o modo de operação de reabastecimento, as tabelas de consulta ou 'programas equivalentes são projetados para formar subconjuntos de sonda que são complementares entre si com relação ás sondas atualmente operando em suas faixas de detecção respectivas.

[0042] Por exemplo, quando o nível de combustível é N1 para o tanque de combustível da figura 1, o primeiro subconjunto de sondas, atribuído ao módulo de computação 23A ou CHANNEL_A, pode ser compreendido das sondas 2 e 3, e o segundo subconjunto, atribuído ao módulo de computação 23B ou CHANNEL_B, pode ser compreendido da sonda 1 sozinha. Quando o nível de combustível é N2, o primeiro subconjunto de sonda, para CHANNEL_A, pode ser compreendido da sonda 5 somente, e o segundo subconjunto, para CHANNEL_B pode ser compreendido da sonda 4 somente. E quando o nível de combustível é N3, o primeiro subconjunto de sondas para o CHANNEL_A pode ser compreendido das sondas 6 e 7 e o segundo subconjunto para o CHANNEL_B pode ser compreendido da sonda 5 somente.

[0043] Consequentemente, nesse primeiro modo de operação, o módulo de computação 23A infere um primeiro resultado para o nível de combustível, e o módulo de computação 23B infere um segundo resultado para o mesmo nível de combustível. Cada um é computado e transmitido separadamente para o sistema de display de informação 12. Desse modo, cada resultado pode ser mostrado no display externo que é destinado ao operador de reabastecimento, ou no display de cabine do piloto, ou tanto no display externo como no display de cabine do piloto. Sob operação geral correta, o primeiro e segundo resultados para o nível de combustível devem ser consistentes embora tenham sido inferidos através de subconjuntos de sonda completamente independentes e canais de processamento.

[0044] Em um segundo modo de operação controlado pelos módulos 22A e 22B e correspondendo a modo de operação em voo, as sondas com o nível de combustível em suas faixas de detecção respectivas são individualmente atribuídas simultaneamente a ambos os canais CHANNEL_A e CHANNEL_B. desse modo, os resultados para o nível de combustível como inferidos por cada um dos módulos de computação 23A e 23B têm precisão máxima. Esses resultados de ambos os canais são enviados independentemente para o sistema de exibição de informação 12.

[0045] A unidade de processamento 20A, incluindo o módulo de controle 22A e o módulo de computação 23A, é abastecido com energia pela unidade de fornecimento de energia 14A. similarmente, a unidade de processamento 20B, incluindo o módulo de controle 22B e o módulo de computação 23B, é abastecido com energia pela unidade de fornecimento de energia 14B. Porém preferivelmente, todos os dispositivos de conexão 110A e 110B podem ser abastecidos com energia através do dispositivo de fornecimento 15. Possivelmente, cada sonda para medir o nível de combustível no tanque de combustível 10 pode ser abastecido com energia através do dispositivo de conexão que transmite seus sinais de medição para o(s) módulo(s) de computação envolvido9s) com o mesmo, dependendo do modo de operação do sistema e dos subconjuntos de sondas. O dispositivo de fornecimento 15 pode ser projetado para transferir para os dispositivos de conexão 110A e 110B energia elétrica que se origina de qualquer uma das unidades de fornecimento de energia 14A e 14B, ou simultaneamente de ambas as unidades de fornecimento de energia em um modo combinado. Em particular, quando uma das unidades de fornecimento de energia 14A e 14B apresenta falha, por exemplo, sua voltagem de saída sendo demasiadamente baixa, então o dispositivo de fornecimento 15 transfere energia elétrica que é produzida por uma das unidades de fornecimento de energia 14A e 14B que está operando corretamente, ou por ambas as unidades de fornecimento de energia de modo a atingir a quantidade de energia elétrica que é necessária para os dispositivos de conexão. Desse modo, a transmissão dos sinais de medição não é alterada qualquer que seja o modo de operação.

[0046] Os aperfeiçoamentos agora descritos são dedicados a assegurar segurança de operação se um dos dispositivos de conexão 110A ou 110B se tornar defeituoso. Pretende permitir que o sistema de medição de fluido opere novamente qualquer que seja o modo de operação, porém com base somente nos outros dispositivos de conexão que estão ainda operando normalmente.

[0047] Primeiramente, cada dispositivo de conexão 110A, 110B pode ser fornecido em sua entrada de energia com um elemento de isolamento de fornecimento 112A e 112B, respectivamente. Esse elemento de isolamento de fornecimento assegura que uma falha em qualquer um dos dispositivos de conexão 110A e 110B, como uma falha de curto-circuito, não se propague ao longo da rede de distribuição de energia do canal correspondente. A finalidade do elemento de isolamento de fornecimento 112A, 112B após ocorrência de tal falha é desconectar ou isolar eletricamente o dispositivo de conexão 110A, 110B que é defeituoso a partir da rede de distribuição de energia. Tal elemento de isolamento de fornecimento 112A, 112B pode ser baseado em um fusível ou qualquer conjunto de circuitos de desconexão elétrica que é disposto na entrada de energia de cada dispositivo de conexão 110A, 110B.

[0048] Em segundo lugar, cada dispositivo de conexão 110A, 110B pode ser fornecido em sua saída de sinal com um elemento de isolamento de sinal 111A, 111B respectivamente. Esse elemento de isolamento de sinal assegura que uma falha em qualquer um dos dispositivos de conexão 110A e 110B não se propaga para o módulo de computação 23A, 23B do canal correspondente. A finalidade do elemento de isolamento de sinal 111A, 111B após ocorrência de tal falha é isolar o dispositivo de conexão 110A, 110B que é defeituoso a partir do módulo de computação 23A ou 23B dependendo do canal. Tal elemento de isolamento de sinal 111A, 111B pode ser baseado em resistores ou qualquer conjunto de circuitos eletrônicos que é disposto na saída de sinal de cada dispositivo de conexão 110A, 110B.

[0049] A figura 3 ilustra uma modalidade possível alternativa para um sistema de medição de fluido também de acordo com a invenção, porém cum uma disposição de componentes diferente. Principalmente, os dois dispositivos de conexão 110A e 110B que eram dedicados na figura 2 a uma mesma sonda das sondas de nível de combustível 1-7, porém conectados separadamente e respectivamente aos módulos de computação 23A e 23B, são fundidos em um único dispositivo de conexão do tipo de conexão atual, chamado dispositivo de conexão dual. Desse modo, um dispositivo de conexão dual separado 110 é fornecido para cada sonda. Todos os dispositivos de conexão dual 110 formam, então, um único conjunto de conexões indicados 11. Os módulos de controle 22A e 22B controlam cada dos dispositivos de conexão dual 110 de modo que os sinais de medição que são emitidos pela sonda correspondente são transmitidos para o módulo de computação 23A somente, ou 23B somente, ou ambos, dependendo do modo de operação. O primeiro e o segundo modos de operação como descrito anteriormente com referência às figuras 1 e 2 se aplicam novamente, em particular com relação aos subconjuntos de sondas atribuídos a cada módulo de computação 23A, 23B para o primeiro modo de operação.

[0050] A entrada de energia de cada dispositivo de conexão dual 110 também pode ser dotado de um elemento de isolamento de fornecimento, agora referenciado 112, e ambas as saídas de sinal desse dispositivo de conexão dual 110, conectadas respectivamente aos módulos de computação 23A e 23B, podem ser dotadas de elementos de isolamento de sinais 111A e 111B.

[0051] A figura 4 ilustra outra modalidade de um sistema de medição de fluido ainda de acordo com a invenção, no qual a transmissão variável dos sinais de medição que são emitidos pelas sondas 1-7 é implementada nas unidades de processamento 20A e 20B. começando a partir da modalidade da figura 3, cada dispositivo de conexão dual 110 é substituído por um dispositivo de conexão Y 110’ tendo uma entrada de sinal e duas saídas de sinal. Cada dispositivo de conexão Y 110’ é conectado na entrada a uma das sondas 1-7 para receber os sinais de medição somente a partir dessa sonda. As duas saídas de sinal de cada dispositivo de conexão Y 110’ são conectadas respectivamente às unidades de processamento 20A e 20B. Cada dispositivo de conexão Y 110’ é passivo, de modo que transmita cada sinal de medição simultaneamente para ambas as unidades de processamento 20A e 20B. Todos os dispositivos de conexão Y 110’ formam um conjunto de conexão que é rotulado 11’ na figura 4. Podem também ser dotados de elementos de isolamento de sinal 111A, 111B e elementos de isolamento de fornecimento 112.

[0052] Na modalidade da figura 4, cada unidade de processamento 20A (resp. 20B) contém ainda um módulo dinamicamente configurável 110A’ (resp. 110b’) que é funcionalmente intermediário entre o módulo de controle 22A (resp. 22B) e o módulo de computação 23A (resp. 23B). Os módulos dinamicamente configuráveis 110A’ e 110B’ são indicados SELECT_A e SELECT_B na figura 4 e podem ser do tipo software. Cada recebe todos os sinais de medição a partir das sondas 1-7 e transmite, cada, uma seleção desses sinais de medição sob controle dos módulos de controle 22A e 22B. a operação dos módulos de controle 22A, 22B e dos módulos de computação 23A, 23B pode ser idêntica àquelas da modalidade da figura 3, porém a implementação efetiva da seleção de sonda como decidido pelos módulos de controle 22A, 22B é agora produzida pelos módulos dinamicamente configuráveis 110A’, 110B’ nas unidades de processamento 20A, 20B.

[0053] Qualquer pessoa entenderá que a invenção pode ser reproduzida enquanto altera aspectos secundários, porém mantém suas vantagens principais. Principalmente, no modo de operação de reabastecimento, a invenção fornece subconjuntos de sondas dinamicamente configuráveis, adequados para inferior dois resultados para o nível de combustível independentemente entre si. Uma principal vantagem é uma redução no número total de sondas de nível de combustível que são necessárias para obter os dois resultados independente qualquer que seja o nível de combustível e passo, balanço e aceleração da aeronave. Tipicamente, a invenção pode permitir reduzir o número de sonda de aproximadamente 15%, enquanto fornece as mesmas informações de nível de combustível com precisão e independência idênticas para um mesmo tanque de combustível.

Claims (10)

1. Sistema de medição de fluido, compreendendo:- um conjunto de sondas (1-7) cada uma adequada para emitir um sinal de medição indicativo de um nível de líquido existindo nessa sonda quando o conjunto de sondas é instalado em um tanque de fluido (10), e quando o nível de líquido está em uma faixa de detecção da sonda; e- pelo menos dois módulos de computação (23A, 23B), cada módulo de computação sendo conectado para receber os sinais de medição a partir daquelas sondas (1-7) que se referem a um subconjunto de sondas dedicado a esse módulo de computação, separadamente do outro subconjunto de sondas que é dedicado ao outro módulo de computação, e cada módulo de computação sendo adaptado para inferir uma informação de nível de fluido com base em uma informação sobre uma atitude e aceleração do tanque de fluido (10), e pelo menos em um sinal de medição que se origina das sondas do subconjunto que é dedicado a esse módulo de computação, caracterizado pelo fato de que o sistema de medição de fluido compreende ainda:- um conjunto de conexão dinamicamente configurável (11A, 11B; 11; 11’; 110A’; 110B’) adaptado para transmitir o sinal de medição que se origina de qualquer uma das sondas (1-7) para qualquer um dos módulos de computação (23A, 23B); e- pelo menos dois módulos de controle (22A, 22B) dispostos para controlar o conjunto de conexão (11A, 11B; 11; 11’; 110A’; 110B’), pelo menos em um primeiro modo de operação do sistema de medição de fluido, para atribuir um subconjunto variável das sondas (1-7) a cada módulo de computação (23A, 23B), dependendo da informação sobre a atitude e aceleração do tanque de fluído (10), e dependendo da informação a partir de pelo menos algumas das sondas indicando se o nível de líquido existindo em cada sonda está compreendido na faixa de detecção da sonda ou não, de modo que cada subconjunto variável de sondas atribuído a um dos módulos de computação seja separado do outro subconjunto variável atribuído ao outro módulo de computação, e contém pelo menos uma das sondas com o nível de líquido existindo nessa sonda estando compreendido na faixa de detecção da sonda, de modo que no primeiro modo de operação, cada módulo de computação (23A, 23B) recebe sinais de medição somente a partir das sondas (1-7) que se referem ao subconjunto variável atribuído ao módulo de computação e de modo que ambos os módulos de computação inferem informação de nível de fluido respectivo independentemente e em paralelo.

2. Sistema de medição de fluido, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o conjunto de conexão (11A, 11B; 11; 11’; 110A’; 110B’) compreende uma pluralidade de dispositivos de conexão individuais (110A, 110B; 110’, 110A’, 110B’) cada adequado para transmitir ou não transmitir o sinal de medição que origina de uma das sondas (1-7) para pelo menos um dos módulos de computação (23A, 23B) e cada dispositivo de conexão é ser dotado de pelo menos um elemento de isolamento de sinal (111A, 111B) disposto em uma saída de sinal do dispositivo de conexão, de modo que se um defeito ocorrer em um dos dispositivos de conexão, cada módulo de computação pode ainda operar com base nos sinais de medição que são transmitidos por pelo menos outro dos dispositivos de conexão que permanecem operativos.

3. Sistema de medição de fluido, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que cada dispositivo de conexão (110A, 110B; 110; 110’; 110A’, 110B’) é dotado de um elemento de isolamento de fornecimento (112A; 112B; 112) disposto em uma entrada de energia do dispositivo de conexão de modo que se um defeito ocorrer em um dos dispositivos de conexão, os outros dispositivos de conexão podem ser ainda abastecidos com energia.

4. Sistema de medição de fluido, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de compreender ainda:- duas unidades de fornecimento de energia (14A, 14B) cada capaz de fornecer energia elétrica ao conjunto de conexão (11A, 11B; 11) e também possivelmente a qualquer uma das sondas (1-7); e- um dispositivo de fornecimento (15) conectado para transferir energia elétrica a partir de qualquer uma das unidades de fornecimento de energia (14A, 14B) para o conjunto de conexão (11A, 11B, 11), de modo que o conjunto de conexão seja abastecido de energia durante períodos de operação separados por uma única das unidades de fornecimento de energia em uma vez ou por ambas as unidades de fornecimento de energia simultaneamente.

5. Sistema de medição de fluido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os módulos de controle (22A, 22B) são adaptados para determinar os subconjuntos variáveis das sondas (1-7) de modo que quando N das sondas está em uma situação onde o nível de líquido que existe em cada das N sondas está compreendido na faixa de detecção da sonda, N sendo um número inteiro maior que unidade, então uma das N sondas é selecionada por pelo menos um dos módulos de controle para formar o subconjunto variável que é atribuído a um dos módulos de computação (23A, 23B), chamado módulo de computação secundário, e todas as outras sondas entre as N sondas são selecionadas pelo menos pelo outro módulo de controle para formar todos juntos o subconjunto variável que é atribuído ao outro módulo de computação, chamado módulo de computação primária.

6. Sistema de medição de fluido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de ser adaptado para armazenar pelo menos uma tabela de consulta ou para rodar pelo menos um programa respectivamente para cada módulo de controle (22A, 22B), a tabela de consulta ou programa sendo adequado para selecionar o subconjunto variável de sondas (1-7) que é atribuído a um dos módulos de computação (23A, 23B) no primeiro modo de operação, com a informação sobre a atitude e aceleração do tanque de fluido (10) e a informação indicando se o nível de líquido existindo em cada sonda está compreendido na faixa de detecção da sonda ou não formando entradas das tabelas de consulta ou programas.

7. Sistema de medição de fluido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o conjunto de conexão dinamicamente configurável compreende um conjunto (11’) de dispositivos de conexão-Y individuais (110’) e dois módulos dinamicamente configuráveis (110A’, 110B’); cada dispositivo de conexão Y (110’) é dedicado respectivamente a uma das sondas (1-7) e conectado para receber sinal a partir da sonda, e adaptado para transmitir o sinal de medição para ambos os módulos dinamicamente configuráveis (110A’, 110B’);cada módulo dinamicamente configurável (110A’, 110B’), um dos módulos de controle (22A, 22B) e um dos módulos de computação (23A, 23B) são partes de uma unidade de processamento (20A, 20B) separadamente de outra unidade de processamento compreendendo o outro módulo de controle, o outro módulo dinamicamente configurável e o outro módulo de computação;e em cada unidade de processamento (20A, 20B), o módulo dinamicamente configurável é adaptado para receber os sinais de medição a partir dos dispositivos de conexão Y (110’) e transmitir ou não transmitir cada dos sinais de medição para o módulo de computação (23A, 23B) da unidade de processamento sob controle do módulo de controle (22A, 22B) da unidade de processamento.

8. Sistema de medição de fluido, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os módulos de controle (22A, 22B) são também dispostas para controlar o conjunto de conexão (11A, 11B; 11; 11’; 110A’, 110B’), pelo menos em um segundo modo de operação do sistema de medição de fluido, para transmitir em paralelo para ambos os módulos de computação (23A, 23B) o sinal de medição que origina de pelo menos uma mesma sonda das sondas (1-7), o nível de líquido que existe na sonda estando compreendido na faixa de detecção da sonda, e cada módulo de computação infere separadamente do outro módulo de computação uma informação de nível de fluido respectivo com base pelo menos em um sinal de medição compartilhado por ambos os módulos de computação.

9. Equipamento de tanque de combustível para um veículo, navio, aeronave ou espaçonave, caracterizado pelo fato de compreender pelo menos um tanque de fluido para conter combustível em fase líquida e um sistema de medição de fluido como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, com as sondas (1-7) do sistema de medição de fluido instalado no tanque de fluido.

10. Equipamento de tanque de combustível, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de ser adaptado para equipar uma aeronave e em que o sistema de medição de fluido como definido na reivindicação 8 e o primeiro modo de operação do sistema de medição de fluido é um modo de verificação dupla, em particular por período de reabastecimento, e o segundo modo de operação do sistema de medição de fluido é um modo de precisão total com tolerância à falha, em particular para período em voo.

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