CN109870216B - 超声流体测量校准探头 - Google Patents

超声流体测量校准探头 Download PDF

Info

Publication number
CN109870216B
CN109870216B CN201811247716.6A CN201811247716A CN109870216B CN 109870216 B CN109870216 B CN 109870216B CN 201811247716 A CN201811247716 A CN 201811247716A CN 109870216 B CN109870216 B CN 109870216B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tube
distance
calibration target
ultrasonic
radial position
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811247716.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109870216A (zh
Inventor
S·J·沃林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN109870216A publication Critical patent/CN109870216A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109870216B publication Critical patent/CN109870216B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/20—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of apparatus for measuring liquid level
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/30—Arrangements for calibrating or comparing, e.g. with standard objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D37/00—Arrangements in connection with fuel supply for power plant
    • B64D37/005—Accessories not provided for in the groups B64D37/02 - B64D37/28
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2968—Transducers specially adapted for acoustic level indicators
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2961—Acoustic waves for discrete levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
    • G01N9/36—Analysing materials by measuring the density or specific gravity, e.g. determining quantity of moisture

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明涉及超声流体测量校准探头，公开了使用超声流体测量校准探头校准超声流体测量系统的装置和方法。探头的基座包括超声换能器。管从基座延伸。第一校准目标在距超声换能器的第一距离处附接到管并延伸到管的内部中。孔在管中形成。孔从管的外部穿过管延伸到管的内部并沿着管延伸，其中孔的边缘在距超声换能器的第一距离处。

Description

超声流体测量校准探头
技术领域
本公开通常涉及超声流体测量。更具体地，本公开涉及用于校准用于流体测量的超声传感器的系统和方法。
背景技术
超声感测使用超声换能器来发射超声波并接收从物体反射的那些超声波。超声波的发送和接收之间的时间延迟可用于确定物体距超声换能器的距离。超声换能器可用于通过反射来自容器中的流体的表面的超声信号来确定容器中的流体的高度或液面。例如，但不限于，超声感测可以用于燃料计量，以测量飞行器或其他交通工具上的燃料箱中的燃料液面。
超声信号受其传播的介质的影响。例如，超声信号的速度及其衰减取决于信号传播的介质的特性。例如，介质温度的变化将改变介质中超声波的速度。由于介质中声音的速度随介质的温度而变化，因此超声测量系统的性能可受到被测量介质温度变化的影响。连同温度一起，流体的其他特性(例如污染)可能影响超声流体测量系统的操作。
可能需要精确校准超声流体测量系统以改变被测量流体的特性。因此，可能需要一种方法和装置，其考虑到至少一些上述问题以及其他可能的问题。
发明内容
在一个示例性实施例中，一种装置包括基座和从基座延伸的管。基座包括超声换能器。第一校准目标在距超声换能器第一距离处附接到管并且延伸到管的内部。在管中形成孔。该孔从管的外部穿过管延伸到管的内部并沿着该管延伸，其中孔的边缘在距超声换能器第一距离处。
在另一个示例性实施例中，制造超声燃料计量校准传感器探头的方法包括将第一校准目标在距管的端部第一距离处附接到管并延伸到管的内部，在管中形成孔，并且将管的端部附接到包括超声换能器的基座。孔从管的外部穿过管延伸到管的内部并沿着该管延伸，其中孔的边缘在距管的端部第一距离处。
在又一个示例性实施例中，一种校准超声燃料计量传感器系统的方法包括将超声燃料计量校准传感器探头放置在燃料箱中，其中超声燃料计量校准传感器探头包括附接到包括超声换能器的基座的管以及在距管的端部第一距离处附接到管并延伸到管的内部的第一校准目标，通过管中的孔将来自燃料箱的燃料与管内的燃料混合，其中孔从管的外部穿过管延伸到管的内部并沿着管延伸，其中孔的边缘在距管的端部的第一距离处，激活超声换能器以将超声信号发送到管中，分析从第一校准目标反射并由超声换能器检测的超声信号，并利用分析的信号校准超声燃料计量系统。
本发明的一个实施例涉及一种装置，其包含基座，该基座包括超声换能器；管，该管从基座延伸；第一校准目标，该第一校准目标在距超声换能器的第一距离处附接到管并且延伸到管的内部；以及孔，该孔在管中，其中该孔从管的外部穿过管延伸到管的内部并沿着管延伸，其中孔的边缘在距离超声换能器第一距离处。该装置还可包含第二校准目标，该第二校准目标在距超声换能器第二距离处附接到管并延伸到管的内部；并且其中该孔沿着管从距超声换能器的第一距离延伸到距超声换能器的第二距离。这将增强操作。第一校准目标和第二校准目标可以位于管上的相同径向位置；并且该孔位于管上的第一径向位置处，该第一径向位置可以与第一校准目标和第二校准目标的径向位置不同。该装置还可以包含第二孔，该第二孔在管上的第二径向位置处，该第二径向位置不同于第一径向位置以及第一校准目标和第二校准目标的径向位置。第二径向位置可以与管上的第一径向位置相对。该装置还可包含第三校准目标，该第三校准目标在距超声换能器的第三距离处附接到管并延伸到管的内部；第四校准目标，该第四校准目标在距超声换能器的第四距离处附接到管并且延伸到管的内部；以及在管中的第三孔，其中该第三孔从管的外部穿过管延伸到管的内部并且沿着管从距超声换能器第三距离处延伸到距超声换能器第四距离处。孔可以是凹槽，并且距超声换能器第一距离处的孔的边缘是凹槽的圆形端部。
本发明的另一个实施例涉及一种校准超声燃料测量系统的方法，该方法包含在距管的端部第一距离处将第一校准目标附接到管并延伸到管的内部；在管中形成孔，其中孔从管的外部穿过管延伸到管的内部，并且其中孔的边缘在距管的端部第一距离处；并且将管的端部附接到包括超声换能器的基座。该方法还可包含在距管的端部第二距离处将第二校准目标附接到管并延伸到管的内部；并且形成孔以从距管的端部第一距离处沿着管延伸到距管的端部第二距离处。将第一校准目标附接到管并将第二校准目标附接到管可以包含将第一校准目标和第二校准目标在管上的相同径向位置处附接到管；并且形成孔可以包含在管上的第一径向位置处形成孔，该第一径向位置不同于第一校准目标和第二校准目标的径向位置。这些特性将增强操作。该方法还可以包含在管上的第二径向位置处在管中形成第二孔，该第二径向位置不同于第一径向位置以及第一校准目标和第二校准目标的径向位置。第二径向位置可以与管上的第一径向位置相对。该方法还可包含将第三校准目标在距管的端部的第三距离处附接到管并延伸到管的内部中；将第四校准目标在距管的端部的第四距离处附接到管并延伸到管的内部中；以及在管中形成第三孔，其中第三孔从管的外部穿过管延伸到管的内部并且从距管的端部第三距离处沿着管延伸到距管的端部的第四距离处。孔还可包含凹槽，并且其中孔的边缘在距管的端部的第一距离处包括凹槽的圆形端部。
本发明的另一个实施例包含一种校准超声燃料计量传感器系统的方法，该方法包含：将超声燃料计量校准传感器探头放置在燃料箱中，其中超声燃料计量校准传感器探头包括附接到包括超声换能器的基座的管以及第一校准目标，该第一校准目标在距管的端部第一距离处附接到管并延伸到管的内部；通过管中的孔将来自燃料箱的燃料与管内的燃料混合，其中孔从管的外部穿过管延伸到管的内部并沿着管延伸，其中孔的边缘在距管的端部的第一距离处；激活超声换能器，以将超声信号发送到管内；分析从第一校准目标反射并由超声换能器检测到的超声信号；并且使用分析的信号来校准超声燃料计量系统。燃料箱可以是飞行器上的燃料箱。超声燃料计量校准传感器探头可以包含第二校准目标，该第二校准目标在距超声换能器第二距离处附接到管并且延伸到管的内部；并且其中孔包括从距超声换能器第一距离处沿着管延伸到距超声换能器第二距离的凹槽。这些特性将增强操作。第一校准目标和第二校准目标可以位于管上的相同径向位置；并且凹槽可以位于管上的第一径向位置，该第一径向位置不同于第一校准目标和第二校准目标的径向位置。该方法还可以包含在管上的第二径向位置处的第二凹槽，该第二径向位置不同于第一径向位置和第一校准目标和第二校准目标的径向位置。第二径向位置可以与管上的第一径向位置相对。
特征和功能可以在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合实现，其中参考以下描述和附图可以看到进一步的细节。
附图说明
示例性实施例的被确信具有新颖特性的特征在所附权利要求中阐述。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的示例性实施例的以下详细描述，将最好地理解示例性实施例以及优选的使用模式、进一步的目的和其特征，其中：
图1是根据示例性实施例的超声燃料计量系统的框图的图示；
图2是根据示例性实施例的超声流体测量校准探头的框图的图示；
图3是根据示例性实施例的超声燃料计量校准探头的侧视图的图示；
图4是根据示例性实施例的制造超声流体测量校准探头的方法的流程图的图示；和
图5是根据示例性实施例的校准超声燃料计量系统的方法的流程图的图示。
具体实施方式
示例性实施例认识到并考虑了不同的注意事项。例如，示例性实施例认识到并考虑到现有的超声燃料探头可以设计成在探头的底部具有流体进入端口。结果，探头管中较冷和较高密度的流体可能影响较暖和较低密度流体进入探头的能力。因此，现有的流体量指示系统可能要求交通工具长时间保持怠速，以便允许新的高温流体(例如燃料)与现有冷流体混合，同时交通工具燃料箱被加注燃料。示例性实施例改进并增强了超声流体量指示系统的能力。根据示例性实施例，流体能够通过除探头底部之外的方位处的孔进入探头。该孔可以靠近换能器，以便提高超声感测系统的精确度。孔的尺寸和位置可以基于系统要求和流体而变化。示例性实施例可以用在各种流体量测量系统上，例如燃料箱、水箱、废物箱和其他这样的系统。
转向图1，根据示例性实施例描绘了超声燃料计量系统的框图的图示。例如，但不限于，超声燃料计量系统100可以包括燃料量指示系统的一部分，用于指示飞行器上的燃料箱102中的燃料量。
超声燃料计量系统100可以被配置为执行各种功能。例如，但不限于，超声燃料计量系统100可以被配置为测量燃料箱102中的燃料量、计算燃料箱102中的燃料的重量、测量燃料箱102中的燃料的温度、控制加注燃料操作，以及显示何时在燃料箱102中有水。超声燃料计量系统100的部件可包含超声燃料传感器探头104、密度计106、温度传感器108和水检测器110。每个超声燃料传感器探头104可包括基座118和管120。每个超声燃料传感器探头104的基座118可以包括超声换能器。密度计106测量每个燃料箱102中的燃料密度。
可以使用适当的布线将超声燃料传感器探头104连接到燃料量处理器单元112。燃料量处理器单元112可以向每个超声燃料传感器探头104发送信号以发现燃料高度。超声燃料传感器探头104将来自燃料箱102底部的基座118的声音脉冲发送到附接到基座118的管120中的燃料表面。燃料量处理器单元112通过测量脉冲将反射回到基座所花费的时间来计算燃料高度。
燃料量处理器单元112可以使用燃料高度来计算燃料体积。然后，燃料量处理器单元112可以将燃料体积和密度相乘以计算燃料重量。燃料量处理器单元112可将燃料量数据发送到集成的加注燃料面板114并发送到飞行器驾驶舱上的显示器116。
通过超声传感器探头104中的燃料发送的超声信号的速度取决于燃料密度和温度。每个燃料箱102中的密度计106可用于在加注燃料期间计算燃料类型。一些超声传感器探头104可以是校准探头，该校准探头被配置为基于由燃料箱102中的其他超声传感器探头104提供的信息来校准燃料高度的计算。
转向图2，根据示例性实施例描绘了超声流体测量校准探头的框图的图示。探头200可以用于校准用于确定燃料箱204中的燃料202的量的系统。在这种情况下，探头200可以被称为超声燃料测量校准探头或超声燃料计量校准探头。
探头200可用于校准用于确定飞行器206上的燃料箱204中的燃料202量的系统。飞行器206可包括配置为在空中操作的任何适当类型的交通工具。例如，但不限于，飞行器206可以是商用客机、运输机、军用飞行器、个人航空飞行器，或被配置为执行任何适当的操作或任务的任何其他类型的飞行器。可替代地或另外地，探头200可以用于校准系统，该系统用于确定除了飞行器206之外的交通工具上或者除了交通工具之外的任何适当平台上的燃料箱204中的燃料202的量。可替代地或另外地，探头200可以用于校准用于确定除燃料箱204之外的容器或环境中的燃料202之外的流体量的系统。例如，但不限于，根据示例性实施例的探头200可以用于校准系统，该系统用于确定水箱中的水量、废物箱中的流体废物，或任何其他适当的容器或环境中的任何其他适当的流体。
探头200可包括基座208和管210。基座208可包括超声换能器214。
超声换能器214可以以任何适当的方式安装在基座208内侧。例如，但不限于，超声换能器214可包括压电换能器，该压电换能器使用任何适当的粘合剂被胶合在基座208内侧的换能器室中。可替代地，超声换能器214可包括任何其他适当的换能器，该任何其他适当的换能器可使用任何其他适当的方法、材料或结构被安装在基座208中或基座208上。
超声换能器214可以以任何适当的方式与处理器216通信连接，使得处理器216可以控制超声换能器214的操作并从超声换能器214接收信息。例如，但不限于，超声换能器214可以通过适当的电布线连接到处理器216。可替代地，超声换能器214可以与处理器216进行无线通信。例如，但不限于，基座208可以包括适当的无线接收器和发射器，该无线接收器和发射器可以连接到超声换能器214以提供超声换能器214和处理器216之间的无线通信。
管210被附接到基座208，使得由超声换能器214产生的超声信号被引导到管210中。管210可以以任何适当的方式附接到基座208。流体进入端口218可以在管210被附接到基座208的位置处或该位置附近形成在管210中。流体进入端口218可以以任何适当的方式配置为当探头200被放置在流体中时允许流体(例如燃料202)从管210的外部222进入管210的内部220。
校准目标224可以在沿着管210距超声换能器214的各种已知距离处附接到管210。每个校准目标224可以延伸到管210的内部220中，使得从超声换能器214引导到管210中的超声信号可以从每个校准目标224反射回超声换能器214。
例如，校准目标226可以在距超声换能器214的第一距离228处附接到管210。校准目标226可以被称为第一校准目标。校准目标230可以在距超声换能器214的第二距离232处附接到管210。校准目标230可以被称为第二校准目标。校准目标234可以在距超声换能器214的第三距离236处附接到管210。校准目标234可以被称为第三校准目标。校准目标238可以在距超声换能器214的第四距离240处附接到管210。校准目标238可以被称为第四校准目标。示例性实施例可包括多于或少于四个校准目标224。
所有的校准目标224可以位于管210上的相同径向位置242处。可替代地，所有的校准目标224可以位于管210上的不同径向位置处。在另一可替代的实施例中，一些校准目标224可以处于管210上的相同径向位置242处，而一个或多个其他校准目标224位于管210上的不同径向位置242处。
根据示例性实施例，孔244可沿管210的长度在管210中的各种位置形成。孔244可延伸穿过管210以允许流体(例如燃料202)在沿管210的长度的不同位置处从管210的外部222进入管210的内部220中，使得管210的外部222上的流体与管210的内部220上的流体混合。
孔244可具有任何适当的尺寸和形状。例如，但不限于，孔244可以是沿管210的长度延伸形成的细长凹槽的形式。
管210上的孔244的位置优选地相对于管210上的校准目标224的位置来选择，使得来自超声换能器214的超声信号从孔244的任何反射都不与这种超声信号从校准目标224的反射混淆。例如，但不限于，孔244可以定位在管210上，使得孔244的边缘距超声换能器214的距离对应于校准目标224距超声换能器214的距离。例如，在孔244是凹槽的情况下，这些凹槽可以定位在管210上，使得凹槽的端部距超声换能器214的距离对应于校准目标224距超声换能器214的距离。
管210上的孔244的位置也优选地被选择为增强管210的外部222上的流体与管210的内部220上的流体的混合。例如，但不限于，孔244可以定位在管210上的各种径向位置处以增强流体从管210的外部222经过管210的内部220的流动。
例如，孔244可包含第一孔246、第二孔248、第三孔250和第四孔252。示例性实施例可包含多于或少于四个孔。
第一孔246可以位于管210上的第一径向位置254处，并且可以沿管210的长度从距超声换能器214的第一距离228处延伸到距超声换能器214的第二距离232处。因此，第一孔246的边缘距超声换能器214的距离可以与校准目标226和校准目标230距超声换能器214的距离相同。第二孔248可以位于管210上的第二径向位置256处，并且还可以沿管210的长度从距超声换能器214的第一距离228处延伸到距超声换能器214的第二距离232处。因此，第二孔248的边缘距超声换能器214的距离可以与校准目标226和校准目标230距超声换能器214的距离相同。管210上的第一孔246的第一径向位置254可以与管210上的第二孔248的第二径向位置256相对，以增强流体通过第一孔246和第二孔248从管210的外部222经过管210的内部220的流动。
第三孔250可以位于管210上的第三径向位置258处，并且可以沿管210的长度从距超声换能器214的第三距离236处延伸到距超声换能器214的第四距离240处。因此，第三孔250的边缘距超声换能器214的距离可以与校准目标234和校准目标238距超声换能器214的距离相同。第四孔252可以位于管210上的第四径向位置260处，并且还可以沿管210的长度从距超声换能器214的第三距离236处延伸到距超声换能器214的第四距离240处。因此，第四孔252的边缘距超声换能器214的距离可以与校准目标234和校准目标238距超声换能器214的距离相同。管210上的第三孔250的第三径向位置258可以与管210上的第四孔252的第四径向位置260相对，以增强流体通过第三孔250和第四孔252从管210的外部222经过管210的内部220的流动。
例如，但不限于，探头200可以用于校准系统，该系统用于通过将探头200的基座208附接到燃料箱204的底部262使得管210从燃料箱204的底部262向上延伸来确定燃料箱204中的燃料202的量。例如，但不限于，通过使用任何适当的紧固件将基座208附接到燃料箱204的底部262，探头200可以被附接到燃料箱204的底部262。在探头200附接到燃料箱204的底部262的情况下，燃料箱204中的燃料202可以通过流体进入端口218和孔244进入管210的内部220，并上升到与燃料箱204中的燃料202的液面相应的水平面。
处理器216可以包括换能器控制器264和信号处理器266。换能器控制器264可以被配置为向超声换能器214发送信号以使超声换能器214产生超声信号，该超声信号被引导通过管210的内部220中的燃料202并被低于管210中的燃料202液面的校准目标224反射。自校准目标224反射的超声信号被引导通过管210回到超声换能器214。超声换能器214响应于接收的反射的超声信号而将信号发送回处理器216。处理器216中的信号处理器266然后可以以已知方式处理从超声换能器214接收的信号，以提供燃料计量系统校准270。
图2中的超声燃料测量校准探头200的图示并不意味着暗示对可以实施示例性实施例的方式的物理或结构限制。可以使用除所示部件之外或代替所示部件的其他部件。某些部件可以是可选的。同样，提供这些框以说明一些功能部件。当在示例性实施例中实施时，这些框中的一个或多个可以被组合、划分、或组合并且划分成不同的框。
转向图3，根据示例性实施例描绘了超声流体测量校准探头的侧视图的图示。探头300可以是图2中探头200的一种实施方式的示例。探头300可以包括基座308和管310。超声换能器(图3中未示出)可以安装在基座308内侧。管310附接到基座308，使得由基座308中的超声换能器产生的超声信号被引导到管310中。
校准目标312、校准目标314、校准目标316和校准目标318沿着管310在距基座308的各种已知距离处附接到管310。校准目标312、校准目标314、校准目标316和校准目标318中的每一个可以延伸到管310中，使得从基座308中的超声换能器引导到管310中的超声信号可以从低于管310中的流体液面的校准目标312、校准目标314、校准目标316和校准目标318中的每个反射回基座308中的超声换能器。
凹槽320和凹槽322形成在管310中。凹槽320和凹槽322是图2中的孔244的可能的实施方式的示例。凹槽320和凹槽322延伸穿过管310以允许流体沿管310的长度在各个位置处进入管310中，使得管310外部的流体与管310内侧的流体混合。示例性实施例可包括多于或少于两个凹槽。
凹槽320沿管310的长度从校准目标312距基座308的距离处延伸到校准目标314距基座308的距离处。例如，但不限于，凹槽320的圆形端部324距基座308的距离可以与校准目标312距基座308的距离相同。凹槽320的圆形端部326距基座308的距离可以与校准目标314距基座308的距离相同。
凹槽322沿管310的长度从校准目标316距基座308的距离处延伸到校准目标318距基座308的距离处。例如，但不限于，凹槽322的圆形端部328距基座308的距离可以与校准目标316距基座308的距离相同。凹槽322的圆形端部330距基座308的距离可以与校准目标318距基座308的距离相同。
转向图4，根据示例性实施例描绘了制造超声流体测量校准探头的方法的流程图的图示。过程400可以是用于制造图2中的超声流体测量校准探头200的过程的示例。
过程400可以开始于将校准目标在沿管的长度的已知距离处附接到管(操作402)。然后可以沿管的长度形成孔(操作404)。管可以附接到包括超声换能器的基座以形成超声流体测量校准探头(操作406)，此后该过程终止。
转向图5，根据示例性实施例描绘了校准超声流体测量系统的方法的流程图的图示。例如，可以使用图2中的超声流体测量校准探头200来实施过程500。
过程500可以从将超声流体测量校准探头放置在飞行器上的燃料箱中开始(操作502)。在飞行期间，燃料箱中的燃料可以被冷却。在加注燃料操作期间，可以将较暖的燃料添加到燃料箱中的较冷燃料中(操作504)。较暖的燃料通过在管中形成的孔与超声流体测量校准探头的管中的较冷的燃料混合(操作506)。然后可以激活超声流体测量校准探头中的超声换能器以将超声信号发送到管中(操作508)。然后可以分析从管中的校准目标反射并由超声换能器检测到的超声信号(操作510)。分析的信号然后可以用于校准超声燃料计量系统，该系统用于测量燃料箱中的燃料的量(操作512)，此后该过程终止。
这里描述的流程图和框图示出了根据各种示例性实施例的系统和方法的可能的实施方式的架构、功能和操作。还应注意，在一些可替代的实施方式中，框中提到的操作可以不按图中所示的顺序发生。例如，连续示出的两个框的操作可以基本上同时执行，或者框的操作有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。
不同示例性实施例的描述出于图示和描述的目的而提供，并且不旨在穷举或限制于所公开形式的实施例。许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显然的。此外，与其他期望的实施例相比，不同的示例性实施例可提供不同的特征。选定和描述所选择的一个或多个实施例是为了最好地解释实施例的原理、实际应用，并且使本领域其他普通技术人员能够理解具有适合于预期的特定用途的各种修改的本公开的各种实施例。

Claims (18)

1.一种用于超声流体测量的装置(200)，其包括：
基座(208)，其包括超声换能器(214)；
管(210)，其从所述基座(208)延伸；
第一校准目标(226)，其在距所述超声换能器(214)的第一距离(228)处被附接到所述管(210)并延伸到所述管(210)的内部(220)中；和
在所述管(210)中的孔(246)，其中所述孔(246)从所述管(210)的外部(222)穿过所述管(210)延伸到所述管(210)的所述内部(220)并且沿所述管(210)延伸，其中所述孔(246)的边缘在距所述超声换能器(214)的所述第一距离(228)处，所述装置还包括：
第二校准目标(230)，其在距所述超声换能器(214)的第二距离(232)处被附接到所述管(210)并且延伸到所述管(210)的所述内部(220)中；和
其中所述孔(246)沿所述管(210)从距所述超声换能器(214)的所述第一距离(228)处延伸到距所述超声换能器(214)的所述第二距离(232)处。
2.根据权利要求1所述的装置，其中：
所述第一校准目标(226)和所述第二校准目标(230)位于所述管(210)上的相同径向位置(242)；和
所述孔(246)位于所述管(210)上的第一径向位置(254)，所述第一径向位置(254)不同于所述第一校准目标(226)和所述第二校准目标(230)的所述径向位置(242)。
3.根据权利要求2所述的装置，还包括位于所述管(210)上的第二径向位置(256)处的第二孔(248)，所述第二径向位置(256)不同于所述第一径向位置(254)和所述第一校准目标(226)和所述第二校准目标(230)的所述径向位置(242)。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第二径向位置(256)与所述管(210)上的所述第一径向位置(254)相对。
5.根据权利要求3所述的装置，还包括：
第三校准目标(234)，其在距所述超声换能器(214)的第三距离(236)处被附接到所述管(210)并且延伸到所述管(210)的所述内部(220)中；
第四校准目标(238)，其在距所述超声换能器(214)的第四距离(240)处被附接到所述管(210)并且延伸到所述管(210)的所述内部(220)中；和
在所述管(210)中的第三孔(250)，其中所述第三孔(250)从所述管(210)的所述外部(222)穿过所述管(210)延伸到所述管(210)的所述内部(220)，并且沿所述管(210)从距所述超声换能器(214)的所述第三距离(236)处延伸到距所述超声换能器(214)的所述第四距离(240)处。
6.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中所述孔(246)是凹槽(320)，并且距所述超声换能器(214)的所述第一距离(228)处的所述孔(246)的边缘是所述凹槽(320)的圆形端部(324)。
7.一种校准超声燃料测量(100)系统的方法，所述方法包括：
将第一校准目标(226)在距管(210)的端部的第一距离(228)处附接到所述管(210)并延伸到所述管(210)的内部(220)中；
在所述管(210)中形成孔(246)，其中所述孔(246)从所述管(210)的外部(222)穿过所述管(210)延伸到所述管(210)的所述内部(220)并且其中所述孔(246)的边缘在距所述管(210)的端部的所述第一距离(228)处；和
将所述管(210)的所述端部附接到包括超声换能器(214)的基座(208)；所述方法还包括：
将第二校准目标(230)在距所述管(210)的所述端部的第二距离(232)处附接到所述管(210)并延伸到所述管(210)的所述内部(220)中；和
形成所述孔(246)以沿所述管(210)从距所述管(210)的所述端部的所述第一距离(228)处延伸到距所述管(210)的所述端部的所述第二距离(232)处。
8.根据权利要求7所述的方法，其中：
将所述第一校准目标(226)附接到所述管(210)并将所述第二校准目标(230)附接到所述管(210)包括将所述第一校准目标(226)和所述第二校准目标(230)在所述管上的相同径向位置(242)附接到所述管(210)；和
形成所述孔(246)包括在所述管(210)上的第一径向位置(254)处形成所述孔(246)，所述第一径向位置(254)不同于所述第一校准目标(226)和所述第二校准目标(230)的所述径向位置(242)。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括在所述管(210)上的第二径向位置(256)处在所述管(210)中形成第二孔(248)，所述第二径向位置(256)不同于所述第一径向位置(254)以及所述第一校准目标(226)和所述第二校准目标(230)的所述径向位置(242)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二径向位置(256)与所述管(210)上的所述第一径向位置(254)相对。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
将第三校准目标(234)在距所述管(210)的所述端部的第三距离(236)处附接到所述管(210)并延伸到所述管的所述内部(220)中；
将第四校准目标(238)在距所述管(210)的所述端部的第四距离(240)处附接到所述管(210)并延伸到所述管(210)的所述内部(220)中；和
在所述管(210)中形成第三孔(250)，其中所述第三孔(250)从所述管(210)的所述外部(222)穿过所述管(210)延伸到所述管(210)的所述内部(220)，并且沿所述管(210)从距所述管(210)的所述端部的所述第三距离(236)处延伸到距所述管(210)的所述端部的所述第四距离(240)处。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述孔(246)包括凹槽(320)，并且其中在距所述管(210)的所述端部的所述第一距离(228)处的所述孔(246)的所述边缘包括所述凹槽(320)的圆形端部(324)。
13.一种校准超声燃料计量传感器系统(100)的方法，所述方法包括：
将超声燃料计量校准传感器探头(200)放置在燃料箱(204)中，其中所述超声燃料计量校准传感器探头(200)包括附接到基座(208)的管(210)和第一校准目标(226)，所述基座(208)包括超声换能器(214)，所述第一校准目标(226)在距所述管(210)的端部的第一距离(228)处附接到所述管(210)并延伸到所述管(210)的内部(220)中；
通过所述管(210)中的孔(246)将来自所述燃料箱(204)的燃料(202)与所述管(210)内侧的燃料(202)混合，其中所述孔(246)从所述管(210)的外部(222)穿过所述管(210)延伸到所述管(210)的所述内部(220)并沿所述管(210)延伸，其中所述孔(246)的边缘在距所述管(210)的所述端部的所述第一距离(228)处；
激活所述超声换能器(214)以将超声信号发送到所述管(210)中；
分析从所述第一校准目标(226)反射并由所述超声换能器(214)检测到的所述超声信号；和
使用经分析的信号来校准所述超声燃料计量系统(100)，所述方法还包括：
将第二校准目标(230)在距所述管(210)的所述端部的第二距离(232)处附接到所述管(210)并延伸到所述管(210)的所述内部(220)中；和
形成所述孔(246)以沿所述管(210)从距所述管(210)的所述端部的所述第一距离(228)处延伸到距所述管(210)的所述端部的所述第二距离(232)处。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述燃料箱(204)是飞行器(206)上的燃料箱。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述超声燃料计量校准传感器探头(200)包括：
第二校准目标(230)，其在距所述超声换能器(214)的第二距离(232)处附接到所述管(210)并且延伸到所述管(210)的所述内部(220)中；和
其中所述孔(246)包括凹槽(320)，所述凹槽(320)沿所述管(210)从距所述超声换能器(214)的所述第一距离(228)处延伸到距所述超声换能器(214)的所述第二距离(232)处。
16.根据权利要求15所述的方法，其中：
所述第一校准目标(226)和所述第二校准目标(230)位于所述管(210)上的相同径向位置(242)处；和
所述凹槽(320)位于所述管(210)上的第一径向位置(254)处，所述第一径向位置(254)不同于所述第一校准目标(226)和所述第二校准目标(230)的所述径向位置(242)。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括位于所述管(210)上的第二径向位置(256)处的第二凹槽(322)，所述第二径向位置(256)不同于所述第一径向位置(254)以及所述第一校准目标(226)和所述第二校准目标(230)的所述径向位置(242)。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二径向位置(256)与所述管(210)上的所述第一径向位置(254)相对。
CN201811247716.6A 2017-12-01 2018-10-25 超声流体测量校准探头 Active CN109870216B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/829,767 2017-12-01
US15/829,767 US10801877B2 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Ultrasonic fluid measurement calibration probe

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109870216A CN109870216A (zh) 2019-06-11
CN109870216B true CN109870216B (zh) 2023-07-04

Family

ID=64564646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811247716.6A Active CN109870216B (zh) 2017-12-01 2018-10-25 超声流体测量校准探头

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10801877B2 (zh)
EP (1) EP3492884B1 (zh)
CN (1) CN109870216B (zh)
BR (1) BR102018072873B1 (zh)
CA (1) CA3015895C (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018068562A1 (zh) * 2016-10-14 2018-04-19 苏州触达信息技术有限公司 一种定位系统和定位方法

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019363A (en) * 1973-10-09 1977-04-26 Masoneilan International, Inc. Calibration apparatus and method
US5277054A (en) * 1991-12-23 1994-01-11 Battelle Memorial Institute Apparatus for in-situ calibration of instruments that measure fluid depth
US5428984A (en) * 1993-08-30 1995-07-04 Kay-Ray/Sensall, Inc. Self test apparatus for ultrasonic sensor
DE19525895C2 (de) * 1995-07-15 2003-03-20 Aweco Appliance Sys Gmbh & Co Eichverfahren für Niveausensoren mit Druckaufnehmer
US6516661B1 (en) 1999-01-28 2003-02-11 Simmonds Precision Products, Inc. Volume measurement system and method for volume element counting
RU2193164C1 (ru) 2001-10-05 2002-11-20 Балин Николай Иванович Устройство для измерения уровня жидкости (варианты)
DE102004036645A1 (de) * 2004-07-28 2006-02-16 Landis+Gyr Gmbh Ultraschall-Niveausensorvorrichtung
US7320249B2 (en) * 2004-09-16 2008-01-22 The Boeing Company Magnetically attracted inspecting apparatus and method using a fluid bearing
DE102004062100B4 (de) * 2004-12-23 2007-05-16 Ti Automotive Neuss Gmbh Kalibrierverfahren für Füllstandsensoren
US7284427B2 (en) * 2005-06-08 2007-10-23 Lumenite Control Technology, Inc. Self-calibrating liquid level transmitter
US7469885B2 (en) * 2005-10-24 2008-12-30 The Boeing Company Compliant coupling force control system
DE112007001418A5 (de) * 2006-07-18 2009-04-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Mehrkammerultraschallsensor zur Bestimmung eines Flüssigkeitspegels
US7891229B2 (en) * 2008-05-13 2011-02-22 Enraf B.V. Method and apparatus for real-time calibration of a liquid storage tank level gauge
US8161814B2 (en) * 2008-06-09 2012-04-24 Luna Labs, Inc. Self-calibrating capacitive transducer for determining level of fluent materials
EP2638368B1 (en) * 2010-11-11 2021-01-06 SSI Technologies, LLC. Systems of determining a quality and/or depth of diesel exhaust fluid
CA2819754C (en) 2010-12-16 2016-03-29 Vega Grieshaber Kg Measuring apparatus, control apparatus and measuring device for measuring of levels
WO2013103590A1 (en) * 2012-01-05 2013-07-11 Carrier Commercial Refrigeration, Inc. Multi-chamber calibration cup for gauging a food product dispensing device
JP2013140099A (ja) * 2012-01-05 2013-07-18 Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd 超音波原子炉水位計測装置および計測方法
US9228881B2 (en) * 2013-03-15 2016-01-05 Fluid Components International Llc Method and apparatus for in-situ calibration and function verification of fluid level sensor
EP2976604A4 (en) * 2013-03-22 2017-01-25 The University of Western Ontario Self-calibrating ultrasonic-based monitoring system
FR3004252B1 (fr) * 2013-04-04 2015-11-06 Areva Np Procede d'etalonnage d'un capteur de niveau
US20140326038A1 (en) * 2013-05-01 2014-11-06 Eric Fauveau In Situ Calibration of a Level Measuring Device
US10151618B2 (en) * 2014-01-24 2018-12-11 Versum Materials Us, Llc Ultrasonic liquid level sensing systems
US9834323B2 (en) * 2014-05-16 2017-12-05 The Boeing Company Automated scanning systems for non-destructive inspection of curved cylinder-like workpieces
US9581485B2 (en) * 2014-08-06 2017-02-28 Magnetrol International, Incorporated Removable magnetostrictive probe with automatic calibration
US9618617B2 (en) * 2015-03-20 2017-04-11 Honeywell International Inc. Level measurement using correlation between a pair of secondary reference signals
CN105157794B (zh) * 2015-09-07 2018-06-22 丹东通博电器(集团)有限公司 导波雷达液位计检测装置
US10094794B2 (en) * 2016-01-22 2018-10-09 The Boeing Company Characterization of wrinkles and periodic variations in material using infrared thermography

Also Published As

Publication number Publication date
CA3015895C (en) 2023-09-26
EP3492884B1 (en) 2022-04-13
BR102018072873B1 (pt) 2023-04-11
BR102018072873A2 (pt) 2019-06-25
EP3492884A1 (en) 2019-06-05
US10801877B2 (en) 2020-10-13
US20190170564A1 (en) 2019-06-06
CA3015895A1 (en) 2019-06-01
CN109870216A (zh) 2019-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10281315B2 (en) System and method for measuring a speed of sound in a liquid or gaseous medium
US4815323A (en) Ultrasonic fuel quantity gauging system
EP3115779B1 (en) System and method for measuring a signal propagation speed in a liquid or gaseous medium
US10641641B2 (en) Method for ascertaining a characteristic variable for evaluating a measuring arrangement comprising a clamp-on, ultrasonic, flow measuring device and a pipe and/or for evaluating measurement operation of such a measuring arrangement
CN110944864B (zh) 测量储箱中流体的参数的测量系统
CA2733730A1 (en) Method for performing ultrasonic testing
US7225671B2 (en) Fluid-quantity gauging
US20170160126A1 (en) Device For Determining a Speed of a Sound Signal in a Fluid
CN103403506A (zh) 用于测定流体混合物的成分的浓度的装置和方法
US20030061876A1 (en) Acoustic fluid-gauging system
CN109870216B (zh) 超声流体测量校准探头
US10746581B2 (en) Field device with compensation circuit for eliminating environmental influences
US20150168204A1 (en) Method and device for determining a height of a fluid level in a fluid container
CN205785491U (zh) 一种基于tof技术的声速剖面仪
WO2006134358A1 (en) Acoustic wave sensor for sensing fluid level
US20210140864A1 (en) Measurement system for determining liquid properties in a vessel
US20220090955A1 (en) System and method for measuring the filling level of a fluid container by means of acoustic waves
CA3016214C (en) Ultrasonic fluid measurement probe with ultrasonically welded base cap
US20150323370A1 (en) Method for Evaluation for Measurement Signals of a Level Gauge
DK181025B1 (en) Flow Sensor and Method Providing Corrected Values of the Density and/or the Flow Based on Values of the Expected Speed of Sound
RU30974U1 (ru) Ультразвуковое устройство для измерения уровня жидкости в резервуарах
JPS609698Y2 (ja) 液面レベル計
JPH07318397A (ja) 超音波液位計

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant