DE102004053645A1 - Vorrichtung und System zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen sowie Wasserablassventil für Flugzeugtragflächen - Google Patents

Vorrichtung und System zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen sowie Wasserablassventil für Flugzeugtragflächen Download PDF

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Abstract

Ein System (100) zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen umfasst eine Vorrichtung (10) zur Wasserdetektion, die in einen Brennstofftank integrierbar ist, sowie eine optische Ausleseeinheit (30). Die Vorrichtung (10) hat einen vertikal verschiebbaren Schwimmkörper (11), der in einer Grenzschicht zwischen Wasser und Brennstoff innerhalb des Brennstofftanks schwebt. Durch eine Linse (13) gelangt ein von außen einfallender Messlichtstrahl (14) zum Schwimmkörper (11) und wird von diesem an einem Spiegel (15) reflektiert, wobei der Messlichtstrahl (14) in Abhängigkeit von der vertikalen Position des Schwimmkörpers (11) unterschiedlich stark nach außen hin zur Ausleseeinheit zurückreflektiert wird. Die Ausleseeinheit (30) umfasst einen Sender und einen Empfänger zum Aussenden des Messlichtstrahls und eines Referenzlichtstrahls sowie zum Empfang der zurückreflektierten Laserstrahlen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein System zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen, sowie ein Wasserablassventil für Flugzeugtragflächen.
  • In Brennstofftanks allgemein und insbesondere in Brennstofftanks von Flugzeugen kann sich durch Kondensation Wasser ansammeln. Um Gefahren zu vermeiden ist es deshalb notwendig, den im Brennstofftank enthaltenen Wasseranteil zu kontrollieren und gegebenenfalls das Wasser abzulassen. An der Unterseite von Flugzeugtragflächen, in denen sich Brennstofftanks befinden, sind deshalb in der Regel ein oder mehrere Wasserablassventile bzw. Drain-Valves vorgesehen, die zumeist als Wasserablassschrauben ausgestaltet sind. Durch Öffnen des Drain-Valves bzw. der Wasserablassschraube am Flugzeugtank wird regelmäßig das vorhandene Wasser aus dem Flugzeugtank entfernt.
  • Das Kontrollieren der Brennstofftanks erfordert bisher einen großen Arbeitsaufwand, der mit entsprechenden Wartungszeiten und hohen Kosten verbunden ist.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Arbeitsaufwand beim Kontrollieren des Wassergehalts in Brennstofftanks von Flugzeugen zu reduzieren und gleichzeitig eine sichere Erkennung von Wasser in Brennstofftanks zu gewährleisten.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks gemäß Patentanspruch 1, das Wasserablassventil für Flugzeugtragflächen gemäß Patentanspruch 9, sowie das System zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen gemäß Patentanspruch 11. Weitere vor teilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen ist in einen Brennstofftank integrierbar oder integriert und umfasst einen vertikal verschiebbaren Schwimmkörper zur Positionierung im Brennstofftank, der derart ausgestaltet ist, dass er in einer Grenzschicht zwischen Wasser und Brennstoff schwebt, eine Linse für einen von außen einfallenden Messlichtstrahl, und einen Spiegel, der an dem Schwimmkörper angeordnet ist, wobei der Messlichtstrahl in Abhängigkeit von der vertikalen Position des Schwimmkörpers unterschiedlich stark nach außen hin reflektiert wird.
  • Durch die Erfindung wird der Arbeitsaufwand bei der Kontrolle von Brennstofftanks in Flugzeugen erheblich reduziert. Insbesondere kann eine drahtlose Abfrage bzw. Kontrolle des Wassergehalts erfolgen, ohne dass mechanische Maßnahmen notwendig sind. Insbesondere kann die Kontrolle mit dem Messlichtstrahl über relativ große Abstände erfolgen, wodurch insbesondere bei großen Flugzeugen eine sehr schnelle optische Kontrolle durch das Wartungspersonal erfolgen kann.
  • Vorteilhafterweise ist die Vorrichtung, die z.B. einen Reflektor bildet, als Verschlusselement für den Brennstofftank ausgestaltet, das zum Ablassen von Wasser aus dem Brennstofftank geöffnet werden kann. Dadurch kann Wasser, das bei der Kontrolle erkannt wird, besonders schnell entfernt werden.
  • Die Linse dient zur Fokussierung des Messlichtstrahls auf den Spiegel, wenn sich der Schwimmkörper in einer definierten ersten vertikalen Position bzw. im Fokus der Linse befindet. Dadurch wird bei einer bestimmten vertikalen Position des Schwimmkörpers ein besonders großer Anteil des Messlichtstrahls zurückreflektiert, während bei einer anderen vertikalen Position des Schwimmkörpers, d.h. außerhalb des Fokusses der Linse, der Anteil des zurückreflektierten Messlichtstrahls gering ist. Beispielsweise ist die definierte erste Position des Schwimmkörpers eine untere Position, in der kein Wasser oder nur ein minimaler Wasseranteil im Brennstofftank vorhanden ist, und die zweite Position des Schwimmkörpers eine obere Position, bei der Wasser im Brennstofftank vorhanden ist, das den Schwimmkörper anhebt.
  • Vorteilhaft ist, an einer Innenseite der Vorrichtung eine lichtabsorbierende Schicht angeordnet. Dadurch wird das nach außen zurückreflektierte Messlicht minimiert, wenn der Schwimmkörper sich in einer anderen vertikalen Position befindet, die sich von der definierten ersten Position unterscheidet. Somit wird ein verbessertes Messsignal erreicht, wodurch das Vorhandensein bzw. das Fehlen von Wasser im Brennstofftank mit noch größerer Sicherheit erkannt wird.
  • Bevorzugt ist der Schwimmkörper mit dem Spiegel als Katzenauge ausgestaltet. Das Katzenauge besteht beispielsweise aus einer Linse und dem spiegelnden Schwimmer, der in einer Grenzschicht zwischen Wasser und Brennstoff schwebt. Dadurch wird eine besonders starke Reflexion des Messlichtstrahls nach außen erreicht, wenn sich der Schwimmkörper in einer definierten vertikalen Position befindet, beispielsweise in der unteren Position. Darüberhinaus ist der empfangene reflektierte Messlichtstrahl unabhängig von der horizontalen Position des Wartungspersonals.
  • Vorteilhaft ist es auch, wenn anstelle des Spiegels ein elektrisch angesteuerter optischer Modulator verwendet wird. Dadurch wird die Abfrage von analogen und digitalen Werten möglich.
  • Bevorzugt umfasst die Vorrichtung einen Referenzreflektor in einer raumfesten Position, der zur Reflexion eines auftreffenden Lichtstrahls unabhängig von der vertikalen Position des Schwimmkörpers dient. Dabei kann der Lichtstrahl beispielsweise der Messlichtstrahl oder ein zusätzlicher Referenzlichtstrahl sein. Dadurch kann der vom Schwimmkörper zurück reflektierte Messlichtstrahl in Relation gesetzt werden zu dem Lichtstrahl, der vom Referenzreflektor zurückreflektiert wird. Dadurch ergibt sich ein noch weiter verbessertes Messergebnis und eine größere Genauigkeit bei der Bestimmung der vertikalen Position des Schwimmkörpers.
  • Vorteilhafterweise ist der Referenzreflektor neben der Linse oder einem Eintrittsfenster angeordnet. Dadurch kann beim Überstreichen der Vorrichtung mit dem Messlichtstrahl und gegebenenfalls einem Referenzlichtstrahl eine Variation des zurückreflektierten Lichts mit großer Genauigkeit erkannt werden.
  • Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung wird ein Wasserablassventil für Flugzeugtragflächen bereitgestellt, mit einem vertikal verschiebbaren Schwimmkörper zur Positionierung im Brennstofftank, der derart ausgestaltet ist, dass er in einer Grenzschicht zwischen Wasser und Brennstoff schwebt, einer Linse für einen von außen einfallenden Messlichtstrahl, und mit einem Spiegel, der an dem Schwimmkörper angeordnet ist, wobei der Messlichtstrahl in Abhängigkeit von der vertikalen Position des Schwimmkörpers unterschiedlich stark nach außen hin reflektiert wird.
  • Durch das erfindungsgemäße Wasserablassventil kann eine besonders schnelle und sichere Kontrolle der Flugzeugtragflächen auf das Vorhandensein von Wasser innerhalb der Brennstofftanks erfolgen. Der hierzu notwendige Arbeitsaufwand wird erheblich reduziert, was eine Kontrolle bzw. Wartung in verkürzten Zeitfenstern ermöglicht.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen bereitgestellt, das eine erfindungsgemäße Vorrichtung oder ein erfindungsgemäßes Wasserauslassventil umfasst, sowie eine optische Sende-/Empfangseinheit zum Senden eines Messlichtstrahls zum Schwimmkörper hin und zum Empfang des vom Schwimmkörper reflektierten Messlichtstrahls.
  • Dabei ist die Sende-/Empfangseinheit bevorzugt als tragbare, insbesondere separate Einheit ausgestaltet. Somit bildet die Sende-/Empfangseinheit eine handliche Ausleseeinheit, mit der eine schnelle und einfache Kontrolle der Flugzeugtanks ermöglicht wird.
  • Vorteilhafterweise umfasst die Sende-/Empfangseinheit eine Lichtquelle zur Aussendung eines Referenzlichtstrahls, der parallel zum Messlichtstrahl gerichtet ist. Dadurch ergibt sich eine noch weiter verbesserte Messgenauigkeit.
  • Bevorzugt ist bei dem erfindungsgemäßen System die Vorrichtung in eine Flugzeugtragfläche an deren Unterseite integriert oder integrierbar, wobei auf der Unterseite der Flugzeugtragfläche bevorzugt der Referenzreflektor angeordnet ist oder zur Anordnung vorgesehen ist. Dadurch kann die Kontrolle durch das Wartungspersonal von der Unterseite der Flugzeugtragfläche her erfolgen, ohne dass ein direkter Kontakt notwendig ist.
  • Vorteilhaft ist der Messlichtstrahl und/oder der Referenzlichtstrahl ein Laserstrahl. Dabei liegt der Messlichtstrahl bevorzugt im sichtbaren Bereich, beispielsweise im Bereich von 635 nm. Der Referenzlichtstrahl liegt bevorzugt im Infrarotbereich, beispielsweise im Bereich von 785 nm oder 810 nm. Durch den sichtbaren Messlichtstrahl kann der Kontrollvorgang sicherer durchgeführt werden, da der Weg des Messlichtstrahls vom Wartungspersonal erkannt wird. Bei Verwendung des Referenzlichtstrahls erfolgt keine Störung, da dieser nicht sichtbar ist.
  • Vorteile und Merkmale, die in Bezug auf die erfindungsgemäße Vorrichtung genannt sind, gelten auch für das Wasserablassventil und für das Detektionssystem und umgekehrt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, in denen
  • 1a und b ein System zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schematisch zeigt, wenn sich kein Wasser im Brennstofftank befindet (1a) bzw. wenn sich Wasser im Brennstofftank befindet (1b);
  • 2 eine Ansicht der Unterseite eines Flugzeugflügels im Bereich eines darin integrierten Wasserablassventils gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 3 schematisch den Aufbau einer Ausleseeinheit als Blockschaltbild zeigt, die Teil des Detektionssystems gemäß 1 ist; und
  • 4 eine Prinzipdarstellung einer Signalauswertung zeigt.
  • 1a und b zeigen ein System 100 zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks. Das Detektionssystem 100 umfasst einen Wasserdetektor 10, der als Wasserablassventil bzw. Drain-Valve ausgestaltet ist, sowie eine Ausleseeinheit 30 in Form einer optischen Sende-/Empfangseinheit.
  • Der Detektor bzw. Wasserdetektor 10 dient zur Integration in einen Brennstofftank eines Flugzeugs, der in der Figur nicht dargestellt ist. Der Detektor 10 umfasst einen Schwimmkörper 11 mit einer spiegelnden Unterseite, der derart ausgestaltet ist, dass er in einer Grenzschicht zwischen Wasser und Brennstoff schwebt. Dazu liegt das spezifische Gewicht des Schwimmkörpers (11) zwischen demjenigen von Wasser und dem spezifischen Gewicht des vorgesehenen Brennstoffes. Der Schwimmkörper 11 als Teil des Detektors 10 befindet sich im Betrieb an einer unteren Position innerhalb des Brennstofftanks, an einer Stelle, an der sich gegebenenfalls Wasser ansammeln kann. Er ist vertikal verschiebbar angeordnet, so dass er sich je nach vorhandenem Wasser in einer abgesenkten Position (A) oder in einer angehobenen Position (B) befindet.
  • Zur Veranschaulichung zeigt 1a einen Zustand, in dem sich kein Wasser im Brennstofftank befindet. Dabei ist der Schwimmkörper 11 vollständig von Brennstoff F bzw. Kerosin umgeben. Aufgrund seines spezifischen Gewichts befindet sich der Schwimmkörper 11 in seiner unteren Position, in der er auf einer Halterung 12 aufliegt. Die Halterung 12 ist beispielsweise Teil eines Gehäuses des Detektors 10, der eine Führungseinrichtung zur vertikalen Verschiebung des Schwimmkörpers 11 umfasst.
  • 1b zeigt den Detektor 10 in einem Zustand, in dem sich Wasser W im Brennstofftank befindet. Dabei befindet sich der Schwimmkörper 11 aufgrund seines spezifischen Gewichts in einer Grenzschicht zwischen dem relativ schweren Wasser und dem relativ leichten Brennstoff innerhalb des Brennstofftanks in einer angehobenen bzw. oberen Position.
  • Der Detektor 10 weist an seiner Unterseite unterhalb des Schwimmkörpers 11 ein Eintrittsfenster in Form einer Linse 13 auf, das optisch transparent ist, so dass ein von außen einfallender Messlichtstrahl 14 eintreten und zur Unterseite des Schwimmkörpers 11 gelangen kann. Die Linse 13 und der spiegelnde Schwimmkörper 11 bilden ein „Katzenauge", so dass ein eintretender Lichtstrahl exakt in gleicher Richtung zurückgeworfen wird.
  • An der Unterseite des Schwimmkörpers 11 ist ein Spiegel 15 in Form einer spiegelnden Schicht angebracht. Durch den Spiegel wird der auftreffende Messlichtstrahl 15 reflektiert. Dabei ist der Spiegel 15 derart ausgestaltet, dass der reflektierte Messlichtstrahl 14a durch das Eintrittsfenster bzw. die Linse 13 nach außen gelangt, wenn sich der Schwimmkörper 11 in seiner unteren bzw. abgesenkten Position, d.h. im Fokus befindet (A). Dagegen wird der vom Spiegel 15 reflektierte Messlichtstrahl 14a nicht durch die Linse 13 zurück nach außen geführt, sondern trifft auf eine Innenwand des Detektors 10, wenn sich der Schwimmkörper 11 in seiner oberen bzw. angehobenen Position befindet (B), d.h. nicht im Fokus der Linse 13.
  • An der Innenseite des Detektors 10 befindet sich eine lichtabsorbierende Schicht 16. Die lichtabsorbierende Schicht 16 dient dazu, den reflektierten Messlichtstrahl 14a zu absorbieren, wenn sich der Schwimmkörper 11 aufgrund des Vorhandenseins von Wasser W im Brennstofftank in seiner oberen Position befindet.
  • In dem hier gezeigten Beispiel ist die Linse 13 als Eintrittsfenster ausgestaltet. Sie fokussiert den von außen eintretenden Messlichtstrahl 14 auf den Spiegel 15 an der Unterseite des Schwimmkörpers 11, wenn sich der Schwimmkörper 11 in seiner unteren Position befindet. Die Linse 13 und der spiegelnde Schwimmkörper 11 bilden ein zentrisches Katzenauge, das den Messlichtstrahl unabhängig von der vertikalen Position des Schwimmkörpers 11 zurück nach außen reflektiert oder nicht. Die Ausleseeinheit 30 ist eine separate, tragbare Einheit mit einer Lichtquel le zum Aussenden des Messlichtstrahls 14 und mit einem optischen Detektor zum Empfang des vom Schwimmkörper 11 reflektierten Lichtstrahls 14a.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Ausleseeinheit 30 eine weitere Lichtquelle zum Aussenden eines Referenzlichtstrahls 17 und einen zugehörigen optischen Detektor zur Detektion des zurückreflektierten Referenzlichtstrahls 17a. Der Messlichtstrahl 14 ist beispielsweise ein Infrarot-Laserstrahl mit einer Wellenlänge im Bereich von 785 nm. Der Referenzlichtstrahl 17 ist beispielsweise ein sichtbarer Laserstrahl mit einer Wellenlänge im Bereich von 635 nm. Der Messlichtstrahl 14 und der Referenzlichtstrahl 17 sind kolinear ausgerichtet.
  • Seitlich neben dem Eintrittsfenster 13 ist ein Reflektor 18 als Referenzstrahl-Reflektor zur Reflexion des Referenzlichtstrahls 17 angeordnet. Der Referenzstrahl-Reflektor 18 umgibt das Eintrittsfenster bzw. die Linse 13. Er ist so angeordnet, dass er den auftreffenden Referenzlichtstrahl 17a zur Ausleseeinheit 30 zurückreflektiert, wenn der von der Ausleseeinheit kommende Messlichtstrahl 14 durch das Eintrittsfenster auf den spiegelnden Schwimmer bzw. Schwimmkörper 11 gerichtet ist. Dadurch wird in der Ausleseeinheit 30 der zurückreflektierte Messlichtstrahl 14a, dessen Intensität von der vertikalen Position des Schwimmkörpers 11 abhängt, in Bezug zum Signal des zurückreflektierten Referenzlichtstrahls 17a gesetzt, das unabhängig von der vertikalen Position des Schwimmkörpers 11 ist.
  • Bei der Anwendung in Flugzeugen erfolgt die Integration des Detektors 10, der zum Beispiel ein Drain-Valve ist, an der Tragflächen-Unterseite, die in 1a und b durch die gestrichelte Linie T gekennzeichnet ist. D.h., das Eintrittsfenster mit der Linse 13 befindet sich in der Ebene der Tragflächenunterseite T. Daran angrenzend bzw. seitlich davon ist als Referenzstrahl-Reflektor 18 eine Reflektorfolie bzw. Retroreflektorfolie an der Tragflächenunterseite T angeordnet, die den Referenzlichtstrahl 17 zurückreflektiert.
  • 2 zeigt schematisch eine Ansicht der Tragflächenunterseite im Bereich des darin integrierten Detektors 10, der als Drain-Valve bzw. Ablassventil ausgestaltet ist. Dabei ist der Referenzstrahl-Reflektor 18 ringförmig bzw. als ringförmige Reflektorfolie ausgestaltet und bildet ein festes Katzenauge. Innerhalb des ringförmigen Referenzstrahl-Reflektors 18 und konzentrisch dazu befindet sich das in diesem Beispiel ringförmig ausgestaltete Eintrittsfenster, das als Linse 13 ausgestaltet ist und zusammen mit dem dahinter liegenden spiegelnden Schwimmkörper 11 ein Katzenauge bildet, dessen Reflexionsvermögen für den einfallenden Messlichtstrahl 14 aufgrund der geometrischen Anordnung von der jeweiligen Position des Schwimmkörpers 11 abhängig ist. Innerhalb des ringförmigen Eintrittsfensters bzw. der Linse 13 sind im hier gezeigten Fall Eingriffsflächen für Werkzeuge zum Öffnen des Ablassventils 10 angeordnet, beispielsweise für Imbus-Schraubendreher, um das Ablassventil 10 herauszudrehen. Es sind aber auch andere geometrische Ausgestaltungen des Eintrittsfensters und des Referenzstrahl-Reflektors 18 möglich.
  • Im folgenden wird die Kontrolle eines Brennstofftanks beschrieben, der in eine Tragfläche eines Flugzeugs integriert ist.
  • Mittels der Ausleseeinheit 30 wird ein IR-Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 785 nm über das Drain-Valve des Tanks an der Flügelunterseite geführt, der als Wasserdetektor 10 ausgestaltet ist. Dabei erfolgt die Führung des IR-Laserstrahls mit Hilfe eines sichtbaren Laserstrahls im Bereich von 635 nm. Die Strahlen sind kolinear, wobei der sichtbare Laserstrahl mit der Wellenlänge 635 nm innen und der aufgeweitete IR-Laserstrahl mit der Wellenlänge 785 nm außen geführt wird. Dabei bildet der sichtbare Laserstrahl den Messlichtstrahl 14 und der IR-Laserstrahl den Referenzlichtstrahl 17.
  • Beim Überstreichen des Drain-Valves bzw. Detektors 10 werden beide Strahlen reflektiert. Der Referenzlichtstrahl 17 wird von dem als Reflektorfolie ausgestalteten Referenzstrahl-Reflektor 18 in die gleiche Richtung zurückgeworfen und dient einem optischen Empfänger in der Ausleseeinheit 30 als Referenz und Indikator, das Drain-Valve getroffen zu haben. Der sichtbare Strahl bzw. Messlichtstrahl 14 wird in dem zentrischen Katzenauge abhängig von dem Vorhandensein einer Wasserblase im Brennstofftank reflektiert oder nicht. Dabei besteht das Katzenauge z.B. aus dem als Linse 13 ausgestalteten Eintrittsfenster und dem spiegelnden Schwimmkörper 11, der hinter dem Eintrittsfenster bewegbar bzw. verschiebbar angeordnet ist. Der Schwimmkörper 11 schwebt in der Grenzschicht zwischen dem Wasser und dem Brennstoff im Tank. Wenn keine Wasserblase oder kein Wasser vorhanden ist, liegt der Schwimmkörper 11 im Fokus der Linse (s.1a). Wenn eine Wasserblase bzw. Wasser vorhanden ist, schwebt der Schwimmkörper 11 aus dem Fokus der Linse und der vom Schwimmkörper 11 reflektierte Messlichtstrahl wird seitlich innerhalb des Drain-Valves bzw. Detektors 10 absorbiert (s. 1b). Dadurch kommt es zu keiner auswertbaren Reflexion bzw. zu einer stark verminderten Reflexion.
  • 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Ausleseeinheit 30. Die Ausleseeinheit 30 umfasst einen ersten Laser-Transmitter 31 für 810 nm, einen zweiten Laser-Transmitter 32 für 630 nm, einen Modulator 33, einen optischen Empfänger 34, eine Recheneinheit 35, sowie eine zwischen dem optischen Empfänger 34 und die Recheneinheit 35 geschaltete Schnittstelle 36. Dabei ist der optische Empfänger 34 so ausgestaltet, dass er nur ein optisches Empfangssystem besitzt und die Trennung der beiden Reflexionssignale zeitmultiplex auswertet.
  • 4 zeigt eine Prinzipdarstellung der Signalauswertung. Dabei sind von oben nach unten das Referenzsignal R, das Messsignal M und das Empfangssignal E im zeitlichen Verlauf gezeigt, wenn der Messlichtstrahl über die Detektorvorrich tung 10 bzw. das Drain-Valve geführt wird. Dabei erfolgt aufgrund der geometrischen Anordnung des Referenzstrahl-Reflektors 18 und des Eintrittsfensters bzw. der Linse 13 mit dem spiegelnden, beweglichen Schwimmkörper 11 abwechselnd der Empfang des Referenzsignals R und des Messsignals M. Wenn sich Wasser im Brennstofftank befindet, ist aufgrund des angehobenen Schwimmkörpers 11 das empfangene Messsignal M relativ gering, da der vom Schwimmkörper 11 reflektierte Messlichtstrahl 14a nicht oder nur stark abgeschwächt zum optischen Empfänger der Ausleseeinheit 30 gelangt. D.h., das Empfangssignal E sinkt beim Messvorgang bzw. Überstreichen des Detektors 10 unter eine kritische Signalschwelle S ab, wodurch das Vorhandensein von Wasser im Tank indiziert wird. Wenn dagegen kein Wasser im Brennstofftank vorhanden ist, liegt beim Überstreichen des Drain-Valves bzw. Wasserdetektors 10 das Empfangssignal E stets oberhalb der kritischen Schwelle S.
  • Neben den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist eine Reihe von weiteren Ausführungsformen möglich. Beispielsweise kann zusätzlich ein elektrisch angesteuerter optischer Modulator in das Katzenauge eingebracht werden, sinnvoller Weise direkt vor dem Spiegel. Damit können zusätzliche Informationen übertragen werden, wie z. B. die Flugzeugnummer. Weiterhin kann der Detektor 10 auch so ausgestaltet sein, dass der Messlichtstrahl 14 nach außen reflektiert wird, wenn der Schwimmkörper 11 sich in der oberen Position befindet, und nicht nach außen reflektiert wird, wenn sich der Schwimmkörper 11 in der unteren Position befindet.
  • Im Rahmen der Erfindung wird eine optische Auslesevorrichtung für Nichtelektronik-gestützte und Elektronik-gestützte Sensoren vorgeschlagen. Durch die Erfindung ist das stromlose Erkennen von Wasserblasen am Drain-Valve bzw. an der Wasserablassschraube am Flugzeugtank möglich. Das Kontrollieren des Tanks auf vorhandenes Wasser wird vereinfacht und erfordert weniger Arbeits- und Zeitaufwand. Es erfolgt ein optisches Auslesen unter Nutzung des Katzenaugenef fekts. Neben der starken Minimierung des Arbeitsaufwands kann durch die Erfindung eine drahtlose Abfrage erfolgen, wobei auch große Abstände möglich sind.

Claims (17)

  1. Vorrichtung zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen, die in einen Brennstofftank integrierbar oder integriert ist, gekennzeichnet durch einen vertikal verschiebbaren Schwimmkörper (11) zur Positionierung im Brennstofftank, der derart ausgestaltet ist, dass er in einer Grenzschicht zwischen Wasser und Brennstoff schwebt, eine Linse (13) für einen von außen einfallenden Messlichtstrahl (14), und einen Spiegel (15), der an dem Schwimmkörper (11) angeordnet ist, wobei der Messlichtstrahl (14) in Abhängigkeit von der vertikalen Position des Schwimmkörpers (11) unterschiedlich stark nach außen hin reflektiert wird.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Verschlusselement für den Brennstofftank ausgestaltet ist, das zum Ablassen von Wasser aus dem Brennstofftank geöffnet werden kann.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linse (13) zur Fokussierung des Messlichtstrahls (14) auf den Spiegel (15) dient, wenn sich der Schwimmkörper (11) in einer definierten ersten vertikalen Position befindet.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine lichtabsorbierende Schicht (16), die an einer Innenseite der Vorrichtung angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (11) mit dem Spiegel (15) als Katzenauge ausgestaltet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (11) mit dem Spiegel (15) als optischer Modulator ausgestaltet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Referenz-Reflektor (18) in einer raumfesten Position, zur Reflexion eines auftreffenden Lichtstrahls (17) unabhängig von der vertikalen Position des Schwimmkörpers (11).
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenz-Reflektor (18) neben der Linse (13) oder einem Eintrittsfenster angeordnet ist.
  9. Wasserablassventil für Flugzeugtragflächen, gekennzeichnet durch einen vertikal verschiebbaren Schwimmkörper (11) zur Positionierung im Brennstofftank, der derart ausgestaltet ist, dass er in einer Grenzschicht zwischen Wasser und Brennstoff schwebt, eine Linse (13) für einen von außen einfallenden Messlichtstrahl (14), und einen Spiegel (15), der an dem Schwimmkörper (11) angeordnet ist, wobei der Messlichtstrahl (14) in Abhängigkeit von der vertikalen Position des Schwimmkörpers (11) unterschiedlich stark nach außen hin reflektiert wird.
  10. Wasserablassventil nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  11. System zur Detektion von Wasser in Brennstofftanks von Flugzeugen, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (10) oder ein Wasserablassventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, und eine optische Sende-/Empfangseinheit (30) zum Senden eines Messlichtstrahls (14) zum Schwimmkörper (11) und zum Empfang des vom Schwimmkörper (11) reflektierten Messlichtstrahls (14a).
  12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-/Empfangseinheit (30) als tragbare, separate Einheit ausgestaltet ist.
  13. System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-/Empfangseinheit (30) eine Lichtquelle zur Aussendung eines Referenzlichtstrahls (17) umfasst, der parallel zum Messlichtstrahl (14) gerichtet ist.
  14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) in eine Flugzeugtragfläche an deren Unterseite integriert oder integrierbar ist und der Referenzreflektor (18) auf der Unterseite der Flugzeugtragfläche angeordnet oder zur Anordnung vorgesehen ist.
  15. System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Messlichtstrahl (14) und/oder der Referenzlichtstrahl (17) ein Laserstrahl ist.
  16. System nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Messlichtstrahl (14) im sichtbaren Bereich liegt, bevorzugt im Bereich von 635 nm.
  17. System nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzlichtstrahl (17) im Infrarotbereich liegt, bevorzugt im Bereich von 785 nm oder 810 nm.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015100756A1 (de) * 2015-01-20 2016-07-21 FAUDI Aviation GmbH Mittel zur Vermeidung und/oder Vernichtung von mikrobiellem Bewuchs in einem Lager für einen flüssigen Kohlenwasserstoff, Verfahren zur Vermeidung und/oder Vernichtung von mikrobiellem Bewuchs in einem Lager für einen flüssigen Kohlenwasserstoff, Lager für einen flüssigen Kohlenwasserstoff
EP3306280A1 (de) * 2016-10-10 2018-04-11 Airbus Operations Limited Messung von kraftstoff in einem kraftstofftank
US10406464B2 (en) 2016-04-29 2019-09-10 Mann+Hummel Gmbh Drain control device for a filter system as well as filter system with a drain control device
US10406465B2 (en) 2016-04-29 2019-09-10 Mann+Hummel Gmbh Drain control device for a filter system as well as filter system with a drain control device
CN113465704A (zh) * 2021-06-21 2021-10-01 中国原子能科学研究院 容器内熔体液位的测量方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59135322A (ja) * 1983-01-21 1984-08-03 Niles Parts Co Ltd 液面計
DE10350781A1 (de) * 2002-12-30 2004-07-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstofffilter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59135322A (ja) * 1983-01-21 1984-08-03 Niles Parts Co Ltd 液面計
DE10350781A1 (de) * 2002-12-30 2004-07-29 Robert Bosch Gmbh Kraftstofffilter

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015100756A1 (de) * 2015-01-20 2016-07-21 FAUDI Aviation GmbH Mittel zur Vermeidung und/oder Vernichtung von mikrobiellem Bewuchs in einem Lager für einen flüssigen Kohlenwasserstoff, Verfahren zur Vermeidung und/oder Vernichtung von mikrobiellem Bewuchs in einem Lager für einen flüssigen Kohlenwasserstoff, Lager für einen flüssigen Kohlenwasserstoff
EP3247209B1 (de) * 2015-01-20 2021-04-07 FAUDI Aviation GmbH Mittel zur vermeidung und/oder vernichtung von mikrobiellem bewuchs in einem lager für einen flüssigen kohlenwasserstoff, verfahren zur vermeidung und/oder vernichtung von mikrobiellem bewuchs in einem lager für einen flüssigen kohlenwasserstoff
US11197480B2 (en) 2015-01-20 2021-12-14 FAUDI Aviation GmbH Separation means for the avoidance and/or elimination of microbial growth in a storage for a liquid hydrocarbon, method for avoiding and/or elimination of microbial growth in a storage using the separation means, and storage for a liquid hydrocarbon using separation means
US10406464B2 (en) 2016-04-29 2019-09-10 Mann+Hummel Gmbh Drain control device for a filter system as well as filter system with a drain control device
US10406465B2 (en) 2016-04-29 2019-09-10 Mann+Hummel Gmbh Drain control device for a filter system as well as filter system with a drain control device
EP3306280A1 (de) * 2016-10-10 2018-04-11 Airbus Operations Limited Messung von kraftstoff in einem kraftstofftank
US10551237B2 (en) 2016-10-10 2020-02-04 Airbus Operations Limited Measuring fuel in a fuel tank
CN113465704A (zh) * 2021-06-21 2021-10-01 中国原子能科学研究院 容器内熔体液位的测量方法及系统

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