ES2339205B1 - Sistema de medicion del nivel de combustible en ultraligeros. - Google Patents
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Abstract
Sistema de medición del nivel de combustible en
ultraligeros y paramotores que tiene por objeto dar a conocer al
piloto el tiempo máximo de vuelo restante, que básicamente comprende
un elemento emisor (1) óptico, un transductor (2) de fibra óptica de
configuración serpenteante situado en el interior del depósito de
combustible (3), un receptor (4) que convierte la señal óptica de
nuevo al dominio electrónico y un interfaz (5) para informar al
usuario, en donde al menos un tramo serpenteante del transductor (2)
de fibra óptica se sitúa en la mitad de la altura del depósito de
combustible (3) y/o en el fondo del depósito de combustible (3) y en
donde las zonas curvas de la fibra óptica del transductor (2) es
susceptible de eliminarse el recubrimiento externo para lograr una
mayor sensibilidad de las medidas (3' ,3'' ,3''').
Description
Sistema de medición del nivel de combustible en
ultraligeros.
Como su propio nombre indica, la presente
solicitud de Patente de Invención tiene por objeto un sistema de
medición del nivel de combustible en ultraligeros y paramotores con
el fin de poder estimar el tiempo máximo de vuelo en función del
combustible disponible.
Más concretamente, la invención tiene por objeto
un sensor intrusivo para la medida continua y segura del nivel de
combustible en un depósito mediante el empleo de técnicas
ópticas.
En el campo de la aviación ligera, como es la de
los ultraligeros y paramotores, se hace especialmente necesaria la
información acerca del combustible existente en el depósito para
poder calcular el tiempo máximo de vuelo
disponible.
disponible.
Hasta la fecha, la medida de combustible en los
paramotores se realiza habitualmente de forma visual, es decir, que
es el propio piloto quien debe comprobar visualmente el nivel del
depósito. Sin embargo, este depósito suele estar situado en la parte
trasera del paramotor, por lo que el piloto debe girar la cabeza
hacia atrás para realizar la comprobación, o, en otros casos,
disponer de un espejo orientado convenientemente de forma que pueda
visualizar el estado del depósito.
Esto, como es lógico, además de constituir un
impedimento para que el piloto disfrute del vuelo, supone un riesgo
considerable, pues un descuido u olvido por parte del piloto puede
resultar fatal.
Por otro lado, aún existiendo en el mercado
numerosos sistemas de medida de volúmenes o nivel, estos son, en su
mayoría, poco apropiados para esta actividad, pues o bien tienen un
costo elevado por contar con otras utilidades, o son demasiado
grandes y pesados para ser utilizados en estos vehículos, o bien no
son intrínsecamente seguros por tener que realizar medidas de un
líquido como es un combustible.
Por otro lado, se da la circunstancia de que,
aunque este tipo de aparatos vuela generalmente en posición
horizontal, determinadas maniobras como los giros pueden provocar
que éstos se inclinen, momentos durante los cuales la lectura del
nivel de combustible del depósito puede ser errónea, con el
consiguiente peligro que ello supone.
El sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros de la invención que a continuación se describe
resuelve los inconvenientes antes señalados, pues siendo
intrínsecamente seguro permite además obtener una medida fiable del
nivel del combustible en el depósito, es barato y puede acoplarse
modularmente a este tipo de aparatos.
Para ello, el sistema de medición del nivel de
combustible en ultraligeros comprende un sensor basado en fibra
óptica, que como se ha dicho, permite integrarse en cualquier
aparato y realizar una lectura fiable de forma remota y segura, pues
se aleja del depósito de combustible tanto la fuente de luz como la
electrónica de medida.
Así, el sistema de la invención comprende
básicamente un elemento emisor que genera la señal óptica que
atraviesa el transductor de fibra óptica, el cual se integra en el
depósito del combustible del aparato, y un receptor que convierte la
señal óptica de nuevo al dominio electrónico. De esta forma, al
producirse la señal óptica por parte del emisor de luz, típicamente
un LED o láser de semiconductor, ésta atraviesa como se ha dicho el
transductor de fibra óptica, variando la intensidad luminosa de la
misma en función del medio en el que se encuentre sumergido,
variación que es detectada en el receptor correspondiente y
traducida después a una señal visual, acústica, etc. de acuerdo con
las necesidades del sistema.
Dado además que el elemento base que compone el
sensor es la fibra óptica, la forma y características de ésta, así
como la disposición de cada una de sus partes, recubrimiento
externo, cubierta y alma, determinan diferentes comportamientos,
tipos de medida, potencia y, en general, el campo de aplicación.
Para el caso de la medida del nivel de
combustible en ultraligeros al cual se aplica en la presente
invención, se define un sistema en donde el sensor utilizado es del
tipo de los denominados de intensidad, en los que la magnitud a
medir, en este caso el nivel de líquido del depósito, ocasiona
variaciones de la potencia óptica que llega al receptor.
Por otro lado, el elemento transductor o fibra
óptica, presenta una configuración la cual determina la sensibilidad
o pérdida de potencia óptica deseada por unidad de longitud, y es de
una configuración cuasi bidimensional y de dimensiones tales que
permitan integrarlo en el depósito de combustible sin necesidad de
realizar modificaciones en el mismo, así como permitir su reemplazo
en el caso de avería, mantenimiento, etc.
Además, de cara a obtener una respuesta adecuada
para la función que ha sido diseñado, en el sistema de la invención
la configuración de la fibra óptica es tal que alterna zonas curvas
y rectas para proporcionar una sensibilidad localizada.
Más concretamente, en las zonas curvas lo que se
consigue es que haya más pérdidas controladas de señal, por lo que
es posible medir con una mayor sensibilidad en dicha zona, lo cual
puede favorecerse aún más si se elimina parte del recubrimiento
externo o incluso de la cubierta de la fibra óptica que forma el
transductor.
Así, para el caso particular de los
ultraligeros, es de vital importancia obtener información precisa
tanto de cuando el depósito se encuentra a la mitad de su capacidad,
como cuando se encuentra prácticamente vacío, por lo que el diseño
de la fibra que forma el transductor en esos puntos es tal que
permite tener una mayor sensibilidad en esa zona de cara a contar
con información más fiable, gracias a la intensificación de las
curvas.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, de acuerdo con un ejemplo
preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como
parte integrante de dicha descripción un juego de dibujos en donde
con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista esquemática del
sistema de la invención.
Figura 2.- Muestra una vista de la parte
superior de un depósito de combustible y de su entrada de aire y
succión de combustible, por donde puede introducirse el sensor
descrito en la invención.
Figura 3.- Muestra una vista esquemática de una
posible configuración de la fibra óptica del transductor en forma de
galga extensiométrica, en donde se han señalado los posibles lugares
en los cuales tendrían lugares las mediciones del nivel del
líquido.
Figura 4.- Muestra una posible realización del
sistema de medición de la invención en donde el transductor de fibra
óptica se estructura de forma que presente dos zonas de mayor
sensibilidad, correspondientes con la mitad y el fondo del
depósito.
A la vista de las figuras, en donde se observa
una posible realización de la invención, se observa como el sistema
de la invención comprende básicamente al menos un elemento emisor
(1) que genera la señal óptica que atraviesa el transductor o
transductores (2) de fibra óptica, el cual se integra en el depósito
de combustible (3) del aparato, y al menos un receptor (4) que
convierte la señal óptica de nuevo al dominio electrónico de cara a
mostrarla al usuario a través de un interfaz (5) óptico, acústico o
similar.
El sistema se completa además, según una posible
realización de la invención, con un sistema de control no
representado por medio del cual se podrán efectuar cálculos de
tiempo de vuelo restante o de otro tipo.
Según puede apreciarse en la figura 3, de cara a
obtener una respuesta adecuada en términos de sensibilidad, el
transductor (2) de fibra óptica adopta una forma particular, que,
según una realización preferente de la invención, será en forma
serpenteante o de zig-zag, similar a una galga
extensiométrica, en donde en cada una de estas curvaturas se realiza
una medida (3', 3'', 3''') del nivel del depósito.
Así, para una realización preferente de la
invención, el transductor (2) de fibra óptica se estructura de tal
forma que se provea al mismo de tantos tramos serpenteantes como
zonas en las que se quiera medir, como puede apreciarse en la figura
4, en donde, por ejemplo, se sitúan en la mitad de la altura y en el
fondo del depósito.
Cada uno de estos tramos de la fibra óptica del
transductor (2) contará con al menos un tramo curvo, siendo el
número de éstos, que conforma la configuración serpenteante, tantos
como diferentes medidas se desee obtener en esa zona.
Además, de cara a obtener sensibilidades
diferentes según convenga, y según posibles realizaciones de la
invención, la fibra óptica se estructura de forma que en las zonas
curvas se elimine el recubrimiento externo o incluso la cubierta de
la fibra óptica que forma el transductor (2), consiguiéndose así que
haya más pérdidas controladas de señal, y por lo tanto mediciones
con una mayor sensibilidad en dicha zona.
Dicha sensibilidad puede también adaptarse a las
diferentes necesidades, además de eliminando el recubrimiento como
ya se ha dicho, haciendo que los radios de curvatura de la fibra en
las zonas curvas sea diferente, por ejemplo, según una posible
realización, haciendo que la zona serpenteante de la fibra óptica
del transductor (2) situada en la zona central del depósito tenga
unas curvas con un radio menor que las curvas de la zona
serpenteante situada en la zona inferior, o viceversa, según
convenga.
De cara a solucionar los problemas ocasionados
por las inclinaciones del aparato, que pueden dar lugar a lecturas
erróneas, el transductor (2) de fibra óptica que configura el sensor
se sitúa en el centro del depósito de combustible (3), de forma que
se compensen dichas inclinaciones.
Sin embargo, para el caso particular en el que
dicho depósito de combustible (3) impida, por su morfología, situar
dicho transductor (2) en su zona central, se recurre a la
realización alternativa consistente en situar dos transductores (2),
simétricamente opuestos uno a cada lado del depósito, compensando
así de esta forma la lectura de uno de ellos con el otro, e
incluyendo la electrónica necesaria para la conversión de las dos
medidas en una resultado de la suma de ambas que se ajusta a la
realidad, compensando el efecto de dicha inclinación, electrónica
que estará formada, básicamente y según una posible realización, por
una única fuente de luz o emisor (1), un divisor de potencia óptica,
2 fotodetectores o receptores (4) que convierten las señales ópticas
en voltajes y un circuito sumador para obtener esa salida
promedio.
Por otro lado, según dicha realización
preferente, el transductor (2) de fibra óptica de la presente
invención presenta una estructura casi bidimensional o plana, de muy
pequeño espesor.
Así, en una posible realización de la invención
el transductor (2) de fibra óptica se fija a una barra o soporte
base la cual a su vez es susceptible de sujetarse al tapón (6) del
depósito de combustible (3).
Otra posible realización consiste en introducir
el transductor (2) de fibra óptica fijado a un soporte base a través
de las vías de acceso al depósito de combustible (3), es decir, a
través de la entrada de aire (7) o de la abertura para la succión de
combustible (8), con lo que se evita agujerear dicho tapón (6).
Por último, para una posible realización en la
que se quiera evitar que por la zona de entrada/salida del depósito
de combustible (3) atraviesen las fibras ópticas de entrada y
salida, se estructura el transductor (2) de fibra óptica de forma
que en su extremo libre, situado en el interior del depósito de
combustible (3), se provean medios reflectores, como por ejemplo un
espejo o similar, o aplicando una capa reflectora sobre la
superficie de dicha fibra previamente pulida, etc., de forma que por
la misma fibra vuelva la luz atenuada hasta el receptor, previa
colocación de un divisor de haz.
Claims (12)
1. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros que comprende al menos un elemento emisor (1)
óptico, al menos un transductor (2) de fibra óptica, al menos un
receptor (4) que convierte la señal óptica de nuevo al dominio
electrónico y un interfaz (5) para informar al usuario,
caracterizado porque el transductor (2) de fibra óptica se
sitúa en el interior del depósito de combustible (3) y porque dicho
transductor (2) presenta al menos un tramo serpenteante en aquella
zonas del depósito de combustible (3) donde se desea realizar la
medida y en donde cada tramo serpenteante cuenta con al menos un
tramo curvo que posibilita la medida (3', 3'', 3''') del nivel del
combustible en dicho depósito.
2. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según reivindicación primera, caracterizado
porque al menos un tramo serpenteante del transductor (2) de fibra
óptica se sitúa en la mitad de la altura del depósito de combustible
(3) y/o en el fondo del depósito de combustible (3).
3. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según reivindicación 1 ó 2, caracterizado
porque el transductor (2) de fibra óptica se sitúa en el centro del
depósito de combustible (3).
4. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según reivindicación 1 ó 2, caracterizado
porque dentro del depósito de combustible (3) se sitúan dos
transductores (2) simétricamente opuestos uno a cada lado del
depósito y porque comprende medios electrónicos para la conversión y
suma de las medidas obtenidas por cada transductor (2) de cara a
obtener un resultado compensado de ambas medidas.
5. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según reivindicación 4, caracterizado porque
los medios electrónicos para la conversión y suma de las medidas
obtenidas por cada transductor (2) comprenden una fuente de luz o
emisor (1), un divisor de potencia óptica, dos fotodetectores o
receptores (4) que convierten las señales ópticas en voltajes y un
circuito sumador para obtener esa salida promedio.
6. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque en las zonas curvas de la fibra óptica
del transductor (2) se elimina el recubrimiento externo.
7. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque en las zonas al menos una de las zonas
curvas de la fibra óptica del transductor (2) presenta diferente
radio de curvatura que el resto.
8. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según reivindicación 1, caracterizado porque
el transductor (2) de fibra óptica presenta una estructura de muy
pequeño espesor.
9. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según reivindicación 1, caracterizado porque
el transductor (2) de fibra óptica se fija a una barra o soporte
base.
10. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según reivindicación 1, caracterizado porque
el transductor (2) de fibra óptica se introduce en el depósito de
combustible (3) a través de la entrada de aire (7) o de la abertura
para la succión de combustible (8).
11. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según reivindicación 10, caracterizado porque
el transductor (2) de fibra óptica comprende una única fibra de
entrada y de salida en cuyo extremo libre comprende medios
reflectores de forma que por la misma fibra vuelva la luz atenuada
hasta el receptor.
12. Sistema de medición del nivel de combustible
en ultraligeros según reivindicación 1, caracterizado porque
comprende un sistema de control por medio del cual se podrán
efectuar cálculos de tiempo de vuelo restante o de otro tipo.
Priority Applications (1)
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| ES200800384A ES2339205B1 (es) | 2008-02-13 | 2008-02-13 | Sistema de medicion del nivel de combustible en ultraligeros. |
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