JP2018031772A - 光センサを用いて燃料タンクの燃料レベル測定値を決定するシステムおよび方法 - Google Patents

光センサを用いて燃料タンクの燃料レベル測定値を決定するシステムおよび方法 Download PDF

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Abstract

【課題】燃料タンク内に金属を必要としない電磁干渉(EMI)に対して安全な燃料量表示システムを提供する。
【解決手段】燃料タンク102と、燃料タンクの内部に取り付けられ、周囲圧力が基準圧力と異なると撓むダイヤフラムとセンサチップからなる光センサ104と、光センサに光を誘導する光ファイバ108とを含み、複数の光センサに接続された光ファイバを束ねた光ファイバ束106を通じて各光センサから各圧力値を示す出力を受信し、これらに基づいて燃料タンクの燃料レベルを決定するプロセッサを110備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、一般に燃料タンクの燃料レベル測定値を決定するシステムおよび方法に関し、より詳細には、燃料タンクの内部に取り付けられた光センサの出力に基づいて、燃料タンクの燃料レベル測定値を決定するシステムおよび方法に関する。
今日の多くの飛行機は、容量式の燃料量表示システムを用いており、燃料プローブは、コンデンサとして作用する2本の同心のチューブを含む。プローブ用の金属配線が燃料タンクに挿入され、ワイヤには過剰な支持体が提供されて、システム全体の重量を増加させ、かつシステムの製造時間を増加させている。
運行中に、プローブが燃料タンクの燃料の中に沈むと、誘電体がプローブの容量性出力を変化させる。プローブの出力は、燃料タンクの燃料の総量を決定するために、処理ユニットに伝達される。
他の種類のプローブには、容量式プローブの代わりに、超音波プローブが含まれる。超音波プローブはチューブであり、プローブの上部は超音波信号をプローブの下部に送る。媒体が燃料であれ空気であれ、信号が媒体を介して伝播することは、信号が燃料表面に接触するか否かということと組み合わせて、燃料タンクの燃料高さを決定する。この種の量表示システムもまた、燃料タンク内に金属配線および過剰な支持体が必要であり、システム重量および製造時間が増加する。
燃料タンク内に金属を必要としない、電磁干渉(EMI)に対して安全なシステムを提供し、これによって、燃料タンク内の金属配線、および過剰な支持体を排除するだけでなく、システム重量および製造時間を減少させる、燃料表示システムが必要とされている。
一例において、燃料タンクと、燃料タンクの内部に取り付けられた複数の光センサとを含むシステムについて説明する。複数の光センサは、それぞれがセンサチップと、周囲圧力がセンサチップの基準圧力と異なると撓むダイヤフラムとを含む。このシステムは、複数の光センサのそれぞれに光を誘導するために、複数の光センサのそれぞれに接続された光ファイバを含む、光ファイバ束と、それぞれの圧力を示す複数の光センサの出力を受信し、複数の光センサの出力に基づいて、燃料タンクの燃料レベル測定値を決定する、光ファイバ束に接続された、1または複数のプロセッサとをさらに含む。
別の例では、航空機の1または複数の翼、および機体に配置された燃料タンクと、燃料タンクの内部に取り付けられた複数の光センサとを備える航空機について説明する。複数の光センサは、それぞれがセンサチップと、周囲圧力がセンサチップの基準圧力と異なると撓むダイヤフラムとを含む。この航空機は、複数の光センサのそれぞれに光を誘導するために、複数の光センサのそれぞれに接続された光ファイバを含む、光ファイバ束と、それぞれの圧力を示す複数の光センサの出力を受信し、複数の光センサの出力に基づき、かつ翼の撓みおよび飛行力学を考慮して、燃料タンクの燃料レベル測定値を決定する、光ファイバ束に接続された1または複数のプロセッサとをさらに含む。
別の例では、燃料タンクの燃料レベル測定値を決定する方法について説明する。この方法は、燃料タンクの内部に取り付けられた複数の光センサから、それぞれの圧力を示す出力を受信するステップを含み、複数の光センサは、それぞれがセンサチップと、周囲圧力がセンサチップの基準圧力と異なると撓むダイヤフラムとを含む。この方法は、複数の光センサの出力に基づいて、1または複数のプロセッサによって、燃料タンクの燃料レベル測定値を決定するステップをさらに含む。
これまで述べてきた特徴、機能、および利点は、種々の例において別個独立に達成するか、あるいはさらに別の例において組み合わせることができ、そのさらなる詳細は、以下の説明および図面を参照して理解することができる。
例示されている例に特有であると考えられる新規な特徴が、添付の特許請求の範囲に記載される。しかしながら、例示されている例、ならびにそれらの好ましい使用の態様、さらなる目的および説明は、本発明の例示されている例の以下の詳細な説明を参照し、添付の図面と併せて検討することによって、最もよく理解されるであろう。
一例による、システムのブロック図である。 一例による、例示的な航空機のブロック図である。 一例により、燃料タンクを含む翼の例を示す。 一例により、複数の光センサのうちの1つの例を示す。 一例により、光センサを有する燃料タンクの一部を示す。 一例により、燃料タンクが航空機の飛行状態によって傾斜し、燃料タンクに変形のない、光センサを有する燃料タンクの一部を示す。 一例により、燃料タンクが航空機の飛行状態によって傾斜し、燃料タンクの上部および下部に変形がある、光センサを有する燃料タンクの一部を示す。 一例により、燃料タンクの燃料レベル測定値を決定する例示的な方法のフローチャートを示す。 一例により、本方法で用いる例示的な方法のフローチャートを示す。 一例により、本方法で用いる例示的な方法のフローチャートを示す。
開示される例は、添付の図面を参照しながら、以下でより完全に説明される。ここでは、開示される例の全てではなく、その一部が示される。実際に、いくつかの異なる例について説明するが、本明細書で説明する例に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの例は、当業者に対して、本開示が十分かつ完全になるように、また、本開示の範囲を完全に伝えるように説明される。
本明細書の例では、例示的な燃料量表示システムについて説明し、これは、燃料タンクと、燃料タンクの内部に取り付けられた光センサであって、それぞれがセンサチップ、および周囲圧力がセンサチップの基準圧力と異なると撓むダイヤフラムを含む、光センサと、各光センサに光を誘導する、各光センサに接続された光ファイバを含む、光ファイバ束と、それぞれの圧力を示す光センサの出力を受信し、光センサの出力に基づいて燃料タンクの燃料レベル測定値を決定する、光ファイバ束に接続されたプロセッサとを備える。
ここで図1を参照すると、一例による、システム100のブロック図が示されている。システム100は、燃料タンク102と、燃料タンク102の内部に取り付けられた、複数の光センサ104と、複数の光センサ104のそれぞれに光を誘導するために、複数の光センサ104のそれぞれに接続された光ファイバ108を含む、光ファイバ束106と、それぞれの圧力を示す複数の光センサ104の出力を受信し、複数の光センサ104の出力に基づいて、燃料タンク102の燃料レベル測定値を決定する、光ファイバ束106に接続された、1または複数のプロセッサ110とを備える。
燃料タンク102は、単一の部分を有する単一の燃料タンク、複数の部分を有する単一の燃料タンク、あるいは同様の複数の燃料タンクであってもよい。
光センサ104は、図4を参照して詳細に後述するように、それぞれがセンサチップ140と、周囲圧力がセンサチップの基準圧力と異なると撓むダイヤフラム142とを含む。一例では、光センサ104は、動的フォトニック結晶光圧力センサを含む。
光ファイバ束106は、光の伝送に用いられる光ファイバ108を含む。光ファイバ108は、個別にプラスチック層で覆われて、保護チューブに収容されてもよい。異なる種類のケーブルを用いて、光ファイバ束106内に共に配置してもよい。光ファイバ束106は、1箇所で燃料タンク102に入るように配置され、燃料タンク102の内部に位置して、複数の光センサ104の各位置において、光ファイバ108のそれぞれで終端する。図1は、燃料タンク102の内部に配置された光ファイバ束106の全体を示しているが、光ファイバ束106の一部は、プロセッサ110に接続するために、燃料タンク102の外部に配置されてもよい。
また、システム100は、それぞれが通信バス122に接続される、プロセッサ110と、通信インターフェース114と、データ記憶装置116と、出力インターフェース118と、表示装置120とを有する、演算装置112を含むことが示されている。演算装置112は、また、演算装置112内での通信、ならびに演算装置112と別の装置(図示せず)との間の通信を可能にするハードウェアも含むことができる。ハードウェアは、例えば送信機、受信機、およびアンテナを含むことができる。
通信インターフェース114は、無線インターフェース、および/または1または複数の有線インターフェースであってもよく、これにより、1または複数のネットワーク、または1または複数の遠隔装置に対して、短距離通信および長距離通信の両方を可能にする。このような無線インターフェースは、超短波データリンク(Very High Frequency(VHF) Data link、VDL)VDLモード2、航空機空地データ通信システム(Aircraft Communications Addressing and Reporting System、ACARS)等の、VHF無線および衛星通信(SATCOM)を介したデジタル通信、Bluetooth(登録商標)、WiFi(例えば、米国電気電子技術協会(IEEE)802.11プロトコル)、LTE(Long−Term Evolution)、移動体通信、近距離無線通信(NFC)、および/または他の無線通信プロトコル等の、1または複数の無線通信プロトコルで通信を提供することができる。このような有線インターフェースは、ARINC(Aeronautical Radio,Incorporated)429、629、または664ベースのインターフェース、イーサネット(登録商標)インターフェース、USB(Universal Serial Bus)インターフェース、あるいは配線、撚り対線、同軸ケーブル、光リンク、ファイバ光リンク、その他有線ネットワークへの物理的な接続を介して通信する類似のインターフェース等の、航空機データバスを含んでもよい。したがって、通信インターフェース114は、1または複数の装置から入力データを受信するように構成することができ、また、他の装置に出力データを送信するように構成することもできる。
データ記憶装置116は、プロセッサ110が読み出しまたはアクセスできる、1または複数のコンピューター読み取り可能な記憶媒体を含んでもよく、あるいは1または複数のコンピューター読み取り可能な記憶媒体の形態をとってもよい。コンピューター読み取り可能な記憶媒体は、光、磁気、有機その他のメモリまたはディスク記憶装置等の、揮発性および/または不揮発性の記憶部品を含むことができ、これは、プロセッサ110の全体または一部に統合することができる。データ記憶装置116は、非一時的なコンピューター読み取り可能な媒体とみなされる。いくつかの例では、データ記憶装置116は、単一の物理的な装置(例えば、1つの光、磁気、有機その他のメモリまたはディスク記憶ユニット)を用いて実施することができ、他の例では、データ記憶装置116は、2つ以上の物理的な装置を用いて実施することができる。
データ記憶装置116は、したがって、非一時的なコンピューター読み取り可能な記憶媒体であり、実行可能な命令124がそこに記憶される。命令124は、コンピューター実行可能なコードを含む。命令124が、プロセッサ110によって実行されると、プロセッサ110は、機能を実行する。このような機能は、複数の光センサ104から、それぞれの圧力を示す出力を受信し、光センサ104のこの出力に基づいて、燃料タンク102の燃料レベル測定値を決定することを含む。
プロセッサ110は、汎用プロセッサであってもよく、あるいは専用プロセッサ(例えば、デジタル信号プロセッサ、特定用途向け集積回路)であってもよい。プロセッサ110は、光ファイバ束106からの入力を受信して、この入力を処理して出力を生成することができ、この出力はデータ記憶装置116に記憶されて、表示装置120に出力される。プロセッサ110は、実行可能な命令124(例えば、コンピューター読み取り可能なプログラム命令)を実行するように構成することができ、これは、データ記憶装置116に記憶されて、本明細書で述べるシステム100の機能を提供するために実行可能である。
出力インターフェース118は、情報を表示装置120に、または同様に他の構成部品に出力する。したがって、出力インターフェース118は、通信インターフェース114と類似していてもよく、(送信機等の)無線インターフェース、または有線インターフェースであってもよい。
システム100は、光ファイバ108によって伝送される光を生成するための、光ファイバ束106に結合または接続された光源126をさらに含む。光源126は、例えば、単一の発光ダイオード(LED)、または複数のLEDを含むことができる。光源126は、燃料タンク102の外部から光ファイバ束106に接続することができる。
システム100は、航空機、自動車、または船等の、いくつかの異なるビークル内に含まれてもよい。
図2は、一例による、例示的な航空機130のブロック図である。航空機130は、システム100を含んでもよいが、簡潔にするために、図2にはシステム100の一部のみが示されている。航空機130は、航空機130の翼132、および機体134のうちの1または複数に配置された、燃料タンク102を備える。いくつかの例では、燃料タンク102は、完全に翼132内に配置されてもよい。他の例では、燃料タンク102は、完全に機体134内に配置されてもよい。さらに他の例では、図2に示すように、燃料タンク102は、一部が翼132内に、かつ一部が機体134内にあるように配置されてもよい。
図3は、一例により、燃料タンク102を含む翼132の例を示す。図3では、燃料タンク102は翼132に配置され、翼132の先端へと延伸していることが示されている。また、燃料タンク102は、複数の部分に分割されていることが示されている。各部分は、例えば、少なくとも1つの光センサ104を含んでもよい。他の例では、燃料タンク102は、複数の部分を有さない。
図2に戻ると、光源126、およびプロセッサ110等の、システム100の他の部品は、航空機130の他の場所に配置されるか、または燃料タンク102に隣接して配置されてもよい。
プロセッサは、光センサ104のそれぞれの圧力を示す出力を受信し、かつ光センサ104の出力に基づき、翼132の撓み、および飛行力学を考慮に入れて、燃料タンク102の燃料レベル測定値を決定するために、光ファイバ束106に接続される。この点において、航空機130は、ロール、ピッチ、ヨー等の航空機130の飛行力学を決定できる、飛行制御システム136を備え、プロセッサ110は、飛行制御システム136から、航空機130のロール、ピッチ、ヨーに関する情報、したがって燃料タンク102に関する情報を受信することができる。
例の中では、プロセッサ110は、データ記憶装置116に記憶された実行可能な命令124を実行して、航空機130の飛行中にリアルタイムで機能を実行することができる。このような機能は、その後ほとんど遅延なく発生して、他の供給源から、あるいは手動入力を経て受信した、追加のデータを処理することができる。リアルタイムの処理とは、プロセッサ110が、航空機130の飛行中に動作を行うことを意味する。このリアルタイムの処理により、光センサ104から受信した情報を継続的に処理することができる。言い換えれば、リアルタイムの態様は、プロセッサ110が、光センサ104から新規の、または更新された出力を受信すると、実質的に即時に燃料レベル測定値を決定することを含む。「実質的に」という用語は、記載された特徴、パラメータ、または値が必ずしも正確に実現されないが、例えば、その特徴が提供しようとした効果を妨げない程度に、当業者には知られている公差、測定誤差、測定精度限界その他の要因を含む偏差または変動が生じ得ることを意味する。
図4は、一例により、光センサ104aとして示される、複数の光センサ104のうちの1つの例を示す。光センサ104aは、センサチップ140と、ダイヤフラム142とを含み、ダイヤフラム142は、センサチップ140の中央部分であってもよい。光ファイバ108は、フェルール144に取り付けられ、センサチップ140は、基準圧力を有する基準圧力空隙部148を形成するように、接着剤146でフェルール144の端面に取り付けられる。センサチップ140のダイヤフラム142は、周囲圧力が基準圧力と異なると撓む。
一例では、光センサ104aは、微小電気機械システム(MEMS)の装置であり、ダイヤフラムの撓みによる変化は、光の反射に基づいて測定することができる。
光センサ104aの例示的な動作では、ダイヤフラム142に向かって光ファイバ108を移動する光は、ファイバ端面150(例えば、第1の反射体)から部分的に反射され、その後、矢印152で示すセンサチップ140のダイヤフラム142(例えば、第2の反射体)から部分的に反射される。これら2つの反射波が干渉して、第1の反射体と第2の反射体との間の距離が、半波長の整数倍の場合は、光の反射は強め合うように干渉し、全反射が高くなる(または閾値よりも高くなる)。第1の反射体と第2の反射体との間の距離が、半波長+1/4波長の整数倍の場合は、光の反射は弱め合うように干渉し、全反射が低くなる(または閾値よりも低くなる)。第1の反射体と第2の反射体との間隔がこれらの値の間にある場合は、全反射は高い値と低い値との間になる。反射光は、したがって、反射体の間隔の尺度であり、これは周囲圧力の尺度である。別の例では、反射光の強度、および異なる反射同士の間の位相によって、圧力測定値が提供される。反射光に対応する圧力に関しては、参照テーブルを提供することができる。
一例では、光センサ104の出力は、各ダイヤフラムからの反射光を含み、プロセッサは、反射光に基づいてそれぞれの圧力を決定する。プロセッサ110は、反射光の量に対応する測定圧力を特定するために、参照テーブルを参照してもよい。いくつかの例では、プロセッサ110に別の出力を提供するために、光検知器または分光計を備えて、圧力を決定するのに有用な情報を提供することができる。
図5は、一例により、光センサ104aおよび104bを有する燃料タンク102の一部を示す。1つの例では、燃料タンク102は、上部160と、下部162と、側面164、166、168、および170とを有し、各光センサは、大きさおよび燃料タンク102の構成によって、側面164〜170、上部160、および下部162のうちの任意の場所に配置されてもよい。別の例では、図5に示すように、光センサ104aおよび104bは、光センサ104aが上部160に近い側面170に配置され、光センサ104bは、下部162に近い側面170に配置されて、両方とも側面170に配置される。燃料タンク102の光センサは、他にも多くの異なる配置を用いることができる。光センサ104aおよび104bは、燃料タンク102の燃料レベル測定値を決定するのに有用な情報を提供することができる。
光センサ104aおよび104bは、図5では燃料タンク102の外部に図示されているが、各光センサ104aおよび104bの、少なくともそれぞれのダイヤフラム142は、燃料または空気/ガスがダイヤフラム142に接触するように、燃料タンク102の内部にある。図5に示す例では、空気/ガスが光センサ104aに接触し、燃料が光センサ104bに接触する。また、図5に示す例では、光センサ104aおよび104bのそれぞれを燃料タンク102に接続するために、燃料タンク102の表面にコネクタが配置されてもよい。コネクタは、光センサ104aおよび104bを燃料タンク102に挿入するためのインサートであってもよい。したがって、光ファイバ束106は、コネクタに接続し、燃料タンク102の内部に束ハーネスを通すために1箇所で燃料タンク102を貫通して、各光センサの箇所で終端してもよい。光センサ104は、圧力測定値を得るために、燃料タンク102の内部でかつ下部162に配置することができる。
他の例では、光ファイバ束106、および光センサ104は、完全に燃料タンク102の中に配置されて、接着剤で燃料タンク102の内面に取り付けられてもよい。
燃料タンクにある燃料の燃料レベル測定値を決定するために、燃料の体積が計算され、燃料の密度が利用される。体積を決定するために、燃料タンクの燃料の高さがまず決定される。高さを決定するには、光センサ104aおよび104bの出力を用いることができる。例えば、光センサ104aおよび104bのダイヤフラム142は、周囲圧力がセンサチップ140の基準圧力と異なると撓み、これは、燃料が光センサ104aおよび104bと同じ高さ、またはこれよりも上にあって、ダイヤフラム142に接触するときに生じる。したがって、飛行中に光センサ104aおよび104bが燃料タンク102内の燃料の中に沈んだり、あるいは空気中にあったりするときは、圧力差が明らかであり、光センサ104aおよび104bの出力は、ダイヤフラム142の撓みによって変化する。
図5に示すように、高さHは、水平な(すなわち傾斜していない)燃料タンクに対して、以下の数式(1)で示すように計算することができる。
数式(1)で、γfuelは燃料の比重(すなわち密度×重力)、pおよびpは、光センサ104aおよび104bを用いて測定された圧力である。燃料レベル測定値は、燃料タンク102の燃料の体積を含み、燃料の体積は、H×W×Lで決定することができ、ここでHは上記の数式(1)で決定され、図5に示すように、Wは燃料タンク102の幅、Lは燃料タンク102の長さである。高さは、光センサ104bが燃料タンク102の下部に配置される例では、数式(1)を用いて決定することができる。
したがって、例では、燃料タンク102の内部の複数の光センサ104aおよび104bの各位置は、燃料タンク102の下部162からの高さ(H)で表され、プロセッサ110は、第1の光センサ104aおよび第2の光センサ104bによって示される圧力の差と、タンクが水平なときの、燃料タンク102に含まれる燃料の比重との比率に基づいて、燃料タンク102の燃料の高さ(H)を決定する。
一例では、複数のプロセッサ110は、燃料タンク102の内部の温度に基づき、かつ実験に基づく密度/温度の参照テーブルを参照して、燃料タンク102に含まれる燃料の比重を決定する。燃料密度は一定ではなく、温度の関数に基づく。例えば、燃料タンク102のある種の燃料が知られていて、この種の燃料は、特定の温度において、既知の密度を有する。燃料タンク102内に温度センサが含まれて、プロセッサ110に接続されてもよく、次に、燃料の温度が分かれば、実験に基づいた参照テーブルを用いて、既知の種類の燃料の密度を決定することができる。航空機130に取り付けられた燃料タンク102の用途において、航空機130が地上にあるときは、密度/温度曲線を選択してもよく、その後、航空機130が飛行しているときは、密度を決定するために、参照テーブルで温度センサの測定値を用いてもよい。
別の例では、燃料の密度、したがって比重を決定するために、複数のプロセッサ110は、(i)燃料の重量の差を決定するための2つの光センサ104aおよび104bの出力の差と、(ii)燃料の単位体積毎の重量を計算するための、2つの光センサ104aと104bとの間の既知の距離とに基づいて、燃料タンクに含まれる燃料の比重を決定することができる。
さらに別の例では、光センサ104aおよび104bは、燃料タンク102の内部の温度を決定するための出力をさらに提供するように構成されてもよい。例えば、2つの反射光同士の間の位相差を測定することによって、位相差を温度に関連付ける参照テーブルを参照して、これによっても温度を決定することができる。
航空機130の翼132に取り付けられた燃料タンク102の例示的な用途において、飛行中に、翼132は風の乱流その他の飛行状態によって撓む。翼132が長くなると、撓み量も増加する。翼132の撓みにより、前述の体積計算に変化が生じる場合がある。光センサ104を用いることにより、プロセッサ110が、測定圧力に基づいて、翼の撓み、および飛行力学を燃料レベル測定値の計算に入れることが可能になる。
図6は、一例により、燃料タンク102が航空機130の飛行状態によってロール角度θで傾斜し、燃料タンク102に変形のない、光センサ104aおよび104bを有する燃料タンク102の一部を示す。燃料タンク102は、したがって、ロール角度で回転しており、燃料タンク102内で液体が分散する。ここで高さ(H)は、以下に示すように、数式(2)および(3)を用いて計算することができる。
角度(θ)は、燃料タンク102または航空機130のロールから決定することができ、飛行制御システム136によって提供される。したがって、飛行制御システム136は、角度(θ)をプロセッサ110に出力してもよい。数式(3)を用いて高さ(H)が決定されると、前述のように体積計算を行うことができる。ヨーおよびピッチの傾斜を伴う航空機に対しても同様の計算が行われる。
したがって、一例では、複数のプロセッサ110は、燃料タンク102のロール、ピッチ、ヨーのうちの1または複数に関する情報をさらに受信し、(i)第1の光センサ104a、および第2の光センサ104bによって示された圧力の差と、燃料タンク102に含まれる燃料の比重との比率、ならびに(ii)燃料タンク102のロール、ピッチ、ヨーのうちの1または複数に関する情報から決定された、燃料タンク102の傾斜の角度(θ)に基づいて、燃料タンク102の燃料の高さ(H)を決定する。
図7は、一例により、燃料タンク102が航空機130の飛行状態によって傾斜し、燃料タンク102の上部160および下部162に変形がある、光センサ104a〜104nを有する燃料タンク102の一部を示す。ここで、燃料タンク102の燃料の体積は、以下に示すように、数式(4)を用いて計算することができる。
ここで
、Δx=x−xi−1、およびΔh=h−hi−1である。
光センサ104a〜104nのそれぞれは、上記の数式ではp(x)で表され、そのxの箇所における高さh(x)を計算するために、圧力出力を提供する。航空機130および燃料タンク102が傾斜していることにより、cosθをとって、各部の測定圧力を用いて、燃料の体積を離散化して合計する。さらに、上部160および下部162の変形による燃料タンク102の体積の変化は、光センサ104a〜nの全てからの出力を用いて考慮に入れることができる。
したがって、例では、プロセッサ110は、光センサ104a〜104nのそれぞれの位置で、それぞれの圧力と、燃料タンク102の傾斜の角度とに基づいて、燃料タンク102の燃料の高さ(H)を決定し、光センサ104a〜104nのそれぞれの高さ(H)によって決定された燃料の体積の合計に基づいて、燃料タンク102の燃料レベル測定値を決定する。
図7に示す例では、光センサ104aは燃料タンクの側面170に位置し、光センサ104b〜nは燃料タンク102の下部162に位置することが図示されているが、光センサは、燃料タンク102の表面、または燃料タンク102内において、この他にも多くの配置がなされてもよい。燃料タンク102が航空機130の翼132に取り付けられるときは、翼132は、より撓みが大きく、かつより柔軟なので、より多くの光センサを使用することで、燃料レベル測定値の精度を高めることができる。これとは対照的に、翼132がリジットウィング132であるときは、燃料レベル測定値の精度を高めるための光センサは、より少なくてもよい。同様に、翼が短ければ、翼が長い場合よりも、使用する光センサは少なくてもよい。翼の大きさや形状に応じて、任意の数の光センサが用いられてもよい。
図8は、一例により、燃料タンク102の燃料レベル測定値を決定する例示的な方法200のフローチャートを示す。図8に示す方法200は、例えば、図1に示すシステム100、および図2に示す航空機130に用いられ得る方法の例を示す。また、装置またはシステムは、図8に表す論理機能を実行するように、使用または構成することができる。場合によっては、装置および/またはシステムの構成部品は、この機能を実行するように構成でき、その結果、構成部品がこのような性能を可能にするように、(ハードウェアおよび/またはソフトウェアで)実際に構成および構築される。他の例で、装置および/またはシステムの構成部品は、特定の方法で動作されるとき等に、この機能の実行に適合し、実行を可能にし、または実行するのに適するように配置することができる。方法200は、ブロック202および204の1または複数によって示される、1または複数の動作、機能、またはアクションを含むことができる。ブロックは、順番通りに示されているが、これらのブロックは、また、並行して実行されてもよく、かつ/あるいは本明細書で述べられているのとは異なる順番で実行されてもよい。また、種々のブロックは、所望の実施方法に基づいて、組み合わせてより少ないブロックにしたり、別のブロックに分割したり、および/または除去したりしてもよい。
本明細書で開示される、これならびに他の工程および方法について、フローチャートは、この例の1つの考えられる実施方法の、機能および動作を示していることが理解されるべきである。これに関連して、各ブロックは、モジュール、セグメント、またはプログラムコードの一部を表すことができ、本工程で特定の論理機能またはステップを実施するための、プロセッサによって実行可能な1または複数の命令を含む。プログラムコードは、例えば、ディスクまたはハードディスクを含む記憶装置等の、任意の種類のコンピューター読み取り可能な媒体またはデータ記憶装置に記憶することができる。また、プログラムコードは、機械読み取り可能な形式で、コンピューター読み取り可能な記憶媒体において、あるいは他の非一時的な媒体または製品において符号化することができる。コンピューター読み取り可能な媒体は、例えば、レジスタメモリ、プロセッサキャッシュ、およびランダムアクセスメモリ(RAM)等の短期間のデータを記憶するコンピューター読み取り可能な媒体等の、非一時的なコンピューター読み取り可能な媒体、またはメモリを含むことができる。コンピューター読み取り可能な媒体は、また、例えば、読み出し専用メモリ(ROM)、光学または磁気ディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD−ROM)等の、二次的または永続的な長期間の記憶装置等の非一時的な媒体も含むことができる。コンピューター読み取り可能な媒体は、他の任意の揮発性または非揮発性の記憶システムであってもよい。コンピューター読み取り可能な媒体は、例えば、有形のコンピューター読み取り可能な記憶媒体と考えることができる。
また、図8の各ブロックは、本工程で特定の論理機能を実行するために配線される回路を表すことができる。代替的な実施方法が、本開示の例の範囲内に含まれ、機能は、関連する機能性に応じて、ほぼ同時または逆順での実行を含み、示され説明されたものとはバラバラの順番で実行できることが、当業者には当然理解されよう。
ブロック202において、方法200は、燃料タンク102の内部に取り付けられた複数の光センサ104から、それぞれの圧力を示す出力を受信するステップを含む。複数の光センサ104は、それぞれがセンサチップ140と、周囲圧力がセンサチップ140の基準圧力と異なると撓むダイヤフラム142とを含む。
いくつかの例では、燃料タンク102が水平でない場合に燃料タンク102の燃料レベル測定値を計算するように、温度センサの測定値、および飛行制御システムの測定値を含む追加の入力を受信してもよい。
ブロック204において、方法200は、複数の光センサ104の出力に基づいて、プロセッサ110によって、燃料タンク102の燃料レベル測定値を決定するステップを含む。燃料レベル測定値の決定は、前述の数式(1)〜(4)を用いて行われてもよい。
図9は、一例により、方法200で用いる例示的な方法のフローチャートを示す。ブロック206における機能は、第1の光センサ104aおよび第2の光センサ104bによって示される圧力の差と、燃料タンク102に含まれる燃料の比重との比率に基づいて、燃料タンク102の燃料の高さを決定するステップを含む。この例では、燃料タンク102の内部の複数の光センサ104の各位置は、燃料タンク102の下部162からの高さで表される。
図10は、一例により、方法200で用いる例示的な方法のフローチャートを示す。ブロック208における機能は、複数の光センサ104のそれぞれの位置で、それぞれの圧力と、燃料タンク102の傾斜の角度とに基づいて、燃料タンク102の燃料の高さを決定するステップを含み、ブロック210における機能は、複数の光センサ104のそれぞれの高さによって決定された燃料の体積の合計に基づいて、燃料タンク102の燃料レベル測定値を決定するステップを含む。
前述のシステム100は、光センサ104を用いて、現行の燃料量表示システム(FQIS)を、燃料タンク102内に金属を必要としない、本質的にEMIに対して安全な新しいシステムに置き換えることができる。例えば、光ファイバ束106を用いることによって、燃料タンク102内に金属配線は必要なく、過剰な支持体も必要としない。燃料タンク102内での銅配線の使用を排除することが所望されているが、光ファイバ束106を用いることで、これが可能になる。これにより、システム重量および製造時間が削減される。
航空機燃料レベル測定値用のフォトニック結晶圧力センサの例示的な用途によって、翼の撓み、および飛行力学の影響下にあるときに、燃料レベル測定値を計算することが可能になる。システム100を用いることによる例示的な利点には、完全に密閉された低出力の光線を使用し、燃料との干渉がなく、燃料タンク102内に点火源がないので、点火要件を満たすことがなく、圧力測定の精度が高いことが含まれる。光センサ104は、既存の容量式センサに比べて軽量なため、システム100は、既存の燃料計量システムから、重量を大幅に削減する可能性を有する。
燃料タンク等の分野では、熱や安全上の懸念等の条件から生じる環境が、困難な設計上の課題に繋がる場合があるが、システム100は、このような分野に用いることができる。
また、本開示は、以下の項に基づく例を含む。
項1.燃料タンク(102)と、
燃料タンク(102)の内部に取り付けられた、複数の光センサ(104)であって、複数の光センサ(104)は、センサチップ(140)、および周囲圧力がセンサチップ(140)の基準圧力と異なるときに撓む、ダイヤフラム(142)をそれぞれ含む、複数の光センサ(104)と、
複数の光センサ(104)のそれぞれに光を誘導するために、複数の光センサ(104)のそれぞれに接続された光ファイバ(108)を有する、光ファイバ束(106)と、
それぞれの圧力を示す複数の光センサ(104)の出力を受信し、複数の光センサ(104)の出力に基づいて、燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定する、光ファイバ束(106)に接続された1または複数のプロセッサ(110)と
を備える、システム(100)。
項2.燃料タンク(102)が、上部(160)、下部(162)、および側面(164〜170)を有し、複数の光センサ(104)の各センサが、少なくとも側面(164〜170)および下部(162)に配置される、項1に記載のシステム(100)。
項3.複数の光センサ(104)が、燃料タンク(102)の燃料の中に沈み、複数の光センサ(104)の出力が変化する、項1に記載のシステム(100)。
項4.光ファイバ束(106)が、1箇所で燃料タンク(102)に入り、燃料タンク(102)の内部に配置されて、複数の光センサ(104)の各位置において、各光ファイバ(108)で終端する、項1に記載のシステム(100)。
項5.複数の光センサ(104)の出力が、各ダイヤフラム(142)からの反射光を含み、1または複数のプロセッサ(110)が、反射光に基づいてそれぞれの圧力を決定する、項1に記載のシステム(100)。
項6.燃料レベル測定値が、燃料タンク(102)の燃料の体積を含む、項1のシステム(100)。
項7.複数の光センサ(104)が、燃料タンク(102)の内部の温度を決定するための出力をさらに提供する、項1に記載のシステム(100)。
項8.光を生成するための、光ファイバ束(106)に結合された光源(126)をさらに含む、項1に記載のシステム(100)。
項9.燃料タンク(102)の内部の複数の光センサ(104)の各位置が、燃料タンク(102)の下部からの高さで表され、
1または複数のプロセッサ(110)が、第1の光センサ(104a)および第2の光センサ(104b)によって示される圧力の差と、燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重との比率に基づいて、燃料タンク(102)の燃料の高さを決定する、
項1に記載のシステム(100)。
項10.1または複数のプロセッサ(110)が、燃料タンク(102)の内部の温度に基づき、かつ密度/温度のグラフを参照して、燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重を決定する、項1に記載のシステム(100)。
項11.1または複数のプロセッサ(110)が、燃料の重量の差を決定するための複数の光センサ(104)のうち、2つのセンサの出力の差と、燃料の単位体積毎の重量を計算するための、2つのセンサ同士の間の既知の距離とに基づいて、燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重を決定する、項1に記載のシステム(100)。
項12.1または複数のプロセッサ(110)が、燃料タンク(102)のロール、ピッチ、ヨーのうちの1または複数に関する情報をさらに受信し、
1または複数のプロセッサ(110)が、第1の光センサ(104a)、および第2の光センサ(104b)、ならびに燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重によって示された圧力の差の比率と、燃料タンク(102)のロール、ピッチ、ヨーのうちの1または複数に関する情報から決定された、燃料タンク(102)の傾斜の角度とに基づいて、燃料タンク(102)の燃料の高さを決定する、
項1に記載のシステム(100)。
項13.1または複数のプロセッサ(110)が、それぞれの圧力、および燃料タンク(102)の傾斜の角度に基づいて、複数の光センサ(104)のそれぞれの位置で、燃料タンク(102)の燃料の高さを決定し、
1または複数のプロセッサ(110)が、複数の光センサ(104)のそれぞれの高さによって決定された通りの燃料の体積の合計に基づいて、燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定する、
項1に記載のシステム(100)。
項14.航空機(130)であって、
航空機(130)の翼(132)、および機体(134)の1または複数に配置された、燃料タンク(102)と、
燃料タンク(102)の内部に取り付けられた、複数の光センサ(104)であって、複数の光センサ(104)は、センサチップ(140)、および周囲圧力がセンサチップ(140)の基準圧力と異なるときに撓む、ダイヤフラム(142)をそれぞれ含む、複数の光センサ(104)と、
複数の光センサ(104)のそれぞれに光を誘導するために、複数の光センサ(104)のそれぞれに接続された光ファイバ(108)を含む、光ファイバ束(106)と、
それぞれの圧力を示す複数の光センサ(104)の出力を受信し、複数の光センサ(104)の出力に基づき、かつ翼の撓み、および飛行力学を考慮に入れて、燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定する、光ファイバ束(106)に接続された、1または複数のプロセッサ(110)と
を備える、航空機(130)。
項15.光を生成するための、光ファイバ束(106)に結合された光源(126)をさらに含む、項14に記載の航空機(130)。
項16.燃料タンク(102)の内部の複数の光センサ(104)の各位置が、燃料タンク(102)の下部(162)からの高さで表され、
1または複数のプロセッサ(110)が、第1の光センサ(104a)および第2の光センサ(104b)によって示される圧力の差と、燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重との比率に基づいて、燃料タンク(102)の燃料の高さを決定する、
項14に記載の航空機(130)。
項17.1または複数のプロセッサ(110)が、複数の光センサ(104)のそれぞれの位置で、それぞれの圧力、および飛行力学による燃料タンク(102)の傾斜の角度に基づいて、燃料タンク(102)の燃料の高さを決定し、
1または複数のプロセッサ(110)が、複数の光センサ(104)のそれぞれの高さによって決定された通りの燃料の体積の合計に基づいて、燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定する、
項14に記載の航空機(130)。
項18.燃料タンク(102)の内部に取り付けられた、複数の光センサ(104)から、それぞれの圧力を示す出力を受信するステップ(202)であって、複数の光センサ(104)は、センサチップ(140)、および周囲圧力がセンサチップ(140)の基準圧力と異なるときに撓む、ダイヤフラム(142)をそれぞれ含む、受信するステップ(202)と、
複数の光センサ(104)の出力に基づいて、1または複数のプロセッサ(110)によって、燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定するステップ(204)と
を含む、燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定する方法(200)。
項19.燃料タンク(102)の内部の複数の光センサ(104)の各位置が、燃料タンク(102)の下部(162)からの高さで表され、
第1の光センサ(104a)および第2の光センサ(104b)によって示される圧力の差と、燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重との比率に基づいて、燃料タンク(102)の燃料の高さを決定するステップ(206)
をさらに含む、項18に記載の方法。
項20.複数の光センサ(104)のそれぞれの位置で、それぞれの圧力と、燃料タンク(102)の傾斜の角度とに基づいて、燃料タンク(102)の燃料の高さを決定するステップ(208)と、
複数の光センサ(104)のそれぞれの高さによって決定された燃料の体積の合計に基づいて、燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定するステップ(210)と
をさらに含む、項18に記載の方法。
種々の有利な配置の説明は、例示および説明の目的で提示されており、全てを述べ尽くそうとするものでも、開示された形式の例に限定することを意図するものでもない。多数の変更および変種が、当業者にとって明らかであろう。また、異なる有利な例によって、他の有利な例と比較して、異なる利点を説明することができる。選択された1または複数の例は、例の原理および実際の応用を最も上手く解説すると共に、想定される特定の用途に適した、種々の変更を伴う種々の例の開示を当業者にとって理解可能にするために、選択および説明されている。
100 システム
102 燃料タンク
104、104a〜104n 光センサ
106 光ファイバ束
108 光ファイバ
110 プロセッサ
112 演算装置
114 通信インターフェース
116 データ記憶装置
118 出力インターフェース
120 表示装置
122 通信バス
124 命令
126 光源
130 航空機
132 翼
134 機体
136 飛行制御システム
140 センサチップ
142 ダイヤフラム
144 フェルール
146 接着剤
148 基準圧力空隙部
150 ファイバ端面(第1の反射体)
152 第2の反射体
160 上部
162 下部
164 側面
166 側面
168 側面
170 側面
H 高さ
W 幅
L 長さ

Claims (15)

  1. 燃料タンク(102)と、
    前記燃料タンク(102)の内部に取り付けられた、複数の光センサ(104)であって、前記複数の光センサ(104)は、センサチップ(140)、および周囲圧力が前記センサチップ(140)の基準圧力と異なるときに撓む、ダイヤフラム(142)をそれぞれ含む、複数の光センサ(104)と、
    前記複数の光センサ(104)のそれぞれに光を誘導するために、前記複数の光センサ(104)のそれぞれに接続された光ファイバ(108)を含む、光ファイバ束(106)と、
    それぞれの圧力を示す前記複数の光センサ(104)の出力を受信し、前記複数の光センサ(104)の前記出力に基づいて、前記燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定するために、前記光ファイバ束(106)に接続された、1または複数のプロセッサ(110)と
    を備える、システム(100)。
  2. 前記燃料タンク(102)が、上部(160)、下部(162)、および側面(164〜170)を有し、前記複数の光センサ(104)の各センサが、少なくとも側面(164〜170)および前記下部(162)に配置され、前記複数の光センサ(104)が、前記燃料タンク(102)の燃料の中に沈むと、前記複数の光センサ(104)の前記出力が変化する、請求項1に記載のシステム(100)。
  3. 前記光ファイバ束(106)が、1箇所で前記燃料タンク(102)に入り、前記燃料タンク(102)の内部に配置されて、前記複数の光センサ(104)の各位置において、各光ファイバ(108)で終端する、請求項1または2に記載のシステム(100)。
  4. 前記複数の光センサ(104)の前記出力が、各ダイヤフラム(142)からの反射光を含み、前記1または複数のプロセッサ(110)が、前記反射光に基づいてそれぞれの圧力を決定する、請求項1から3のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  5. 前記燃料レベル測定値が、前記燃料タンク(102)の燃料の体積を含み、前記複数の光センサ(104)が、前記燃料タンク(102)の内部の温度を決定するための出力をさらに提供する、請求項1から4のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  6. 前記光を生成するための、前記光ファイバ束(106)に結合された光源(126)をさらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  7. 前記燃料タンク(102)の内部の前記複数の光センサ(104)の各位置が、前記燃料タンク(102)の下部からの高さで表され、
    前記1または複数のプロセッサ(110)が、第1の光センサ(104a)および第2の光センサ(104b)によって示される圧力の差と、前記燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重との比率に基づいて、前記燃料タンク(102)の燃料の高さを決定する、
    請求項1から6のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  8. 前記1または複数のプロセッサ(110)が、前記燃料タンク(102)の内部の温度に基づき、かつ密度/温度のグラフを参照して、前記燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重を決定する、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  9. 前記1または複数のプロセッサ(110)が、(i)燃料の重量の差を決定するための前記複数の光センサ(104)のうち、2つのセンサの出力の差と、(ii)前記燃料の単位体積毎の重量を計算するための、前記2つのセンサ同士の間の既知の距離と、に基づいて、前記燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重を決定する、請求項1から7のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  10. 前記1または複数のプロセッサ(110)が、前記燃料タンク(102)のロール、ピッチ、ヨーのうちの1または複数に関する情報をさらに受信し、
    前記1または複数のプロセッサ(110)が、(i)第1の光センサ(104a)、および第2の光センサ(104b)によって示された圧力の差と、前記燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重との比率、ならびに(ii)前記燃料タンク(102)の前記ロール、前記ピッチ、前記ヨーのうちの1または複数に関する前記情報から決定された、前記燃料タンク(102)の傾斜の角度に基づいて、前記燃料タンク(102)の燃料の高さを決定する、
    請求項1から9のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  11. 前記1または複数のプロセッサ(110)が、前記複数の光センサ(104)のそれぞれの位置で、前記それぞれの圧力、および前記燃料タンク(102)の傾斜の角度に基づいて、前記燃料タンク(102)の燃料の高さを決定し、
    前記1または複数のプロセッサ(110)が、前記複数の光センサ(104)のそれぞれの前記高さによって決定された燃料の体積の合計に基づいて、前記燃料タンク(102)の前記燃料レベル測定値を決定する、
    請求項1から9のいずれか一項に記載のシステム(100)。
  12. 航空機(130)であって、
    前記航空機(130)の1または複数の翼(132)および機体(134)に配置された、燃料タンク(102)と、
    前記燃料タンク(102)の内部に取り付けられた、複数の光センサ(104)であって、前記複数の光センサ(104)は、センサチップ(140)、および周囲圧力が前記センサチップ(140)の基準圧力と異なるときに撓む、ダイヤフラム(142)をそれぞれ含む、複数の光センサ(104)と、
    前記複数の光センサ(104)のそれぞれに光を誘導するために、前記複数の光センサ(104)のそれぞれに接続された光ファイバ(108)を含む、光ファイバ束(106)と、
    それぞれの圧力を示す前記複数の光センサ(104)の出力を受信し、前記複数の光センサ(104)の前記出力に基づき、かつ前記翼の撓み、および飛行力学を考慮に入れて、前記燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定するために、前記光ファイバ束(106)に接続された、1または複数のプロセッサ(110)と
    を備える、航空機(130)。
  13. 燃料タンク(102)の内部に取り付けられた複数の光センサ(104)から、それぞれの圧力を示す出力を受信するステップ(202)であって、前記複数の光センサ(104)は、センサチップ(140)、および周囲圧力が前記センサチップ(140)の基準圧力と異なるときに撓む、ダイヤフラム(142)をそれぞれ含む、ステップ(202)と、
    前記複数の光センサ(104)の前記出力に基づいて、1または複数のプロセッサ(110)によって、前記燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定するステップ(204)と
    を含む、燃料タンク(102)の燃料レベル測定値を決定する方法(200)。
  14. 前記燃料タンク(102)の内部の前記複数の光センサ(104)の各位置が、前記燃料タンク(102)の下部(162)からの高さで表され、
    前記方法が、第1の光センサ(104a)および第2の光センサ(104b)によって示される圧力の差と、前記燃料タンク(102)に含まれる燃料の比重との比率に基づいて、前記燃料タンク(102)の燃料の高さを決定するステップ(206)をさらに含む、
    請求項13に記載の方法。
  15. 前記複数の光センサ(104)のそれぞれの位置で、前記それぞれの圧力と、前記燃料タンク(102)の傾斜の角度とに基づいて、前記燃料タンク(102)の燃料の高さを決定するステップ(208)と、
    前記複数の光センサ(104)のそれぞれの前記高さによって決定された燃料の体積の合計に基づいて、前記燃料タンク(102)の前記燃料レベル測定値を決定するステップ(210)と
    をさらに含む、請求項13に記載の方法。
JP2017130147A 2016-08-22 2017-07-03 光センサを用いて燃料タンクの燃料レベル測定値を決定するシステムおよび方法 Pending JP2018031772A (ja)

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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10126158B2 (en) 2016-08-22 2018-11-13 The Boeing Company Systems and methods for determining a fuel level measurement of a fuel tank using optical sensor
CN108332780B (zh) * 2017-01-10 2020-11-10 派克汉尼芬公司 光学供电的传感器校准数据存储模块
US10641645B2 (en) * 2017-09-28 2020-05-05 Simmonds Precision Products, Inc. Integral fluid measurement system
US20200148392A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 The Boeing Company Fuel Tank Testing System
CN110987118B (zh) * 2019-12-26 2020-09-22 长沙华时捷环保科技发展股份有限公司 一种测量熔融硫磺液位的方法
CN111735517B (zh) * 2020-07-13 2023-10-20 浙江聚励云机械科技有限公司 液位测量方法
EP3961163A1 (en) * 2020-08-31 2022-03-02 Simmonds Precision Products, Inc. Fluid quantity sensor system
US20230251122A1 (en) * 2022-02-09 2023-08-10 Simmonds Precision Products, Inc. Optical fabry-perot based liquid level sensors

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62179611A (ja) * 1986-02-03 1987-08-06 Yokogawa Electric Corp 飛行体の燃料重量残量測定装置
US5026984A (en) * 1990-01-16 1991-06-25 Sperry Marine, Inc. Methods for sensing temperature, pressure and liquid level and variable ratio fiber optic coupler sensors therefor
US5138559A (en) * 1989-08-28 1992-08-11 The Boeing Company System and method for measuring liquid mass quantity
JPH06331416A (ja) * 1993-05-27 1994-12-02 Yamatake Honeywell Co Ltd 液体の状態量検出装置
JP2000292287A (ja) * 1999-04-12 2000-10-20 Tokimec Inc 圧力温度測定装置
JP2001318016A (ja) * 2000-05-11 2001-11-16 Yokogawa Electric Corp ダイアフラムシール型差圧測定装置
JP2002013962A (ja) * 2000-05-12 2002-01-18 Eaton Corp 液量監視装置及びそのための監視方法
JP2004512518A (ja) * 2000-10-26 2004-04-22 シモンズ・プレシジョン・プロダクツ・インコーポレーテッド 多重モデル状態推定器を用いる耐故障性液体測定システム
JP2008540232A (ja) * 2005-05-11 2008-11-20 イノヴェイティヴ ソリューションズ アンド サポート インコーポレイテッド 圧力に基づいた航空機燃料容量監視システム及び方法
JP2010504512A (ja) * 2006-09-20 2010-02-12 エアバス 機載された計測プローブのための多センサ測定装置
US20130325219A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-05 Airbus Operations (Sas) Method and device for automatically estimating a degradation in fuel consumption and in drag of an aircraft
JP2015502536A (ja) * 2011-11-21 2015-01-22 ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company 燃料監視無線システム
US20150153212A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 Airbus Operations Limited Fuel surface height measurement
US20150177132A1 (en) * 2012-06-27 2015-06-25 Oxsensis Ltd Optical sensor

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2052893U (zh) * 1989-07-29 1990-02-14 辽河石油勘探局油气管理处 光纤油罐储量计量装置
JP3159474B2 (ja) * 1991-06-20 2001-04-23 国際計測器株式会社 タイヤホイールのバランスウェイト装着装置
IT1317767B1 (it) * 2000-05-31 2003-07-15 Gigi Molina Brevetti Plastici Apparecchio per controllare il livello di un liquido
US20030010115A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-16 Kelley Ronald J. Means for measuring the liquid level in a reservoir for a fuel cell
DE10225934B4 (de) * 2002-06-11 2010-08-19 Robert Bosch Gmbh Faseroptischer Drucksensor
WO2012090210A1 (en) * 2010-12-28 2012-07-05 The Scecretary, Department Of Atomic Enrgy, Govt. Of India Micromachined metal diaphragm based fabry-perot fiberoptic sensor system and data processing involving the same
GB201220658D0 (en) 2012-11-16 2013-01-02 Airbus Operations Ltd Time domain reflectometry fuel gauge
US11988539B2 (en) * 2013-10-09 2024-05-21 Parker-Hannifin Corporation Aircraft fluid gauging techniques using pressure measurements and optical sensors
RU2564683C1 (ru) * 2014-03-27 2015-10-10 Татьяна Ивановна Мурашкина Волоконно-оптический уровнемер и способ его изготовления
GB2528113A (en) * 2014-07-10 2016-01-13 Airbus Operations Ltd Aircraft fuel system
US10053269B2 (en) * 2015-02-09 2018-08-21 The Boeing Company Multi-functional fiber optic fuel sensor system having a photonic membrane
US10126158B2 (en) 2016-08-22 2018-11-13 The Boeing Company Systems and methods for determining a fuel level measurement of a fuel tank using optical sensor

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62179611A (ja) * 1986-02-03 1987-08-06 Yokogawa Electric Corp 飛行体の燃料重量残量測定装置
US5138559A (en) * 1989-08-28 1992-08-11 The Boeing Company System and method for measuring liquid mass quantity
US5026984A (en) * 1990-01-16 1991-06-25 Sperry Marine, Inc. Methods for sensing temperature, pressure and liquid level and variable ratio fiber optic coupler sensors therefor
JPH06331416A (ja) * 1993-05-27 1994-12-02 Yamatake Honeywell Co Ltd 液体の状態量検出装置
JP2000292287A (ja) * 1999-04-12 2000-10-20 Tokimec Inc 圧力温度測定装置
JP2001318016A (ja) * 2000-05-11 2001-11-16 Yokogawa Electric Corp ダイアフラムシール型差圧測定装置
JP2002013962A (ja) * 2000-05-12 2002-01-18 Eaton Corp 液量監視装置及びそのための監視方法
JP2004512518A (ja) * 2000-10-26 2004-04-22 シモンズ・プレシジョン・プロダクツ・インコーポレーテッド 多重モデル状態推定器を用いる耐故障性液体測定システム
JP2008540232A (ja) * 2005-05-11 2008-11-20 イノヴェイティヴ ソリューションズ アンド サポート インコーポレイテッド 圧力に基づいた航空機燃料容量監視システム及び方法
JP2010504512A (ja) * 2006-09-20 2010-02-12 エアバス 機載された計測プローブのための多センサ測定装置
JP2015502536A (ja) * 2011-11-21 2015-01-22 ザ・ボーイング・カンパニーTheBoeing Company 燃料監視無線システム
US20130325219A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-05 Airbus Operations (Sas) Method and device for automatically estimating a degradation in fuel consumption and in drag of an aircraft
US20150177132A1 (en) * 2012-06-27 2015-06-25 Oxsensis Ltd Optical sensor
US20150153212A1 (en) * 2013-11-29 2015-06-04 Airbus Operations Limited Fuel surface height measurement

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