JP6492168B2 - 能動支持ロッド測定システムを有する貯蔵タンク - Google Patents

Description

本発明は、能動測定システムを有する貯蔵タンクに関し、特に、支持機構に関連付けられた能動測定システムを有する貯蔵タンクに関する。

〔先願出願への相互参照〕
本出願は、本明細書に完全に示されるかのように全ての目的に対して引用によってこれにより組み込まれる２０１４年５月２９日出願の米国仮特許出願第６２／００４，５８５号から利益を主張するものである。

液体及び／又は固体物質を貯蔵するように構成された多くのタイプのタンクが存在する。そのようなタンクに対してタンクがその容量に近づいているか否かを知ることは有益である。歴史的に、タンクの中にドリルで孔が開けられ、プローブ及びセンサが挿入され、かつ電子機器が取りつけられた目立つシステムが利用されてきた。このタイプのシステムは、典型的には、汚れてきたプローブ及びセンサによる故障に悩まされており、それによってタンクの読取エラー及び早期停止を引き起こしている。これへの対処として、技術者は、センサのうちの１つが故障した又は汚れた場合に冗長性の理由のために複数のセンサを装着してきた。これに加えて、技術者はまた、センサを洗浄するタンク内の精巧な洗浄ノズルを設置した。最後に、システムの保守は、タンク内のセンサ及び関連の物質の位置のために容易ではなく又は時間効率がよくない。これらのシステムでさえも、依然として頻繁に故障する。

プローブ及びセンサが汚れ、それによって読取エラー及び早期停止を引き起こすことにより故障に悩まされているタンク測定システムの１つのタイプは、航空機の洗面所からの洗面所廃棄物を貯蔵するタンクの測定システムの使用である。そのようなタンクは、洗面所廃棄物から故障又は汚れる確率が増加する。センサを洗浄するタンク内の上述の精巧な洗浄ノズルは、航空機が運ぶ必要がある重い水を更に無駄にする。更に、システムの保守は、それが洗面所廃棄物との接触を伴うので衛生的ではない。最後に、洗面所の機能性は、乗客の利便性及び快適性などに対処するために民間航空機においては重要である。これに関して、誤ってタンク満杯を示している航空機洗面所は、航空機乗客及び航空機オペレータに対して望ましくない状況を呈する。

従って、より正確でより信頼することができ、維持するのにあまり手がかからないタンク測定システムの必要性が存在する。更に、乗客の快適性及び利便性に関してより高い利用性を有する航空機の洗面所と共に使用するタンク測定システムの必要性が存在する。

本発明の開示の態様により、タンクのための測定システムは、物質を収容するように構成されたタンクと、タンクを支持して各々が負荷測定センサを含む複数の支持機構と、負荷測定センサに応答してタンクに収容された物質の量を決定するように構成された重量測定回路とを含む。

本発明の開示の態様により、タンクのための測定方法は、物質を収容するように構成されたタンクを配置する段階と、タンクを支持する複数の支持機構を配置する段階と、複数の支持機構の各々を用いて、負荷測定センサを配置する段階と、負荷測定センサに応答してタンクに収容された物質の量を決定する段階とを含む。

開示のシステムは、目立たないものである。本発明の開示のシステムを航空機に使用する時に、システムは、航空機内に又は他の機械、施設、及び位置内にタンクを保持するロッド又は他の支持機構の中に組み込むことができる。タンクは、航空機の胴体（機体）内のロッドから垂れ下がる場合がある。それらの支持機構の各々は、タンクの重量に比例した出力信号を発生することができる。航空機が傾き又は転回すると、ロッドの各々に対するそのような力ベクトルは、結果的として異なる場合がある。電子機器は、ロッドの出力信号を解析し、結果に基づいて内容物レベルを決定することができる。１つのロッドが故障する場合に、ソフトウエアアルゴリズムは、補償することができる。センサのための孔は、タンク内に穿孔する必要がなく、全ての測定値は、航空機に使用される装着方法を通じて外部から生成することができる。

本発明は、携帯式飲料水タンク、家庭用排水タンク、貨物重量測定、負荷及び均衡測定、及び飛行試験計器測定などの他の用途に等しく適用可能である。本発明は、不適正に機能するセンサ入力に起因する保守遅延を更に低減又は排除する。最後に、タンクは、より少ない点検口を有するより簡単な構成を有することができ、タンクは、こうしてより廉価に製造することができ、システムはより高い信頼性を有することができる。

本発明の開示の追加の特徴、利点、及び態様は、以下の詳細説明、図面、及び特許請求の範囲に示され又はその考察から明らかであろう。更に、本発明の開示の上述の概要及び以下の詳細説明の両方は、例示的であり、特許請求の範囲に説明される開示の範囲を制限することなく、更なる説明を提供するように意図していることは理解されるものとする。

本発明の開示の更なる理解を提供するように含まれる添付の図面は、本明細書の一部に組み込まれてこれを構成し、本発明の開示の態様を示し、詳細説明と共に本発明の開示の原理を説明するように機能する。本発明の開示及びそれを実施することができる様々な方法の基本的な理解に対して必要以上に詳細な開示の構造的詳細を示そうという試みは為されていない。

本発明の開示の原理によって構成されたタンク測定システムを示す図である。 本発明の開示の原理による支持ロッドを示す図である。 図２による支持ロッドの詳細を示す図である。 本発明の開示の原理による別の支持ロッドを示す図である。 図４による支持ロッドの詳細を示す図である。 本発明の開示の原理によるロードセル（load cell）の切り欠き図である。 本発明の開示の原理による測定回路を示す図である。 本発明の開示の原理によるクレードル装着配置で配置されたタンクを示す図である。 本発明の開示の原理によるフランジ装着配置で配置されたタンクを示す図である。 本発明の開示の原理によるデジタルプロセッサと共に測定回路を示す図である。

本発明の開示の態様及びその様々な特徴及び有利な詳細は、添付の図面に説明され及び／又は示されており、以下の説明で詳述される非限定的態様及び実施例を参照してより完全に説明される。図面に示す特徴は、必ずしも縮尺通りに描かれておらず、１つの態様の特徴は、たとえ本明細書で明記されていなくても熟練技術者が認識する時に他の態様と共に使用することができることに注意しなければならない。公知の構成要素及び処理技術の説明は、本発明の開示の態様を不要に曖昧にしないように省略される場合がある。本明細書に使用する実施例は、単に開示を実施することができる方法の理解を容易にし、当業者が開示の態様を更に実施することを可能にすることを意図している。従って、本明細書の実施例及び態様は、専ら特許請求の範囲及び適用方法によって定められる開示の範囲を制限すると解釈すべきではない。更に、同様の参照番号は、図面のいくつかの図を通して類似の部品を表すことに注意されたい。

図１は、本発明の開示の原理によって構成されたタンク測定システムを示している。特に、図１は、測定システム１００を示している。洗面所内の開示の測定システム１００の使用は、単に例示である。多くの他のシステムが考えられており、他の航空機応用に対して本明細書の開示の教示を利用することができる。更に、他の非航空機応用も考えられている。測定システム１００は、タンクの重量及び内容物を管理するのに有用であると考えられるあらゆる用途に使用することができる。

図１に更に示す測定システム１００は、タンク１０２を含むことができる。タンク１０２は、支持ロッド１０４のようないくつかの支持機構によって航空機内に支持することができる。４つの支持ロッド１０４が、図１に示されている。しかし、あらゆる数の支持ロッド１０４を利用することができる。これに加えて、クレードル（図８のクレードル８００を参照）及びビーム９０２（図９のビーム９０２を参照）などの他のタイプの支持機構を利用することができる。タンク１０２はまた、いくつかの他の構成要素と共に物質を受け入れて、航空機内でタンク１０２を完全に実施するための入力部（図示せず）を含むことができる。航空機洗面所と併せて実施する時に、入力部は、洗面所廃棄物を受け入れることができる。１つの態様において、タンク１０２は、様々な向きでタンク１０２を支持するのに使用することができ、かつタンク１０２への支持ロッド１０４のような支持機構の接続のために使用することができる１又は２以上のフランジ１０６を有することができる。しかし、タンク１０２は、他の方法で支持機構によって支持することができる。

飛行機使用との関連で、タンク１０２は、飛行機の外部からアクセス可能である。地上職員は、飛行機（図示せず）の胴体（図示せず）の下のパネルを通じてタンク１０２にアクセスしてサービスすることができる。他の構成において、地上職員は、飛行機（図示せず）の胴体（図示せず）内のタンク１０２にアクセスしてサービスすることができる。

測定回路７００（図７により詳細に説明する）は、支持ロッド１０４のような支持機構の各々に接続又は作動的にリンクすることができる。測定回路７００は、タンク１０２の重量を測定することができる負荷アセンブリ（図２のロードセル２０６）を含むことができる。

図２は、本発明の開示の原理による支持ロッド１０４を示している。特に、図２は、タンク１０２を支持するのに使用する支持機構のうちの１つとすることができる支持ロッド１０４を示している。支持ロッド１０４は、調節可能なクレビス（Ｕ字形金具）アセンブリ２０８及び固定のクレビスアセンブリ２０４を含むことができる。調節可能クレビスアセンブリ２０８及び固定クレビスアセンブリ２０４のうちの一方は、図１に示すタンク１０２に接続することができ、調節可能クレビスアセンブリ２０８及び固定クレビスアセンブリ２０４のうちの他方は、タンク１０２を支持するために航空機構造に接続することができる。支持ロッド１０４のような支持機構は、フランジ１０８においてタンク１０２に取りつけることができる。

支持ロッド１０４は、様々な寸法及び材料などで構成することができる。１つの態様において、支持ロッド１０４は、直径１．０インチであり、０．８３インチ厚の壁を有することができる。これに加えて、１つの態様において、支持ロッド１０４は、アルミニウムから構成することができる。特に、支持ロッド１０４は、かしめの後にアルミニウム２０３４−Ｔ３Ｈ／Ｔから−Ｔ４２までで構成することができる。支持ロッド１０４は、内径部分上の１つの被覆と外径部分上の２つの被覆を有するＭＢＳ１０−１１下塗りを含むことができる。更に、支持ロッド１０４は、長さ約１４インチとすることができる。支持ロッド１０４の他の実施も考えられている。

支持ロッド１０４は、タンク１０２の負荷のような支持ロッド１０４に作用する負荷を測定するように構成された変換器のロードセルアセンブリ２０６又は他の形態を更に含むことができる。ロードセルアセンブリ２０６は、油圧、空気圧、及び歪みゲージなどを含むいくつかの様々な技術で実施することができる。ロードセルを参照するが、支持ロッド１０４内の負荷の測定は、歪みゲージなどを含むあらゆるタイプのセンサによって達成することができるように更に考えられている。測定機器の他の実施例は、力センサ及び変換器、圧電変換器及び座金、力測定軸受、ジャーナル、及びローラなどを含むことができる。これに加えて、センサは、支持ロッド１０４の一部であると示されているが、他の位置もセンサに対して考えられている。タンク１０２のための他の支持機構はまた、そのような測定機器のうちの１又は２以上を使用することができる。

ロードセル２０６の出力は、センサケーブル２１４を通じて伝達することができる。センサケーブル２１４はまた、電力をロードセルアセンブリ２０６に供給することができる。センサケーブル２１４は、追加の機能性も提供することができる。これに加えて又はこれに代えて、ロードセル２０６の出力は、単に、本明細書で定義するように通信チャネルで無線又は有線で送信することができる。

支持ロッド１０４は、旋回アセンブリ２１０を更に含み、調節可能クレビスアセンブリ２０８が支持ロッド１０４に対して回転することを可能にすることができる。支持ロッド１０４は、１又は２以上の機械的ファスナ２１２を更に含むことができる。１つの態様において、機械的ファスナ２１２は、１又は２以上の六角ナット、ロッキング構成要素、及び座金を含むことができるＮＡＳ１１９３Ｋ７及びＮＡＳ１４２３Ｃ７を含むことができる。

図３は、図２による支持ロッド１０４の１つの態様の詳細を示している。特に、支持ロッド１０４は、１つの態様において、調節可能クレビスアセンブリ２０８に接続されたロッド部分３１２を含むことができる。ロッド部分３１２は、ロッドハウジング３１４の中に延びることができる。ロッド部分３１２は、保持リング３１０を更に含むことができる。更に、ロッドハウジング３１４は、雄旋回インサート３０４を受け入れる雌旋回インサート３０２を含むことができる。旋回ワイヤ３０６を雌旋回インサート３０２と雄旋回インサート３０４の間に配置することができる。これに加えて、Ｏリング３０８を雌旋回インサート３０２と雄旋回インサート３０４の間に配置することができる。この構成により、支持ロッド１０４が安全な方法で調節可能クレビスアセンブリ２０８に接続され、タンク１０２から支持ロッド１０４を通じて引張又は圧縮負荷を伝達することを可能にする。

図４は、本発明の開示の原理による別の支持ロッド１０４を示している。特に、図４に示す支持ロッド１０４は、機械的ファスナ４０４と共に「バーニア」調節インサート４０２を含むことができる。機械的ファスナ４０４は、ＮＡＳ１１９３Ｋ９及びＮＡＳ１４２３Ｃ９を含むことができる。ＮＡＳ１１９３Ｋ９及びＮＡＳ１４２３Ｃ９ファスナは、鋸歯状座金、六角ナット、及びボルトなどを含むことができる。

図５は、図４による支持ロッド１０４の詳細を示している。特に、図５は、ネジ山付きインサート５０２を受け入れるロッドハウジング５０４を示している。ネジ山付きインサート５０２は、「バーニア」インサート４０２内に配置されたロッド５０６を更に受け入れる。機械的ファスナ２１２及び４０４は、ロッドハウジング５０４に対してロッド５０６を維持するのを助けることができる。この構成により、支持ロッド１０４が安全な方法で調節可能クレビスアセンブリ２０８に接続され、タンク１０２から支持ロッド１０４を通じて引張又は圧縮負荷を伝達することを可能にする。

図６は、本発明の開示の原理によるロードセル２０６の切り欠き図である。特に、ロードセル２０６は、電力をロードセル２０６に供給し、ロードセル２０６から荷重信号を受信するケーブル２１４を含むことができる。ケーブル２１４は、チューブ圧着６０２及び歪み緩和アセンブリ６０４を含み、ロードセル２０６に対して作動的方式でケーブル２１４を維持することができる。ロードセル２０６は、歪み緩和アセンブリ６０４に接続するハウジング６１０を更に含むことができる。歪み緩和アセンブリ６０４は、ハウジング６１０に接続するレーザ溶接部分６１２を含むことができる。これに加えて又はこれに代えて、ハウジング６１０は、気密密封構成を提供するように閉鎖されてレーザ溶接することができる。ロードセル２０６は、ハウジング内に配置されたプリント基板６１４を更に含むことができる。プリント基板６１４は、ロードセル２０６から信号を受信し、ロードセル２０６に電力を供給し、ロードセル２０６に対して信号調節を行うことができる等々である。ハウジング６１０は、Ｏリング６１６を更に含み、ロードセル２０６内の様々な構成要素を気密密封することができる。Ｏリング６１６は、リン酸エステル系流体抵抗材料から構成することができる。ロードセル２０６は、カバー６１８を更に含み、その中の構成要素を更に保護することができる。カバー６１８は、ハウジング６１０に接続するレーザ溶接部分６２０を含むことができる。これに加えて、ハウジング６１０は、識別目的のために固有の製造番号印し６２２を含むことができる。最後に、ロードセル２０６は、キャップ部分６０８を含み、それを更に気密密封することができる。

図７は、本発明の開示の原理による測定回路７００を示している。特に、測定回路７００は、前側左センサ７０２、前側右センサ７０４、後側左センサ７０６、及び後側右センサ７０８のような支持ロッド１０４の各々に関連付けられたロードセル２０６の各々への接続部を含むことができる。前側左センサ７０２は、センサ調整器７１０を含むことができ、前側右センサ７０４は、センサ調整器７１２を含むことができ、後側左センサ７０６は、センサ調整器７１４を含むことができ、後側右センサ７０８は、センサ調整器７１６を含むことができる。センサ調整器７１０、７１２、７１４、及び７１６の各々は、センサ７０２、７０４、７０６、及び７０８に対する励起（excitation）、入力保護、及び利得（ゲイン）を提供する。ロッド１０４に存在する軸線方向力を表す調整出力を提供することができる。センサ調整器７１０、７１２、７１４、及び７１６は、それらの信号をアナログからデジタルに変換することによってセンサ７０２、７０４、７０６、及び７０８の信号を変化させるように構成することができる。

ＢＩＴＥセンサステータス検査は、センサ調整器７１０、７１２、７１４、及び７１６の各々により、「開路」、「短絡」、及び境界外の条件を生成することができる。ＢＩＴＥセンサステータス検査の出力は、ＯＲゲート７２６、７２８において論理的に評価され、それぞれ前側センサ故障７４６又は後側センサ故障７５０を示すように出力することができる。前側センサ故障７４６及び後側センサ故障７５０は、通信チャネル上で通信することができる。

センサ調整器７１０、７１２、７１４、及び７１６は、センサ出力をローパスフィルタ７１８、７２０、７２２、及び７２４に出力することができる。ローパスフィルタ７１８、７２０、７２２、及び７２４は、タンク重量を表す信号を提供するロッド力ベクトルからより高い周波数干渉信号を取り除くことができる。

その後に、ローパスフィルタ７１８、７２０の出力は、加算回路７３０に入力することができ、ローパスフィルタ７２２、７２４の出力は、加算回路７３２に入力することができる。加算回路７３０、７３２は、右及び左側重量信号を合計して、タンク１０２の最終感知重量を形成することができる。

加算回路７３０の出力は、比較器７４０に入力されてタンクサイズ入力７３６及び充填限界値７３８と比較することができる。これに関して、感知タンク重量は、設定されたタンクサイズ７３６及び設定された充填限界７３８に対して比較することができる。出力は、タンクサイズ７３６及び充填限界７３８に基づいてタンク１０２が満杯である時に生成することができる。特に、加算回路７３０の出力が充填限界７３８を超える時の比較器７４０の結果は、タンク満杯信号７４４とすることができる。タンク満杯信号７４４は、通信チャネル上で通信することができる。

同様に、加算回路７３２の出力は、比較器７４２に入力されてタンクサイズ入力７３６及び充填限界値７３８と比較することができる。加算回路７３２の出力が充填限界７３８を超える時の比較器７４２の結果は、タンク満杯信号７５２とすることができる。

加算回路７３０及び加算回路７３２の出力は、平均化回路７３４に更に入力することができる。前側及び後側重量信号を平均化して、保守パネル上に表示するために連続タンクレベル信号を提供することができる。前側又は後側センサに故障が検出される場合に、平均ブロックは、良好なセンサからの重量信号のみを使用する。平均化回路７３４によって発生する得られる平均を出力してタンクレベル７４８を提供することができる。タンクレベル信号７４８は、通信チャネル上で通信することができる。平均化回路７３４は、航空機操作によって発生する力を補償するように更に構成することができる。これに代えて、測定回路７００は、航空機操作によって発生する力を解消及び／又は補償するように構成することができる。そのような航空機操作は、１又は２以上のセンサに対する力を増加させる場合がある。

測定回路７００はまた、センサ７０２、７０４、７０６、及び７０８のうちの１又は２以上におけるエラーに対処することができる。いずれかのセンサ７０２、７０４、７０６、及び７０８が故障する場合に、測定回路７００は、あらゆる機能しているセンサ７０２、７０４、７０６、又は７０８の出力をその出力を乗算することによって使用し、各センサ７０２、７０４、７０６、及び７０８の近似値を決定することができる。例えば、前側左センサ７０２が故障する場合に、加算回路７３０は、前側右センサ７０４からの入力だけを受信することができる。前側左センサ７０２の故障は、次に、機能しているセンサ７０４、７０６、及び７０８の平均がセンサ７０２、７０４、７０６、及び７０８の全ての関数であったかのように適用される前側右センサ７０４、後側左センサ７０６、及び後側右センサ７０８読取をもたらすことができる。エラー補正も、図１０に示すデジタル回路に関して上述したように実施することができる。

測定回路７００はまた、いくつかの様々な方法に実施することができる。例えば、測定回路７００は、プロセッサ、コンピュータデバイス、専用ハードウエア、通信チャネル、及び／又はソフトウエアを用いて実施することができる。プロセッサ、コンピュータデバイス、専用ハードウエア、通信チャネル、及び／又はソフトウエアと共に利用する場合に、測定回路７００は、アナログ／デジタル変換器を含み、それによって処理するためのデジタル信号を発生することができる。

図８は、タンク１０２を保持するためのクレードル構成を示している。そのような態様において、タンク１０２は、タンク１０２の面の下に横方向に延びる１又は２以上の支持ビーム８０２によって保持することができる。タンク１０２が、タンク１０２の底面の下に横方向に延びる１又は２以上の支持ビーム８０２と水平に配置される時に、クレードルブラケット８００のような支持機構を使用して、タンク１０２を支持ビーム８０２の各々に取りつけることができる。クレードルブラケット８００は、金属、プラスチック、又は何らかの他の材料とすることができ、タンク１０２が、クレードルブラケット８００の中に確実に適合することができるようにタンク１０２の外面の形状のように湾曲させることができる。クレードルブラケット８００は、タンク１０２の一方の側から別の側に向けてタンク１０２の下方に延びることができ、又は支持ビーム８０２の上に置かれたタンク１０２の複数の側面上の各支持ビーム８０２に対してクレードルブラケット８００が存在することができるように複数のクレードルブラケット８００を使用することができる。例えば、各支持ビーム８０２は、２つのクレードルブラケット８００の一方を使用してタンク１０２の各側面（例えば、左側及び右側）を固定することができる。

クレードルブラケット８００をタンク１０２に及び支持ビーム８０２に取りつけるために、クレードルブラケット８００は、フランジ１０６がクレードルブラケット８００に位置し、クレードルブラケット８００が支持ビーム８０２に位置するように、タンク１０２のフランジ１０６の周りに適合するように配置することができる。クレードルブラケット８００は、リベット、ボルト、又はスクリューなど（図示せず）のようなファスナで支持ビーム８０２及びタンク１０２の両方に接続することができる。１つの実施例において、クレードルブラケット８００は、フランジ１０６がクレードルブラケット８００の上に置かれると、タンク１０２のフランジ１０６に接続することができる。測定回路７００又はその一部分は、クレードルブラケット８００、クレードルブラケット８００とタンク１０２の間に配置された支持ビーム８０２、及び／又はタンク１０２に取りつけることができる。センサ７０２、７０４、７０６、及び７０８は、測定回路７００内、クレードルブラケット８００のうちの１又は２以上の上、タンク１０２、支持ビーム８０２上、及び／又はこれらの構成要素のいずれかの間の位置などに配置することができる。

図９は、支持機構としてフランジマウント９０４を使用するタンク設置を示している。タンク１０２のフランジ１０６は、Ｉ−ビームのような１又は２以上のビーム９０２に接続することができる。ビーム９０２は、タンク１０２のフランジ１０６をタンク１０２を支持するのに十分な位置のビーム９０２の上に置くことができるように、タンク１０２に接線方向に配置することができる。１つの実施例において、ビーム９０２は、ビーム９０２とフランジ１０６がビーム９０２とタンク１０２の反対側で接触するように配置されたタンク１０２との間にタンク１０２と互いに平行に配置することができる。フランジ１０６は、リベット、ボルト、又はスクリューなどのようなファスナでビームに接続され、フランジマウント９０４を形成することができる。

別の実施例において、追加のビーム（図示せず）は、垂直ビームが、平行ビーム９０２間のタンク１０２の側面でフランジ１０６を支持することができるように、平行ビーム９０２に垂直に配置することができる。そのような配置において、追加の垂直ビームは、タンク１０２が追加のビームを有し、かつその上で支持するようにフランジ１０６を設定することができるように、平行ビーム９０２の各々と「Ｔ」字形を形成することができる。フランジ１０６は、フランジ１０６がビーム９０２と接触する位置でビーム９０２にボルトで締めるか又は他に取りつけることができる。測定回路７００又はその一部分は、ビーム９０２、フランジ１０６上に、及び／又はタンク１０２上の他の位置に配置することができる。１又は２以上のセンサ７０２、７０４、７０６、及び７０８は、ビーム９０２にフランジ１０６を取りつけたボルト又はスクリューなどの上に、タンク１０２の上に、ビーム９０２の上に、それらの構成要素のいずれかの間に、及び／又は測定回路７００内などに配置することができる。

図１０は、測定回路７００に使用することができるデジタル回路を示している。図７にあるように、測定回路７００は、前側左センサ７０２、前側右センサ７０４、後側左センサ７０６、及び後側右センサ７０８のフィルタ処理された出力を生成することができる。各センサ出力は、それぞれのセンサ調整器７１０、７１２、７１４、及び７１６によって調整され、ローパスフィルタ７１８、７２０、７２２、及び７２４でフィルタ処理することができる。ＢＩＴＥセンサステータス検査は、センサ調整器７１０、７１２、７１４、及び７１６の各々により、「開路」、「短絡」、及び境界外の条件を生成することができる。ＢＩＴＥセンサステータス検査の出力は、故障が存在しているか否かを決定することができて故障が存在する場合に故障を示すことができるマイクロプロセッサ１００２に出力することができる。故障は、タンク満杯故障７４４及び／又は７５２、前側センサ故障７４６、タンクレベル故障７４８、及び後側センサ故障７５０などを含むことができる。

ローパスフィルタ７１８、７２０、７２２、及び７２４からの出力信号も、マイクロプロセッサ１００２に送信することができる。タンクサイズ７３６及び充填限界７３８などの出力に基づいて、ローパスフィルタ７１８、７２０、７２２、及び７２４から受け入れた入力と組み合わせて、マイクロプロセッサ１００２は、前側センサ７０２及び７０４読取の合計、後側センサ７０６及び７０８読取の合計を決定することができ、それらの合計を平均してタンクレベル７４８を決定して出力することができる。マイクロプロセッサ１００２はまた、タンク１０２が満杯であるか否かを前側センサ７０２及び７０４読取の合計、後側センサ７０６及び７０８読取の合計に基づいて決定するように構成することができ、タンク満杯７４４及び／又は７５２通知を出力することができる。マイクロプロセッサ１００２が、センサ調整器７１０、７１２、７１４、及び７１６からのＢＩＴＥ条件出力がセンサ故障を示すと決定する場合に、マイクロプロセッサ１００２は、対応する前側センサ故障７４６及び／又は後側センサ故障７５０を示すことができる。

マイクロプロセッサ１００２は、航空機操作によって発生する力を解消及び／又は補償するように構成することができる。そのような航空機操作は、１又は２以上のセンサに対する力を増加させる場合がある。

センサ故障の場合に、マイクロプロセッサ１００２は、適切なセンサ読取の合計及び平均を決定し、それらを乗算し、受け入れた１又は複数の値をそれらが適切であるセンサ読取の全てに基づいていたかのように割り当てることができる。例えば、前側左センサ７０２が故障した場合に、マイクロプロセッサ１００２は、前側センサ故障７４６を示すことができ、他のセンサ７０４、７０６、及び７０８読取に基づいて合計及び平均を決定することができる。タンクサイズ７３６及び充填限界７３８と比較して、マイクロプロセッサ１００２は、タンク１０２が満杯７４４及び／又は７５２であるか否か、及びタンクレベル７４８が何であるかを決定することができる。このようにして、測定回路７００は、たとえ１又は２以上のセンサ７０２、７０４、７０６、及び７０８が適正に機能していない場合でも適正に作動することができる。

上述のように、本発明の開示のシステムは目立たないものである。本発明の開示のシステムが航空機に利用される時に、システムは、タンク１０２を航空機に保持することができるロッド１０４及び／又は他の支持機構の中に組み込むことができる。タンク１０２は、航空機の胴体に取りつけることができるロッド１０４から垂れ下がることができ、又はクレードルブラケット８００及び／又はビーム９０２によって支持することができる。それらのロッド１０４の各々は、タンク１０２の重量に比例した出力信号を発生することができる。航空機が傾くか又は転回すると、ロッド１０４の各々に対する力ベクトルは、結果的にとして異なる場合がある。電子機器は、ロッド１０４出力信号を解析して、航空機操作によって印加される様々な力を考慮に入れた結果に基づいて液体レベルを決定することができる。１つのロッド１０４が故障する場合に、ソフトウエアアルゴリズムは、補償することができる。センサのための孔は、タンク１０２内に穿孔する必要はなく、全ての測定は、航空機に使用される装着方法を通じて外部から行うことができる。

測定システムは、航空機洗面所の貯蔵タンク１０２に適用可能である。上で更に説明したように、本発明の開示のシステムは、携帯式飲料水測定、家庭用排水測定、貨物重量測定、負荷及び均衡測定、及び飛行試験計器測定などの他の用途に等しく適用可能である。本発明の開示のシステムは、不適正に機能するセンサ入力に起因する保守遅延を更に低減又は排除する。最後に、タンク１０２は、より少ない点検口を用いてより単純にすることができ、タンクは、より廉価に製造することができ、システムは、より高い信頼性を有することができる。

本発明は、モバイル通信（ＧＳＭ（登録商標））、ＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）、Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域符号分割多重アクセス）、無線フィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）、及び／又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など、及び／又はその２又は３以上の組合せのような公知のプロトコルを使用する例えば有線／無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、有線／無線パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、有線／無線ホームエリアネットワーク（ＨＡＮ）、有線／無線広域ネットワーク（ＷＡＮ）、構内ネットワーク、大都市ネットワーク、企業私設ネットワーク、仮想私設ネットワーク（ＶＰＮ）、インターネットワーク、バックボーンネットワーク（ＢＢＮ）、グローバルエリアネットワーク（ＧＡＮ）、インターネット、イントラネット、エクストラネット、オーバーレイネットワーク、携帯電話ネットワーク、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）のようなあらゆるタイプの有線又は無線電子通信ネットワークとすることができる通信チャネルを含むことができる。

本発明は、通信チャネルを通じて有線／無線通信機能を有する例えばデスクトップコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ラップトップ／モバイルコンピュータ、パーソナルデータアシスタント（ＰＤＡ）、携帯電話、タブレットコンピュータ、及びクラウドコンピュータデバイスなどのあらゆるタイプのコンピュータデバイスに実施することができる。

更に、本発明の様々な態様に従って、本明細書に説明する方法は、以下に限定されるものではないが、本明細書に説明する本方法を実施するように構成されたＰＣ、ＰＤＡ、半導体、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理アレイ、クラウドコンピュータデバイス、ＦＰＧＡ、及び他のハードウエアデバイスを含む専用ハードウエア実施による作動を意図している。

本明細書に説明するような本発明のソフトウエア実施は、任意的に、ディスク又はテープのような磁気媒体、ディスクのような磁気光学又は光媒体、又は１又は２以上の読み出し専用（不揮発性）メモリ、ランダムアクセスメモリ、又は他の書換可能な（揮発性）メモリを収容するメモリカード又は他のパッケージのような半導体媒体のような有形ストレージ媒体に格納されることにも注意しなければならない。電子メール又は他の内蔵型情報アーカイブ又はアーカイブのセットへのデジタルファイル添付は、有形ストレージ媒体と同等の配信媒体と考えられる。従って、本発明は、本明細書のソフトウエア実施が格納される本明細書に挙げたような及び当業技術において承認されている均等物及び後継媒体を含む有形ストレージ媒体又は配信媒体を含むと考えられる。

本発明の開示を例示的態様に関して説明したが、当業者は、本発明の開示を添付の特許請求の範囲の精神及び範囲内で修正を加えて実施することができることを認識するであろう。上記に与えたこれらの実施例は、例示に過ぎず、本発明の開示の全ての可能な設計、態様、用途、又は修正の網羅的なリストであるように意味しないものとする。

１００ 測定システム
１０２ タンク
１０４ 支持ロッド
１０６ フランジ
７００ 測定回路

Claims (18)

1. 航空機貯蔵タンクのための測定システムであって、
   航空機システムから受け入れられた物質を収容するように構成されたタンクと、
   前記タンクを航空機内において支持するよう構成され、各々が支持ロッドを含むと共に、各々が負荷測定センサを含む複数の支持機構と、
   前記負荷測定センサに応答して前記タンクに収容された物質の量を決定するように構成された重量測定回路と、
   を含み、
   前記タンクは、複数の前記支持ロッドの垂直下において、この複数の支持ロッドから垂れ下がるよう構成され、
   前記負荷測定センサは、前記支持ロッドの各々の中に配置されたロードセル又は歪みゲージを含むことを特徴とする測定システム。
2. 前記重量測定回路は、複数のセンサ調整器、前記センサ調整器から出力された高周波数信号を取り除くよう構成された前記負荷測定センサの各々のためのローパスフィルタ、前記複数のセンサ調整器の各々のための加算回路、前記加算回路の各々のための比較器、及び前記加算回路に応答する平均化回路のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
3. 前記重量測定回路は、複数のセンサ調整器、前記センサ調整器から出力された高周波数信号を取り除くよう構成された前記負荷測定センサの各々のためのローパスフィルタ、前記複数のセンサ調整器の各ペアのための加算回路、前記加算回路の各々のための比較器、及び前記加算回路に応答する平均化回路を含み、
   前記センサ調整器の各々は、組込み試験装置（ＢＩＴＥ）ステータス信号を出力するよう構成され、前記ＢＩＴＥステータス信号は、故障した負荷測定センサを示し、
   前記重量測定回路は、更に、前記故障した負荷測定センサを補償するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
4. 前記重量測定回路は、センサ故障を前記ＢＩＴＥステータス信号から判定し、タンクレベルを前記フィルタによる処理がなされた信号から判定し、前記タンクが満杯であることを前記フィルタによる処理がなされた信号から判定するように構成されたプロセッサを含むことを特徴とする請求項３に記載の測定システム。
5. 前記加算回路は、前記負荷測定センサの第１グループからの信号を合計するよう構成された第１加算回路と、前記負荷測定センサの第２グループからの信号を合計するよう構成された第２加算回路と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の測定システム。
6. 前記重量測定回路は、タンク満杯信号、負荷測定センサ故障信号、及びタンクレベル信号を出力するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
7. 前記センサ調整器は、前記負荷測定センサへの入力保護と、前記負荷測定センサのための利得と、前記負荷測定センサへの励起と、を提供するよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の測定システム。
8. 前記重量測定回路は、複数のセンサ調整器と、前記センサ調整器から出力された高周波数信号を取り除き、フィルタ処理がなされた信号を生成するよう構成された、前記センサ調整器の各々のためのローパスフィルタと、プロセッサと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
9. 前記重量測定回路は、前記平均化回路からの出力に応答してタンクレベル信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の測定システム。
10. 無線ネットワークを更に含み、
    前記無線ネットワークは、前記負荷測定センサの各々と前記重量測定回路との間に無線通信チャンネルを生成するよう構成され、
    前記タンクは、前記航空機に配置され、前記平均化回路は、航空機操作に関連する力を補償することを特徴とする請求項９に記載の測定システム。
11. 無線ネットワークを更に含み、
    前記無線ネットワークは、前記負荷測定センサの各々と前記重量測定回路との間に無線通信チャンネルを生成するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
12. 前記重量測定回路は、複数のセンサ調整器と、前記センサ調整器から出力された高周波数信号を取り除き、フィルタ処理がなされた信号を生成するよう構成された、前記センサ調整器の各々のためのローパスフィルタと、を含み、
    前記タンクは、洗面所タンクを含むことを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
13. 無線ネットワークを更に含み、
    前記無線ネットワークは、前記負荷測定センサの各々と前記重量測定回路との間に無線通信チャンネルを生成するよう構成され、
    前記タンクは、航空機洗面所タンクを含むことを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
14. 複数の前記支持ロッドの各々は、前記タンクに接続するクレビスと航空機に接続するクレビスとを含むことを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
15. 請求項１に記載の測定システム及び無線ネットワークを含む航空機システムであって、
    前記無線ネットワークは、前記負荷測定センサの各々と前記重量測定回路との間に無線通信チャンネルを生成するよう構成され、
    前記タンクは、航空機洗面所タンクを含む、
    ことを特徴とする航空機システム。
16. 無線ネットワークを更に含み、
    前記無線ネットワークは、前記負荷測定センサの各々と前記重量測定回路との間に無線通信チャンネルを生成するよう構成されることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
17. 航空機に配置されて物質を受け入れるように構成されたタンクのための測定方法であって、
    前記航空機内において物質を収容するように構成されたタンクを配置する段階と、
    前記航空機内において前記タンクを支持する複数の支持機構を配置する段階と、
    前記複数の支持機構の各々と一緒に負荷測定センサを配置する段階と、
    信号調整器を含む前記複数の支持機構の各々の前記負荷測定センサの各々からの出力信号を調整する段階と、
    前記信号調整器からの組込み試験装置（ＢＩＴＥ）ステータス信号に応答して、故障した負荷測定センサを判定する段階と、
    前記故障した負荷測定センサを補償する前記負荷測定センサに応答して前記タンクに収容された物質の量を決定する段階と、
    前記タンクに収容された前記物質の量が予め決められた量に達したと決定された時に信号を出力する段階と、
    を含むことを特徴とする測定方法。
18. 前記負荷測定センサに応答して前記タンクに収容された前記物質の量を決定する前記段階は、航空機操作に関連する力の変化を補償する段階を含み、
    前記信号を出力する段階は、前記負荷測定センサの各々と重量測定回路との間に無線通信チャンネルを生成するよう構成された無線ネットワークを通じて前記信号を出力する段階を含むことを特徴とする請求項１７に記載の測定方法。

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