JP6523777B2 - 過熱センサーシステム、および過熱を感知するための方法 - Google Patents

Description

本開示は、センサーシステムに関し、さらに詳しくは、観測下にある装置の温度監視を改善する過熱センサーシステムに関する。

現在、センサーシステムは航空機内の温度を監視するために利用されているが、これらのセンサーは典型的には、個別的な温度範囲で効果的であるだけである。その上、現在の温度センサーシステムは、観測下にあるそれぞれの箇所へ適合された指定の形状を保つ。したがって、航空機は、相異なって成形された多くの温度センサーシステムを備える可能性があり、それによって部品数が増加する。

従って、本願発明は、観測下にある装置の温度監視を改善する過熱センサーシステムを提供する。

本明細書に開示されたシステムおよび方法は赤外線過熱センサーシステムに有用であろう。過熱センサーシステムが提供されている。本システムは、プロセッサと有形（tangible）の非一時的な（non-transitory）メモリとを有している制御装置を有することができる。本システムはまた、上記制御装置と論理通信の状態にあるセンサーバスと、このセンサーバスを介して上記制御装置と論理通信の状態にあるとともに、観測下にある第１の箇所から第１の赤外線を受けるように構成されている第１のセンサーとを有することができる。上記制御装置は、観測下にある第１の箇所からの第１の赤外線が第１の閾値を超える第１の表示に応じて第１の動作を行うように構成することができる。

過熱検出のための方法が提供されている。本方法は、過熱検出用制御装置によって、ある制御装置モードをある較正モードへ切り換えることを含むことができる。

較正モードは、上記過熱感知用制御装置によって航空機モードを受け取ること、上記過熱感知用制御装置によって第１のセンサー温度表示を受け取ること、および上記過熱感知用制御装置によって第２のセンサー温度表示を受け取ることを含むことができる。較正モードは上記過熱感知用制御装置によって航空機プロファイルを構築することをさらに含むことができる。航空機プロファイルは、第１のセンサー温度表示と、第２のセンサー温度表示と、航空機モードとを含むことができる。過熱検出のための本方法は、上記過熱感知用制御装置によって、制御装置モードをある動作モードへ切り換えることを含むことができる。

動作モードは、上記過熱感知用制御装置によって航空機モードを受け取ること、上記過熱感知用制御装置によって第３のセンサー温度表示を受け取ること、および上記過熱感知用制御装置によって第４のセンサー温度表示を受け取ることを含むことができる。動作モードは第３のセンサー温度表示および第４のセンサー温度表示を処理することをさらに含むことができる。この処理することは、第３のセンサー温度表示および航空機モードを航空機プロファイルと比較することと、第４のセンサー温度表示および航空機モードを航空機プロファイルと比較することとを含むことができる。最後に、動作モードは、出力を上記処理に応じて出力装置へ提供することを含むことができる。

本開示の主題は、本明細書の結論部分において格別に指摘されかつ明確に請求されている。本開示のより完全な理解は、同様の符号が同様の要素を表している図面とともに検討されたときに、発明を実施するための形態および特許請求の範囲を参照することによって、最もよく得られるであろう。

例示的な赤外線過熱センサーシステムを示す図。 赤外線過熱センサーシステムによって用いられた様々な方法を図示するフローチャート。 航空機の中に搭載された過熱センサーシステムの様々な態様を示す図。 航空機の中に搭載された、航空機ブリード空気分配システムの様々な態様および過熱センサーシステムの様々な態様を示す図。

本明細書の例示的な実施形態の詳細な説明は、図示およびそれらのベストモードによって例示的な実施形態を示す添付図面を参照する。これらの例示的な実施形態は当業者が本発明を実施することができるように充分詳しく記載されているが、他の実施形態を実現可能であることと、論理的、電気的、化学的および機械的な変更を本開示の精神および範囲から逸脱することなく行うことが可能であることとを理解すべきである。したがって、本明細書の詳細な説明は、説明だけを目的として、また限定を目的とすることなく提示されている。例えば、方法あるいは処理の記載のいずれかに述べられているステップは、どのような順序で実行してもよく、また、提示された順序に必ずしも限定されるものではない。

さらにまた、単一の実施形態へのどのような言及も複数の実施形態を含んでおり、また２つ以上の構成要素あるいはステップへのどのような言及も単一の実施形態あるいはステップを含むことができる。さらに、取り付けられた、固定された、結合された等へのどのような言及も、恒久的な、除去可能な、一時的な、部分的な、充分な、かつ／または、任意の他の可能な取り付け選択肢を含むことができる。加えて、接触なし（あるいは同様の語句）へのどのような言及もまた、減少した接触あるいは最小の接触を含むことができる。本明細書で用いられているように、「〜に接触する」、「〜に連結された」、「〜に触れる」、「〜に界面接触する」および「係合する」のような語句は、互いに取り換え可能に用いることができる。

図１を参照すると、過熱センサーシステム１００は、制御装置４、出力装置６、センサーバス８、および複数のセンサー１０を備えることができる。様々な実施形態において、複数のセンサー１０は、第１のセンサー１０−１、第２のセンサー１０−２、任意の数のセンサー１０−ｎを備えているが、他の実施形態においては、過熱センサーシステム１００は単一のセンサーを備えている。

制御装置４は、プロセッサと有形の非一時的なメモリとを備えることができる。制御装置４はセンサーバス８との間で論理通信の状態にあってもよい。論理通信は、電気的、磁気的、無線周波数的、および／または光学的な通信を含むことができる。論理通信は、２つ以上の構成要素の間における信号の伝送を、アナログ信号であるかデジタル信号であるかにかかわらず促進することができる。制御装置４は、センサーバス８からデータを受け取るとともにそのデータについての動作を遂行することができる。同様に、制御装置４は航空電子工学入力データ２を受け取ることができる。制御装置４は、センサーバス８から離れた入力部において、航空電子工学入力データ２を受け取ることができる。しかしながら、この制御装置は、その代わりにあるいはそれに加えて、例えば、上記センサーバスが多数のシステムおよび構成要素によって共有されたバスのような全般的な航空機データバスである場合には、上記センサーバスにおいて、航空電子工学入力データを受け取ることができる。制御装置４は、センサーデータおよび航空電子工学入力データについての動作を遂行することができ、かつ／または、センサーデータおよび航空電子工学入力データを保存することができ、さらに、センサーデータおよび航空電子工学入力データを処理することに応じて、出力データを出力装置６へ提供することができる。

出力装置６は、センサーバス８によって提供されたデータおよび航空電子工学入力データ２に基づいて、人間加読出力および／または機械可読出力を制御装置４へ提供するために、制御装置４との間で電気的、磁気的、無線周波数的、および／または光学的な通信の状態にあってもよい。様々な実施形態において、出力装置６は、航空機の保守計器盤、例えば、地上勤務員によるアクセスのために航空機に外部から搭載された保守データディスプレイユニットを備えることができる。出力装置６は、航空機の操縦室計器盤、例えば、乗員警告システム（ＣＡＳ）、あるいはエンジン計器・乗員警告システム（ＥＩＣＡＳ）、あるいは多機能ディスプレイ（ＭＦＤ）あるいは他のあらゆる出力装置計器盤を備えることができる。その上、出力装置６は、保守管理者によって持ち運ばれることがある受信機あるいは送受信機のような、例えば、制御装置４との間で電気的、磁気的、無線周波数的、および／または光学的な通信の状態にある保守データ受信機のような携帯用装置を（単独で、あるいは操縦室計器盤および／または保守データディスプレイユニットに加えて）備えることができる。出力装置６は、消火器システム、回路遮断器制御システム、油圧弁システム、および／または他のあらゆる航空機システムまたは安全装置を備えることができる。

図１および図３を参照すると、出力装置６は航空機５０の操縦室に設置することができる。出力装置６は、それぞれのセンサー１０に対応している区域が備わった航空機の図形的描写を備えている。これらの区域は、出力データに応じて、選択されたある色で表示することができる。例えば、センサー１０−１がある閾値よりも低い温度を感知する区域は緑に彩色することができ、センサー１０−１が高い温度を感知する区域は黄に彩色することができ、また、センサー１０−１が危険な温度を感知する区域は赤に彩色することができる。同様に、センサー１０−２がある閾値よりも低い温度を感知する区域は緑に彩色することができ、センサー１０−２が高い温度を感知する区域は黄に彩色することができ、また、センサー１０−２が危険な温度を感知する区域は赤に彩色することができる。出力装置６は、任意の数のセンサーに応じて任意の数の区域を表すことができる。出力装置６は音響警報器を備えることができ、それによって、乗員は温度逸脱または他の情報あるいは事象の警報を受け取ることができる。例えば、音響警報器は、チャイム、発信音を出力することができ、温度および／または話し言葉による警報を話すことができ、かつ／または他の情報を提供することができる。出力装置６は、それによって出力データを保管できる有形の非一時的なメモリ、および／または、例えば、それによって出力データを送信できる衛星送受信機あるいは地上局送受信機などの機外のシステムに、出力データを送信できる送信機を備えることができる。その上、制御装置４および出力装置６のあらゆる配置あるいは構造は、本明細書に開示された原理に従って検討することができる。

センサーバス８は論理バスおよび／または電気バスを備えることができる。センサーバス８は、センサー１０−１、１０−２、および１０−ｎを含んでいる複数の航空機システムとの間で論理的通信の状態にあってもよい。例えば、センサー１０−１、１０−２、および１０−ｎを含んでいる複数の航空機システムは、電気バスの中へ配線することができる。センサーバス８はまた、論理バスを備えていてもよい。センサーバス８は、メッセージに基づくプロトコルおよび／または様々な論理層および装置アドレスを備えることができ、それによって、制御装置４は、様々なセンサーと連帯してかつ／または個別に相互作用することができる。制御装置４は、センサー１０−１に関連したバスアドレスへメッセージをアドレス指定することで、メッセージをセンサー１０−１との間で送信しかつ受け取ることができる。制御装置４は、第１のセンサー１０−１から受け取った第１の表示に応じて第１の動作を行うことができ、また、制御装置４は、第２のセンサー１０−２から受け取った第２の表示に応じて第２の動作を行うことができる。したがって、制御装置４は、相異なる信号および／または相異なるセンサーに応じて、相異なる動作を行うことができる。制御装置４は、メッセージをブロードキャストアドレスへあるいは多数のセンサーへアドレス指定することで、メッセージをセンサー１０−１、１０−２、および１０−ｎへ相対的同時性で送信することができる。したがって、センサーバス８はＣＡＮバス（制御装置区域ネットワークバス）を備えることができる。これに代えて、センサーバス８はＡＣＡＲＳバス（航空機通信アドレス指定・報告システムバス）を備えることができ、あるいは航空無線搭載型（ＡＲＩＮＣ）参照基準に準拠しているバスを備えることができる。さらにまた、センサーバス８は、ＡＲＩＮＣ８２５基準準拠バスを備えることができ、または、任意のＡＲＩＮＣ８００シリーズ基準準拠バスあるいはＡＲＩＮＣ７００シリーズ基準準拠バスを備えることができ、または、他のあらゆるバスアーキテクチャを備えることができる。

様々な実施形態において、センサーバス８は、例えば単一のバスにアドレス指定することのできるより多くの装置がある場合には、多数のバスの組み合わせを備えることができる。センサーバス８は、１２８個の装置をアドレス指定することのできるＣＡＮバスであってもよい。したがって、１２８個を超える装置がＣＡＮバスにアドレス指定されるように試みられている場合には、制御装置４は多数のバスと通信状態にあってもよい。

過熱センサーシステムは航空電子工学機器３を備えることができ、それによって、航空電子工学機器入力データ２が制御装置４へ提供される。例えば、航空電子工学機器３は、航空機データバス、グローバルポジショニングシステム（「ＧＰＳ」）、全承認デジタル式エンジン制御（「ＦＡＤＥＣ」）、電子エンジン制御装置（「ＥＥＣ」）、エンジン制御ユニット（「ＥＣＵ」）、飛行用コンピュータ、対気速度計、高度計、車輪荷重（「ＷＯＷ」）スイッチ、駐機ブレーキ位置スイッチ、および／または他のあらゆる航空機システム、機器、あるいはデータソースを備えることができ、それによって、航空機の飛行のモードを決定することができる。

制御装置４は、航空電子工学機器３から航空電子工学機器入力データ２を受け取ることができる。航空電子工学機器入力データ２は航空機の飛行のモードを表示するためのデータを備えることができる。例えば、航空電子工学機器入力データ２は、航空機が駐機しているか、地上走行しているか、離陸しているか、上昇しているか、巡航しているか、下降しているか、かつ／または着陸しているか否かを表示するデータを備えることができる。航空電子工学機器入力データ２は、対気速度データ、対地速度データ、エンジン運転データを備えることができる。エンジン運転データは、毎分回転数（「ＲＰＭ」）、スロットル位置、燃料流量、および他のあらゆる特性のような変数を含むことができる。このようにして、制御装置４は、センサー１０が赤外線１４を感知している状況（例えば、観測下にある箇所１２の温度）に注意することができる。したがって、制御装置４は状況に適合した情報を出力装置６へ提供することができる。例えば、エンジン燃焼室は、高いスロットル設定値では低いスロットル設定値よりも熱いように予期されていることがある。したがって、制御装置４が低いスロットル設定値で高温の表示を受け取ると、制御装置４が高いスロットル設定値で同一の高温の表示を受け取るときとは異なった出力が提供されることがあるが、その理由は、同一の温度が、高いスロットル設定値では正常であるかも知れず、また、高いスロットル設定値で懸念の原因ではないかも知れないからである。したがって、制御装置４は、上記センサーデータ（センサーバス８において利用できる）が集められた状況（航空電子工学機器入力データ２によって提供された）を考察することができる。既定の温度は、高いスロットル設定値では正常であるかも知れず、また、低いスロットル設定値では異常であるかも知れないので、異なった出力が表示されることがある。

センサー１０は温度感知要素を備えることができる。例えば、センサー１０は、７００ｎｍ〜１ｍｍの波長を持つ赤外線を検出するように構成された単一の温度感知要素を備えることができる。様々な実施形態において、この要素は、一連の波長にわたる赤外線、例えば、７００ｎｍ〜１ｍｍの範囲内にある様々な波長の赤外線を検出することができる。様々な実施形態において、この単一の温度感知要素は、５ミクロンロングパスの通過帯域を有する。その温度感知要素はあるレベルの赤外線を検出することができ、また、温度は決定することができる。これに代えて、あるいはこれに加えて、上記温度感知要素は、赤外線レベルの変加率を経時的に検出することができる。ある閾値を超えている赤外線レベルの変加率は、センサー１０が火災を検出するということを表示することができ、一方、ある閾値を超えるあるレベルの赤外線は、センサー１０が過度温度を検出するということを表示することができる。この赤外線レベルは、センサー１０によってあるいは制御装置４によって、ある温度へマッピングすることができる。正の相関が、赤外線の強度と、観測下にある箇所のような線源の温度との間に存在する。同様に、赤外線の強度は、経時的に増大しかつ減少することがある。様々な事例において、赤外線の強度における急激な増大は火災（例えば燃焼）を表すことがある。この急激な増大は、赤外線の強度がある閾値を超える前に検出可能であるかも知れず、あるいは、温度変化が、正常な動作の間において、ある物質の熱容量と、観測下にある箇所１２の物質およびその箇所１２を包囲する物質どうしの間での公称熱伝導と、に照らして予期された場合よりも急激に引き起こされたということを表すことができる。

センサー１０は、温度感知要素および火災感知要素を備えることができる。その温度感知要素は、長い波長の赤外線を感知する要素を備えることができ、また、その火災感知要素は、より短い波長の赤外線を感知する要素を備えることができる。様々な実施形態において、センサー１０は、短波長赤外線（例えば、波長が可視スペクトルよりもわずかに長い）を感知するように構成された感知要素と、長波長赤外線（例えば、波長が可視スペクトルよりも著しく長い）を感知するように構成された別の感知要素とを備えている。したがって、センサー１０は、短波長赤外線感知要素と長波長赤外線感知要素とを備えることができる。

火災は表示することができ、かつ／または温度は決定することができる。短波長赤外線感知要素は、あるレベルの赤外線をかつ／または既定の期間の赤外線レベルの変化率を検出することができる。同様に、長波長赤外線感知要素は、あるレベルの赤外線をかつ／または赤外線レベルの変化率を検出することができる。ある閾値を超えている赤外線レベルの変化率は、センサー１０が火災（例えば燃焼）を検出するということを表示することができ、一方、ある閾値を超えるあるレベルの赤外線は、センサー１０が過度温度を検出するということを表示することができる。長波長赤外線感知要素が閾値レベルの赤外線を検出し、かつ、短波長赤外線感知要素が閾値レベルの赤外線を検出しないときには、過度温度（しかし火災ではない）を表示することができる。どちらかの感知要素、しかしとりわけ短波長赤外線感知要素がある閾値を超えている赤外線レベルの変化率を検出すると、火災を表示することができる。センサー１０はそれ自体、−５５°Ｃ（−６７°Ｆ）から１２５°Ｃ（２５７°Ｆ）までの周囲環境温度を経験するが、センサー１０は、観測下にある箇所１２の温度を正確かつ精密に感知することのできるものであってもよい。これに代えて、センサー１０はそれ自体、任意の周囲環境温度を経験するが、センサー１０は、観測下にある箇所１２の温度を正確かつ精密に感知することのできるものであってもよい。

他の事例において、センサー１０は、例えば、ブリード空気ダクトの破断のような事象を検出するために、音響センサーを備えているが、ここで、飛散する破片は、赤外線を感知するように構成された感知用要素を備えている他のセンサー１０の動作を妨げることがある。

その上さらにまた、センサー１０はスペクトル走査装置を備えることができる。様々な実施形態において、センサー１０は単一要素検出器を有しているスペクトル走査装置を備えることができるが、さらに別の実施形態においては、そのスペクトル走査装置は多数の要素を有していてもよい。スペクトル走査装置は２ミクロンから１０ミクロンまでの波長を有しているスペクトルを走査することができる。このスペクトル走査装置を備えているセンサー１０は、有形の非一時的なメモリをさらに備えることができるが、ここでは、観測下にある箇所１２の黒体曲線の形状が保存されている。このスペクトル走査装置は、様々な波長の赤外線を放射する、観測下にある箇所１２の温度を正確かつ精密に感知することができる。これに代えて、センサー１０は、熱電対、歪みゲージ、あるいは他のあらゆるセンサーを備えることができる。したがって、相異なる様々な種類のセンサー１０は併せて実施することができる。

その上さらにまた、センサー１０は割り込み駆動センサー（interrupt triggering sensors）を備えることができる。例えば、センサー１０は、ある温度変化が温度変化閾値を超えるとき、および／または温度の変化率（例えば、Δ温度／Δ時間）が温度変化率閾値を超えると、センサーバス８を介してデータを制御装置４へ送信することができる。温度の変化率が温度変化率閾値を超えると、火災を表示することができる。これに代えて、センサー１０は、温度の値が固定された温度閾値を超えると、センサーバス８を介してデータを制御装置４へ送信する。

これに代えて、センサー１０はポーリングセンサー（polled sensors）を備えることができる。例えば、センサー１０は、制御装置４による問合せに応じて、センサーバス８を介してデータを制御装置４へ送信することができる。

その上、他の様々な実施形態において、センサー１０は時限センサーを備えることができる。例えば、センサー１０は、センサーバス８を介して、データを制御装置４へ周期的に、例えば、１秒間隔（＋／−０．５秒）で、０．１秒間隔（＋／−０．０５秒）で、あるいは０．０１秒間隔（＋／−０．００５秒）で、または任意の間隔で送信することができる。さらにまた、この間隔は、測定温度、あるいは温度変化率、あるいは他の関連要因に基づいて変更することができる。

センサー１０は、様々な実施形態の様々な機能の組み合わせを備えることができ、例えば、センサー１０は、割り込み始動機能（interrupt triggering）を備えることができ、かつ／またはポーリング始動機能（polled triggering）を備えることができ、かつ／または時限始動機能（timed triggering）を備えることができる。センサー１０は、センサーバス８を介して、データを制御装置４へ、周期的に、例えば、１秒間隔（＋／−０．５秒）で、０．１秒間隔（＋／−０．０５秒）で、あるいは０．０１秒間隔（＋／−０．００５秒）で、また、これに加えて、割り込み始動要求によるかあるいはポーリング要求による他の間隔で送信することができる。センサー１０がセンサーバス８を介してデータを制御装置４へ送信する速度は、測定温度あるいは温度変化率に応じて変更することができる。例えば、急激な温度増加が検出されると、時限始動あるいはポーリング始動が引き起こされる速度は、急激な温度変動の検出を改善するために、温度変化率が遅くなるまで増大することができる。

その上さらにまた、センサー１０は赤外線（「ＩＲ」）レベルを制御装置４へ提供することができ、また、制御装置４は温度を決定するために上記ＩＲレベルを処理することができる。制御装置４は、本明細書で検討されたように、出力を出力装置６へ提供するために、また、温度、温度変化、温度変化率、および火災検出に関する論理決定を行うために、様々な処理ステップを遂行することができる。センサー１０および／または制御装置４は、例えば、瞬間的な温度逸脱を検出するために、あるいは経時的な温度のわずかな増加を検出するために、周期的平均計算を遂行することができるが、ここで、温度は、許容範囲の内部に残ることができるが、例えば、車軸あるいはベアリングのような構成要素の進行性磨耗を表示して、経時的に増加することがある。このように、センサー１０および制御装置４は、保守上の警告および／または劣化していく構成要素の早期検出を出力装置６で提供された警告によって提供するために、動作することができる。

センサー１０は、制御装置４への送出のために、ＩＲレベルをセンサーバス８へ提供することができる一方で、センサー１０は、例えば、機上のプロセッサおよび有形の非一時的なメモリによって、上記センサーデータを処理することもできる。センサー１０はしたがって、処理データを提供することができ、例えば、センサー１０は、標準的な温度、高い温度、火災、および／またはセンサー故障の存在の表示であるメッセージを送信することができる。いくつかの実施形態において、センサー１０は、ＩＲレベルデータをセンサーバス８へ提供するのではなく、処理済みデータだけを提供するが、いくつかの実施形態においては、センサー１０は、両者を提供し、または、ＩＲレベルデータあるいは処理済みデータだけを提供することができる。

引き続き図１を参照すると、センサー１０は観測下にある箇所１２から赤外線１４を受け取ることができる。例えば、センサー１０−１は観測下にある箇所１２−１から赤外線１４−１を受けることができ、センサー１０−２は観測下にある箇所１２−２から赤外線１４−２を受けることができ、また、任意の数のセンサー１０−ｎは観測下にある任意の数の箇所１２−ｎから任意の数の赤外線１４−ｎを受けることができる。赤外線１４は、観測下にある箇所１２の温度を表示する放射エネルギーを備えることができる。したがって、センサー１０は、観測下にある箇所１２と機械的接触の状態にある必要はないが、観測下にある箇所１２からある距離だけ隔てられているであろう。同様に、センサー１０は、観測下にある箇所１２に対応する形状を必要としないであろうが、任意の形状のものであろう。

観測下にある箇所１２は、航空機エンジン構成要素を備えることができる。例えば、観測下にある箇所１２は、熱がその中で発生するかも知れないかあるいは火災がその中で危険であるかも知れない、ブリード空気ダクト、ベアリング、軸、燃焼室、圧縮機、または他のあらゆる構成要素を備えることができる。同様に、観測下にある箇所１２は、ポンプ、流体、ブレーキ構成要素、または他のあらゆるシステムあるいは装置を備えることができる。

観測下にある箇所１２は、エンジンのブリード空気ダクトを備えることができる。その上、過熱センサーシステム１００は、相異なる様々な事象を検出するように構成することができる。センサー１０は、観測下にある箇所１２、例えばブリード空気ダクトから赤外線１４を受けることができ、また、制御装置４は、センサー１０からの、そして、場合によっては様々な事象の表示である出力装置６への出力を提供する他のソースからの様々なインプットを処理することができる。センサー１０は、ブリード空気ダクトが破裂して高温の空気がその破裂したダクトから漏出する事象を検出するように構成することができる。過熱センサーシステム１００は、ブリード空気ダクト（観測下にある箇所１２）を介する高温の空気の漏出が徐々であるブリード空気の漏洩を検出するように構成することができる。

過熱センサーシステム１００の様々な態様を検討してきたが、図３および図４を参照すると、過熱センサーシステム１００は航空機に実施することができる。例えば、航空機５０は過熱センサーシステム１００（図１）を備えることができる。出力装置６は、航空機の操縦室の中に置くことができ、また、人間加読出力を航空機の乗員へ提供することができる。制御装置４は、航空機５０の機上に搭載することができ、また、出力装置６およびセンサー１０、例えばセンサー１０−１およびセンサー１０−２と、電気的、光学的、無線周波数的な通信の状態にあってもよい。様々な実施形態において、センサー１０−１は第１のエンジンの中に搭載され、また、センサー１０−２は第２のエンジンの対応部分に搭載されている。様々なセンサー、例えば、センサー１０−１、センサー１０−２、あるいはセンサー１０−ｎ、または任意の数のセンサー１０は、ブリード空気ダクト１３−１およびブリード空気ダクト１３−２に沿って設置することができる。様々な実施形態において、ブリード空気ダクト１３−１およびブリード空気ダクト１３−２は、例えば図４に図示されたように、胴体の上部中心に沿って、かつ／または、翼および／または他の任意の箇所に沿って延びることができる。

センサー１０−１およびセンサー１０−２は、相異なる構成で搭載することができる。センサー１０−１およびセンサー１０−２は、同一のエンジンおよび／またはブリード空気システムおよび／または他のシステムの相異なる部分に搭載することができる。センサー１０−１およびセンサー１０−２は、同一のエンジンおよび／またはブリード空気システムおよび／または他のシステムの同様の部分に搭載することができる。例えば、センサー１０−１は音響センサー要素を備えることができ、また、センサー１０−２は温度感知要素を備えることができる。両者は、航空機のブリード空気ダクト（観測下にある箇所１２−２）に近接して配置できる。このようにして、温度感知要素を備えているセンサー１０−２は、上記ブリード空気ダクトの温度を監視することができ、また、上記ダクトが破断するか、あるいは、それによる破片がセンサー１０−２への赤外線１４−２の送信を妨げる事例では、音響センサー要素を備えているセンサー１０−１は、関連する事象が発生したことを表示することによって、冗長性を提供することができる。

様々な実施形態において、過熱センサーシステム１００は、様々な方法によって動作することができる。例えば、図２を参照すると、様々な方法が、上記センサーデータおよび上記航空電子工学的入力データを処理するために開示されている。制御装置４は、相異なるモードを有することができる。例えば、制御装置４は較正モードと動作モードとを有することができる。較正モードは、過熱センサーシステム１００が上記センサーデータおよび航空電子工学的入力データ２に基づいて航空機５０の温度プロファイルを作成するモードを備えることができる。このようにして、過熱センサーシステム１００は、航空電子工学的入力データ２に応じて、飛行の相異なるモードに対応している多数の温度プロファイルを作成することができる。したがって、図２を参照すると、制御装置モードは、較正モードを備えているモードに設定する（ステップ２０１）ことができる。制御装置４はその後、航空電子工学的入力データ２によって、航空電子工学機器３から航空機モードを受け取る（ステップ２０３）ことができるか、または、航空電子工学的入力データ２に応じて、先に保存された上記モードを有している非一時的な有形のメモリから航空機モードを受け取ることができる。

制御装置４はその後、センサーバス８を介して、１つ以上のセンサー１０からセンサーデータを受け取る（ステップ２０５）ことができる。制御装置４はその後、上記センサーデータを非一時的な有形のメモリの中に保存する（ステップ２０７）ことができる。制御装置４が、較正が完全であるという表示を受け取らない（ステップ２０９）ときには、制御装置４はステップ２０３へ戻ることができる。制御装置４が、較正が完全であるという表示を受け取る（ステップ２０９）ときには、制御装置４は、保存された上記センサーデータを検索するために次に進み（ステップ２１１）、保存された上記センサーデータに応じて航空機プロファイルを構築する（ステップ２１３）。この航空機プロファイルは、相異なるセンサーのための相異なる閾値を備えることができる。例えば、第１のセンサー１０−１は第１の閾値を有することができ、また、第２のセンサー１０−２は第２の閾値を有することができる。したがって、航空機プロファイルは、飛行の相異なるモードにおける相異なる航空機区域の相異なる感知特性を含むことができる。最後に、上記航空機プロファイルは、この動作モードの間における後の利用のために、保存される（ステップ２１５）。

過熱センサーシステム１００は動作モードで動作することができる。動作モードは、過熱センサーシステム１００が先に作成された温度プロファイルを利用して様々な航空機システム（観測下にある装置１２）の温度を評価するモードを備えることができる。制御装置４は、動作モードを備えているモードに設定することができる（ステップ２０１）。制御装置４はその後、航空電子工学的入力データ２によって、航空電子工学機器３から航空機モードを検索する（ステップ２０２）ことができるか、または、航空電子工学的入力データ２に応じて、先に保存された上記モードを有している非一時的な有形のメモリから航空機モードを検索することができる。制御装置４はその後、センサーバス８を介して、１つ以上のセンサー１０からセンサーデータを受け取る（ステップ２０５）ことができる。制御装置４はその後、上記センサーデータを処理する（ステップ２０６）ことができ、その処理に応じて、出力を提供する（ステップ２０８）ことができる。その後、過熱センサーシステム１００は、ステップ２０２へ戻って、上記制御装置モードが上記動作モードである限り、存続することができる。

センサーデータを処理すること（ステップ２０６）は、様々なアルゴリズムおよびルーチンを備えている。本明細書で検討されたように、データはセンサー１０から集めることができる。このデータは、観測下にある任意の箇所１２の温度を評価するために、閾値および閾変化率と比較することができる。相異なるセンサー１０は相異なる閾値を有することができる。例えば、第１のセンサー１０−１は第１の閾値を有することができ、また、第２のセンサー１０−２は第２の閾値を有することができる。相異なる動作もまた、相異なる閾値を超えている相異なるセンサー１０に応じて行うことができる。様々な実施形態において、センサーデータを処理することは、観測下にある箇所１２の温度および／または観測下にある箇所１２の温度変化率をステップ２１５の間に保存されたものと比較することをさらに備えている。言い換えれば、上記温度データは上記航空機プロファイルと比較することができる。出力は、上記処理ステップのこの比較用態様に応じて、ステップ２０８において提供することができる。

図１〜３を参照すると、過熱センサーシステム１００は、上で検討された制御装置４の較正モードおよび動作モードの両方を実施する方法に従って、動作することができる。例えば、制御装置４は、制御装置モードを較正モードに設定するために、ある表示を受け取ることができる。制御装置４はその後、航空機モード、第１のセンサー温度表示および第２のセンサー温度表示を受け取ることができる。例えば、第１のセンサー１０−１および第２のセンサー１０−２は、上記第１のセンサー温度表示および上記第２のセンサー温度表示をそれぞれ提供することができる。続いて、また上で検討されたように、上記制御装置は、上記第１のセンサー温度表示、上記第２のセンサー温度表示、および上記航空機モードを備えている航空機プロファイルを構築することができる。

制御装置４はその後、制御装置モードを動作モードに設定するために、ある表示を受け取ることができる。上記制御装置はその後、航空機モード、第３のセンサー温度表示、および第４のセンサー温度表示を受け取ることができる。例えば、第１のセンサー１０−１および第２のセンサー１０−２は、上記第３のセンサー温度表示および上記第４のセンサー温度表示をそれぞれ提供することができる。制御装置４は、上記第３のセンサー温度表示および上記第４のセンサー温度表示を処理することができる。この処理は、上記第３のセンサー温度表示および上記航空機モードを上記航空機プロファイルと比較することと、上記第４のセンサー温度表示および上記航空機モードを上記航空機プロファイルと比較することとを含むことができる。上記処理に応じて、ある出力が出力装置６によって提供される。

制御装置４は、上記の動作および較正のモードに従って、様々な時点で動作することができる。例えば、航空機構成要素の保守および／または交換に続いて、制御装置４は較正モードに設定することができるので、航空機構成要素の上記保守および／または上記交換に起因する公称動作温度の変化を考慮することで、ある航空機プロファイルを構築することができる。

本明細書に記載された赤外線過熱センサーシステムは、航空機ブリード空気ダクトの用途および航空機エンジン構成要素の用途の状況で記載されてきたが、本システムは様々な例示的シナリオにおいて使用することができる。例えば、本システムは、例えば不活性燃料タンクに使用される窒素システムのような様々なシステムの温度を監視するために、使用することができる。本システムは、飛行中エンターテインメントシステム構成要素、ごみ圧縮機および／または焼却炉、バッテリボックス、および他のシステムの温度を監視するために実施することができる。本明細書に記載された赤外線過熱センサーシステムは、脚格納室の火災検出のために、また、貨物収容区域（一般に「犬小屋」と称されているもののような）を監視するために実施することができる。本明細書に記載された赤外線過熱センサーシステムは、補足型認証（「ＳＴＣ」）修正とともに、また、非独創的な航空機システムとともに実施することができる。したがって、何人も認識することができるように、本明細書に記載された赤外線過熱センサーシステムは、温度感知が望まれるあらゆる状況において実施することができる。

本明細書に記載された赤外線過熱センサーシステムは、航空機の用途の状況において記載されてきたが、しかしながら、本開示を考慮すると、本明細書に記載された本システムは、他の様々な乗り物、例えば、自動車、トラック、バス、電車、ボート、潜水可能な乗り物に関し、または、製造、あるいは発電、食料調製、金属作業のような工業的処理に関し、または、温度監視が望ましい他のあらゆる乗り物あるいは装置、例えばベアリングシステムに関して使用することができるということを、認識できるであろう。

過熱センサーシステム１００は組み込み試験（built-in testing）用論理を含むことができる。組み込み試験用論理は、本赤外線過熱センサーシステムが機能不良状態にあるかどうかを判定するために、特定の試験（すなわち診断）を遂行する論理を備えることができる。組み込み試験用論理は、過熱センサーシステム１００のセンサー１０あるいは制御装置４のようなプロセッサ、あるいは出力装置６、あるいは他のあらゆる構成要素の中に、または過熱センサーシステム１００と通信状態にある他のシステムの中に存在することができる。組み込み試験用論理は、上記システムが動作の状態にあることを検証するために、航空電子工学入力データ２を使用する安全機能をもまた含むことができる。

本明細書で使用されたように、用語「非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer-readable medium）」の意味は、Ｎｕｉｊｔｅｎが合衆国連邦裁判所における拘束力の範囲内にとどまる限り、また、将来の事例あるいは制定法によって覆されない限り、Ｎｕｉｊｔｅｎ，５００ Ｆ．３ｄ １３４６（Ｆｅｄ．Ｃｉｒ．２００７）の中に見出された種類の一時的なコンピュータ可読媒体だけを、米国特許法第１０１条の下における特許可能な主題の範囲の外側に属するように、排除して解釈すべきである。別の言い方をすれば、用語「コンピュータ可読媒体」は、法律的に許容されるできるだけ広い方法で解釈すべきである。

利益、他の利点、および課題解決策は、本明細書で特定の実施形態に関して説明されてきた。さらにまた、本明細書に含まれた様々な図面に示された接続線は、様々な要素どうしの間における例示的な機能的関係および／または物理的結合を意味するように意図されている。実際のシステムには、多くの代替案または付加的な機能的関係あるいは物理的結合が存在していてもよい、ということに留意すべきである。しかしながら、上記の利益、利点、課題解決策、および、何らかの利益、利点、あるいは課題解決策をもたらすか、またはいっそう顕著になることがある任意の要素は、本発明の極めて重要な、必須の、あるいは基本的な機能あるいは要素として解釈すべきではない。したがって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲以外のどのようなものによっても制限されることがなく、その特許請求の範囲において、単数でのある要素への言及は、明確にそのように述べられていない限り、「唯一のもの」という意味を意図するものではなく、むしろ、「１つ以上のもの」という意味を意図している。さらにまた、「Ａ、Ｂ、あるいはＣのうちの少なくとも１つ」に類似した語句が特許請求の範囲の中で用いられているときには、その語句は、ある実施形態にＡだけが存在していてもよく、ある実施形態にＢだけが存在していてもよく、ある実施形態にＣだけが存在していてもよいことを意味するように、または、単一の実施形態に要素Ａ、Ｂ、およびＣの任意の組み合わせ、例えば、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、あるいはＡおよびＢおよびＣが存在していてもよい、ことを意味するように解釈されることが意図されている。

システム、方法、および装置が本明細書に提供されている。本明細書の発明を実施するための形態における、「様々な実施形態」、「１つの実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」等への言及は、記載された実施形態が特定の機能、構造、あるいは特性を含んでいてもよいが、すべての実施形態が特定の機能、構造、あるいは特性を必ずしも含んでいなくてもよい、ということを示している。その上、そのような語句は同一の実施形態を必ずしも引用していない。さらに、特定の機能、構造、あるいは特性がある実施形態に関連して記載されているときには、他の実施形態に関連してそのような機能、構造、あるいは特性に影響を及ぼすことが、明確に記載されているかどうかにかかわりなく、当業者の知識の範囲内であると考えられる。当業者にとって、この記載を読み取った後に代替の実施形態における開示をどのように実施するかは明らかであろう。

さらにまた、本開示におけるどのような要素、構成要素、あるいは方法の工程も、その要素、構成要素、あるいは方法の工程が特許請求の範囲の中で明確に述べられているかどうかにかかわりなく、公衆に捧げることを意図していない。本明細書におけるどのような特許請求の範囲の要素も、その要素が語句「ための手段」を用いて明確に述べられていない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）の諸規定の下で解釈されない。本明細書で用いられたように、用語「備える」、「備えている」、あるいは他のあらゆるその変形表現は、羅列された諸要素を備える処理、方法、物品、あるいは装置が、それらの諸要素だけを含んでいるのではなく、明確に記載されていない他の諸要素、またはそのような処理、方法、物品、あるいは装置に内在する他の諸要素を含んでいてもよいように、非限定的包含に及ぶことが意図されている。

４…制御装置
６…出力装置
８…センサーバス
１０…センサー
１２…観測下にある箇所
１４…赤外線
１００…過熱センサー

Claims (11)

1. プロセッサと有形の非一時的なメモリとを備えている制御装置と、
   前記制御装置と論理通信の状態にあるセンサーバスと、
   前記センサーバスを介して前記制御装置と論理通信の状態にあり、かつ、観測下にある第１の箇所から第１の赤外線を受けるように構成された第１のセンサーと、
   前記センサーバスを介して前記制御装置と論理通信の状態にあり、かつ、観測下にある第２の箇所から第２の赤外線を受けるように構成された第２のセンサーと、
   を備えた、過熱センサーシステムであって、
   前記過熱センサーシステムは航空機の中に搭載され、
   前記制御装置は、飛行モードデータを含む、航空電子工学的入力データを受け取るように構成され、
   前記制御装置は、前記航空電子工学的入力データと、前記第１のセンサーおよび前記第２のセンサーからのデータとに応じて、前記第１の赤外線の第１の閾値と、前記第２の赤外線の第２の閾値と、を備えた航空機プロファイルを作成するように構成されており、
   前記制御装置は、前記第１の箇所からの前記第１の赤外線が前記第１の閾値を超える第１の表示に応じて第１の動作を行い、かつ、前記第２の箇所からの前記第２の赤外線が前記第２の閾値を超える第２の表示に応じて第２の動作を行うように構成された、過熱センサーシステム。
2. 前記第１のセンサーは、前記第１の箇所からの前記第１の赤外線を検出するように構成された温度感知要素を備えている、請求項１に記載の過熱センサーシステム。
3. 前記航空機の操縦室の中に設置された計器盤を備えている出力装置をさらに備え、
   前記計器盤は、前記第１の箇所および前記第２の箇所にそれぞれ対応している第１の区域および第２の区域を有している前記航空機の図形的描写を表示するように構成され、
   前記第１の区域は、前記第１の動作に応じて第１の色を表示することができ、前記第２の区域は、前記第２の動作に応じて第２の色を表示することができる、請求項１に記載の過熱センサーシステム。
4. 非一時的な有形のメモリを備えた出力装置を備えている、請求項１に記載の過熱センサーシステム。
5. 前記第１のセンサーは、前記第１の箇所からの前記第１の赤外線を検出するようにそれぞれ構成された温度感知要素と火災感知要素とを備えている、請求項１に記載の過熱センサーシステム。
6. 前記センサーバスを介して前記制御装置と論理通信の状態にある音響センサーを備える第２のセンサーをさらに備えている、請求項１に記載の過熱センサーシステム。
7. 過熱を感知するための方法であって、
   過熱感知用制御装置によって、制御装置モードを較正モードに切り換えることと、
   過熱感知用制御装置によって、制御装置モードを動作モードに切り換えることと、
   を備え、
   前記較正モードは、
   前記過熱感知用制御装置によって、航空機モードを受け取ることと、
   前記過熱感知用制御装置によって、第１のセンサー温度表示を受け取ることと、
   前記過熱感知用制御装置によって、第２のセンサー温度表示を受け取ることと、
   前記過熱感知用制御装置によって、前記第１のセンサー温度表示と、前記第２のセンサー温度表示と、前記航空機モードと、を備えた航空機プロファイルを構築することと、
   を備え、
   前記動作モードは、
   前記過熱感知用制御装置によって、前記航空機モードを受け取ることと、
   前記過熱感知用制御装置によって、第３のセンサー温度表示を受け取ることと、
   前記過熱感知用制御装置によって、第４のセンサー温度表示を受け取ることと、
   前記過熱感知用制御装置によって、前記第３のセンサー温度表示および前記第４のセンサー温度表示を処理することと、
   前記処理に応じて、出力を出力装置へ提供することと、
   を備え、
   前記処理することは、
   前記過熱感知用制御装置によって、前記第３のセンサー温度表示および前記航空機モードを前記航空機プロファイルと比較することと、
   前記過熱感知用制御装置によって、前記第４のセンサー温度表示および前記航空機モードを前記航空機プロファイルと比較することと、
   を備えた、過熱を感知するための方法。
8. 前記航空機プロファイルは、前記第１のセンサー温度表示の第１の変化率と、前記第２のセンサー温度表示の第２の変化率とをさらに含んでいる、請求項７に記載の過熱を感知するための方法。
9. 前記第１のセンサー温度表示を受け取ることは、第１のセンサーのポーリングに応じるものである、請求項７に記載の過熱を感知するための方法。
10. 前記第２のセンサー温度表示を受け取ることは、第２のセンサーのポーリングに応じるものである、請求項７に記載の過熱を感知するための方法。
11. 前記出力装置は、消火システムを備えており、前記出力に応じて前記消火システムを始動させることをさらに含む、請求項７に記載の過熱を感知するための方法。

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