JPS61198024A - 飛行体の燃料重量残量測定装置 - Google Patents
飛行体の燃料重量残量測定装置Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は飛行体の燃料用ｌ残量測定装置に係る。
特にこの発明は、飛行体に設置された燃料タンク内の液
位と密度を圧力トランスジューサで圧力に変換して測定
すると共に、燃料タンク内の絶対圧を圧力トランスジュ
ーサで測定し、これら各測定値に基づいてプロセッサユ
ニットで燃料ｌ！量残量を演算して求める構成の飛行体
の燃料重量残量測定装置に関する。
位と密度を圧力トランスジューサで圧力に変換して測定
すると共に、燃料タンク内の絶対圧を圧力トランスジュ
ーサで測定し、これら各測定値に基づいてプロセッサユ
ニットで燃料ｌ！量残量を演算して求める構成の飛行体
の燃料重量残量測定装置に関する。
〈従来の技術〉
以下、従来の技術を図面を用いて説明する。
第４図は、従来の技術である飛行体に設置された燃料タ
ンク内の燃料重量残量を測定する燃料重量残量測定装置
のブロック線図である。
ンク内の燃料重量残量を測定する燃料重量残量測定装置
のブロック線図である。
即ち、この燃料重量残量測定装置の技術は、静電容量型
の液面レベル計の出力である静電容量が、燃料レベルと
燃料静電係数とに比例することを利用しているものであ
る。
の液面レベル計の出力である静電容量が、燃料レベルと
燃料静電係数とに比例することを利用しているものであ
る。
第４図において、１は飛行体に設けられ燃料２を貯蔵す
る燃料タンク、３は静電容量型の液面レベル計である。
る燃料タンク、３は静電容量型の液面レベル計である。
この液面レベル計３は、燃料タンク１内の全範囲に渡っ
て燃料２の液位δを測定する必要から各部に分散して設
定されている。４は燃料２の燃料誘電係数Ｋを補正する
ために設【プられたコンペンセータユニット、５は燃料
２の密度ρを測定する密度計、６はプロセッサユニット
である。このプロセッサユニット６は、燃料タンク１の
形状に整合した［液位（δ）−容積（Ｖｌ特性Ｊ （−
例を第５図液位・容積特性図に示す）や演算方法等の情
報が記憶されているメモリ７と、液面レベル計３とコン
ペンセータユニット４が接続される静電容量入力インタ
ーフェイス（以下インターフェイスはｒ Ｉ／ＦＪと略
称する）８と、密度計５が接続される周波数人力Ｉ／Ｆ
９と、メモリ１内の情報や測定値をデータバス１０を介
して入力し演算を行なう演算機能１１と、飛行体の総重
量や必要給油量等の値を入力すると共に演算機能１１の
演算結果を出力する入出力Ｉ／Ｆ１２と、から構成され
ている。
て燃料２の液位δを測定する必要から各部に分散して設
定されている。４は燃料２の燃料誘電係数Ｋを補正する
ために設【プられたコンペンセータユニット、５は燃料
２の密度ρを測定する密度計、６はプロセッサユニット
である。このプロセッサユニット６は、燃料タンク１の
形状に整合した［液位（δ）−容積（Ｖｌ特性Ｊ （−
例を第５図液位・容積特性図に示す）や演算方法等の情
報が記憶されているメモリ７と、液面レベル計３とコン
ペンセータユニット４が接続される静電容量入力インタ
ーフェイス（以下インターフェイスはｒ Ｉ／ＦＪと略
称する）８と、密度計５が接続される周波数人力Ｉ／Ｆ
９と、メモリ１内の情報や測定値をデータバス１０を介
して入力し演算を行なう演算機能１１と、飛行体の総重
量や必要給油量等の値を入力すると共に演算機能１１の
演算結果を出力する入出力Ｉ／Ｆ１２と、から構成され
ている。
この燃料ｆｆ１ｆｆｉ残間測定装置の演算動作は次のよ
うになっている。
うになっている。
まず、静電容量人力１／Ｆ８に、各位置の燃料の液位δ
１．δ２．〜δｎに比例する液面レベル計３の出力（静
電容量 Ｑ ＋ 、 Ｑ２ 、〜Ｑｎ ）と、コンペン
セータユニット４からの出力である燃料２の燃料誘電係
数Ｋを補正する補正値が入力する。
１．δ２．〜δｎに比例する液面レベル計３の出力（静
電容量 Ｑ ＋ 、 Ｑ２ 、〜Ｑｎ ）と、コンペン
セータユニット４からの出力である燃料２の燃料誘電係
数Ｋを補正する補正値が入力する。
演算機能１１は、静電容ＩＱＩ、Ｑ２．〜Ｑｎに含まれ
る燃料静電係数にの影響を補正演算し、補正液位δＩ＋
・δ２Ｉ・〜δｎ＋を求める・そして・この補正液位δ
＋＋＋ ６２１．〜δｎ＋について、メモリ１内の燃料
タンク１の形状に整合したδ−■特性を用いて各々の容
積Ｖを換算する。
る燃料静電係数にの影響を補正演算し、補正液位δＩ＋
・δ２Ｉ・〜δｎ＋を求める・そして・この補正液位δ
＋＋＋ ６２１．〜δｎ＋について、メモリ１内の燃料
タンク１の形状に整合したδ−■特性を用いて各々の容
積Ｖを換算する。
飛行体が傾斜した場合（例えばロールした時）は、例え
ば２本の液面レベル計３の検出値から浸漬高δと液面傾
斜角φが演算され、この液面傾斜角φからメモリ７内の
δ、φ−■特性を用いて燃料容積■を求め、これに密度
計５で測定した密度ρを乗じて燃料ｆｆ１ｆｆｉ残ｆｆ
１Ｗ（＝ρ・Ｖ）を１ｑる。
ば２本の液面レベル計３の検出値から浸漬高δと液面傾
斜角φが演算され、この液面傾斜角φからメモリ７内の
δ、φ−■特性を用いて燃料容積■を求め、これに密度
計５で測定した密度ρを乗じて燃料ｆｆ１ｆｆｉ残ｆｆ
１Ｗ（＝ρ・Ｖ）を１ｑる。
尚、δ、φ−Ｖ特性は、特定の燃料タンクにおいて、あ
る決めた底面からの浸漬高及び傾斜角から燃料容積を求
めるために特性化したカーブのことであり、燃料タンク
の形状により異なる。
る決めた底面からの浸漬高及び傾斜角から燃料容積を求
めるために特性化したカーブのことであり、燃料タンク
の形状により異なる。
ところで、このような燃料重聞残ｍ測定装置は、■多数
の静電容量型の液面レベル計が必要である。
の静電容量型の液面レベル計が必要である。
このために配線は各々独立して引回すため多数の同軸ケ
ーブル又はシールド線を用いる必要があるので配線型缶
が無視できない。特に燃料タンクがプロセッサユニット
から離れた距離にある場合は、距離による重量層も更に
考慮する必要がある。
ーブル又はシールド線を用いる必要があるので配線型缶
が無視できない。特に燃料タンクがプロセッサユニット
から離れた距離にある場合は、距離による重量層も更に
考慮する必要がある。
■燃料タンクの形状に対する特性化を液面レベル計の内
極形状を変えて適切に行ない、液面レベル計の出力が燃
料容積に比例するようにして出力を並列に出力する場合
は、その内の１個が断線した場合故障検出ができずその
まま誤差となる。
極形状を変えて適切に行ない、液面レベル計の出力が燃
料容積に比例するようにして出力を並列に出力する場合
は、その内の１個が断線した場合故障検出ができずその
まま誤差となる。
■静電容量型の液面レベル計は振動に弱く、かつ整備性
が悪い。等の問題点がある。そこで、本願出願人は、こ
の様な問題点を解決するための技術として特願昭５９−
１９４２４８号を出願した。以下この構成を第６図の先
行技術である飛行体の燃料重量残量測定装置のブロック
線図を用いてｖ１明する。
が悪い。等の問題点がある。そこで、本願出願人は、こ
の様な問題点を解決するための技術として特願昭５９−
１９４２４８号を出願した。以下この構成を第６図の先
行技術である飛行体の燃料重量残量測定装置のブロック
線図を用いてｖ１明する。
第６図において、１３は燃料２の浸漬高Ｈを圧力Ｐｐと
して測定する圧力トランスジューサ（この各圧力トラン
スジューサは、例えば絶対圧測定用センサで構成され、
圧力が周波数信号として出力されるタイプである）で構
成された複数の液位レベル検出器である。尚、少なくと
も３個（安全性を高めるために３個以上設けてもよい）
の圧力トランスジューサ１３ａ〜１３ｃを所定の間隔！
、Ａで設置したのは、飛行体は左右のみならず前後にも
傾くので、この時の液面傾斜角（θ、φ）を求めるため
である。１５は燃料タンク１内の燃料２に非接触の位置
に設定され燃料タンク１内の絶対圧ＰＯを測定する圧力
トランスジューサで構成された内圧検出器である（尚、
燃料タンク１内は、飛行体ニオイテハ一般に一３ｐｓｉ
（約０．２Ｋｇ ／ｃｍ’ ）程度過圧されている）。
して測定する圧力トランスジューサ（この各圧力トラン
スジューサは、例えば絶対圧測定用センサで構成され、
圧力が周波数信号として出力されるタイプである）で構
成された複数の液位レベル検出器である。尚、少なくと
も３個（安全性を高めるために３個以上設けてもよい）
の圧力トランスジューサ１３ａ〜１３ｃを所定の間隔！
、Ａで設置したのは、飛行体は左右のみならず前後にも
傾くので、この時の液面傾斜角（θ、φ）を求めるため
である。１５は燃料タンク１内の燃料２に非接触の位置
に設定され燃料タンク１内の絶対圧ＰＯを測定する圧力
トランスジューサで構成された内圧検出器である（尚、
燃料タンク１内は、飛行体ニオイテハ一般に一３ｐｓｉ
（約０．２Ｋｇ ／ｃｍ’ ）程度過圧されている）。
１６は飛行体の加速度９を測定する加速度計である。１
７は液位レベル検出器１３と密度計５と内圧検出器１５
と加速度計１６が接続され、これら各々の測定値から燃
料タンク１内の燃料重量残量を演算するプロセッサユニ
ットである。このプロセッサユニット１７は、燃料タン
ク１の形状に整合した浸漬高、傾斜角−容積特性や演算
方法等が記憶されているメモリ１８と、液位レベル検出
器１３．密度計５及び内圧検出器１５が接続される周波
数人力１ ／ Ｆ １９と、加速度計１６が接続される
加速度信号１ ／ Ｆ ２０と、これらの情報と例えば
必要とする燃料給油量の情報を入力したり演算結果を出
力したりする入出力Ｉ ／ Ｆ ２３からの情報とをデ
ータバス２１を介して入力し演算を行なう演算機能２２
とから構成されている。
７は液位レベル検出器１３と密度計５と内圧検出器１５
と加速度計１６が接続され、これら各々の測定値から燃
料タンク１内の燃料重量残量を演算するプロセッサユニ
ットである。このプロセッサユニット１７は、燃料タン
ク１の形状に整合した浸漬高、傾斜角−容積特性や演算
方法等が記憶されているメモリ１８と、液位レベル検出
器１３．密度計５及び内圧検出器１５が接続される周波
数人力１ ／ Ｆ １９と、加速度計１６が接続される
加速度信号１ ／ Ｆ ２０と、これらの情報と例えば
必要とする燃料給油量の情報を入力したり演算結果を出
力したりする入出力Ｉ ／ Ｆ ２３からの情報とをデ
ータバス２１を介して入力し演算を行なう演算機能２２
とから構成されている。
この構成の演算機能は次のようになっている。
燃料タンク底面に設置した液位レベル検出器の測定圧力
Ｐは、 Ｐ−ρ・９・Ｈ十Ｐｏ ・・・（
１）となる。従って、液位レベルＨは、 Ｈ＝（Ｐ Ｐｏ）／ρ・ｑ ・・・（２
）となる。又、容積■は浸漬高Ｈの関数（Ｖ−／（Ｈ）
）である。
Ｐは、 Ｐ−ρ・９・Ｈ十Ｐｏ ・・・（
１）となる。従って、液位レベルＨは、 Ｈ＝（Ｐ Ｐｏ）／ρ・ｑ ・・・（２
）となる。又、容積■は浸漬高Ｈの関数（Ｖ−／（Ｈ）
）である。
ところで、液面が例えばπで示すように傾斜した場合（
傾斜角φ）は、１３ａ、 １３ｂに対して間隔泥の位置
に液位レベル検出器１３ｃが設置されているので、液位
レベル検出器１３ａ（又は１３ｂ）と１３Ｃから浸漬高
目と液面傾斜角φが演算され、メモリ１８内のＨ１φ−
■特性から燃料容積Ｖを得て、Ｗ−ρ・Ｖから燃料重量
残ｊｌＷが求まる。
傾斜角φ）は、１３ａ、 １３ｂに対して間隔泥の位置
に液位レベル検出器１３ｃが設置されているので、液位
レベル検出器１３ａ（又は１３ｂ）と１３Ｃから浸漬高
目と液面傾斜角φが演算され、メモリ１８内のＨ１φ−
■特性から燃料容積Ｖを得て、Ｗ−ρ・Ｖから燃料重量
残ｊｌＷが求まる。
又、液面が例えばωで示すように傾斜した場合（傾斜角
θ）は、１３ａ、 １３ｃに対して間隔！の位置に液位
レベル検出器１３ｂが設置されているので、液位レベル
検出器１３ａ（又は１３Ｃ）と１３ｂから浸漬高１１と
液面傾斜角θが演算され、メモリ１８内のＨ２Ｏ−Ｖ特
性から燃料容積Ｖを得て、Ｗ−ρ・Ｖから燃料重量残量
Ｗが求まる。
θ）は、１３ａ、 １３ｃに対して間隔！の位置に液位
レベル検出器１３ｂが設置されているので、液位レベル
検出器１３ａ（又は１３Ｃ）と１３ｂから浸漬高１１と
液面傾斜角θが演算され、メモリ１８内のＨ２Ｏ−Ｖ特
性から燃料容積Ｖを得て、Ｗ−ρ・Ｖから燃料重量残量
Ｗが求まる。
このように３個の液面レベル検出器を設置すること、即
ち、圧力トラシスジューサで構成された液位レベル検出
器や内圧検出器と、密度計と加速度計をｉＱ置すること
で、均合い旋回時や横加速度による横滑り又は前進加速
度印加時等のときでもより高精度な燃料重量残量Ｗを簡
単に測定できる。
ち、圧力トラシスジューサで構成された液位レベル検出
器や内圧検出器と、密度計と加速度計をｉＱ置すること
で、均合い旋回時や横加速度による横滑り又は前進加速
度印加時等のときでもより高精度な燃料重量残量Ｗを簡
単に測定できる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところが、このような飛行体に設置された燃料タンク内
の燃料重量残量を測定する燃料重量残量測定装置は、液
位レベル検出器や内圧検出器である圧力トランスジュー
サに加えて密度センサを必要とするので高価である。又
、飛行体の燃料重量残量測定には燃料の密度変化がある
のが一般的である。一方、密度計は一点に設定されるポ
イント測定方法なので、密度変化があると正確な燃料の
平均密度（容積Ｘ熱度）を演算することができない。従
って絶対精度が劣る、という問題点が発生する。更に加
速度の補正のために用意した加速度計の誤差はそのまま
燃料残量誤差となると同時に信号処理のためのサンプリ
ング時間の不一致についても加速度変化時には誤差とな
る。即ち、加速度計を用いて補正をする場合、加速度セ
ンサに１％の誤差があった場合、そのまま燃料残量誤差
として現われ、特に航空機等のような加速度印加環境下
では大きな問題であった。
の燃料重量残量を測定する燃料重量残量測定装置は、液
位レベル検出器や内圧検出器である圧力トランスジュー
サに加えて密度センサを必要とするので高価である。又
、飛行体の燃料重量残量測定には燃料の密度変化がある
のが一般的である。一方、密度計は一点に設定されるポ
イント測定方法なので、密度変化があると正確な燃料の
平均密度（容積Ｘ熱度）を演算することができない。従
って絶対精度が劣る、という問題点が発生する。更に加
速度の補正のために用意した加速度計の誤差はそのまま
燃料残量誤差となると同時に信号処理のためのサンプリ
ング時間の不一致についても加速度変化時には誤差とな
る。即ち、加速度計を用いて補正をする場合、加速度セ
ンサに１％の誤差があった場合、そのまま燃料残量誤差
として現われ、特に航空機等のような加速度印加環境下
では大きな問題であった。
本発明は、上述の問題点に鑑みて成されたものである。
即ち本発明は、密度センサ及び加速度センサを使用する
ことなく、複数の圧力トランスジューサのみを用いて信
号処理の中で加速度による影響を受けないようにし、加
速度信号による補正を行なわずに液面レベル及び液面傾
斜角を測定し、高精度に飛行体に設置された燃料タンク
内の燃料重量残量を測定することが可能な飛行体の燃料
重量残量測定装置を提供することを目的とする。
ことなく、複数の圧力トランスジューサのみを用いて信
号処理の中で加速度による影響を受けないようにし、加
速度信号による補正を行なわずに液面レベル及び液面傾
斜角を測定し、高精度に飛行体に設置された燃料タンク
内の燃料重量残量を測定することが可能な飛行体の燃料
重量残量測定装置を提供することを目的とする。
く問題点を解決するための手段〉
上述の目的を達成するための本発明の飛行体の燃料重量
残量測定装置は、燃料タンクの夫々の箇所の液位を測定
する複数の液位レベル検出器と。
残量測定装置は、燃料タンクの夫々の箇所の液位を測定
する複数の液位レベル検出器と。
この複数の液位レベル検出器の内の少なくとも１つの略
直上に一定の間隔をもって燃料の密度を演算するに必要
な情報を測定する補助液位レベル検出器とを燃料中に設
置し、燃料タンク内の絶対圧を測定する内圧検出器を液
に非接触に設置し、前記液位レベル検出器と前記補助液
位レベル検出器と前記内圧検出器は圧力トランスジュー
サで構成されており、これら液位レベル検出器と補助液
位レベル検出器と内圧検出器の測定値から飛行体の燃料
重量残量をプロセッサユニットで演算する構成となって
いる。
直上に一定の間隔をもって燃料の密度を演算するに必要
な情報を測定する補助液位レベル検出器とを燃料中に設
置し、燃料タンク内の絶対圧を測定する内圧検出器を液
に非接触に設置し、前記液位レベル検出器と前記補助液
位レベル検出器と前記内圧検出器は圧力トランスジュー
サで構成されており、これら液位レベル検出器と補助液
位レベル検出器と内圧検出器の測定値から飛行体の燃料
重量残量をプロセッサユニットで演算する構成となって
いる。
〈実施例〉
以下、本発明を具体的実施例である図面を用いて詳細に
説明する。尚、以下の図面において、第９図乃至第１２
図と重複する部分については同一番号を付してその説明
は省略する。
説明する。尚、以下の図面において、第９図乃至第１２
図と重複する部分については同一番号を付してその説明
は省略する。
第１図は、本発明の飛行体の燃料重量残量測定装置の具
体的実施例を示すブロック線図である。
体的実施例を示すブロック線図である。
第１図において、２４は圧力トランスジューサで構成さ
れた補助液位レベル検出器である。この補助液位レベル
検出器２４は、同じく圧力トランスジューサで構成され
た複数の液位レベル検出器１３ａ〜１３ｃの内の少なく
とも１つ、この例においては液位レベル検出器１３ｂの
略直上に一定の間隔μで液２中にｉｔＱ置されている。
れた補助液位レベル検出器である。この補助液位レベル
検出器２４は、同じく圧力トランスジューサで構成され
た複数の液位レベル検出器１３ａ〜１３ｃの内の少なく
とも１つ、この例においては液位レベル検出器１３ｂの
略直上に一定の間隔μで液２中にｉｔＱ置されている。
２５は、液位レベル検出器１３ａ〜１３ｃと補助液位レ
ベル検出器２４と内圧検出器１５が接続され、これら各
々の検出器の測定値から燃料重量残量Ｗを演算するプロ
セッサユニットである。このプロセッサユニット２５は
、燃料タンク１の形状に整合した浸漬高、傾斜角−容積
特性や演算方法等が記憶されているメモリ２Ｇと、液位
レベル検出器１３と補助液位レベル検出器２４と内圧検
出器１５が接続される周波数人力１／Ｆ２７と、これら
の情報と例えば必要とする燃料給油量の情報を入力した
り演算結果を出力したりする入出力１ ／ Ｆ ３０か
らの情報とをデータバス２８を介して入力し演算を行な
う演算機能２９とから構成されている。
ベル検出器２４と内圧検出器１５が接続され、これら各
々の検出器の測定値から燃料重量残量Ｗを演算するプロ
セッサユニットである。このプロセッサユニット２５は
、燃料タンク１の形状に整合した浸漬高、傾斜角−容積
特性や演算方法等が記憶されているメモリ２Ｇと、液位
レベル検出器１３と補助液位レベル検出器２４と内圧検
出器１５が接続される周波数人力１／Ｆ２７と、これら
の情報と例えば必要とする燃料給油量の情報を入力した
り演算結果を出力したりする入出力１ ／ Ｆ ３０か
らの情報とをデータバス２８を介して入力し演算を行な
う演算機能２９とから構成されている。
飛行体はピッチ及びロールに対して傾く。故に、燃料重
量残ｆｆ１Ｗを正確に求めるには液面傾斜角補正演算（
ピッチ角補正演算やロール角補正演算）を行なう必要が
ある。
量残ｆｆ１Ｗを正確に求めるには液面傾斜角補正演算（
ピッチ角補正演算やロール角補正演算）を行なう必要が
ある。
ここで、飛行体がロールした時の燃料タンク１内の燃料
重量残量Ｗを演算する場合、即も、液位レベル検出器１
３ａ・・・１３ｃと補助液位レベル検出器２４と内圧検
出器１５の出力を用いてロール角補正演算を行なう場合
を、第２図の飛行体がロールした時の燃料タンク１の状
態（液面傾斜角φを有する状態）を示した正面図を用い
て以下に詳細に説明する。
重量残量Ｗを演算する場合、即も、液位レベル検出器１
３ａ・・・１３ｃと補助液位レベル検出器２４と内圧検
出器１５の出力を用いてロール角補正演算を行なう場合
を、第２図の飛行体がロールした時の燃料タンク１の状
態（液面傾斜角φを有する状態）を示した正面図を用い
て以下に詳細に説明する。
今、ロール時に使用する液位レベル検出器を１３ｂ、１
３ｃとし、測定圧力をＰ ｂ ＋ ＊ Ｐ ｃとすると
（１）式から、 Ｐｂ＋−ρ・Ｑ−ＨｂＩＣＯ５φ十Ｐ。
３ｃとし、測定圧力をＰ ｂ ＋ ＊ Ｐ ｃとすると
（１）式から、 Ｐｂ＋−ρ・Ｑ−ＨｂＩＣＯ５φ十Ｐ。
−ρ・Ｑ−ｈｂ ＋ ＋Ｐｏ −（３）Ｐｃ
Ｗρ’Ｑ”ＨｃＣＯ８φ十Ｐ。
Ｗρ’Ｑ”ＨｃＣＯ８φ十Ｐ。
−ρ・（Ｊ ・ｈｃ ＋ Ｐｏ ”（
４）となる。但し、ｈｂ Ｉ ＊ ｈｅは液位レベル検
出器１３ｂ、 １３ｃの液面２ａに対して垂直方向の液
位レベルである。ｈｂｌ、ｈｃの相互関係は、ｈｃ ＝
ｈｂ ｌ−Ａｓ ｉ ｎφ ・（Ｓ）となる
。同様にして、補助液位レベル検出器２４の測定圧力を
Ｐｂ２とすると、 Ｐｂ２−ρ・９・Ｈｂ２ＣＯ５φ＋Ｐ。
４）となる。但し、ｈｂ Ｉ ＊ ｈｅは液位レベル検
出器１３ｂ、 １３ｃの液面２ａに対して垂直方向の液
位レベルである。ｈｂｌ、ｈｃの相互関係は、ｈｃ ＝
ｈｂ ｌ−Ａｓ ｉ ｎφ ・（Ｓ）となる
。同様にして、補助液位レベル検出器２４の測定圧力を
Ｐｂ２とすると、 Ｐｂ２−ρ・９・Ｈｂ２ＣＯ５φ＋Ｐ。
譚ρ・Ｑ（ｈｂｌ−μｃｏｓφ）＋Ｐ〇−ρ・Ｑ ・ｈ
ｂ ２ ＋Ｐｏ −（６）となる。但し、ｈｂ
２は補助液位レベル検出器２４の液面２ａに対して垂直
方向の液位レベルである。
ｂ ２ ＋Ｐｏ −（６）となる。但し、ｈｂ
２は補助液位レベル検出器２４の液面２ａに対して垂直
方向の液位レベルである。
ここで液面傾斜角φを求める。
例えば（３）〜（５）式から、
Ｐｂ＋ −Ｐｃ −ρ ・ Ｑ ・ Ａｓ１ｎ
φ ・ （７）を得る。又、（３）、（
Ｇ）式から、 Ｐｂ 言 −Ｐｂ ２ − ρ 拳 ９ ・ μ
ｃｏｓ φ ・・・（８）を得る。この（７）
と（８）式から、 （Ｐｂ ＋ −Ｐｃ ）／ （Ｐｂ ＋−Ｐｂ２）＝（
泥／μ）ｔａｎφ 、’、ｔａｎφ＝ｔｌ （Ｐｂ ＋ −Ｐｃ ）／Ａ（
Ｐｂ＋ Ｐｂ２）・・・（９） を得る。一般に民間の航空機においては、ピッチ角±１
０６．ロール角±３°で十分であり、この場合はｔａｎ
φで特性化すればよいことが判る。
φ ・ （７）を得る。又、（３）、（
Ｇ）式から、 Ｐｂ 言 −Ｐｂ ２ − ρ 拳 ９ ・ μ
ｃｏｓ φ ・・・（８）を得る。この（７）
と（８）式から、 （Ｐｂ ＋ −Ｐｃ ）／ （Ｐｂ ＋−Ｐｂ２）＝（
泥／μ）ｔａｎφ 、’、ｔａｎφ＝ｔｌ （Ｐｂ ＋ −Ｐｃ ）／Ａ（
Ｐｂ＋ Ｐｂ２）・・・（９） を得る。一般に民間の航空機においては、ピッチ角±１
０６．ロール角±３°で十分であり、この場合はｔａｎ
φで特性化すればよいことが判る。
次に液面レベルＨｂ、を求める。
（３）式を変形して、
（Ｐｂ ＋ −Ｐａ ） ／ ｈｂ ＋ −ρ−Ｑ
−（１０）を得（但し、Ｈｂ１ＣｏＳφ−１１ｂ＋
＞、この式を（７）に代入し、 Ｐｂ＋ Ｐｃ＝Ａｉａｎφ・（Ｐｂ＋ Ｐｏ）／Ｈ
ｂ＋・・・（１１） を得、この式に（９）式を代入し、 Ｐｂ＋ Ｐｃ ＝ｕ （Ｐｂ Ｉ Ｐｏ ） （Ｐｂ ＋
−ＰＣ）／（Ｐｂ ＋ −Ｐｂｚ ）Ｈｂ ＋
・・・ （１２）を（りる。従って液面レベル１−
１ｂ、は、Ｈｂｌ−μ（Ｐｂ＋ Ｐｏ）／ （Ｐｂ ＋ −Ｐｂ ２ ）・・・（１３）となる。
−（１０）を得（但し、Ｈｂ１ＣｏＳφ−１１ｂ＋
＞、この式を（７）に代入し、 Ｐｂ＋ Ｐｃ＝Ａｉａｎφ・（Ｐｂ＋ Ｐｏ）／Ｈ
ｂ＋・・・（１１） を得、この式に（９）式を代入し、 Ｐｂ＋ Ｐｃ ＝ｕ （Ｐｂ Ｉ Ｐｏ ） （Ｐｂ ＋
−ＰＣ）／（Ｐｂ ＋ −Ｐｂｚ ）Ｈｂ ＋
・・・ （１２）を（りる。従って液面レベル１−
１ｂ、は、Ｈｂｌ−μ（Ｐｂ＋ Ｐｏ）／ （Ｐｂ ＋ −Ｐｂ ２ ）・・・（１３）となる。
以上、求めた液面レベルＨｂ、と液面傾斜角φからメモ
リ２６内のＨｂｌ 、φ−Ｖ特性を用いて燃料容積Ｖを
求める。
リ２６内のＨｂｌ 、φ−Ｖ特性を用いて燃料容積Ｖを
求める。
次に燃料密度ρを求める。
（７）式を変形して、
ｓｉｎφ−（Ｐｂ ＋ Ｐｃ ）／ρＱｆｉ −
（１４）を得、（８）式を変形して、 ｃｏｓφ−（Ｐｂ ＋−Ｐｂ２）／ρＱμ ・・・（１
５）を得る。この（１４） 、 （１５）式から、（
ｓ ｉ ｎφ）’＋（ｃｏｓφ）２ −（（Ｐｂ＋ Ｐｃ）２＋ （Ｐｂ＋−Ｐｂ２）’ （泥／μ）２）／（ρｇ泥）
２−１・・・（１６） を得る。ここで、密度ρの変化率が加速度Ｑの変化率に
比較して長いため、例えばローパスフィルタをとおして
加速度ｑの成分を除去するように信号処理すると９−１
として扱うことができる。従って、（１Ｇ）式は、 ρ−（（Ｐｂ＋ Ｐｃ）２＋ （Ｐｂ ＋−Ｐｂ２）２ （Ａ／μ）２）１／２／え・
・・（１７） となり、密度ρが求まる。尚、密度ρを求めるために簡
単に加速度Ｑの信号が他から得られる場合、即ち、他の
計器類等に入力信号として入力されている場合は、この
加速度９の信号を利用するようにしてもよい。もつとも
加速度信号を外部から入力して補正しても、密度ρの変
化時定数が長いため（ローパスフィルタよりノイズが長
いため）、大きな誤差とならない。
（１４）を得、（８）式を変形して、 ｃｏｓφ−（Ｐｂ ＋−Ｐｂ２）／ρＱμ ・・・（１
５）を得る。この（１４） 、 （１５）式から、（
ｓ ｉ ｎφ）’＋（ｃｏｓφ）２ −（（Ｐｂ＋ Ｐｃ）２＋ （Ｐｂ＋−Ｐｂ２）’ （泥／μ）２）／（ρｇ泥）
２−１・・・（１６） を得る。ここで、密度ρの変化率が加速度Ｑの変化率に
比較して長いため、例えばローパスフィルタをとおして
加速度ｑの成分を除去するように信号処理すると９−１
として扱うことができる。従って、（１Ｇ）式は、 ρ−（（Ｐｂ＋ Ｐｃ）２＋ （Ｐｂ ＋−Ｐｂ２）２ （Ａ／μ）２）１／２／え・
・・（１７） となり、密度ρが求まる。尚、密度ρを求めるために簡
単に加速度Ｑの信号が他から得られる場合、即ち、他の
計器類等に入力信号として入力されている場合は、この
加速度９の信号を利用するようにしてもよい。もつとも
加速度信号を外部から入力して補正しても、密度ρの変
化時定数が長いため（ローパスフィルタよりノイズが長
いため）、大きな誤差とならない。
従って燃料！！！量残量Ｗは、密度ρと燃料容１ａｖか
ら、Ｗ−ρ・Ｖの式により求めることがでる。
ら、Ｗ−ρ・Ｖの式により求めることがでる。
以上の演算系統をフローシートとしてまとめたのが第３
図である。
図である。
尚、以上においては、液面レベル検出器１３ｂが第２図
の場合は１３ａと同一軸上にあるものとして扱ったが、
これが１３ａと１３ｂが異なる軸上にある場合、例えば
１３ａ〜１３ｃが３角形状で構成される場合にあっては
、その時の液面レベル検出器の組合わせを１３ａ（Ｐａ
）と１３ｂ （Ｐｂ＋ ）と補助液面レベル検出器２４
（Ｐｂｚ）としても上述したと同様の結果が得られるこ
とはいうまでもない。
の場合は１３ａと同一軸上にあるものとして扱ったが、
これが１３ａと１３ｂが異なる軸上にある場合、例えば
１３ａ〜１３ｃが３角形状で構成される場合にあっては
、その時の液面レベル検出器の組合わせを１３ａ（Ｐａ
）と１３ｂ （Ｐｂ＋ ）と補助液面レベル検出器２４
（Ｐｂｚ）としても上述したと同様の結果が得られるこ
とはいうまでもない。
又、上述はロール角φの場合について述べたが、ピッチ
角θの場合は、液面レベル検出器間の距離泥を！とすれ
ば、同様の演算方法によって求めることができる。
角θの場合は、液面レベル検出器間の距離泥を！とすれ
ば、同様の演算方法によって求めることができる。
ところで、本発明は、第１図乃至第３図に示すものに限
定されるものではない。
定されるものではない。
即ち、第１図においては、補助液面レベル検出器２４は
液面レベル検出器１３ｂの略直上に１１１１ｉ１配置し
たが、液面レベル検出器１３ａや１３ｃの略直上に配置
してもよい。又、液面レベル検出器１３ａ〜１３Ｃの略
直上に夫々配置してもよい。このようにすれば、補助液
面レベル検出器についての冗長化が計れるのでより信頼
性を向上させることが可能である。
液面レベル検出器１３ｂの略直上に１１１１ｉ１配置し
たが、液面レベル検出器１３ａや１３ｃの略直上に配置
してもよい。又、液面レベル検出器１３ａ〜１３Ｃの略
直上に夫々配置してもよい。このようにすれば、補助液
面レベル検出器についての冗長化が計れるのでより信頼
性を向上させることが可能である。
〈発明の効果〉
以上、具体的実施例と共に本発明を詳細に述べた様に、
燃料タンク内の絶対圧を測定する内圧検出器と、複数の
液位レベル検出器と、この複数の液位レベル検出器の内
の少なくとも１つの略直上に一定の間隔で設置された補
助液位レベル検出器とを用いて飛行体の燃料重量残量を
演算する構成の本発明の飛行体の燃料測定装置は、簡単
な構成の圧力トランスジューサを少ない個数設定するだ
けで燃料重量残量の測定が可能なので、装置の総量」が
従来の技術に比較して大幅に軽減でき、かつ高精度で高
性能の燃料測定システム構成が安価に提供できる。
燃料タンク内の絶対圧を測定する内圧検出器と、複数の
液位レベル検出器と、この複数の液位レベル検出器の内
の少なくとも１つの略直上に一定の間隔で設置された補
助液位レベル検出器とを用いて飛行体の燃料重量残量を
演算する構成の本発明の飛行体の燃料測定装置は、簡単
な構成の圧力トランスジューサを少ない個数設定するだ
けで燃料重量残量の測定が可能なので、装置の総量」が
従来の技術に比較して大幅に軽減でき、かつ高精度で高
性能の燃料測定システム構成が安価に提供できる。
又、圧力トランスジューサで構成した液位レベル検出器
は振動にも強（、かつ点検整備等の保守
は振動にも強（、かつ点検整備等の保守
第１図は本発明の飛行体の燃料ｆｆｌ量測定装置のブロ
ック線図、第２図は飛行体がロールした時の燃料タンク
の状態を示した正面図、第３図は＊痺系統フローシート
、第４図は従来の技術である飛行体の燃料重量残量測定
装置のブロック線図、第５図は液位・容積特性図、第６
図は先行技術である飛行体の燃料重量残量測定装置のブ
ロック線図である。 １・・・燃料タンク、２・・・燃料、３・・・静電容量
型の液面レベル計、４・・・コンペンセータユニット、
５・・・密度計、６ 、１７．２５・・・プロセッサユ
ニット、１３・・・液位レベル検出器、１５・・・内圧
検出器、１６・・・加速度計。２４・・・補助液位レベ
ル検出器。 尾１図 第３図 Ｐ１４図
ック線図、第２図は飛行体がロールした時の燃料タンク
の状態を示した正面図、第３図は＊痺系統フローシート
、第４図は従来の技術である飛行体の燃料重量残量測定
装置のブロック線図、第５図は液位・容積特性図、第６
図は先行技術である飛行体の燃料重量残量測定装置のブ
ロック線図である。 １・・・燃料タンク、２・・・燃料、３・・・静電容量
型の液面レベル計、４・・・コンペンセータユニット、
５・・・密度計、６ 、１７．２５・・・プロセッサユ
ニット、１３・・・液位レベル検出器、１５・・・内圧
検出器、１６・・・加速度計。２４・・・補助液位レベ
ル検出器。 尾１図 第３図 Ｐ１４図
Claims (1)
- 飛行体に設置された燃料タンク内の燃料重量残量を測定
する飛行体の燃料重量残量測定装置において、前記燃料
タンク内の燃料中の夫々の部分に設置されてこれら夫々
の箇所の液位を測定する複数の液位レベル検出器と、前
記複数の液位レベル検出器の内の少なくとも１つの略直
上に一定の間隔を有して前記燃料中に設置された補助液
位レベル検出器と、燃料に非接触に設定されて前記燃料
タンク内の絶対圧を測定する内圧検出器と、前記液位レ
ベル検出器と前記補助液位レベル検出器と前記内圧検出
器とが接続されこれら各々の検出器の測定値から前記燃
料重量残量を演算するプロセッサユニットとを具備し、
前記液位レベル検出器と前記補助液位レベル検出器と前
記内圧検出器は圧力トランスジューサで構成されて成る
ことを特徴とする飛行体の燃料重量残量測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022366A JPS61198024A (ja) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | 飛行体の燃料重量残量測定装置 |
| US06/827,283 US4739494A (en) | 1985-02-07 | 1986-02-06 | Apparatus for measuring the weight of fuel remaining in a fuel tank on a flying object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022366A JPS61198024A (ja) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | 飛行体の燃料重量残量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198024A true JPS61198024A (ja) | 1986-09-02 |
| JPH0321853B2 JPH0321853B2 (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=12080628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60022366A Granted JPS61198024A (ja) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | 飛行体の燃料重量残量測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4739494A (ja) |
| JP (1) | JPS61198024A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012533061A (ja) * | 2009-07-08 | 2012-12-20 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 容器内の液体体積を管理する装置及び方法 |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0289172B1 (en) * | 1987-04-28 | 1992-06-10 | Simmonds Precision Products Inc. | Liquid quantity measuring apparatus and method |
| US5138559A (en) * | 1989-08-28 | 1992-08-11 | The Boeing Company | System and method for measuring liquid mass quantity |
| GB9102195D0 (en) * | 1991-02-01 | 1991-03-20 | Smiths Industries Plc | Liquid quantity gauging |
| GB2252405B (en) * | 1991-02-01 | 1994-06-22 | Smiths Industries Plc | Liquid quantity gauging |
| GB2254150A (en) * | 1991-03-23 | 1992-09-30 | Ford Motor Co | Low liquid level warning system |
| US5265460A (en) * | 1991-04-09 | 1993-11-30 | Simmonds Precision Products, Inc. | Density determination of aircraft fuel based on the sensed temperature velocity of sound, and dielectric constant of the fuel |
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| JPH0540055A (ja) * | 1991-08-06 | 1993-02-19 | Fujitsu Ltd | 水位測定装置 |
| US5133212A (en) * | 1991-08-12 | 1992-07-28 | Kaiser Aerospace And Electronics Corp. | Method and apparatus for measuring the liquid level of a containment tank subject to external forces |
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| EP3961163A1 (en) * | 2020-08-31 | 2022-03-02 | Simmonds Precision Products, Inc. | Fluid quantity sensor system |
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Citations (3)
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Family Cites Families (7)
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-
1985
- 1985-02-07 JP JP60022366A patent/JPS61198024A/ja active Granted
-
1986
- 1986-02-06 US US06/827,283 patent/US4739494A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321853B2 (ja) | 1991-03-25 |
| US4739494A (en) | 1988-04-19 |
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