Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 02.09.1974 Opis patentowy opublikowano: 21.04.1975 77659 KI. 42e, 34 MKP Q01f 23/26 Twórcywynalazku: Zygmunt Krawczyk, Cezary Lichodziejewski, Krzysztof Nowak, Andrzej Zakrent Uprawniony z patentu tymczasowego: Instytut Lotnictwa, Warszawa (Polska) Sposób pomiaru stanu paliwa i urzadzenie do pomiaru stanu paliwa Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru stanu paliwa na pokladzie samolotu i urzadzenie do stoso¬ wania tego sposobu bedace lotniczym pokladowym paliwomierzem.Znane dotychczas sposoby pomiaru stanu paliwa na samolotach polegaja na zmianie stanu paliwa na opornosc lub pojemnosc elektryczna, na cisnienie hydrostatyczne oraz na natezenie promieniowania radioaktyw¬ nego. Sposoby te sa opisane w artykule I.B. Johnsona i J.K. Leigh'a pt. .Akeraft fuel contens gauging in the seventies" zamieszczonym w,nr 25 z 1970 roku Aviation Review wydawanym przez firme Smiths.Paliwomierze oporowe maja w porównaniu z innymi paliwomierzami maly resurs, skomplikowana techno¬ logie wykonania w przypadku nieregularnych zbiorników i dlatego nie znalazly szerokiego zastosowania. Paliwo¬ mierze hydrostatyczne umozliwiajace wprawdzie bezposredni pomiar masy paliwa, sa jednak bardzo czule na: zmiany warunków lotui przyspieszenia, które musza byc w rezultacie kompensowane za pomoca dodatkowo precyzyjnego miernika przyspieszen. Ponadto aktualnie przetworniki cisnienia hydrostatycznego o odpowiedniej dokladnosci i stabilnosci nie sa jeszcze dostepne po ekonomicznej cenie, bowiem ich wlasciwosci musza byc porównywalne z wlasciwosciami najnowszej generacji wysokosciomierzy. Paliwomierze jadrowe pracujace na zasadzie absorbcji promieniowania lub spowalniania neutronów sa aktualnie w stadium intensywnych badan i jak dotychczas nie wyszly poza skale laboratoryjna.Aktualnie sa stosowane powszechnie paliwomierze pojemnosciowe, gdyz maja'one najlepsze parametry techniczno-ekonomiczne. W tego typu paliwomierzu przetwornikiem pomiarowymjest specjalnie wykonany kon¬ densator, np. w postaci dwóch ,wspó losiowych cylindrów, którego pojemnosc zalezy od poziomu paliwa w zbior¬ niku, poniewaz stala dialektyczna paliwa rózni sie od stalej dialektrycznej powietrza. W praktyce konstrukcja kondensatora jest taka, ze zmiany jego pojemnosci sa wprost proporcjonalne do zmian poziomu paliwa w zbior¬ niku. Takwiec na drodze zmiany poziomu paliwa na pojemnosc elektryczna pomiar stanu paliwa zostaje sprowa¬ dzony do pomiaru pojemnosci kondensatora przetwornika. Pojemnosc przetwornika jest mierzona dotychczas metoda mostkowa lub rezonansowa z uwagi na zapewnienie wymaganej dokladnosci pomiaru.Mostkowy sposób pomiaru zmiany pojemnosci ma szereg vj?d. Przy tym sposobie poszczególne kondensa¬ tory przetwornika, ajest ich kilkanascie z uwagi na ilosc i ksztalt zbiorników, musza byc laczone z mostkiem za2 77659 pomoca kabli o stalej pojemnosci wlasnej do masy, niezaleznie od warunków termiczno-klimatycznych. W prak¬ tyce warunek powyzszy jest bardzo trudny do zrealizowania w warunkach lotu na znacznych wysokosciach z uwagi na zasadnicze zmiany warunków termiczno-klimatycznych w stosunku do warunków panujacych na ziemi. Ponadto przy mostkowym sposobie pomiaru pojemnosci niezbedne sa dodatkowo pojemnosci wzorcowe, równiez przystosowane do pracy w szerokim zakresie zmian warunków termiczno-klimatycznych.Trudnosci wynikajace przy mostkowym pomiarze pojemnosci w szerokim zakresie zmian termiczno-klima¬ tycznych czesciowo eliminuje rezonansowy pomiar tych pojemnosci. Jednak zasadnicza wada paliwomierzy z rezonansowym pomiarem pojemnosci staje sie technologia wykonania skompensowanych w temperaturze obwodów rezonansowych, stabilnego generatora w cz. zasilajacego przetwornik jak równiez detektorów ampli¬ tudy.Aby wyeliminowac wady mostkowego lub rezonansowego sposobu pomiaru pojemnosci elektrycznej prze¬ twornika paliwomierza lotniczego opracowano nowy sposób jej pomiaru polegajacy na zmianie pojemnosci elek¬ trycznej odpowiadajacej poziomowi paliwa w poszczególnych zbiornikach na proporcjonalne napiecia elektrycz¬ ne, które z kolei zamienia sie za pomoca rezystorów na prady proporcjonalne do stanu paliwa w zbiornikach, a nastepnie sumuje sie je w znany sposób.W urzadzeniu do pomiaru stanu paliwa, które jest takze przedmiotem wynalazku, kazdy przetwornik pojemnosciowy jest polaczony poprzez osobny przetwornik elektroniczny, zamieniajacy pojemnosc elektryczna na napiecie stale oraz poprzez oddzielny rezystor z wejsciem wzmacniacza, posiadajacego rezystancyjne sprzeze¬ nie zwrotne i zasilajacego wskaznik.Sposób wedlug wynalazku moze byc stosowany na wszystkich typach samolotów, a zwlaszcza na tych typach, które sa wyposazone w wiecej niz jeden zbiornik paliwem. W tych bowiem samolotach, jest uzywana znaczna liczba przetworników, poniewaz znajduje sie na takim samolocie z reguly kilka zbiorników, zas w kaz¬ dym zbiorniku jest kilka przetworników. Kazdy przetwornik elektroniczny realizuje zmiane pojemnosci elek¬ trycznej na napiecie elektryczne pradu stalego. W rezultacie okreslenie stanu paliwa w zbiorniku sprowadza sie do sumowania pradów zamiast sumowania pojemnosci. Sumowanie pradów zwlaszcza przy kilkunastu przetwor¬ nikach, rozlozonych w znacznej odleglosci od siebie jest technicznie latwiejsze w realizacji zwlaszcza w warun¬ kach lotu, które cechuje szeroki zakres zmian temperatury, cisnienia i wilgotnosci.Przy takim sumowaniu nie sa wymagane bowiem ekranowe kable o niezmiennej pojemnosci wlasnej do masy; wystarcza bowiem przewody dotychczas stosowane w samolotowych instalacjach elektrycznych. Ponadto uszkodzenie jednego przetwornika pojemnosciowego lub elektronicznego nie powoduje uszkodzenia calego sys¬ temu miarowego, dajac w praktyce jedynie wzrost bledu systemu, który przy kilkunastu przetwornicach niej przekracza 10%.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku przedstawiajacym schemat blokowy paliwomierza pojemnosciowego.Jest on wyposazony w szereg przetworników pomiarowych P, przy czym na rysunku przedstawiono jedynie trzy takie przetworniki: PI, P2 i PN. Kazdy przetwornik pomiarowy P sklada sie z przetwornika pojemnoscio¬ wego C i przetwornika elektronicznego PE. Przetworniki pojemnosciowe C zamieniaja poziom paliwa w posz¬ czególnych zbiornikach na proporcjonalna pojemnosc elektryczna. Z kolei przetworniki elektroniczne PE, podla¬ czone na stale do wyjscia odpowiadajacych im przetworników pojemnosciowych C, przetwarzaja pojemnosc elektryczna na napiecie elektryczne pradu stalego U. W rezultacie na wyjsciu kazdego przetwornika pomiarowego P uzyskuje sie napiecie pradu stalego U którego wartosc jest proporcjonalna do poziomu paliwa w danym zbiorniku. Napiecia U z wyjsc przetworników pomiarowych P sa podawane przez rezystory R na odwracajace faze wejscie wzmacniacza K. Wartosci rezystancji rezystorów R sa tak dobierane, aby plynace przez nie prady I byly proporcjonalne do stanu paliwa w poszczególnych zbiornikach. Suma tych pradów jest równa pradowi sprzezenia zwrotnego 10 plynacego przez rezystor RO, którego zródlem jest napiecie UO na wyjsciu wzmacnia¬ cza K. W rezultacie napiecie UO jest proporcjonalne do sumy stanów paliwa we wszystkich zbiornikach. Napie¬ ciem tym zasila sie liniowy wskaznik W, który sluzy do odczytu w odpowiednich jednostkach zapasu paliwa na samolocie. PL