СИСТЕМА БЕСПРОВОДНЫХ ТОПЛИВНЫХ ДАТЧИКОВ Российский патент 2019 года по МПК B64D37/00 G01F23/04 G08C17/02 H02J50/05 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к воздушному летательному аппарату и, в частности, к системам датчиков в воздушных летательных аппаратах. В частности, настоящее изобретение относится к способу и устройству беспроводной системы датчиков для измерения количества топлива в топливном баке воздушного летательного аппарата.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] При эксплуатации воздушного летательного аппарата определяют информацию различных типов о самом воздушном летательном аппарате и окружающей его среде. Эта информация может включать в себя, например, скорость полета, температуру в салоне, температуру снаружи воздушного летательного аппарата, влажность, давление воздуха, уровень топлива, температуру двигателя, конфигурацию поверхностей управления и иную информацию подходящего типа. Эта информация может быть определена с использованием систем датчиков в воздушном летательном аппарате.

[0003] В настоящее время датчики часто присоединены к другому оборудованию посредством проводов и кабелей. Например, провода могут быть размещены в крыле воздушного летательного аппарата. Эти провода могут проходить от частей системы датчиков, размещенных в фюзеляже воздушного летательного аппарата, к датчикам в топливных баках или иных местах, расположенных в крыле воздушного летательного аппарата. Кроме того, другое оборудование также может быть размещено в топливном баке или крыле для облегчения выполнения измерений и генерирования измерительных данных датчиков (sensor data).

[0004] При производстве воздушного летательного аппарата прокладка проводов для установки датчиков в топливных баках занимает много времени. Кроме того, использование проводов и другого оборудования, связанного с проводами, также может приводить к увеличению веса воздушного летательного аппарата. Например, могу т быть необходимы дополнительные конструкции для обеспечения необходимой прокладки и разделения проводов, чтобы уменьшить образование дуги или разряд, которые могут возникать в результате воздействия окружающей среды. Эти воздействия окружающей среды могут включать в себя электромагнитные явления, такие как молнии или статическое электричество.

[0005] Кроме того, использование проводов также может привести к формированию отверстий в топливном баке для прокладки проводов к датчикам в топливном баке. Формирование и размещение этих отверстий отнимает много времени и является затратным. Увеличение времени и расходов, связанных с установкой этих компонентов, может привести к увеличению времени изготовления воздушного летательного аппарата. Кроме того, провода и множество отверстий для проводов могут также обусловливать увеличение времени и затрат на обслуживание. Например, могут проводиться дополнительные проверки уплотнений для отверстий и целостности проводов. Также, в течение срока службы воздушного летательного аппарата провода и уплотнения иногда могут подвергаться замене. Соответственно, вследствие использования проводов может произойти увеличение времени и затрат на обслуживание.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006]В частном варианте реализации изобретения сенсорное устройство (sensor device) включает в себя емкостный зонд (probe), включающий в себя внутренний проводник и внешний проводник. Внутренний и внешний проводники емкостного зонда формируют коаксиальный волновод. Коаксиальный волновод с щелевыми отверстиями, открытыми на внешнем проводнике, формирует щелевую коаксиальную волноводную антенну. Сенсорное устройство также включает в себя радиосредства для генерирования сигнала на основе измерения, связанного с емкостным зондом, и для подачи указанного сигнала в коаксиальную волноводную антенну для передачи.

[0007] Еще в одном частном варианте реализации изобретения способ включает в себя этапы, на которых генерируют измерительные данные датчиков с использованием емкостного зонда, включающего в себя первый проводник и второй проводник. Способ также включает в себя этапы, на которых передают сигнал на основе измерительных данных датчиков с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны.

[0008] Еще в одном частном варианте реализации изобретения транспортное средство включает в себя топливный бак и блок датчиков, расположенный в топливном баке. Блок датчиков включает в себя емкостный зонд, включающий в себя первый проводник и второй проводник. Блок датчиков кроме того включает в себя радиосредства для генерирования сигнала на основе измерения, связанного с емкостным зондом, и для подачи указанного сигнала на первый проводник для передачи с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны.

[0009] В одном иллюстративном варианте реализации изобретения устройство включает в себя контроллер датчиков (sensor controller), выполненный с возможностью отправки множества беспроводных сигналов мощности в группу блоков датчиков. Контроллер датчиков также выполнен с возможностью отправки множества беспроводных сигналов сбора данных в указанную группу блоков датчиков после отправки указанного множества беспроводных сигналов мощности в указанную группу блоков датчиков. Контроллер датчиков кроме того выполнен с возможностью приема измерительных данных датчиков в множестве сигналов беспроводного реагирования от указанной группы блоков датчиков.

[0010] Еще в одном иллюстративном варианте реализации изобретения система топливных датчиков воздушного летательного аппарата включает в себя группу блоков датчиков, беспроводную систему и контроллер датчиков. Группа блоков датчиков расположена в топливном баке воздушного летательного аппарата. Беспроводная система выполнена с возможностью отправки множества беспроводных сигналов мощности и множества беспроводных сигналов сбора данных в указанную группу блоков датчиков под управлением контроллера датчиков и приема измерительных данных датчиков в множестве сигналов беспроводного реагирования, отправленных от указанной группы блоков датчиков. Контроллер датчиков выполнен с возможностью заставлять беспроводную систему осуществлять отправку указанного множества беспроводных сигналов мощности в указанную группу блоков датчиков. Контроллер датчиков кроме того выполнен с возможностью заставлять беспроводную систему осуществлять отправку указанного множества беспроводных сигналов сбора данных в указанную группу блоков датчиков после отправки указанного множества беспроводных сигналов мощности в указанную группу блоков датчиков. Контроллер датчиков кроме того выполнен с возможностью приема измерительных данных датчиков, переданных беспроводным образом в указанном множестве сигналов беспроводного реагирования от беспроводной системы.

[0011] Еще в одном иллюстративном варианте реализации изобретения система датчиков включает в себя датчик, антенную систему, устройство для сбора энергии и контроллер. Антенная система физически соединена с датчиком. Антенная система выполнена с возможностью отправки и приема беспроводных сигналов. Устройство для сбора энергии выполнено с возможностью извлечения энергии из принятых беспроводных сигналов. Контроллер выполнен с возможностью управления датчиком для выполнения измерения, сохранения результата измерения в качестве измерительных данных датчиков и отправки измерительных данных датчиков в беспроводных сигналах.

[0012] Еще в одном иллюстративном варианте реализации изобретения представлен способ генерирования измерительных данных датчиков. Множество беспроводных сигналов мощности посылают в группу блоков датчиков. Множество беспроводных сигналов сбора данных посылают в указанную группу блоков датчиков после отправки указанного множества беспроводных сигналов мощности в указанную группу блоков датчиков. Измерительные данные датчиков в множестве сигналов беспроводного реагирования принимают от указанной группы блоков датчиков.

[0013] Еще в одном иллюстративном варианте реализации изобретения представлен способ генерирования измерительных данных датчиков. Множество беспроводных сигналов мощности принимают в блоке датчиков. Множество измерений выполняют с использованием датчика в блоке датчиков после приема указанного множества беспроводных сигналов мощности. Результаты измерений сохраняют в качестве измерительных данных датчиков. Измерительные данные датчиков передают в множестве сигналов измерительных данных беспроводных датчиков, когда принимают множество беспроводных сигналов сбора данных.

[0014] В частном варианте реализации изобретения сенсорное устройство включает в себя емкостный зонд, включающий в себя первый проводник (например, внутренний проводник) и второй проводник (например, внешний проводник). Например, первый проводник и второй проводник может формировать коаксиальный волновод. Сенсорное устройство также включает в себя радиосредства для генерирования сигнала на основе емкостных считываний, связанных с емкостным зондом, и для подачи указанного сигнала на первый проводник для передачи с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны.

[0015] В частном варианте реализации изобретения способ включает этап, на котором генерируют измерительные данные датчиков с использованием емкостного зонда, включающего в себя первый проводник и второй проводник. Способ также включает этап, на котором передают сигнал на основе измерительных данных датчиков с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны.

[0016] В частном варианте реализации изобретения транспортное средство включает в себя топливный бак и блок датчиков, расположенный в топливном баке. Блок датчиков включает в себя емкостный зонд, включающий в себя первый проводник и второй проводник. Блок датчиков также включает в себя радиосредства для генерирования сигнала на основе емкостных считываний, связанных с емкостным зондом, и для подачи указанного сигнала на первый проводник для передачи с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны.

[0017] Указанные признаки и функции могут быть реализованы независимо в различных вариантах осуществления настоящего изобретения или могут быть скомбинированы с получением других вариантов осуществления изобретения, дополнительные подробности которых могут быть очевидными при обращении к последующему описанию и чертежам.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0018] На ФИГ. 1 показана иллюстрация воздушного летательного аппарата в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0019] на ФИГ. 2 показана иллюстрация блок-схемы среды осуществления контроля в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0020] на ФИГ. 3 показана иллюстрация блок-схемы беспроводной системы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[021] на ФИГ. 4 показана иллюстрация блок-схемы блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0022] на ФИГ. 5 показана иллюстрация рабочих состояний системы датчиков, используемых для генерирования измерительных данных датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0023] на ФИГ. 6 показана иллюстрация системы датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0024] на ФИГ. 7 показана еще одна иллюстрация системы датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0025] на ФИГ. 8 показана еще одна иллюстрация системы датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0026] на ФИГ. 9 показана еще одна иллюстрация системы датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0027] на ФИГ. 10 показана иллюстрация временной диаграммы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0028] на ФИГ. 11 показана иллюстрация блок-схемы блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0029] на ФИГ. 12 показана иллюстрация блок-схемы электрической схемы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0030] на ФИГ. 13 показана еще одна иллюстрация блок-схемы электрической схемы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0031] на ФИГ. 14 показана иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0032] на ФИГ. 15 показана еще одна иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0033] на ФИГ. 16 показана еще одна иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0034] на ФИГ. 17 показана еще одна иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0035] на ФИГ. 18 показана еще одна иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0036] на ФИГ. 19 показана еще одна иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0037] на ФИГ. 20 показана иллюстрация структурной схемы процесса генерирования измерительных данных датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0038] на ФИГ. 21 показана иллюстрация структурной схемы процесса отправки беспроводных сигналов сбора данных в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0039] на ФИГ. 22 показана иллюстрация блок-схемы системы обработки данных в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0040] на ФИГ. 23 показана иллюстрация способа изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата в форме блок-схемы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0041] на ФИГ. 24 показана иллюстрация воздушного летательного аппарата в форме блок-схемы, в которой может быть реализован иллюстративный вариант реализации изобретения;

[0042] на ФИГ. 25 показана иллюстрация блока датчиков в соответствии еще с одним иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0043] на ФИГ. 26 показана вторая иллюстрация блока датчиков по ФИГ. 25 в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0044] на ФИГ. 27 показана третья иллюстрация блока датчиков по ФИГ. 25 в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0045] на ФИГ. 28 показана иллюстрация части блока датчиков по ФИГ. 25 в соответствии с первым иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0046] на ФИГ. 29 показана еще одна иллюстрация части блока датчиков по ФИГ. 25 в соответствии с первым иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0047] на ФИГ. 30 показана иллюстрация части блока датчиков по ФИГ. 25 в соответствии со вторым иллюстративным вариантом реализации изобретения;

[0048] на ФИГ. 31 показана еще одна иллюстрация части блока датчиков по ФИГ. 25 в соответствии со вторым вариантом реализации изобретения и

[0049] на ФИГ. 32 показана иллюстрация структурной схемы процесса отправки беспроводных сигналов сбора данных в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0050] В иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что беспроводные датчики могут быть использованы для уменьшения остроты проблем, возникающих при использовании проводов в воздушном летательном аппарате, например таких, которые могут проходить через крыло к топливным бакам и воздушный летательный аппарат. Например, посредством уменьшения или исключения использования проводов для датчиков в топливных баках может быть уменьшен вес воздушного летательного аппарата, и могут быть улучшены его рабочие характеристики. Например, может произойти увеличение дальности полета, маневренности и других рабочих характеристик воздушного летательного аппарата. Кроме того, количество времени, необходимого для установки датчиков в топливных баках воздушного летательного аппарата, также может быть уменьшено.

[0051] В иллюстративных вариантах реализации изобретения рассматривается и учитывается, что в настоящее время беспроводные датчики, используемые в топливных баках, могут быть выполнены в виде емкостных зондов. Емкостный зонд может измерять уровень топлива в топливном баке.

[0052] Иллюстративные варианты реализации изобретения обеспечивают создание способа и устройства для генерирования измерительных данных датчиков. Например, устройство может включать в себя контроллер датчиков. Контроллер датчиков выполнен с возможностью отправки множества беспроводных сигналов мощности в группу блоков датчиков. Контроллер датчиков выполнен с возможностью отправки множества беспроводных сигналов сбора данных в указанную группу блоков датчиков после отправки беспроводных сигналов мощности указанной группе блоков датчиков. Контроллер датчиков также выполнен с возможностью приема измерительных данных датчиков, переданных беспроводным образом в множестве сигналов беспроводного реагирования от указанной группы блоков датчиков.

[0053] Со ссылкой на фигуры чертежей, а в частности на ФИГ. 1, изображена иллюстрация воздушного летательного аппарата в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере воздушный летательный аппарат 100 имеет крыло 102 и крыло 104, прикрепленные к корпусу 106. Воздушный летательный аппарат 100 включает в себя двигатель 108, прикрепленный к крылу 102, и двигатель 110, прикрепленный к крылу 104.

[0054] Корпус 106 имеет носовую часть 112 и хвостовую часть 114. Горизонтальный стабилизатор 116, горизонтальный стабилизатор 118 и вертикальный стабилизатор 120 прикреплены к хвостовой части 114 корпуса 106.

[0055] Воздушный летательный аппарат 100 является примером воздушного летательного аппарата, в котором может быть реализована система датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере система датчиков может быть выполнена в воздушном летательном аппарате 100 для отслеживания по меньшей мере одного воздушного летательного аппарата 100 или среды вокруг воздушного летательного аппарата 100.

[0056] При использовании в настоящем документе выражение ʺпо меньшей мере одно из следующегоʺ, употребляемое со списком объектов, означает, что могут быть использованы различные комбинации из одного или большего количества приведенных в списке объектов и только один из объектов, указанных в списке, может быть необходим. Например, без ограничения, выражение ʺпо меньшей мере одно из следующего: объект А, объект В и объект Сʺ может включать объект А, объект А и объект В или объект В. Этот пример также может включать объект А, объект В и объект С или объект В и объект С.Конечно, могут иметь место любые комбинации этих объектов. В других примерах выражение ʺпо меньшей мере одно из следующегоʺ может представлять собой, например, без ограничения, два объекта А, один объект В и десять объектов С; четыре объекта В и семь объектов С или какие-либо иные подходящие комбинации. Объект может представлять собой конкретный объект, вещь или категорию. Иными словами, ʺпо меньшей мере одно из следующегоʺ означает, что любое сочетание элементов и их количество из этого списка может быть использовано, но не все из пунктов списка должны присутствовать.

[0057] В этом иллюстративном примере топливный бак 124 и топливный бак 126 являются примерами частей воздушного летательного аппарата 100, которые могут наблюдаться системой датчиков. В частности, система датчиков может отслеживать уровень топлива, а также иную информацию о топливном баке 124 и топливном баке 126. Таким образом, система датчиков может представлять собой систему топливных датчиков воздушного летательного аппарата в этом иллюстративном примере.

[0058] Со ссылкой на ФИГ. 2 показана иллюстрация блок-схемы среды осуществления контроля в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере среда 200 осуществления контроля включает в себя систему 202 датчиков, которая выполнена с возможностью генерирования измерительных данных 204 датчиков о воздушном летательном аппарате 206. Воздушный летательный аппарат 100 на ФИГ. 1 является примером одного способа, которым может быть реализован воздушный летательный аппарат 206, показанный в блочной форме.

[0059] Как показано на чертежах, система 202 датчиков физически связана с воздушным летательным аппаратом 206. Если один компонент ʺфизически связанʺ с другим компонентом, в изображенных примерах эта связь является физической связью. Например, первый компонент, такой как система 202 датчиков, может считаться физически связанным со вторым компонентом, таким как воздушный летательный аппарат 206, если он прикреплен ко второму компоненту, скреплен со вторым компонентом посредством связующего, установлен на втором компоненте, приварен ко второму компоненту, скреплен со вторым компонентом и/или соединен со вторым компонентом каким-либо другим подходящим способом. Первый компонент также может быть соединен со вторым компонентом с использованием третьего компонента. Первый компонент может также считаться физически связанным со вторым компонентом, если он выполнен в качестве части второго компонента, расширения второго компонента или представляет собой оба эти варианта.

[0060] В указанном иллюстративном примере система 202 датчиков включает в себя несколько компонентов, используемых для генерирования измерительных данных 204 датчиков. Как показано на чертежах, система 202 датчиков включает в себя контроллер 208 датчиков, беспроводную систему 210 и блоки 212 датчиков.

[0061] Контроллер 208 датчиков выполнен с возможностью управления генерированием измерительных данных 204 датчиков блоками 212 датчиков. Как показано на чертежах, контроллер 208 датчиков может быть реализован в программном обеспечении (software), аппаратных средствах (hardware), программно-аппаратных средствах (firmware) или их комбинации. При использовании программного обеспечения (software) операции, выполняемые контроллером 208 датчиков, могут быть реализованы в программном коде, выполненном с возможностью запуска в процессорном блоке. При использовании программно-аппаратных средств (firmware) операции, выполняемые контроллером 208 датчиков, могут быть реализованы в программном коде и данных и сохранены в постоянном запоминающем устройстве для запуска в процессорном блоке. При использовании аппаратных средств (hardware) они могут включать в себя схемы, которые работают для выполнения операций в контроллере 208 датчиков.

[0062] В указанных иллюстративных примерах аппаратные средства могут быть выполнены в виде системы замыкания, интегральной схемы, специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемого логического устройства или аппаратных средств какого-либо другого подходящего типа, выполненных для выполнения множества операций. С программируемым логическим устройством, рассматриваемое устройство может быть выполнено с возможностью выполнения указанного множества операций. Конфигурация рассматриваемого устройства может быть изменена позднее или может иметь постоянную конфигурацию для выполнения указанного множества операций. Примеры программируемых логических устройств включают в себя, например, программируемый логический блок, программируемую матричную логическую схему, логическую матрицу с эксплуатационным программированием, логическую матрицу с эксплуатационным программированием и иные подходящие устройства на основе аппаратных средств. Кроме того, процессы могут быть реализованы в органических компонентах, встроенных в неорганические компоненты, и могут состоять целиком из органических компонентов, за исключением человека. Например, процессы могут быть реализованы в виде схем в органических полупроводниках.

[0063] Беспроводная система 210 представляет собой систему, выполненную на основе аппаратных средств, и выполнена для облегчения передачи беспроводных сигналов 214. В указанных иллюстративных примерах беспроводные сигналы 214 описаны в отношении радиочастотных сигналов. Конечно, беспроводные сигналы 214 могут принимать иные формы в дополнение к радиочастотным сигналам или вместо них. Например, беспроводные сигналы 214 могут представлять собой по меньшей мере одно из следующего: радиочастотные сигналы, оптические сигналы, инфракрасные сигналы или беспроводные сигналы иных подходящих типов. Беспроводная система 210 может иметь подходящую архитектуру или конфигурацию. Например, беспроводная система 210 может представлять собой беспроводную сеть.

[0064] Как показано на чертежах, беспроводная система 210 выполнена с возможностью передачи множества беспроводных сигналов 216 мощности и множества беспроводных сигналов 218 сбора данных в группу блоков 212 датчиков под управлением контроллера 208 датчиков и приема измерительных данных 204 датчиков, переданных беспроводным образом от группы блоков 212 датчиков в множестве сигналов 220 беспроводного реагирования. Эти сигналы являются только примерами беспроводных сигналов 214 и не предназначены для того, чтобы представлять собой исчерпывающие примеры беспроводных сигналов 214.

[0065] При использовании в настоящем документе ʺмножество чего-либоʺ по отношению к объектам, означает один или большее количество объектов. Например, множество беспроводных сигналов 216 мощности представляют собой один или большее количество беспроводных сигналов мощности в беспроводных сигналах 216 мощности. Схожим образом, выражение ʺгруппаʺ при использовании по отношению к объектам, также означает один большее количество объектов.

[0066] Как показано на чертежах, блоки 212 датчиков расположены в месторасположениях 222 в воздушном летательном аппарате 206или на нем. В одном иллюстративном и неограничивающем примере группа блоков 212 датчиков может быть размещена в топливном баке 224 в месторасположениях 222.

[0067] В указанном иллюстративном примере группа блоков 212 датчиков извлекает энергию для работы из указанного множества беспроводных сигналов 216 мощности. Иными словами, указанное множество беспроводных сигналов 216 мощности подает питание посредством переноса энергии в группу блоков 212 датчиков беспроводным образом. В указанном иллюстративном примере указанное множество беспроводных сигналов 216 мощности может быть немодулированным. Иными словами, информация, такая как команды или данные, не включена в беспроводные сигналы 216 мощности.

[0068] Как показано на чертежах, один беспроводной сигнал мощности в указанном множестве беспроводных сигналов 216 мощности может быть достаточным для подачи энергии в группу блоков 212 датчиков. В частности, указанной энергией является электрическая энергия.

[0069] В некоторых примерах один или большее количество дополнительных беспроводных сигналов мощности в указанном множестве беспроводных сигналов 216 мощности может быть использовано для подачи питания одному или большему количеству блоков 212 датчиков в группе блоков 212 датчиков. В этом случае использование множества беспроводных сигналов мощности может осуществляться в форме множества последовательных беспроводных сигналов мощности в указанном множестве беспроводных сигналов 216 мощности. Использование множества беспроводных сигналов также может быть названо процессом капельной подзарядки для группы блоков 212 датчиков. При использовании множества беспроводных сигналов мощности, указанные сигналы могут быть отправлены на низких уровнях и могут иметь меньшую продолжительность.

[0070] Кроме того, в некоторых случаях, один блок датчиков в группе блоков 212 датчиков может быть запитан с использованием одного беспроводного сигнала мощности в указанном множестве беспроводных сигналов 216 мощности, а другой блок датчиков в группе блоков 212 датчиков может быть запитан с использованием множества беспроводных сигналов в указанном множестве беспроводных сигналов 216 мощности. Иными словами, передача беспроводных сигналов 216 мощности в указанной группе блоков 212 датчиков может быть смешанной.

[0071] Энергия, извлеченная из указанного множества беспроводных сигналов 216 мощности, может быть использована группой блоков 212 датчиков для выполнения одной или большего количества операций. Например, когда группа блоков 212 датчиков принимает указанное множество беспроводных сигналов 216 мощности, группа блоков 212 датчиков выполняет измерения и сохраняет результаты измерений как измерительные данные 204 датчиков.

[0072] Группа блоков 212 датчиков посылает измерительные данные 204 датчиков на контроллер 208 датчиков через беспроводную систему 210, когда группа блоков 212 датчиков принимает указанное множество беспроводных сигналов 218 сбора данных от беспроводной системы 210. Как показано на чертежах, указанное множество беспроводных сигналов 218 сбора данных может быть подвергнуто модулированию, чтобы включать в себя информацию. Эта информация может обеспечивать команды, данные и иную информацию, необходимую для сбора измерительных данных 204 датчиков от блоков 212 датчиков. Как показано на чертежах, измерительные данные 204 датчиков посылают в указанном множестве сигналов 220 беспроводного реагирования на контроллер 208 датчиков через беспроводную систему 210.

[0073] Контроллер 208 датчиков осуществляет обработку измерительных данных 204 датчиков. Контроллер 208 датчиков может выполнять операции, включающие в себя по меньшей мере одно из следующего: фильтрация, анализ, отправка измерительных данных 204 датчиков в вычислительное устройство в воздушном летательном аппарате 206, генерирование оповещения, сохранение измерительных данных 204 датчиков в базе данных, отправка измерительных данных 204 датчиков на место, расположенное на удалении от воздушного летательного аппарата 206, отображение измерительных данных 204 датчиков или иные подходящие операции.

[0074] В этих иллюстративных примерах система 202 датчиков может быть выполнена с возможностью соответствия определенной политике. Политика представляет собой одно или большее количество правил. Политика может являться, например, политикой безопасности в отношении операций в воздушном летательном аппарате 206. Политика безопасности может включать в себя правила в отношении конструктивных компонентов, работы компонентов и другие подходящие правила. В одном иллюстративном примере политика безопасности может быть направлена на архитектуру системы 202 датчиков и может представлять собой стандарт, определяющий требования к сертификации безопасности. Указанные различные компоненты в системе 202 датчиков могут быть выполнены с возможностью соответствия стандарту этого типа или иным стандартам.

[0075] Далее со ссылкой на ФИГ. 3 показана иллюстрация блок-схемы беспроводной системы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Беспроводная система по ФИГ. 3 может соответствовать беспроводной системе 210 по ФИГ. 2. Как показано на чертежах, беспроводная система 210 включает в себя приемопередающую систему 300, группу антенн 302 и систему 304 маршрутизаторов.

[0076] В указанном иллюстративном примере приемопередающая система 300 представляет собой систему, выполненную на основе аппаратных средств, которая может включать в себя программное обеспечение. Как показано на чертежах, приемопередающая система 300 включает в себя группу приемопередающих блоков 306. Приемопередающий блок выполнен с возможностью передачи беспроводных сигналов 214 по ФИГ. 2 через группу антенн 302 и приема беспроводных сигналов 214 через группу антенн 302. В некоторых примерах отдельный передатчик и приемник могут быть использованы для реализации приемопередающего блока.

[0077] Группа антенн 302 физически связана с приемопередающей системой 300. Например, группа антенн 302 может быть присоединена к корпусу конструкции, в которой размещены приемопередающие блоки 306. В других иллюстративных примерах одна или большее количество антенн 302 в группе антенн 302 может быть соединено проводами с приемопередающими блоками 306. Иными словами, группа антенн 302 в различных иллюстративных примерах не обязательно должна быть размещена в одном и том же месте или местах, что и приемопередающие блоки 306.

[0078] Как показано на чертежах, система 304 маршрутизаторов может включать в себя группу маршрутизаторов 308. В указанных иллюстративных примерах маршрутизатор в указанной группе маршрутизаторов 308 выполнен с возможностью отправки информации на контроллер 208 датчиков по ФИГ. 2. Группа маршрутизаторов 308 может обеспечивать функции маршрутизации, аналогичные таким функциям маршрутизаторов, используемы в компьютерных сетях. Кроме того, если контроллер 208 датчиков выполнен распределенным с размещением в различных местах или используется один или большее количество дополнительных контроллеров датчиков, группа маршрутизаторов 308 может выполнять маршрутиризацию измерительных данных 204 датчиков по ФИГ. 2 в подходящее место расположения на основе по меньшей мере адресной схемы или группы правил, или какой-нибудь другой схемы.

[0079] Кроме того, группа маршрутизаторов 308 также может производить обработку измерительных данных 204 датчиков, принятых от блоков 212 датчиков по ФИГ. 2. Например, группа маршрутизаторов 308 может накапливать измерительные данные 204 датчиков от группы блоков 212 датчиков. Группа маршрутизаторов 308 также может размещать измерительные данные 204 датчиков в формате для использования контроллером 208 датчиков. Еще в одних иллюстративных примерах группа маршрутизаторов 308 может фильтровать, производить выборку или иным образом обрабатывать измерительные данные 204 датчиков.

[0080] Со ссылкой на ФИГ. 4 показана иллюстрация блок-схемы блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Блок 400 датчиков представляет собой устройство, выполненное на основе аппаратных средств, и является примером блока датчиков в блоках 212 датчиков по ФИГ. 2. В этом иллюстративном примере блок 400 датчиков включает в себя корпус 402, антенную систему 404, систему 406 датчиков и контроллер 408.

[0081] Корпус 402 представляет собой конструкцию, которая физически связана с другими компонентами. В частности, корпус 402 может обеспечивать поддержку для других компонентов.

[0082] Антенная система 404 представляет собой систему, выполненную на основе аппаратных средств и с возможностью отправки и приема сигналов, таких как беспроводные сигналы 214 по ФИГ. 2. Антенная система 404 включает в себя одну или большее количество антенн. Антенная система 404 может быть установлена на корпусе 402 в указанных иллюстративных примерах. В других иллюстративных примерах некоторые антенные системы 404 или все из них могут быть размещены внутри корпуса 402.

[0083] Система 406 датчиков представляет собой систему, выполненную на основе аппаратных средств. Как показано на чертежах, система 406 датчиков включает в себя один или большее количество датчиков. В частности, система 406 датчиков может включать в себя емкостный зонд 410. Емкостный зонд 410 выполнен с возможностью измерения уровней текучей среды. Например, емкостный зонд 410 может быть использован для измерения уровня топлива в топливном баке. В частном варианте реализации изобретения емкостный зонд 410 может быть выполнен с возможностью действия в качестве антенны, как описано далее со ссылкой на ФИГ. 25-32. В этом варианте реализации изобретения антенная система 404 может соответствовать емкостному зонду 410 или быть включена в емкостной зонд 410.

[0084] Контроллер 408 представляет собой устройство, выполненное на основе аппаратных средств и с возможностью управления работой системы 406 датчиков. Как показано на чертежах, контроллер 408 принимает энергию посредством беспроводного сигнала, принятого на антенной системе 404. В этих иллюстративных примерах контроллер 408 может включать в себя приемник и передатчик в дополнение к логическим схемам для управления работой системы 406 датчиков.

[0085] Как показано на чертежах, контроллер 408 выполнен с возможностью заставлять систему 406 датчиков выполнять измерения, которые приводят к генерированию измерительных данных 412 датчиков. Например, контроллер 408 может осуществлять отправку энергии в систему 406 датчиков, которая заставляет систему 406 датчиков выполнять измерения и генерировать измерительные данные 412 датчиков. В указанном иллюстративном примере измерительные данные 412 датчиков являются примером измерительных данных 204 датчиков по ФИГ. 2. В этом иллюстративном примере контроллер 408 может принимать измерительные данные 412 датчиков и сохранять измерительные данные 412 датчиков в запоминающем устройстве 414. Дополнительно контроллер 408 также может передавать измерительные данные датчиков посредством беспроводного сигнала через антенную систему 404.

[0086] Со ссылкой на ФИГ. 5 показана иллюстрация рабочих состояний системы датчиков, используемых для генерирования измерительных данных датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере конечный автомат 500 включает в себя рабочие состояния, которые могут быть реализованы в системе 202 датчиков по ФИГ. 2. Эти рабочие состояния могут быть использованы для генерирования измерительных данных 204 датчиков по ФИГ. 2.

[0087] В этом иллюстративном примере конечный автомат 500 имеет множество различных рабочих состояний. Как показано на чертежах, конечный автомат 500 включает в себя состояние 502 незанятости, состояние 504 использования мощности и состояние 506 сбора данных.

[0088] В этом иллюстративном примере конечный автомат 500 находится в состоянии 502 незанятости. Событие 508 обусловливает сдвиг конечного автомата 500 из состояния 502 незанятости в состояние 504 использования мощности. Событие 508 может иметь различные формы. Как показано на чертежах, событие 508 может являться периодическим событием или непериодическим событием. Например, событием 508 может являться прекращение действия датчика времени, получение пользовательских входных данных, изменение выбранного параметра или какое-либо иное подходящее событие.

[0089] В состоянии 504 использования мощности контроллер 208 датчиков посылает группу беспроводных сигналов 216 мощности с использованием беспроводной системы 210, как показано в блочной форме на ФИГ. 2. Группа беспроводных сигналов 216 мощности имеет уровень мощности, выполненный с возможностью обеспечения необходимого уровня переноса энергии в группу блоков 212 датчиков.

[0090] После передачи группы беспроводных сигналов 216 мощности конечный автомат 500 осуществляет сдвиг из состояния 504 использования мощности в состояние 506 сбора данных. В состоянии 506 сбора данных контроллер 208 датчиков посылает группу беспроводных сигналов 218 сбора данных в группу блоков 212 датчиков с использованием беспроводной системы 210, как показано в блочной форме на ФИГ. 2. Группа беспроводных сигналов 218 сбора данных обусловливает отправку группой блоков 212 датчиков измерительных данных 204 датчиков в сигналах 220 беспроводного реагирования, как показано в блочной форме на ФИГ. 2. После этого конечный автомат 500 возвращается в состояние 502 незанятости, пока не произойдет событие 508.

[0091] Со ссылкой на ФИГ. 6 показана иллюстрация системы датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере система 600 датчиков является примером осуществления системы 202 датчиков по ФИГ. 2. Как показано на чертежах, система 600 датчиков выполнена с возможностью генерирования измерительных данных датчиков в топливном баке 602.

[0092] В указанном иллюстративном примере система 600 датчиков включает в себя множество различных компонентов. Как показано на чертежах, система 600 датчиков включает в себя контроллер 604 датчиков, дистанционный концентратор 606 данных, считывающее устройство R1 608, считывающее устройство R2 610, антенну 612, антенну 614, антенну 616, блок 618 датчиков, блок 620 датчиков, блок 622 датчиков, блок 624 датчиков, блок 626 датчиков, блок 628 датчиков, блок 630 датчиков и блок 632 датчиков.

[0093] В этих иллюстративных примерах блок 618 датчиков, блок 620 датчиков, блок 622 датчиков, блок 624 датчиков, блок 626 датчиков, блок 628 датчиков, блок 630 датчиков и блок 632 датчиков размещены в топливном баке 602. Эти блоки датчиков принимают энергию посредством радиочастотных сигналов, переданных антенной 612, антенной 614 и антенной 616. Эти блоки датчиков генерируют измерительные данные датчиков и передают измерительные данные датчиков посредством радиочастотных сигналов на антенну 612, антенну 614 и антенну 616. В частности, эти блоки датчиков могут быть реализованы с использованием аппаратных средств для меток радиочастотной идентификации (RFID).

[0094] В этих иллюстративных примерах антенна 612, антенна 614 и антенна 616 могут быть размещены внутри топливного бака 602, снаружи топливного бака 602 или с использованием комбинации указанного. Место расположения и конфигурацию антенны 612, антенны 614 и антенны 616 выбирают так, чтобы обеспечивать возможность передачи этими антеннами радиочастотных сигналов в блоки датчиков и приема радиочастотных сигналов от этих блоков датчиков. В частном варианте реализации изобретения одна или большее количество указанных антенн может соответствовать емкостному зонду блока датчиков или быть включенной в состав емкостного зонда блока датчиков, как описано со ссылкой на ФИГ. 25-32.

[0095] В иллюстративном примере по ФИГ. 6 антенна 612 сообщается с блоком 618 датчиков, блоком 620 датчиков и блоком 622 датчиков с использованием радиочастотных сигналов. Антенна 614 сообщается с блоком 624 датчиков, блоком 626 датчиков и блоком 628 датчиков. Антенна 616 сообщается с блоком 630 датчиков и блоком 632 датчиков. Конечно, в некоторых вариантах реализации изобретения более чем одна антенна может сообщаться с одним и тем же блоком датчиков. Например, антенна 612 и антенна 614 могут сообщаться с блоком 622 датчиков еще в одном иллюстративном примере.

[0096] Считывающее устройство R1 608 и считывающее устройство R2 610 являются примерами устройств, выполненных на основе аппаратных средств, которые могут быть реализованы в приемопередающей системе 300 по ФИГ. 3. Например, считывающее устройство R1 608 и считывающее устройство R2 610 могут включать в себя приемопередающие блоки, такие как приемопередающие блоки 306 по ФИГ. 3. В этих иллюстративных примерах эти считывающие устройства могут быть реализованы с использованием устройств, производящих считывание меток радиочастотной идентификации. Считывающее устройство R1 608 и считывающее устройство R2 610 могут быть выполнены с возможностью передачи радиочастотных сигналов через антенну 612, антенну 614 и антенну 616 внутри топливного бака 602. Как показано на чертежах, считывающее устройство R1 608 соединено с антенной 612 и антенной 614. Считывающее устройство R2 610 соединено с антенной 616.

[0097] Как показано на чертежах, считывающее устройство R1 608 и считывающее устройство R2 610 выполнены с возможностью передачи радиочастотных сигналов для подачи энергии на блоки датчиков беспроводным образом. Дополнительно к этому, считывающее устройство R1 608 и считывающее устройство R2 610 выполнены с возможностью передачи радиочастотных сигналов, чтобы вынуждать блоки датчиков осуществлять передачу измерительных данных датчиков.

[0098] Дистанционный концентратор 606 данных является примером маршрутизатора в маршрутизаторах 308 по ФИГ. 3. Как показано на чертежах, дистанционный концентратор 606 данных соединен со считывающим устройством R1 608 и считывающим устройством R2 610. В этом иллюстративном примере дистанционный концентратор 606 данных также выполняет обработку измерительных данных датчиков, сгенерированных указанными блоками датчиков.

[0099] Контроллер 604 датчиков является примером контроллера 208 датчиков по ФИГ. 2. Контроллер 604 датчиков может производить обработку измерительных данных датчиков для использования в других местах, расположенных в воздушном летательном аппарате. Например, измерительные данные датчиков могут показывать уровень топлива в топливном баке 602. Контроллер 604 датчиков может определять количество топлива, находящегося в топливном баке 602, по уровню топлива. Эта информация может быть отображена на наземном пульте 634 дозаправки. В частности, на наземном пульте 634 дозаправки может быть отображено количество топлива, указание на необходимость дозаправки после полета воздушного летательного аппарата и иная информация. В качестве другого примера, уровень топлива в измерительных данных датчиков, измеренное количество топлива или оба этих показателя могут быть отправлены в вычислительное устройство 636 воздушного летательного аппарата. Вычислительное устройство 636 воздушного летательного аппарата может представлять собой, например, навигационный компьютер. Вычислительное устройство 636 воздушного летательного аппарата может использовать измерительные данные датчиков для определения дальности полета воздушного летательного аппарата.

[0100] Иллюстрация системы 600 датчиков по ФИГ. 6 является примером одного варианта реализации системы 202 датчиков по ФИГ. 2 и не предназначена для наложения ограничений на способ, которым может быть реализована другая система датчиков. Например, один или большее количество дополнительных дистанционных концентраторов данных могут находиться в системе 600 датчиков в дополнение к дистанционному концентратору 606 данных. В других иллюстративных примерах может быть выполнен такой маршрутизатор, который не выполняет обработки данных, как показано на чертежах с дистанционным концентратором 606 данных. Еще в одних иллюстративных примерах дистанционный концентратор 606 данных может быть соединен с контроллером 604 датчиков через сеть, не показанную в этом примере.

[0101] В качестве другого примера, может быть произведено определение информации другого типа, в дополнение к уровню топлива в топливном баке 602. Например, температура, давление, количество пара и другая информация может быть получена в измерительных данных датчиков от указанных датчиков. Еще в одном иллюстративном примере датчики могут быть расположены в других местах в воздушном летательном аппарате, отличных от топливного бака 602. Эти датчики также могут генерировать измерительные данные датчиков, которые посылают в контроллер 604 датчиков. Например, датчики в различных иллюстративных примерах могут быть расположены внутри кабины воздушного летательного аппарата, вместе с двигателем или в других местах.

[0102] Со ссылкой на ФИГ. 7 показана еще одна иллюстрация системы датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере показана еще одна конфигурация системы 600 датчиков.

[0103] Как показано на чертежах, считывающее устройство R1 608 и считывающее устройство R2 610 не используются в системе 600 датчиков в качестве отдельных компонентов. В указанном иллюстративном примере антенна 612, антенна 614 и антенна 616 соединены с дистанционным концентратором 606 данных. Функциональность считывающего устройства R1 608 и считывающего устройства R2 610 встроена в дистанционный концентратор 606 данных. Иными словами, аппаратные средства, такие как приемопередающие блоки, и иные устройства, используемые для передачи радиочастотных сигналов и приема радиочастотных сигналов, могут быть выполнены внутри дистанционного концентратора 606 данных. Этот тип реализации может обеспечивать уменьшение количества устройств, установленных в воздушном летательном аппарате.

[0104] Со ссылкой на ФИГ. 8 показана еще одна иллюстрация системы датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. На ФИГ. 8 показана еще одна иллюстрация системы 600 датчиков. Как показано на чертежах, в конструкциях внутри топливного бака 602 выполнены окна прозрачности для радиочастот. Например, окно 800 прозрачности для радиочастот расположено в нервюре 802. Окно 804 прозрачности для радиочастот расположено в нервюре 806. Окно 808 прозрачности для радиочастот расположено в нервюре 810. Окно 812 прозрачности для радиочастот расположено в нервюре 814.

[0105] Материалы, используемые в этих окнах прозрачности для радиочастот, могут быть любым материалом, который обеспечивает возможность прохождения радиочастотных сигналов через такие окна. Материалы, выбранные для этих радиочастотных сигналов, могут быть материалами, используемыми в конструкциях, таких как обтекатели. Эти материалы могут уменьшить ослабление радиочастотных сигналов внутри топливного бака 602. Материалы могут включать в себя материалы, выбранные из одного из следующих: полиуретан, полистирол, политетрафторэтилен, композитный материал на основе кварца/цианата-сложного эфира, композитный материал на основе кварца/полибутадиена, полиокиметилен, нейлон, пеноматериал с закрытыми ячейками, пленочный клей без поддержки и иные подходящие материалы.

[0106] Еще в одном иллюстративном примере окно прозрачности для радиочастот может быть создано с использованием двух пассивных антенн, которые непосредственно соединены со шпангоутом. Например, в металлической нервюре может быть выполнено отверстие. Одна антенна может быть установлена в переднем отсеке с первым соединителем, который соединен еще с одним соединителем на другой стороне, который скреплен со второй антенной. Эти соединители могут быть, например, соединителем на 50 Ом. Эффект от указанного будет аналогичным наличию физического отверстия или раскрыва.

[0107] В этом иллюстративном примере использование окон прозрачности для радиочастот может сократить количество компонентов, необходимых в системе 600 датчиков. Как показано на чертежах, антенна 616, считывающее устройство R1 608 и считывающее устройство R2 610 не используются в этой конфигурации системы 600 датчиков. В этой конфигурации антенна 612 и антенна 614 обеспечивают достаточный охват для передачи и приема радиочастотных сигналов внутри топливного бака 602.

[0108] Со ссылкой на ФИГ. 9 показана еще одна иллюстрация системы датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. На ФИГ. 9 показана еще одна иллюстрация другой конфигурации системы 600 датчиков.

[0109] В этом иллюстративном примере антенна 900 используется вместо антенны 612, антенны 614 и антенны 616. Антенна 900 не является отдельным компонентом как антенна 612, антенна 614 и антенна 616. Вместо этого, антенна 900 встроена в другую конструкцию. В этом конкретном примере антенна 900 встроена в лонжерон 902, проходящий через топливный бак 602.

[0110] В частности, антенна 900 имеет форму волновода, выполненного внутри лонжерона 902. В указанном иллюстративном примере волновод может представлять собой щелевой волновод. Щелевой волновод может способствовать распространению радиочастотных сигналов через топливный бак 602. В дополнение к этому, если волновод имеет форму щелевого волновода, щелевой волновод может быть выполнен как часть структурного компонента, такого как стрингер.

[0111] Щелевые отверстия в стрингере могут быть закрыты окнами прозрачности для радиочастот в иллюстративном примере. Таким образом, канал в стрингере может быть изолирован от топливного бака 602. Кроме того, радиочастотные сигналы с высокими уровнями энергии могут распространяться через стрингер посредством использования окон прозрачности для радиочастот.

[0112] В результате этого, указанное множество компонентов, которые выполнены и установлены в топливном баке 602, связано с топливным баком 602. Кроме того, при использовании антенны 900, считывающее устройство R1 608 и считывающее устройство R2 610 не являются необходимыми в этой конфигурации системы 600 датчиков.

[0113] Иллюстрации различных конфигураций системы 600 датчиков по ФИГ. 6-9 приведены только в качестве примеров некоторых конфигураций, которые могут быть реализованы для системы 600 датчиков. Эти иллюстрации не означают наложения ограничений на способ, которым могут быть реализованы другие иллюстративные варианты реализации изобретения. Например, в других иллюстративных вариантах реализации изобретения, окно 800 прозрачности для радиочастот, окно 804 прозрачности для радиочастот, окно 808 прозрачности для радиочастот и окно 812 прозрачности для радиочастот могут не быть необходимыми в конфигурации системы 600 датчиков, как показано на чертежах на ФИГ. 9.

[0114] Еще в одних иллюстративных примерах может быть использовано иное количество блоков датчиков, чем восемь блоков датчиков, проиллюстрированных для топливного бака 602. Например, могут быть использованы один блок датчиков, пятнадцать блоков датчиков, двадцать блоков датчиков или какое-либо иное количество блоков датчиков.

[0115] В качестве другого примера система 600 датчиков может быть реализована в других местах расположения в дополнение к топливному баку 602 или вместо него. Например, система 600 датчиков также может быть использована в пассажирском салоне воздушного летательного аппарата, в сочетании с двигателем воздушного летательного аппарата и в других местах расположения в воздушном летательном аппарате. Например, датчики могут находиться в пассажирском салоне для генерирования данных о параметрах, таких как температура, влажность и иные подходящие параметры в пассажирском салоне. Измерительные данные датчиков могут быть использованы системой управления условиями окружающей среды в воздушном летательном аппарате 206 по ФИГ. 2. В качестве другого примера датчики могут находиться в различных местах воздушного летательного аппарата для измерения иных параметров, таких как давление, механическое напряжение и иные подходящие параметры.

[0116] Со ссылкой на ФИГ. 10 показана иллюстрация временной диаграммы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом показанном примере временная диаграмма 1000 иллюстрирует синхронизацию для передачи беспроводных сигналов и приема беспроводных сигналов в системе датчиков. Как показано на чертежах, временная диаграмма 1000 иллюстрирует синхронизацию, которая может быть использована в системе 600 датчиков по ФИГ. 6.

[0117] Как показано на чертежах, по оси X 1002 представлено время, а по оси Y 1004 представлена мощность беспроводных сигналов, переданных в системе 202 датчиков по ФИГ. 2 и системе 600 датчиков по ФИГ. 6. В указанном иллюстративном примере линией 1006 представлена мощность в радиочастотных сигналах, переданных считывающим устройством через антенны в блоки датчиков в системе 600 датчиков по ФИГ. 6.

[0118] Как можно увидеть, мощность радиочастотных передач в линии 1006 имеет различные уровни. Эти различные уровни могут соответствовать различным рабочим состояниям в системе 600 датчиков по ФИГ. 6. В частности, система 600 датчиков по ФИГ. 6 может реализовывать конечный автомат 500 по ФИГ. 5 в передаче беспроводных сигналов.

[0119] Как показано на чертежах, время 1008 получения выборки представляет собой цикл при сборе измерительных данных датчиков. Этап 1010 подачи мощности и этап 1012 сбора данных являются периодами времени во времени 1008 получения выборки.

[0120] Во время этапа 1010 подачи мощности, линия 1006 находится на уровне 1014 мощности. Этот уровень мощности выбирают, так что энергия в беспроводных сигналах, переданных во время этапа 1010 подачи мощности, обеспечивает подачу электрической энергии, необходимой для работы блоков датчиков в системе 600 датчиков. Электрическая энергия, подаваемая на блоки датчиков, может быть использована для выполнения различных операций. Например, указанные операции могут включать в себя по меньшей мере одно из следующего: выполнение измерений, сохранение измерительных данных датчиков или иные подходящие типы операций.

[0121] В указанном иллюстративном примере продолжительность этапа 1010 подачи мощности различается в зависимости от конкретной системы датчиков и конфигурации компонентов, таких как антенны, блоки датчиков и иных факторов. Продолжительность этапа 1010 подачи мощности в иллюстративном примере выбирают так, чтобы она была эффективной для блоков датчиков для выполнения необходимых операций для генерирования измерительных данных датчиков и сохранения данных. Например, продолжительность этапа 1010 подачи мощности может составлять примерно 10 миллисекунд, а мощность беспроводных сигналов составляет около 10 Вт. В этом примере мощность беспроводных сигналов может составлять примерно от 1 мВт до примерною мВт.

[0122] Выбор времени продолжительности и мощности сигналов может зависеть от эффективности используемого устройства для сбора энергии. Кроме того, эти параметры могут различаться в зависимости от места расположения блоков датчиков, конфигурации топливного бака или иной конструкции и иных подходящих факторов.

[0123] После этапа 1010 подачи мощности проводится этап 1012 сбора данных. На этапе 1012 сбора данных линия 1006 имеет уровень 1016 мощности. Уровень 1016 мощности имеет конфигурацию, чтобы заставлять блоки датчиков в системе 600 датчиков осуществлять отправку измерительных данных датчиков, сгенерированных указанными блоками датчиков.

[0124] В этих иллюстративных примерах информация может быть закодирована в беспроводных передачах, не показанных на ФИГ. 10. Например, в беспроводных передачах могут быть закодированы идентификаторы для различных блоков датчиков, которые заставляют блоки датчиков, имеющих закодированные идентификаторы, осуществлять передачу измерительных данных датчиков.

[0125] В одном иллюстративном примере беспроводной сигнал мощности, отправленный во время этапа 1010 подачи мощности, принимают всеми блоками датчиков. В этом примере во время этапа 1012 сбора данных импульсы 1018 в линии 1006 используют для отправки беспроводных сигналов сбора данных в беспроводные датчики.

[0126] Например, импульсы 1018 в отрезке времени R1 1020 могут представлять собой сигналы, сгенерированные считывающим устройством R1 608 по ФИГ. 6. Импульсы 1018, переданные в течение отрезка времени А1 1022, в этом иллюстративном примере передают антенной 612. Импульсы 1018, переданные в течение отрезка времени А2 1024, передают антенной 614 по ФИГ. 6. Импульсы 1018, переданные в течение отрезка времени A3 1026, передают антенной 616 по ФИГ. 6 от сигналов, сгенерированных считывающим устройством R2 610 по ФИГ. 6 в течение отрезка времени R2 1023.

[0127] Как показано на чертежах, импульсы 1018 могут быть направлены к определенным блокам датчиков на основе информации, закодированной в переданных беспроводных сигналах сбора данных. Например, импульс Р1 1028 направляют к 618 датчиков; импульс Р2 1030 направляют к блоку 620 датчиков; импульс РЗ 1032 направляют к блоку 622 датчиков; импульс Р4 1034 направляют к блоку 624 датчиков; импульс Р5 1036 направляют к блоку 626 датчиков; импульс Р6 1038 направляют к блоку 628 датчиков; импульс Р7 1040 направляют к блоку 630 датчиков; импульс Р8 1042 направляют к блоку 632 датчиков.

[0128] В этом иллюстративном примере каждый импульс от определенного блока датчиков может кодировать идентификатор для этого блока датчиков. Данный идентификатор указывает на то, что указанный импульс и любую иную информацию, которая может быть закодирована в импульсе, направляют к определенному блоку датчиков, определенному в импульсе. Другая информация может включать в себя, например, команды, инструкции, данные и информацию иных подходящих типов.

[0129] В этих иллюстративных примерах импульсы 1018 могут иметь продолжительность и уровень мощности, аналогичные тем, которые используют для меток радиочастотной идентификации. Например, импульс может иметь продолжительность примерно 10 миллисекунд. Время продолжительности для этапа 1012 сбора данных является временем, необходимым для считывания измерительных данных датчиков от всех различных блоков датчиков в системе 600 датчиков в этом примере. Это время может быть определено путем умножения количества блоков датчиков на ширину импульсом для считывания данных из указанных блоков датчиков. Указанное время для этапа 1012 сбора данных также может учитывать иные факторы, такие как задержка системы.

[0130] Со ссылкой на ФИГ. 11 показана иллюстрация блок-схемы блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере блок 1100 датчиков является еще одним примером реализации блока датчиков в блоках 212 датчиков по ФИГ. 2.

[0131] В указанном иллюстративном примере блок 1100 датчиков включает в себя множество различных компонентов. Как показано на чертежах, блок 1100 датчиков включает в себя антенную систему 1102, электрическую схему 1104 и датчик 1106.

[0132] Электрическая схема 1104 включает в себя один или большее количество различных элементов. Электрическая схема 1104 может быть реализована в виде интегральной микросхемы или множества интегральных микросхем, электрически соединенных друг с другом, в зависимости от конкретной реализации.

[0133] Датчик 1106 может быть выполнен в различных формах. В этом иллюстративном примере датчик 1106 может представлять собой зонд 1108. Иными словами, датчик 1106 может иметь удлиненную форму, такую как цилиндр или какую-либо иную подходящую форму. В частности, зонд 1108 может представлять собой емкостный зонд 1110. Конечно, датчик 1106 может иметь иные формы, чем емкостной зонд 1110. Например, зонд 1108 может представлять собой термочувствительный элемент. Еще в одних иллюстративных примерах могут быть использованы другие типы датчиков, которые могут иметь иную форму для конфигураций.

[0134] Антенная система 1102 может быть выполнена в различных формах. Например, антенная система 1102 может представлять собой группу антенн 1112. Эта группа антенн 1112 может быть выполнена в виде антенной решетки 1114. Еще в одном примере зонд 1108 может быть выполнен с возможностью обеспечения данных измерений и работать в качестве антенны, как описано ниже.

[0135] В иллюстративном примере по ФИГ. 11, антенная система 1102 физически соединена с датчиком 1106. Как используется в настоящем документе, первый компонент, антенная система 1102, ʺсоединена соʺ вторым компонентом, датчиком 1106, означает, что первый компонент может быть соединен непосредственно или косвенно со вторым компонентом. Иными словами, дополнительные компоненты могут находиться между первым компонентом и вторым компонентом. Первый компонент считается косвенно соединенным со вторым компонентом, если один или большее количество дополнительных компонентов находятся между этими двумя компонентами. Если первый компонент непосредственно соединен со вторым компонентом, между этими двумя компонентами не находится никаких дополнительных компонентов.

[0136] Как показано на чертежах, датчик 1106 может служить в качестве монтажной конструкции для антенной системы 1102. Еще в одних иллюстративных примерах датчик 1106 может функционировать в качестве заземления или пластины заземления, если датчик 1106 включает в себя металлический материал.

[0137] Кроме того, антенная система 1102 выполнена с возможностью обмена радиочастотными сигналами в различных внешних условиях. Например, группа антенн 1112 может быть выполнена с возможностью обеспечения необходимого уровня обмена радиочастотных сигналов в топливе и в воздухе. Эта конфигурация может учитывать изменение уровня топлива в топливном баке. Например, топливо может иногда покрывать часть указанной группы антенн 1112 или всю указанную группу, если блок 1100 датчиков используется в топливном баке.

[0138] В некоторых иллюстративных примерах различные антенны в группе антенн 1112 могут быть выполнены для различных средств. Например, группа антенн 1112 может представлять собой множество антенн в виде несимметричного вибратора.

[0139] Первая часть указанной группы антенн 1112 может быть выполнена с возможностью осуществления обмена радиочастотными сигналами в воздухе. Вторая часть указанной группы антенн 1112 может быть выполнена с возможностью осуществления обмена беспроводными сигналами в текучей среде, такой как топливо. Различные антенны могут быть выполнены так, что по меньшей мере некоторые из указанной группы антенн 1112 выполнены с возможностью осуществления обмена радиочастотными сигналами на необходимом уровне. В этих иллюстративных примерах необходимый уровень радиочастотных сигналов находится, например, на уровне, при котором энергия может быть извлечена из радиочастотных сигналов на необходимом уровне или уровне, при котором измерительные данные датчиков могут быть переданы в место назначения.

[0140] Еще в одном иллюстративном примере группа антенн 1112 может включать в себя антенную решетку, выполненную на плоской подложке. Эта плоская подложка может быть соединена с датчиком 1106.

[0141] Еще в одном иллюстративном примере группа антенн 1112 может представлять собой антенную решетку, выполненную на гибкой диэлектрической пленке. Эта гибкая диэлектрическая пленка соединена с датчиком. В результате этого, антенна может быть выполнена соответствующей форме указанного датчика.

[0142] В дополнение к этому, блок 1100 датчиков также может включать в себя защитную конструкцию 1116. Защитная конструкция 1116 может обеспечивать защиту от воздействия среды, окружающей блок 1100 датчиков. Защитная конструкция 1116 может быть выполнена с возможностью обеспечения указанной защиты одного или большего количества компонентов в блоке 1100 датчиков.

[0143] Например, защитная конструкция 1116 может обеспечивать открытие группы антенн 1112 воздействию среды, имеющей воздух вместо топлива. В качестве еще одного иллюстративного примера защитная конструкция 1116 также может обеспечивать защиту электрической схемы 1104. Например, защитная конструкция 1116 может действовать в качестве корпуса для электрической схемы 1104.

[0144] В указанном иллюстративном примере защитная конструкция 1116 может плотно охватывать один или большее количество компонентов и блок 1100 датчиков. Защитная конструкция 1116 может по существу не позволять по меньшей мере топливу, влаге или иным элементам достигать компонента и блока 1100 датчиков. Иными словами, защитная конструкция 1116 может иметь внутреннюю часть, которая по существу уплотнена и не позволяет элементам, находящимся снаружи защитной конструкции 1116, поступать во внутреннюю часть защитной конструкции 1116.

[0145] В некоторых иллюстративных примерах эта внутренняя часть включает в себя текучую среду, такую как воздух. В других иллюстративных примерах текучая среда может также являться иным газом, таким как азот, гелий, инертный газ или какой-либо иной подходящий газ. Еще в одних иллюстративных примерах указанная текучая среда может быть текучей средой, расположенной внутри внутренней части защитной конструкции 1116.

[0146] Иными словами, защитная конструкция 1116 может содержать антенны 1112 в окружающей среде, сконфигурированной с обеспечением необходимого уровня рабочих характеристик антенн 1112. Например, антенны 1112 могут сохраняться в сухом состоянии посредством защитной конструкции 1116. Таким образом, защитная конструкция 1116 может быть выполнена с возможностью обеспечения по существу сухой окружающей среды для антенн 1112 в антенной системе 1102.

[0147] Защитная конструкция 1116 включает в себя материал, который уменьшает ослабление радиочастотных сигналов в этом иллюстративном примере. Защитная конструкция 1116 может состоять из материалов сходных с теми, которые использованы в обтекателях. По существу, в некоторых иллюстративных примерах защитная конструкция 1116 может представлять собой обтекатель.

[0148] Защитная конструкция 1116 может обеспечивать защитный слой, защищающий от таких воздействий окружающей среды, как электромагнитные события. Иными словами, если в электрической схеме 1104 возникают электромагнитные события, такие как дуговой разряд, защитная конструкция 1116 может не позволить дуге достичь других частей топливного бака.

[0149] Кроме того, использование защитной конструкции 1116 в качестве обтекателя для антенн 1112 может удерживать топливо или иную текучую среду на выбранном расстоянии от антенн 1112. Таким образом, заполнение антенны диэлектриком может быть уменьшено или исключено, так что эффективность антенн 1112 может оставаться на необходимом уровне.

[0150] Иллюстрация блока 1100 датчиков по ФИГ. 11 не предназначена для наложения физических или архитектурных ограничений на возможный способ выполнения блоков датчиков. Другие блоки датчиков могут включать в себя другие компоненты в дополнение или вместо тех, которые проиллюстрированы для блока 1100 датчиков.

[0151] Например, один или большее количество датчиков дополнение к датчику 1106 может быть выполнен в блоке 1100 датчиков. В качестве еще одного иллюстративного примера блок 1100 датчиков может включать в себя соединители для соединения или установки блока 1100 датчиков с различными конструкциями в необходимом месте.

[0152] Еще в одном иллюстративном примере может быть использовано сочетание многослойной платы с печатным монтажом (printed wiring board, PWB) в полоске, содержащей электрические компоненты в электрической схеме 1104, с радиочастотной гибкой схемой для антенн 1112. Конфигурация этого типа может быть выполнена обернутой вокруг трубки в зонде 1108 и прикрепленной к ней посредством связующего.

[0153] Со ссылкой на ФИГ. 12 показана иллюстрация блок-схемы электрической схемы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. На этой иллюстрации изображен пример компонентов в электрической схеме 1104. Например, электрическая схема 1104 может включать в себя контроллер 1200, приспособление 1202 для сбора энергии, система 1204 питания, радиосредства 1206, запоминающее устройство 1208 и иные подходящие компоненты.

[0154] Как показано на чертежах, приспособление 1202 для сбора энергии представляет собой одно или больше количество устройств, выполненных с возможностью преобразования этой энергии в радиочастотных сигналах, принятых антенной системой 1102, в электрическую энергию. Таким образом, отсутствует необходимость в соединении блока 1100 датчиков с источником питания посредством проводов. Приспособление 1202 для сбора энергии может осуществлять сбор энергии от других источников в дополнение к радиочастотным сигналам или вместо них.

[0155] Контроллер 1200 выполнен с возможностью управления работой различных компонентов в блоке 1100 датчиков и может представлять собой, например, процессор, программируемую логическую матрицу, интегральную схемы, предназначенную для решения конкретных задач, или компонент какого-либо иного подходящего типа. В некоторых иллюстративных примерах радиосредства 1206 включают в себя передатчик и приемник и могут быть выполнены за одно целое в виде приемопередатчика, а не в виде отдельных компонентов. Запоминающее устройство 1208 может сохранять информацию, включающую в себя измерительные данные датчиков, программный код и иные подходящие типы информации. Система 1204 питания может обеспечивать сохранение электрической энергии. Например, система 1204 питания может иметь устройство сохранения энергии, такое как конденсатор, аккумуляторную батарею или какой-либо иной тип устройства хранения. В дополнение к этому, система 1204 питания также может включать в себя схемы для регулирования и накопления энергии, которую сохраняют системой 1204 питания.

[0156] Со ссылкой на ФИГ. 13 показана еще одна иллюстрация блок-схемы электрической схемы в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. На этой иллюстрации изображен еще один пример компонентов, которые могут находиться в электрической схеме 1104. Например, электрическая схема 1104 может включать в себя радиочастотный сплиттер 1300, устройство 1302 для сбора энергии, устройство 1304 сохранения энергии, радиосредства 1306 и контроллер 1308.

[0157] Как показано на чертежах, радиочастотный сплиттер 1300 выполнен с возможностью соединения с антенной системой 1102 по ФИГ. 11. Радиочастотный сплиттер 1300 выполнен с возможностью отправки беспроводных сигналов мощности в устройство 1302 для сбора энергии. Радиочастотный сплиттер 1300 также выполнен с возможностью отправки беспроводных сигналов сбора данных в радиосредства 1306 для обработки. В этом иллюстративном примере беспроводной сигнал сбора данных может включать в себя команды или иную информацию, которая может быть использована контроллером 1308 при выполнении операций измерения, а также других операций.

[0158] В этом иллюстративном примере радиочастотный сплиттер 1300 выполнен с возможностью отправки первой части радиочастотного сигнала в радиосредства 1306 и второй части радиочастотного сигнала на устройство 1302 для сбора энергии. Выбранная часть может быть такой, что обеспечена возможность демодулирования радиочастотного сигнала радиосредствами 1306. Например, первая часть может составлять примерно 20 процентов, а вторая часть может составлять примерно 80 процентов. Фактические выбранные значения могут зависеть от конкретных компонентов, используемых для радиосредств 1306 и устройства 1302 для сбора энергии.

[0159] Как показано на чертежах, радиосредства 1306 могут преобразовывать измерительные данные датчиков или иную информацию, принятую от контроллера 1308 в форме для передачи посредством сигнала беспроводного реагирования. В частности, передатчик в радиосредствах 1306 может генерировать сигнал беспроводного реагирования, который подвергнут модулированию, чтобы содержать указанную информацию.

[0160] В этом иллюстративном примере может быть реализована методика, использующая радиочастотный идентификатор и известная как ʺобратное рассеяниеʺ. При использовании этой методики может быть уменьшена или исключена необходимость в использовании в радиосредствах 1306 таких компонентов схем, как усилители с низким уровнем шумов, смесители, и иных схем. В результате этого, работа радиосредств 1306 проходит с меньшим использованием мощности за счет исключения схемных элементов. В качестве примера, радиосредства 1306 могут использовать мощности, которые по меньшей мере примерно в 10 раз ниже, чем мощность других ʺмаломощныхʺ радиосредств. Таким образом, радиосредства 1306 в электрической схеме 1104 выполнены с возможностью соответствия политикам, таким как политики безопасности, а другие ʺмаломощныеʺ радиосредства могут не соответствовать политикам этих типов.

[0161] Устройство 1302 для сбора энергии выполнено с возможностью генерирования энергии от беспроводного сигнала мощности, принятого через радиочастотный сплиттер 1300. Эта энергия может быть в форме напряжения, отправленного в устройство 1304 сохранения энергии.

[0162] Устройство 1304 сохранения энергии может сохранять энергию до тех пор, пока она не будет использована для работы блока 1100 датчиков. Устройство 1304 сохранения энергии может включать в себя устройство хранения энергии и схемы, используемые для накопления, регулирования и сохранения энергии в устройстве хранения энергии. Устройство хранения энергии может включать в себя, например, по меньшей мере одно из следующего: конденсатор, аккумуляторную батарею или какое-либо иное подходящее устройство.

[0163] Радиосредства 1306 могут включать в себя передатчик и приемник. Радиосредства 1306 могут принимать беспроводной сигнал сбора данных и определять информацию, которая может быть закодирована в беспроводном сигнале сбора данных. Эту информацию посылают на контроллер 1308. В дополнение к этому, радиосредства 1306 могут принимать от контроллера 1308 информацию, такую как измерительные данные датчиков. Эти измерительные данные датчиков закодированы радиосредствами 1306 для передачи сигнала, такого как сигнал беспроводного реагирования.

[0164] Контроллер 1308 соединен с радиосредствами 1306, устройством 1304 сохранения энергии и датчиком 1106 по ФИГ. 11. В этом иллюстративном примере контроллер 1308 выполнен с возможностью управления работой блока 1100 датчиков. Например, контроллер 1308 выполнен с возможностью приема сигналов от датчика 1106 и генерирования измерительных данных датчиков по указанным сигналам. Контроллер 1308 выполнен с возможностью отправки и приема информации на удаленное место расположения с использованием радиосредств 1306. В дополнение к этому, контроллер 1308 может также выполнять другие операции, такие как управление скоростью получения выборки для сигналов, принятых от датчика 1106, оценка энергии, сгенерированной устройством 1302 для сбора энергии 02 от радиочастотных сигналов, принятых антеннами 1112, отправка информации о сгенерированной энергии и другой информации, такой как диагностическая информация, на удаленное место расположения и других подходящих операций.

[0165] Как показано на чертежах, контроллер 1308 также выполнен с возможностью отправки на датчик 1106 энергии в форме напряжения. Контроллер 1308 также может осуществлять отправку этого напряжения в радиосредства 1306.

[0166] Как показано на чертежах, контроллер 1308 может принимать аналоговый сигнал от датчика 1106 по ФИГ. 11. Этот аналоговый сигнал может представлять собой прямоугольный импульс или какой-либо другой подходящий тип сигнала. Контроллер 1308 преобразует результат этого измерения в измерительные данные датчиков. Например, аналоговый сигнал может быть преобразован в показание высоты топлива в топливном баке.

[0167] Иллюстрация системы 202 датчиков, как показано в блочной форме на ФИГ. 2, и различных компонентов по ФИГ. 2-9 и ФИГ. 11-13 не означает наложения физических или архитектурных ограничений на способ, которым может быть реализован иллюстративный вариант реализации. Могут быть использованы другие компоненты в дополнение к проиллюстрированным здесь или вместо проиллюстрированных здесь. Некоторые компоненты могут не использоваться. Также, блоки представлены для иллюстрации некоторых функциональных компонентов. Один или большее количество этих блоков в иллюстративных вариантах реализации изобретения при практической реализации могут быть скомбинированы, разделены или скомбинированы и разделены на различные блоки.

[0168] Хотя иллюстративные примеры описаны в отношении воздушного летательного аппарата, иллюстративный вариант реализации может быть применен к платформам иного типа. Платформа может представлять собой, например, подвижную платформу, неподвижную платформу, конструкцию наземного базирования, конструкцию водного базирования и конструкцию космического базирования. В частности, платформа может представлять собой надводный корабль, танк, автомобиль для перевозки личного состава, поезд, космический летательный аппарат, космическую станцию, спутник, подводную лодку, автомобиль, электростанцию, дом, производственные сооружения, здание, нефтеперерабатывающий завод, блочный модуль, содержащий химические вещества, топливный бак, пассажирский салон, крыло и иные подходящие платформы. Иными словами, система 202 датчиков может быть размещена в различных местах в этих различных платформах.

[0169] В качестве еще одного иллюстративного примера могут присутствовать беспроводные сигналы, отличные от беспроводных сигналов 216 мощности, беспроводных сигналов 218 сбора данных и сигналов 220 беспроводного реагирования или в дополнение к ним, как показано в блочной форме на ФИГ. 2. Например, другие типы беспроводных сигналов могут кодировать информацию, такую как команды, данные или иную информацию для настраивания работы блоков 212 датчиков по ФИГ. 2.

[0170] В качестве еще одного иллюстративного примера устройство 1302 для сбора энергии может осуществлять сбор энергии из других источников, отличных от радиочастотных сигналов. Например, устройство 1302 для сбора энергии может включать в себя компоненты для сбора энергии или может быть физически связано с компонентами для сбора энергии по меньшей мере из одного следующего явления: температурный градиент, вибрации, перемещение или иные источники энергии в среде вокруг блока 1100 датчиков. Например, термоэлектрический генератор может быть использован для получения энергии из градиента. В качестве другого примера волокно на основе проводящих электричество кристаллов (electric crystal fiber) может быть использовано для извлечения энергии из вибраций.

[0171] Также в этом иллюстративном примере блок 1100 датчиков и компоненты по ФИГ. 11-13 могут быть выполнены отвечающими определенной политике. В частности, компоненты, такие как по меньшей мере один блок 1100 датчиков, антенная система 1102, устройство 1302 для сбора энергии, контроллер 1308 или иные компоненты, выполнены с возможностью соответствия политике безопасности.

[0172] Со ссылкой на ФИГ. 14 показана иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере блок 1400 датчиков является примером физической реализации блока 1100 датчиков, показанного в блочной форме на ФИГ. 11.

[0173] Как показано на чертежах, блок 1400 датчиков включает в себя емкостный зонд 1402 и защитную конструкцию 1404. Другие компоненты, такие как антенна и электрическая схема, находятся внутри защитной конструкции 1404, но не показаны на этом виде. Как показано на чертежах, защитная конструкция 1404 имеет форму корпуса в этом конкретном примере. Корпус может состоять из различных материалов, таких как пластик, поликарбонат и иные материалы, подходящие для использования в топливном баке. Дополнительно к этому, выбор материала для защитной конструкции 1404 обеспечивает уменьшение ослабления радиочастотных сигналов.

[0174] Защитная конструкция 1404 может изолировать компоненты внутри защитной конструкции 1404 от среды, окружающей блок 1400 датчиков. Например, если блок 1400 датчиков частично или полностью погружен в топливо, защитная конструкция 1404 может предотвращать проникновение топлива во внутреннюю часть, в которой размещены различные компоненты.

[0175] Со ссылкой на ФИГ. 15 показана еще одна иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом примере защитная конструкция 1404 по ФИГ. 14 удалена. На этом виде, плоская схемная плата 1500 показана соединенной с емкостным зондом 1402 соединителем 1502. Соединитель 1502 может включать в себя различные материалы, такие как, например, пластик, поликарбонад, алюминий или иной подходящий материал для использования в топливном баке.

[0176] Как показано на чертежах, электрическая схема 1504 выполнена из различных интегральных схем и соединительных линий на плоской схемной плате 1500. Дополнительно к этому, антенна 1506 расположена на плоской схемной плате 1500 в этом примере.

[0177] Со ссылкой на ФИГ. 16 показана еще одна иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере блок 1600 датчиков является примером осуществления блока 1100 датчиков, показанного в блочной форме на ФИГ. 11.

[0178] В этом иллюстративном примере блок 1600 датчиков включает в себя емкостный зонд 1602 и защитную конструкцию 1604. Защитная конструкция 1604 соединена с емкостным зондом 1602.

[0179] Как можно увидеть, защитная конструкция 1604 имеет цилиндрическую форму вокруг поверхности 1606 емкостного зонда 1602. Иными словами, защитная конструкция 1604 соответствует поверхности 1606 емкостного зонда 1602. Дополнительно к этому, защитная конструкция 1604 может включать в себя материал, выбранный для использования в топливном баке, и уменьшает ослабление радиочастотных сигналов.

[0180] Со ссылкой на ФИГ. 17 показана еще одна иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом примере блок 1600 датчиков показан без защитной конструкции 1604. Как можно увидеть из этого иллюстративного примера, гибкая диэлектрическая пленка 1700 имеет форму, которая соответствует поверхности 1606 емкостного зонда 1602. В этом примере гибкая диэлектрическая пленка 1700 соединена с поверхностью 1606 емкостного зонда 1602.

[0181] На гибкой диэлектрической пленке 1700 выполнена антенная решетка 1702. Антенная решетка 1702 может представлять собой гибкий материал с радиочастотными схемами с медными линиям или другими металлическими линиями. Эти материалы могут быть выполнены многослойными с формированием многослойного гибкого антенного элемента. Может быть использован один или большее количество этих многослойных гибких антенных элементов. Как показано на чертежах, множество многослойных гибких антенных элементов формируют антенную решетку 1702.

[0182] Кроме того, электрическая схема 1704 также соединена с гибкой диэлектрической пленкой 1700. Электрическая схема 1704 в этом иллюстративном примере имеет форму интегральной микросхемы. Интегральная микросхема может иметь форму, соответствующую по форме поверхности 1606 емкостного зонда 1602. В других иллюстративных примерах указанная схема может быть выполнена на гибком материале.

[0183] Со ссылкой на ФИГ. 18 показана иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере блок 1800 датчиков является примером осуществления блока 1100 датчиков, показанного в блочной форме на ФИГ. 11.

[0184] В этом иллюстративном примере блок 1800 датчиков включает в себя емкостный зонд 1802, защитную конструкцию 1804 и антенную решетку 1806. Защитная конструкция 1804 соединена с емкостным зондом 1802. Защитная конструкция 1804 может содержать компоненты, такие как электрическая схема, во внутренней части защитной конструкции 1804.

[0185] В этом иллюстративном примере антенная решетка 1806 не выполнена закрытой или размещенной внутри защитной конструкции 1804. Группа антенн внутри антенной решетки 1806 выполнена с возможностью отправки и приема радиочастотных сигналов в различных средах.

[0186] Например, антенна 1808 в антенной решетке 1806 может быть выполнена с возможностью отправки и приема радиочастотных сигналов в воздухе. Антенна 1810 в антенной решетке 1806 может быть выполнена с возможностью отправки радиочастотных сигналов в топливе и их приема в топливе.

[0187] Таким образом, при наличии уровня 1812 топлива антенна 1808 может посылать и принимать радиочастотные сигналы на необходимом уровне, а антенна 1810 может не посылать и не принимать радиочастотные сигналы на необходимом уровне. При наличии уровня 1814 топлива антенна 1808 может не посылать и не принимать радиочастотные сигналы на необходимом уровне, а антенна 1810 посылает и принимает радиочастотные сигналы на необходимом уровне.

[0188] Иными словами, каждая антенна в антенной решетке 1806 может быть выполнена с возможностью отправки и приема радиочастотных сигналов в выбранной среде, такой как воздух или топливо. В результате этого, когда уровень топлива изменяется, по меньшей мере часть указанной группы антенн в антенной решетке 1806 может посылать и принимать радиочастотные сигналы на необходимом уровне, даже если уровень топлива может измениться.

[0189] Со ссылкой на ФИГ. 19 показана иллюстрация блока датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. В этом иллюстративном примере блок 1900 датчиков является примером осуществления блока 1100 датчиков, показанного в блочной форме на ФИГ. 11.

[0190] В этом иллюстративном примере блок 1900 датчиков включает в себя емкостный зонд 1902, защитную конструкцию 1904 и антенную решетку 1906. Защитная конструкция 1904 соединена с емкостным зондом 1902. Защитная конструкция 1904 может содержать компоненты, такие как электрическая схема во внутренней части защитной конструкции 1904.

[0191] В этом примере указанная группа антенн в антенной решетке 1906 не показана, так как указанная группа антенн в антенной решетке 1906 закрыта защитной конструкцией 1904. Указанная группа антенн в антенной решетке 1906 может быть выполнена с возможностью отправки и приема радиочастотных сигналов в воздухе. Защитная конструкция 1904 выполнена с возможностью предотвращения контакта топлива с указанной группой антенн в антенной решетке 1906. В указанном иллюстративном примере защитная конструкция 1904 может уменьшать заполнение антенны диэлектриком. Заполнение антенны диэлектриком может вызывать сдвиг резонансной частоты, которая снижает рабочие характеристики антенны.

[0192] В этом иллюстративном примере защитная конструкция 1904 может включать в себя корпус 1908, элемент 1910, элемент 1912, элемент 1914, элемент 1916, элемент 1918, элемент 1920, элемент 1922, элемент 1924, элемент 1926, элемент 1928, элемент 1928, элемент 1930 и элемент 1932. Эти элементы, покрывающие указанную группу антенн, в этом иллюстративном примере могут представлять собой обтекатели.

[0193] Материалы, используемые в защитной конструкции 1904, могут все быть материалом одного типа или материалами различных типов. Например, корпус 1908 и указанные различные элементы могут быть выполнены из материала, подходящего для использования в топливном баке. Материал, выбранный для различных элементов, может быть таким, который уменьшает ослабление радиочастотных сигналов, а материал для корпуса 1908 не должен обязательно соответствовать такому требованию.

[0194] Различные компоненты, показанные на ФИГ. 1, 14-19 и 25-31, могут сочетаться с компонентами по ФИГ. 2-9 и 11-13, используемыми с компонентами по ФИГ. 2-9 и 11-13 или их комбинацией.

Кроме того, некоторые из компонентов по ФИГ. 1, 14-19 и 25-31 могут являться иллюстративными примерами возможности реализации компонентов, показанных в блочной форме на ФИГ. 2-9 и 11-13, в виде физических конструкций.

[0195] Со ссылкой на ФИГ. 20 показана иллюстрация структурной схемы процесса генерирования измерительных данных датчиков в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Процесс, проиллюстрированный на ФИГ. 20, может быть реализован в системе 202 датчиков по ФИГ. 2.

[0196] Процесс начинают отправкой множества беспроводных сигналов мощности в группу блоков датчиков (операция 2000). После отправки указанного множества беспроводных сигналов мощности в указанную группу блоков датчиков, множество беспроводных сигналов сбора данных посылают в указанную группу блоков датчиков (операция 2002).

[0197] Далее, измерительные данные датчиков в сигналах беспроводного реагирования принимают от указанной группы блоков датчиков (операция 2004). Процесс после этого завершают.

[0198] В указанных иллюстративных примерах эти операции могут быть повторены любое количество раз для получения измерительных данных датчиков от указанной группы блоков датчиков. Эти операции осуществляют отправку беспроводных сигналов на различных уровнях мощности. Эти уровни мощности могут быть схожими с уровнями, проиллюстрированными на временной диаграмме 1000 по ФИГ. 10.

[0199] Со ссылкой на ФИГ. 21 показана иллюстрация структурной схемы процесса отправки беспроводных сигналов сбора данных в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Операции, проиллюстрированные на ФИГ. 21, являются примерами операций, которые могут быть использованы для реализации операции 2002 по ФИГ. 20.

[0200] Процесс начинают с определения группы блоков датчиков (операция 2100). Блоки датчиков являются блоками, для которых необходим сбор данных измерительных данных датчиков. Такие датчики могут быть определены исходя из структуры данных, такой как база данных, ссылка, список, таблица или какая-либо структура данных подходящего типа. Информация в структуре данных может представлять собой, например, идентификаторы для указанной группы блоков датчиков.

[0201] Процесс затем осуществляет выбор блока необработанных датчиков из указанной группы блоков идентифицированных датчиков (операция 2102). Процесс далее осуществляет отправку беспроводного сигнала сбора данных с идентификатором для выбранного блока датчиков, закодированным в беспроводном сигнале сбора данных (операция 2104). Выполняют определение на предмет присутствия дополнительного блока необработанных датчиков в указанной группе блоков идентифицированных датчиков (операция 2106).

[0202] Если присутствует дополнительный блок необработанных датчиков, процесс возвращают к операции 2102. В ином случае процесс завершают.

[0203] Структурные схемы и блок-схемы в различных изображенных вариантах реализации изобретения иллюстрируют архитектуру, функциональность и работу некоторых возможных вариантов осуществления устройств и способов в иллюстративном варианте реализации изобретения. В этой связи, каждый блок в структурных схемах или блок-схемах может представлять модуль, сегмент, функцию и/или часть операции или этапа. Например, один или большее количество блоков могут быть реализованы в виде программного кода, в аппаратных средствах или комбинации программного кода и аппаратных средств. При реализации в аппаратных средствах они могут, например, принимать форму интегральных схем, которые изготовлены или выполнены с возможностью осуществления одной или большего количества операций в структурных схемах или блок-схемах. При реализации в виде комбинации программного кода и аппаратных средств реализация может принимать форму программно-аппаратных средств (firmware).

[0204] В некоторых альтернативных реализациях иллюстративного варианта изобретения, функция или функции, описанные в блоках, могут иметь место не в том порядке, который показан на фигурах чертежей. Например, в некоторых случаях два блока, показанные последовательно, могут быть выполнены по существу одновременно, или блоки иногда могут быть выполнены в обратном порядке, в зависимости от используемой функциональности. Также, другие блоки могут быть добавлены в дополнение к блокам, показанным в структурной схеме или блок-схеме.

[0205] Например, в структурной схеме на ФИГ. 21, процесс может включать в себя операцию ожидания приема сигнала беспроводного реагирования от блока датчиков до последующего выбора другого блока датчиков для обработки. В качестве другого примера беспроводной сигнал сбора данных может представлять собой вещательный сигнал и может не включать в себя идентификаторы блоков беспроводных датчиков. В этом варианте реализации все блоки беспроводных датчиков могут передавать измерительные данные датчиков при приеме этого вещательного сигнала.

[0206] Со ссылкой на ФИГ. 22 показана блок-схема системы обработки данных в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Система 2200 обработки данных может быть использована для реализации контроллера 208 датчиков по ФИГ. 2. В этом иллюстративном примере система 2200 обработки данных включает в себя инфраструктуру 2202 связи, которая обеспечивает сообщение между процессорным блоком 2204, запоминающим устройством 2206, устройством 2208 постоянного хранения, блоком 2210 связи, блоком 2212 ввода/вывода (I/O) и дисплеем 2214. В этом примере инфраструктура связи может быть реализована в качестве системы на основе шины.

[0207] Процессорный блок 2204 служит для выполнения команд для программного обеспечения, которое может быть загружено в запоминающее устройство 2206. Процессорный блок 2204 может представлять собой множество процессоров, мультипроцессорное ядро или некоторые другие типы процессора, в зависимости от конкретной реализации.

[0208] Запоминающее устройство 2206 и устройство 2208 постоянного хранения являются примерами устройств 2216 хранения. Устройство хранения представляет собой любую часть аппаратных средств, которые выполнены с возможностью сохранения информации, такой как, например, без ограничения, данные, программный код в функциональной форме и/или иная подходящая информация на постоянной и/или временной основе. Устройства 2216 хранения в этих иллюстративных примерах могут также называться машиночитаемыми устройствами хранения. Запоминающее устройство 2206, в этих примерах, может представлять собой, например, оперативное запоминающее устройство или любое иное подходящее энергозависимое или энергонезависимое устройство хранения. Устройство 2208 постоянного хранения может быть выполнено в различных формах, в зависимости от конкретной реализации.

[0209] Например, устройство 2208 постоянного хранения может содержать один или большее количество компонентов или устройств. Например, устройство 2208 постоянного хранения может представлять жесткий диск, флэш-память, перезаписываемый оптический диск, перезаписываемую магнитную ленту или какую-либо комбинацию указанного выше. Носители, используемые устройством 2208 постоянного хранения, также могут быть съемными. Например, съемный жесткий диск может быть использован для устройства 2208 постоянного хранения.

[0210] Блок 2210 связи в этих иллюстративных примерах обеспечивает сообщение с другими системами или устройствами обработки данных. В этих иллюстративных примерах блок 2210 связи представляет собой сетевую интерфейсную плату.

[0211] Блок 2212 ввода/вывода обеспечивает возможность ввода и вывода данных другими устройствами, которые могут быть соединены с системой 2200 обработки данных. Например, блок 2212 ввода/вывода может обеспечивать соединение для ввода пользователя с помощью клавиатуры, мыши и/или какого-либо иного подходящего устройства ввода. Кроме того, блок 2212 ввода/вывода может отправлять выходные данные на принтер. Дисплей 2214 обеспечивает механизм отображения информации для пользователя.

[0212] Команды для операционной системы, приложений и/или программ могут быть расположены в устройствах 2216 хранения, которые сообщаются с процессорным блоком 2204 через инфраструктуру 2202 связи. Процессы различных вариантов реализации могут быть выполнены процессорным блоком 2204 с использованием машинно-исполняемых команд, которые могут быть расположены в запоминающем устройстве, таком как запоминающее устройство 2206.

[0213] Эти команды могут быть упомянуты как программный код, используемый вычислительным устройством, программный код или машиночитаемый программный код и могут быть считаны или исполнены процессором в процессорном блоке 2204. Программный код в различных вариантах реализации может быть реализован на физическом или машиночитаемом носителе для хранения, таком как запоминающее устройство 2206 или устройство 2208 постоянного хранения.

[0214] Программный код 2218 находится в функциональной форме на машиночитаемом носителе 2220, который выполнен с возможностью съема по выбору и может быть загружен или перемещен в систему 2200 обработки данных для выполнения процессорным блоком 2204. Программный код 2218 и машиночитаемый носитель 2220 в этих иллюстративных примерах формируют компьютерный программный продукт 2222. В одном примере машиночитаемый носитель 2220 может представлять собой машиночитаемый носитель 2224 для хранения данных или машиночитаемый носитель 2226 для сигнала. В этих иллюстративных примерах машиночитаемый носитель 2224 для хранения данных является физическим или материальным устройством хранения, используемым для хранения программного кода 2218, а не средством распространения или передачи программного кода 2218.

[0215] В альтернативном варианте реализации изобретения программный код 2218 может быть передан в систему 2200 обработки данных с использованием машиночитаемого носителя 2226 для сигнала. Машиночитаемый носитель 2226 для сигнала может представлять собой, например, распространяемый сигнал данных, содержащий программный код 2218. Например, машиночитаемый носитель 2226 для сигнала может быть электромагнитным сигналом, оптическим сигналом и/или каким-либо иным подходящим типом сигнала. Эти сигналы могут быть переданы посредством линий связи, такой как беспроводные линии связи, оптико-волоконный кабель, коаксиальный кабель, провод и/или линия связи любого иного подходящего типа.

[0216] Различные компоненты, проиллюстрированные для системы 2200 обработки данных, не предназначены для наложения архитектурных ограничений на способ, которым варианты изобретения могут быть реализованы. Указанные различные иллюстративные варианты реализации изобретения могут быть реализованы в системе обработки данных, которая включает в себя компоненты в дополнение и/или вместо тех, которые показаны в виде иллюстраций для системы 2200 обработки данных. Другие компоненты, изображенные на ФИГ. 22, могут отличаться от показанных иллюстративных примеров. Различные варианты реализации могут быть реализованы с использованием любого устройства, выполненного на основе аппаратных средств или системы, выполненной с возможностью запуска программного кода 2218.

[0217] Иллюстративные варианты реализации настоящего изобретения могут быть описаны в контексте способа 2300 изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата, как показано на ФИГ. 23, и воздушного летательного аппарата 2400, как показано на ФИГ. 24. Со ссылкой на ФИГ. 23 показана иллюстрация способа изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата в соответствии с иллюстративным вариантом реализации изобретения. Во время предпроизводственного этапа способ 2300 изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата может включать в себя разработку спецификации и проектирование 2302 воздушного летательного аппарата 2400 по ФИГ. 24 и материальное снабжение 2304.

[0218] Во время производства выполняют процесс 2306 изготовления компонентов и сборочных узлов и системную интеграцию 2308 воздушного летательного аппарата 2400 по ФИГ. 24. После этого воздушный летательный аппарат 2400 по ФИГ. 24 может пройти через стадию 2310 сертификации и поставки для постановки на обслуживание 2312. При эксплуатации 2312 заказчиком воздушный летательный аппарат 2400 по ФИГ. 24 подпадает под регламентное техобслуживание и текущий ремонт 2314, который может включать в себя модернизацию, перенастройку, переоборудование и иные техобслуживание и текущий ремонт.

[0219] Каждый из процессов способа 2300 изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата может быть выполнен или осуществлен системным интегратором, третьей стороной и/или оператором. В этих примерах оператором может быть заказчик. Для целей данного описания системный интегратор может включать в себя, без ограничения, любое количество производителей воздушных летательных аппаратов и субподрядчиков по основным системам; третья сторона может включать в себя, без ограничения, любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков, а оператор может представлять собой авиакомпанию, лизинговую компанию, военную организацию, обслуживающую организацию и т.д.

[0220] Со ссылкой на ФИГ. 24 показана иллюстрация воздушного летательного аппарата, в котором может быть реализован иллюстративный вариант реализации изобретения. В этом примере воздушный летательный аппарат 2400 изготовлен способом 2300 изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата по ФИГ. 23 и может включать в себя корпус 2402 с множеством систем 2404 и внутреннюю часть 2406. Примеры систем 2404 включают в себя одно или большее количество из следующего: двигательная установка 2408, электрическая система 2410, гидравлическая система 2412 и система 2414 управления условиями окружающей среды. Может быть включено любое количество других систем. Хотя показан пример, относящийся к аэрокосмической промышленности, принципы изобретения могут быть применены в других отраслях промышленности, например, при изготовлении автомобилей.

[022 Г] Устройства и способы, реализуемые в настоящем документе, могут быть применены во время по меньшей мере одного из этапов способа 2300 изготовления и обслуживания воздушного летательного аппарата по ФИГ. 23. Например, различные компоненты в системе 202 датчиков могут быть произведены или изготовлены во время процесса 2306 изготовления компонентов и сборочных узлов по ФИГ. 23.

[0222] В качестве еще одного примера один или большее количество вариантов реализации устройства, вариантов реализации способа или их комбинация могут быть использованы во время системной интеграции 2308, при эксплуатации 2312, во время регламентного техобслуживания и текущего ремонта 2314, а также на других этапах по ФИГ. 23. Например, система 202 датчиков может быть использована для генерирования измерительных данных датчиков, когда воздушный летательный аппарат 2400 находится в эксплуатации 2312. В качестве еще одного иллюстративного примера система 202 датчиков может быть реализована в воздушном летательном аппарате 2400 во время регламентного техобслуживания и текущего ремонта 2314. Например, система 202 датчиков может быть добавлена в воздушный летательный аппарат 2400 во время переоборудования, модернизации и иных операций, которые могут быть выполнены. В некоторых иллюстративных примерах некоторые компоненты в системе 202 датчиков уже могут находиться, а другие могут быть добавлены, если система 202 датчиков выполнена во время регламентного техобслуживания и текущего ремонта 2314.

[0223] Использование множества различных иллюстративных вариантов реализации изобретения может по существу ускорить сборку и/или уменьшить стоимость воздушного летательного аппарата 2400. В указанных иллюстративных примерах сокращение времени и затрат может быть следствием уменьшения необходимости в проводах, жгутах и иных компонентов, используемых при передаче сигналов посредством проводов. Кроме того, указанное множество отверстий, выполненных для проводов, и проверка и поддержание уплотнений этих отверстий в рабочем состоянии также могут быть сокращены с использованием системы 202 датчиков в воздушном летательном аппарате 2400.

[0224] На ФИГ. 25 и 26 показан блок 2500 датчиков в соответствии еще с одним иллюстративным вариантом реализации изобретения. Блок 2500 датчиков включает в себя защитную конструкцию 2502 и емкостный зонд, выполненный из первого проводника 2506 и второго проводника 2504. Первый проводник 2506 и второй проводник 2504 могут быть коаксиальными для формирования коаксиальной волноводной антенны. Результат измерения (такой как результат измерения, соответствующий уровню топлива внутри топливного бака) может быть определен на основе емкостного сопротивления между первым проводником 2506 и вторым проводником 2504.

[0225] Защитная конструкция 2502 может заключать в себе электрическую схему, содержащую радиосредства и контроллер (как показано на ФИГ. 28-31). Электрическая схема может также включать в себя запоминающее устройство для сохранения данных, рабочих команд (например, команд, исполняемых контроллером или другим обрабатывающим устройством для выполнения описанных в настоящем документе операций) или обоих указанных вариантов. Контроллер может быть выполнен с возможностью генерирования измерительных данных датчиков на основе измерения, выполненного с использованием емкостного зонда. В частных вариантах реализации, как было описано ранее, электрическая схема может также включать в себя одно или большее количество устройств для сбора энергии, выполненных с возможностью подачи питания на другие компоненты электрической схемы. Мощность может быть извлечена на основе принятого сигнала (например, сигнала связи или радиочастотной мощности), температурного градиента, вибраций или иного перемещения, или их комбинации. Электрическая схема может также включать в себя один или большее количество дополнительных датчиков, таких как второй датчик. Второй датчик может включать в себя датчик температуры или иной датчик для сбора информации, имеющей отношение к топливу в топливном баке.

[0226] На ФИГ. 25 и 26 блок 2500 датчиков включает в себя множество щелевых отверстий 2510 во втором проводнике 2504, в первом проводнике 2506 или в них обоих. На ФИГ. 25 щелевые отверстия 2510 показаны ориентированными вертикально. Другими словами, на ФИГ. 25, большая ось щелевых отверстий 2510 проходит вдоль большой оси блока 2500 датчиков (например, ориентирована в направлении, параллельном центральной оси емкостного зонда). На ФИГ. 26 щелевые отверстия 2510 показаны ориентированными горизонтально. Другими словами, на ФИГ. 26 большая ось щелевых отверстий 2510 проходит вдоль окружности блока 2500 датчиков (например, ориентирована перпендикулярно центральной оси емкостного зонда). В любой конфигурации щелевые отверстия 2510 действуют в качестве щелевых антенн для обеспечения использования емкостного зонда в качестве антенны (например, в качестве коаксиальной волноводной антенны, работающей с рассеянием между стенками щелевого отверстия).

[0227] В частном варианте реализации изобретения первый проводник 2506 соединен с указанными радиосредствами внутри защитной конструкции 2502 для приема сигнала (например, радиочастотного волнового сигнала), соответствующего измерению, выполненному с использованием емкостного зонда. В этом варианте реализации изобретения шлейфы 2508 могут проходить от первого проводника 2506 по направлению ко второму проводнику 2504. Шлейфы 2508 не изображены специально на ФИГ. 26 для ясности иллюстрации ориентации щелевых отверстий 2510; однако шлейфы 2508 могут быть выполнены в проиллюстрированном на ФИГ. 26 варианте реализации. Шлейфы 2508 могут находиться в непосредственном контакте с первым проводником 2506; однако между каждым из шлейфов 2508 и вторым проводником 2504 может быть образован промежуток. Таким образом, шлейфы 2508 могут проходить по меньшей мере часть пути от первого проводника 2506 к второму проводнику 2504. Шлейфы 2508 обеспечивают управление уровнем излучения щелевого отверстия. В этой конфигурации промежутки электрически изолируют второй проводник от 2504 от первого проводника 2506, так что электромагнитная энергия на первой частоте (например, низкая частота или постоянный ток) не распространяется между первым проводником 2506 и вторым проводником 2504. Однако, промежутки имеют такие размеры, что электромагнитная энергия на второй частоте (например, высокой частоте, такая как радиочастота) распространяется между первым проводником 2506 и вторым проводником 2504. Таким образом, постоянный ток или низкочастотный сигнал может быть подан на емкостной зонд для проведения емкостного считывания, такого как считывание уровня топлива. Кроме того, радиочастотный сигнал может быть подан на первый проводник 2506 для отправки сигнала с использованием емкостного зонда в качестве антенны. Шлейфы 2508 будут распространять радиочастотный сигнал от первого проводника 2506 ко второму проводнику 2504 без уменьшения постоянного тока или низкочастотного сигнала от первого проводника 2506 к второму проводнику 2504. Соответственно, постоянный ток или низкочастотный сигнал и радиочастотный сигнал может быть подан на первый проводник 2506 параллельно или одновременно для производства измерения на основе емкостного сопротивления и передачи данных посредством радиочастотной связи.

[0228] Таким образом, блок 2500 датчиков осуществляет обеспечение топливного зонда, который совмещает функции антенны и емкостного зонда в одной конструкции. Блок 2500 датчиков, следовательно, выполнен с возможностью, например, определения емкостных измерений, соответствующих считыванию уровня топлива и передачи данных на удаленное устройство, такое как контроллер датчиков. При использовании с другими системами, как описано выше, блок 2500 датчиков может уменьшать количество проникновений через стенку, используемых для обеспечения связи с передачей данных от блока 2500 датчиков на контроллер датчиков. Кроме того, с использованием емкостного зонда для определения измерений и для передачи и приема данных в качестве антенны, общий размер блока 2500 датчиков может быть уменьшен и конструкция блока 2500 датчиков может быть упрощена. Соответственно, стоимость и временные затраты на производство, связанные с блоком 2500 датчиков могут быть сокращены и вес блока 2500 датчиков может быть уменьшен по сравнению с системами проводных топливных датчиков.

[0229] На ФИГ. 27 показана иллюстрация блока 2500 датчиков по ФИГ. 25 в соответствии еще с одним вариантом реализации изобретения. На ФИГ. 27, блок 2700 датчиков включает в себя электрическую схему 2704 внутри защитной конструкции 2702. Защитная конструкция 2702 включает в себя установочные устройства 2706 или соединена с ними. Установочные устройства 2706 могут быть выполнены с возможностью соединения блока 2700 датчиков для поддержки конструкции, такой как стенка топливного бака или шпангоут. Хотя на ФИГ. 27 это специально не показано, блок 2700 датчиков может включать в себя емкостный зонд, включающий в себя первый проводник (например, первый проводник 2506 по ФИГ. 25) и второй проводник (например, второй проводник 2504 по ФИГ. 25). Электрическая схема 2704 может включать в себя радиосредства для генерирования сигнала на основе измерения, связанного с емкостным зондом. Указанные радиосредства могут подавать указанный сигнал на первый проводник емкостного зонда для передачи посредством емкостного зонда в качестве передающей антенны. Защитная конструкция 2702 может включать в себя одно или большее количество отверстий (не показано), которые обеспечивают возможность подъема и опускания уровня топлива внутри блока 2700 датчиков в целях определения емкостного измерения, соответствующего уровню топлива.

[0230] На ФИГ. 28 и 29 показана часть 2800 блока датчиков по ФИГ. 25 в соответствии с первым иллюстративным вариантом реализации изобретения. На ФИГ. 29 компоненты части 2800 блока датчиков показаны отдельно. На ФИГ. 28 указанные компоненты показаны собранными и соединенными с первым проводником 2802 и вторым проводником 2804.

[0231] Часть 2800 блока датчиков включает в себя схемную плату 2806, которая включает в себя одну или большее количество схем, которые соединяют между собой различные компоненты, такие как контроллер 2810, радиосредства 2818 и второй датчик 2816. Контроллер 2810 может быть выполнен с возможностью вынуждать проводить измерение емкостного сопротивления между первым проводником 2802 и вторым проводником 2804. Например, контроллер 2810 может обусловливать подачу постоянного тока или низкочастотного сигнала на первый проводник 2802 или на второй проводник 2804. На основе постоянного тока или низкочастотного сигнала контроллер 2810 или компонент, соединенный с контроллером 2810 может определять измерение емкостного сопротивления между первым проводником 2802 и вторым проводником 2804. Контроллер 2810 может генерировать данные на основе результата измерения емкостного сопротивления. Например, данные могут указывать на значения измеренного емкостного сопротивления, уровень текучей среды внутри топливного бака, иную информацию или их комбинацию. Контроллер 2810 может также генерировать данные, основанные на измерениях, выполненных вторым датчиком 2816. Данные, основанные на результате измерения емкостного сопротивления, данные, основанные на измерениях, выполненных вторым датчиком 2816, или те и другие данные вместе могут быть сохранены в запоминающем устройстве (не показано), соединенном со схемной платой 2806.

[0232] Радиосредства 2818 могут быть соединены с первым проводником 2802 через фидер 2812 и соединительное устройство 2014. Радиосредства 2818 могут подавать радиочастотные сигналы через фидер 2812 и соединительное устройство 2814, на первый проводник 2802. Первый проводник 2802 может соединять радиочастотный сигнал со вторым проводником 2804 посредством шлейфов, таких как шлейфы 2508 по ФИГ. 25. Радиосредства 2818 могут включать в себя фидер 2812 или быть соединенными с фидером 2812 посредством согласующей цепи (не показано). Радиочастотный сигнал может кодировать информацию, предназначенную для передачи от блока датчиков на контроллер датчиков (такой как контроллер датчиков 208 по ФИГ. 2). Например, информация может включать в себя данные или соответствовать данным на основании результата измерения емкостного сопротивления, данным, основанным на измерениях, выполненных вторым датчиком 2816, или реализовывать оба варианта.

[0233] Часть 2800 блока датчиков может также включать в себя первое соединительное устройство 2820 и второе соединительное устройство 2822, которые обеспечивают возможность физического взаимного соединения второго проводника 2804, первого проводника 2802 и схемной платы 2806. Например, схемная плата 2806 может быть соединена с первым соединительным устройством 2820 через крепежные элементы 2830, второй проводник 2804 может быть соединен с первым соединительным устройством 2820 через крепежные элементы 2832 и первый проводник 2802 может быть соединен со вторым соединительным устройством 2822 через крепежные элементы 2834. Кроме того, в частном варианте реализации изобретения второе соединительное устройство 2822 электрически соединено с фидером 2812. Первое соединительное устройство 2820 может быть электрически соединено со вторым проводником 2804. Таким образом, соединительные устройства 2820 и 2822 физически удерживают компоненты блока датчиков и обеспечивают электрическую связь с проводниками 2802 и 2804.

[0234] На ФИГ. 28 и 29 фидер 2812 включает в себя конусный или сходящийся переход 2850. На ФИГ. 30 и 31 показана часть 3000 блока датчиков по ФИГ. 25 в соответствии со вторым иллюстративным вариантом реализации изобретения. На ФИГ. 30 и 31 фидер 2812 включает в себя ступенчатый переход 3002. На ФИГ. 32 показана иллюстрация структурной схемы способа 3200 отправки данных с использованием емкостного зонда в качестве антенны. Способ 3200 включает в себя этап 3202, на котором генерируют измерительные данные датчиков с использованием емкостного зонда, который включает в себя первый проводник и второй соединитель. Например, емкостный зонд может соответствовать или включать в себя блок 2500 датчиков по ФИГ. 25 и 26, блок 2700 датчиков по ФИГ. 27 или их комбинацию. Способ 3200 может также включать в себя этап, на котором одновременно с генерированием измерительных данных датчиков генерируют вторые измерительные данные датчиков с использованием второго датчика. Например, на ФИГ. 28, электрическая схема включает в себя второй датчик 2816, который генерирует выходные данные, такие как значения измеренного параметра. В целях иллюстрации, измеренный параметр может включать в себя температуру.

[0235] Способ 3200 также включает в себя этап 3204, на котором передают сигнал на основании измерительных данных датчиков. Сигнал может быть передан с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны. Например, как показано на ФИГ. 28 и 29, электрическая схема может включать в себя радиосредства 2818. Радиосредства 2818 могут быть соединены с первым проводником 2802 через соединительное устройство 2814 и фидер 2812. В качестве реакции на контроллер 2810 радиосредства 2818 могут подавать радиочастотный сигнал на первый проводник 2802. Первый проводник 2802 может подавать радиочастотный сигнал на второй проводник 2804 посредством одного или большего количества шлейфов (таких как шлейфы 2508 по ФИГ. 25). Щелевые отверстия второго проводника (такие как щелевые отверстия 2510 по ФИГ. 25) могут излучать этот радиочастотный сигнал.

[0236] В частном варианте реализации изобретения способ 3200 также включает в себя этап, на котором генерируют энергию на основе, например, температурного градиента, вибраций, иных перемещений или их комбинации, для питания блока датчиков. Еще в одном примере для сбора энергии используется емкостный зонд, работающий в качестве коаксиальной волноводной антенны. В этом примере коаксиальная волноводная антенна может быть использована для сбора энергии из сигналов, которые имеют по существу ту же частоту, что и сигналы, переданные коаксиальной волноводной антенной. Соответственно, способ 3200 иллюстрирует использование емкостного зонда как для сбора данных, так и для передачи данных с использованием радиочастотного сигнала. Хотя это специально не описано выше, емкостный зонд также может быть использован для приема передачи. Например, если удаленное устройство, такое как контроллер датчиков 208 по ФИГ. 2, посылает сигнал связи или сигнал питания на блок датчиков, второй проводник 2804 может принимать указанный сигнал и подавать сигнал на контроллер 2810 через шлейфы, первый проводник 2802, фидер 2812 и соединительное устройство 2814.

[0237] Таким образом, иллюстративные варианты реализации изобретения обеспечивают создание способа и устройства для подачи измерительных данных датчиков таким образом, который обеспечивает информацию, необходимую для эксплуатации воздушного летательного аппарата. Указанные иллюстративные варианты реализации изобретения обеспечивают возможность уменьшения количества компонентов, используемых в системе датчиков. В результате этого, вес, временные затраты и стоимость установки системы датчиков могут быть уменьшены с использованием одного или большего количества иллюстративных вариантов реализации изобретения.

[0238] Таким образом, один или большее количество иллюстративных вариантов реализации изобретения могут быть осуществлены для сокращения необходимости в проводах в воздушном летательном аппарате. В указанных иллюстративных примерах архитектура системы 202 датчиков может быть использована в областях, в которых прокладка проводов может быть более сложной, чем необходимо, а также в областях, в которых использование проводов не желательно.

[0239] При использовании иллюстративного варианта реализации изобретения, может быть уменьшено или исключено формирование отверстий для проводов и вводов для проводов в соответствующие области, такие как топливный бак. В результате этого, могут быть уменьшены или потерять свою актуальность вопросы, связанные с прокладкой проводов, обеспечением расстояний между проводами и иных компонентов между ними и конструкциями для уменьшения таких эффектов, как образование дуги или разряда вследствие нежелательных электромагнитных явлений, таких как молния или статическое электричество.

[0240] Описание различных иллюстративных вариантов реализации изобретения было представлено в целях иллюстрации и это описание не является исчерпывающим или ограничивающимся раскрытыми формами реализации настоящего изобретения. Многие модификации и изменения будут очевидны специалистам в данной области техники. Кроме того, различные иллюстративные варианты реализации изобретения могут обеспечивать различные признаки по сравнению с другими иллюстративными вариантами реализации изобретения.

[0241] Вариант или варианты реализации изобретения выбраны и описаны для того, чтобы лучше объяснить принципы его осуществления, практического применения и дать представление о различных вариантах с различными модификациями, которые подходят для конкретного использования изобретения другими специалистам в данной области техники.

Группа изобретений относится к сенсорному устройству для измерения количества топлива в топливном баке транспортного средства, способу измерения количества топлива в топливном баке транспортного средства, транспортному средству для осуществления вышеуказанного способа. Сенсорное устройство содержит емкостный зонд. Емкостный зонд включает в себя первый проводник и второй проводник, радиосредства для генерирования сигнала на основе измерения, связанного с емкостным зондом, при этом емкостный зонд выполнен с возможностью подачи вышеуказанного сигнала на первый проводник для передачи с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны. Для измерения количества топлива в топливном баке транспортного средства генерируют измерительные данные датчиков с использованием вышеуказанного емкостного зонда и передают сигнал на основании измерительных данных датчиков с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны. Обеспечивается исключение проводов для датчиков в топливных баках транспортного средства, уменьшение его веса, улучшение его рабочих характеристик, а также уменьшение времени для установки датчиков. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 32 ил.

1. Сенсорное устройство для измерения количества топлива в топливном баке транспортного средства, содержащее:

емкостный зонд, включающий в себя первый проводник и второй проводник; и

радиосредства для генерирования сигнала на основе измерения, связанного с емкостным зондом, и подачи указанного сигнала на первый проводник для передачи с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны.

2. Сенсорное устройство по п. 1, в котором первый проводник выполнен коаксиально со вторым проводником.

3. Сенсорное устройство по п. 1, кроме того содержащее один или большее количество шлейфов, проходящих по меньшей мере часть пути между первым проводником и вторым проводником для управления уровнем излучения с использованием щелевых отверстий.

4. Сенсорное устройство по п. 3, в котором первый проводник электрически изолирован от второго проводника на первой частоте, причем первый проводник электрически соединен со вторым проводником на второй частоте, а первая частота меньше второй частоты.

5. Сенсорное устройство по п. 1, в котором первым проводником, вторым проводником или ими обоими образованы одно или большее количество щелевых отверстий.

6. Сенсорное устройство по п. 1, кроме того содержащее согласующую цепь и фидер, соединяющий указанные радиосредства с емкостным зондом.

7. Сенсорное устройство по п. 1, кроме того содержащее устройство для сбора энергии, выполненное с возможностью извлечения энергии из принятых беспроводных сигналов.

8. Сенсорное устройство по п. 7, в котором устройство для сбора энергии выполнено с возможностью генерирования энергии по меньшей мере из одного из следующих явлений: температурный градиент, вибрации или перемещение.

9. Сенсорное устройство по п. 1, кроме того содержащее

контроллер, выполненный с возможностью генерирования результата измерения с использованием емкостного зонда, для сохранения значения, соответствующего результату измерения, в качестве измерительных данных датчиков и обусловливания передачи измерительных данных датчиков посредством указанного сигнала.

10. Сенсорное устройство по п. 1, кроме того содержащее защитную конструкцию, выполненную с возможностью заключать в себе указанные радиосредства.

11. Сенсорное устройство по п. 1, кроме того содержащее второй датчик.

12. Сенсорное устройство по п. 11, в котором вторым датчиком является термочувствительный элемент.

13. Способ измерения количества топлива в топливном баке транспортного средства, включающий этапы, на которых:

генерируют измерительные данные датчиков с использованием емкостного зонда, содержащего первый проводник и второй проводник, и

передают сигнал на основании измерительных данных датчиков с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны.

14. Способ по п. 13, при котором сигнал передают на первой частоте, а измерительные данные датчиков генерируют на основании электрического считывания на второй частоте, причем вторая частота меньше первой частоты.

15. Способ по п. 14, при котором первый проводник выполнен коаксиальным со вторым проводником, и один или большее количество шлейфов проходят по меньшей мере часть пути между первым проводником и вторым проводником, причем первый проводник электрически изолирован от второго проводника на первой частоте, и первый проводник электрически соединен со вторым проводником посредством одного или большего количества шлейфов на второй частоте.

16. Способ по п. 13, кроме того включающий этапы, на которых на сенсорном устройстве, включающем в себя емкостный зонд, генерируют энергию на основе температурного градиента, вибраций, перемещения или их комбинаций для питания самого сенсорного устройства.

17. Способ по п. 16, кроме того включающий этапы, на которых, одновременно с генерированием измерительных данных датчиков, генерируют вторые измерительные данные датчиков с использованием второго датчика.

18. Транспортное средство, содержащее:

топливный бак;

блок датчиков, расположенный в топливном баке и содержащий:

емкостный зонд, включающий в себя первый проводник и второй проводник; и

радиосредства для генерирования сигнала на основе измерения, связанного с емкостным зондом, и подачи указанного сигнала на первый проводник для передачи с использованием емкостного зонда в качестве передающей антенны.

19. Транспортное средство по п. 18, кроме того содержащее контроллер датчиков, выполненный с возможностью:

обусловливания передачи беспроводного сигнала сбора данных в блок датчиков и

приема сигнала, сгенерированного указанными радиосредствами, после передачи указанного беспроводного сигнала сбора данных.

20. Транспортное средство по п. 19, в котором контроллер датчиков кроме того выполнен с возможностью обусловливания передачи беспроводного сигнала мощности в блок датчиков, причем блок датчиков извлекает мощность для генерирования сигнала из указанного беспроводного сигнала мощности.