JPH0321853B2 - - Google Patents
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- JPH0321853B2 JPH0321853B2 JP60022366A JP2236685A JPH0321853B2 JP H0321853 B2 JPH0321853 B2 JP H0321853B2 JP 60022366 A JP60022366 A JP 60022366A JP 2236685 A JP2236685 A JP 2236685A JP H0321853 B2 JPH0321853 B2 JP H0321853B2
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- G01—MEASURING; TESTING
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- G01G19/40—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups with provisions for indicating, recording, or computing price or other quantities dependent on the weight
- G01G19/413—Weighing apparatus or methods adapted for special purposes not provided for in the preceding groups with provisions for indicating, recording, or computing price or other quantities dependent on the weight using electromechanical or electronic computing means
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/14—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
- G01F23/18—Indicating, recording or alarm devices actuated electrically
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/80—Arrangements for signal processing
- G01F23/802—Particular electronic circuits for digital processing equipment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G5/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action
- G01G5/04—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with means for measuring the pressure imposed by the load on a liquid
- G01G5/06—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action with means for measuring the pressure imposed by the load on a liquid with electrical indicating means
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は飛行体の燃料重量残量測定装置に係
る。特にこの発明は、飛行体に設置された燃料タ
ンク内の液位と密度を圧力トランスジユーサで圧
力に変換して測定すると共に、燃料タンク内の絶
対圧を圧力トランスジユーサで測定し、これら各
測定値に基づいてプロセツサユニツトで燃料重量
残量を演算して求める構成の飛行体の燃料重量残
量測定装置に関する。
る。特にこの発明は、飛行体に設置された燃料タ
ンク内の液位と密度を圧力トランスジユーサで圧
力に変換して測定すると共に、燃料タンク内の絶
対圧を圧力トランスジユーサで測定し、これら各
測定値に基づいてプロセツサユニツトで燃料重量
残量を演算して求める構成の飛行体の燃料重量残
量測定装置に関する。
〈従来の技術〉
以下、従来の技術を図面を用いて説明する。
第４図は、従来の技術である飛行体に設置され
た燃料タンク内の燃料重量残量を測定する燃料重
量残量測定装置のブロツク線図である。
た燃料タンク内の燃料重量残量を測定する燃料重
量残量測定装置のブロツク線図である。
即ち、この燃料重量残量測定装置の技術は、静
電容量型の液面レベル計の出力である静電容量
が、燃料レベルと燃料静電係数とに比例すること
を利用しているものである。
電容量型の液面レベル計の出力である静電容量
が、燃料レベルと燃料静電係数とに比例すること
を利用しているものである。
第４図において、１は飛行体に設けられた燃料
２を貯蔵する燃料タンク、３は静電容量型の液面
レベル計である。この液面レベル計３は、燃料タ
ンク１内の全範囲に渡つて燃料２の液位δを測定
する必要から各部に分散して設定されている。４
は燃料２の燃料誘電係数Ｋを補正するために設け
られたコンペンセータユニツト、５は燃料２の密
度ρを測定する密度計、６はプロセツサユニツト
である。このプロセツサユニツト６は、燃料タン
ク１の形状に整合した「液位（δ）−容積（Ｖ）
特性」（一例を第５図液位・容積特性図に示す）
や演算方法等の情報が記憶されているメモリ７
と、液面レベル計３とコンペンセータユニツト４
が接続される静電容量入力インターフエイス（以
下インターフエイスは「Ｉ／Ｆ」と略称する）８
と、密度計５が接続される周波数入力Ｉ／Ｆ９
と、メモリ７内の情報や測定値をデータバス１０
を介して入力し演算を行なう演算機能１１と、飛
行体の総重量や必要給油量等の値を入力すると共
に演算機能１１の演算結果を出力する入出力Ｉ／
Ｆ１２と、から構成されている。
２を貯蔵する燃料タンク、３は静電容量型の液面
レベル計である。この液面レベル計３は、燃料タ
ンク１内の全範囲に渡つて燃料２の液位δを測定
する必要から各部に分散して設定されている。４
は燃料２の燃料誘電係数Ｋを補正するために設け
られたコンペンセータユニツト、５は燃料２の密
度ρを測定する密度計、６はプロセツサユニツト
である。このプロセツサユニツト６は、燃料タン
ク１の形状に整合した「液位（δ）−容積（Ｖ）
特性」（一例を第５図液位・容積特性図に示す）
や演算方法等の情報が記憶されているメモリ７
と、液面レベル計３とコンペンセータユニツト４
が接続される静電容量入力インターフエイス（以
下インターフエイスは「Ｉ／Ｆ」と略称する）８
と、密度計５が接続される周波数入力Ｉ／Ｆ９
と、メモリ７内の情報や測定値をデータバス１０
を介して入力し演算を行なう演算機能１１と、飛
行体の総重量や必要給油量等の値を入力すると共
に演算機能１１の演算結果を出力する入出力Ｉ／
Ｆ１２と、から構成されている。
この燃料重量残量測定装置の演算動作は次のよ
うになつている。
うになつている。
まず、静電容量入力Ｉ／Ｆ８に、各位置の燃料
の液位δ1，δ2，〜δoに比例する液面レベル計３の
出力（静電容量Q1，Q2，〜Qo）と、コンペンセ
ータユニツト４からの出力である燃料２の燃料誘
電係数Ｋを補正する補正値が入力する。演算機能
１１は、静電容量Q1，Q2，〜Qoに含まれる燃料
静電係数Ｋの影響を補正演算し、補正液位δ11，
δ21，〜δn1を求める。そして、この補正液位δ11，
δ21，〜1n1について、メモリ７内の燃料タンク１
の形状に整合したδ−Ｖ特性を用いて各々の容積
Ｖを換算する。
の液位δ1，δ2，〜δoに比例する液面レベル計３の
出力（静電容量Q1，Q2，〜Qo）と、コンペンセ
ータユニツト４からの出力である燃料２の燃料誘
電係数Ｋを補正する補正値が入力する。演算機能
１１は、静電容量Q1，Q2，〜Qoに含まれる燃料
静電係数Ｋの影響を補正演算し、補正液位δ11，
δ21，〜δn1を求める。そして、この補正液位δ11，
δ21，〜1n1について、メモリ７内の燃料タンク１
の形状に整合したδ−Ｖ特性を用いて各々の容積
Ｖを換算する。
飛行体が傾斜した場合（例えばロールした時）
は、例えば２本の液面レベル計３の検出値から浸
漬高δと液面傾斜角φが演算され、この液面傾斜
角φからメモリ７内のδ，φ−Ｖ特性を用いて燃
料容積Ｖを求め、これに密度計５で測定した密度
ρを乗じて燃料重量残量Ｗ（＝ρ・Ｖ）を得る。
は、例えば２本の液面レベル計３の検出値から浸
漬高δと液面傾斜角φが演算され、この液面傾斜
角φからメモリ７内のδ，φ−Ｖ特性を用いて燃
料容積Ｖを求め、これに密度計５で測定した密度
ρを乗じて燃料重量残量Ｗ（＝ρ・Ｖ）を得る。
尚、δ，φ−Ｖ特性は、特定の燃料タンクにお
いて、ある決めた底面からの浸漬高及び傾斜角か
ら燃料容積を求めるために特性化したカーブのこ
とであり、燃料タンクの形状により異なる。
いて、ある決めた底面からの浸漬高及び傾斜角か
ら燃料容積を求めるために特性化したカーブのこ
とであり、燃料タンクの形状により異なる。
ところで、このように燃料重量残量測定装置
は、 多数の静電容量型の液面レベル計が必要であ
る。このために配線は各々独立して引回すため
多数の同軸ケーブル又はシールド線を用いる必
要があるので配線重量が無視できない。特に燃
料タンクがプロセツサユニツトから離れた距離
にある場合は、距離による重量増も更に考慮す
る必要がある。
は、 多数の静電容量型の液面レベル計が必要であ
る。このために配線は各々独立して引回すため
多数の同軸ケーブル又はシールド線を用いる必
要があるので配線重量が無視できない。特に燃
料タンクがプロセツサユニツトから離れた距離
にある場合は、距離による重量増も更に考慮す
る必要がある。
燃料タンクの形状に対する特性化を液面レベ
ル計の内極形状を変えて適切に行ない、液面レ
ベル計の出力が燃料容積に比例するようにして
出力を並列に出力する場合は、その内の１個が
断線した場合故障検出ができずそのまま誤差と
なる。
ル計の内極形状を変えて適切に行ない、液面レ
ベル計の出力が燃料容積に比例するようにして
出力を並列に出力する場合は、その内の１個が
断線した場合故障検出ができずそのまま誤差と
なる。
静電容量型の液面レベル計は振動に弱く、か
つ整備性が悪い。等の問題点がある。そこで、
本願出願人は、この様な問題点を解決するため
の技術として特願昭59−194248号を出願した。
以下この構成を第６図の先行技術である飛行体
の燃料重量残量測定装置のブロツク線図を用い
て説明する。
つ整備性が悪い。等の問題点がある。そこで、
本願出願人は、この様な問題点を解決するため
の技術として特願昭59−194248号を出願した。
以下この構成を第６図の先行技術である飛行体
の燃料重量残量測定装置のブロツク線図を用い
て説明する。
第６図において、１３は燃料２の浸漬高Ｈを圧
力PFとして測定する圧力トランスジユーサ（こ
の各圧力トランスジユーサは、例えば絶対圧測定
用センサで構成され、圧力が周波数信号として出
力されるタイプである）で構成された複数の液位
レベル検出器である。尚、少なくとも３個（安全
性を高めるために３個以上設けてもよい）の圧力
トランスジユーサ１３ａ〜１３ｃを所定の間隔
ｌ，ｋで設置したのは、飛行体は左右のみならず
前後にも傾くので、この時の液面傾斜角（θ，
φ）を求めるためである。１５は燃料タンク１内
の燃料２に非接触の位置に設定され燃料タンク１
内の絶対圧P0を測定する圧力トランスジユーサ
で構成された内圧検出器である（尚、燃料タンク
１内は、飛行体においては一般に3psi（約0.2Kg／
cm2）程度過圧されている）。１６は飛行体の加速
度ｇを測定する加速度計である。１７は液位レベ
ル検出器１３と密度計５と内圧検出器１５と加速
度計１６が接続され、これら各々の測定値から燃
料タンク１内の燃料重量残量を演算するプロセツ
サユニツトである。このプロセツサユニツト１７
は、燃料タンク１の形状に整合した浸漬高、傾斜
角−容積特性や演算方法等が記憶されているメモ
リ１８と、液位レベル検出器１３、密度計５及び
内圧検出器１５が接続される周波数入力Ｉ／Ｆ１
９と、加速度計１６が接続される加速度信号Ｉ／
Ｆ２０と、これらの情報を例えば必要とする燃料
給油量の情報を入力したり演算結果を出力したり
する入出力Ｉ／Ｆ２３からの情報とをデータバス
２１を介して入力し演算を行なう演算機能２２と
から構成されている。
力PFとして測定する圧力トランスジユーサ（こ
の各圧力トランスジユーサは、例えば絶対圧測定
用センサで構成され、圧力が周波数信号として出
力されるタイプである）で構成された複数の液位
レベル検出器である。尚、少なくとも３個（安全
性を高めるために３個以上設けてもよい）の圧力
トランスジユーサ１３ａ〜１３ｃを所定の間隔
ｌ，ｋで設置したのは、飛行体は左右のみならず
前後にも傾くので、この時の液面傾斜角（θ，
φ）を求めるためである。１５は燃料タンク１内
の燃料２に非接触の位置に設定され燃料タンク１
内の絶対圧P0を測定する圧力トランスジユーサ
で構成された内圧検出器である（尚、燃料タンク
１内は、飛行体においては一般に3psi（約0.2Kg／
cm2）程度過圧されている）。１６は飛行体の加速
度ｇを測定する加速度計である。１７は液位レベ
ル検出器１３と密度計５と内圧検出器１５と加速
度計１６が接続され、これら各々の測定値から燃
料タンク１内の燃料重量残量を演算するプロセツ
サユニツトである。このプロセツサユニツト１７
は、燃料タンク１の形状に整合した浸漬高、傾斜
角−容積特性や演算方法等が記憶されているメモ
リ１８と、液位レベル検出器１３、密度計５及び
内圧検出器１５が接続される周波数入力Ｉ／Ｆ１
９と、加速度計１６が接続される加速度信号Ｉ／
Ｆ２０と、これらの情報を例えば必要とする燃料
給油量の情報を入力したり演算結果を出力したり
する入出力Ｉ／Ｆ２３からの情報とをデータバス
２１を介して入力し演算を行なう演算機能２２と
から構成されている。
この構成の演算機能は次のようになつている。
燃料タンク底面に設置した液位レベル検出器の
測定圧力Ｐは、 Ｐ＝ρ・ｇ・Ｈ＋P0 …(1) となる。従つて、液位レベルＨは、 Ｈ＝（Ｐ−P0）／ρ・ｇ …(2) となる。又、容積Ｖは浸漬高Ｈの関数（Ｖ＝ｆ
（Ｈ））である。
測定圧力Ｐは、 Ｐ＝ρ・ｇ・Ｈ＋P0 …(1) となる。従つて、液位レベルＨは、 Ｈ＝（Ｐ−P0）／ρ・ｇ …(2) となる。又、容積Ｖは浸漬高Ｈの関数（Ｖ＝ｆ
（Ｈ））である。
ところで、液面が例えばπで示すように傾斜し
た場合（傾斜角φ）は、１３ａ，１３ｂに対して
間隔ｋの位置に液位レベル検出器１３ｃが設置さ
れているので、液位レベル検出器１３ａ（又は１
３ｂ）と１３ｃから浸漬高Ｈと液面傾斜角φが演
算され、メモリ１８内のＨ，φ−Ｖ特性から燃料
容積Ｖを得て、Ｗ＝ρ・Ｖから燃料重量残量Ｗが
求まる。
た場合（傾斜角φ）は、１３ａ，１３ｂに対して
間隔ｋの位置に液位レベル検出器１３ｃが設置さ
れているので、液位レベル検出器１３ａ（又は１
３ｂ）と１３ｃから浸漬高Ｈと液面傾斜角φが演
算され、メモリ１８内のＨ，φ−Ｖ特性から燃料
容積Ｖを得て、Ｗ＝ρ・Ｖから燃料重量残量Ｗが
求まる。
又、液面が例えばωで示すように傾斜した場合
（傾斜角θ）は、１３ａ，１３ｃに対して間隔ｌ
の位置に液位レベル検出器１３ｂが設置されてい
るので、液位レベル検出器１３ａ（又は１３ｃ）
と１３ｂから浸漬高Ｈと液面傾斜角θが演算さ
れ、メモリ１８内のＨ，θ−Ｖ特性から燃料容積
Ｖを得て、Ｗ＝ρ・Ｖから燃料重量残量Ｗが求ま
る。
（傾斜角θ）は、１３ａ，１３ｃに対して間隔ｌ
の位置に液位レベル検出器１３ｂが設置されてい
るので、液位レベル検出器１３ａ（又は１３ｃ）
と１３ｂから浸漬高Ｈと液面傾斜角θが演算さ
れ、メモリ１８内のＨ，θ−Ｖ特性から燃料容積
Ｖを得て、Ｗ＝ρ・Ｖから燃料重量残量Ｗが求ま
る。
このように３個の液面レベル検出器を設置する
こと、即ち、圧力トランスジユーサで構成された
液位レベル検出器や内圧検出器と、密度計と加速
度計を設置することで、均合い旋回時や横加速度
による横滑り又か前進加速度印加時等のときでも
より高精度な燃料重量残量Ｗを簡単に測定でき
る。
こと、即ち、圧力トランスジユーサで構成された
液位レベル検出器や内圧検出器と、密度計と加速
度計を設置することで、均合い旋回時や横加速度
による横滑り又か前進加速度印加時等のときでも
より高精度な燃料重量残量Ｗを簡単に測定でき
る。
〈発明が解決しようとする問題点〉
ところが、このような飛行体に設置された燃料
タンク内の燃料重量残量を測定する燃料重量残量
測定装置は、液位レベル検出器や内圧検出器であ
る圧力トランスジユーサに加えて密度センサを必
要とするので高価である。又、飛行体の燃料重量
残量測定には燃料の密度変化があるのが一般的で
ある。一方、密度計は一点に設定されるポイント
測定方法なので、密度変化があると正確な燃料の
平均密度（容積×熱度）を演算することができな
い。従つて絶対精度が劣る、という問題点が発生
する。更に加速度の補正のために用意した加速度
計の誤差はそのまま燃料残量誤差となると同時に
信号処理のためのサンプリング時間の不一致につ
いても加速度変化時には誤差となる。即ち、加速
度計を用いて補正をする場合、加速度センサに１
％の誤差があつた場合、そのまま燃料残量誤差と
して現われ、特に航空機等のような加速度印加環
境下では大きな問題であつた。
タンク内の燃料重量残量を測定する燃料重量残量
測定装置は、液位レベル検出器や内圧検出器であ
る圧力トランスジユーサに加えて密度センサを必
要とするので高価である。又、飛行体の燃料重量
残量測定には燃料の密度変化があるのが一般的で
ある。一方、密度計は一点に設定されるポイント
測定方法なので、密度変化があると正確な燃料の
平均密度（容積×熱度）を演算することができな
い。従つて絶対精度が劣る、という問題点が発生
する。更に加速度の補正のために用意した加速度
計の誤差はそのまま燃料残量誤差となると同時に
信号処理のためのサンプリング時間の不一致につ
いても加速度変化時には誤差となる。即ち、加速
度計を用いて補正をする場合、加速度センサに１
％の誤差があつた場合、そのまま燃料残量誤差と
して現われ、特に航空機等のような加速度印加環
境下では大きな問題であつた。
本発明は、上述の問題点に鑑みて成されたもの
である。即ち本発明は、密度センサ及び加速度セ
ンサを使用することなく、複数の圧力トランスジ
ユーサのみを用いて信号処理の中で加速度による
影響を受けないようにし、加速度信号による補正
を行なわずに液面レベル及び液面傾斜角を測定
し、高精度に飛行体に設置された燃料タンク内の
燃料重量残量を測定することが可能な飛行体の燃
料重量残量測定装置を提供することを目的とす
る。
である。即ち本発明は、密度センサ及び加速度セ
ンサを使用することなく、複数の圧力トランスジ
ユーサのみを用いて信号処理の中で加速度による
影響を受けないようにし、加速度信号による補正
を行なわずに液面レベル及び液面傾斜角を測定
し、高精度に飛行体に設置された燃料タンク内の
燃料重量残量を測定することが可能な飛行体の燃
料重量残量測定装置を提供することを目的とす
る。
〈問題点を解決するための手段〉
上述の目的を達成するための本発明の飛行体の
燃料重量残量測定装置は、燃料タンクの夫々の箇
所の液位を測定する少なくとも３個の液位レベル
検出器と、これ等液位レベル検出器の内の少なく
とも１つの略直上に一定の間隔をもつて燃料の密
度を演算するに必要な情報を測定する補助液位レ
ベル検出器とを燃料中に設置し、燃料タンク内の
絶対圧を測定する内圧検出器を液に非接触に設置
し、前記液位レベル検出器と前記補助液位レベル
検出器と前記内圧検出器は圧力トランスジユーサ
で構成されており、これら液位レベル検出器と補
助液位レベル検出器と内圧検出器の測定値から飛
行体の燃料量残量をプロセツサユニツトで演算す
る構成となつている。
燃料重量残量測定装置は、燃料タンクの夫々の箇
所の液位を測定する少なくとも３個の液位レベル
検出器と、これ等液位レベル検出器の内の少なく
とも１つの略直上に一定の間隔をもつて燃料の密
度を演算するに必要な情報を測定する補助液位レ
ベル検出器とを燃料中に設置し、燃料タンク内の
絶対圧を測定する内圧検出器を液に非接触に設置
し、前記液位レベル検出器と前記補助液位レベル
検出器と前記内圧検出器は圧力トランスジユーサ
で構成されており、これら液位レベル検出器と補
助液位レベル検出器と内圧検出器の測定値から飛
行体の燃料量残量をプロセツサユニツトで演算す
る構成となつている。
〈実施例〉
以下、本発明を具体的実施例である図面を用い
て詳細に明する。尚、以下の図面において、第４
図乃至第６図と重複する部分については同一番号
を付してその説明は省略する。
て詳細に明する。尚、以下の図面において、第４
図乃至第６図と重複する部分については同一番号
を付してその説明は省略する。
第１図は、本発明の飛行体の燃料重量残量測定
装置の具体的実施例を示すブロツク線図である。
装置の具体的実施例を示すブロツク線図である。
第１図において、２４は圧力トランスジユーサ
で構成された補助液位レベル検出器である。この
補助液位レベル検出器２４は、同じく圧力トラン
スジユーサで構成された複数の液位レベル検出器
１３ａ〜１３ｃの内の少なくとも１つ、この例に
おいては液位レベル検出器１３ｂの略直上に一定
の間隔μで液２中に設置されている。
で構成された補助液位レベル検出器である。この
補助液位レベル検出器２４は、同じく圧力トラン
スジユーサで構成された複数の液位レベル検出器
１３ａ〜１３ｃの内の少なくとも１つ、この例に
おいては液位レベル検出器１３ｂの略直上に一定
の間隔μで液２中に設置されている。
２５は、液位レベル検出器１３ａ〜１３ｃと補
助液位レベル検出器２４と内圧検出器１５が接続
され、これら各々の検出器の測定値から燃料重量
残量Ｗを演算するプロセツサユニツトである。こ
のプロセツサユニツト２５は、燃料タンク１の形
状に整合した浸漬高、傾斜角−容積特性や演算方
法等が記憶されているメモリ２６と、液位レベル
検出器１３と補助液位レベル検出器２４と内圧検
出器１５が接続される周波数入力Ｉ／Ｆ２７と、
これらの情報と例えば必要とする燃料給油量の情
報を入力したり演算結果を出力したりする入出力
Ｉ／Ｆ３０からの情報とをデータバス２８を介し
て入力し演算を行なう演算機能２９とから構成さ
れている。
助液位レベル検出器２４と内圧検出器１５が接続
され、これら各々の検出器の測定値から燃料重量
残量Ｗを演算するプロセツサユニツトである。こ
のプロセツサユニツト２５は、燃料タンク１の形
状に整合した浸漬高、傾斜角−容積特性や演算方
法等が記憶されているメモリ２６と、液位レベル
検出器１３と補助液位レベル検出器２４と内圧検
出器１５が接続される周波数入力Ｉ／Ｆ２７と、
これらの情報と例えば必要とする燃料給油量の情
報を入力したり演算結果を出力したりする入出力
Ｉ／Ｆ３０からの情報とをデータバス２８を介し
て入力し演算を行なう演算機能２９とから構成さ
れている。
飛行体はピツチ及びロールに対して傾く。故
に、燃料重量残量Ｗを正確に求めるには液面傾斜
角補正演算（ピツチ角補正演算やロール角補正演
算）を行なう必要がある。
に、燃料重量残量Ｗを正確に求めるには液面傾斜
角補正演算（ピツチ角補正演算やロール角補正演
算）を行なう必要がある。
ここで、飛行体がロールした時の燃料タンク１
内の燃料重量残量Ｗを演算する場合、即ち、液位
レベル検出器１３ａ…１３ｃと補助液位レベル検
出器２４と内圧検出器１５の出力を用いてロール
角補正演算を行なう場合を、第２図の飛行体がロ
ールした時の燃料タンク１の状態（液面傾斜角φ
を有する状態）を示した正面図を用いて以下に詳
細に説明する。
内の燃料重量残量Ｗを演算する場合、即ち、液位
レベル検出器１３ａ…１３ｃと補助液位レベル検
出器２４と内圧検出器１５の出力を用いてロール
角補正演算を行なう場合を、第２図の飛行体がロ
ールした時の燃料タンク１の状態（液面傾斜角φ
を有する状態）を示した正面図を用いて以下に詳
細に説明する。
今、ロール時に使用する液位レベル検出器を１
３ｂ，１３ｃとし、測定圧力をP1，Pcとすると
(1)式から Pb1＝ρ・ｇ・Hb1 cosφ＋P0 ＝ρ・ｇ・hb1＋P0 …(3) Pc＝ρ・ｇ・Hc cosφ＋P0 ＝ρ・ｇ・hc＋P0 …(4) となる。但し、hb1，hcは液位レベル検出器１３
ｂ，１３ｃの液面２ａに対して垂直方向の液位レ
ベルである。hb1，hcの相互関係は、 hc＝hb1−ksinφ …(5) となる。同様にして、補助液位レベル検出器２４
の測定圧力をPb2とすると、 Pb2＝ρ・ｇ・Hb2 cosφ＋P0 ＝ρ・ｇ・（hb1−μcosφ）＋P0 ＝ρ・ｇ・hb2＋P0 …(6) となる。但し、hb2は補助液位レベル検出器２４
の液面2aに対して垂直方向の液位レベルである。
３ｂ，１３ｃとし、測定圧力をP1，Pcとすると
(1)式から Pb1＝ρ・ｇ・Hb1 cosφ＋P0 ＝ρ・ｇ・hb1＋P0 …(3) Pc＝ρ・ｇ・Hc cosφ＋P0 ＝ρ・ｇ・hc＋P0 …(4) となる。但し、hb1，hcは液位レベル検出器１３
ｂ，１３ｃの液面２ａに対して垂直方向の液位レ
ベルである。hb1，hcの相互関係は、 hc＝hb1−ksinφ …(5) となる。同様にして、補助液位レベル検出器２４
の測定圧力をPb2とすると、 Pb2＝ρ・ｇ・Hb2 cosφ＋P0 ＝ρ・ｇ・（hb1−μcosφ）＋P0 ＝ρ・ｇ・hb2＋P0 …(6) となる。但し、hb2は補助液位レベル検出器２４
の液面2aに対して垂直方向の液位レベルである。
ここで液面傾斜角φを求める。
例えば(3)〜(5)式から、
Pb1−Pc＝ρ・ｇ・ksinφ …(7)
を得る。又、(3)、(6)式から、
Pb1−Pb2＝ρ・ｇ・μcosφ …(8)
を得る。この(7)と(8)式から、
（Pb1−Pc）／（Pb1−Pb2）
＝（ｋ／μ）tanφ
∴ tanφ＝μ（Pb1−Pc）／
ｋ（Pb1−Pb2） …(9)
を得る。一般に民間の航空機においては、ピツチ
角±10゜、ロール角±3゜で十分であり、この場合
はtanφで特性化すればよいことが判る。
角±10゜、ロール角±3゜で十分であり、この場合
はtanφで特性化すればよいことが判る。
次に液面レベルHb1を求める。
(3)式を変形して、
（Pb1−P0）／hb1＝ρ・ｇ …(10)
を得（但し、Hb1cosφ＝hb1）、この式を(7)に代入
し、 Pb1−Pc＝ktanφ・（Pb1−P0）／Hb1 …(11) を得、この式に(9)式を代入し、 Pb1−Pc ＝μ（Pb1−P0）（Pb1−Pc）／（Pb1−Pb2）Hb1
…(12) を得る。従つて液面レベルHb1は、 Hb1＝μ（Pb1−P0）／ （Pb1−Pb2） …（13） となる。
し、 Pb1−Pc＝ktanφ・（Pb1−P0）／Hb1 …(11) を得、この式に(9)式を代入し、 Pb1−Pc ＝μ（Pb1−P0）（Pb1−Pc）／（Pb1−Pb2）Hb1
…(12) を得る。従つて液面レベルHb1は、 Hb1＝μ（Pb1−P0）／ （Pb1−Pb2） …（13） となる。
以上、求めた液面レベルHb1と液面傾斜角φか
らメモリ２６内のHb1，φ−Ｖ特性を用いて燃料
容積Ｖを求める。
らメモリ２６内のHb1，φ−Ｖ特性を用いて燃料
容積Ｖを求める。
(7)式を変形して、
次に燃料密度ρを求める。
sinφ（Pb1−Pc）／ρgk …（14）
を得、(8)式を変形して、
cosφ＝（Pb1−Pb2）／ρgμ …（15）
を得る。この（14），（15）式から、
（sinφ）2＋（cosφ）2
＝｛（Pb1−Pc）2＋
（Pb1−Pb2）2（ｋ／μ）2｝／（ρgk）2＝１
…（16） を得る。ここで、密度ρの変化率が加速度ｇの変
化率に比較して長いため、例えばローパスフイル
タをとおして加速度ｇの成分を除去するように信
号処理するとｇ＝１として扱うことができる。従
つて、（16）式は、 ρ＝｛（Pb1−Pc）2＋ （Pb1−Pb2）2（ｋ／μ）2｝1/2／ｋ …（17） となり、密度ρが求まる。尚、密度ρを求めるた
めに簡単に加速度ｇの信号が他から得られる場
合、即ち、他の計器類等に入力信号として入力さ
れている場合は、この加速度ｇの信号を利用する
ようにしてもよい。もつとも加速度信号を外部か
ら入力して補正しても、密度ρの変化時定数が長
いため（ローパスフイルタよりノイズが長いた
め）、大きな誤差とならない。
…（16） を得る。ここで、密度ρの変化率が加速度ｇの変
化率に比較して長いため、例えばローパスフイル
タをとおして加速度ｇの成分を除去するように信
号処理するとｇ＝１として扱うことができる。従
つて、（16）式は、 ρ＝｛（Pb1−Pc）2＋ （Pb1−Pb2）2（ｋ／μ）2｝1/2／ｋ …（17） となり、密度ρが求まる。尚、密度ρを求めるた
めに簡単に加速度ｇの信号が他から得られる場
合、即ち、他の計器類等に入力信号として入力さ
れている場合は、この加速度ｇの信号を利用する
ようにしてもよい。もつとも加速度信号を外部か
ら入力して補正しても、密度ρの変化時定数が長
いため（ローパスフイルタよりノイズが長いた
め）、大きな誤差とならない。
従つて燃料重量残量Ｗは、密度ρと燃料容積Ｖ
から、Ｗ＝ρ・Ｖの式により求めることがでる。
以上の演算系統をフローシートとしてまとめたの
が第３図である。
から、Ｗ＝ρ・Ｖの式により求めることがでる。
以上の演算系統をフローシートとしてまとめたの
が第３図である。
尚、以上においては、液面レベル検出器１３ｂ
が第２図の場合は１３ａと同一軸上にあるものと
して扱つたが、これが１３ａと１３ｂが異なる軸
上にある場合、例えば１３ａ〜１３ｃが３角形状
で構成される場合にあつては、その時の液位レベ
ル検出器の組合わせを１３ａ（Pa）と１３ｂ
（Pb1）と補助液面レベル検出器２４（Pb2）とし
ても上述したと同様の結果が得られることはいう
までもない。
が第２図の場合は１３ａと同一軸上にあるものと
して扱つたが、これが１３ａと１３ｂが異なる軸
上にある場合、例えば１３ａ〜１３ｃが３角形状
で構成される場合にあつては、その時の液位レベ
ル検出器の組合わせを１３ａ（Pa）と１３ｂ
（Pb1）と補助液面レベル検出器２４（Pb2）とし
ても上述したと同様の結果が得られることはいう
までもない。
又、上述はロール角φの場合について述べた
が、ピツチ角θの場合は、液面レベル検出器間の
距離ｋをｌとすれば、同様の演算方法によつて求
めることができる。
が、ピツチ角θの場合は、液面レベル検出器間の
距離ｋをｌとすれば、同様の演算方法によつて求
めることができる。
ところで、本発明は、第１図乃至第３図に示す
ものに限定されるものではない。
ものに限定されるものではない。
即ち、第１図においては、補助液面レベル検出
器２４は液面レベル検出器１３ｂの略直上に１個
配置したが、液面レベル検出器１３ａや１３ｃの
略直上に配置してもよい。又、液面レベル検出器
１３ａ〜１３ｃの略直上に夫々配置してもよい。
このようにすれば、補助液面レベル検出器につい
ての冗長化が計れるのでより信頼性を向上させる
ことが可能である。
器２４は液面レベル検出器１３ｂの略直上に１個
配置したが、液面レベル検出器１３ａや１３ｃの
略直上に配置してもよい。又、液面レベル検出器
１３ａ〜１３ｃの略直上に夫々配置してもよい。
このようにすれば、補助液面レベル検出器につい
ての冗長化が計れるのでより信頼性を向上させる
ことが可能である。
〈発明の効果〉
以上、具体的実施例と共に本発明を詳細に述べ
た様に、燃料タンク内の絶対圧を測定する内圧検
出器と、複数の液位レベル検出器と、この複数の
液位レベル検出器の内の少なくとも１つの略直上
に一定の間隔で設置された補助助液位レベル検出
器とを用いて飛行体の燃料重量残量を演算する構
成の本発明の飛行体の燃料測定装置は、簡単な構
成の圧力トランスジユーサを少ない個数設定する
だけで燃料重量残量の測定が可能なので、装置の
総重量が従来の技術に比較して大幅に軽減でき、
かつ高精度で高性能の燃料測定システム構成が安
価に提供できる。
た様に、燃料タンク内の絶対圧を測定する内圧検
出器と、複数の液位レベル検出器と、この複数の
液位レベル検出器の内の少なくとも１つの略直上
に一定の間隔で設置された補助助液位レベル検出
器とを用いて飛行体の燃料重量残量を演算する構
成の本発明の飛行体の燃料測定装置は、簡単な構
成の圧力トランスジユーサを少ない個数設定する
だけで燃料重量残量の測定が可能なので、装置の
総重量が従来の技術に比較して大幅に軽減でき、
かつ高精度で高性能の燃料測定システム構成が安
価に提供できる。
又、圧力トランスジユーサで構成した液位レベ
ル検出器は振動にも強く、かつ点検整備等の保守
性に勝れている。等の効果がある。
ル検出器は振動にも強く、かつ点検整備等の保守
性に勝れている。等の効果がある。
第１図は本発明の飛行体の燃料重量測定装置の
ブロツク線図、第２図は飛行体がロールした時の
燃料タンクの状態を示した正面図、第３図は演算
系統フローシート、第４図は従来の技術である飛
行体の燃料重量残量測定装置のブロツク線図、第
５図は液位。容積特性図、第６図は先行技術であ
る飛行体の燃料重量残量測定装置のブロツク線図
である。 １……燃料タンク、２……燃料、３……静電容
量型の液面レベル計、４……コンペンセータユニ
ツト、５……密度計、６，１７，２５……プロセ
ツサユニツト、１３……液位レベル検出器、１５
……内圧検出器、１６……加速度計、２４……補
助液位レベル検出器。
ブロツク線図、第２図は飛行体がロールした時の
燃料タンクの状態を示した正面図、第３図は演算
系統フローシート、第４図は従来の技術である飛
行体の燃料重量残量測定装置のブロツク線図、第
５図は液位。容積特性図、第６図は先行技術であ
る飛行体の燃料重量残量測定装置のブロツク線図
である。 １……燃料タンク、２……燃料、３……静電容
量型の液面レベル計、４……コンペンセータユニ
ツト、５……密度計、６，１７，２５……プロセ
ツサユニツト、１３……液位レベル検出器、１５
……内圧検出器、１６……加速度計、２４……補
助液位レベル検出器。
Claims (1)
- １ ピツチ及びロールに対して傾く飛行体に設置
された燃料タンク内の燃料重量残量を測定する飛
行体の燃料重量残量測定装置において、前記燃料
タンク内の燃料中に相互にある距離（例えばｌ，
ｋ）をもつて少なくとも３個設置されて夫々の箇
所の液位を測定する液位レベル検出器と、前記液
位レベル検出器の内の少なくとも１つの略直上に
一定の間隔（例えばμ）を有して設置された補助
液位レベル検出器と、前記燃料に非接触に設定さ
れて前記燃料タンク内の絶対圧を測定する内圧検
出器と、前記少なくとも３個の液位レベル検出器
と前記補助液位レベル検出器と前記内圧検出器と
が接続されこれら各々の検出器の測定値から前記
燃料重量残量を演算するプロセツサユニツトとを
具備し、前記少なくとも３個の液位レベル検出器
と前記補助液位レベル検出器と前記内圧検出器は
圧力トランスジユーサで構成されて成ることを特
徴とする飛行体の燃料重量残量測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022366A JPS61198024A (ja) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | 飛行体の燃料重量残量測定装置 |
| US06/827,283 US4739494A (en) | 1985-02-07 | 1986-02-06 | Apparatus for measuring the weight of fuel remaining in a fuel tank on a flying object |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60022366A JPS61198024A (ja) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | 飛行体の燃料重量残量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61198024A JPS61198024A (ja) | 1986-09-02 |
| JPH0321853B2 true JPH0321853B2 (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=12080628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60022366A Granted JPS61198024A (ja) | 1985-02-07 | 1985-02-07 | 飛行体の燃料重量残量測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4739494A (ja) |
| JP (1) | JPS61198024A (ja) |
Families Citing this family (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3871852D1 (de) * | 1987-04-28 | 1992-07-16 | Simmonds Precision Products | Apparat und methode zum bestimmen einer fluessigkeitsmenge. |
| US5138559A (en) * | 1989-08-28 | 1992-08-11 | The Boeing Company | System and method for measuring liquid mass quantity |
| GB9102195D0 (en) * | 1991-02-01 | 1991-03-20 | Smiths Industries Plc | Liquid quantity gauging |
| GB2252405B (en) * | 1991-02-01 | 1994-06-22 | Smiths Industries Plc | Liquid quantity gauging |
| GB2254150A (en) * | 1991-03-23 | 1992-09-30 | Ford Motor Co | Low liquid level warning system |
| US5265460A (en) * | 1991-04-09 | 1993-11-30 | Simmonds Precision Products, Inc. | Density determination of aircraft fuel based on the sensed temperature velocity of sound, and dielectric constant of the fuel |
| US5149962A (en) * | 1991-06-03 | 1992-09-22 | Simmonds Precision Products, Inc. | Proximity detector using faraday effect and bidirectional transmission |
| JPH0540055A (ja) * | 1991-08-06 | 1993-02-19 | Fujitsu Ltd | 水位測定装置 |
| US5133212A (en) * | 1991-08-12 | 1992-07-28 | Kaiser Aerospace And Electronics Corp. | Method and apparatus for measuring the liquid level of a containment tank subject to external forces |
| US5386736A (en) * | 1992-10-27 | 1995-02-07 | Simmonds Precision Products, Inc. | Fluid tank with integral fluid quantity gauging |
| US6892572B2 (en) * | 1994-05-09 | 2005-05-17 | Automotive Technologies International, Inc. | Method and apparatus for measuring the quantity of a liquid in a vehicle container |
| GB2289542B (en) | 1994-05-09 | 1998-08-26 | Automotive Tech Int | Method and apparatus for measuring the quantity of fuel in a land vehicle fuel tank subject to external forces |
| US5831176A (en) * | 1995-03-24 | 1998-11-03 | The Boeing Company | Fluid flow measurement assembly |
| US6157894A (en) * | 1997-12-23 | 2000-12-05 | Simmonds Precision Products, Inc. | Liquid gauging using sensor fusion and data fusion |
| US6516661B1 (en) | 1999-01-28 | 2003-02-11 | Simmonds Precision Products, Inc. | Volume measurement system and method for volume element counting |
| US7788048B2 (en) * | 2003-04-24 | 2010-08-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Apparatus and method for integrating a fuel supply and a fuel level sensing pressure sensor |
| BR112012000259A8 (pt) * | 2009-07-08 | 2017-12-05 | Koninklijke Philips Electronics Nv | equipamento para administrar um volume liquido em um recipiente, copo e método para a administração de um volume em um recipiente |
| US8511150B2 (en) * | 2009-12-10 | 2013-08-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Methods and systems for determining process variables using location of center of gravity |
| KR101385426B1 (ko) * | 2012-08-10 | 2014-04-14 | 한국항공우주산업 주식회사 | 항공기의 연료 측정 시스템 및 이를 이용한 연료 측정 방법 |
| FR3035919B1 (fr) * | 2015-05-05 | 2017-05-26 | Snecma | Procede et dispositif de surveillance d'une consommation d'huile contenue dans un reservoir d'un moteur d'aeronef |
| GB2575690A (en) | 2018-07-20 | 2020-01-22 | Gillespie Avionics Ltd | Liquid measurement device for a tank |
| EP3961163B1 (en) * | 2020-08-31 | 2024-11-06 | Simmonds Precision Products, Inc. | Fluid quantity sensor system |
| CN114001807B (zh) * | 2021-10-20 | 2022-06-28 | 合肥翼飞特电子科技有限公司 | 植保机称重装置及其动态校正方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3640134A (en) * | 1969-12-08 | 1972-02-08 | Shell Oil Co | Liquid level meter |
| JPS50158357A (ja) * | 1974-06-11 | 1975-12-22 | ||
| JPS52156656A (en) * | 1976-06-22 | 1977-12-27 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | System for measuring unbalanced subsidence of tank |
| SE407980B (sv) * | 1977-02-17 | 1979-04-30 | Egnell Axel | Anordning for indikering av en vetskas niva och densitet i en tank |
| US4258422A (en) * | 1979-05-04 | 1981-03-24 | Honeywell Inc. | Liquid gaging system |
| JPS5622917A (en) * | 1979-08-02 | 1981-03-04 | Taeko Uchiki | Liquid level indicator |
| US4494210A (en) * | 1981-12-21 | 1985-01-15 | Sperry Corporation | Enroute weight computer for aircraft |
| US4446730A (en) * | 1982-04-26 | 1984-05-08 | Quintex Research International, Inc. | Specific gravity independent gauging of liquid filled tanks |
| WO1984001428A1 (en) * | 1982-09-30 | 1984-04-12 | Boeing Co | Fuel gaging system |
| US4553216A (en) * | 1982-12-27 | 1985-11-12 | The Boeing Company | Liquid storage gauging method and apparatus |
-
1985
- 1985-02-07 JP JP60022366A patent/JPS61198024A/ja active Granted
-
1986
- 1986-02-06 US US06/827,283 patent/US4739494A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4739494A (en) | 1988-04-19 |
| JPS61198024A (ja) | 1986-09-02 |
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