Беспроводная измерительная система для измерения количества жидкости

Изобретение относится к области беспроводного измерения количества жидкости. Заявлены способ измерения количества жидкости и система для измерения количества жидкости. Особенностью заявленного способа является расчет количества жидкости на основании измеренной передаточной функции посредством определения временной задержки между передачей конкретной падающей электромагнитной волны из указанных падающих электромагнитных волн и приемом соответствующей отраженной электромагнитной волны; сравнения определенной временной задержки с набором известных временных задержек, соответствующих падающей электромагнитной волне, имеющей те же самые характеристики, что и указанная конкретная падающая электромагнитная волна; определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек и определения количества жидкости, соответствующего совпавшей временной задержке, после определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек. Заявленная система содержит блок запросов, содержащий передатчик, приемник, модуль передаточной функции и вычислительный модуль; и блок индукционной энергии и данных. Техническим результатом является повышение общей безопасности воздушного судна. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В обычных воздушных судах количество топлива, хранимого в топливном баке воздушного судна, измеряют с использованием множества проводных емкостных датчиков, которые погружены в топливном баке. Каждый емкостной датчик соединен с проводом, который выходит из верхней части датчика и проходит некоторое расстояние в топливном баке перед выходом из топливного бака через перегородку. Часть провода в топливном баке представляет собой основную проблему, поскольку эта часть может обеспечить создание пути для проникновения молний.

Для уменьшения риска проникновения молнии в топливный бак через провод, соединенный с емкостным датчиком, используются различные защитные электрические схемы и компоненты. Однако эти защитные схемы и компоненты ведут к утяжелению воздушного судна, что конфликтует с постоянной задачей уменьшения веса воздушного судна в аэрокосмической промышленности. Кроме того, существуют дополнительные затраты, связанные с установкой, техническим обеспечением и проверкой этих компонентов.

Именно в отношении этих и других соображений представлено настоящее изобретение, реализованное в настоящей заявке.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящей заявке описаны технологии беспроводного измерения количества жидкости в камере. Путем использования технологий и идей, представленных в настоящей заявке, количество жидкости, содержащейся в камере, может быть измерено беспроводным образом с использованием электромагнитных волн. Эти технологии могут быть использованы для беспроводного измерения количества топлива, хранимого в топливном баке воздушного судна, с использованием электромагнитных волн. Таким образом, в топливном баке не проходят какие-либо провода, что приводит к устранению риска проникновения молнии в топливный бак. В итоге, может быть улучшена общая безопасность воздушного судна.

Согласно различным примерам в настоящей заявке раскрыт способ измерения количества жидкости. Падающую электромагнитную волну передают в проводящей камере. Принимают по меньшей мере одну отраженную электромагнитную волну, которая соответствует падающей электромагнитной волне. Измеряют передаточную функцию, соответствующую отраженным электромагнитным волнам, и рассчитывают количество жидкости, хранимой в камере, на основании измеренной передаточной функции. В некоторых примерах реализации передаточная функция может быть приведена в соответствии с временной задержкой между передачей падающей электромагнитной волны и приемом отраженной электромагнитной волны, соответствующей этой падающей электромагнитной волне. Кроме того, передаточная функция может зависеть от геометрических размеров. Это означает, что передаточная функция, соответствующая отраженным электромагнитным волнам, может изменяться в зависимости от глубины жидкости и расстояния между границей раздела воздух-жидкость и передатчиком и приемником, соответственно.

Согласно другим примерам измерительная система для беспроводного измерения количества жидкости содержит проводящую камеру, выполненную с возможностью хранения жидкости. Передатчик передает падающие электромагнитные волны в проводящей камере, а приемник принимает отраженные электромагнитные волны, соответствующие этим падающим электромагнитным волнам. Модуль передаточной функции измеряет передаточную функцию, соответствующую отраженным электромагнитным волнам, а вычислительный модуль для расчета количества жидкости использует измеренную передаточную функцию для расчета количества жидкости. Согласно примерам реализации количество жидкости рассчитано путем сравнения измеренной передаточной функции с набором известных передаточных функций с соответствующими количествами жидкости. Набор известных передаточных функций может быть определен во время калибровочного процесса.

Согласно другим примерам система для измерения количества жидкости содержит проводящую камеру, выполненную с возможностью хранения жидкости. Проводящая камера имеет внешнюю и внутреннюю поверхности, разделенные проводящим изолирующим слоем. Внешняя катушка индуктивности расположена на внешней поверхности и принимает энергию от измерительного контроллера для измерения количества жидкости. Внутренняя катушка индуктивности расположена таким образом, что внешняя и внутренняя катушки индуктивности индуктивно соединены и разделены проводящим изолирующим слоем. Сигналы энергии и данных переданы с внешней катушки индуктивности через проводящий изолирующий слой на внутреннюю катушку индуктивности. Внутренняя катушка индуктивности соединена с беспроводным коммуникационным узлом, который выдает сигналы энергии и данных беспроводным образом на измерительный блок для измерения количества жидкости, который выполнен с возможностью определения количества жидкости, хранимой в проводящей камере.

Следует понимать, что вышеописанный объект может быть также реализован в различных других примерах реализации без выхода за рамки сущности настоящего изобретения. Эти и другие особенности будут понятны после прочтения приведенного далее раздела «Осуществление изобретения» и просмотра прилагаемых чертежей.

Данный раздел «Раскрытие изобретения» приведен для представления выбора концепций в упрощенной форме, которые дополнительно описаны далее в разделе «Осуществление изобретения». Данный раздел «Раскрытие изобретения» не предназначен для идентификации ключевых особенностей или основных особенностей заявленного объекта и также не предназначен для использования для ограничения объема заявленного объекта. Кроме того, заявленный объект не ограничен реализациями, которые решают любые недостатки или все недостатки, указанные в любой части данного описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая одну реализацию беспроводного измерения количества жидкости в камере в соответствии с некоторыми примерами реализации, описанными в настоящей заявке.

На фиг. 2 показана схема, иллюстрирующая другую реализацию беспроводного измерения количества жидкости в камере в соответствии с некоторыми примерами реализации, описанными в настоящей заявке.

На фиг. 3 показана схема, иллюстрирующая одну реализацию беспроводной передачи энергии в камеру в соответствии с некоторыми примерами реализации, описанными в настоящей заявке.

На фиг. 4 показана перспективная схема, иллюстрирующая один вид реализации, показанной на фиг. 2, в соответствии с некоторыми примерами реализации, описанными в настоящей заявке.

На фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая процесс беспроводного измерения количества жидкости в камере в соответствии с некоторыми примерами реализации, описанными в настоящей заявке.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящей заявке описаны технологии беспроводного измерения количества жидкости в камере. Согласно приведенному выше краткому описанию топливо, хранимое в топливном баке воздушного судна, может быть измерено беспроводным образом с использованием электромагнитных волн. Таким образом, в топливном баке не проходят какие-либо провода, что приводит к устранению риска проникновения молнии в топливный бак и улучшению общей безопасности воздушного судна.

В целом, настоящее изобретение обеспечивает технологии расчета количества жидкости путем измерения передаточной функции, соответствующей электромагнитным волнам, принимаемым в проводящей камере. Согласно примерам реализации по меньшей мере одну падающую электромагнитную волну передают к границе раздела воздух-жидкость. Если падающие электромагнитные волны взаимодействуют с границей раздела воздух-жидкость, то они могут проходить через границу раздела воздух-жидкость и/или отражаться от нее вследствие рассогласования сопротивлений на этой границе раздела воздух-жидкость. В данном значении, падающая электромагнитная волна разделяется на ее отраженные и прошедшие составляющие. Эти отраженные и прошедшие составляющие представляют собой также электромагнитные волны, которые затем могут отражаться от стенки проводящей камеры. Каждый раз падающая и/или составляющая электромагнитная волна взаимодействует с границей раздела, которая представляет собой границу раздела воздух-жидкость, воздух-стена или жидкость-стена, электромагнитная волна претерпевает соответствующий фазовый сдвиг. Некоторые, но не все из первоначально возбужденных падающих электромагнитных волн поступают в приемник, в котором когерентно суммированы составляющие волны, соответствующие падающим электромагнитным волнам. Вследствие соответствующих фазовых сдвигов составляющих волн, которые согласно приведенному выше описанию зависят от частоты электромагнитной волны и геометрических размеров проводящей камеры и жидкости, хранимой в проводящей камере, в приемнике получен уникальный ответ.

Уникальный ответ, полученный в антенне приемника, может быть представлен в качестве передаточной функции, которая получена из когерентного суммирования составляющих волн. Передаточные функции сильно зависят от геометрических размеров. Граница раздела воздух-жидкость в проводящей камере выполняет функцию непрерывно изменяющейся границы раздела, которая воздействует на передаточную функцию. Изменения в передаточной функции указывают на изменения положения границы раздела воздух-жидкость, которая является чувствительной к количеству жидкости. Соответственно, путем измерения изменений в передаточной функции, может быть рассчитано количество жидкости, хранимой в проводящей камере.

Согласно некоторым примерам реализации падающие электромагнитные волны могут быть переданы к границе раздела воздух-жидкость на множестве дискретных частот в конкретной полосе пропускания. Падающие электромагнитные волны могут быть рассеяны после взаимодействия с границей раздела воздух-жидкость с обеспечением, таким образом, создания соответствующих отраженных и прошедших составляющих волн. Рассеянные составляющие волны могут быть в конечном итоге приняты приемником и когерентно суммированы, что приводит к измерению передаточной функции. Следует понимать, что на основании геометрических размеров границы раздела воздух-жидкость могут изменяться характеристики составляющих волн. Соответственно, вследствие изменений геометрических размеров границы раздела воздух-жидкость характеристики компонентных волн изменяются таким образом, что при когерентном суммировании составляющих волн может быть получена передаточная функция, которая является уникальной для конкретных геометрических размеров границы раздела воздух-жидкость. Таким образом, путем измерения передаточной функции может быть рассчитано количество жидкости.

В альтернативных примерах реализации падающая электромагнитная волна может быть передана к границе раздела воздух-жидкость, а основная отраженная электромагнитная волна, соответствующая этой падающей электромагнитной волне, может быть принята после временной задержки. Эта временная задержка соответствует времени, занимаемом падающей электромагнитной волной для взаимодействия с границей раздела воздух-жидкость и создания основной отраженной составляющей волны, которая принята в приемнике. Расстояние между приемопередатчиком, передающим падающую электромагнитную волну и принимающим соответствующую отраженную составляющую волну, и поверхностью жидкости воздействует на временную задержку. С использованием рефлектометрии частотной и временной области измеряют передаточную функцию, соответствующую временной задержке между падающей электромагнитной волной, передаваемой приемопередатчиком, и принятой отраженной составляющей волной. Путем измерения временной задержки может быть рассчитано количество жидкости, хранимой в камере.

В приведенном далее подробном описании приведены ссылки на прилагаемые чертежи, которые формируют часть настоящей заявки и которые показывают в качестве изображения конкретные примеры реализации или примеры. Согласно чертежам, на которых одинаковые номера отражают одинаковые элементы посредством различных фигур, будут описаны технологии беспроводного измерения количества жидкости в камере согласно различным примерам реализации.

На фиг. 1 показана схема, иллюстрирующая одну реализацию беспроводного измерения количества жидкости в камере в соответствии с некоторыми примерами реализации, описанными в настоящей заявке. В частности, на фиг. 1 показана среда 100 полости, которая содержит проводящую камеру 110 для хранения жидкости 112. Проводящая камера 110 выполнена из материалов, которые проводят электромагнитные волны. Таким образом, электромагнитные волны, которые переданы в проводящей камере, отражены от поверхностей проводящей камеры. Примеры таких материалов включают, без ограничения, металлы и армированный углеродным волокном пластик (CFRP). Согласно одной реализации проводящая камера 110 представляет собой топливный бак воздушного средства, который выполнен с возможностью хранения топлива. Следует понимать, что оставшийся объем проводящей камеры 110 может быть занят воздухом 114. Кроме того, граница раздела воздух-жидкость 116 может существовать на поверхности жидкости 112, которая открыта к воздуху 114.

Согласно примерам реализации среда 100 полости может содержать блок 120 запросов, который может быть выполнен с возможностью непрерывного или периодического определения количества жидкости, хранимой в проводящей камере 110. Согласно примерам реализации блок 120 запросов может содержать беспроводной передатчик 130, беспроводной приемник 140, модуль 122 запросов, модуль 124 передаточной функции, вычислительный модуль 126 для расчета количества жидкости и беспроводную антенну 128. Согласно примерам реализации блок 120 запросов может быть размещен в проводящей камере 110 или с внешней стороны проводящей камеры 110. В некоторых примерах реализации только передатчик 130, беспроводной приемник 140 и беспроводная антенна 128 могут быть расположены в проводящей камере 110, а по меньшей мере одни модуль 122 запросов, модуль 124 передаточной функции и вычислительный модуль 126 для расчета количества жидкости могут быть размещены с внешней стороны проводящей камеры 110. Таким образом, вся обработка, которая может возникать для определения рассчитанного количества жидкости, может быть выполнена компьютером, который может быть размещен удаленно, но может иметь взаимодействие с беспроводным передатчиком 130 и беспроводным приемником 140 посредством беспроводной антенны 128. Однако, согласно изображению по фиг. 1, все из компонентов блока запросов 120 могут быть расположены в проводящей камере 110.

В различных реализациях блок 120 запросов может быть выполнен с возможностью непрерывного определения количества жидкости, хранимой в проводящей камере 110, или, в альтернативном варианте, с возможностью определения количества жидкости, хранимой в проводящей камере 110, после получения запроса. В некоторых примерах реализации блок 120 запросов может принимать запрос посредством беспроводной антенны 128. В любом случае, если блок 120 запросов предназначен для определения количества жидкости, хранимой в проводящей камере 110, то модуль 122 запросов может быть выполнен с возможностью отправки управляющего сигнала к передатчику 130 для передачи падающих электромагнитных волн в проводящей камере.

Передатчик 130 может быть выполнен с возможностью передачи падающих электромагнитных волн, которые взаимодействуют с границей раздела воздух-жидкость 116 и проводящей камерой 110. Согласно некоторым примерам реализации модуль 122 запросов может приводить к передаче передатчиком 130 падающих электромагнитных волн к границе раздела воздух-жидкость 116 на множестве дискретных частот в конкретной полосе пропускания. В альтернативном варианте модуль 122 запросов может приводить к передаче передатчиком 130 множества идентичных падающих электромагнитных волн к границе раздела воздух-жидкость 116 с идентичными волновыми характеристиками для целей избыточности.

Падающие электромагнитные волны 132 могут быть разделены на отраженные, переданные и отраженные составляющие волны после взаимодействия с границей раздела воздух-жидкость. Согласно показательному примеру реализации, показанному на фиг. 1, падающая электромагнитная волна 132 может быть разделена на отраженную составляющую волну 142А, прошедшую волну 142 В, отраженную волну 142С и преломленную волну 142N среди других волн, которые в целом отнесены к составляющим волнам 142. В итоге, взаимодействие падающей электромагнитной волны 132 с границей раздела воздух-жидкость 116 может создавать множество сочетаний составляющих волн 142, которые могут, в итоге, проделывать свой путь к приемнику 140. Приемник 140 может быть выполнен с возможностью приема множества составляющих волн 142 и возможностью их когерентного суммирования в приемнике 140. Следует понимать, что отраженные, прошедшие и отраженные составляющие электромагнитные волны 142 могут быть в целом отнесены к отраженным электромагнитным волнам 142.

Согласно примерам реализации падающая электромагнитная волна 132 может иметь конкретные волновые характеристики, такие как конкретная амплитуда, частота и фаза. Отраженные электромагнитные волны 142, соответствующие падающим электромагнитным волнам 132, также имеют соответствующие волновые характеристики, которые могут изменяться на основании количества жидкости, хранимой в проводящей камере 110. Это обусловлено изменением уровня жидкости вследствие изменения количества жидкости. При изменении количества жидкости то же самое происходит с относительной фазой и амплитудой всех отраженных электромагнитных волн 142, принимаемых приемником 140. Таким образом, следствие изменения количества жидкости, передаточная функция, измеренная в приемнике 140, также изменяется с обеспечением, таким образом, уникальной передаточной функции, соответствующей конкретному количеству жидкости.

Согласно реализации, показанной на фиг. 1, приемник 140 может быть выполнен с возможностью приема отраженных электромагнитных волн 142, соответствующих падающим электромагнитным волнам 132, которые направлены к приемнику 140. Отраженные электромагнитные волны 142 затем выданы на модуль 124 передаточной функции. Модуль 124 передаточной функции может принимать множество отраженных электромагнитных волн 142 от приемника 140. Модуль 124 передаточной функции может быть дополнительно выполнен с возможностью измерения передаточной функции, которая может являться уникальной для конкретного количества жидкости.

Следует понимать, что отраженные электромагнитные волны 142 могут изменяться в зависимости от геометрических размеров проводящей камеры 110. В частности, на различных глубинах жидкости граница раздела воздух-жидкость 116 может приводить к отражению и/или преломлению падающих электромагнитных волн 132 различным образом. По существу, характеристики отраженных электромагнитных волн 142 будут изменяться с изменением глубин жидкости. Таким образом, отраженные электромагнитные волны 142, которые приняты приемником 142, будут иметь характеристики, которые были подвержены воздействию глубины жидкости.

Согласно приведенному выше описанию модуль 124 передаточной функции может измерять передаточную функцию путем когерентного суммирования составляющих электромагнитных волн 142А и 142B. В некоторых примерах реализации модуль 124 передаточной функции может быть выполнен с возможностью создания принятого энергетического профиля, отражающего когерентное суммирование отраженных электромагнитных волн. Принятый энергетический профиль может быть сформирован в диапазоне частот, при которых падающие электромагнитные волны 132 переданы в проводящей камере 110. Модуль 124 передаточной функции может приводить в соответствие принятый энергетический профиль с соответствующей передаточной функцией, которая затем измерена модулем 124 передаточной функции. Согласно примерам реализации передаточная функция может быть измерена в частотной или временной области. После измерения передаточной функции, модуль 124 передаточной функции выдает измеренную передаточную функцию на вычислительный модуль 126 для расчета количества жидкости, который затем рассчитывает количество жидкости на основании измеренной передаточной функции.

Согласно примерам реализации вычислительный модуль 126 для расчета количества жидкости может рассчитывать количество жидкости на основании измеренной передаточной функции путем использования набора опорных точек, такого как набор известных временных задержек, которые были ранее определены посредством калибровочного процесса. В калибровочном процессе передают падающие электромагнитные волны, такие как падающая электромагнитная волна 132, с конкретными волновыми характеристиками, а соответствующую передаточную функцию, измеренную в приемнике 140, записывают для первого количества жидкости. Калибровочный процесс повторяют для различных количеств жидкости до тех пор, пока в диапазоне количеств жидкости не определен большой набор опорных точек.

Кроме того, вследствие различных факторов, которые могут воздействовать на передаточные функции, множество падающих электромагнитных волн 132 может быть передано при каждом количестве жидкости. Таким образом, опорные точки, которые не соответствуют основной части, могут быть проигнорированы. Поскольку среда 100 полости откалибрована в широком диапазоне уровней количества жидкости, калибровочные данные сохранены и сделаны доступными для вычислительного модуля 126 для расчета количества жидкости. Соответственно, во время операции, фактическое количество жидкости проводящей камеры 110 может быть рассчитано путем сравнения измеренной передаточной функции с откалиброванным набором уровней количества жидкости. На основании определения того, что передаточная функция, измеренная в приемнике 140, совпадает или аналогична передаточной функции, соответствующей записи в откалиброванном наборе уровней жидкости, определяют количество жидкости, соответствующее этой совпадающей передаточной функции.

Среда 100 полости может также содержать блок 160 индукционной энергии и данных, который может быть выполнен с возможностью беспроводного приема энергии снаружи проводящей камеры 110. Согласно примерам реализации блок 160 индукционной энергии и данных может быть выполнен с возможностью выдачи энергии и сигналов данных на блок запросов 120 беспроводным образом. В некоторых реализациях беспроводная антенна 128 блока запросов может быть выполнена с возможностью беспроводного сообщения с блоком 160 индукционной энергии и данных. Согласно примерам реализации сигналы данных могут содержать запросы на беспроводные измерения количества жидкости проводящей камеры 110. Дополнительные сведения, касающиеся блока индукционной энергии и данных, будут приведены в настоящей заявке согласно фиг. 3 и 4.

На фиг. 2 показан график, иллюстрирующий другую реализацию беспроводного измерения количества жидкости в камере. В частности, на фиг. 2 показана среда 200 щелевого волновода, которая имеет структуру, аналогичную среде 100 полости. Среда 200 щелевого волновода может содержать проводящую камеру 110, которая может содержать жидкость 112. Пространство, не занятое жидкостью, может быть занято воздухом 114. Кроме того, граница раздела воздух-жидкость 116 может существовать на поверхности жидкости 112, которая открыта в сторону воздуха 114.

В отличие от среды 100 полости среда 200 щелевого волновода может содержать щелевой волновод 250. Волновод может иметь любую конструкцию, выполненную с возможностью проведения электромагнитных волн. Пример волновода может представлять собой полую металлическую трубу. Щелевой волновод представляет собой волновод, который имеет по меньшей мере одну щель, расположенную таким образом, что если щелевой волновод расположен в камере, такой как проводящая камера 110, то жидкость, хранимая в камере, может проникать в этот щелевой волновод. В реализации, показанной на фиг. 2, щелевой волновод 250 выполнен с обеспечением возможности входа в него жидкости 112 и возможности приема уровня глубины жидкости, который равен уровню глубины жидкости в жидкости, окружающей щелевой волновод 250.

Аналогично среде 100 полости среда 200 щелевого волновода может также содержать блок 220 запросов, который аналогичен блоку запросов 120. Блок 220 запросов может также содержать модуль 222 запросов, который функционирует аналогично модулю 122 запросов. Блок 220 запросов может приводить к передаче приемопередатчиком 240 падающих электромагнитных волн 242 к границе раздела воздух-жидкость 116. Приемопередатчик 240 может принимать отраженные электромагнитные волны 244, соответствующие падающим электромагнитным волнам 242.

Кроме того, блок 220 запросов может также содержать модуль 224 передаточной функции, который выполнен с возможностью определения передаточной функции, соответствующей принятым электромагнитным волнам. Вследствие изменений уровня глубины жидкости также происходит изменение расстояния между приемопередатчиком 240 и границей раздела воздух-жидкость 116. Соответственно, количество жидкости может быть рассчитано путем определения передаточной функции, которая соответствует времени перемещения, занимаемому падающей электромагнитной волной 242 для отражения от границы раздела воздух-жидкость, и может быть принято приемопередатчиком 240. Согласно примерам реализации время перемещения может быть представлено в качестве передаточной функции и может соответствовать конкретному расстоянию между приемопередатчиком 240 и границей раздела воздух-жидкость 116. После определения расстояния между приемопередатчиком 240 и границей раздела воздух-жидкость 116 может быть рассчитано количество жидкости.

Для определения количества жидкости из времени перемещения может быть откалибрована среда 200 щелевого волновода. В калибровочном процессе, время перемещения падающей электромагнитной волны, такой как падающая электромагнитная волна 242, которую необходимо передать и принять в качестве отраженной электромагнитной волны 244, может быть определено для большого набора уровней жидкости, изменяющихся от уровня жидкости, соответствующего пустому баку, до уровня жидкости, соответствующего полному баку.

Поскольку среда 200 щелевого волновода откалибрована в широком диапазоне количеств жидкостей, то фактическое количество жидкости проводящей камеры 110 определено путем сравнения измеренной передаточной функции с откалиброванным набором количеств жидкостей. На основании определения того, что передаточная функция, измеренная в приемнике 140, совпадает или аналогична передаточной функции, соответствующей откалиброванному набору количеств жидкостей, рассчитывают количество жидкости, соответствующее совпадающей известной передаточной функции.

Согласно некоторым примерам реализации отражающий поплавок 230, такой как металлический поплавок, может быть расположен в щелевом волноводе таким образом, что отражающий поплавок 230 плавает на границе 116 раздела воздух-жидкость. Отражающий поплавок 230 может быть выполнен с возможностью увеличения чувствительности среды щелевого волновода путем формирования отражающей поверхности, от которой падающая электромагнитная волна 242 может отразиться обратно к приемопередатчику 240 при одновременной увеличении интенсивности электромагнитной волны, отраженной обратно к приемопередатчику 240.

Кроме того, среда 200 щелевого волновода может также содержать блок 160 индукционной энергии и данных. Согласно приведенному выше описанию блок 160 индукционной энергии и данных может быть выполнен с возможностью выдачи энергии и сигналов данных на блок 220 запросов беспроводным образом.

На фиг. 3 показана схема, иллюстрирующая одну реализацию беспроводной передачи энергии в камеру в соответствии с некоторыми примерами реализации, описанными в настоящей заявке. Частности, на фиг. 3 показан блок 160 индукционной энергии и данных, выполненный с возможностью беспроводной передачи энергии и данных от наружной части проводящей камеры 110 к внутренней части проводящей камеры 110.

Блок 160 индукционной энергии и данных может содержать внешнюю катушку 312А индуктивности, которая может быть прикреплена к внешней стене 302 части проводящей камеры 110, и внутреннюю катушку 314А индуктивности, которая может быть прикреплена к внутренней стене 304 части проводящей камеры 110. Часть проводящей камеры 110 может представлять собой проводящий изолирующий слой 310, такой как металл, армированный углеродным волокном пластик (CFRP) или материал, выполненный с возможностью пропускания электромагнитных волн. Следует понимать, что металлический проводящий изолирующий слой может быть обработан для минимизации воздействий вихревых токов, которые могут негативно воздействовать на передачу электромагнитных полей через поверхность. Внешняя катушка 312А индуктивности и внутренняя катушка 314А индуктивности могут быть индуктивно соединены таким образом, что энергия и данные, подаваемые на внешнюю катушку 312А индуктивности через провода 316, могут быть возбуждены через внутреннюю катушку 314А индуктивности через проводящий изолирующий слой 310. Следует понимать, что возбужденные сигналы энергии и данных могут быть возбуждены на низких частотах. Путем выбора меньших частот работы, таких как частоты в нижнем мегагерцовом диапазоне, сигналы энергии и данных могут быть переданы через проводящий изолирующий слой 310 на внутреннюю катушку 314А индуктивности.

Беспроводной коммуникационный узел 320А может быть соединен с внутренней катушкой 314А индуктивности внутри проводящей камеры 110. Беспроводной коммуникационный узел 320А может содержать электронные устройства 322А, включающие схему выпрямления для отражения и хранения индуцированной энергии. Кроме того, электронные устройства 322А могут содержать преобразователь низких частот в высокие частоты, который может быть выполнен с возможностью преобразования низкочастотных возбужденных сигналов во внутренней катушке 314А индуктивности в радиочастотные (RF) микроволны с высокой частотой. Одна из причин преобразования низкочастотного возбужденного сигнала в радиочастотный (RF) несущий сигнал с высокой частотой может состоять в распространении сигналов энергии и данных к различным компонентам, таким как блок 220 запросов в проводящей камере 110.

Согласно фиг. 4 в настоящей заявке описана перспективная схема, иллюстрирующая один вид реализации, показанной на фиг. 2. В частности, измерительная система 400 для беспроводного измерения количества жидкости может содержать проводящую камеру 410, аналогичную проводящей камере 110. Согласно примерам реализации измерительная система 400 для беспроводного измерения количества жидкости может содержать множество щелевых блоков 220А, 220N запросов, взаимодействующих беспроводным образом с соответствующими блоками 320А, 320N индукционной энергии и данных, в целом относимыми в настоящей заявке к блоку 320 индукционной энергии и данных. Каждый блок 320 индукционной энергии и данных может содержать пару индуктивно связанных катушек индуктивности. Пара индуктивно связанных катушек индуктивности может содержать внешнюю катушку индуктивности, такую как внешние катушки 312А, 312N индуктивности, которые могут быть прикреплены к внешней стене проводящей камеры 410. Кроме того, пара индуктивно связанных катушек индуктивности может также содержать внутреннюю катушку индуктивности, такую как внутренние катушки 314А, 314N индуктивности, которые могут быть прикреплены к внутренней стене проводящей камеры 410 таким образом, что внешняя катушка 312А, 312N индуктивности индуктивно связана с соответствующей внутренней катушкой 314А, 314N индуктивности. Таким образом, сигналы энергии и данных могут быть переданы от проводящей камеры 410 наружу проводящей камеры 410 и наоборот без использования любых проводов, проходящих в проводящей камере 410.

Кроме того, измерительная система 400 для беспроводного измерения количества жидкости может также содержать блоки 220А, 220N запросов, в целом относимые в настоящей заявке к блоку 220 запросов. Каждый блок 220 запросов может быть выполнен с возможностью расчета количества жидкости в соответствующем щелевом волноводе 250, к которому присоединен с возможностью взаимодействия блок 220 запросов. Согласно приведенному выше описанию по фиг. 2 блок 220А запросов может содержать приемопередатчик 240, который может быть выполнен с возможностью передачи падающих электромагнитных волн к границе раздела воздух-жидкость 116 в щелевом волноводе 250 и возможностью приема отраженных электромагнитных волн, соответствующих падающим электромагнитным волнам. Блок 220 запросов может дополнительно содержать модуль 222 запросов, который выполнен с возможностью обеспечения передачи сигналов запросов приемопередатчиком 240, таких как падающие электромагнитные волны в щелевом волноводе 250. Модуль 222 запросов может быть дополнительно выполнен с возможностью обеспечения приема сигналов запросов приемопередатчиком 240, таких как отраженные электромагнитные волны, и измерения передаточной функции, соответствующей времени перемещения падающей электромагнитной волны для отражения от границы 406 раздела воздух-жидкость и приема приемопередатчиком 240. Поскольку отраженные электромагнитные волны приняты приемником, модуль 224 передаточной функции блока 220 запросов может измерять передаточную функцию, соответствующую принятым отраженным электромагнитным волнам. Поскольку модуль 224 передаточной функции измерил передаточную функцию, вычислительный модуль 226 для расчета количества жидкости может рассчитывать количество жидкости на основании измеренной передаточной функции путем сравнения времени перемещения с набором откалиброванных опорных данных. Поскольку количество жидкости рассчитано вычислительным модулем 226 для расчета количества жидкости, блок 220 запросов может отправлять радиочастотный (RF) сигнал данных на соответствующий блок индукционной энергии и данных, такой как блок 160 индукционной энергии и данных, показывающий данные о рассчитанном количестве жидкости.

Согласно приведенному выше описанию по фиг. 3 блок 160 индукционной энергии и данных может содержать беспроводной коммуникационный узел, такой как беспроводной коммуникационный узел 320А, который может быть выполнен с возможностью приема данных о рассчитанном количестве жидкости от блока 220А запросов. Кроме того, второй беспроводной коммуникационный узел 320N может быть выполнен с возможностью сообщения с другим блоком запросов, включая блок 220N запросов. В альтернативных примерах реализации беспроводной коммуникационный узел 320А может быть выполнен с возможностью сообщения с множеством блоков 220 запросов. После приема данных о рассчитанном количестве жидкости беспроводной коммуникационный узел 320А может приводить к тому, что преобразователь верхних частот в нижние частоты блока 160 индукционной энергии и данных преобразовывает радиочастотный (RF) сигнал данных в низкочастотный сигнал. Поскольку радиочастотный (RF) сигнал данных преобразован в низкочастотный сигнал, беспроводной коммуникационный узел 320А может приводить к передаче внутренней катушкой 314А индуктивности низкочастотного сигнала на внешнюю катушку 312А индуктивности, откуда низкочастотный сигнал, содержащий данные о количестве жидкости, может быть передан на измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости.

Следует понимать, что функциональность блока 220N запросов может быть идентична функциональности блока 220А запросов. При попытке определения количеств жидкости во многих местах в проводящей камере 410 может быть выполнено более точное считывание количества жидкости. Это может быть, в частности, полезно в применениях, в которых жидкость не может являться неподвижной. Например, проводящая камера 410 может представлять собой топливный бак воздушного судна. Во время полета топливо может совершать перемещение вокруг вызываемой ряби на границе раздела топливо-воздух. В таких ситуациях измерение количества топлива во многих положениях в топливном баке может уменьшить возможность неправильного расчета количества топлива.

Кроме того, измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости может быть выполнен с возможностью сообщения с блоками 220 запросов в проводящей камере 410. В частности, измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости может быть выполнен с возможностью передачи энергии от наружной части проводящей камеры 410 к компонентам в проводящей камере 410 посредством индуктивно связанных катушек индуктивности, таких как катушки 312А, 312N, 314А, 314N индуктивности. Кроме того, измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости может быть также выполнен с возможностью выдачи сигналов данных, которые могут содержать управляющие сигналы, указывающие на запросы на расчет количеств жидкости. Измерительный контроллер 450 для беспроводного измерения жидкости может быть выполнен с возможностью отправки отдельных сигналов энергии и/или управляющих сигналов на конкретные блоки 220 запросов. Кроме того, измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости может также принимать сигналы данных, содержащие данные о количестве жидкости, указывающие количество жидкости в каждом из щелевых волноводов 250. Следует понимать, что измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости может быть также реализован в измерительной системе для беспроводного измерения количества жидкости, которая может использовать среду 100 полости, которая описана выше по фиг. 1, для измерения количества жидкости в проводящей камере, такой как проводящая камера 110. В некоторых примерах реализации измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости может сообщать данные об измерении количества жидкости с использованием системы. 460 индикации количества жидкости, которая может отвечать за отображение количества жидкости, хранимой в камере 410. В реализациях воздушных судов система 460 индикации количества жидкости может представлять собой систему индикации количества топлива, используемую для расчета и отображения количества топлива в топливном баке воздушного судна. Согласно некоторым примерам реализации система индикации количества топлива может быть выполнена в отсеке воздушного судна с электрическим оборудованием (ЕЕ).

На фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая процесс беспроводного измерения количества жидкости в камере, в соответствии с некоторыми примерами реализации. Следует понимать, что логические операции, описанные в настоящей заявке, могут быть выполнены посредством специально запрограммированных компьютерных устройств и/или аналоговой или цифровой схемы в зависимости от реализации. Следует понимать, что может быть выполнено больше или меньше операций по сравнению с тем, что показано на чертежах и раскрыто в настоящей заявке. Эти операции также могут быть выполнены в порядке, отличном от порядка, описанного в настоящей заявке.

Программа 500 начинается с операции 502, согласно которой измерительный контроллер 410 для измерения количества жидкости может отправлять энергию и сигналы данных на внешнюю катушку 312А индуктивности. Сигналы энергии и данных могут быть отправлены на внешнюю катушку 312А индуктивности через провода 315. Согласно примерам реализации сигналы энергии и данных могут представлять собой низкочастотные сигналы, так что сигналы энергии и данных могут быть переданы через проводящую камеру 110. В результате операции 502 программа 500 переходит к операции 504, согласно которой энергию и сигналы данных передают через проводящий изолирующий слой на внутреннюю катушку индуктивности. Проводящий изолирующий слой может представлять собой перегородку проводящей камеры 110 и может быть выполнен из любого материала, выполненного с возможностью проведения электромагнитных волн. Например, проводящий изолирующий слой 510 может быть выполнен из металла или материала из армированного углеродным волокном пластика (CFRP).

В результате операции 504 программа 500 переходит к операции 506, согласно которой беспроводной коммуникационный узел 320А может преобразовывать возбужденные энергию и сигналы данных в высокочастотный радиосигнал. Согласно примерам реализации возбужденные сигналы энергии и данных преобразовывают в микроволновые частоты. В результате операции 506 программа 500 переходит к операции 508, согласно которой беспроводной коммуникационный узел 320А передает преобразованный высокочастотный радиосигнал на блок 220А запросов. В результате операции 508 программа 500 переходит к операции 510, согласно которой блок 220А запросов принимает преобразованный высокочастотный радиосигнал от беспроводного коммуникационного узла 320А.

В результате операции 510 программа 500 переходит к операции 512, согласно которой в ответ на получение преобразованного высокочастотного радиосигнала, блок 220 запросов приводит к передаче приемопередатчиком 240 падающей электромагнитной волны к границе раздела воздух-жидкость 116 жидкости 112, содержащейся в щелевом волноводе 250. Согласно примерам реализации щелевой волновод 250 может содержать отражающий поплавок 230, выполненный с возможностью увеличения чувствительности для отражения падающих электромагнитных волн. В результате операции 512 программа 500 переходит к операции 514, согласно которой приемопередатчик 240 принимает отраженные электромагнитные волны, соответствующие падающим электромагнитным волнам. Согласно примерам реализации отраженные электромагнитные волны могут содержать множество составляющих отраженных электромагнитных волн, которые будут когерентно суммированы в приемопередатчике. В некоторых примерах реализации приемопередатчик 240 может быть выполнен с возможностью приема только одну составляющую отраженную электромагнитную волну.

В результате операции 514 программа 500 переходит к операции 516, согласно которой модуль 224 передаточной функции измеряет передаточную функцию отраженной электромагнитной волны. Согласно примерам реализации модуль 222 запросов блока 220 запросов может быть выполнен с возможностью измерения передаточной функции. Согласно примерам реализации передаточная функция может представлять собой время перемещения падающей электромагнитной волны, которая должна быть принята приемопередатчиком 240. Измеренное время перемещения может соответствовать конкретному расстоянию между приемопередатчиком 240 и границей раздела воздух-жидкость 116. В результате операции 516 программа 500 переходит к операции 518, согласно которой вычислительный модуль 226 для расчета количества жидкости рассчитывает количество жидкости на основании измеренной передаточной функции. На основании определения того, что передаточная функция, измеренная в приемопередатчике 240, совпадает или аналогична передаточной функции, соответствующей откалиброванному набору количеств жидкостей, рассчитывают количество жидкости, соответствующее совпадающей известной передаточной функции. В одном примере реализации передаточная функция может соответствовать временной задержке между передачей падающей электромагнитной волны и приемом отраженной электромагнитной волны, соответствующей падающей электромагнитной волне. После измерения передаточной функции, соответствующей временной задержке, количество жидкости может быть рассчитано путем сравнения передаточной функции с набором известных временных задержек, соответствующих падающей электромагнитной волне с характеристиками, идентичными характеристикам передаваемой падающей электромагнитной волны.

В результате операции 518 программа 500 переходит к операции 520, согласно которой рассчитанное количество жидкости отправляют на беспроводной коммуникационный узел посредством радиочастотного сигнала с высокой частотой. В результате операции 520 программа 500 переходит к операции 522, согласно которой после получения данных о количестве жидкости от блока 220 запросов беспроводной коммуникационный узел 320А отправляет данные о количестве жидкости на измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости. Согласно примерам реализации данные о количестве жидкости могут быть отправлены на измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости путем передачи низкочастотного сигнала от внутренней катушки индуктивности через проводящий изолирующий слой 410 на внешнюю катушку индуктивности. В результате операции 522 программа 500 заканчивается на операции 524.

Настоящее изобретение относится к измерительной системе для беспроводного измерения количества жидкости, содержащей:

блок запросов, содержащий

передатчик, выполненный с возможностью передачи по меньшей мере одной падающей электромагнитной волны в проводящей камере, выполненной с возможностью хранения жидкости,

приемник, выполненный с возможностью приема отраженных электромагнитных волн, соответствующих падающим электромагнитным волнам,

модуль передаточной функции, выполненный с возможностью измерения передаточной функции, соответствующей отраженным электромагнитным волнам, и

вычислительный модуль для расчета количества жидкости, выполненный с возможностью расчета количества жидкости на основании измеренной передаточной функции.

В вышеописанной системе щелевой волновод может быть расположен в проводящей камере, причем передатчик может быть выполнен с возможностью передачи по меньшей мере одной падающей электромагнитной волны в щелевом волноводе.

Кроме того, отражающий поплавок может быть выполнен с возможностью плавания на поверхности жидкости в щелевом волноводе и возможностью отражения падающих электромагнитных волн.

Вычислительный модуль для расчета количества жидкости может быть дополнительно выполнен с возможностью:

определения временной задержки между передачей конкретной падающей электромагнитной волны из падающих электромагнитных волн и приемом соответствующей отраженной электромагнитной полны,

сравнения определенной временной задержки с набором известных временных задержек, соответствующих падающей электромагнитной волне, имеющей те же самые характеристики, что и указанная конкретная падающая электромагнитная волна,

определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек, и

определения количества жидкости, соответствующего совпавшей временной задержке, после определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек.

Система согласно настоящему изобретению может также содержать блок индукционной энергии и данных, выполненный с возможностью передачи сигналы энергии и данных на блок запросов, причем блок запросов дополнительно содержит беспроводную антенну, выполненную с возможностью передачи первого беспроводного сигнала, содержащего данные о количестве жидкости, соответствующие рассчитанному количеству жидкости, на блок индукционной энергии и данных.

Блок индукционной энергии и данных может содержать:

пару индуктивно связанных катушек индуктивности, содержащих внутреннюю и внешнюю катушки индуктивности, разделенные проводящей камерой, выполненной с возможностью пропускания электромагнитных волн, причем внутренняя катушка индуктивности прикреплена к внутренней поверхности проводящей камеры, а внешняя катушка индуктивности прикреплена к внешней поверхности проводящей камеры;

беспроводной коммуникационный узел, содержащий

преобразователь низких частот в высокие частоты, выполненный с возможностью преобразования низкочастотных индуктивных сигналов, принятых во внутренней катушке индуктивности, в высокочастотные радиосигналы;

преобразователь высоких частот в низкие частоты, выполненный с возможностью преобразования высокочастотных радиосигналов, принятых от блока запросов, в низкочастотные индуктивные сигналы, и

вторую беспроводную антенну, выполненную с возможностью сообщения с первой беспроводной антенной блока запросов посредством высокочастотных радиосигналов.

Проводящая камера вышеописанной системы может содержать армированный углеродным волокном пластик (CFRP).

На чертежах и в описании, в одном примере, раскрыт способ измерения количества жидкости, включающий: передачу по меньшей мере одной падающей электромагнитной волны 132 в проводящей камере 110, прием отраженных электромагнитных волн 142, соответствующих падающим электромагнитным волнам 132, измерение передаточной функции, соответствующей отраженным электромагнитным волнам 142, и расчет количества жидкости на основании измеренной передаточной функции.

Преимущественно, передача по меньшей мере одной падающей электромагнитной волны 132 в проводящей камере 110 в способе включает передачу по меньшей мере одной падающей электромагнитной волны 132 по направлению к поверхности жидкости, хранимой в проводящей камере 110. Преимущественно, способ может включать передачу падающих электромагнитных волн 132 к отражающему поплавку 230, плавающему на поверхности жидкости, хранимой в камере 110. Преимущественно, прием отраженных электромагнитных волн 142 в способе включает прием отраженных электромагнитных волн, которые представляют собой отражение падающих электромагнитных волн 132. Предпочтительно, расчет количества жидкости на основании измеренной передаточной функции в способе включает: определение временной задержки между передачей конкретной падающей электромагнитной волны из падающих электромагнитных волн 132 и приемом соответствующей отраженной электромагнитной волны 142, сравнение временной задержки с набором известных временных задержек, соответствующих падающей электромагнитной волне 132, имеющей те же самые характеристики, что и указанная конкретная падающая электромагнитная волна 132, определение совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек и определение количества жидкости, соответствующего совпавшей временной задержке, после определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек.

Преимущественно, способ может включать передачу падающих электромагнитных волн 132 на множестве дискретных частот в конкретной полосе пропускания; причем измерение передаточной функции, соответствующей отраженным электромагнитным волнам 142, включает создание принятого энергетического профиля, отражающего когерентное суммирование отраженных электромагнитных волн 142. Преимущественно, способ может дополнительно включать передачу первого радиочастотного (RF) сигнала, содержащего данные о количестве жидкости, соответствующие рассчитанному количеству жидкости, на беспроводной коммуникационный узел 320А, выполненный с возможностью передачи данных о количестве жидкости на измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости снаружи проводящей камеры 110, и передачу данных о количестве жидкости на измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости.

Преимущественно, способ может включать передачу данных о количестве жидкости на измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости и содержит: создание сигнала количества жидкости, содержащий данные о количестве жидкости, передачу сигнала количества жидкости на внутреннюю катушку 314А индуктивности, прикрепленную к внутренней поверхности проводящей камеры 110, передачу сигнала количества жидкости на внешнюю катушку 312А индуктивности, которая индуктивно связана с внутренней катушкой 314А индуктивности, и прием сигнала количества жидкости во внешней катушке 312А индуктивности, и передачу сигнала количества жидкости на измерительный контроллер 450 для измерения количества жидкости.

В одном примере раскрыта система для измерения количества жидкости, содержащая: блок 120, 220 запросов, который выполнен с возможностью расчета количества жидкости, хранимой в проводящей камере 110, и блок 160 индукционной энергии и данных 320, выполненный с возможностью беспроводной подачи энергии и сигналов данных на блок запросов 120, 220, блок 160 индукционной энергии и данных 320, содержащий пару индуктивно связанных катушек индуктивности, содержащих внутреннюю катушку 314А индуктивности и внешнюю катушку 312А индуктивности, разделенные проводящей камерой 110, выполненной с возможностью проведения электромагнитных волн, причем внутренняя катушка 314А индуктивности прикреплена к внутренней поверхности проводящей камеры 110, а внешняя катушка 312А индуктивности прикреплена к внешней поверхности проводящей камеры 110.

Преимущественно, блок 120, 220 запросов в системе содержит: передатчик, выполненный с возможностью передачи по меньшей мере одной падающей электромагнитной волны 132 в проводящей камере 110, выполненной с возможностью хранения жидкости, приемник, выполненный с возможностью приема отраженных электромагнитных волн 142, соответствующих падающим электромагнитным волнам (132), модуль передаточной функции, выполненный с возможностью измерения передаточной функции, соответствующей отраженным электромагнитным волнам (142), и вычислительный модуль (126) для расчета количества жидкости, выполненный с возможностью расчета количества жидкости на основании измеренной передаточной функции.

Преимущественно, вычислительный модуль 126 для расчета количества жидкости в системе дополнительно выполнен с возможностью определения временной задержки между передачей конкретной падающей электромагнитной волны 132 из падающих электромагнитных волн 132 и приемом соответствующей отраженной электромагнитной волны 142, сравнения определенной временной задержки с набором известных временных задержек, соответствующих падающей электромагнитной волне 132, имеющей те же самые характеристики, что и указанная конкретная падающая электромагнитная волна, определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек и определения количества жидкости, соответствующего совпавшей временной задержке, после определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек.

Преимущественно, блок 160, 320 индукционной энергии и данных в системе дополнительно содержит беспроводной коммуникационный узел 320А, выполненный с возможностью беспроводного сообщения с блоком 120, 220 запросов, причем блок 120, 220 запросов дополнительно содержит беспроводную антенну 128, 228 для взаимодействия с беспроводным коммуникационным узлом и выполнен с возможностью отправки данных, соответствующих рассчитанному количеству жидкости, на беспроводной коммуникационный узел 320А посредством беспроводной антенны 128, 228.

Преимущественно, система может дополнительно содержать щелевой волновод 250, расположенный в проводящей камере 110, а передатчик может быть выполнен с возможностью передачи падающих электромагнитных волн 132 по направлению к жидкости в щелевом волноводе 250.

Вышеописанный объект раскрыт только посредством чертежей и его не следует толковать в качестве ограничения. Различные модификации и изменения могут быть выполнены для объекта, описанного в настоящей заявке, без соблюдения показанных и описанных показательных примеров реализации и применений и без выхода за рамки сущности и объема настоящего изобретения, который задан в прилагаемой формуле изобретения.

1. Способ измерения количества жидкости, включающий:
передачу, по меньшей мере, одной падающей электромагнитной волны (132) в проводящей камере (110);
прием отраженных электромагнитных волн (142), соответствующих падающим электромагнитным волнам (132);
измерение передаточной функции, соответствующей отраженным электромагнитным волнам (142); и
расчет количества жидкости на основании измеренной передаточной функции посредством
определения временной задержки между передачей конкретной падающей электромагнитной волны из указанных падающих электромагнитных волн (132) и приемом соответствующей отраженной электромагнитной волны (142);
сравнения определенной временной задержки с набором известных временных задержек, соответствующих падающей электромагнитной волне (132), имеющей те же самые характеристики, что и указанная конкретная падающая электромагнитная волна (132);
определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек и
определения количества жидкости, соответствующего совпавшей временной задержке, после определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек.

2. Способ по п. 1, согласно которому передача, по меньшей мере, одной падающей электромагнитной волны (132) в проводящей камере (110) включает передачу, по меньшей мере, одной падающей электромагнитной волны (132) по направлению к поверхности жидкости, хранимой в проводящей камере (110).

3. Способ по п. 1, согласно которому падающие электромагнитные волны (132) передают к отражающему поплавку (230), плавающему на поверхности жидкости, хранимой в камере (110).

4. Способ по п. 1, согласно которому прием отраженных электромагнитных волн (142) включает прием отраженных электромагнитных волн, которые представляют собой отражение падающих электромагнитных волн (132).

5. Способ по п. 1, согласно которому падающие электромагнитные волны (132) передают на множестве дискретных частот в конкретной полосе пропускания;
причем измерение передаточной функции, соответствующей отраженным электромагнитным волнам (142), включает создание принятого энергетического профиля, отражающего когерентное суммирование отраженных электромагнитных волн (142).

6. Способ по п. 1, дополнительно включающий:
передачу первого радиочастотного (RF) сигнала, содержащего данные о количестве жидкости, соответствующие рассчитанному количеству жидкости, на беспроводной коммуникационный узел (320А), выполненный с возможностью передачи данных о количестве жидкости на измерительный контроллер (450) для измерения количества жидкости, расположенный снаружи проводящей камеры (110); и
передачу данных о количестве жидкости на измерительный контроллер (450) для измерения количества жидкости.

7. Способ по п. 1, согласно которому передача данных о количестве жидкости на измерительный контроллер (450) для измерения количества жидкости включает:
создание сигнала количества жидкости, содержащего данные о количестве жидкости;
передачу сигнала количества жидкости на внутреннюю катушку (314А) индуктивности, прикрепленную к внутренней поверхности проводящей камеры (110);
передачу сигнала количества жидкости на внешнюю катушку (312А) индуктивности, которая индуктивно связана с внутренней катушкой (314А) индуктивности; и
прием сигнала количества жидкости во внешней катушке (312А) индуктивности; и
передачу сигнала количества жидкости на измерительный контроллер (450) для измерения количества жидкости.

8. Система для измерения количества жидкости, содержащая:
блок (120, 220) запросов, содержащий
передатчик, выполненный с возможностью передачи, по меньшей мере, одной падающей электромагнитной волны (132) в проводящей камере (110), выполненной с возможностью хранения жидкости,
приемник, выполненный с возможностью приема отраженных электромагнитных волн (142), соответствующих падающим электромагнитным волнам (132),
модуль передаточной функции, выполненный с возможностью измерения передаточной функции, соответствующей отраженным электромагнитным волнам (142), и
вычислительный модуль (126) для расчета количества жидкости, выполненный с возможностью расчета количества жидкости на основании измеренной передаточной функции; и
блок (160, 320) индукционной энергии и данных, выполненный с возможностью беспроводной передачи энергии и сигналов данных на блок (120, 220) запросов и содержащий пару индуктивно связанных катушек индуктивности, содержащих внутреннюю катушку (314А) индуктивности и внешнюю катушку (312А) индуктивности, разделенные проводящей камерой (110), выполненной с возможностью проведения электромагнитных волн, причем внутренняя катушка (314А) индуктивности прикреплена к внутренней поверхности проводящей камеры (110), а внешняя катушка (312А) индуктивности прикреплена к внешней поверхности проводящей камеры (110),
причем указанный вычислительный модуль (126) для расчета количества жидкости дополнительно выполнен с возможностью:
определения временной задержки между передачей конкретной падающей электромагнитной волны (132) из падающих электромагнитных волн (132) и приемом соответствующей отраженной электромагнитной волны (142);
сравнения определенной временной задержки с набором известных временных задержек, соответствующих падающей электромагнитной волне (132), имеющей те же самые характеристики, что и указанная конкретная падающая электромагнитная волна;
определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек; и
определения количества жидкости, соответствующего совпавшей временной задержке, после определения совпадения определенной временной задержки с временной задержкой из набора известных временных задержек.

9. Система по п. 8, в которой блок (160, 320) индукционной энергии и данных дополнительно содержит беспроводной коммуникационный узел (320А), выполненный с возможностью беспроводного сообщения с блоком (120, 220) запросов;
причем блок (120, 220) запросов дополнительно содержит беспроводную антенну (128, 228) для сообщения с беспроводным коммуникационным узлом и выполнен с возможностью передачи данных, соответствующих рассчитанному количеству жидкости, на беспроводной коммуникационный узел (320А) посредством беспроводной антенны (128, 228).

10. Система по п. 8, дополнительно содержащая щелевой волновод (250), расположенный в проводящей камере (110); причем
передатчик выполнен с возможностью передачи падающих электромагнитных волн (132) по направлению к жидкости в щелевом волноводе (250).



 

Похожие патенты:

Устройство относится к измерителям уровня наполнителя в резервуарах, емкостях и т.д., вВ частности, к радарному детектированию параметров процесса, связанных с расстоянием до поверхности содержимого в резервуаре с помощью электромагнитных волн.

Изобретение относится к радарным уровнемерам. Заявлен способ радарного определения уровня и система для его реализации.

Предложенные два варианта радиолокационного волноводного уровнемера предназначены для измерения уровня в установках, например в резервуарах, котлах с избыточным давлением, силосах.

Изобретение относится к измерительной технике. В заявленном способе определения положения границы раздела двух веществ в емкости, при котором в емкости с веществами, одно над другим, образующими плоскую горизонтальную границу раздела, размещают вертикально отрезок длинной линии длиной l, заполняемый веществами в соответствии с их расположением в емкости, с оконечным горизонтальным участком фиксированной длины z0, скачкообразно заполняемым веществом и опорожняемым при, соответственно, поступлении веществ в емкость и их удалении из емкости, возбуждают в отрезке длинной линии электромагнитные колебания на двух разных резонансных частотах f 1 и f 2, измеряют эти резонансные частоты в зависимости от координаты z положения границы раздела двух веществ в емкости, дополнительно возбуждают в отрезке длинной линии электромагнитные колебания на третьей резонансной частоте f 3, измеряют f 3 и производят совместную функциональную обработку f 1, f 2 и f 3 согласно соотношению , где f 1 0 ,   f 2 0 ,   f 3 0 - начальные, в отсутствие веществ в емкости, значения f 1, f 2 и f 3, соответственно; - напряжение в точке с координатой ξ отрезка длинной линии с оконечным горизонтальным участком, возбуждаемого на резонансных частотах f 1, f 2 и f 3, соответственно.

Изобретение относится к способу и устройству определения уровня, использующему электромагнитные волны для определения расстояния до поверхности продукта, содержащегося в резервуаре.

Изобретение относится к устройству для измерения уровня заполнения наполняемой среды в контейнере, а также к способу измерения и к компьютерно-читаемому носителю, служащему для управления устройством.

Изобретение относится к области радиолокационной измерительной техники и может быть использовано для создания систем контроля и измерения уровня сыпучих продуктов в резервуарах, эксплуатация которых осуществляется на предприятиях строительной, горнодобывающей и нефтехимической отраслей.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения количества (объема) диэлектрической жидкости в металлической емкости произвольной конфигурации независимо от ее электрофизических параметров.

Изобретение относится к области нефтяной и газовой промышленности и предназначено для обеспечения высококачественного проведения процесса тампонажных работ в скважинах.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной аппаратуры объектов атомной энергетики и может быть использовано в составе АСУ ТП АЭС для бесконтактного измерения уровня жидких радиоактивных отходов в резервуарах.

Изобретение относится к системам терморегулирования (СТР) космических аппаратов, например телекоммуникационных спутников. СТР содержит жидкостный контур теплоносителя с электронасосным агрегатом (ЭНА) и компенсатором объема (КО).

Изобретение используется для высокоточного определения диэлектрической проницаемости жидкости, находящейся в какой-либо емкости, независимо от ее уровня. Сущность изобретения заключается в том, что в сторону поверхности жидкости по нормали к ней излучают частотно-модулированные по линейному закону электромагнитные волны, принимают отраженные электромагнитные волны, затем выделяют сигнал разностной частоты на выходе смесителя между падающими и отраженными электромагнитными волнами, сохраняют эти данные в виде массива выборок за время периода модуляции, аппроксимируют полученные данные суммой двух синусоид путем подбора амплитуды, частоты и фазы каждой из них до максимального совпадения с полученными данными, по частотам полученных синусоид и известному расстоянию от антенн до дна емкости определяют диэлектрическую проницаемость жидкости.

Изобретение относится к животноводству, в частности к системам очистки вытяжного и рециркуляционного воздуха в животноводческих и птицеводческих помещениях, и направлена на создание системы, позволяющей постоянно в автономном режиме контролировать степень загрязненности омывающей жидкости.

Изобретение относится к системам нефтепродуктообеспечения. Изобретение касается способа замера объема нефтепродукта в резервуаре, в котором мерной линейкой замеряют высоту нефтепродукта в резервуаре, имеющем форму цилиндра круглого горизонтально расположенного, и при известных величинах радиуса и длины резервуара объем нефтепродукта определяют по безразмерной диаграмме, единой для всех горизонтально расположенных резервуаров и которая представляет функцию V/(R2*L)=f(h/R), где V - объем нефтепродукта в резервуаре, R - радиус резервуара, L - длина резервуара, h - высота нефтепродукта в резервуаре.

Изобретение относится к эксплуатации нефтедобывающих скважин с помощью глубинно-насосного оборудования и может использоваться в нефтедобывающей промышленности.
Изобретение относится к области водоотведения. Способ включает установку на каждом исследуемом участке канализационной сети датчика, выполненного с возможностью измерения параметра, характеризующего состояние канализационной сети, определение для каждого исследуемого участка сети зависимости измеряемого датчиком параметра от времени, а также анализ зависимости, полученной для каждого исследуемого участка, позволяющий определить наличие дефекта на исследуемом участке канализационной сети.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества), находящегося в какой-либо емкости.

Изобретение относится к области радиолокации, а именно к устройствам для определения дальности до водной поверхности и может быть использовано для определения уровня водоемов.

Изобретение относится к контролю среды в резервуарах для хранения, в частности к способу и устройству для обнаружения разделения фаз в резервуарах для хранения. По меньшей мере один поплавок имеет плотность, откалиброванную таким образом, чтобы обнаруживать различие в плотности между окружающими текучими средами.

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к измерителям уровня криогенной жидкости, и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами в криогенных воздухоразделительных установках.
Наверх