一种多点位飞机油位测量系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种多点位飞机油位测量系统和方法，该测量系统以典型的三油箱布局为设计基准，包括多点位油位传感器，油位信号集中器、油位信号处理模块以及若干信号传输线缆。多点位油位传感器可用于对低油位、高油位、应急放油油位、ETPOS油位进行监测和告警，同时可用于左右翼不平衡监测以及油量测量系统的完整性检查。整性检查。整性检查。

【技术实现步骤摘要】
一种多点位飞机油位测量系统和方法


[0001]本专利技术属于民用运输类飞机燃油系统设计领域，尤其涉及一种多点位飞机油位测量系统和方法。

技术介绍

[0002]民用飞机燃油测量系统通常设置燃油油量测量和燃油油位测量，前者以质量计量，测量所贮存的燃油(从而计算飞机的航程)，后者以体积计量。目前主流机型多使用传统油位测量系统，其主要实现两种功能：
[0003]a)在压力加油过程中进行高油位监测，即当油箱内加油量达到上限值时，燃油系统触发高油位告警并自动切断压力加油。设置高油位监测主要是为了防止燃油箱加油过满，避免“在达到规定的最大燃油质量之前，贮存的燃油就已经超过了燃油箱体积容量极限”；
[0004]b)在飞行过程中进行低油位监测，即当油箱内可用燃油量设计低于下限值时，燃油系统触发低油位告警，告知飞行机组，方便机组作出相应处置，从而保障飞行安全。
[0005]与上述功能对应的常见设计架构如图1所示，其特点是：采用的油位传感器通常与油量传感器为同类型传感器或者直接将油量传感器用作油位测量。以某型号飞机燃油系统为例，其使用电容式传感器作为油量传感器，不设置专用的高油位传感器，由部分油量传感器兼作高油位传感器，同时使用电容式传感器作为低油位传感器，即其使用的油量传感器、高油位传感器、低油位传感器均为电容式传感器。
[0006]目前先进机型的油位测量系统针对油位测量场景及功能进行了拓展：
[0007]a)某型号飞机设置了1根专用的ETOPS油位传感器，当飞机执行ETOPS任务时可用于监测ETOPS低油位，保障ETOPS飞行的用油安全；
[0008]b)某型号飞机设置了约20根单点位油位传感器进行油位监测，使用IMA架构，除了对“低油位”和“高油位”进行监测外，还可以对“不平衡”、“自动供油错误”等场景进行油位监测，并通过油位测量系统提供对油量测量系统的完整性检查。
[0009]但目前主流机型油位测量系统存在不足之处如下：
[0010]a)没有使用单独的油位传感器进行信号采集，采用的油位传感器通常与油量传感器为同类型传感器或者直接将油量传感器用作油位测量，容易受潜在共模失效源影响，造成油位信号和油量信号同时错误或丢失，进而引发I类失效“燃油量指示错误且低油面告警功能丧失”；
[0011]b)针对“低油位告警”，考虑的告警场景、传感器设置及逻辑处置不能满足所有失效场景，容易导致无法执行飞行任务或发生危险乃至灾难性事故，如：
[0012]1)ETOPS低油位告警，大多数执行ETOPS任务的机型未考虑，而该场景下可能会发生ETOPS低油位，造成无法完成ETOPS飞行任务的风险；
[0013]2)应急放油低油位告警，对于具有应急放油功能的飞机，存在过度应急放油的场景，但未对此进行考虑，存在一定的风险性；一些飞机虽然考虑通过控制应急放油泵安装高
度的方法避免该风险(不依赖于测量系统、也无需关注手动)，但该方法存在非常多的局限性(如额外增加应急放油泵及其安装、供电控制等相关附属设备合计至少约15kg，而且应急放油泵的安装必须选择一定高度，对飞机布置难度加大，此外还存在单一失效导致不能应急放油的可能等等)，非主流民机设计趋势；
[0014]c)某先进机型通过增加多个单点位油位传感器拓展油位测量系统功能和使用场景，但该种架构会导致系统部件(传感器、安装支架和线缆等)数量增多，进而导致系统增重、可靠性和安全性降低、成本增高。
[0015]综上，在飞机燃油测量系统架构设计过程中，通过对比各主流机型现有设计架构发现：目前传统机型的燃油测量系统架构主要是针对油量测量，在油位测量上通常分别设置低油位传感器和高油位传感器，用于告警和控制切断，但该种架构针对ETOPS和应急放油等状态下的失效场景缺乏应对技术和设计手段；目前先进机型通过增加多个单点位油位传感器解决传统设计存在的问题，但该种架构会导致系统部件(传感器、安装支架和线缆等)数量增多，进而导致系统增重、可靠性和安全性降低、成本增高。
[0016]因此，需要能够改进现有技术中的缺陷的系统和方法。

技术实现思路

[0017]提供本
技术实现思路
来以简化形式介绍将在以下具体实施方式部分中进一步描述的一些概念。本
技术实现思路
并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
[0018]针对现有技术的缺陷，本专利技术提出了一种多点位飞机油位测量系统和方法，该多点位飞机油位测量系统包括多点位油位传感器，油位信号集中器、以及油位信号处理模块。多点位油位传感器采用集成式设计，可用于对低油位、高油位、应急放油油位、ETPOS油位的监测和告警，同时可用于左右翼不平衡监测以及油量测量系统的完整性检查。
[0019]具体而言，在本专利技术的一个实施例中，提供了一种多点位飞机油位测量系统，所述系统包括：
[0020]相对于机翼对称布置在油箱中的多点位油位传感器，其被配置成采集油位信号；
[0021]油位信号集中器，其被配置成传输来自所述多点位油位传感器的所述油位信号；以及
[0022]油位信号处理模块，其被配置成接收由所述油位信号集中器传输的所述油位信号，并且基于所述油位信号来进行油位告警。
[0023]在本专利技术的一个实施例中，所述多点位油位传感器采用集成式设计，包括将多个传感器点位集成在单个传感器结构上，并且其中所述多个传感器点位包括应急放油油位传感器点位和ETOPS油位传感器点位。
[0024]在本专利技术的这一实施例中，所述油位告警包括应急放油低油位告警，并且所述油位信号处理模块被进一步配置成通过以下操作来实现所述应急放油低油位告警：
[0025]基于所述油位信号来确定所述应急放油油位传感器点位是否暴露；
[0026]在所述应急放油油位传感器点位暴露的情况下确定处于应急放油低油位；以及
[0027]在驾驶舱中对飞行员进行所述应急放油低油位告警并提醒处置。
[0028]在本专利技术的这一实施例中，所述油位告警包括ETOPS低油位告警，并且所述油位信
号处理模块被进一步配置成通过以下操作来实现所述ETOPS低油位告警：
[0029]基于所述油位信号来确定所述ETOPS油位传感器点位是否暴露；
[0030]在所述ETOPS油位传感器点位暴露的情况下确定处于ETOPS低油位；以及
[0031]在驾驶舱中对飞行员进行所述ETOPS低油位告警并提醒处置。
[0032]在本专利技术的这一实施例中，所述油位告警包括机翼油位不平衡告警，并且所述油位信号处理模块被进一步配置成通过以下操作来实现所述机翼油位不平衡告警：
[0033]基于所述油位信号来比较左翼油箱中的多点位油位传感器的暴露点位号以及右翼油箱中对称位置的多点位油位传感器的暴露点位号；
[0034]确定这两个暴露点位号的差的绝对值是否大于等于阈值；
[0035]在这两个暴露点位号的差的绝对值大于等于所述阈值的情况下确定机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于多点位飞机油位测量的系统，所述系统包括：相对于机翼对称布置在油箱中的多点位油位传感器，其被配置成采集油位信号；油位信号集中器，其被配置成传输来自所述多点位油位传感器的所述油位信号；以及油位信号处理模块，其被配置成接收由所述油位信号集中器传输的所述油位信号，并且基于所述油位信号来进行油位告警。2.如权利要求1所述的系统，其中所述多点位油位传感器采用集成式设计，包括将多个传感器点位集成在单个传感器结构上，并且其中所述多个传感器点位包括应急放油油位传感器点位和ETOPS油位传感器点位。3.如权利要求2所述的系统，其中所述油位告警包括应急放油低油位告警，并且所述油位信号处理模块被进一步配置成通过以下操作来实现所述应急放油低油位告警：基于所述油位信号来确定所述应急放油油位传感器点位是否暴露；在所述应急放油油位传感器点位暴露的情况下确定处于应急放油低油位；以及在驾驶舱中对飞行员进行所述应急放油低油位告警并提醒处置。4.如权利要求2所述的系统，其中所述油位告警包括ETOPS低油位告警，并且所述油位信号处理模块被进一步配置成通过以下操作来实现所述ETOPS低油位告警：基于所述油位信号来确定所述ETOPS油位传感器点位是否暴露；在所述ETOPS油位传感器点位暴露的情况下确定处于ETOPS低油位；以及在驾驶舱中对飞行员进行所述ETOPS低油位告警并提醒处置。5.如权利要求1所述的系统，其中所述油位告警包括机翼油位不平衡告警，并且所述油位信号处理模块被进一步配置成通过以下操作来实现所述机翼油位不平衡告警：基于所述油位信号来比较左翼油箱中的多点位油位传感器的暴露点位号以及右翼油箱中对称位置的多点位油位传感器的暴露点位号；确定这两个暴露点位号的差的绝对值是否大于等于阈值；在这两个暴露点位号的差的绝对值大于等于所述阈值的情况下确定机翼油位不平衡；以及在驾驶舱中对飞行员进行所述机翼油位不平衡告警并提醒处置。6.如权利要求1所述的系统，其中所述多点位油位传感器是与油量测量系统中的油量传感器不同类型的传感器，并且所述系统独立非相似于所述油量测量系统，并且其中当所述系统和所述油量测量系统被启动时，所述油位信号处理模块被进一步配置成通过以下操作来实现对所述油量测量系统的完整性检查：与所述油量测量系统中的油量信号处理模块交互以确定分别来自所述系统和所述油量测量系统的燃油数据之间的差值是否在限制区间内，其中在所述限制区间内表示完整性检查成功，而不在所述限制区间内表示完整性检查失败；在驾驶舱中显示所述完整性检查的结果。7.如权利要求1所述的系统，其中所述多点位油位传感器还用于低油位和高油位告警，并且当所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞琪，葛锐，张霄宇，朱德轩，宋志强，龚昊，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：