无线燃料传感器系统的制作方法_3

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中的除燃料水平之外的其他类型的信息。例如,可以在来自传感器的传感器数据中接收温度、压力、蒸汽的量以及其他信息。在又一说明性实例中,传感器可以位于除燃料箱602以外的飞机的其他位置中。这些传感器还可以生成发送至传感器控制器604的传感器数据。例如,在不同的说明性实例中,传感器可以位于飞机的机舱内部而与发动机相关联,或者其他位置中。
[0101]现在参考图7,根据说明性实施方式描述传感器系统的另一个示意图。在这个说明性实例中,示出了用于传感器系统600的另一结构。
[0102]如所描述的,读取器&608和读取器R2610不作为单独的部件用在传感器系统600中。在说明性实例中,天线612、天线614和天线616被连接至远程数据聚集器606。读取器1^608和读取器&610的功能被集成在远程数据聚集器606中。换言之,如收发器单元的硬件和用于传输射频信号并接收射频信号的其他装置可以实现在远程数据聚集器606内。这类实施方式可以减少安装在飞机中的装置的数量。
[0103]现在参考图8,根据说明性实施方式描述传感器系统的另一个示意图。图8示出传感器系统600的又一个示意图。如所描述的,射频窗口形成在燃料箱602内的结构中。例如,射频窗口 800位于翼肋(rib) 802中。射频窗口 804位于翼肋806中。射频窗口 808位于翼肋810中。射频窗口 812位于翼肋814中。
[0104]用于这些射频窗口的材料可以是便于射频信号穿过窗口的任何材料。为这些射频信号选择的材料可以是用于如天线罩的结构的材料。这些材料可以减少燃料箱602内的射频信号的衰减。材料可以包括选自聚胺脂、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、石英/氰酸酯复合材料、石英/聚丁二稀复合材料、聚氧化甲稀、酰胺纤维、闭孔泡沫塑料(closed cell foam)、不支持的薄膜粘合剂(nonsupported film adhesive)以及其他合适的材料中的一种的材料。
[0105]在另一说明性实例中,射频窗口可以使用直接连接在隔板(bulkhead)处的两个无源天线而建立。例如,孔径可以形成在金属翼肋中。可以利用第一连接件将一个天线安装在前部分隔舱(forward bay),该第一连接件在附接至第二天线的另一个连接至另一个连接件。这些连接件例如可以是50欧姆连接件。效果将与具有物理孔径相似。
[0106]在这个说明性实例中,射频窗口的使用可以减少传感器系统600中所需要的部件的数量。如所描述的,天线616、读取器&608和读取器&610没有被用在传感器系统600的这个结构中。利用这个结构,天线612和天线614提供用于在燃料箱602内发送和接收射频信号的充足的覆盖范围。
[0107]现在参考图9,根据说明性实施方式描述传感器系统的又一个示意图。图9示出传感器系统600的另一结构的又一个示意图。
[0108]在这个说明性实例中,天线900被用来代替天线612、天线614和天线616。天线900不是像天线612、天线614和天线616 —样的单独的部件。相反,天线900被集成在该另一个结构内。在这个具体实例中,天线900集成在燃料箱602两端延伸的翼梁(spar) 902内。
[0109]具体地,天线900采用在翼梁902内形成的波导的形式。在说明性实例中,波导可以是开槽波导(slotted waveguide)。开槽波导可以帮助射频信号传播通过燃料箱602。此夕卜,当波导采用开槽波导的形式时,开槽波导可以形成为如桁条(stringer)的结构部件的部分。
[0110]在说明性实例中利用射频窗口覆盖桁条中的狭槽。以这种方式,桁条中的通道可以与燃料箱602相隔离。此外,具有更高的能量级的射频信号可以通过使用射频窗口而传播通过桁条。
[0111]因此,燃料箱602中制造和安装的部件的数量与燃料箱602相关联。此外,通过使用天线900,传感器系统600的这个结构不需要读取器&608和读取器R2610。
[0112]图6至图9中的传感器系统600的不同的结构的示意图仅意味着传感器系统600可以实现的一些结构的实例。这些示意图不意味着限制可以实现其他说明性实施方式的方式。例如,在其他说明性实施方式中,在如图9中所描述的传感器系统600的结构中不需要射频窗口 800、射频窗口 804、射频窗口 808和射频窗口 812。
[0113]在又一说明性实例中,可以使用除了所示出的燃料箱602的八个传感器单元以外的其他多个传感器单元。例如,可以使用一个传感器单元、十五个传感器单元、二十个传感器单元或者其它数量的传感器单元。
[0114]作为另一实例,传感器系统600可以被实现在除燃料箱602之外的其他位置中或者代替燃料箱602的位置中。例如,传感器系统600还可以在飞机的客舱内使用、与飞机的发动机相关联使用以及在飞机内的其他位置中使用。例如,传感器可以存在于客舱之中以生成关于如客舱中的温度、湿度的参数以及其他合适的参数的数据。传感器数据可以由图2中的飞机206中的环境控制系统使用。作为另一实例,传感器可以存在于飞机的不同的部分之中以检测如压力、张力的其他参数以及其他合适的参数。
[0115]参考图10,根据说明性实施方式描述的时序图的示意图。在描述的实例中,时序图1000示出传感器系统中发送无线信号和接收无线信号的时间。如所描述的,时序图1000示出可以用于图6中的传感器系统600中的时序。
[0116]如所描述的,X轴1002表示时间,而Y轴1004表示图2中的传感器系统202和图6中的传感器系统600内传输的无线信号的电力。在说明性实例中,线1006表示通过天线由读取器传输至图6中的传感器系统600中的传感器单元的射频信号的电力。
[0117]可以看出,线1006中的用于射频传输的电力具有不同的水平。这些不同的水平可以对应于图6中的传感器系统600中的操作的不同状态。具体地,图6中的传感器系统600可以在无线信号的传输中实现图5中的状态机500。
[0118]如所描述的,采样时间1008表示收集传感器数据的周期。供电阶段1010和数据收集阶段1012是采样时间1008内的时间段。
[0119]在供电阶段1010期间,线1006处于电力水平1014处。电力水平被选择为使得供电阶段1010期间传输的无线信号中的能量提供操作传感器系统600中的传感器单元的电能。提供至传感器单元的电能可以用于执行不同的操作。例如,操作可以包括进行测量、存储传感器数据或其他合适的类型的操作中的至少一个。
[0120]在说明性实例中,供电阶段1010的持续时间根据具体传感器系统和如天线、传感器单元的部件的结构以及其他因素而改变。在说明性实例中,供电阶段1010的持续时间被选择为传感器单元可以有效执行期望的操作以生成传感器数据并存储数据。例如,当无线信号的功率是约10瓦特时,供电阶段1010的持续时间可以是约10毫秒。在这个实例中,无线信号的功率可以是从约lmW至约10mW。
[0121]信号的时间和功率的选择可以取决于所使用的能量收集装置的效率。此外,这些参数可以根据传感器单元的位置、燃料箱的结构或者其他结构以及其他合适的因素而改变。
[0122]在供电阶段1010之后,出现数据收集阶段1012。在数据收集阶段1012中,线1006具有电力水平1016。电力水平1016被配置为使传感器系统600中的传感器单元发送由传感器单元所生成的传感器数据。
[0123]在这些说明性实例中,信息可以在图10中未示出的无线传输中被编码。例如,无线传输可以编码用于不同的传感器单元的标识符,使得具有编码的标识符的传感器单元传输传感器数据。
[0124]在一个说明性实例中,供电阶段1010期间发送的无线电力信号被所有的传感器单元接收。在这个实例中,数据收集阶段1012期间,线1006中的脉冲用于将无线数据收集信号发送至无线传感器。
[0125]例如,时间札1020中的脉冲可以是由图6中的读取器札608生成的信号。在这个说明性实例中,在时间AJ022期间传输的脉冲1018通过天线612进行传输。时间A21024期间传输的脉冲1018由图6中的天线614传输。来自在时间R21023期间由图6中的读取器R2610生成的信号的时间A31026期间传输的脉冲1018由图6中的天线616传输。
[0126]如所描述的,脉冲1018可以基于所传输的无线数据收集信号中编码的信息而被引导至特定的传感器单元。例如,脉冲PJ028被引导至传感器单元618 ;脉冲P21030被引导至传感器单元620 ;脉冲P31032被引导至传感器单元622 ;脉冲P41034被引导至传感器单元624 ;脉冲P51036被引导至传感器单元626 ;脉冲P61038被引导至传感器单元628 ;脉冲P71040被引导至传感器单元630 ;脉冲Ps1042被引导至传感器单元632。
[0127]在这个说明性实例中,用于特定传感器单元的每个脉冲可以编码用于那个传感器单元的标识符。那个标识符指示脉冲和可以在脉冲中编码的任何其他信息被引导至在脉冲中标识的特定传感器单元。其他信息例如可以包括命令、指令、数据以及其他合适的类型的
?目息。
[0128]在这些说明性实例中,脉冲1018可具有与用于读取射频标识符标签的持续时间和电力水平相似的持续时间和电力水平。例如,脉冲可具有约10毫秒的持续时间。在这个实例中,数据收集阶段1012的时间是读取来自传感器系统600中的所有不同的传感器单元的传感器数据需要的时间。这个时间可以通过将传感器单元的数量乘以读取来自传感器单元的数据的脉冲宽度来确定。数据收集阶段1012的时间还可以考虑如系统延迟的其他因数。
[0129]参照图11,根据说明性实施方式描绘了传感器单元的框图的示意图。在这个说明性实例中,传感器单元1100是用于图2中的传感器单元212中的传感器单元的实施方式的另一个实例。
[0130]在说明性实例中,传感器单元1100包括多个不同的部件。如所描述的,传感器单元1100包括天线系统1102、电路1104和传感器1106。
[0131]电路1104包括一个或多个不同的元件。电路1104可以根据【具体实施方式】而被实现为集成电路芯片或电连接至彼此的多个集成电路芯片。
[0132]传感器1106可以采用各种形式。在这个说明性实例中,传感器1106可以是探针1108。换言之,传感器1106可具有如圆柱的细长形状或者其它合适的形状。具体地,探针1108可以是电容性探针1110。当然,传感器1106可以采用除电容性探针1110以外的其他形式。例如,探针1108可以是温度探针。在其他说明性实例中,可以使用可具有针对结构的其他形状的其他类型的传感器。
[0133]天线系统1102可以采用各种形式。例如,天线系统1102可以是一组天线1112。这组天线1112可以采用天线阵列1114的形式。在另一个实例中,探针1108可被配置为提供测量数据并且起天线的作用,如下面进一步描述的。
[0134]在图11的说明性实例中,天线系统1102物理连接至传感器1106。如在本文中使用的,第一部件(天线系统1102) “连接至”第二部件(传感器1106),意味着第一部件可以直接或间接地连接至第二部件。换句话说,在第一部件和第二部件之间可能存在另外的部件。当两个部件之间存在一个或更多另外的部件时,第一部件被认为间接连接到第二部件。当第一部件直接连接到第二部件时,两个部件之间不存在另外的部件。
[0135]如所描述的,传感器1106可以用作用于天线系统1102的安装结构。在其他说明性实例中,当传感器1106包括金属材料时,传感器1106可以起到接地或接地面的作用。
[0136]此外,天线系统1102被配置为交换不同环境中的射频信号。例如,一组天线1112可以被配置为在燃料和空气这两者中提供射频信号的期望水平的交换。这个结构可以考虑燃料箱中的燃料水平的改变。例如,当传感器单元1100用于燃料箱时,燃料有时可以覆盖一组天线1112的一部分或所有。
[0137]在一些说明性实例中,一组天线1112中的不同天线可以被设计用于不同的介质。例如,一组天线1112可以是多个单极天线。
[0138]一组天线1112的第一部分可被配置为在空气中交换射频信号。一组天线1112的第二部分可被配置为在如燃料的液体中交换无线信号。不同的天线可以被布置使得一组天线1112中的至少一些能够交换期望水平的射频信号。在这些说明性实例中,例如,射频信号的期望水平是在能量可以由期望水平的射频信号获得的水平或者传感器数据可以被传输到目的地的水平。
[0139]在又一个说明性实例中,一组天线1112可以包括形成在平面基板上的天线阵列。这个平面基板可以连接至传感器1106。
[0140]在又一个说明性实例中,一组天线1112可以是形成在柔性介电膜上的天线阵列。这个柔性介电膜被连接至传感器。因此,天线可以符合传感器的形状。
[0141]此外,传感器单元1100还可以包括屏障结构1116。屏障结构1116可以提供免受传感器单元1100的周围环境的影响的保护。屏障结构1116可被配置为为传感器单元1100中的一个或多个部件提供这个保护。
[0142]例如,屏障结构1116可以保证一组天线1112暴露于具有空气而不是燃料的介质。作为另一个说明性实例,屏障结构1116还可以为电路1104提供保护。例如,屏障结构1116可以起到用于电路1104的壳体的作用。
[0143]在说明性实例中,屏障结构1116可以封装一个或多个部件和传感器单元1100。屏障结构1116可以基本上防止燃料、湿气或其他元素中的至少一个到达部件和传感器单元1100。换言之,屏障结构1116可具有基本密封的内部,而不允许屏障结构1116外部的元素进入屏障结构1116的内部。
[0144]在一些说明性实例中,内部包括如空气的流体。在其他说明性实例中,流体可以是如氮气、氦气、惰性气体或其它合适的气体的另一种气体。在其他说明性实例中,流体可以是屏障结构1116内部中的液体。
[0145]换言之,屏障结构1116可以包括针对天线1112的期望水平的性能而形成的环境中的天线1112。例如,天线1112可以由屏障结构1116保持在干燥状态下。因此,屏障结构1116可被配置为
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