BRPI1005699A2 - sistema e mÉtodo de detecÇço de perdas na drenagem de ar a bordo de aeronave, mÉtodo de autoteste e termostato de perdas - Google Patents
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Abstract
SISTEMA E MÉTODO DE DETECÇçO DE PERDAS NA DRENAGEM DE AR A BORDO DE AERONAVE, MÉTODO DE AUTOTESTE E TERMOSTATO DE PERDAS. Um sistema de detecção de perdas na drenagem de ar a bordo de aeronave, que inclui uma combinação de termostatos capazes de detectar onde ocorrem perdas na drenagem de ar (por exemplo, uma junção danificada nos dutos de drenagem de ar) . A realização exemplificativa, sem limitações, provê um sistema de detecção de perdas na drenagem com monitoramento continuo do sensor do termostato durante o voo, com função de autoteste IBIT do termostato (Initiated Built In Test) . O autoteste IBIT pode ser iniciado antes da decolagem da aeronave ou, alternativamente, durante o autoteste periódico que pode ser executado em períodos pré-determinados, tais como durante a noite, quando a aeronave permanece no solo. Através de monitoramento continuo, o piloto é alertado quando ocorrem perdas na drenagem ou quando o sistema de detecção de perdas na drenagem apresenta alguma falha.
Description
TÍTULO SISTEMA E MÉTODO DE DETECÇÃO DE PERDAS NA DRENAGEM DE AR A BORDO DE AERONAVE, MÉTODO DE AUTOTESTE E TERMOSTATO DE PERDAS
CAMPO DE APLICAÇÃO
A tecnologia refere-se a testes em sistema pneumático e detecção de falhas e, mais especificamente, a sistemas pneumáticos aeronáuticos onde a drenagem de ar do motor fornece ar quente pressurizado para os dutos de drenagem de ar. A tecnologia aqui tratada refere-se ainda a motores aeronáuticos de turbinas a gás, controle de fluxo de ar de motores aeronáuticos e detecção de perdas na drenagem de ar a bordo de aeronaves.
ANTECEDENTES
Como mostrado na figura 1, motores com turbinas 10 a gás do tipo comumentemente encontrado em muitas aeronaves incluem um compressor 20, uma câmara de combustão e uma turbina 40. 0 compressor 20 comprime o ar que então é misturado com combustível para ser queimado na câmara de combustão 30. Os gases expelidos da câmara de combustão 30 giram as pás da(s) turbina(s) 40. A força da turbina rotativa opera o compressor 20.
Compressores de motores a jato podem ser projetados para fornecer uma quantidade maior de ar aquecido comprimido do que é necessário para operar o motor 10. Este ar comprimido adicional do compressor 20 pode ser usado para outros fins que não a alimentação da câmara de combustão. É comum, por exemplo, drenar parte do ar comprimido do compressor 20 e direcioná-lo a outro equipamento a bordo da aeronave, como degeladores, sistemas de pressurização da cabina e outros semelhantes.
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30 Apesar de ser muito útil drenar ar quente dos motores de turbina a gás para uso para outros fins, é também importante assegurar que a operação dos motores não seja comprometida de nenhuma forma como resultado do sistema de drenagem de ar. Caso o sistema de drenagem de ar desenvolva um ponto de perda, o ar quente drenado dos motores pode escapar e danificar a estrutura da aeronave. De outra forma, a perda de ar quente no duto de drenagem de ar pode vir a danificar outros componentes sensíveis próximos. Devido ao fato de que aeronaves estão constantemente em movimento e são sujeitas à fadiga e estresse dos pousos, decolagens e turbulências em voo, é desejável monitorar a condição dos dutos de drenagem de ar para assegurar que não ocorram perdas.
Oma maneira -comum de detectar perdas nò'~ duto
de drenagem de ar é monitorar a temperatura no duto ou próximo dele. Assim, algumas aeronaves incluem sistemas de detecção de perdas na drenagem de ar para detectar quando ocorrem perdas no sistema de drenagem de ar. Uma vez que o ar drenado é aquecido pelos motores de turbina a gás, é comum usar sensores de temperatura para detectar perdas na drenagem de ar.
Diversos tipos de sensores de temperatura foram usados no passado, inclusive comutadores térmicos. Uma forma comum de comutador térmico é o termostato simples do tipo que controla o aquecimento central em muitas casas ao redor do mundo. Este comutador térmico consiste de duas lâminas de metal com diferentes coeficientes de dilatação térmica. Estas bem conhecidas lâminas bimetálicas flexionam- se ou vergam em resposta a mudanças de temperatura. Quando a temperatura excede um nível predeterminado, a dilatação térmica entre os dois metais diferentes proporciona uma força de flexão suficiente para fazer com que a lâmina bimetálica se aproxime dos contatos elétricos. Esses comutadores térmicos são altamente confiáveis e podem ser usados em sistemas de detecção de perdas na drenagem de ar.
É possível, por exemplo, instalar termostatos próximos de cada ponto onde o duto de drenagem de ar se une com outra seção da tubulação. Caso ocorram perdas, o ar ao redor da conexão dos dutos aumenta de temperatura e o aquecimento resultante gera energia suficiente para acionar o comutador térmico termostático.
Um tipo de sistema de detecção de perdas na
drenagem de ar do estado da técnica é chamado de "Sistema de detecção de sobreaquecimento" ("ODS - Overheat Detection System"). Em tal sistema, um cabo instalado externamente em paralelo com o duto de drenagem inclui dois fios resistivos imersos em uma solução salina especial. Quando ocorrem perdas, a temperatura externa do duto aumenta e o aquecimento faz com que a condutância equivalente entre os_ dois fios diminua significativamente. Essa mudança na condutância é detectada pelos componentes eletrônicos (um microprocessador, por ex.) que fecha a válvula de drenagem e exibe uma mensagem de "perdas na drenagem" no painel de controle do piloto. Devido ao fato de que a condutância equivalente depende do comprimento do cabo, este Sistema de detecção de sobreaquecimento é capaz de detectar o exato lugar onde as perdas estão ocorrendo. Infelizmente, o Sistema de detecção de sobreaquecimento é um sistema relativamente caro e complexo.
Outro conhecido sistema de detecção de sobreaquecimento usa sensores para detectar rompimentos nos dutos do sistema de drenagem. Os sensores compreendem sensores de superfície que consistem em fios cilíndricos com espessura de poucos milímetros que contêm, entre o núcleo e a capa, um enchimento com resistência elétrica térmico dependente. Abaixo de certa temperatura de resposta (que pode ser configurada dentro de certos limites durante a fabricação), a resistência é alta. Caso a temperatura exceda um valor predeterminado, a resistência do sensor abruptamente diminui em diversas ordens de magnitude. Esta mudança na resistência pode ser detectada eletronicamente por um dispositivo de monitoramento. Caso ar quente surja no sistema de dutos através de um vazamento, o ar quente aquece os sensores adjacentes até que eles excedam a temperatura de resposta predeterminada. O sistema de monitoramento detecta uma perda e responde com a abrupta mudança na resistência. Componentes eletrônicos adicionais no sistema de monitoramento são capazes de controlar elementos que interrompem o fornecimento de ar na seção onde estão ocorrendo as perdas por meio do acionamento de uma válvula de fechamento.
Um conhecido e antigo arranjo usa um comutador térmico conectado em serie com uma válvula de fechamento, e também inclui um dispositivo de controle de monitoramento. O comutador térmico interrompe um circuito de fechamento sempre que uma temperatura limite predeterminada dentro do duto de drenagem de ar for excedida. O comutador térmico evita possível sobreaquecimento dentro do duto de drenagem.
Assim, uma variedade de diferentes projetos
de termostatos foi desenvolvida e otimizada em uma tentativa de melhorar a confiabilidade na detecção de perdas na drenagem de ar e reduzir os custos. Um desafio técnico é conseguir um nível aceitável de confiabilidade. Apesar do comutador térmico termostático normalmente disponível ser considerado altamente confiável, a razão entre as taxas de falha do termostato e de perdas no duto podem ainda permanecer significativas. Desta forma, a probabilidade de o termostato usado para detectar falhas no duto de drenagem de ar falhar sem aviso no momento em que ocorrer perdas no duto não é desprezível. Um termostato falha sem aviso quando ele já falhou, mas a falha ainda não foi detectada.
Seria desejável ter uma abordagem para a
detecção de perdas na drenagem de ar que proporcionasse implementações de termostatos altamente confiáveis e ainda minimizasse falhas termostáticas sem aviso.
A tecnologia exemplificativa, sem limitações, aqui descrita, oferece um sistema de detecção de perdas na drenagem de ar, incluindo um conjunto de termostatos conectados em série, distintamente posicionados. O sistema de detecção de perdas na drenagem de ar é capaz de detectar o lugar exato onde as perdas estão ocorrendo (a junção específica no duto de drenagem de ar, por ex.) por meio da identificação de qual termostato abriu. Essa detecção pode ser feita por meio do monitoramento da tensão ou_da corrente em uma linha que conecte os termostatos em série com as respectivas resistências. A implementação exemplificativa, sem limitações, também provê uma função seqüencial ' de autoteste do termostato do sistema de detecção de perdas na drenagem de ar ("Execução do teste integrado" - IBIT) que permite o contínuo monitoramento da fiação do sensor do termostato durante o voo. O piloto é alertado quando o sistema de detecção de perdas na drenagem de ar falha, para que possam ser tomadas as contramedidas apropriadas e possa ser feita a manutenção.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
Estas e outras características e vantagens serão mais bem compreendidas consultando-se a descrição detalhada de realizações exemplificativas, ilustrativas, mas sem limitação, em conjunto com as figuras, em que: A figura 1 exibe uma ilustração exemplificativa do motor de turbina para aeronaves que inclui um sistema de drenagem de ar.
A figura 2 exibe um diagrama esquemático elétrico exemplificativo, sem limitações, do sistema de detecção de perdas na drenagem de ar;
A figura 3 exibe um diagrama esquemático
exemplif icativo, sem limitações, mais detalhado, de um
termostato exemplificativo usado no sistema mostrado na figura 2;
A figura 4 exibe sinais monitorados pelo circuito da figura 2 durante uma operação normal em que não há falha em termostato.
A figura 5 exibe seqüências de sinal exemplificativas, sem limitações, indicando que um primeiro comutador termostático A falha;
A figura 6 exibe sinalização exemplificativa, sem limitações, que ocorre quando um segundo comutador termostático B ou aquecedor termostático falha;
As figuras 7A e 7B exibem algoritmos
controlados por software exemplificativos, sem limitações, para a análise de sinais obtidos por meio do circuito da figura 2;
A figura 8 exibe um diagrama esquemático elétrico adicional exemplificativo, sem limitações, do sistema de detecção de perdas na drenagem de ar; e
A figura 9 exibe um diagrama esquemático elétrico adicional exemplificativo, sem limitações, do sistema de detecção de perdas na drenagem de ar. DESCRIÇÃO DETALHADA
A figura 2 exibe um sistema 50 de detecção de perdas no termostato exemplificativo, sem limitações. O sistema 50 inclui uma variedade de termostatos 52(1), 52(2), 52(N). Os termostatos 52 podem ser instalados, por exemplo, próximos a uma junção de, dois dutos 51 que direciona o ar drenado e são, de preferência, instalados na parte externa do duto.
A fim de minimizar o período de tempo até que se detecte uma falha latente dos termostatos 52, o sistema 50 monitora constantemente a condição de cada um deles por meio da fiação elétrica que conecta os vários termostatos. Este monitoramento contínuo através da fiação elétrica pode ser executado pelo circuito eletrônico analógico, por um circuito digital e/ou por software, que pode ser implementado e executado em um microprocessador 65.
Além disso, uma função'de autoteste (Execução do Teste Integrado - IBIT) é implementada usando o autoaquecimento do termostato. Na implementação
exemplificativa, sem limitações, os aquecedores pequenos são instalados dentro de cada compartimento do termostato. Os aquecedores podem ser ativados por um comutador 56. Os aquecedores, quando ativados, fazem os termostatos 52 comutar. Esta comutação pode ser detectada para confirmar que todos os termostatos 52 estão operando corretamente. O autoteste IBIT pode ser iniciado antes da decolagem da aeronave ou, alternativamente, durante o autoteste periódico que pode ser executado em períodos predeterminados, tais como durante a noite, quando a aeronave permanece no solo. As figuras 4-6 exibem sinais de uma operação de autoteste IBIT exemplif icativa, sem limitações, e 7B exibe um algoritmo de autoteste IBIT exemplificativo, sem limitações, controlado por software. Um recurso adicional fornecido pelo arranjo exemplificativo, sem limitações exibido na figura 2 é a identificação da zona onde ocorrem as perdas usando hardware mínimo e peso e custo associado. Para este fim, um pequeno resistor Rt 58 é incluído em cada um dos vários termostatos. Esse resistor adicional 58 fornece uma queda de voltagem específica conhecida que se refere à zona onde ocorrem as perdas. Um microprocessador monitorando a queda de tensão em um lado da conexão pode identificar exatamente qual termostato foi comutado em resposta a um aumento de temperatura.
A implementação exemplificativa, sem
limitações, pode usar software para detectar e localizar a zona onde ocorrem as perdas. Um algoritmo de software exemplificativo (veja figura 7A) pode verificar a variação de tensão causada pelo acionamento do termostato. Essa variação de tensão pode ser usada para detectar e localizar a zona onde ocorrem as perdas.
Com mais detalhes, referindo-se às figuras 2 e 3, cada um dos termostatos 52 compreende um comutador termostático bimetálico 60 que fica normalmente aberto, mas que fecha quando a temperatura ambiente excede um nível predeterminado. Na implementação exemplificativa, sem limitações, exibida, cada um dos comutadores termostáticos 60 têm dois polos (A e B) e compreendem um comutador do tipo dois polos e acionamento simples (DPST) . Um dos polos (A) de cada comutador termostático 60 é usado para aterrar uma linha sensora 64 em resposta à detecção de alta temperatura ambiente. Assim, quando o termostato 52 não é exposto a uma alta temperatura ambiente, os contatos do comutador bimetálico 60 A permanecem abertos e a linha sensora 64 não é conectada à terra por meio de um termostato 52. Por outro lado, quando o termostato 52 é exposto a uma alta temperatura ambiente (no evento de perdas no duto de drenagem de ar, por ex.), os contatos do comutador bimetálico 60 se fecham, de forma que o polo A do comutador desvia a linha sensora 64 para a terra.
Cada termostato inclui, dentro do alojamento
62, um resistor 58 de valor conhecido (20 ohms ± 1%) . Os resistores 58(1) a 58(N) são conectados em série por uma linha sensora 64. A resistência equivalente (Requivalente) fornecida pelos resistores 58 em uma linha sensora 64 é suplementar (Requivalente = Rl + R2 +... RN) . Ao medir a resistência (ou a queda na tensão ao longo da linha sensora, ou a corrente fluindo na linha sensora), é possível determinar o primeiro termostato 52 na conexão em série (ou seja, aquele .. mais próximo do microprocessador 65) cujo comutador 60 foi fechado.
Na maioria dos casos, é provável que apenas um termostato 52 por vez detecte alta temperatura amEieTvté"; mas mesmo que múltiplos termostatos funcionem adequadamente para detectar calor anormal escapando do duto de drenagem de ar, o sistema pode isolar automaticamente a junção do duto mais próxima do motor que falhou e tomar a medida corretiva apropriada (por ex., acionar uma válvula de fechamento de ar para evitar o escape de mais ar quente) .
O outro polo B de cada comutador termostático 60 é usado para acionar o elemento do aquecedor 54 do próximo termostato 52 conectado ao comutador. Por exemplo, o polo B do comutador do termostato 60(2) fecha, fornecendo energia elétrica para o elemento do aquecedor 54(1) do termostato 52(1) . De modo similar, o polo B do comutador do termostato 60(3) é conectado para fornecer corrente para o aquecedor 54(2) do termostato 52(2), e o polo B do comutador do termostato 60(N) é usado para fornecer corrente para o aquecedor 54(N-I) do termostato 52(N-I). O último aquecedor 54(N) do último termostato 52(N) é conectado diretamente entre a terra 68 e o comutador 56 nesta construção em particular.
Quando o comutador 56 fecha, a corrente chega ao aquecedor 54(N), aquecendo-o suficientemente para causar o fechamento do comutador 60(N). Entretanto, o comutador 60 (N) não se fecha instantaneamente. Ao contrário, certo tempo é necessário para que o aquecedor 54(N) receba corrente e aqueça o termostato 52 (N) suficientemente para causar o fechamento do termostato 60(N).
Quando o comutador 60(N) fecha, fornece corrente para o aquecedor 54(N-I) (do próximo termostato conectado em série). Aquele aquecedor 54(N-I) por sua vez aquece o comutador 60(N-I) a ele associado - o qual, depois de passado certo tempo, se fecha para fornecer corrente ao próximo aquecedor em seqüência na linha.
Este processo continua até que o aquecedor 54(2) seja acionado pelo fechamento do comutador do termostato 60(3). 0 aquecedor 54(2) aquece o comutador do termostato 60(2) de forma que ele se feche, e faça com que seja fornecida corrente para o aquecedor 54(1). Quando o aquecedor 54(1) é finalmente acionado, ele aquecerá o comutador do termostato 60(1) suficientemente para fechar aquele comutador e - se o sistema estiver funcionando normalmente - fazer com que todos os comutadores 60(N)-60(1) se fechem em seqüência. Tais fechamentos podem ser detectados por um microprocessador 65 que monitora a resistência ou tensão na linha sensora conectada em série 64. Veja os exemplos nas figuras 4-6 e 7B.
Com mais detalhes, a corrente que flui em uma linha sensora conectada em série 64 pode ser calculada como:
I=V/ [Rp + N * Rt] (1) onde Rp 66 é um resistor pull-up, Rt 58 é um resistor interno de termostato e N é o número total de termostatos 52 conectados em série.
Quando uma perda é detectada, a corrente que flui em uma linha sensora conectada em série 64 pode ser calculada como:
I=V/ [Rp + Nbl * Rt] 1 (a)
onde Nbl é o número (ou seja, a quantidade) de termostatos posicionados antes da zona onde ocorrem as perdas. Por exemplo, caso ocorra uma perda na zona onde o termostato 52(5) estiver instalado, então Nbl = 4. Caso ocorra uma perda na zona onde o termostato 52(4) estiver instalado, então Nbl = 3. Nbl é o número de termostatos cujas resistências Rt 58 ficam em série no circuito elétrico formado quando um comutador do termostato 60 fecha devido a perdas na sua zona de controle. Na equação 1(a), [Rp + Nbl * Rt] é a resistência equivalente no circuito elétrico. Assim sendo, a tensão monitorada Vm pode ser calculada por:
Vm = V * Nbl * Rt / [Rp + Nbl * Rt] (2) se Vm é conhecido, então Nbl pode ser calculado por:
Nbl = Vm * Rp / [Rt * (V - Vm)] (3)
Assim, a zona onde ocorrem as perdas pode ser identificada pela seguinte equação:
Nlz = Nbl + 1 (4)
onde Nlz é o número (ou seja, o número da posição) dos termostatos instalados antes da zona onde ocorrem as perdas. A partir do número do termostato 52, é possível identificar a zona onde ocorrem as perdas. Em operação normal Nbi = Ν. Assim sendo, a tensão monitorada pode ser calculada como:
Vm = V * N * Rt / [Rp + N * Rt] (5)
Se Vm exceder o limite especificado, o software de monitoramento continuo pode então fornecer uma mensagem de falha de alta impedância, como "falha no sistema de detecção de perdas". Quando esta mensagem for exibida, significa que o sistema de detecção de perdas não está operando corretamente e falhou. Por exemplo, o rompimento do fio sensor 64 ou um mau contato entre os diferentes termostatos 52 pode resultar em uma falha de alta impedância.
Se Vm, conforme monitorado pelo
microprocessador 65, cair abaixo de um limite especificado (veja~Figura 7A) , então o software de monitoramento continuo pode fornecer uma mensagem de falha de "perdas no duto". Neste caso, usando as equações 3 e 4, o software pode localizar com precisão a zona onde ocorrem as perdas. Além da mensagem de "perdas no duto", o sistema 50 pode também permitir o fechamento automático imediato de uma válvula de drenagem BV. Em outras aplicações, o sistema não precisa de uma ação corretiva imediata deste tipo, podendo simplesmente exibir o modo de falha em uma tela do operador ou relatar automaticamente para o pessoal da manutenção.
Assim, por meio do monitoramento da queda de tensão, o microprocessador 65 pode detectar dois tipos diferentes de falhas: (1) perdas na drenagem de ar e (2) curto-circuito na fiação do sistema de detecção do ar drenado 50. Para estes dois casos, o sistema 50 fornece mensagens como, por exemplo, as mostradas na figura 7A.
A condição de cada termostato 52 não pode ser detectada pela função de monitoramento continuo porque esta função apenas detecta a fiação e perdas, conforme descrito acima. Desta forma, na implementação exemplificativa, sem limitações, é fornecido um "Iniciado Teste Integrado" (IBIT - Initiated Built In Test) ou teste periódico, para testar a condição de cada termostato 52. O teste pode ser inicializado pelo comutador mecânico quando o comutador acionado eletricamente 56 estiver fechado (veja figura 7B) . O comutador 56 pode ser substituído pela função automática que pode ser implementada no software do microprocessador.
Quando o comutador 56 está fechado, ele fornece eletricidade para energizar seqüencialmente todos os aquecedores de termostato 54. A seqüência de aquecimento inicia no termostato 52(N) e continua pela linha com cada termostato 52 em seqüência, até que o aquecedor 54(1) seja acionado. Depois de ter passado algum tempo, todos os 1:5 termostatos serão acionados e a última tensão Vm monitorada deve estar conforme exemplo mostrado na figura 2, aproximadamente zero volts. O montante de tempo requerido para completar essa seqüência de fechamento de comutadores depende da potência de aquecimento de cada aquecedor 50, inércia térmica do termostato, condutividade térmica do termostato, quantidade de termostatos e outros fatores possíveis.
A figura 4 mostra uma seqüência IBIT de exemplo, quando não há falha e seis termostatos conectados em série estão operando normalmente. Pode-se observar que cada queda progressiva de amplitude constante em Vm corresponde o acionamento de um dos termostatos 52. Quando termina o teste, o comutador 56 é aberto e a tensão Vm retorna ao seu valor inicial.
A figura 5 mostra o comportamento de Vm
quando os contatos de 60 A de um comutador do termostato falham durante o autoteste IBIT. Neste caso, o microprocessador 65 identifica o grau anormal de amplitude e localiza o termostato com falha 52 usando as seguintes equações, derivadas da equação número 2.
Vma = V * Nba * Rt / [Rp + Nba * Rt] (6)
Neste caso, Vma é a tensão monitorada durante o grau normal de amplitude (veja a figure 5), V é. a tensão fornecida, Nba é o número (quantidade) de termostatos cujos valores de resistência 58 Rt estão em série no circuito elét rico quando o sistema converge para Vma (quando ocorre a amplitude progressiva anormal). Nba é o número de termostatos conectados em série antes do último termostato que operou corretamente quando ocorreu a progressão anormal. Rt é o valor dos resistores do termostato interno 58, e Rp é o valor do resistor pull-up 66.
Uma vez que Vm é conhecido, então Nbi "pode ser
calculado por:
Nba - Vma * Rp / [Rt *_(V - Vma).] (7)
Assim, Nba também representa o número (ou seja, o número da posição) dos termostatos 52 cujos contatos do comutador de 60 A falharam. Quando o autoteste termina, o sistema 50 exibe uma mensagem indicando o número da posição do termostato cujo comutador A falhou.
A figura 6 mostra o comportamento de Vm quando os contatos do comutador do termostato 60 B e/ou um aquecedor 54 falham durante o autoteste IBTT. Neste exemplo, Vm nunca cai para um valor minimo. O software sendo executado no microprocessador 65 pode localizar o termostato 52 com falha usando a equação a seguir:
Vim = V * Nt * Rt / [Rp + Nt * Rt] (8)
onde Vlm é a última tensão monitorada durante o teste, V é a tensão fornecida, Nt é o número (quantidade) de termostatos 52 cujos valores de resistência 58 Rt estão em série no circuito elétrico quando o sistema converge para Vlm, Rt é o resistor do termostato interno 58 e Rp é o resistor pull-up 66.
Uma vez que Vim é conhecido, então Nt pode ser
calculado por:
Nt = Vlm * Rp / [Rt * (V - Vlm)] (9)
Assim, se um aquecedor falhar, Nt representa o número (número da posição) do termostato 52 cujo aquecedor falhou. Se um contato do comutador B falhar, a soma (Nt + 1) representa o número (número da posição) do termostato 52 cujos contatos do comutador B falharam. Uma vez que o sistema 50 não diferencia entre as duas situações, quando o autoteste termina, o sistema 50 exibe uma mensagem indicando os números das posições dos dois termostatos correspondendo a Nt e à soma (Nt + 1).
Se um número grande de termostatos 52 estiver conectado em série, o grande número de resistores em série 58 resultante pode provocar uma pequena variação da tensão em Vm (principalmente quando o último termostato 52(N) for acionado, por exemplo) . A fim de reduzir a suscetibilidade ao desvio do componente e, consequentemente, melhorar a confiabilidade da detecção de perdas, a figura 8 mostra um resistor Rf adicional, que pode ser fornecido. As equações acima devem ser modificadas a fim de considerar essa resistência Rf 200 adicional.
A Figura 9 mostra uma implementação exemplificativa, sem limitações, adicional que duplica a confiabilidade da detecção de fuga ao monitorar continuamente o estado dos contatos B do comutador 60 bem como os contatos elétricos A. No exemplo da Figura 9, a fiação IBIT é usada para desempenhar essa função adicional. A confiabilidade
20
25
30 também pode ser quase duplicada uma vez que as duas tensões são continuamente monitoradas: Vm e Vrrv- onde Vm- é a. tensão em um resistor pull-up Rp- 304 adicional. Considerando que Rp- 304 apresenta alta impedância, Vm. tenderá a uma tensão mínima quando qualquer termostato 52 for acionado. Durante a operação normal, o comutador 302 abre para fornecer monitoramento contínuo. A fim de fornecer a função de autoteste IBIT, o comutador 302 é fechado.
As implementações exemplificativas, sem limitações, descritas acima podem ter suas funções de monitoramento implementadas com componentes eletrônicos discretos analógicos ou com um microprocessador. Por exemplo, um tipo de microprocessador adequado pode ser um microcontrolador incluindo um conversor interno de analógico para digital, que converte o nível analógico de Vm (VmO para um valor digital para testes e monitoramento. Em outra implementação exemplificativa, sem limitação, é possível implementar os arranjos descritos acima usando termostatos comuns que não têm resistor interno. Nesse caso, o resistor Rt pode ser instalado na fiação, entre os termostatos em oposição a eles. Opcionalmente, os aquecedores 54 descritos podem ser instalados externamente ou presos aos compartimentos dos termostatos 62 de modo que os termostatos comerciais convencionais 52 possam ser usados. De acordo com outra implementação exemplificativa, sem limitação, é possível implementar os arranjos descritos acima usando coeficientes de temperatura negativa ou termistores (termistores NTC) . Em tal implementação, os comutadores térmicos AeB mencionados acima podem ser substituídos por termistores NTC.
Embora a tecnologia tenha sido descrita em conexão com implementações exemplificativas, sem limitação, a invenção não é limitada pela descrição aqui divulgada. Por exemplo, embora a tecnologia tenha sido descrita como sendo útil para monitorar o sistema de drenagem de ar quanto a falhas, uma variedade de outras aplicações de monitoramento de temperatura também é possível. A invenção está definida pelas reivindicações e deve cobrir todos os arranjos correspondentes e equivalentes, especificamente divulgados aqui, ou não.
Claims (17)
1. Método de detecção de perdas na drenagem de ar a bordo de aeronave, caracterizado por compreender os passos de: medir tensão ou corrente associadas a diversos elementos terraossensíveis, distintamente posicionados e conectados em série, cada elemento termossensivel estando associado a uma resistência; analisar dita tensão, ou corrente, medida para determinar se ao menos um dos mencionados elementos termossensiveis indicou temperatura anormalmente alta; e emitir alerta em função da dita análise e/ou operar uma válvula de fechamento para ao menos reduzir perdas adicionais na drenagem de ar.
2. Método, de acordo a reivindicação 1, caracterizado por incluir adicionalmente a exibição de uma indicação de advertência em resposta à detecção de falha.
3. Método, de acordo a reivindicação 1, caracterizado por incluir adicionalmente a detecção, em resposta à análise mencionada, da abertura anormal do dito circuito de elementos termossensiveis conectados em série.
4. Método, de acordo a reivindicação 1, caracteri zado por incluir adicionalmente o aquecimento intencional dos elementos termossensiveis e detectar alterações responsivas de tensão e corrente para confirmar a operação correta de tais elementos.
5. Método, de acordo a reivindicação 1, caracterizado por incluir adicionalmente a ativação elétrica seletiva de dispositivos térmicos próximos aos elementos termossensiveis, em que ao menos alguns dos elementos termossensiveis, após aquecidos, acionam outros dispositivos térmicos associados a outros elementos termossensiveis.
6. Método, de acordo a reivindicação 1, caracterizado por incluir adicionalmente o aquecimento de uma seqüência de pelo menos alguns dos elementos termossensiveis e a análise da tensão ou corrente para confirmar a correta operação.
7. Método, de acordo a reivindicação 1, caracterizado por os elementos termossensiveis mencionados incluírem elementos de comutação bimetálicos.
8. Método, de acordo a reivindicação 1, caracterizado por os elementos termossensiveis mencionados incluírem termistores.
9. Método de autoteste de sistema de_ detecção de perdas na drenagem de ar a bordo de aeronave, caracterizado por compreender os passos de: um primeiro elemento mudar de estado após acionado um primeiro aquecedor posicionado conjuntamente com um primeiro elemento termossensível; usar a mudança de estado do primeiro elemento para acionar um segundo aquecedor posicionado conjuntamente com um segundo elemento termossensível, este segundo elemento mudando de estado em resposta ao calor gerado pelo segundo aquecedor; e monitorar uma linha de sinal conectando o primeiro e o segundo elementos para observar a subsequente mudança de ambos.
10. Método, de acordo a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de incluir adicionalmente a conexão em série do primeiro e segundo elementos termossensiveis e dito monitoramento incluir a tensão, ou corrente, associada com o primeiro e segundo elementos termossensiveis conectados em série.
11. Sistema de detecção de perdas na drenagem de ar a bordo de aeronave, caracter!zado por compreender: diversos dispositivos termossensiveis conectados em série, distintamente posicionados, cada qual associado a uma resistência; um circuito de medição conectado a tais dispositivos "termossensiveis distintamente posicionados, configurado para medir a tensão ou corrente associada a tais dispositivos termossensiveis e capaz de analisar as tensões, e. correntes medidas para determinar se ao menos um dos dispositivos mencionados indica temperatura anormalmente alta; e pelo menos um dispositivo de saida conectado a tal circuito, alterando seu estado, em resposta à detecção de que pelo menos um. dos ditos dispositivos indica temperatura anormalmente alta.
12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por tal dispositivo de saida incluir um indicador de alerta.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por o dispositivo de saida incluir uma válvula de fechamento operada em resposta à detecção de pelo menos um dos dispositivos ter alternado para uma posição que indique temperatura anormalmente alta, para evitar perdas adicionais na drenagem de ar.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por incluir adicionalmente grande número de dispositivos térmicos posicionados conjuntamente com grande número de dispositivos de comutação termossensiveis distintamente posicionados, gerando calor em resposta ao fluxo de corrente elétrica para assim testar a operação dos ditos dispositivos de comutação termossensiveis.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por os dispositivos termossensiveis incluírem comutadores termossensiveis.
16. does not excist in file Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por os dispositivos termossensiveis incluírem termistores.
17. Termostato de perdas no duto caracterizado por incluir: aloj amento; dispositivo de comutação termossensível disposto no interior do dito alojamento; dispositivo de aquecimento elétrico disposto no interior do dito alojamento, capaz de gerar calor suficiente para causar a mudança de estado do comutador termossensível; resistência alojamento, eletricaraente comutação termossensível; disposta no interior do dito conectada ao dispositivo de termostato de perdas no duto adaptado para se conectar em série com pelo menos um outro termostato de perdas no duto e a mudança de estado do dispositivo de comutação termossensivel acionar o elemento termoelétrico do termostato de perdas no duto adicional.
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