燃料箱的制作方法
【專利摘要】用于衛(wèi)星的、用于接收具有液相的燃料的燃料箱，以閃爍的玻璃纖維纏繞，其中，在燃料箱的中心處布置有一伽馬射線發(fā)射器并且玻璃纖維配屬有光電二極管。有利地使用一個(gè)以上的纖維，并且在一些圓柱對稱的區(qū)段中纏繞該燃料箱。此外，閃爍的玻璃纖維的纏繞軸線延伸穿過箱出口。最后，燃料箱由輕金屬、例如鋁或者鈦制成，因?yàn)橐赃@種方式箱壁中的吸收被保持得盡可能小，進(jìn)而放射性的設(shè)計(jì)被保持得盡可能小。
【專利說明】燃料箱
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種燃料箱，尤其用于衛(wèi)星，該燃料箱用于接收具有液相的燃料。
技術(shù)背景
[0002]原則上，衛(wèi)星應(yīng)該盡可能直到其規(guī)定的使用壽命結(jié)束都保持可操作。但是如果燃料完全用盡，則情況不再是這樣的。因此，衛(wèi)星必須在還有燃料存在時(shí)受控地報(bào)廢。但是對于衛(wèi)星存在這樣的問題，即，在后來的操作階段中不再能被精確地感測到箱中還存在多少燃料，因?yàn)槔绶Q重的標(biāo)準(zhǔn)方法在失重情況下不起作用。此外，對于具有液相的燃料，剩余量也不能通過氣相的壓力來測量，因?yàn)樵搲毫εc液相的體積或者質(zhì)量不相關(guān)。最后，剩余的燃料也不總能通過流量測量裝置由初始的燃料注入量(Betankung)和在衛(wèi)星操作過程中所流出的燃料之間的差值得出，因?yàn)榱髁繙y量裝置隨著時(shí)間也變得更不準(zhǔn)確。因此，衛(wèi)星的使用壽命出于安全性原因常常在全部燃料實(shí)際用盡之前就已經(jīng)結(jié)束。
[0003]根據(jù)US3501632A和US4755677A己知借助于輻射測量輔助器件確定燃料箱中的燃料量。此外，由 US4471223A, DE102008011382A1 和 DE69907659T2 以及再次由 US3501632A已知一種開頭所提及類型的組件，該組件帶有沿容器壁延伸的、用于填充度測量的閃爍纖維束。最后，US2012/0020457A1、US4471223A 以及已提到的 DE102008011382A 分別描述了在箱中心處布置伽馬射線發(fā)射器，以及US3531638A描述了在這樣的油箱中心處布置一探測器的相反情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是，這樣構(gòu)造開頭提及的類型的燃料箱，使得能夠以盡可能簡單的方式隨時(shí)準(zhǔn)確感測燃料箱中所含有的燃料量。
[0005]本發(fā)明由此解決該任務(wù)，S卩，用閃爍的玻璃纖維纏繞燃料箱并且在燃料箱中心布置一個(gè)伽馬射線發(fā)射器，并且，給所述玻璃纖維配置一些光電二極管。
[0006]—有利的改進(jìn)方案在于,使用一個(gè)以上的纖維并且在一些圓柱對稱的區(qū)段中纏繞所述箱。由此，可得知關(guān)于燃料位于何處的地貌(tomographisches)信息。
[0007]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，閃爍的玻璃纖維的纏繞軸線延伸穿過箱出口，由此，能夠識別到，在該出口的區(qū)域中是否仍存在燃料。剩余的燃料則可以通過在燃料出口的反方向上作用于衛(wèi)星上的推力脈沖(Schubimpuls)向該出口加速。
[0008]此外，在本發(fā)明的范圍內(nèi)尤其有利的是，燃料箱由輕金屬、例如鋁或者鈦制成，因?yàn)橄浔谥械奈者M(jìn)而放射性的設(shè)計(jì)被保持得盡可能小。
[0009]然而，如在根據(jù)本發(fā)明的燃料箱中所設(shè)置的那樣的輻射測量也有幾個(gè)在實(shí)施本發(fā)明時(shí)要相對于效用權(quán)衡的缺點(diǎn):
[0010]-必須在衛(wèi)星上攜帶一放射源，但是這在技術(shù)上和由于環(huán)境保護(hù)不是問題，因?yàn)槌鲇谠摯四康膬H需要大約一毫克的微量放射性材料。
[0011]-根據(jù)本發(fā)明的、具有纖維、探測器和評估電子裝置的燃料箱裝備需要大約一公斤的附加質(zhì)量，從而衛(wèi)星在質(zhì)量相同的情況下僅能夠攜帶相應(yīng)減少的燃料量。
[0012]-需要“空白試驗(yàn)(BlindpiObe)”，以減去放射活性的背景。這種背景會在確定的軌道上由于范艾倫輻射帶而變得明顯并且與太陽活躍性有關(guān)。所述源的放射性必須與這些背景相協(xié)調(diào)。
[0013]-衛(wèi)星上的電子裝置配量負(fù)載由于所攜帶的放射源而略提高，但是這并不明顯。
[0014]本發(fā)明最重要的優(yōu)點(diǎn)在于，由于更好地充分利用燃料，裝備有根據(jù)本發(fā)明的燃料箱的衛(wèi)星能夠運(yùn)行顯著更長時(shí)間，因?yàn)殡S時(shí)準(zhǔn)確得知關(guān)于還存在的燃料的剩余量的信息，并且由此造成更好的燃料利用、使用壽命延長，進(jìn)而大大節(jié)省成本。
[0015]閃爍纖維的技術(shù)就其本身而言多年已經(jīng)已知并且經(jīng)受考驗(yàn)。所謂的雪崩光電二極管也已經(jīng)是已知的并且越來越接替更大的和更笨重的真空光電倍增管。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]下面應(yīng)借助在附圖中示出的實(shí)施例詳細(xì)闡明本發(fā)明。附圖示出:
[0017]圖1呈球形的、以閃爍纖維纏繞的、用于衛(wèi)星的燃料箱的立體圖；
[0018]圖2根據(jù)圖1的燃料箱的垂直剖面和
[0019]圖3帶有成組地布置的纖維的第二燃料箱的垂直剖面。
【具體實(shí)施方式】
[0020]根據(jù)圖1中的圖示，燃料箱I以閃爍的玻璃纖維2纏繞。在這里描述的實(shí)施例情況下，在球形的燃料箱I的中心處(如由圖2中的剖面圖得知的)放置有伽馬射線發(fā)射器3，在這種情況下為鈷-60源。如果玻璃纖維受伽馬量子碰撞，則閃爍的玻璃纖維2發(fā)射光脈沖。伽馬量子在光電探測器中，在這里描述的實(shí)施例的情況下以所謂“硅雪崩”類型，耦合輸出，并且在相應(yīng)的、在圖中未示出的前置放大器電子裝置中轉(zhuǎn)化為電脈沖。這種雪崩光電探測器8中的一個(gè)在根據(jù)圖1的組件中布置在燃料箱I出口 6的區(qū)域中。
[0021]在此，在源3和纖維2之間不存在燃料4的那些纖維發(fā)射強(qiáng)的光信號(在該圖中加深陰影)，而其中燃料吸收了伽馬射線的那些纖維發(fā)出較弱的信號或者甚至不發(fā)出信號(在該圖中淺陰影或無陰影)。
[0022]在此，電脈沖的時(shí)間速率與以下測量變量有關(guān):
[0023]-伽馬源3的放射性和質(zhì)量。該放射性隨著時(shí)間指數(shù)式衰減；這意味著，該源的半衰期與任務(wù)持續(xù)時(shí)間相匹配，這在鈷-60源的情況下以大約5年的半衰期給出。
[0024]-環(huán)境的背景輻射；因此使用空白試驗(yàn)用于減去這種背景輻射。
[0025]-由于處于源3和對應(yīng)探測器2之間的材料(在這種情況下為燃料4)引起的吸收。由此，所得出的計(jì)數(shù)率直接與有多少燃料4仍存在于燃料箱I中有關(guān)。
[0026]在圖3中以剖面圖示出的第二實(shí)施方式中，在一燃料箱11中使用多余一個(gè)纖維，其中，在該圖所示實(shí)施例的情況下，以纖維12將燃料箱11纏繞成一些圓柱對稱的區(qū)段15。由此可得知關(guān)于在燃料箱11的哪個(gè)區(qū)域中存在燃料4的地貌信息。此外，在該圖所示的實(shí)施方式中，纖維12的纏繞軸線延伸穿過箱出口 6。以這樣的方式能夠識別到，出口 6處是否仍存在燃料4，并且，剩余的燃料4能夠通過衛(wèi)星的在該燃料出口的反方向上延伸的推力脈沖(在圖3中由箭頭7表明)向該出口 6上的方向加速。在此，組I探測出口 6上是否存在燃料，而其余的組II至V探測處于燃料箱11中的燃料剩余。在此，這些剩余燃料的位置可以用于所謂“燃料沉降(Fuel Settling) ”脈沖7的配量。
[0027]在這里描述的實(shí)施例的情況下，燃料箱I或11由輕金屬、尤其由鋁或者鈦制造，因?yàn)樵谶@些材料中箱壁中的吸收被保持得盡可能小，進(jìn)而放射性的設(shè)計(jì)被保持得盡可能小。
【權(quán)利要求】
1.燃料箱，尤其用于衛(wèi)星，該燃料箱用于接收具有液相的燃料，其特征在于，以閃爍的玻璃纖維(2，12)纏繞所述燃料箱(I)并且在所述燃料箱(I)的中心處布置有一伽馬射線發(fā)射器(3)，并且，所述玻璃纖維(2，12)配置有光電傳感器(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燃料箱，其特征在于，所述伽馬射線發(fā)射器(3)包括一鈷-60源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱(I)構(gòu)造成球形的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的燃料箱，其特征在于，所述閃爍的玻璃纖維(12)合并成一些區(qū)段(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的燃料箱，其特征在于，纖維(2，12)的纏繞軸線延伸穿過箱出口(6)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱(1，11)由輕金屬制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱(1，11)由鋁制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的燃料箱，其特征在于，所述燃料箱(1，11)由鈦制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的燃料箱，其特征在于，所述光電傳感器(8)包括雪崩光電二極管。
【文檔編號】G01F23/288GK103453964SQ201310353588
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月24日
【發(fā)明者】S·雷克斯 申請人:阿斯特利烏姆有限公司