• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    EinFlug-Sensor (10) fürelektronische Komponenten zum Einsatz in Flugzeugen umfasst einenVibrationssensor (11) zur Umwandlung von Körperschall in elektrische Vibrationssignale.Eine Filtereinrichtung (20) empfängtdie Vibrationssignale und bestimmt den Anteil von Triebwerksgeräuschen einesFlugzeugs und das Gesamtgeräuschin den Vibrationssignalen. Mit einem Komparator (30), der das Triebwerksgeräusch mitdem Gesamtgeräuschvergleicht, wird aus dem Ergebnis des Vergleichs ein Flugzustands-Signalerzeugt, das einen definierten Flugzustand des Flugzeugs repräsentiert.Elektronische Komponenten an Bord eines Flugzeuges werden derartangesteuert, dass beim Zustand "Flug" eine Abstrahlung von störenden elektromagnetischenWellen verhindert wird.
    公开号:DE102004026711A1
    申请号:DE200410026711
    申请日:2004-05-28
    公开日:2005-12-22
    发明作者:Johannes Dipl.-Ing. Eder；Jürgen Dipl.-Phys. Halm；Kurt-Volker Dipl.-Ing. Hechtenberg
    申请人:EADS Deutschland GmbH；Airbus Operations GmbH；
    IPC主号:G01H1-00
    专利说明:
    [0001] Dievorliegende Erfindung betrifft einen Flug-Sensor für elektronischeKomponenten zum Einsatz in Flugzeugen, ein Verfahren zur Steuerung elektronischerKomponenten an Bord von Flugzeugen, sowie eine elektronische Komponentezum Einsatz in Flugzeugen.
    [0002] AnBord von Flugzeugen muss aus Sicherheitsgründen gewährleistet sein, dass keineStörungender Systeme durch elektromagnetische Wellen auftreten. Aus diesemGrund benötigenalle elektronischen Komponenten, die zum Einbau in Flugzeugen vorgesehensind, eine besondere Zulassung. Damit soll verhindert werden, dassdiese elektronischen Komponenten störende Funkwellen bzw. elektromagnetischeWellen abstrahlen und dadurch die Sicherheit des Flugbetriebs beeinträchtigen.Diese besondere Zulassung kann nur dann erteilt werden, wenn sichergestelltist, dass die Komponente währenddes Fluges keine störendenbzw. die Sicherheit beeinträchtigendenFunkwellen abstrahlt.
    [0003] DerartigeZulassungsverfahren sind sehr aufwendig und mit hohen Kosten verbunden.Darüberhinaus besteht die Gefahr, dass trotz des aufwendigen ZulassungsverfahrensFehlerquellen möglich sind.
    [0004] Esist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Sicherheitbeim Einsatz elektronischer Komponenten in Flugzeugen zu erhöhen undeine einfachere Zulassung fürFunkwellen emittierende Komponenten zu ermöglichen.
    [0005] DieseAufgabe wird gelöstdurch den Flug-Sensor gemäß Patentanspruch1, durch das Verfahren zur Steuerung elektronischer Komponentengemäß Patent anspruch11 und durch die elektronische Komponente zum Einsatz in Flugzeugengemäß Patentanspruch15. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der Erfindungergeben sich aus den abhängigenAnsprüchen,der Beschreibung und der Zeichnung.
    [0006] Dererfindungsgemäße Flug-Sensorfür elektronischeKomponenten ist insbesondere zum Einsatz in Flugzeugen geeignetund umfasst einen Vibrationssensor zur Umwandlung von Körperschallin elektrische Vibrationssignale, eine Filtereinrichtung, welchedie Vibrationssignale empfängt,zur Bestimmung des Anteils von Triebwerksgeräuschen eines Flugzeugs unddes Gesamtgeräuschesin den Vibrationssignalen, und einen Komparator, der die Triebwerksgeräusche mitdem Gesamtgeräuschvergleicht und aus dem Ergebnis ein Flugzustands-Signal erzeugt,das einen definierten Flugzustand des Flugzeugs repräsentiert.
    [0007] Durchden erfindungsgemäßen Flug-Sensor wirddie Sicherheit an Bord von Flugzeugen weiter erhöht. Durch die Erzeugung desFlugzustands-Signals könnenelektronische Komponenten entsprechend angesteuert werden, wobeisichergestellt ist, dass währenddes Fluges die jeweilige Komponente nicht senden kann. Die Erfindungermöglicht,dass elektronische Komponenten, die mit dem erfindungsgemäßen Flug-Sensorausgestattet sind, selbständig sichererkennen können,ob sie sich in einem fliegenden oder in einem nichtfliegenden Flugzeugbefinden. Elektronische Komponenten zum Einsatz in Flugzeugen können durchden erfindungsgemäßen Flug-Sensorkostengünstigund sicher am Senden störenderFunksignale gehindert werden. Weiterhin lässt sich der Flug-Sensor ineiner sehr kleinen Bauweise realisieren, so dass er insbesondereauch als standardisiertes Sicherheitselement für elektronische Komponentenzum Einsatz in Flugzeugen geeignet ist. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung derSicherheit und zur Vereinfachung des Zulassungsverfahrens für die elektronischenKomponenten.
    [0008] Bevorzugtenthältdas Flugzustands-Signal, das vom Komparator ausgegeben wird, eineInformation über „Flug" oder „Nicht-Flug" als Flugzustand. Aufgrunddieser beiden möglichenZuständedes Flugzustands-Signals kann eine elektronische Komponente am Sendenvon Funkwellen gehindert oder nicht gehindert werden. Insbesondereaufgrund der Entscheidung anhand von nur zwei möglichen Zuständen bietetder Flug-Sensor eine besonders hohe Sicherheit, wobei er kostengünstig undauf einfache Weise mit elektronischen Komponenten zum Einsatz inFlugzeugen verbunden werden kann.
    [0009] Vorteilhafterweiseumfasst die Filtereinrichtung einen NF-Filter, der für den Frequenzbereichder Triebwerksgeräuscheausgelegt ist. Dadurch können dieTriebwerksgeräuschemit Standardbauteilen einfach und sicher erkannt werden, so dasseine kostengünstigeRealisierung möglichist.
    [0010] Vorteilhaftumfasst die Filtereinrichtung einen breitbandigen Schwellwertfilterzur Erzeugung einer Komparatorschwelle. Dadurch kann aus den gesamtenGeräuschsignaleneine geeignete Schwelle fürden Komparator erzeugt werden, so dass der Zustand des Fluges oderNicht-Fluges besonders gut und sicher erkannt werden kann. Insbesondereumfasst die Filtereinrichtung bevorzugt mindestens einen RMS-Konverterzur Umwandlung von Filtersignalen in Effektivwerte, insbesonderein proportionale Gleichspannungen.
    [0011] Vorteilhaftumfasst die Filtereinrichtung einen NF-Kanal zur Bestimmung desAnteils der Triebwerksgeräuscheund einen zum NF-Kanal parallel geschalteten Schwellwertkanal zurErzeugung einer Komparatorschwelle. Dadurch kann der Komparator dasTriebwerksgeräuschsicher mit dem Gesamtgeräuschvergleichen und damit überFlug oder Nicht-Flug entscheiden.
    [0012] Bevorzugtumfasst der NF-Kanal einen NF-Filter mit einem nachgeschaltetenersten RMS-Konverter. Die Reaktionszeit des Flugsensors ist einewichtige Größe, dieim bzw. durch den RMS-Konverter des NF-Kanals bestimmt wird. Durch diebesondere Ausgestaltung ergibt sich eine geringe Reaktionszeit.
    [0013] Bevorzugtumfasst der Schwellwert-Kanal einen Schwellwert-Filter mit einemnachgeschalteten zweiten RMS-Konverter.
    [0014] Vorteilhafterweiseist der Komparator der Filtereinrichtung nachgeschaltet und erzeugtein digitales Ausgangssignal als Flugzustands-Signal. Dadurch kanndas Ausgangssignal des Komparators besonders einfach verwendet werden.Es können kostengünstige undeinfache Schnittstellen zu den betreffenden elektronischen Komponentengeschaffen werden.
    [0015] Gemäß einemAspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Steuerung elektronischerKomponenten an Bord von Flugzeugen angegeben, das die folgendenSchritte umfasst: Erfassen von Körperschall an Bord eines Flugzeugs; Bestimmendes Anteils von Triebwerksschall in dem Körperschall; Erzeugen einesFlugzustands-Signals in Abhängigkeitvom Triebwerksschall-Anteil, wobei das Flugzustands-Signal den Zustand „Flug" oder „Nicht-Flug" repräsentiert;Ansteuern einer elektronischen Komponente mit dem Flugzustands-Signalderart, dass beim Zustand „Flug" eine Abstrahlungvon störendenelektromagnetischen Wellen verhindert wird.
    [0016] Durchdas erfindungsgemäße Steuerungsverfahrenwird die Sicherheit an Bord von Flugzeugen erhöht und eine Möglichkeitzur Vereinfachung und Beschleunigung der Zulassungsverfahren für elektronischeKomponenten geschaffen.
    [0017] Bevorzugtwird der Triebwerksschall mit dem gesamten erfassten Schall verglichenund auf der Grundlage des Vergleichs wird über den Zustand „Flug" oder „Nicht-Flug" entschieden. Dadurchergibt sich eine besonders einfache und sichere Möglichkeit,in Abhängigkeitvom jeweiligen Flugzustand die Abstrahlung störender elektromagnetischerWellen von elektronischen Komponenten zu verhindern.
    [0018] Vorteilhafterweisewird die elektronische Komponente abgeschaltet, wenn das Flugzustands-Signalden Zustand „Flug" repräsentiert.Dadurch ergibt sich eine besondere Möglichkeit bei solchen Komponenten,die im Flugbetrieb nicht benötigt werdenbzw. im ausgeschalteten Zustand sein müssen, um die Sicherheit anBord von Flugzeugen zu gewährleisten.
    [0019] Bevorzugtwird zur Durchführungdes erfindungsgemäßen Verfahrensein erfindungsgemäßer Flugsensor,wie er hier beschrieben ist, verwendet.
    [0020] Gemäß einemweiteren Aspekt wird eine elektronische Komponente zum Einsatz inFlugzeugen geschaffen, die einen erfindungsgemäßen Flug-Sensor, wie er hierbeschrieben ist, umfasst.
    [0021] Vorteileund Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Flug-Sensor beschriebensind, gelten auch fürdas erfindungsgemäße Verfahrenund für elektronischeKomponenten, die mit dem Flug-Sensor ausgerüstet sind, ebenso wie Vorteileund Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebensind, auch fürden erfindungsgemäßen Flug-Sensorgelten.
    [0022] Nachfolgendwird die Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben, wobei
    [0023] 1 einBlockschaltbild eines Flug-Sensors gemäß einer besonders bevorzugtenAusführungsformder Erfindung schematisch zeigt.
    [0024] Derin 1 gezeigte Flug-Sensor 10 umfasst einenVibrationssensor 11, der Körperschall detektiert und inelektrische Vibrationssignale umwandelt. Der Vibra tionssensor 11 istelektrisch mit einer Filtereinrichtung 20 gekoppelt, welchedie Vibrationssignale empfängtund den Anteil von Triebwerksgeräuschendes Flugzeugs und des Gesamtgeräuschesin den Vibrationssignalen bestimmt. Der Filtereinrichtung 20 nachgeschaltetist ein Komparator 30, der die Triebwerksgeräusche mitdem Gesamtgeräuschvergleicht und aus dem Ergebnis ein Flugzustands-Signal erzeugt. Das Flugzustands-Signalrepräsentierteinen definierten Flugzustand des Flugzeugs.
    [0025] Dervon dem Komparator ermittelte Flugzustand ist im vorliegenden Beispielentweder der Zustand „1" bzw. „Flug" oder der Zustand „0" bzw. „kein-Flug". Dieses digitaleAusgangssignal des Komparators 30 kann besonders einfachverwendet werden und dient zur Ansteuerung einer elektronischenKomponente, beispielsweise einem Funktransponder, RFIDs, passiveund aktive elektronische Komponenten verschiedener Art bzw. allgemein Komponenten,die zum Einsatz in Flugzeugen geeignet sind.
    [0026] DerVibrationssensor 11 kann beispielsweise durch ein Mikrofon,durch piezoelektrische Bauelemente oder andere Mittel realisiertsein, die Körperschalldetektieren und dem Körperschallentsprechende elektrische Signale ausgeben. Als Vibrationssensor 11 wirdein Sensor mit einem besonders geringen Stromverbrauch ausgewählt, derden Körperschallin elektrische Signale umwandelt.
    [0027] Dieelektrischen Vibrationssignale werden über Signalleitungen 11a, 11b einemNiederfrequenzfilter 21 und parallel dazu einem Schwellwertfilter 22 zugeleitet.Dabei ist das NF-Filter 21 für den Frequenzbereich des Triebwerksschallausgelegt, währenddas Schwellwertfilter 22 breitbandig für die Erzeugung der Komparatorschwelledimensioniert ist.
    [0028] Sowohldem NF-Filter 21 als auch dem Schwellwertfilter 22 istjeweils ein RMS-Konverter 23, 24 nachgeschaltet,wobei die RMS-Konverter 23, 24 die Ausgangssignaleder Filter 21, 22 in Effektivwerte umwandeln.Dadurch werden aus den Ausgangssignalen der Filter 21, 22 proportionaleGleichspannungen erzeugt.
    [0029] Dievon den RMS-Konvertern 23, 24 erzeugten Signalebzw. Spannungen werden dem Komparator 30 zugeführt, derdas Triebwerksgeräuschmit dem Gesamtgeräuschvergleicht und auf dieser Grundlage entscheidet, ob der Zustanddes Fluges vorliegt oder nicht. Die Reaktionszeit des Flug-Sensors 10 wirdim RMS-Konverter 23 desNF-Kanals bestimmt, der durch das NF-Filter 21 und den RMS-Konverter 23 gebildetwird.
    [0030] ZurEnergieversorgung ist eine Batterie 25 vorgesehen, diebeispielsweise als einfache Lithium-Knopfzelle ausgestaltet istund die gesamte Schaltung übermehrere Jahre in Betrieb halten kann. Die in dem Blockschaltbildvon 1 gezeigte Schaltung ist in Nano-Technologie realisiert,was eine besonders kleine Bauweise und einen sehr geringen Stromverbrauchzur Folge hat. Durch die Bauweise und die Anordnung der verschiedenenElemente ergeben sich sehr geringe mechanische Abmessungen des Flug-Sensors 10,die in der Größenordnungder handelsüblichenLithium-Knopfzellen liegen oder zumindest nicht wesentlich größer alsderartige Lithium-Knopfzellen sind.
    [0031] DerFlug-Sensor 10 hindert mittels einer geeigneten Steuereinrichtunginsbesondere Funksysteme, die währenddes Fluges nicht senden dürfen,am Senden, wobei die Steuereinrichtung das Flugzustands-Signal empfängt.
    [0032] Insbesonderewird mit dem erfindungsgemäßen Flugsensor über verschiedeneKriterien, beispielsweise durch Vergleich und verschiedenen Spektalbereichen,der Amplitudenverhältnisseund dem zeitlichen Verhalten der unterschiedlichen Schallsignale,sicher erkannt, dass sich das entsprechende Bauteil in einem fliegendenoder in einem nicht-fliegenden Flugzeug befindet. Diese Erkenntnis wirdals ein digitales Signal ausgegeben, mit dem ein elektronischesBauteil oder ein Funksender am Senden störender Signale gehindert wird.
    [0033] DerFlug-Sensor 10 kann aufgrund seiner relativ einfachen undbesonders kleinen Bauweise sehr gut mit elektronischen Komponentenfür Flugzeuge verbundenbzw. kombiniert werden, so dass das Ausgangssignal des Flugsensors 10 bzw.das Flugzustands-Signal die elektronische Komponente ansteuert,wobei eine Ab strahlung von störendenelektromagnetischen Wellen durch die elektronische Komponente verhindertwird, wenn das Flugzustands-Signal den Zustand „Flug" repräsentiert.
    [0034] ZurSteuerung der elektronischen Komponente wird der Körperschalldurch den Vibrationssensor 11 erfasst und der Anteil vonTriebwerksschall eines Flugzeugs wird in dem Körperschall durch die Filtereinrichtung 20 bestimmt.Mittels dem Komparator 30 wird in Abhängigkeit von dem Triebwerksschallanteildas Flugzustands-Signal erzeugt, wobei das Flugzustands-Signal denZustand „Flug" oder „Nicht-Flug" repräsentiert.Entsprechend diesem Flugzustands-Signal wird die jeweilige elektronische Komponenteangesteuert, um eine Abstrahlung von störenden elektromagnetischenWellen währenddes Fluges zu verhindern.
    [0035] DieErfindung macht sich zunutze, dass das Hauptkriterium für den Flugzustanddas Laufen der Triebwerke ist. Insbesondere unterscheiden sich die Laufgeräusche derTriebwerke charakteristisch von allen anderen Schall- bzw. Vibrationsquellen.Durch Bestimmung der Signalanteile bzw. deren Amplitudenverhältnisseund/oder deren zeitlichem Verhalten wird der Flugzustand ermittelt,um mit dem erhaltenen Ergebnis elektronische Komponenten entsprechendanzusteuern, so dass sie, wenn sie sich in einem fliegenden Flugzeugbefinden, keine störenden Funkwellenabstrahlen können.Insbesondere könnenauch verschiedene charakteristische Spektralbereiche in den Vibrationssignalenzur Ermittlung des Flugzustandes herangezogen werden.
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] Flug-Sensor fürelektronische Komponenten zum Einsatz in Flugzeugen, gekennzeichnetdurch einen Vibrationssensor (11) zur Umwandlung von Körperschallin elektrische Vibrationssignale, eine Filtereinrichtung (20),welche die Vibrationssignale empfängt, zur Bestimmung des Anteilsvon Triebwerksgeräuscheneines Flugzeugs und des Gesamtgeräusches in den Vibrationssignalen,und einen Komparator (30), der die Triebwerksgeräusche mitdem Gesamtgeräuschvergleicht und aus dem Ergebnis ein Flugzustands-Signal erzeugt,das einen definierten Flugzustand des Flugzeugs repräsentiert.
    [2] Flug-Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das Flugzustands-Signal eine Information über „Flug" oder „Nicht-Flug" als Flugzustandenthält.
    [3] Flug-Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,dass durch das Flugzustands-Signal eine elektronische Komponenteam Senden von Funkwellen gehindert oder nicht gehindert wird.
    [4] Flug-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (20) einen NF-Filter(21) umfasst, der für denFrequenzbereich der Triebwerksgeräusche ausgelegt ist.
    [5] Flug-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (20) einen breitbandigenSchwellwertfilter (22) zur Erzeugung einer Komparatorschwelleumfasst.
    [6] Flug-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (20) mindestenseinen RMS-Konverter (23, 24) zur Umwandlung vonFiltersignalen in proportionale Gleichspannungen umfasst.
    [7] Flug-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (20) einen NF-Kanal(21, 23) zur Bestimmung des Anteils der Triebwerksgeräusche undeinen zum NF-Kanal parallel geschalteten Schwellwert-Kanal (22, 24)zur Erzeugung einer Komparatorschwelle umfasst.
    [8] Flug-Sensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass der NF-Kanal einen NF-Filter (21) mit einem nachgeschaltetenersten RMS-Konverter (23) umfasst.
    [9] Flug-Sensor nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,dass der Schwellwert-Kanal einen Schwellwertfilter (22)mit einem nachgeschalteten zweiten RMS-Konverter (24) umfasst.
    [10] Flug-Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Komparator (30) der Filtereinrichtung(20) nachgeschaltet ist und ein digitales Ausgangssignalals Flugzustands-Signal erzeugt.
    [11] Verfahren zur Steuerung elektronischer Komponentenan Bord von Flugzeugen, gekennzeichnet durch die Schritte: Erfassenvon Körperschallan Bord eines Flugzeugs; Bestimmen des Anteils von Triebwerksschalldes Flugzeuges in dem Körperschall; Erzeugeneines Flugzustands-Signals in Abhängigkeit vom Triebwerksschall- Anteil, wobei dasFlugzustands-Signal den Zustand „Flug" oder „Nicht-Flug" repräsentiert; Ansteuerneiner elektronischen Komponente mit dem Flugzustands-Signal derart,dass beim Zustand „Flug" eine Abstrahlungvon störendenelektromagnetischen Wellen verhindert wird.
    [12] Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass der Triebwerksschall mit dem gesamten erfassten Schall verglichenwird und auf der Grundlage des Vergleichs über den Zustand „Flug" oder „Nicht-Flug" entschieden wird.
    [13] Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,dass die elektronische Komponente abgeschaltet wird, wenn das Flugzustands-Signalden Zustand „Flug" repräsentiert.
    [14] Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,dass zur Durchführung einFlug-Sensor (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 verwendet wird.
    [15] Elektronische Komponente zum Einsatz in Flugzeugen,gekennzeichnet durch einen Flug-Sensor (10) nach einemder Ansprüche1 bis 10.
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    法律状态:
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    2010-04-08| 8364| No opposition during term of opposition|
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    2016-10-18| R082| Change of representative|
    2017-12-01| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|
    优先权:
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