[发明专利]燃料箱

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料箱，尤其用于卫星，该燃料箱用于接收具有液相的燃料。

技术背景

原则上，卫星应该尽可能直到其规定的使用寿命结束都保持可操作。但是如果燃料完全用尽，则情况不再是这样的。因此，卫星必须在还有燃料存在时受控地报废。但是对于卫星存在这样的问题，即，在后来的操作阶段中不再能被精确地感测到箱中还存在多少燃料，因为例如称重的标准方法在失重情况下不起作用。此外，对于具有液相的燃料，剩余量也不能通过气相的压力来测量，因为该压力与液相的体积或者质量不相关。最后，剩余的燃料也不总能通过流量测量装置由初始的燃料注入量(Betankung)和在卫星操作过程中所流出的燃料之间的差值得出，因为流量测量装置随着时间也变得更不准确。因此，卫星的使用寿命出于安全性原因常常在全部燃料实际用尽之前就已经结束。

根据US3501632A和US4755677A己知借助于辐射测量辅助器件确定燃料箱中的燃料量。此外，由US4471223A，DE102008011382A1和DE69907659T2以及再次由US3501632A已知一种开头所提及类型的组件，该组件带有沿容器壁延伸的、用于填充度测量的闪烁纤维束。最后，US2012/0020457A1、US4471223A以及已提到的DE102008011382A分别描述了在箱中心处布置伽马射线发射器，以及US3531638A描述了在这样的油箱中心处布置一探测器的相反情况。

发明内容

本发明的任务是，这样构造开头提及的类型的燃料箱，使得能够以尽可能简单的方式随时准确感测燃料箱中所含有的燃料量。

本发明由此解决该任务，即，用闪烁的玻璃纤维缠绕燃料箱并且在燃料箱中心布置一个伽马射线发射器，并且，给所述玻璃纤维配置一些光电二极管。

一有利的改进方案在于，使用一个以上的纤维并且在一些圆柱对称的区段中缠绕所述箱。由此，可得知关于燃料位于何处的地貌(tomographisches)信息。

在本发明的优选实施方式中，闪烁的玻璃纤维的缠绕轴线延伸穿过箱出口，由此，能够识别到，在该出口的区域中是否仍存在燃料。剩余的燃料则可以通过在燃料出口的反方向上作用于卫星上的推力脉冲(Schubimpuls)向该出口加速。

此外，在本发明的范围内尤其有利的是，燃料箱由轻金属、例如铝或者钛制成，因为箱壁中的吸收进而放射性的设计被保持得尽可能小。

然而，如在根据本发明的燃料箱中所设置的那样的辐射测量也有几个在实施本发明时要相对于效用权衡的缺点：

-必须在卫星上携带一放射源，但是这在技术上和由于环境保护不是问题，因为出于该此目的仅需要大约一毫克的微量放射性材料。

-根据本发明的、具有纤维、探测器和评估电子装置的燃料箱装备需要大约一公斤的附加质量，从而卫星在质量相同的情况下仅能够携带相应减少的燃料量。

-需要“空白试验(Blindprobe)”，以减去放射活性的背景。这种背景会在确定的轨道上由于范艾伦辐射带而变得明显并且与太阳活跃性有关。所述源的放射性必须与这些背景相协调。

-卫星上的电子装置配量负载由于所携带的放射源而略提高，但是这并不明显。

本发明最重要的优点在于，由于更好地充分利用燃料，装备有根据本发明的燃料箱的卫星能够运行显著更长时间，因为随时准确得知关于还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、使用寿命延长，进而大大节省成本。

闪烁纤维的技术就其本身而言多年已经已知并且经受考验。所谓的雪崩光电二极管也已经是已知的并且越来越接替更大的和更笨重的真空光电倍增管。

附图说明

下面应借助在附图中示出的实施例详细阐明本发明。附图示出：

图1呈球形的、以闪烁纤维缠绕的、用于卫星的燃料箱的立体图；

图2根据图1的燃料箱的垂直剖面和

图3带有成组地布置的纤维的第二燃料箱的垂直剖面。

具体实施方式

根据图1中的图示，燃料箱1以闪烁的玻璃纤维2缠绕。在这里描述的实施例情况下，在球形的燃料箱1的中心处(如由图2中的剖面图得知的)放置有伽马射线发射器3，在这种情况下为钴-60源。如果玻璃纤维受伽马量子碰撞，则闪烁的玻璃纤维2发射光脉冲。伽马量子在光电探测器中，在这里描述的实施例的情况下以所谓“硅雪崩”类型，耦合输出，并且在相应的、在图中未示出的前置放大器电子装置中转化为电脉冲。这种雪崩光电探测器8中的一个在根据图1的组件中布置在燃料箱1出口6的区域中。