(57)【要約】      （修正有）【課題】宇宙ロケットでの使用に適しソリッドであって装着容易である、タンク装置の可変な内容物を決定するためのテクノロジーを提供する。【解決手段】タンク液体２００のためのタンク装置１００であって、内部にタンク液体のための第１室１１と第２室１２とが配置された圧力容器１０を備えて構成され、第１室と第２室とは互いに閉ざされ、振動可能である。タンク装置は更に、圧力容器１０内に圧力サージをもたらすための制御可能な要素、前記圧力サージに起因する圧力振動を検知するための圧力センサ１５、及び圧力容器内を占める温度を測定するための温度センサ１８を備えて構成され、タンク装置１０の評価装置２０は、検知される圧力振動と温度センサを用いて測定される温度とから圧力容器１０内のその時のガス量を決定するように構成され、存在する液体２００の質量はそこから計算することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク液体のためのタンク装置（１００）であって、
― 内部にタンク液体（２００）のための第１室（１１）と第２室（１２）とが構築されている圧力容器（１０）と、
― 前記圧力容器内で圧力サージをもたらすための少なくとも１つの制御可能な要素（１４）と、
― 前記圧力サージに起因する第１室及び／又は第２室の圧力振動を検知するための圧力センサ（１５）と、
― 前記圧力容器（１０）内の温度を測定するための温度センサ（１８）と、
― 検知された圧力振動と測定された温度から圧力容器（１０）内のガス容量を決定するための評価装置（２０）と
を有し、前記第１室と前記第２室とが、互いに遮断され、且つ第１室と第２室とを分ける振動可能な少なくとも１つの膜（１３）によって作動連結されている、タンク装置。
【請求項２】
前記制御可能な要素が制御可能な弁を備えて構成され、この弁によって、圧力サージをもたらすガスが前記第１室内に入れられ、及び／又は前記第１室から排出される、請求項１に記載のタンク装置。
【請求項３】
前記制御可能な弁（１４）が、タンク液体を前記圧力容器（１０）から押し出すためのガス供給部に、又は、特にタンク液体の冷却をもたらすため、圧力調節のためのガス出口に接続される、請求項２に記載のタンク装置。
【請求項４】
付加的に、前記第２室（１２）へのガス供給のため及び／又は前記第２室（１２）からのガス排出のための弁（１７）を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタンク装置。
【請求項５】
前記評価装置（２０）が更に、前記圧力容器（１０）内のタンク液体（３００）の体積を決定するように構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタンク装置。
【請求項６】
前記評価装置（２０）が更に、前記第１室（１１）内のタンク液体（２００）の質量を決定するように構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のタンク装置。
【請求項７】
前記タンク液体（２００）が極低温燃料である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタンク装置。
【請求項８】
前記圧力センサ（１５）がピエゾセンサとして構成され、及び／又は励起のために使用されるように構成されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のタンク装置。
【請求項９】
前記第２室のハウジング（１６）が前記圧力容器（１０）に内部で固定され、あるいは前記圧力容器（１０）の一部である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のタンク装置。
【請求項１０】
宇宙で使用するためのロケットであり、パワーユニットと、該パワーユニットに燃料を供給するために請求項１〜９のいずれか一項に記載のタンク装置を少なくとも１つ有する、ロケット。
【請求項１１】
タンク装置の、互いに遮断され且つ両室を分ける振動可能な少なくとも１つの膜（１３）によって作動連結されているタンク液体（２００）のための第１室（１１）と第２室（１２）とを有する圧力容器（１０）内のガス容量を決定するための方法であって、
― ピエゾ要素からのパルスを用いて、及び／又は前記圧力容器の制御可能な弁（１４）を用いた前記第１室へガス（３００）を供給すること及び／又は前記第１室からガス（３００）を排出することによって圧力振動を励起すること、
― 前記第１室及び／又は前記第２室での圧力振動を検知すること、
― 前記圧力容器内の温度を測定すること、及び
― 検知された圧力振動と測定された温度とから前記圧力容器（１０）内のガス容量を決定すること、
を有する方法。
【請求項１２】
前記第１室（１１）内のタンク液体（２００）の容量を決定すること、及び／又は前記第１室（１１）内のタンク液体（２００）の質量を決定することを有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
付加的に、圧力振動の励起前に前記第２室（１２）の容量を調整することを有する、請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
圧力振動の励起が、無重力下で、微小重力条件下で、及び／又はタンク装置を含むロケットの加速中に実行される、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記タンク液体（２００）が極低温燃料である、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンク液体のためのタンク装置、タンク装置内の（可変な）ガス容量／体積を決定するための方法、及び宇宙での使用のためのタンク装置を有したロケットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タンク容器内のタンク液体の量は通常、夫々の液体レベルの高さによって決定される。該容器を有する車両、船あるいは飛行機でポジションが傾斜し、スピードが変化し、あるいは振動する場合、この種の処置からは測定に不正確さが生じる。更に、この種の容量性充填レベル測定は液体とガス相の間の互いにくっついた境界層（所謂メニスカス）、並びにタンク容器の下部分に液体が配されることを必要とする。宇宙ロケットのタンク容器の場合、宇宙でパワーユニットをスイッチオフした後（所謂惰性航行段階の間）には液体が無重力でガスによって互いに分かれた様々な領域に分離するので、これらの条件はパワーユニットの始動前、あるいは燃焼段階の間でのみ満たされる。
【０００３】
したがって、代替的なやり方で液体体積を決定可能とするために、それぞれ異なったやり方が検討されている。
例えば、光学吸収測定において、複数の反射によってタンク容器を光源で照らす。この場合、光エネルギーの一部は、タンク液体での光の吸収の結果として、熱に変換される。残りの光の量が測定され、存在する液体体積がここから間接的に決定される。
【０００４】
この方法では、タンク容量全体を複数の反射によって照らすこと、及び測定された光の強度が実際、平均値に対応すること（タンクはウルブリヒト球／積分球のように働かなければならない）が求められる。測定方法は更に、ロケット内部で高いメカニカル的及び熱的な要求をなお満たさなければならない複雑な光学設備を必要とする。
【０００５】
更なる光学方法が、非特許文献１に示された。しかしながら、このやり方は技術的になお著しく複雑でデリケートである。なぜならば、ここでは干渉計の方法が用いられるからである。
【０００６】
閉鎖された容器における液体体積を決定するための装置と方法とが特許文献１に開示されている。この場合、前記装置は、拡声器膜のように構成され起動手段によって外側からパルスを周期的に適用可能な膜を備えて構成されている。そして、膜の結果として生じる自然振動の周期が検知可能で、そこからガス容量と液体体積とが計算され得る。前記装置と前記方法とは、車両のために設計され、無重力下での使用や極端な圧力変化を伴う使用のために設計されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】DE 33 11 982 A1
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ryan M. Sullenberger、Wesley M. Munoz、Matt P. Lyon、Kenny Vogel、Azer P. Yalin、Valentin Korman及びKurt A. Polzin共著「Optical Mass Gauging System for Measuring Liquid Levels in a Reduced Gravity Environment」（https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs…/20100033282.pdf）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記欠点を回避して、宇宙ロケットでの使用に適しソリッドであって装着容易である、タンク装置の可変な内容物を決定するためのテクノロジーをもたらすことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は、請求項１に係るタンク装置、請求項１０に係るロケット及び請求項１１に係る方法によって、解決される。好ましい実施形態は従属請求項、明細書及び図面に開示されている。
【００１１】
本発明に係るタンク装置は、タンク液体（特に極低温燃料であり得る）を収容し、あるいは供給するために用いられる。該タンク装置は、内部に第１室と第２室とが構築されている圧力容器を備えて構成されている。この場合、互いに分離した容積領域が第１室と第２室として理解されるべきである。特に、第１室は第２室を全体として、あるいは部分的に取り囲むことが可能で、又は第２室は第１室を全体として、あるいは部分的に取り囲むことが可能である。
【００１２】
第１室は、タンク液体及び／又は加圧ガスを収容し、あるいは含有するように構成され、加圧ガスはダンク液体を第１室から押し出すため、及び／又は第１室での温度を調節するために入れ、及び／又は抜き取ることが可能である。この種の加圧ガスは例えば窒素やヘリウムのような不活性ガスであり得る。
【００１３】
第２室は第１室に対し遮断され、それゆえ両室間のガスや液体の交換は不可能である。
この場合、第１室と第２室とは、第１室と第２室を分離し振動可能な少なくとも１つの膜によって作動接続されている。したがって第１室での圧力変化は第２室での容量変化をもたらし、その逆に第２室での圧力変化は第１室での容量変化をもたらし、その結果、各々同じ圧力（ここでは平衡圧力と称される）が両室を占める平衡の状態が整えられる。
【００１４】
タンク容器は付加的に、圧力容器中に圧力サージを生成するための少なくとも１つの制御可能な要素を有する。圧力サージは特に第１室内へ、又は第１室から出るように向けられ、及び／又は例えば最大０．５秒、最大０．２秒若しくは最大でも０．１秒であり得るパルス時間を有する。
【００１５】
第１室と第２室の作動接続のために、膜は、この種の圧力サージによって振動するように設定乃至調整され、これは同様に第１室と第２室とで圧力振動を引き起こす。タンク装置の圧力センサは、例えば異なる時間で（継続的／連続的に）測定された複数の圧力値の形式において、第１室又は第２室でのこの種の圧力振動を検知するように構成されている。このようにして、膜の減衰した周期的振動が検知可能である。圧力センサはピエゾ要素又はピエゾセンサとして構成可能であり、及び／又は圧力サージをもたらすため、又は圧力振動を励起するためにも使用されるように構成され、前記制御可能な要素が特に圧力センサを備えて構成可能である。
【００１６】
前記制御可能な要素は、例えば、タンク壁に固定可能、及び／又はタンク壁内に（全体として、あるいは部分的に）取り付け可能である少なくとも１つのピエゾ要素を備えて構成されることが可能である。好ましい実施形態によれば、制御可能な要素は、第１室へのガス供給のため及び／又は第１室からのガス排出のための制御可能な弁を備えて構成される。したがって、第１室（あるいはその中に含まれたガス室）内の（ガス）圧は、この種の弁によって影響を与えられ得る。制御可能な弁は、所定のパルス時間の間、圧力サージをもたらすために該弁を開き（直ちに再度、該弁を閉じる）制御部に接続可能である。
【００１７】
更に、本発明に係るタンク装置は、（それぞれ）圧力装置内を占める温度を測定するための１つ以上の温度センサを有する。
タンク装置の評価装置が、好ましくは、ガスの１つ以上の物性若しくは固有パラメータを考慮して決められた関数ルールによって、（例えば確立された平衡圧について測定値に起因する振動数及び／又は振幅から）検知された圧力振動と、温度センサを用いて測定された少なくとも１つの温度とから、圧力容器内のガス容量を決定するために設けられている。本明細書において、「ガス容量を決定する」とは、値（これからガス容量が全単射関数ルールを用いて計算され得る）の決定を意味するとも理解され、これは「タンク液体の堆積／容量を決定する」のに当てはまる（以下、参照）。
【００１８】
ガス容量は、第１室及び／又は圧力容器（全体で）でのガスの容量（決定時での最新のもの）であり得る。
更に、評価装置は、例えば決定されたガス容量から、好ましくは圧力振動の減衰後に調整／確立された第１室及び／第２室の容量の圧力容器の前もって知られた内部容積を考慮して、圧力容器若しくは第１室に（実際に）含有されたタンク液体を決定するように構成され得る。
【００１９】
本発明に係るロケットは、宇宙で使用され、好ましくは地球から宇宙へ飛翔するように構成されている。これは、少なくとも１つのパワーユニットと、燃料をパワーユニットに供給するための、本明細書で開示された実施形態に係る本発明にしたがった少なくとも１つのタンク装置とを備えて構成されている。
【００２０】
本発明に係る方法は、タンク装置の圧力容器内のガス容量（可変であり、該方法を実行する際の最新のもの）を決定するのに用いられる。この場合、圧力容器は、タンク液体（特に極低温燃料であり得る）のための第１室と第２室とを有する。第１室と第２室とは分離した容積領域である（特に第１室が第２室を全体として、あるいは部分的に取り囲むことが可能で、またその逆もあり得る）。それら室は互いに遮られ、第１室と第２室を分け振動可能である少なくとも１つの膜によって（上述のように）作動接続されており、したがって、同じ圧力（ここでは平衡圧とも称する）が両室を占める平衡の状態が夫々整えられる、あるいは確立されるまで、第１室での圧力変化が第２室の容量変化をもたらし、またその逆の関係、即ち、第２室での圧力変化が第１室の容量変化をもたらすこともある。
【００２１】
前記方法は、圧力容器内の温度を測定すること、及び例えば（例えばタンク壁に固定され、又はタンク壁内に（全体として、あるいは部分的に）取り付けられた）ピエゾ要素及び／又は少なくとも１つの制御可能な弁を備え得る制御可能な要素によって第１室で圧力振動を引き起こすこと（励起すること）を有する。特に、圧力振動の励起は、圧力容器のそのような弁によって、第１室へのガスの（急な）供給及び／又は第１室からのガスの（急な）排出を有していてもよい。上述のように、前記励起は特に、所定のパルス時間（例えば最大０．５秒、最大０．２秒又は最大でも０．１秒）、そのような弁を開放することを有する。代替的に又は付加的に、圧力振動の引き起こしは、含まれるピエゾ要素の少なくとも１回のパルスによって実行可能である。
【００２２】
第１室及び／又は第２室での圧力は、本発明に係る方法の結果として、例えば複数回の連続的／継続的に測定される圧力値の態様で検知される。圧力容器のガス容量は、検知された圧力振動と測定された温度とから決定され、該ガス容量は特に、第１室及び／又は圧力容器（全体として）におけるガスの容量（決定時での最新のもの）であり得る。
【００２３】
決定は、好ましくは、ガスの少なくとも１つの物性若しくは固有のパラメータを考慮して決められる関数ルールによって実行される。
有利な実施形態によれば、前記方法は付加的に、例えば圧力容器の前もって知られた内部容量及び／又は圧力振動の減衰後に確定された第１室及び／又は第２室の容量を考慮して、圧力容器（第１室）に含有されたタンク液体の容量を決定することを有する。
【００２４】
特に、本発明に係る方法は、この明細書に開示された実施形態の１つに係る本発明にしたがったタンク装置の圧力容器におけるガス容量を決定するのに適する。
本発明に係るタンク装置、本発明に係るロケット及び本発明に係る方法によって、外部条件、例えばタンク装置の衝撃、加速あるいは制動や重力の影響に全く関係なく、タンク内容物の信頼できる決定が可能となる。本発明によれば、第１室内にタンク液体と共にあるガスを狙い通りに励起し、第１室又は第２室での圧力変動の態様をしたこの励起によって引き起こされる続いての一時的な反応が測定され評価されることで、圧力容器内の夫々の時点での最新ガス容量が決定され得る。この応答のために必要とされ、あるいはこの応答に伴う技術的手段は頑丈であり、ごく僅かな経費で取り付けられるものである。
【００２５】
特にミッションの終わりでの圧力容器内の残存している液体の、本発明にしたがった、可能な限り正確な決定によって、付加的に、将来のミッションのための一層正確なモデル化が可能となり、これは液体をタンクに入れる際の安全な余地の減少を容認し、したがって質量に関する節約を容認する。
【００２６】
好ましくは、本発明に係る装置は、第１室内のタンク液体との膜の接触を防止し、あるいは少なくとも減少するように構成されたガス透過性の遮蔽装置を備えて構成される。類似的に、本発明に係る方法において、膜は、第１室に面した側で少なくとも部分的にタンク液体から免れ、即ち、タンク液体に覆われていない。このようにして、膜の最適な振動挙動が確実にされ得る。
【００２７】
本発明の有利な実施形態によれば、制御可能な要素は、圧力サージをもたらすための制御可能な弁を備えて構成され、これはタンク液体を圧力容器から（例えばパワーユニットへ）移動するためのガス供給部へ、及び／又は例えばタンク液体の冷却をもたらすため、圧力容器内の圧力調節のためのガス出口へ（付加的に）接続されている。それゆえ弁は複数の機能を果たすことが可能で、したがって容量決定は付加的コンポーネントとして別個の独立した弁を必要としない。タンク装置はその結果、特に単純で頑丈であることを維持することができる。
【００２８】
類似的に、圧力振動を検知するための圧力センサは、圧力容器の内部圧力を調節するためのタンク容器の圧力調節装置の一部であることが可能で、これは同様に必要とされる複雑さを、したがってタンク装置のための製造経費を最小化し、高い頑強さを可能とする。
【００２９】
第２室は、（例えばタンク装置を有したロケットが始動する前で）ガスでの単独充填後、固定圧力下で封止可能であり、それで第２室に位置するガスの質量はもはや変わらない。ガスは特にヘリウムであり、あるいはヘリウムを有していてもよい。
【００３０】
代替的に、タンク装置は、ガスを第２室へ導入可能及び／又は第２室から排出可能な弁を有していてもよい。この弁（本明細書では「第２弁」とも称する）によって、例えば第１室へのガス供給若しくは第１室からのガス排出後、好ましくは膜の（少なくとも実質的に）振動のない段階中に、膜の振動性能を維持するための第２室の最適容量の調整が可能である。タンク装置は、第２室での圧力を測定するための圧力センサ、及び／又は１個のそのような第２弁を制御するための制御装置を備えて構成されることが可能である。第２弁のそのような制御装置は、第１室へのガス供給若しくは第１室からのガス排出のための（第１）弁を制御するための制御装置と連通するように構成させることが可能で（これは、既述のように、特に圧力サージをもたらすための既述した弁に一致させることができる）、又はタンク装置は既述した弁の両方を制御するための共通の制御装置を備えて構成されていてもよい。
【００３１】
したがって、本発明に係る方法の有利な設計変形例は、例えば（第２）弁を介して第２室へガスを供給し又は第２室からガスを排出するによって、第２室の容量を調整すること（即ち、もたらすこと）を有する。該調整は第２室での圧力を測定することを有してもよく、及び／又は特に第１室へのガス供給（例えば圧力容器からタンク液体を移動するため）若しくは第１室からのガス排出（例えば冷却をもたらすため）後に、及び／又は膜の（少なくとも実質的に）振動のない段階中に、実行されてもよい。
【００３２】
好ましくは、本発明に係るタンク装置の評価ユニットは、圧力容器内の決定されたガス容量、あるいはそこから計算されたタンク液体の容量と、圧力容器内で測定された温度とから、圧力容器内のタンク液体の質量を決定するように構成される。その際、本明細書において「質量を決定する」とは、全単射関数ルールを用いて質量を計算することができる値の決定を意味するとも理解される。したがって、本発明に係る方法は、好ましくは、圧力容器内のタンク液体の質量のそのような決定を有する。
【００３３】
（例えば本発明に係るロケットの一部であり得る）パワーユニットの制御は、圧力容器内の燃料の決定された質量に応じてパワーユニットを点火するように構成され、あるいは（適切であれば）その点火を抑制するように、及び／又は（特に飛翔中の）圧力容器の充填レベルに応じて圧力容器内の酸化剤の量に対する燃料の比率を変更するように構成され得る。それゆえ、点火は十分な燃料若しくは酸化剤の量なしに実行可能であり、これに関する爆発の危険は回避可能で、あるいは飛翔中の最適な燃料／酸化剤比率が設定乃至調整可能である。
【００３４】
有利な実施形態によれば、圧力振動の励起は、本発明に係る方法において、無重力下で、（特に地球の大気を越える、例えば少なくとも１つのパワーユニットを切った後の）微小重力条件下で、及び／又はタンク装置を含むロケットの加速中に実行される。
【００３５】
以下で、本発明の好適な例示的実施形態を図面に基づいて一層詳細に説明する。本発明に係るタンク装置は図示されたコンポーネントを全て有する必要はなく、あるいは更なる要素を含み得るものであると理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の例示的な実施形態に係るタンク装置の概要図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１に示されたタンク装置１００は、内部に第１室１１と第２室１２とを構築する圧力容器１０を備えて構成され、その第１室１１は第２室１２を実質上、完全に取り囲んでいる。第１室と第２室とは、本例において、互いに遮断され、第１室と第２室を分離し振動可能である膜１３によって作動接続されている。したがって、第１室１１での圧力変化は、膜の反応（例えば、図において双方向矢印で示されるような一方の、あるいは他方の方向での膨張）と、結果として第２室１２での容量変化をもたらし、逆に第２室での圧力変化は、膜の反応と、結果として第１室での容量変化をもたらす。結局は、同じ（平衡）圧力が両室を占める平衡の状態が夫々、確立される。
【００３８】
第１室１１は、タンク液体２００（例えば、特にロケットパワーユニット用の極低温燃料）である程度満たされ、図示の状況ではタンク装置が少なくともほぼ無重力下にあり、それゆえタンク液体２００は互いにくっついた液体レベルを形成せず、むしろ多数の小滴に分かれている。タンク液体２００に加えて、第１室１１はガス３００（例えば、ヘリウムや窒素のような不活性ガスや液体由来のガス）を含有する。
【００３９】
第２室１２は安定ハウジング１６と膜１３とによって取り囲まれ、ガス（例えば、ヘリウム及び／又は第１室１１が含有すると同じガス）を含有している。図示された例示的な実施形態において、（好ましくは制御可能な）弁１７によって、ガスが第２室１２へ供給され、及び／又は第２室から排出され得、弁が閉じられると第２室１２内のガス容積は遮断される。特に、第２室１２の所定容積が、（例えば、第１室へのガス供給後や第１室からのガス排出後に）弁１７によって確定され得、それゆえ励振の際に有利な振幅を可能とする膜１３の形状又は状態がもたらされ得る。更に、ガスはまた弁１７によって第１室１１から出て第２室１２へ導入され得る。（図示しない）代替的な実施形態によれば、充填・密閉後に第２室は変更不能な量（質量）のガス（例えばヘリウム）を含有し、言い換えれば、弁１７を備えない。
【００４０】
弁１７の制御部（図示せず）は、少なくとも１つの弁の制御部（同様に図示せず）に繋がれ得るが、該少なくとも１つの弁によって。ガス（例えば圧力容器からタンク液体２００を移動する目的のもの）を第１室へ導入可能であるか、ガス３００（例えば冷却をもたらすためのもの）を第１室から排出可能であり、及び／又は圧力容器での圧力サージをもたらすように構成されている。
【００４１】
タンク装置１００は、本発明にしたがって、例えば所定のパルス時間（例えば最大で０．５秒、最大で０．２秒あるいは最大でも０．１秒）開き、再び閉じることで、（弁の両側での適用圧力に応じて）ガス３００が開いた弁１４を介して第１室１１に入り、第１室から出ることにおいて、圧力容器１０での圧力サージをもたらすように構成された弁１４を有する。質量を有する膜１３と共に室１１，１２内に閉じ込められたガスが閉じられた圧力容器１０内で振動可能なシステムを形成するので、その種の圧力サージによって膜１３が振動し、したがって夫々第１室と第２室における圧力振動となる（その際、２つの室での圧力振幅が互いに補い合っている）。
【００４２】
図に示されたタンク装置１００は更に、圧力容器内（特に第１室１１内）を占める温度を測定するための温度センサ１８を備えて構成される。第２の温度センサを室１２内の温度測定のために配置可能である（ここでは図示せず）。図示された例示的な実施形態において、夫々測定された温度の値は評価装置２０に伝えられ得る。
【００４３】
図示の例において、圧力センサ１５は第１室での圧力振動中に周期的に変化する圧力を測定する（継続的に複数回）ように、それゆえ、第１室１１内の（設定された平衡圧を含む）圧力振動を検知し、関連した測定値を評価装置２０に伝えるように構成されている。圧力センサは（例えばピエゾセンサとして）励振のためにも使用可能で、即ち、ガスコンパートメントを「ピンする（ping）」ように使用可能である。評価装置２０は好ましくは圧力振動から、あるいは圧力振動を表す得られた測定値と、温度センサ１８を用いて測定された（現在の／最新の）温度とから、圧力容器１０内のガス容量を、例えば、第１室１１内のガス３００の容量と、それゆえ全体として圧力容器１０内のガスの容量を決定するように構成される。評価装置は更に、好ましくは前もって決定されたガス容量のために、圧力容器１０内（第１室１１内）のタンク液体２００の容量を計算するように構成され得る。この計算は例えば、圧力容器の前もって知られた内部容量を考慮して、及び／又はガスの物理定数を考慮して圧力振動の減衰後に適合された第１室１１及び／又は第２室１２の容量を考慮して、実行可能である。
【００４４】
評価装置は加えて、温度センサ１８によって測定された（現在の／最新の）温度を考慮して、圧力容器（即ち、第１室１１）に含有されたタンク液体２００の質量を（例えばその容量と密度から）計算するように構成され得る。
【００４５】
圧力サージをもたらすための弁１４は、好ましくは、タンク液体を圧力容器からパワーユニットに通じる供給ライン１９に移動するためにガス供給部に、及び／又はタンク液体２００の冷却をもたらすにガス出口に接続可能であり、あるいは接続されるようになっていることが可能である。
【００４６】
それゆえ、圧力サージをもたらすこととは別に、弁１４は更なる機能を果たすことが可能で、したがって圧力容器内のガス容量の決定のために付加的に据え付けられた弁である必要はない。それゆえ、タンク装置の比較的簡単な構成が実現可能で、それによって製造出費を少なく、頑強性を高くすることができる。
【００４７】
圧力センサ１５及び／又は温度センサ１８は、タンク液体を移動するためのガス供給部及び／又は冷却のためのガス排出を実行可能な弁の制御部（図示せず）に接続可能である（この種の弁は既述のように圧力サージをもたらすための弁１４に対応する）。圧力センサ及び／又は温度センサはしたがって、圧力容器内のガス容量を決定するのに寄与するほかに、夫々、例えば圧力容器内の夫々必要とされる圧力レベル及び／又は温度レベルを調節するために、少なくとも１つの更なる機能を果たすことが可能である。
【００４８】
タンク液体２００のためのタンク装置１００が開示される。該タンク装置は、内部にタンク液体のための第１室１１と第２室１２を配置する圧力容器１０を備えて構成される。第１室と第２室とは相互に遮断され、第１室と第２室とを分けて振動可能な少なくとも１つの膜１３によって作動接続されている。第２室１２のハウジング１６は圧力容器１０に内部固定され、あるいは圧力容器１０の一部であり得る。タンク装置は更に、圧力容器１０に圧力サージをもたらすための制御可能な要素１４、圧力サージに起因する圧力振動を検知するための圧力センサ１５、及び圧力容器内を占める温度を測定するための温度センサ１８を備えて構成される。タンク装置１００の評価装置２０が、夫々検知された圧力振動と温度センサ１８を用いて測定された温度から圧力容器１０の現在の／最新のガス容量を決定するように構成されている。存在するタンク液体２００の質量がそこから計算可能である。
【００４９】
宇宙での使用のためのロケットとタンク装置の圧力容器の（可変な）ガス容量を決定するための方法とが更に開示されている。
【符号の説明】
【００５０】
１０  圧力容器
１１  第１室
１２  第２室
１３  膜
１４  圧力サージを生み出すための弁
１５  圧力センサ
１６  第２室１２のハウジング
１７  第２室へのガス供給及び／又は第２室からのガス排出のための弁
１８  温度センサ
１９  パワーユニットのための供給ライン
２０  評価装置
１００  タンク装置
２００  タンク液体
３００  ガス
【図１】
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【外国語明細書】
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