BR102018069869A2

BR102018069869A2 - Sistema de medição de nível de gás liquido

Info

Publication number: BR102018069869A2
Application number: BR102018069869-9A
Authority: BR
Inventors: Gabrys Marek
Original assignee: AIUT Sp. z o. o.
Priority date: 2017-09-29
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2019-04-16
Also published as: EP3462144A1; US10724893B2; EP3462144B1; ES2827289T3; AU2018229439B2; AU2018229439A1; PL3462144T3; CA3018242A1; CN109579947A; US20190101433A1; BR102018069869B1; CN109579947B

Abstract

a presente invenção refere-se a um sistema de medição de nível de gás líquido para uso em um tanque de gás líquido e projetado para cooperar com um cabeçote de medidor de nível de flutuação montado no tanque de gás e feito de material magneticamente inerte. o sistema compreende um módulo de mostrador 1 acoplável ao cabeçote de medidor de nível de flutuação e um módulo de sensor 2 conectado de forma removível ao módulo de mostrador 1. o módulo de mostrador 1 é dotado de pelo menos um ímã de mostrador de orientação 103 magneticamente acoplado com um ímã de acionamento do medidor de nível de flutuação. o módulo de sensor inclui um sensor de efeito hall, uma bateria 204 e um módulo de rádio com uma antena 205, que permite a transmissão de dados de medição sem fio para um local remoto.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

SISTEMA DE MEDIÇÃO DE NÍVEL DE GÁS LIQUIDO CAMPO DA TÉCNICA [001] A presente invenção refere-se a um sistema de medição de nível de gás líquido para uso em um tanque de gás líquido e projetado para cooperar com um cabeçote do medidor de nível de flutuação montado no tanque de gás. O sistema permite a transmissão de dados de medição sem fio para um local remoto.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA [002] O GLP é usado em vários tipos de instalações industriais e em residências. Do ponto de vista de um fornecedor de gás, adquirir novos clientes e manter os antigos requer monitoramento contínuo do consumo real de gás, bem como do nível de gás nos tanques. Essas medições são realizadas periodicamente em ciclos predeterminados ou sob demanda, enquanto os resultados das medições são determinados por inspeção visual de mostradores rotativos fornecidos em cabeçotes de medição montados nos tanques ou transmitidos por telemetria.

[003] Em medidores mecânicos de nível de flutuação comumente usados atualmente, um elemento flutuante na superfície de um gás líquido (ou outro meio líquido) é disposto em um braço giratório dotado de uma engrenagem que transforma a rotação do braço em um eixo geométrico horizontal para uma rotação correspondente de um elemento disposto verticalmente em torno de um eixo geométrico vertical. No ponto mais alto do elemento vertical rotativo, em uma distância possivelmente pequena do cabeçote do medidor de nível de flutuação feita de material magneticamente inerte e que fecha bem a abertura do tanque, um ímã é disposto, de modo que o campo magnético mude de direção correspondente à rotação do elemento vertical. Um mostrador magnético e uma escala que define o grau de enchimento do tanque na forma de um mostrador magnético são montados no cabeçote do medidor de nível de flutuação. Um elemento rotativo, como um disco de mostrador ou um ponteiro de medidor,

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 6/39

2/16 muda sua posição de acordo com as mudanças da direção do campo magnético e assim, mostra a posição do elemento de flutuação correspondente ao meio líquido presente no tanque. Esses medidores de nível de flutuação são considerados confiáveis devido à construção mecânica relativamente simples, mas exigem inspeção visual direta do mostrador para recuperar a situação atual do nível de gás.

[004] O documento n^o US 2004/0079152 A1 revela um sistema elétrico para medir a quantidade de gás líquido em um tanque, sendo que o sistema compreende um conjunto de sensores magnéticos, um módulo de medição de temperatura dotado de um microprocessador com um módulo de rádio, em que transdutores magneto-resistivos de campo magnético são usados, que tem sensibilidade maior do que os sensores de efeito Hall (podem determinar campos menores), mas sendo capazes de medir apenas pequenas faixas de campo. O módulo de rádio permite enviar resultados de medição para um local remoto. No entanto, mesmo o uso de alguns sensores magnéticos dispostos a várias distâncias do ímã não garante uma operação confiável no caso de vários tipos de indicadores de nível.

[005] O documento n^o US 2006/243345 A1 revela um sistema de monitoramento de nível de tanque sem fio utilizando um sensor de efeito Hall e que tem uma estação base com um controle de situação de bateria conectado a um módulo de rádio.

[006] Além disso, no documento n^o US 2004/0129075 A1 é revelado um sistema de detecção de nível de fluido remoto, em que um circuito eletrônico baseado em microcontrolador que compreende um sensor de campo magnético (como GMR AA002-02 disponível da NVE Corporation) detecta a orientação do campo magnético gerado por um único ímã permanente dentro do mecanismo de medidor existente. O sistema inclui um módulo de tanque que compreende um alojamento, uma tampa de bateria, unidades de bateria, um microcontrolador, uma placa de circuito, um transmissor de RF, um sensor magnético, uma banda

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 7/39

3/16 de fixação, fios de conexão elétrica, um interruptor momentâneo, um clinômetro elétrico, um visor de cristal líquido, um oscilador de relógio e um regulador de tensão. O alojamento do módulo de tanque é dimensionado para caber sobre o medidor do tanque pré-existente e é fixado ao manômetro por meio da tira de fixação. O medidor é montado na parte superior do tanque por parafusos de montagem, que conecta o alojamento de medidor ao tanque e a face do medidor compreende uma bússola simples que monitora a posição do ímã.

[007] Além disso, o documento n^o US 2009/0243863 A1 revela um monitor de nível de tanque celular para gás liquefeito e líquidos criogênicos, sendo que o monitor é configurado para ser magneticamente conectado ao tanque de combustível e operativamente conectado a um módulo de efeito Hall.

[008] O documento n^o US 2009/0160674 A1 revela um sistema de telemetria sem fios que consiste em um sensor (tal como um sensor habitual de efeito Hall) que gera um sinal elétrico indicativo do nível e/ou uso, um transmissor sem fio que transforma este sinal em um sinal compatível com o protocolo de transmissão Wi-Fi (802,11a/b/g/n) e um roteador sem fio Wi-Fi que recebe este sinal WiFi e armazenando-o em um computador central para posterior transmissão a um computador servidor localizado em um local distante através da internet pública.

[009] Além disso, no documento n^o US 6.679.116 B2 um medidor de nível de líquido, uma montagem que inclui uma montagem de mostrador com um ímã moldado e um detector magnético removível com um sensor de efeito Hall. Nessa montagem, o sensor de efeito Hall é conectado a um mostrador com um cabo. Além disso, a medição do campo magnético é baseada na detecção da rotação de um ímã moldado sendo magneticamente acoplado a um ímã do tanque (medidor) que gira em resposta a movimentos do braço flutuante.

[010] O documento n^o US 8 294 457 B2 revela uma montagem de codificador magnético rotativo que compreende uma disposição de sensor de campo magnético, um ímã rotativo disposto adjacente à disposição de sensor de campo

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 8/39

4/16 magnético e que tem um campo magnético que é sensível pela disposição do sensor de campo magnético e uma haste de codificador rotativo que afeta a rotação do ímã rotativo sem entrar em contato com o mesmo.

[011 ] No documento n^o US 6.564.632 B2 é revelada uma montagem de medidor de nível de líquido que inclui uma montagem de mostradores que tem um ímã moldado e um detector magnético removível com um sensor magnético, de preferência um sensor Hall. A montagem de mostrador é capaz de fornecer sinal de saída visual e elétrico relacionado ao nível de líquido medido pela montagem do medidor. O ímã moldado tem uma espessura variável que, em cooperação com o sensor Hall, fornece um sinal de saída linear do detector em mais de 270 graus. A tampa da montagem do mostrador é dotada de uma tampa que tem uma tomada tipo canal adaptado para receber um detector que contém um sensor Hall conectado por um cabo elétrico a dispositivos externos.

[012] Apesar dos numerosos sistemas para medir o nível de gás líquido usando sensores de campo magnético e que transmite sem fio os resultados de medição para um local remoto, há uma necessidade constante de melhorias. As áreas de melhorias envolvem otimizar o equilíbrio entre sensibilidade e faixa de medição de um sensor de campo magnético, eliminando os elementos propensos a danos (como cabos que conectam módulos de componentes do sistema de medição), aumentando a segurança da utilização dos sistemas de medição de nível de gás líquido e também redução de custos de fabricação e instalação de tais dispositivos de medição inteligentes.

[013] Os problemas relacionados à segurança mencionados acima incluem o seguinte problema. Vários dispositivos de medição inteligente de nível de gás líquido da técnica anterior são formados de modo a serem montados em um cabeçote de medidor de nível de flutuação no lugar de um medidor de mostrador mecânico simples, que requer inspeção visual. Como regra, essa instalação é feita por meio de dois parafusos Philips que passam por duas alças correspondentes, fornecidas na parte inferior do alojamento do dispositivo e

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 9/39

5/16 encaixam os respectivos orifícios rosqueados no cabeçote de medidor de nível. Muitos usuários finais tendem a substituir os indicadores de mostrador analógicos com esses dispositivos por conta própria, usando ferramentas inadequadas (como ferramentas multifuncionais em vez de chaves de fenda dedicadas) ou até mesmo erroneamente manipular outros parafusos (como os parafusos hexagonais (internos) normalmente usados para fixar o cabeçote do medidor de nível em um tanque). Isso envolve maior risco de danificar os dispositivos, abrir os tanques, desmontar o medidor e liberar o gás, o que pode resultar em uma explosão. Assim, uma necessidade foi observada e identificada pelos presentes inventores para fornecer um sistema que permitiría aos usuários finais mudar facilmente os dispositivos sensores (por exemplo, para substituir baterias ou módulos eletrônicos danificados), enquanto elimina a necessidade de desconectar/conectar módulos diretamente conectados a um tanque de gás pressurizado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [014] O problema objetivo resolvido pela presente invenção pode ser assim formulado como fornecer um sistema de medição de nível de gás líquido para uso em um tanque de gás líquido e projetado para cooperar com um cabeçote de medidor de nível de flutuação montada no tanque de gás, em que os problemas identificados acima associados ao uso de dispositivos da técnica anterior poderiam ser superados de maneira relativamente simples e econômica. [015] Consequentemente, a presente invenção refere-se a um sistema de medição de nível de gás líquido para uso em um tanque de gás líquido e projetado para cooperar com um cabeçote de nível de flutuação montada no tanque de gás e feita de material magneticamente inerte, por meio do que o sistema compreende:

um módulo de mostrador acoplável ao cabeçote do medidor de nível de flutuação e que compreende:

um corpo do módulo de mostrador com a sua face inferior formada de

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 10/39

6/16 modo a ser montada no cabeçote do medidor de nível, um elemento rotativo indicador disposto no corpo do módulo de mostrador e que serve para indicação visual do nível de gás líquido no tanque, pelo menos um ímã de mostrador disposto por baixo do elemento rotativo indicador, em que pelo menos um dito ímã de mostrador e o elemento rotativo indicador estão dispostos de modo que durante a rotação em torno do eixo geométrico de rotação vertical comum, o ângulo de rotação do dito pelo menos um ímã de mostrador corresponda ao ângulo de rotação do elemento rotativo de indicação, uma escala de volume de tanque de forma circular e ajustada para cooperar com o elemento rotativo indicador, de modo a indicar a percentagem do volume do tanque ocupado pelo gás líquido, e uma tampa de módulo de mostrador dotada na sua face superior de pelo menos um elemento de conexão, por meio do que pelo menos parte da área periférica da tampa de módulo de mostrador é feita de um material transparente, e um módulo de sensor conectado de forma removível ao módulo de mostrador e que compreende:

um alojamento dotado de pelo menos um elemento de conexão correspondente ao elemento de conexão da tampa de módulo de mostrador e adaptada para formar uma conexão removível com o elemento de conexão da tampa de módulo de mostrador, um módulo eletrônico que compreende o sensor de efeito Hall e o módulo de rádio, uma bateria conectada ao módulo eletrônico, uma antena conectada ao módulo de rádio.

[016] Os presentes inventores obtiveram uma melhoria significativa em termos de segurança de utilização fornecendo-se o sistema na forma de dois módulos conectados de forma removível, isto é, o módulo de mostrador e o módulo de sensor substituível. O módulo de mostrador da presente invenção é projetado

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 11/39

7/16 para ser montado no cabeçote do medidor de nível de flutuação. Como regra, isso deve ser feito uma vez, seja por um fabricante/fornecedor de tanque de gás ou por um serviço autorizado. Uma vez montado, o módulo de mostrador da presente invenção não precisa ser removido pelo usuário que deseja trocar o módulo de sensor. Toda a atividade requerida do usuário é conectar (em particular, a conexão de clique) o módulo sensor removível a um elemento de conexão dedicado (por exemplo, uma tomada) disposto na face superior da tampa de módulo de mostrador. Para trocar os módulos de sensor, a conexão (preferivelmente do tipo clique) entre o módulo de mostrador e o módulo de sensor deve ser liberada, o módulo de sensor antigo deve ser removido do elemento de conexão na face superior da tampa de módulo de mostrador (por exemplo, retirado da tomada) e substituído por um novo, que é novamente conectado ao módulo de mostrador em uma operação simples que não requer treinamento especial, nem ferramentas de qualquer tipo.

[017] Deve se notar que não são necessários cabos elétricos ou comutadores para conectar os dois módulos, isto é, o módulo de mostrador e o módulo de sensor removível. Torna o sistema da presente invenção mais simples, mais fácil de usar, muito mais resistente a danos e menos dispendioso.

[018] Ainda outra vantagem do sistema modular da presente invenção é que, usando o mesmo padrão de conexão removível, diferentes módulos de sensores podem ser usados com o mesmo módulo de mostrador, o que contribui muito para facilitar o ajuste do sistema para o desenvolvimento constante de sistemas baseados em IoT de medição inteligente e o uso de vários padrões de transmissão de dados, como LoRa WAN ou Sigfox.

[019] O módulo de mostrador ajustado para ser instalado no cabeçote do indicador de nível, além da cooperação com o módulo de sensor substituível (para gerar sinais de saída de medição que podem ser transmitidos sem fio por rádio para um local remoto) é totalmente capaz de executar as funções da montagem de mostrador mecânico, isto é, para permitir a determinação

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 12/39

8/16 mecânica independentemente do nível de gás líquido no tanque. Pelo menos parte da área periférica da tampa de módulo de mostrador é feita de um material transparente (como o policarbonato), que permite a inspeção visual do nível real do gás. A possibilidade de inspeção visual do nível real de gás no tanque, dependente somente de elementos mecânicos e assim, fornecendo uma alternativa para quaisquer dispositivos eletrônicos usados para medições e transmissão de dados sem fio, é requerida em tanques de GLP por razões de segurança.

[020] Além disso, os presentes inventores descobriram que fornecer um ímã guia adicional localizado entre o ímã de mostrador (o movimento do qual é detectado por um sensor de campo magnético em um módulo típico de mostrador) e o sensor de campo magnético, permite alcançar um bom equilíbrio entre sensibilidade e faixa de medição de um sensor de campo magnético. Em geral, a fim de detectar alterações no campo magnético com precisão suficiente, um sensor de campo magnético deve cooperar com um ímã de mostrador cuidadosamente selecionado, disposto em uma distância precisamente determinada. Quando um ímã de mostrador e um ímã guia são combinados em um módulo de mostrador, um deles mantém o acoplamento magnético e o outro fornece melhor posicionamento. Nesse caso, um sensor de efeito Hall que fornece uma faixa de campo magnético medido mais amplo do que os sensores de imã resistivos pode ser usado como um sensor de campo magnético sem deterioração significativa da sensibilidade. Isso contribui para uma operação mais equilibrada e confiável. Mais especificamente, o desempenho ideal do sistema de medição do nível de gás liquefeito, de acordo com esta modalidade preferencial do sistema de acordo com a invenção em termos de fornecer equilíbrio entre sensibilidade e intervalo de medição, é considerado como resultado de uma combinação de pelo menos três ímãs, nomeadamente o ímã de acionamento (mestre), pelo menos um ímã de mostrador (escravo primário) e o ímã guia (escravo secundário). Os dois primeiros, isto é, o ímã de

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 13/39

9/16 acionamento e o ímã mostrador são acoplados magneticamente. Por sua vez, o ímã mostrador e o ímã guia (que, de preferência, estão dispostos nos lados opostos do elemento indicador rotativo), além de serem acoplados magneticamente, são fixados no eixo geométrico rotativo comum. Assim, nessa concretização preferencial, o módulo mostrador compreende também um ímã guia cilíndrico disposto acima do elemento rotativo indicador e que coopera com o ímã (ou imãs) de mostrador, por meio do que o ímã (ou imãs) de mostrador, o elemento rotativo indicador e o ímã guia estão dispostos de modo que durante a rotação em torno do eixo geométrico de rotação vertical comum, o ângulo de rotação do ímã (ou ímãs) de mostrador corresponda ao ângulo de rotação do elemento rotativo indicador e o ímã guia cilíndrico. Essa combinação contribui para o aumento da sensibilidade e permite tolerâncias maiores em relação ao posicionamento mútuo dos elementos do sistema.

[021] Em uma modalidade preferencial do sistema, de acordo com a invenção, a conexão removível formada pelos elementos de conexão da tampa de módulo de mostrador e do alojamento é uma conexão de clique. Tal conexão pode ser implementada em um certo número de várias modalidades, que variam em formas de elementos de conexão do módulo de mostrador e correspondentes elementos de conexão do módulo de sensor, mas em cada caso realizando o princípio da conexão de clique removível e de forma simples e não requerendo ferramentas. Em uma dessas modalidades preferenciais, o elemento de conexão da tampa de módulo de mostrador é formado como uma tomada que tem meios de encaixe e o alojamento de módulo de sensor na sua parte inferior é formada como o elemento de conexão que encaixa na forma interna da tomada e está dotada de meios de encaixe correspondentes aos meios de encaixe da tomada. [022] Em outra modalidade preferencial, o elemento rotativo indicador é um disco de mostrador, que na sua superfície voltada para o ímã guia, é perifericamente dotado da escala de volume de tanque. A escala de volume de tanque mostra a porcentagem da capacidade do tanque (volume). Essa

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 14/39

10/16 modalidade preferencial envolve duas variantes. Em uma variante, um único ímã de mostrador é disposto axialmente abaixo do disco de mostrador, enquanto em outra variante, dois ímãs de mostrador são dispostos simetricamente abaixo do disco de mostrador.

[023] Ainda em uma outra modalidade preferencial do sistema de acordo com a invenção, o elemento rotativo é um indicador de um medidor e a escala de volume de tanque é formada como uma inserção circular fixa dentro do corpo do módulo de mostrador voltada para o ímã de mostrador.

[024] De preferência, o corpo do módulo de mostrador e a tampa de módulo de mostrador são conectados uns aos outros através de colagem, uma vez que permite fornecer a durabilidade necessária e a impermeabilidade ao tempo. Alguns outros métodos, que inclui a soldagem ultrassônica ou o uso de vedações elásticas adicionais, também podem ser considerados alternativos ou complementares à colagem. A tampa de módulo de mostrador pode ser feita de qualquer material transparente resistente a choques, como policarbonato.

[025] Em uma modalidade opcional, a conexão entre a tampa de módulo de mostrador e o alojamento de módulo de sensor é adicionalmente vedada, por exemplo, para evitar qualquer manipulação não autorizada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [026] As modalidade preferenciais da presente invenção são apresentadas de uma maneira mais detalhada com referência ao desenho anexo, em que:

[027] A Figura 1 mostra uma vista explodida de uma modalidade preferencial do sistema de medição do nível de gás líquido de acordo com a invenção;

[028] A Figura 2 mostra uma vista explodida de uma modalidade alternativa preferencial do sistema de medição do nível de gás líquido de acordo com a invenção;

[029] A Figura 3 mostra uma vista explodida de uma modalidade preferencial do módulo de mostrador com um disco de mostrador rotativo;

[030] A Figura 4 mostra uma vista explodida de uma modalidade preferencial

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 15/39 /16 alternativa do módulo de mostrador com um ponteiro de medidor rotativo;

[031 ] A Figura 5 mostra uma vista superior do sistema da Figura 2;

[032] A Figura 6 mostra uma vista em perspectiva de uma modalidade preferencial do módulo de sensor no estado montado;

[033] As Figuras 7a, 7b mostram duas modalidades alternativas da disposição do ímã (ou imãs) do mostrador em relação ao disco de mostrador.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS [034] As Figuras 1 e 2 mostram duas modalidades preferenciais do sistema de medição do nível de gás líquido de acordo com a invenção. O sistema compreende dois módulos conectados de forma removível. O primeiro módulo, isto é, um módulo de mostrador 1 é acoplável ao cabeçote de medição de nível de flutuação de um tanque de gás líquido (não mostrado). O módulo de mostrador 1 compreende um corpo de módulo de mostrador 101 que tem a sua face inferior formada de modo a ser montada no cabeçote de medição de nível (não mostrada). O corpo do módulo mostrador 101 na sua periferia está dotada de duas alças que se prolongam para fora e dispostas em frente uma da outra. Essas alças servem para aceitar parafusos (tipicamente parafusos Philips), que fixa o corpo do módulo de mostrador 101 ao nível do cabeçote do medidor. O módulo de mostrador 1 compreende também uma tampa de módulo de mostrador 105, que na sua face superior tem uma tomada. A tampa de módulo de mostrador 105, pelo menos na área externa da tomada 106, é feita de um material transparente, que permite a inspeção visual do nível de gás líquido. Mais detalhes dos componentes do módulo de mostrador 1 contidos no espaço entre o corpo do módulo de mostrador 101 e a tampa 105 é explicada abaixo com referência a duas modalidades alternativas do módulo de mostrador 1, mostrado na Figura 3 e 4, respectivamente.

[035] Como mencionado acima, as Figuras 3 e 4 mostram duas modalidades alternativas do módulo de mostrador 1 da invenção. Em ambas as modalidades, entre o corpo do módulo de mostrador 101 e a tampa de módulo de mostrador

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 16/39

12/16

105, os seguintes elementos são incluídos: um elemento rotativo indicativo, um único ímã de mostrador 103, um ímã guia cilíndrico 104, uma escala de volume de tanque 108 e uma inserção de posicionamento 109. O elemento rotativo de indicação está disposto no corpo do módulo de mostrador 101 e serve para indicação visual do nível de gás líquido no tanque. O ímã de mostrador 103 está disposto por baixo do elemento rotativo indicador e coopera com o ímã-guia cilíndrico 104 disposto acima do elemento rotativo indicador. O ímã de mostrador 103, o elemento rotativo indicador e o ímã guia 104 estão dispostos coaxialmente no mesmo eixo geométrico rotativo vertical. A escala de volume de tanque 108 é de forma circular e é ajustada para cooperar com o elemento rotativo indicador, de modo a indicar a porcentagem do volume do tanque ocupada pelo gás líquido. O inserto de posicionamento 109 é fornecido entre o ímã guia 104 e a tampa de módulo de mostrador 105. O inserto de posicionamento 109 está dotado de uma janela 110 em parte da sua superfície. Em ambas as modalidades alternativas do módulo de mostrador 1 mostradas nas Figuras 3 e 4, respectivamente, a tomada 106 da tampa de módulo de mostrador 105 está dotada de meios de encaixe 107.

[036] Na modalidade preferencial do módulo de mostrador 1 mostrado na Figura 3 o elemento rotativo indicador é um disco de mostrador 102a, que na sua superfície voltada para o ímã guia 104 é perifericamente dotado da escala de volume de tanque 108. Assim, a inspeção visual do nível de gás líquido se baseia na determinação da posição 102a do disco de mostrador de apoio à escala, que pode ser vista por um observador através da janela de inspeção 110 e da parte periférica transparente da tampa de módulo de mostrador 105 fora da tomada

106.

[037] Na modalidade alternativa do módulo de mostrador 1 mostrado na Figura 4, o elemento rotativo de indicação é um ponteiro de nível 102b e a escala de volume de tanque 108 é formada como um inserto circular fixo dentro do corpo do módulo de mostrador 101 voltado para o imã do mostrador 103. Nesse caso,

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 17/39

13/16 a inspeção visual do nível de gás líquido envolve a determinação da posição relativa do ponteiro de nível 102b e da escala 108 fornecida no inserto circular fixado dentro do corpo do módulo de mostrador 101. Novamente, essa posição relativa do ponteiro de nível 102b e da escala 108 pode ser vista por um observador através da janela de inspeção 110 e a parte periférica transparente da tampa de módulo de mostrador 105 fora da janela de inspeção 106.

[038] Voltando para as Figura 1 e 2 que ilustram duas modalidades preferenciais alternativas do sistema de acordo com a invenção, o segundo módulo de ambas as modalidades preferenciais é um módulo de sensor substituível 2. A Figura 6 mostra uma vista em perspectiva do módulo de sensor no estado montado. O módulo de sensor 2 compreende um alojamento 201, que em sua parte inferior é formado para se ajustar à forma interna da tomada 106 do módulo de mostrador 1 e que está dotado de meios de encaixe 202 (mostrados na Figura 6) que correspondem aos meios de encaixe 107 da tomada 106 e juntamente com eles formam uma conexão de encaixe removível. Além disso, o módulo de sensor 2 compreende um módulo eletrônico 203 que compreende o sensor de efeito Hall e o módulo de rádio. Além disso, o módulo de sensor 2 compreende uma bateria 204 (tal como bateria de lítio) conectada ao módulo eletrônico 203. Tanto o módulo eletrônico 203 como a bateria 204 estão dispostos dentro do alojamento 201. O módulo de sensor 2 também compreende uma antena 205 conectada ao módulo eletrônico 203 e que se estende para fora do alojamento 201 através de uma passagem dotada de um flange de vedação 206. Nas modalidades preferenciais mostradas nas Figuras 1 e 2 o alojamento do módulo de sensor 201 compreende uma tampa de alojamento 201a. No entanto, o alojamento 201 pode também ser formado de maneira diferente, desde que proporcione espaço seguro para o módulo eletrônico 203, a bateria 204 e outros elementos opcionais necessários para executar a função do módulo de sensor 2.

[039] Uma vez conectado, o corpo do módulo de mostrador 101 e a tampa de

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 18/39

14/16 módulo de mostrador 105 unem os elementos contidos entre eles de maneira firme e impermeável ao tempo. Do mesmo modo, o alojamento 201 une o módulo eletrônico 203 e a bateria 204 de uma forma estanque e impermeável ao tempo. De preferência, todos esses elementos externos, isto é, o corpo do módulo de mostrador 101, a tampa 105 e o alojamento de módulo de sensor 201 são feitos de um material resistente ao choque, tal como policarbonato ou outros materiais que mostram propriedades semelhantes. Isso permite usar o sistema da invenção para ser usado ao ar livre em quaisquer condições atmosféricas durante todo o ano e para proteger os outros elementos do sistema contra danos mecânicos.

[040] A Figura 5 mostra uma vista superior da modalidade preferencial do sistema da Figura 2. Nessa orientação, fica claro que a indicação do nível de gás líquido no tanque pode ser determinada independentemente por meio do módulo de sensor 2, que pode transmitir ainda mais os resultados da medição para um local remoto por rádio (a antena 205 que se estende para cima a partir do alojamento de módulo de sensor 201 é mostrada na Figura 5) e por inspeção visual do ponteiro do medidor 102b em relação à escala de volume de tanque

108 visível através das janelas transparentes 110 da inserção de posicionamento

109 e da área periférica transparente da tampa de módulo de mostrador 105. [041] Além disso, a Figura 7a mostra uma modalidade preferencial do sistema de acordo com a invenção, em que um único ímã de mostrador 103 está disposto axialmente por baixo do disco de mostrador 102a. Em uma modalidade alternativa mostrada na Figura 7b, dois ímãs mostradores 103' estão dispostos simetricamente abaixo do disco de mostrador 102a.

[042] A operação do sistema de medição do nível de gás líquido de acordo com a invenção é a seguinte. O medidor de nível de flutuação instalado no tanque de gás converte o nível de gás líquido em ângulo de rotação do eixo geométrico rotativo vertical conectado ao medidor de nível. Um ímã de acionamento (não mostrado) é fornecido na extremidade superior do eixo geométrico rotativo

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 19/39

15/16 vertical do medidor de nível. Este ímã é geralmente fechado no alojamento do medidor de nível feito de material magneticamente inerte. Quando o ímã é fixado ao eixo geométrico rotativo, ele gira junto com ele. Dessa forma, o nível de gás líquido no tanque corresponde ao ângulo de inclinação do campo magnético. O cabeçote do medidor de nível é conectado ao tanque (comumente por meio de parafusos hexagonais (internos)). É essencial para a utilização segura do tanque que essa conexão seja devidamente vedada. Assim, recomenda-se não o manipular, a menos que seja necessário. Como explicado acima, o módulo de mostrador 1 é montado no cabeçote do medidor de nível uma vez (pelo fabricante do tanque ou um serviço autorizado) e não há necessidade de separálo durante o uso normal do tanque. Devido ao acoplamento magnético com o ímã (ou ímãs 103') de mostrador 103 dispostos por baixo do elemento rotativo indicativo (quer na forma do disco de mostrador 102a quer do ponteiro de medidor 102b) a rotação do ímã de acionamento do medidor de nível de flutuação (ímã mestre) faz a rotação correspondente do imã (ou ímãs 103') de mostrador 103 [imã (ou ímãs) escravo]. Como o imã (ou ímãs 103') de mostrador 103 e o elemento rotativo indicador estão dispostos de modo que durante a rotação em torno do eixo geométrico de rotação vertical comum, o ângulo de rotação do imã (ou ímãs 103') de mostrador 103 corresponda ao ângulo de rotação do elemento rotativo de indicação, qualquer rotação do ímã de acionamento resulta na rotação correspondente do elemento rotativo indicativo em torno do eixo geométrico de rotação vertical. Mudanças no campo magnético resultantes da rotação do ímã escravo, isto é, o ímã (ou ímãs 103') de mostrador 103 são detectados pelo sensor de campo magnético do módulo de sensor 2. Nas concretizações preferenciais discutidas acima, o módulo de mostrador compreende um ímã guia adicional 104 disposto acima e disposto axialmente acima do elemento rotativo indicador. Esse ímã guia 104 pode ser definido como um ímã escravo secundário, que modifica o campo magnético gerado pelo ímã (ou ímãs 103') de mostrador 103 que atuam aqui como ímã (ou ímãs) primário

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 20/39

16/16 escravo para melhorar a qualidade da medição completada pelo módulo de sensor 2. O ímã guia 104 é cuidadosamente selecionado para um determinado nível de campo magnético, de modo a permitir a operação adequada do módulo de sensor 2.

[043] No entanto, também é possível fornecer o módulo de sensor 2 de um tipo que mostre uma capacidade de detecção aprimorada que não é necessário auxílio do ímã guia 104. Nesse caso, o módulo de sensor 2 detecta as alterações no campo magnético do ímã (ou ímãs 103') do mostrador 103 apenas.

[044] Preferencialmente, o módulo eletrônico 203 utilizado no sistema de medição do nível de gás liquefeito de acordo com o invento baseia-se no conceito IoT (Internetof Things). O módulo de sensor baseado em IoT 2 permite que os dados de nível de gás líquido sejam transmitidos periodicamente para o servidor remotamente localizado do provedor de serviços, permitindo assim evitar a falta de combustível, melhorar a distribuição, aliviar o cliente/usuário final da necessidade de monitorar o estoque de combustível. Os dados do nível de gás liquefeito também podem ser transmitidos periodicamente pelo módulo de sensor baseado em IoT 2 para exibição em casa ou um aplicativo móvel para permitir que o cliente/usuário final se comporte de maneira mais eficiente em termos de energia, inspecionar o funcionamento adequado do fornecedor de combustível e negociar o preço de distribuição com base na situação real de consumo de combustível. O uso do módulo eletrônico 203 baseado em IoT está abrindo novas oportunidades de comunicação, que mostram vantagens como redução significativa de custos de dispositivos, oportunidades crescentes de redes de comunicação e uso de diferentes padrões específicos de transmissão de dados, como LoRa WAN ou Sigfox, dependendo das preferências do usuário.

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 21/39

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. SISTEMA DE MEDIÇÃO DE NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO PARA USO EM UM TANQUE DE GÁS LÍQUIDO E PROJETADO PARA COOPERAR COM UM CABEÇOTE DE NÍVEL DE FLUTUAÇÃO MONTADO NO TANQUE DE GÁS E FEITA DE MATERIAL MAGNETICAMENTE INERTE, SENDO QUE O SISTEMA COMPREENDE UM ÍMÃ DE MOSTRADOR, UM SENSOR DE EFEITO HALL, UMA BATERIA, UM MÓDULO DE RÁDIO COM ANTENA, sendo que o sistema é caracterizado pelo fato de que compreende:

um módulo de mostrador 1 acoplável ao cabeçote de nível de flutuação e que compreende:

um corpo de módulo de mostrador 101 que tem a sua face inferior moldada de modo a ser montada no cabeçote do medidor de nível, um elemento rotativo indicativo disposto no corpo do módulo de mostrador 101 e que serve para indicação visual do nível de gás líquido no tanque, pelo menos um ímã de mostrador 103 disposto por baixo do elemento rotativo indicativo, segundo o qual pelo menos o ímã 103 de mostrador e o elemento rotativo indicador estão dispostos de modo que durante a rotação em torno do eixo geométrico de rotação vertical comum, o ângulo de rotação do dito pelo menos um ímã de mostrador 103 corresponda ao ângulo de rotação do elemento rotativo indicador, uma escala de volume de tanque 108 de forma circular e ajustada para cooperar com o elemento rotativo indicativo de modo a indicar a porcentagem do volume do tanque ocupada pelo gás líquido, e uma tampa de módulo de mostrador 105 dotada na sua face superior de pelo menos um elemento de conexão, em que pelo menos parte da área periférica do módulo de mostrador 105 é feita de um material transparente, e um módulo de sensor 2 conectado de forma removível ao módulo de

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 22/39
2/3 mostrador 1 e que compreende:

um alojamento 201 dotado de pelo menos um elemento de conexão correspondente ao elemento de conexão da tampa de módulo de mostrador 105 e adaptado para formar uma conexão removível com o elemento de conexão da tampa de módulo de mostrador 105, um módulo eletrônico 203 que compreende o sensor de efeito Hall e o módulo de rádio, uma bateria 204 conectada ao módulo eletrônico 203, uma antena 205 conectada ao módulo de rádio.

2. SISTEMA DE MEDIÇÃO DO NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o módulo de mostrador 1 compreende também um ímã guia cilíndrico 104 disposto acima do elemento rotativo indicador e que coopera com o dito pelo menos um ímã de mostrador 103, por meio do que o dito pelo menos um ímã de mostrador 103, o elemento rotativo indicador e o ímã guia 104 estão dispostos de modo que durante a rotação em torno do eixo geométrico de rotação vertical comum, o ângulo de rotação do dito pelo menos um ímã de mostrador 103 corresponda ao ângulo de rotação do elemento rotativo de indicação e do ímã guia cilíndrico 104.
3. SISTEMA DE MEDIÇÃO DO NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a conexão removível formada pelos elementos de conexão, tanto da tampa de módulo de mostrador 105 como do alojamento 201, é uma conexão de clique.
4. SISTEMA DE MEDIÇÃO DO NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o elemento de conexão da tampa de módulo de mostrador 105 é formado como uma tomada 106 que tem meios de encaixe 107 e o alojamento de módulo de sensor 201 na sua parte inferior é formado como o elemento de conexão que encaixa no formato interno da tomada 106 e está dotado de meios de encaixe 202 que correspondem ao meio de encaixe 107 da tomada 106.

Petição 870180135352, de 27/09/2018, pág. 23/39

3/3
5. SISTEMA DE MEDIÇÃO DO NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elemento rotativo de indicação é um disco de mostrador 102a, que na sua superfície voltada para o ímã guia 104 é perifericamente dotado da escala de volume de tanque 108.
6. SISTEMA DE MEDIÇÃO DO NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que um único ímã de mostrador 103 está disposto axialmente por baixo do disco de mostrador 102a.
7. SISTEMA DE MEDIÇÃO DO NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que dois ímãs de mostrador 103' estão dispostos simetricamente abaixo do disco de mostrador 102a.
8. SISTEMA DE MEDIÇÃO DO NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elemento rotativo de indicação é um ponteiro de nível 102b e a escala de volume de tanque 108 é formada como uma inserção circular fixa dentro do corpo do módulo de mostrador 101 voltada para o dito pelo menos um ímã de mostrador 103.
9. SISTEMA DE MEDIÇÃO DO NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o corpo do módulo de mostrador 101 e a tampa de módulo de mostrador 105 estão conectados um ao outro através de colagem.
10. SISTEMA DE MEDIÇÃO DO NÍVEL DE GÁS LÍQUIDO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a conexão entre a tampa de módulo de mostrador 105 e o alojamento de módulo de sensor 201 é vedada.