BR112019014742A2 - Arranjo de transdutores acústicos em um medidor de fluxo utilizado na irrigação de água, arranjo de hardware, montagem para um medidor de fluxo, medidor de fluxo, unidade de transdutor para um medidor de fluxo e unidade de controle de fluxo - Google Patents

Abstract

um arranjo (5) de transdutores acústicos (7a, 7b, 7c, 7d, 9a, 9b, 9c, 9d, 11a, 11b, 11c, 11d, 13a, 13b, 13c e 13d) para um medidor de fluxo. o medidor de fluxo mede a taxa referente ao fluído circulante; o arranjo inclui um conjunto de transdutores respectivos (7, 9, 11 e 13) para cada borda de um polígono regular de referência prn; os conjuntos de transdutores estão associados a uma cavidade tubular para transportar o fluído; cada um dos conjuntos de transdutores inclui, respectivamente, dois transdutores acústicos orientados para definir um trajeto acústico situado em um plano de medição (mp7) do respectivo conjunto, e outros dois transdutores acústicos posicionados para a definição de outro trajeto acústico situado num plano de medição do respectivo conjunto. os conjuntos de transdutores é posicionado de modo que, na seção transversal normal à cavidade tubular, o plano de medição de cada conjunto de transdutores seja coincidente com uma respectiva borda do polígono regular de referência.

Description

ARRANJO DE TRANSDUTORES ACÚSTICOS EM UM MEDIDOR DE FLUXO UTILIZADO NA IRRIGAÇÃO DE ÁGUA, ARRANJO DE HARDWARE, MONTAGEM PARA UM MEDIDOR DE FLUXO, MEDIDOR DE FLUXO, UNIDADE DE TRANSDUTOR PARA UM MEDIDOR DE FLUXO E UNIDADE DE CONTROLE DE FLUXO

Campo da invenção [0001] A invenção é referente à medição de taxa de fluxo.

[0002] A invenção será descrita em relação à medição da taxa pela qual a água de irrigação está a fluindo, embora possam ser aplicadas variantes da invenção em outros contextos, por exemplo, aplicadas à medição da taxa pela qual um gás está a fluindo.

Campo da invenção [0003] Um método convencional de medição da velocidade que a água flui através de um tubo implica a instalação de um par de transdutores acústicos direcionados um para o outro para definir um trajeto acústico. O trajeto atravessa o interior tubular do tubo num ângulo de 45° em relação ao eixo central do tubo e divide esse eixo. Cada um dos transdutores envia sinais para, e recebe sinais do trajeto acústico. A partir da saida desses transdutores, o tempo de trânsito desses sinais em cada direção ao longo do trajeto acústico pode ser determinado. Uma diferença entre esses tempos de trânsito é relacionável à velocidade axial média do fluido dentro do tubo.

[0004] O cálculo da velocidade é baseado na suposição de que o fluxo é paralelo ao eixo central do tubo e que existe um perfil de fluxo laminar. A lógica relevante é derivada por meio da análise física.

[0005] Na prática, estas hipóteses não se mantêm. A

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2/17 turbulência resulta em padrões de fluxo tendo componentes de velocidade que não são paralelos ao eixo central e um perfil de fluxo que não é totalmente laminar. Como tal, a turbulência dentro do tubo reduz a precisão da medição.

[0006] Para maior precisão, é convencional incluir um segundo par de transdutores acústicos dispostos para definir um segundo trajeto acústico que intercepta, a 90°, o primeiro trajeto acústico mencionado na linha central do tubo. O plano comum ocupado pelos dois trajetos acústicos coincide com a linha central da tubulação e é denominado plano de medição. Naturalmente, é necessário apenas um grau prático de precisão, em vez de precisão geométrica absoluta, e é assim que o plano de medição e terminologia similar são usados nesta arte e nesta especificação de patente. Como exemplo, no contexto de um tubo de 0500 mm, dois trajetos acústicos que se cruzam a um milímetro um do outro estão dentro de um plano comum, tal como o texto é aqui utilizado.

[0007] Embora a adição de um segundo trajeto acústico seja uma melhoria, a turbulência ainda é uma fonte de imprecisão. Por conseguinte, continua a ser desejável minimizar a turbulência que atinge o medidor de fluxo. Para este propósito, é prática comum fornecer:

• no lado a montante do medidor de fluxo, um trajeto reto de pelo menos dez diâmetros de comprimento de tubo; e • no lado a jusante do medidor de fluxo, um trajeto reto de pelo menos quatro diâmetros de comprimento de tubo.

[0008] Em muitas aplicações, a instalação de uma tubulação tão reta é um inconveniente caro e/ou uma precisão adicional é desejável.

[0009] O solicitante inicial já desenvolveu anteriormente

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3/17 melhorias em relação a estas abordagens convencionais, tais como as melhorias divulgadas nos pedidos de patentes internacionais publicados como WO 2011/020143 Al e WO 2016/004471 Al.

[0010] WO 2011/020143 Al (o conteúdo é aqui incorporado por referência) revela um arranjo de transdutores acústicos que define planos de medição em fluxo espaçados e mutuamente paralelos. Também revela um arranjo de transdutores definindo um trio de planos de medição de fluxo racional, cada um dos quais intersecta a linha central do tubo em um ângulo diferente para que a seção transversal circular do tubo seja dividida em seis setores.

[0011] WO 2016/004471 Al (o conteúdo é aqui incorporado por referência) revela uma cavidade tubular que é igualmente dividida por planos de medição em setores. Uma válvula de gaveta fica a jusante e adjacente à arranjo dos transdutores. A identificação do sistema é utilizada para relacionar a taxa de fluxo, a posição da válvula de gaveta e as saídas dos transdutores.

[0012] A expressão identificação do sistema refere-se à técnica conhecida de derivar um modelo de sistema a partir de dados experimentais. Consiste em sugerir uma representação matemática adequada para o modelo do sistema de interesse, seguida de um processo de ajuste em que a representação particular é otimizada de modo a reproduzir o mais fielmente possível as observações experimentais temporizadas do sistema. A metodologia permite comparar diferentes modelos e classificá-los de acordo com a sua capacidade de reproduzir o comportamento do sistema. A identificação de sistemas é um subtópico particular na teoria matemática dos sistemas e

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4/17 também na estatística.

[0013] Apesar das melhorias anteriores do solicitante inicial, os inventores atuais reconheceram que novas melhorias são possíveis. As formas preferenciais da presente invenção visam proporcionar uma maior precisão e/ou uma construção mais simples e conveniente.

[0014] Uma referência aqui feita a um documento de patente ou outra questão que seja dada como técnica anterior, não deve ser entendida como uma admissão ou uma sugestão de que o documento ou matéria era conhecido, ou que a informação nele contida fazia parte do conhecimento geral comum à data de prioridade de qualquer uma das reivindicações.

Sumário da invenção [0015] Um aspecto da invenção fornece um arranjo de transdutores acústicos para um medidor de fluxo; o medidor de fluxo mede a taxa referente ao fluído circulante;

o arranjo inclui um conjunto de transdutores para cada borda de um polígono regular de referência;

o transdutor está associado a uma cavidade tubular para transportar o fluido; cada conjunto de transdutor inclui respectivamente

- dois transdutores acústicos posicionados para a definição de um trajeto acústico situado num plano de medição do respectivo conjunto; e

- outros dois transdutores acústicos posicionados para a

definição	de outro trajeto	acústico	situado	num	plano	de
medição do o conjunto	respectivo conjunto; e de transdutores é posicionado de	modo	que,	na
seção transversal normal à	cavidade	tubular,	o	plano	de

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5/17 medição de cada conjunto de transdutores seja coincidente com uma respectiva borda do polígono regular de referência.

[0016] Um polígono regular é uma forma plana que consiste numa cadeia de segmentos de linha reta (classificados como bordas ou lados) que é equiangular (todos os ângulos são iguais em medida) e equilátero (todos os lados têm o mesmo comprimento). Os polígonos regulares podem ser convexos ou estrelados. Triângulos, quadrados, pentágonos, hexágonos, etc., são exemplos de polígonos convexos regulares. Pentagramas e hexagramas são exemplos de polígonos regulares estrelados.

[0017] Preferentemente o trajeto acústico de cada respectivo conjunto cruza substancialmente o outro percurso acústico do respectivo conjunto. Mais preferivelmente o trajeto acústico de cada respectivo conjunto é substancialmente perpendicular ao outro percurso acústico do respectivo conjunto. O polígono regular de referência deve ser substancialmente concêntrico à cavidade tubular e é preferentemente convexo. De preferência, o polígono regular de referência é um quadrado.

[0018] Os planos de medição são de preferência substancialmente paralelos à cavidade tubular.

[0019] O arranjo pode incluir unidades transdutoras, onde cada uma transporta dois dos transdutores acústicos e inclui um arranjo de montagem através da qual o respectivo transdutor é montado como uma unidade.

[0020] O arranjo pode incluir mais quatro transdutores acústicos posicionados para definir dois trajetos acústicos situados em um plano coincidente com uma linha central da cavidade tubular.

[0021] De preferência, cada transdutor acústico a montante,

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6/17 dos conjuntos e dos quatro transdutores acústicos adicionais, encontra-se num plano a montante transversal à cavidade tubular; e cada transdutor acústico a jusante, dos conjuntos e dos quatro transdutores acústicos adicionais, encontra-se num plano a jusante transversal à cavidade tubular.

[0022] Este aspecto da invenção também fornece um arranjo de hardware, incluindo o arranjo de transdutores acústicos e um sensor para detectar um nivel do fluido na cavidade tubular.

[0023] Este aspecto da invenção também fornece uma montagem para um medidor de fluxo incluindo o arranjo; e uma estrutura que define a cavidade tubular e carrega os transdutores acústicos.

[0024] Preferencialmente, a estrutura define uma respectiva porção da face de montagem para cada um dos transdutores acústicos dos conjuntos; cada uma das porções da face de montagem é substancialmente regular para uma porção da borda correspondente do polígono regular de referência.

[0025] Este aspecto da invenção também fornece um medidor de fluxo incluindo o arranjo; e um arranjo lógica para aplicar a lógica às saídas dos transdutores para produzir uma indicação da taxa do fluxo do fluído.

[0026] De preferência, a lógica é pelo menos parcialmente determinada pela identificação do sistema.

[0027] Este aspecto da invenção também fornece uma unidade de transdutor para um medidor de fluxo;

o medidor de fluxo mede a taxa referente ao fluído circulante;

a unidade do transdutor inclui um transdutor acústico que envia sinais para, e recebe sinais do trajeto acústico;

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7/17 outro transdutor acústico que envia sinais para, e recebe sinais de outro trajeto acústico; e um arranjo de montagem pela qual a unidade do transdutor é montável como uma unidade e em associação com uma cavidade tubular para transportar o fluido;

os trajetos acústicos que se afastam mutuamente da unidade transdutora nas orientações, em relação à arranjo de montagem, de modo que pelo menos três das unidades transdutoras a montante são cooperantes com uma jusante de pelo menos três das unidades transdutoras e uma estrutura que define a cavidade tubular para formar o arranjo.

[0028] Preferencialmente, os trajetos acústicos divergem mutuamente da unidade de transdutor em um ângulo incluído de 60°, de tal forma que quatro das unidades de transdutor a montante são cooperantes com quatro das unidades de transdutor a jusante e o polígono regular de referência é um quadrado.

[0029] Em outro aspecto, há um arranjo de transdutores acústicos em um medidor de fluxo para irrigação de água; o medidor de fluxo mede a taxa referente à água corrente;

o arranjo inclui um conjunto de transdutores para cada borda de um polígono regular de referência;

o transdutor está associado a uma cavidade tubular para transportar a água;

cada conjunto de transdutor inclui respectivamente dois transdutores acústicos posicionados para a definição de um trajeto acústico com outro e situado num plano de medição do respectivo conjunto; e outros dois transdutores acústicos posicionados para a

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8/17 definição de outro trajeto acústico com cada um dos outros, situado num plano de medição do respectivo conjunto; e o conjunto de transdutores é posicionado de modo que, na seção transversal normal à cavidade tubular, o plano de medição de cada conjunto de transdutores seja coincidente com uma respectiva borda do polígono regular de referência.

Breve descrição dos desenhos [0030] Uma incorporação do aparelho será descrita agora como exemplo, apenas com referência aos desenhos que o acompanham onde:

[0031] A figura 1 é uma vista axial da seção transversal de uma montagem para um medidor de fluxo;

[0032] A figura 2 é uma visão final da montagem;

[0033] A figura 3 é uma visão de perspectiva da montagem;

[0034] A figura 4 é uma visão de perspectiva mais aguda da figura 3;

[0035] A figura 5 é uma visão de perspectiva de outra montagem para um medidor de fluxo;

[0036] A figura 6 é uma vista axial da seção transversal de uma unidade de transdutor instalado para a montagem da figura 5;

[0037] A figura 7 é uma visão de perspectiva de outra montagem para um medidor de fluxo;

[0038] A figura 8 é uma vista axial da seção transversal de uma montagem para um medidor de fluxo;

[0039] A figura 9 é uma visão final da montagem;

[0040] A figura 10 é uma visão de perspectiva da montagem da figura 9;

[0041] A figura 11 é uma visão de perspectiva da montagem mostrada na figura 1 com uma válvula bi-fold anexas;

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9/17 [0042] A figura 12 é uma vista axial vertical da seção transversal de uma montagem para um medidor de fluxo;

[0043] A figura 13 é uma visão axial horizontal da seção transversal da montagem; e [0044] A figura 14 é uma visão de perspectiva da montagem mostrada na figura 1 com uma válvula de gaveta anexa; Descrição detalhada [0045] As Figuras de 1 a 4 ilustram uma montagem 1, para um medidor de fluxo, incorporando uma estrutura tubular 3 e um arranjo 5 de transdutores acústicos.

[0046] A estrutura 3 define uma cavidade tubular através da qual a água flui. Neste caso, a cavidade tubular tem um diâmetro de 0D. A estrutura 3 pode ter características de montagem (como flanges de montagem) dentro de um diâmetro D a montante e a jusante dos transdutores para permitir que a montagem seja convenientemente instalada ao longo da extensão de um tubo. Alternativamente, os transdutores podem ser montados de outra forma como para medir o fluxo através da

cavidade	tubular	do	tubo	em si	As variantes	do arranjo
divulgado podem circulares.	ser	utilizadas	no contexto de	tubos não
[0047] 0	arranjo	5	inclui	três	conjuntos 7, 9,	11, 13 de

transdutores acústicos.

[0048] As formas preferenciais do arranjo 5 são úteis para medir o fluxo em qualquer direção, embora, para os propósitos atuais, um fluxo na direção da seta Q na figura 1 será considerado.

[0049] O conjunto 7 inclui transdutores 7a, 7b, 7c, 7d montados nas proximidades do interior da estrutura 3. Um 7a a montante de um desses transdutores coopera com um 7b a

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10/17 jusante (Figura 4) para definir um trajeto acústico diagonalmente através de uma corda superior plana da cavidade cilíndrica da estrutura 3. O outro 7b a montante desses transdutores situa-se simetricamente ao transdutor 7a do outro lado da linha central vertical CL (conforme traçada) do arranjo no mesmo plano transversal que o transdutor 7a e no mesmo plano axial que o transdutor 7d. O transdutor 7b coopera com um 7c a jusante dos transdutores para definir outro trajeto acústico. Ambos os trajetos acústicos definidos pelo conjunto 7 se situam num plano de medição comum MP7. Os transdutores 7a, 7b, 7c, 7d estão assim localizados nos cantos de um quadrado de referência através do qual os trajetos acústicos se estendem diagonalmente de canto a canto.

[0050] O conjunto 9 inclui os transdutores 9a, 9b, 9c, 9d. O transdutor 9a fica adjacente ao transdutor 7a, e o transdutor 9c da mesma forma fica adjacente ao transdutor 7c. Os transdutores 9b e 9d situam-se verticalmente abaixo dos transdutores 9a e 9c respectivamente. O transdutor 9a coopera com o transdutor 9d para definir um trajeto acústico ACg,i que percorre diagonalmente uma corda vertical do interior da estrutura 3. Os transdutores 9b e 9c da mesma forma cooperam para definir um segundo trajeto acústico ACg,2 diagonalmente através da mesma corda. Estes trajetos são de forma preferente, perpendiculares mutuamente, como sugerido na Figura 1.

[0051] Os trajetos ACg,i, ACg,2 encontram-se em um plano de medição comum MP9. Os conjuntos 11 e 13 definem da mesma forma os planos de medição MPn, MPi₃.

[0052] Na seção transversal ao interior da estrutura 3 (que

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11/17 corresponde à Figura 2), os planos de medição correm ao longo de uma borda respectiva de um polígono regular de referência PRN na forma do quadrado. Os vértices do polígono PRN são definidos pelos pontos em que dois dos planos de medição se intersectam mutuamente.

[0053] O arranjo exemplar 5 inclui ainda um conjunto 15 de transdutores acústicos 15a, 15b, 15c, 15d, definindo um par de vias acústicas cruzadas coincidentes com um eixo central EC do interior tubular da estrutura 3 para definir um plano de medição central PMC. Neste exemplo, o plano de medição central MPC é horizontal.

[0054] Os inventores atuais descobriram que a construção descrita é vantajosa tanto em termos computacionais como construtivos.

[0055] Os transdutores acústicos são configurados para produzir saídas nas quais a lógica pode ser aplicada para determinar a velocidade axial média do fluido ao longo de cada um dos planos de medição. Embora a lógica aplicável possa variar de arranjo paro arranjo e dependa da natureza do fluxo do fluido, as experiências de laboratório dos inventores mostraram que é possível obter medições de fluxo surpreendentemente precisas aplicando, para a saída dos transdutores, a lógica desenvolvida pela identificação do sistema.

[0056] O arranjo revelada dos transdutores acústicos foi considerada responsável por condições de fluxo em espiral, conhecidas como redemoinho, melhores do que os arranjos de detecção existentes. O redemoinho é um aspecto da turbulência.

[0057] A medição do fluxo baseado no tempo de trânsito

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12/17 convencional envolve trajetos acústicos que atravessam o eixo central do tubo e baseia-se em hipóteses relativas ao perfil do fluxo dentro do tubo. 0 arranjo preferido revelada dos transdutores acústicos inclui trajetos acústicos que não atravessam o eixo central para fornecer os dados necessários para compensar o redemoinho.

[0058] As formas preferidas da invenção são particularmente vantajosas no contexto de tubos circulares (isto é, tubos de seção transversal circular) onde o redemoinho é mais problemático.

[0059] Algumas vantagens construtivas decorrentes desse arranjo dos transdutores são melhor ilustradas em relação à arranjo exemplar das Figuras 5 e 6. Por conveniência, os números de referência para componentes análogos aos das Figuras 1 a 4 foram transportados.

[0060] Cada par de transdutores adjacente pode ser montado dentro de uma única unidade de transdutor, por exemplo, uma unidade de transdutor de 17' pode transportar os transdutores 7c e 9c. Como tal, oito unidades de transdutores mutuamente idênticas podem ser montadas para posicionar os dezesseis transdutores dos conjuntos 7, 9, 11 e 13, por exemplo, a unidade ilustrada 17 é idêntica à unidade 17'.

[0061] A unidade de transdutor 17 também inclui um arranjo de montagem na forma de uma placa de montagem 19, através da qual a unidade 17 é montável como uma unidade e em associação com o interior tubular da estrutura 3. A placa de montagem 19 é curva para complementar o exterior da estrutura 3, e tem um arranjo de furos passantes 21 através dos quais podem passar fixadores adequados para encaixar os furos complementares 23 formados na parede da estrutura 3, enquanto uma parte

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13/17 transportadora do transdutor 25 da unidade se projeta através de uma abertura complementar 27, através da parede da estrutura 3. A parte transportadora do transdutor 25 contém um par de transdutores, por exemplo, os transdutores 7c e 9c direcionados para os ângulos requeridos para a operação. Uma junta 2 9 rodeia a abertura 27 e é comprimida para vedar o vazamento através da abertura 27.

[0062] Com ajustes adequados no arranjo de montagem, a mesma unidade de transdutor 17 pode ser usada em tubos com diâmetros diferentes.

[0063] A figura 7 ilustra outro exemplo da montagem 1, na qual transdutores acústicos mutuamente adjacentes estão separados uns dos outros por aletas separadoras de fluxo. Neste exemplo, as aletas separadoras de fluxo são paralelas ao interior tubular do invólucro 3, por exemplo, a aleta 30 separa mutuamente os transdutores 7a e 9a, enquanto a aleta 31 separa mutuamente os transdutores 9b e 11b. As aletas endireitam o fluxo e limitam os efeitos de redemoinho e fluxo cruzado. As aletas similares 30a e 31a estão localizadas em oposição às aletas 30 e 31. As aletas 30, 31, 30a e 31a podem ser de qualquer forma adequada, e se estendem tipicamente além da altura dos transdutores para endireitar melhor o fluxo de água.

[0064] Outras formas de estrutura de separação de fluxos são possíveis. No exemplo das figuras 8 e 9, os transdutores 7a e 9a são separados por uma estrutura separadora de fluxo na forma de uma projeção longitudinal 33, que define uma face de montagem substancialmente perpendicular à borda superior do polígono retangular de referência PRN e na qual o transdutor 7a é montável. A projeção 33 também define uma

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14/17 face de montagem 37 para o transdutor 9a e substancialmente perpendicular à borda lateral do polígono PRN. Esta construção permite que um arranjo de montagem de transdutor e um transdutor comum sejam utilizados em todos os dezesseis pontos dos conjuntos. Um efeito semelhante podería ser obtido se cada face de montagem do transdutor tivesse alguma outra orientação comum (ou seja, não perpendicular) como mostrado na Figura 10 relativa à parte correspondente do polígono retangular de referência. Na Figura 10, as projeções longitudinais 41 têm faces de montagem angulares 43 e 45, em oposição às faces de montagem perpendiculares 35 e 37 da Figura 9.

[0065] Nos exemplos das Figuras 1 a 7, cada um dos trajetos acústicos mede uma respectiva distância em relação ao fluxo e, como tal, cada par de transdutores acústicos mutuamente confrontados inclui um transdutor a montante e um transdutor a jusante, por exemplo, o par 9b e 9c inclui o transdutor a montante 9b, como a montante do transdutor a jusante 9c.

[0066] Nos exemplos ilustrados até agora, os transdutores a montante encontram-se num plano comum transversal ao interior da estrutura 3, enquanto os transdutores a jusante se encontram em outro plano comum transversal. Esta uniformização não é essencial. Como ilustrado nas Figuras 8 a 9, os transdutores mutuamente adjacentes, como os transdutores 7a e 9a, podem ser deslocados axialmente um do outro. De preferência, os trajetos se intersectam com pelo menos, um plano comum transversal à cavidade tubular da estrutura 3 - ou seja, de preferência, a dimensão L da figura 8 é pelo menos zero.

[0067] As figuras 12 e 13 ilustram um conjunto, para um

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15/17 medidor de fluxo, semelhante à montagem da Figura 1. Em relação à variante da figura 1, os sensores acústicos 15a, 15b, 15c e 15d foram deslocados axialmente para dentro, em direção ao centro do arranjo, de modo que se situam nos planos a montante e a jusante UP e DP, nos quais também residem os transdutores acústicos dos conjuntos. Este movimento reduz o comprimento total do arranjo de detecção de fluxo. Este movimento resulta no cruzamento dos trajetos acústicos ACi5,i, ACis,2 num ângulo diferente do ângulo convencionalmente preferido de 90°. No entanto, juntamente com a saida dos transdutores acústicos dos conjuntos, podem ser obtidas medições de fluxo precisas.

[0068] O arranjo da Figura 12 inclui ainda um sensor de nivel de água 3 9 para detectar o nivel de água NA no tubo. Neste exemplo, o sensor 39 é um sensor acústico montado na parte superior que envia sinais e recebe sinais emitidos de um trajeto acústico vertical AC39. São possíveis outras disposições de detecção do nível de água, por exemplo, pode ser fornecido um sensor montado no chão. O nível da água pode ser expresso em termos de altura acima do fundo do tubo, ou em termos de altura abaixo do topo do tubo, ou em outros termos.

[0069] Formas preferidas de medidor de fluxo processam os dados dos transdutores acústicos e também, do sensor 39 para permitir a medição de fluxo em tubos quando estão cheios e também quando estão apenas parcialmente cheios.

[0070] Os exemplos mostrados nas Figuras 1 a 10 e 12 a 13 referem-se à medição do fluxo em linha através de uma estrutura ou tubo 3. As incorporações também podem incluir a fixação de um dispositivo de controle de fluxo ou porta para

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16/17 permitir a passagem de água através dela. Tais dispositivos podem ser instalados em qualquer local ao longo do tubo 3, ou no final do mesmo, dependendo dos requisitos. As figuras 11 e 14 mostram o uso de dispositivos típicos de controle de fluxo usados no campo, mas não se limitam aos dispositivos que seriam compreendidos por uma pessoa competente na matéria.

[0071] A Figura 11 tem uma porta bi-fold 51 presa à extremidade do tubo 3. Tal porta é totalmente descrita nas incorporações discutidas na Patente Australiana N° 2012234917, cujo conteúdo está aqui totalmente incorporado para evitar repetição e duplicação da descrição para o leitor. Um par de placas semicirculares articuláveis seláveis 53 (das quais apenas uma é visível na figura 11) pode ser levantado e rebaixado por suportes giratórios 55, dobrados para um elemento roscado rotativo 57, contido num dispositivo de ativação 59. Um motor 61 vai girar o elemento roscado 57 sob controle do programa. O motor 61 também pode ser substituído por uma manivela, se necessário.

[0072] A Figura 14 tem uma válvula de gaveta 63 presa à extremidade do tubo 3. Tal válvula é totalmente descrita nas incorporações discutidas nos Pedidos de Patente Internacional N°s WO 2011/020143 e WO 2016/004471, cujo conteúdo está aqui totalmente incorporado para evitar repetição e duplicação da descrição para o leitor. Uma folha da porta 65 desliza seladamente dentro de um quadro 67, e pode ser levantada e baixada através do mecanismo de elevação 69 ligado ao quadro 67. Um motor 71 vai operar sob controle de programa para levantar e baixar a folha da porta 65. O motor 71 também pode ser substituído por uma manivela, se necessário.

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17/17 [0073] Uma pessoa competente compreenderá que os ensinamentos presentes podem ser estendidos muito além dos exemplos descritos. A invenção não se limita aos exemplos descritos, mas é definida pelas reivindicações. A titulo de exemplo, algumas variantes podem passar sem o conjunto 15 e, embora neste exemplo os planos de medição dos conjuntos sejam paralelos ao interior da estrutura tubular, em outras variantes pode não ser assim.

[0074] Neste exemplo, há dez pares de transdutores acústicos faceados mutuamente, correspondendo a dez trajetos acústicos. Constatou-se que este arranjo leva a medições de fluxo menos impactadas por efeitos de fluxo cruzado, e outros aspectos de turbulência do que outras disposições de medição de fluxo. Naturalmente, os princípios divulgados podem ser estendidos além de um quadrado de referência para outros polígonos regulares, por exemplo, para polígonos regulares nocionais na forma de pentágonos ou pentagramas, casos onde os benefícios computacionais e construtivos similares poderíam ser realizados.

Claims (20)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Arranjo de transdutores acústicos em um medidor de fluxo utilizado na irrigação de água, o medidor de fluxo permitindo medir a vazão da água corrente, o arranjo caracterizado pelo fato de incluir um respectivo conjunto de transdutores para cada borda de um polígono regular de referência;

   - o conjunto do transdutor é montado em uma cavidade tubular para transportar a água;

   - cada conjunto de transdutor inclui respectivamente:

   - dois transdutores acústicos posicionados de modo a proporcionar apenas um único percurso acústico entre si e situados num plano de medição do respectivo conjunto; e outros dois transdutores acústicos posicionados de modo a proporcionar apenas outro percurso acústico único entre si e situados no plano de medição do respectivo conjunto; e

   - o conjunto de transdutores é posicionado de modo que, na seção transversal normal à cavidade tubular, o plano de medição de cada conjunto de transdutores seja coincidente com uma respectiva borda do polígono regular de referência.
2. 2. Arranjo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o percurso acústico de cada respectivo conjunto cruzar substancialmente o outro percurso acústico do respectivo conjunto.
3. 3. Arranjo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o percurso acústico de cada respectivo conjunto ser substancialmente perpendicular ao outro percurso acústico do respectivo conjunto.
4. 4. Arranjo, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de o polígono regular de referência ser substancialmente concêntrico à cavidade tubular.

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5. 5. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de o polígono regular de referência ser convexo.
6. 6. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato de o polígono regular ser um quadrado.
7. 7. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de os planos de medição serem substancialmente paralelos à cavidade tubular.
8. 8. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de incluir unidades transdutoras, onde cada uma transporta dois dos transdutores acústicos e inclui um arranjo de montagem através da qual o respectivo transdutor é montado como uma unidade.
9. 9. Arranjo, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de incluir mais quatro transdutores acústicos posicionados para definir dois trajetos acústicos situados em um plano coincidente com uma linha central da cavidade tubular.
10. 10. Arranjo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de cada transdutor acústico a montante, dos conjuntos e dos quatro transdutores acústicos adicionais, encontra-se num plano a montante transversal à cavidade tubular; e cada transdutor acústico a jusante, dos conjuntos e dos quatro transdutores acústicos adicionais, encontra-se num plano a jusante transversal à cavidade tubular.
11. 11. Arranjo de hardware, caracterizado pelo fato de incluir o arranjo de transdutores acústicos em um medidor de fluxo utilizado na irrigação de água, conforme definido em qualquer

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    3/4 uma das reivindicações de 1 a 10, e um sensor para detectar um nivel de água na cavidade tubular.
12. 12. Montagem para um medidor de fluxo, caracterizada pelo fato de incluir o arranjo de transdutores acústicos em um medidor de fluxo utilizado na irrigação de água, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, e uma estrutura que define a cavidade tubular e transporta os transdutores acústicos.
13. 13. Montagem, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de a estrutura definir uma respectiva porção da face de montagem para cada um dos transdutores acústicos dos conjuntos; cada uma das porções da face de montagem sendo substancialmente regular para uma porção da borda correspondente do polígono regular de referência.
14. 14. Medidor de fluxo, caracterizado pelo fato de incluir o arranjo de transdutores acústicos em um medidor de fluxo utilizado na irrigação de água, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, e um arranjo lógico para aplicar a lógica às saídas dos transdutores para produzir uma indicação da taxa de água corrente.
15. 15. Medidor de fluxo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de a lógica ser pelo menos parcialmente determinada pela identificação do sistema.
16. 16. Unidade de transdutor para um medidor de fluxo, o medidor de fluxo medindo a taxa referente à água corrente, a unidade do transdutor, caracterizada pelo fato de incluir:

    - um transdutor acústico que envia sinais para, e recebe sinais do trajeto acústico;

    - outro transdutor acústico que envia sinais para, e recebe sinais de outro trajeto acústico; e

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    - um arranjo de montagem pela qual a unidade do transdutor é montável como uma unidade e em associação com uma cavidade tubular para transportar a água;

    - os trajetos acústicos que se afastam mutuamente da unidade transdutora nas orientações, em relação à arranjo de montagem, de modo que pelo menos três das unidades transdutoras a montante são cooperantes com pelo menos três das unidades transdutoras a jusante e

    - uma estrutura que define a cavidade tubular para formar o arranjo de transdutores acústicos em um medidor de fluxo utilizado na irrigação de água, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 7.
17. 17. Unidade de transdutor, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de os trajetos acústicos divergirem mutuamente da unidade de transdutor em um ângulo incluído de 60°, de tal forma que quatro das unidades de transdutor a montante são cooperantes com quatro das unidades de transdutor a jusante e o polígono regular de referência é um quadrado.
18. 18. Unidade de controle de fluxo, caracterizada pelo fato de incluir o medidor de fluxo, conforme definido na reivindicação 14; e uma barreira de controle de fluxo para controlar o movimento da água nessa unidade.
19. 19. Unidade de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de a referida barreira de controle de fluxo ser uma válvula de gaveta.
20. 20. Unidade de controle de fluxo, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de a referida barreira de controle de fluxo ser uma válvula bi-fold.