BR112020001467A2

BR112020001467A2 - medidor de fluxo de fluido, método para medir uma taxa de fluxo volumétrico, e, uso de um medidor de fluxo de fluido.

Info

Publication number: BR112020001467A2
Application number: BR112020001467-2A
Authority: BR
Inventors: Eugene Tokhtuev
Original assignee: Ecolab Usa Inc.
Priority date: 2017-07-25
Filing date: 2018-07-25
Publication date: 2020-09-08
Also published as: WO2019023349A1; EP3658864B1; AU2018308366A1; US10935407B2; CN110998251B; CN110998251A; CA3070916A1; EP3658864A1; AU2018308366B2; JP7152468B2; US20190033115A1; BR112020001467B1; JP2020529012A

Abstract

Trata-se de um medidor de fluxo de fluido que gera uma saída de pulsos para responder pelas variações de viscosidade. O medidor de fluxo de fluido inclui um controlador com um armazenamento de dados que pode armazenar correlações de pressão do fluido, taxa de fluxo volumétrico e frequência de pulso para viscosidades diferentes, com base em uma calibração do medidor de fluxo de fluido. Um sensor de pressão pode ser conectado em paralelo a uma câmara de fluxo do medidor de fluxo de fluido para medir a pressão através da câmara de fluxo.

Description

1 / 38 MEDIDOR DE FLUXO DE FLUIDO, MÉTODO PARA MEDIR UMA TAXA DE FLUXO VOLUMÉTRICO, E, USO DE UM MEDIDOR DE

FLUXO DE FLUIDO REIVINDICAÇÃO DE PRIORIDADE

[001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do documento U.S. 62/536.503, depositado em 25 de julho de 2017, cujo conteúdo completo é incorporado ao presente documento a título de referência.

ANTECEDENTES

[002] Os sistemas de medição de fluido de deslocamento positivo podem ser usados para medir uma taxa de fluxo ou volume de um fluido ou gás. Por exemplo, os sistemas de dispensação podem usar retroalimentação de um medidor de fluido de deslocamento positivo para controlar o volume de fluido dispensado. Tais sistemas de controle são frequentemente usados em vez de controles de tempo para dispensar quantidades mais precisas de fluido ou gás e são comumente usados em uma variedade de configurações, incluindo, porém, sem limitação, as indústrias industrial, de cuidados com a saúde, farmacêutica e de alimentos e bebidas. Por exemplo, um medidor de fluido de deslocamento positivo pode ser usado no processo de fabricação de um medicamento que requer uma medição precisa de dois materiais a serem misturados em uma única batelada. O medidor de fluido de deslocamento positivo pode ser instalado nas linhas de suprimento dos respectivos materiais e a retroalimentação dos medidores pode ser usada para dispensar a quantidade apropriada de cada material em um tanque de mescla a ser misturada. Essa aplicação de um medidor de deslocamento positivo, como muitos outros, pode exigir que o medidor de deslocamento positivo tenha uma precisão de medição (por exemplo, +/− 0,5%) para estar em conformidade com o controle de qualidade ou regulamentos, por exemplo. Por conseguinte, um medidor de deslocamento positivo que mede com precisão um volume de fluido ou gás pode ajudar a facilitar a função pretendida de um sistema ou

2 / 38 processo de dispensação de fluido.

[003] Um exemplo de medidor de fluxo de fluido é descrito no pedido geralmente designado, U.S. 9.383.235, atribuído à Ecolab Inc., St. Paul, MN, cuja divulgação é incorporada ao presente documento a título de referência. Os fabricantes normalmente fornecem uma calibração de fábrica que correlaciona o volume de um bolsão de fluido a uma contagem giratória correspondente à rotação de um ou mais componentes (por exemplo, engrenagens ovais) no medidor de fluxo para vários volumes de fluxos. Desse modo, contando-se o número de pulsos produzidos pelo medidor de fluxo de fluido, a taxa de fluxo de volume pode ser determinada com base na calibração de fábrica.

[004] A calibração de fábrica dos medidores de fluxo de fluido normalmente não é corrigida quanto à viscosidade do fluido. Em uso, por exemplo, o medidor de fluxo de fluido pode fornecer produtos (por exemplo, produtos químicos, como acetona) que podem ter viscosidade que varia ao longo do tempo, por exemplo, devido à deterioração do produto. Se a variação da viscosidade do produto for desconhecida, a quantidade de produto medido com o uso do medidor de fluxo de fluido, por exemplo, pode não ser precisa ou pode ser menos desejável para a aplicação final em questão (por exemplo, devido à subalimentação ou excesso de alimentação).

SUMÁRIO

[005] Em um aspecto, a presente divulgação se refere a um medidor de fluxo de fluido que tem uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, e em rotação sincronizada entre si em resposta ao fluxo de um fluido através do medidor de fluxo de fluido. O medidor de fluxo de fluido inclui um controlador que é configurado para gerar pulsos em resposta à passagem da quantidade de fluido e/ou rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem. O controlador pode ter um armazenamento de dados. O armazenamento de dados pode armazenar

3 / 38 correlações de pressão do fluido, taxa de fluido volumétrico e frequência de pulso, com base na calibração do medidor de fluxo de fluido. Durante a calibração, o controlador pode determinar essas correlações recebendo-se medições correspondentes a uma pressão de fluido de um sensor de pressão e determinando-se a frequência de pulso dos pulsos gerados para fluxo de uma taxa de fluxo volumétrico conhecida de fluido.

[006] Em outro aspecto, o medidor de fluxo de fluido compreende uma entrada de fluido e uma saída de fluido posicionada a jusante da entrada de fluido. Uma câmara de fluxo pode ser posicionada entre a entrada de fluido e a saída de fluido para receber um fluido. Um sensor de pressão pode ser conectado em paralelo à câmara de fluxo e configurado para medir a pressão através da câmara de fluxo. Nesses casos, a pressão armazenada no armazenamento de dados corresponde à pressão medida pelo sensor de pressão. Por conseguinte, o controlador pode ser configurado para determinar uma taxa de fluxo volumétrico desconhecida com base na frequência de pulso e pressão medida através da câmara de fluxo medidas pelo sensor de pressão.

[007] Em outro aspecto, um método para medir uma taxa de fluxo volumétrico de fluido de viscosidade desconhecida pode compreender a etapa de fornecer um medidor de fluxo de acordo com qualquer uma das modalidades divulgadas no presente documento. O método pode incluir a etapa de gerar, com o uso do controlador, pulsos correspondentes à rotação da primeira e da segunda engrenagens. Os pulsos podem ter uma frequência de pulso associada aos mesmos. O método pode incluir a etapa de medir a pressão de fluido do fluido que flui através da câmara de fluxo. O método inclui a etapa de determinar, com o uso do controlador, a frequência de pulso correspondente à taxa de fluxo volumétrico conhecida do fluido. O método também pode incluir a etapa de gerar, com o uso do controlador, correlações entre frequência de pulso, pressão do fluido e taxa de fluxo volumétrico conhecida para várias taxas de fluxo volumétrico e armazenar as correlações

4 / 38 geradas no armazenamento de dados.

[008] Modalidades da presente divulgação incluem uma ou mais das seguintes modalidades numeradas:

1. Um medidor de fluxo de fluido que compreende: uma câmara de fluxo; uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, em que a primeira engrenagem e a segunda engrenagem são posicionadas dentro da câmara de fluxo, em que o entrelaçamento da primeira engrenagem e da segunda engrenagem permite rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de um fluido através da câmara de fluxo; e um controlador que é configurado para gerar pulsos em resposta à passagem de fluido através da câmara de fluxo e/ou rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem, em que o controlador tem um armazenamento de dados, em que os pulsos têm uma frequência de pulso associada aos mesmos, em que o armazenamento de dados é configurado para armazenar correlações de: a) pressão do fluido, e b) volume por pulso ou taxa de fluxo volumétrico, e c) período de tempo entre pulsos ou frequência de pulso, em que o controlador é configurado para determinar as correlações recebendo-se um valor medido de uma pressão de fluido de um sensor de pressão e determinando-se: um valor da frequência de pulso para uma taxa de fluxo volumétrico conhecida de fluido, ou período de tempo entre pulsos para um volume conhecido por pulso, em que o controlador é configurado para determinar um

5 / 38 volume desconhecido por pulso ou uma taxa de fluxo volumétrico desconhecida ao: receber pressão do fluido e determinar: período entre os pulsos gerados correspondentes ao volume desconhecido por pulso ou frequência de pulso dos pulsos gerados correspondentes à taxa de fluxo volumétrico desconhecida, e recuperar do armazenamento de dados: um volume por pulso correlacionado ao valor medido da pressão do fluido e o valor determinado do período entre pulsos, ou uma taxa de fluxo volumétrico correlacionada ao valor medido da pressão do fluido e ao valor determinado da frequência de pulso.

[009] 2. O medidor de fluxo de fluido da modalidade 1, em que o armazenamento de dados é configurado para armazenar correlações de pressão de fluido, taxa de fluxo volumétrico e frequência de pulso para fluidos de diferentes viscosidades.

[0010] 3. Medidor de fluxo de fluido que compreende: uma entrada de fluido; uma saída de fluido posicionada a jusante da entrada de fluido; uma câmara de fluxo posicionada entre a entrada de fluido e a saída de fluido, em que a câmara de fluxo é configurada para receber um fluido; em que um controlador é configurado para gerar pulsos em resposta à passagem do fluido através da câmara de fluxo, em que o controlador tem um armazenamento de dados; e um sensor de pressão conectado em paralelo à câmara de fluxo e configurado para medir a pressão através da câmara de fluxo, em que o armazenamento de dados é configurado para armazenar correlações de pressão, taxa de fluxo volumétrico e frequência de

6 / 38 pulso, e em que o controlador é configurado para determinar uma taxa de fluxo volumétrico desconhecida com base na frequência de pulso e pressão através da câmara de fluxo medida pelo sensor de pressão.

[0011] 4. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 3 ou qualquer modalidade anterior, em que o medidor de fluxo de fluido é um medidor de fluxo de deslocamento positivo.

[0012] 5. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 4 ou qualquer modalidade anterior, em que o medidor de fluxo de fluido é um medidor de engrenagem oval.

[0013] 6. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 5 ou qualquer modalidade anterior, que compreende ainda uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, em que o entrelaçamento da primeira engrenagem e da segunda engrenagem permite rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de fluido através da câmara de fluxo.

[0014] 7. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 6 ou qualquer modalidade anterior, em que pelo menos uma dentre a primeira e segunda engrenagens tem uma área detectável para detectar uma posição de rotação da primeira engrenagem e da segunda engrenagem quando o fluido passa através da câmara de fluxo.

[0015] 8. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 7 ou qualquer modalidade anterior, que compreende ainda um ou mais sensores sem contato configurados para detectar a área detectável quando a primeira engrenagem e a segunda engrenagem estão na posição giratória, em que o um ou mais sensores sem contato são ainda configurados para gerar um sinal de detecção, e em que o sinal de detecção é indicativo de uma posição da área detectável em relação ao pelo menos um sensor sem contato.

[0016] 9. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 8 ou qualquer

7 / 38 modalidade anterior, em que o controlador está configurado para gerar pulsos quando o sinal de detecção é indicativo da primeira engrenagem e a segunda engrenagem gira de um primeiro estado de rotação válido para um segundo estado de rotação válido.

[0017] 10. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 9 ou qualquer modalidade anterior, em que o controlador está configurado para não gerar pulsos quando o sinal de detecção é indicativo da primeira engrenagem e a segunda engrenagem girando do primeiro estado de rotação válido para um estado de rotação inválido.

[0018] 11. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 3 ou qualquer modalidade anterior, em que o armazenamento de dados está configurado para armazenar correlações de pressão, taxa de fluxo volumétrico e frequência de pulso na forma de uma tabela de consulta.

[0019] 12. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 11 ou qualquer modalidade anterior, em que as correlações de pressão, taxa de fluxo volumétrico e frequência de pulso são não lineares.

[0020] 13. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 3 ou qualquer modalidade anterior, em que o sensor de pressão é configurado para medir uma pressão diferencial através da câmara de fluxo, em que a pressão diferencial corresponde à diferença na pressão de fluido na entrada de fluido e na saída de fluido.

[0021] 14. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 3 ou qualquer modalidade anterior, em que o fluido que passa através da câmara de fluxo tem uma viscosidade que é desconhecida.

[0022] 15. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 3 ou qualquer modalidade anterior, em que o fluido que passa através da câmara de fluxo tem uma viscosidade que é variável.

[0023] 16. Método para medir uma taxa de fluxo volumétrico de fluido de viscosidade desconhecida que compreende:

8 / 38 fornecer medidor de fluxo de fluido, em que o medidor de fluxo de fluido compreende: uma câmara de fluxo, uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, em que a primeira engrenagem e a segunda engrenagem são posicionadas dentro da câmara de fluxo, em que o entrelaçamento da primeira engrenagem e da segunda engrenagem permite rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de fluido através da câmara de fluxo, e em que um controlador tem um armazenamento de dados; fornecer uma taxa de fluxo volumétrico conhecido de fluido através da câmara de fluxo; gerar, com o uso do controlador, pulsos correspondentes à rotação da primeira engrenagem e da segunda engrenagem, em que os pulsos têm uma frequência de pulso associada aos mesmos; medir a pressão de fluido que flui através da câmara de fluxo; determinar, com o uso do controlador, a frequência de pulso correspondente à taxa de fluxo volumétrico conhecida do fluido; gerar, com o uso do controlador, correlações entre frequência de pulso, pressão do fluido e taxa de fluxo volumétrico conhecida para várias taxas de fluxo volumétrico; e armazenar as correlações geradas no armazenamento de dados.

[0024] 17. O método, da modalidade 16 ou qualquer modalidade anterior, que compreende ainda determinar, com o uso do controlador, uma taxa de fluxo volumétrico desconhecida que mede a pressão de fluido e determina a frequência de pulso.

[0025] 18. O método, da modalidade 17 ou qualquer modalidade anterior, que compreende ainda, recuperar do armazenamento de dados, uma taxa de fluxo volumétrico correlacionada a um valor medido da pressão de fluido e um valor determinado da frequência de pulso.

9 / 38

[0026] 19. O método, da modalidade 16 ou qualquer modalidade anterior, que compreende ainda gerar, com o uso do controlador, correlações entre frequência de pulso, pressão do fluido e taxa de fluxo volumétrico conhecida para fluidos de diferentes viscosidades conhecidas.

[0027] 20. O método, da modalidade 19 ou qualquer modalidade anterior, que compreende ainda determinar, com o uso do controlador, uma viscosidade desconhecida com base em um valor medido de pressão e um valor determinado de frequência de pulso, e recuperar correlações geradas anteriormente armazenadas no armazenamento de dados para determinar a viscosidade desconhecida.

[0028] 21. O método, da modalidade 19 ou qualquer modalidade anterior, que compreende ainda gerar, com o uso do controlador, um sinal de indicação quando a viscosidade do fluido é determinada como estando fora de uma faixa predefinida.

[0029] 22. O método, da modalidade 15 ou qualquer modalidade anterior, que compreende ainda gerar pulsos somente quando a primeira engrenagem e a segunda engrenagem giram de uma primeira posição de rotação válida para uma segunda posição de rotação válida.

[0030] 23. O método, da modalidade 22 ou qualquer modalidade anterior, que compreende ainda gerar pulsos com uma duração de pulso menor que um tempo de transição, em que o tempo de transição corresponde ao tempo gasto pela primeira engrenagem e pela segunda engrenagem para girar da primeira posição giratória válida para a segunda posição giratória válida.

[0031] 24. O método, da modalidade 23 ou qualquer modalidade anterior, em que o controlador determina a frequência de pulso como o inverso de um intervalo de tempo entre os pulsos adjacentes.

[0032] 25. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 1 ou qualquer modalidade anterior, em que o controlador é configurado para determinar um

10 / 38 volume total de fluido que flui através do medidor de fluxo de fluido durante um intervalo de tempo, executando-se as etapas a seguir cada vez que um pulso é gerado: recuperar do armazenamento de dados, o volume por pulso correlacionado ao valor medido da pressão do fluido, e adicionar o volume recuperado por pulso a um contador de volume total.

[0033] 26. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 3 ou qualquer modalidade anterior, em que o sensor de pressão é configurado para medir a pressão durante um período de tempo correspondente ao tempo entre dois pulsos consecutivos.

[0034] 27. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 3 ou qualquer modalidade anterior, em que o sensor de pressão é configurado para medir a pressão durante um período de tempo correspondente a vários pulsos.

[0035] 28. O medidor de fluxo de fluido, da modalidade 27 ou qualquer modalidade anterior, em que o controlador está configurado para determinar um valor médio da pressão com base na pressão medida em vários pulsos e recuperar correlações do armazenamento de dados com base no valor médio da pressão.

[0036] Os detalhes de um ou mais exemplos são apresentados nos desenhos anexos e na descrição abaixo. Outros recursos, objetos e vantagens se tornarão evidentes a partir da descrição e dos desenhos e das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0037] A Figura 1 é um desenho esquemático de um medidor de fluxo de fluido de acordo com uma modalidade; A Figura 2 é uma vista lateral em corte transversal do medidor de fluxo de fluido tomada ao longo do plano de corte A-A ilustrado na Figura 1;

11 / 38

A Figura 3A é uma vista em corte plana que ilustra o fluxo de fluido através do medidor de fluxo de fluido em uma primeira posição de rotação das engrenagens ovais; A Figura 3B é uma vista em corte plana que ilustra o fluxo de fluido através do medidor de fluxo de fluido em uma segunda posição de rotação das engrenagens ovais; A Figura 4A é outra vista em corte plana que ilustra o medidor de fluxo de fluido com sensores sem contato; A Figura 4B é um desenho esquemático que ilustra sinais de detecção gerados pelos sensores sem contato mostrados na Figura 4A; A Figura 4C é um desenho esquemático que ilustra um método de geração de pulso de acordo com uma modalidade; A Figura 4D é um desenho esquemático que ilustra uma sequência de estados giratórios válidos das engrenagens ovais do medidor de fluxo de fluido de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa; A Figura 5A é um gráfico que ilustra uma correlação entre o volume por pulso e a taxa de fluxo volumétrico para várias viscosidades de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa; A Figura 5B é um gráfico que ilustra uma correlação entre a frequência de pulso e a taxa de fluxo volumétrico para várias viscosidades de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa; A Figura 5C é um gráfico redimensionado da frequência de pulso e taxa de fluxo volumétrico mostrada na Figura 5B; A Figura 5D é um gráfico que ilustra a relação entre o volume total (cumulativo) de produto que flui através do medidor de fluxo e o tempo entre pulsos de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa; A Figura 5E é um gráfico de dispersão 3D que representa a relação de calibração entre pressão, volume por pulso (taxa de pulso) e frequência de pulso armazenados na tabela de consulta de acordo com uma

12 / 38 modalidade ilustrativa não limitativa; A Figura 5F é um gráfico de dispersão 3D que representa a relação de calibração entre pressão, volume por pulso (taxa de pulso) e período de tempo entre pulsos armazenados na tabela de consulta de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa; A Figura 5G é um gráfico de dispersão 3D que representa a relação de calibração entre pressão, taxa de fluxo volumétrico e frequência de pulso armazenados na tabela de consulta de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa; A Figura 6A é um desenho esquemático que ilustra um método para calibrar o medidor de fluxo de fluido da Figura 1 de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa; A Figura 6B é um desenho esquemático que ilustra um método de usar o medidor de fluxo de fluido da Figura 1 para determinar a taxa de fluxo volumétrico e a viscosidade de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa; e A Figura 6C é um desenho esquemático que ilustra um método de usar o medidor de fluxo de fluido da Figura 1 para determinar o volume total, a taxa de fluxo volumétrico atual e a viscosidade de acordo com uma modalidade ilustrativa não limitativa.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0038] A Figura 1 é uma vista plana superior de um sistema de medição de fluxo de fluido 10 que inclui um medidor de fluxo de fluido 100. O sistema 10 inclui uma bomba de fluido 12, uma primeira linha de fluido 14, uma segunda linha de fluido 16 e um medidor de fluxo de fluido 100. A primeira linha de fluido 14 pode estar em comunicação fluida com a bomba de fluido 12 configurada para fornecer um fluxo de fluido através do sistema

10. A bomba de fluido 12 pode estar em comunicação fluida com uma fonte de fluido (não mostrada) e pode ser qualquer bomba adequada para fornecer

13 / 38 um fluxo de fluido através do sistema. O fluxo de fluido pode ter uma variedade de características de fluxo de fluido e pode depender do tipo de bomba selecionada ou da aplicação do sistema 10. Por exemplo, aplicações diferentes podem exigir um alto volume de fluxo de fluido ou um baixo volume de fluxo de fluido. Certos exemplos podem exigir fluxo de fluido uniforme fornecido por uma bomba peristáltica ou linhas de fluido mantidas por pressão. Em outros exemplos, uma bomba de fluido 12 pode fornecer fluxo de fluido não uniforme, particularmente quando a aplicação exige um baixo volume de fluido.

[0039] O medidor de fluxo de fluido 100 pode ser configurado para medir o fluxo de fluido através do sistema 10 e pode incluir um alojamento 102 que define uma câmara 106, uma entrada de fluido 104 e uma saída de fluido 105. Na modalidade ilustrada, o medidor de fluxo de fluido 100 é um medidor de deslocamento positivo, tal como um medidor de fluxo de engrenagem oval 108. A entrada de fluido 104 pode estar em comunicação fluida com a primeira linha de fluido 14 e fornece fluxo de fluido da primeira linha de fluido 14 para a câmara 106. As engrenagens ovais 108 e 110 são instaladas dentro da câmara 106 e são configuradas para girar em conjunto sobre eixos geométricos fixos de rotação 112 e 114, respectivamente, em resposta ao fluxo de fluido através da câmara 106. O fluido sai da câmara 106 por meio da saída de fluido 105 que está em comunicação fluida com a segunda linha de fluido 16.

[0040] Por conseguinte, o fluido fornecido pela bomba de fluido 12 flui através da linha de fluido 14 e para o medidor de fluxo de fluido 100 através da entrada de fluido 104. O fluido, então, flui através do medidor de fluxo de fluido 100, em que o volume de fluxo é medido e sai do medidor de fluxo de fluido 100 através da saída de fluido 105 e para a segunda linha de fluido 16.

[0041] A Figura 2 é uma vista lateral em corte transversal do medidor

14 / 38 de fluxo de fluido 100 tomada ao longo da linha A-A mostrada na Figura 1. As engrenagens ovais 108 e 110 são instaladas dentro da câmara 106 definidas pelo alojamento 102 e podem ser configuradas para girar em torno dos eixos geométricos 113 e 115, respectivamente. Nas modalidades ilustradas, o medidor de fluxo de fluido 100 pode incluir sensor sem contato 140 e controlador 141. O sensor sem contato 140 pode estar em comunicação (por exemplo, eletricamente por meio da conexão 143, ou sem fio) com o controlador 141. O sensor sem contato 140 pode ser configurado para detectar uma área detectável 146 (não mostrada) fornecida nas superfícies superiores 142 e 144 das engrenagens ovais 108 e 110, respectivamente. Por exemplo, o sensor sem contato 140 pode ser um sensor magnético configurado para detectar uma área detectável 146 que compreende um ímã instalado em ou dentro de pelo menos uma das engrenagens ovais 108. Em outro exemplo, o sensor sem contato 140 pode ser um sensor óptico configurado para emitir um comprimento de onda em pelo menos uma superfície superior 142 ou 244 das engrenagens ovais 108, incluindo uma área detectável 146 e detectar uma refletância do comprimento de onda em pelo menos uma das superfícies superiores. O documento Pat. 7.523.660, depositado em 19 de dezembro de 2007 e o documento U.S. Pat. 8.069.719, depositado em 11 de fevereiro de 2009, fornece exemplos de engrenagens ovais 108 que incorporam sensores sem contato, e toda a divulgação de cada um é incorporada ao presente documento a título de referência. Pode ser observado que o medidor de fluxo de fluido 100 pode incluir qualquer número de sensores sem contato e qualquer número de áreas detectáveis adequadas para uma aplicação específica do medidor. O sensor sem contato 140 também pode ser configurado para gerar um sinal de detecção com base na detecção, ou falta de detecção, de uma área detectável 146.

[0042] O medidor de fluxo de fluido 100 também pode incluir o controlador 141 configurado para calcular um volume de fluxo de fluido

15 / 38 através do medidor com base no sinal de detecção do sensor sem contato 140. O controlador 141 pode ser configurado para receber um sinal de detecção do sensor sem contato 140 e gerar pulsos para corresponder à rotação das engrenagens ovais 108 com base no sinal de detecção.

O controlador 141 pode ser um computador programável, como um microprocessador, um controlador lógico programável 141 e similares, e pode incluir (e/ou estar em comunicação com) mídia de armazenamento não transitório a bordo ou remoto (por exemplo, dados armazenamento 150) para armazenar instruções na forma de algoritmos e/ou dados (por exemplo, dados de calibração). O controlador também pode ter circuitos integrados específicos de aplicação (ASICs), microcontroladores, microprocessadores, matrizes de portas programáveis em campo (FPGAs) ou qualquer outra estrutura apropriada com capacidade de receber e processar dados, bem como circuitos distribuídos por uma rede para receber e processar dados e operação do sistema de controle, conforme descrito no presente documento a partir de um local remoto.

Enquanto uma conexão elétrica 151 entre o controlador 141 e um armazenamento de dados 150 é ilustrada, deve ser entendido que as conexões sem fio entre o controlador 141 e o armazenamento de dados 150 são contempladas.

Além disso, deve ser entendido que, enquanto as conexões elétricas do controlador 141, o armazenamento de dados 150 e o medidor de fluxo de fluido 100 são ilustrados como estando fora do alojamento 102 do medidor de fluxo de fluido 100 na Figura 1, na Figura 2, o controlador 141 e o armazenamento de dados 150 (juntamente com as conexões associadas) estão alojados dentro do alojamento 102 do medidor de fluxo de fluido 100 (como mostrado na Figura 2). Como será discutido mais adiante no presente documento, um volume de fluido que passa através do medidor de fluxo de fluido 100 pode ser calculado quando o número de rotações (completas e parcialmente completas) feitas pelas engrenagens ovais 108 é conhecido e um volume de fluido por rotação é conhecido.

Por conseguinte, o controlador 141

16 / 38 pode ter capacidade de medir um volume de fluido que passa através do medidor com base nos pulsos gerados pelo controlador 141. Em tais casos, o controlador 141 pode incluir um armazenamento de dados 150 que armazena uma calibração entre pulsos gerados e volume de fluido que passa através do medidor de fluxo de fluido 100.

[0043] As Figuras 3A e 3B são vistas planas em corte que ilustram o fluxo de fluido através do medidor de fluxo de fluido 100. Como observado no presente documento, as engrenagens ovais 108 e 110 são configuradas para se entrelaçar, reduzindo, assim, as chances de o fluido da entrada de fluido 104 passar entre as engrenagens. Por conseguinte, o fluido flui em torno das engrenagens ovais 108 por meio dos bolsões de fluido 116 e 118. A Figura 3A mostra o medidor de fluxo de fluido 100 em uma primeira posição de rotação em que o fluido pode ser introduzido na câmara 106 através da entrada de fluido 104. Como observado acima, a mistura das engrenagens ovais 108 e 110 reduz as chances de o fluido passar entre as engrenagens, forçando o fluido de entrada em direção a um vértice 109 da engrenagem oval 108 e faz com que a engrenagem oval 108 gire no sentido anti-horário. O torque no sentido anti-horário aplicado através da engrenagem oval 108, por sua vez, estimula a rotação no sentido horário da engrenagem oval 110.

[0044] A Figura 3B mostra o medidor de fluxo de fluido 100 em uma posição giratória radialmente avançada em relação à posição giratória mostrada na Figura 3A, em que a engrenagem oval 108 girou 90 graus no sentido anti-horário e a engrenagem oval 110 girou 90 graus no sentido horário. Nessa posição giratória do medidor de fluxo de fluido 100, a rotação da engrenagem oval 108 formou um bolsão de fluido 118 definido pela superfície da engrenagem oval 108 e uma parede da câmara 106. Simultaneamente, o fluido da entrada de fluido 104 é forçado em direção a um vértice 111 da engrenagem oval 110, fazendo, assim, com que a engrenagem oval 110 gire no sentido horário. Por sua vez, estimula a

17 / 38 engrenagem oval 108 a continuar a rotação no sentido anti-horário para liberar o fluido no bolsão de fluido 118. Pode ser observado que um bolsão de fluido semelhante 116 pode ser formado entre a engrenagem oval 110 e uma parede da câmara 106, como mostrado na Figura 3A.

[0045] Os medidores de fluxo de fluido, de acordo com as presentes modalidades, podem ser configurados para aumentar a resolução da medição, permitindo, assim, uma medição mais precisa do fluxo de fluido através do medidor. Essas configurações podem ser úteis em aplicações de baixo fluxo de fluido. Em um exemplo, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ser configurado para medir meias rotações das engrenagens ovais 108 que correspondem a um volume igual ao volume de dois bolsões de fluido 116. Em outro exemplo, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ser configurado para medir quartas rotações das engrenagens ovais 108 que correspondem a um volume igual a um bolsão de fluido 116. A resolução da medição do medidor de fluxo de fluido 100 também pode depender do volume dos bolsões de fluido 116 do medidor. Geralmente, bolsões de fluido 116 com um volume menor podem aumentar a resolução de medição de uma engrenagem oval 108, uma vez que volumes menores de fluido são dispensados por rotação das engrenagens ovais 108. Por outro lado, bolsões de fluido maiores 116 podem diminuir a resolução à medida que grandes volumes de fluido são dispensados por rotação. Pode ser observado que aplicações diferentes podem exigir uma resolução de medição diferente e exemplos da presente aplicação podem ser configurados para ter uma ampla gama de resoluções.

[0046] A Figura 4A é uma vista plana em corte do medidor de fluxo de fluido 100 que inclui um sensor sem contato 140 e uma área detectável

146. O sensor sem contato 140 pode ser configurado para detectar a área detectável 146 fornecida em uma superfície da engrenagem oval 110 e gerar um sinal de detecção. O sensor sem contato 140 pode ser montado em um alojamento (102, não mostrado na Figura 4A) do medidor de fluxo de fluido

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100 posicionado acima das superfícies superiores 142, 144 das engrenagens ovais 108 e 110. Como indicado na Figura 4A, as engrenagens ovais 108 e 110 são configuradas para girar no sentido anti-horário e horário, respectivamente, em resposta ao fluxo de fluido através da câmara 106. A rotação da engrenagem oval 110 faz com que a área detectável 146 passe através de uma região de detecção do sensor sem contato 140 que pode estar localizado embaixo do sensor.

Ao detectar a área detectável 146, o sensor sem contato 140 pode gerar um sinal de detecção.

Assim, um sinal de detecção do sensor sem contato 140 pode ser indicativo de uma posição giratória das engrenagens ovais 108 e 110, em que a área detectável 146 está abaixo do sensor sem contato 140. Nesse exemplo, o sensor sem contato 140 pode ser configurado para gerar um sinal “positivo” (doravante também denominado “1” ou “alto”) quando o sensor detecta a área detectável 146 e um sinal “negativo” (doravante também denominado “0” ou “baixo”) quando o sensor não detecta a área detectável 146. Pode ser observado que o sinal de detecção gerado por um sensor sem contato 140 pode ter qualquer forma em qualquer formato adequado para indicar uma detecção de uma área detectável 146. Em certos exemplos, um sensor sem contato 140 pode ser configurado para não gerar um sinal de detecção quando uma área detectável 146 não é detectada.

Nesse exemplo, a falta de um sinal ainda pode ser indicativa de uma posição de rotação em que a área detectável 146 não está dentro de uma região de detecção do sensor.

Como descrito anteriormente, o medidor de fluxo de fluido 100 pode incluir um controlador 141 configurado para gerar uma saída pulsada com base no sinal de detecção fornecido pelo sensor sem contato 140. Nesse exemplo, o medidor de fluxo de fluido 100 é configurado de modo que a rotação das engrenagens ovais 108 e 110 possa fazer com que o sensor sem contato 140 detecte a área detectável 146. Assim, o controlador 141 pode ser configurado para gerar um pulso em resposta à área detectável 146 que é detectada pelo sensor sem contato 140, como será descrito mais adiante.

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[0047] A Figura 4B é um gráfico 190 de um sinal de detecção do sensor sem contato 140 do medidor de fluxo de fluido 100 ao longo do tempo, de acordo com um exemplo. Mais especificamente, o gráfico 190 mostra o sinal de detecção do sensor sem contato 140 que detecta a área detectável 146 quando as engrenagens ovais 108 e 110 giram em uma direção direta em resposta ao fluxo de fluido através do medidor. O gráfico 190 inclui os pontos de tempo 191 a, 491 b, 492a e 492 b. Inicialmente, o sinal de detecção do sensor sem contato 140 é baixo, indicando que as engrenagens ovais 108 e 110 estão em uma posição giratória em que a área detectável 146 não está dentro de uma região de detecção do sensor. O sinal de detecção é alto entre os pontos de tempo 191 a e 192 a, e também 191 b e 192 b, e é indicativo de posições giratórias das engrenagens ovais 108 em que a área detectável 146 é detectada pelo sensor sem contato 140. O sinal de detecção se torna baixo novamente entre os pontos de tempo 192 a e 191 b, e também após o ponto de tempo 192 b, e é indicativo de posições giratórias das engrenagens ovais 108 em que a área detectável 146 não é detectada pelo sensor. O período de tempo entre os pontos de tempo 181 a e 181 b, ou alternativamente, 182 a e 182 b, pode representar todas as posições giratórias em uma rotação completa das engrenagens ovais 108 e 110, pois existe uma única área detectável 146 no medidor de fluxo de fluido 100. Posições giratórias adicionais ou menos e/ou áreas detectáveis são contempladas dentro do escopo da presente divulgação (e como será descrito mais adiante).

[0048] Nesse exemplo, as posições giratórias das engrenagens ovais 108 em uma rotação completa do medidor de fluxo de fluido 100 podem ser categorizadas nos estados de rotação A e B. O estado de rotação A compreende todas as posições giratórias em que a área detectável 146 não é detectada por não contato sensor 140 e é mostrado no gráfico 190 antes do ponto de tempo 191 a, entre os pontos de tempo 192 a e 191 b, e também após o ponto de tempo 192 b. O estado de rotação B compreende todas as posições

20 / 38 giratórias em que a área detectável 146 é detectada pelo sensor sem contato 140 e é mostrada no gráfico 190 entre os pontos de tempo 191 a e 192 a, bem como 191 b e 192 b. Quando o sensor sem contato 140 detecta os estados de rotação A e B, gera um sinal de detecção negativo e positivo, respectivamente. Em tais exemplos, o medidor de fluxo de fluido 100 pode incluir um controlador 141 configurado para calcular um volume de fluxo de fluido através do medidor com base nos sinais de detecção fornecidos pelo sensor sem contato 140. À medida que as engrenagens ovais 108 e 110 giram em uma direção direta em resposta ao fluxo de fluido através do medidor, as engrenagens finalmente alcançam uma posição giratória em que a área detectável 146 está dentro de uma região de detecção do sensor sem contato

140. Por conseguinte, o sensor sem contato 140 pode detectar o estado de rotação B. Pode ser observado como as engrenagens ovais 108 continuam a girar no medidor de fluxo de fluido 100, o sensor sem contato 140 detecta uma sequência de estados de rotação que compreende os estados de rotação A e B, em ordem. Como observado acima, o sensor sem contato 140 pode ser configurado para gerar um sinal de detecção negativo e um sinal de detecção positivo quando os estados de rotação A e B são detectados, respectivamente, e fornecem os sinais ao controlador 141.

[0049] Simultaneamente, o controlador 141 do medidor de fluxo de fluido 100 está configurado para receber o sinal de detecção do sensor sem contato 140 e produzir uma saída pulsada. Ao receber um sinal de detecção indicativo de um estado de rotação e de uma posição giratória das engrenagens ovais 108 e 110, o controlador 141 determina na etapa 187 se o sinal de detecção é positivo. Se o sinal de detecção for positivo, o controlador 141 pode gerar um ou mais pulsos e retornar ao estado de recebimento 186. Se o sinal de detecção for negativo, o controlador 141 retornará ao estado de recebimento 186 sem gerar pulsos. Voltando à Figura 4B, pode ser observado que os pulsos podem ser gerados pelo controlador 141 nos pontos de tempo

21 / 38 191 a e 191 b quando o sinal de detecção passa de baixo para alto. Alternativamente, o controlador 141 pode ser configurado para gerar pulsos quando o sinal de detecção passa de alto a baixo (por exemplo, nos pontos de tempo 192 a e 192 b) modificando a etapa 187 para verificar se o sinal de detecção é negativo.

[0050] Modalidades descritas nas Figuras 1 a 4B podem usar algoritmos que produzem uma saída pulsada em resposta à rotação do medidor de fluxo de engrenagem oval 108. Por exemplo, nas modalidades descritas nas Figuras 1 a 4B, o controlador 141 pode ser programado com instruções que fazem com que o controlador 141 gere um pulso. Nesses casos, a precisão e a resolução do medidor de fluxo podem ser melhoradas, gerando- se pulsos que correspondem à transição individual das engrenagens de um estado giratório válido para outro estado giratório válido. A Figura 4C é um fluxograma correspondente a um desses algoritmos 400.

[0051] No exemplo ilustrado na Figura 4C, o medidor de engrenagem oval 108 pode ter oito estados de rotação para cada rotação completa das engrenagens ovais 108. Por exemplo, os oito estados de rotação podem ser denominados estados A, B, C, D, E, F, G e H. A Figura 4D ilustra um gráfico que mostra estados válidos na sequência. Em tais casos, o controlador 141 do medidor de engrenagem oval 108 pode ser programado de acordo com o algoritmo da Figura 4C, em que o controlador 141 é configurado na etapa 402 para determinar se o estado giratório que foi detectado (por exemplo, pelo sensor sem contato 140) é um estado giratório válido. O controlador 141 é, então, configurado para determinar (na etapa 404) se as engrenagens ovais 108 fazem a transição de um estado giratório válido para outro estado giratório válido, de acordo com o gráfico 4D. Se, por exemplo, as engrenagens ovais 108 transitarem do estado A para o estado B, o controlador 141 é configurado para determinar que a transição é válida e gerar um pulso na etapa 406. Se, por outro lado, o controlador 141 determinar que a transição

22 / 38 é inválida (por exemplo, um estado diferente dos estados listados na coluna direita da Figura 4D para cada estado correspondente), então, o controlador 141 pode não gerar um pulso (correspondente para uma condição de erro 408). Por conseguinte, nesse exemplo, o controlador 141 será configurado para gerar oito pulsos para uma rotação completa das engrenagens, correspondendo a oito transições válidas entre estados de rotação. Embora oito estados giratórios válidos sejam ilustrados, deve ser observado que estados giratórios adicionais ou menos (correspondentes a menos ou mais transições e pulsos) são contemplados, respectivamente, dentro do escopo da presente divulgação. Tais modalidades facilitam a precisão da medição e eliminam erros na medição devido a não uniformidades do fluxo (como instabilidade ou refluxo).

[0052] Em certas modalidades, o controlador 141 é configurado para gerar impulsos de duração mais curtos do que o tempo para a transição de um estado válido giratório para o próximo estado giratório válido. Nesses casos, se as engrenagens girarem rotações “n” por segundo, com “m” estados giratórios válidos, o tempo gasto pelas engrenagens ovais 108 para fazer a transição de um estado giratório válido para o próximo estado giratório válido é fornecido pela equação (1) abaixo: (1)

[0053] Em tais casos, o controlador 141 pode ser configurado para definir pulsos de geração com uma duração de pulso (Tpulso) menor que o tempo de transição de um estado giratório válido para o próximo estado giratório válido: (2)

[0054] Tais modalidades podem facilitar uma contagem precisa de pulsos, reduzindo-se qualquer sobreposição que possa ocorrer entre a transição de engrenagens em um ou mais estados de rotação e geração de

23 / 38 pulsos. Em operação, cada vez que as engrenagens ovais 108 passam de um estado giratório válido para outro estado giratório válido, o controlador 141 gera um pulso que tem um pulso de duração Tpulso. O intervalo de tempo entre pulsos adjacentes pode ser Ts. Em tais casos, uma frequência de pulso Fs pode ser definida, em que a frequência de pulso é o inverso do intervalo de tempo dos pulsos adjacentes: No exemplo ilustrado, o medidor de fluxo de fluido 100 tem oito estados giratórios válidos (como ilustrado na Figura 4D). Se, por exemplo, as engrenagens ovais 108 tiverem 100 rotações por segundo, o tempo de transição de um estado giratório para o próximo cerca de 1,25 milissegundos, de acordo com a expressão acima. Por conseguinte, o controlador 141 pode gerar pulsos com uma duração entre cerca de 0,1 e cerca de 0,5 ms. Mais geralmente, a duração do pulso (Tpulso) pode estar entre cerca de 5% e cerca de 50% do tempo de transição (Ttransição).

(3)

[0055] Com referência novamente à Figura 4C, o controlador 141 pode verificar, na etapa 410, se foram gerados pulsos anteriores. Em tais casos, o controlador 141 pode determinar, na etapa 412, o intervalo de tempo entre impulsos adjacentes, ts e frequência Fs na etapa 414. Na etapa 416, são emitidos dados relevantes, como contagem de pulsos, intervalo de tempo entre pulsos e/ou frequência.

[0056] Embora os exemplos abaixo se refiram ao medidor de fluxo de fluido ilustrado 100 das Figuras 1 a 4B, deve ser entendido que os exemplos no presente documento descritos se aplicariam a outros tipos de medidores de deslocamento positivo que produzem uma saída pulsada. Em algumas de tais modalidades exemplares, o controlador 141 pode gerar pulsos em resposta à passagem da quantidade de fluido através da câmara de fluxo 106 e/ou o deslocamento de componentes rotativos do medidor de fluxo de fluido 100. Por exemplo, o controlador 141 pode gerar pulsos em resposta à rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem, conforme

24 / 38 detectado pelos sensores sem contato. O controlador 141 também pode ser configurado para determinar a frequência de impulso fs para uma ampla gama de condições de funcionamento conhecidas e taxas de fluxo volumétrico para estabelecer dados de calibração que podem ser armazenados no armazenamento de dados 150.

[0057] Normalmente, os dados de calibração para um medidor de fluxo (por exemplo, volume por pulso) é armazenado na memória como um único valor nominal. No entanto, sensivelmente, o parâmetro de calibração pode não permanecer constante para diferentes taxas de fluxo e/ou para diferentes viscosidades dos produtos. Como ilustrado na Figura 5A, as curvas de calibração C1, C2, C3 para o mesmo medidor de engrenagem oval, mas correspondem a diferentes produtos com viscosidades μ1, μ2 e μ3, em que, µ 1< µ 2 < µ 3. Como visto a partir disso, os valores de volume por pulso divergem significativamente de um valor constante nominal a taxas de fluxo volumétrico baixas. Os desvios podem ser mais significativos para produtos com baixa viscosidade (por exemplo, viscosidade µ 1).

[0058] Em certas modalidades, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ser calibrado fornecendo-se uma quantidade conhecida de fluido através do mesmo e determinando a frequência de pulso Fs para uma quantidade conhecida (volume ou taxa de fluxo volumétrico) de fluido. Tais métodos podem ser denominados no presente documento como “calibração de fábrica”. Por exemplo, agora, em referência à Figura 5B, um exemplo de gráfico de calibração é ilustrado que mostra a relação entre a frequência de pulso Fs e a taxa de fluxo volumétrico V para um exemplo de medidor de fluxo de fluido 100. Como mencionado anteriormente, esse gráfico pode ser gerado fornecendo-se uma taxa de fluxo volumétrico conhecida de fluido e determinando a frequência de pulso Fs. A Figura 5C é um gráfico redimensionado da Figura 5B, ilustrando as curvas de calibração com taxas de fluxo volumétrico baixas. Em taxas de fluxo de alto volume, a relação entre a

25 / 38 taxa de fluxo volumétrico e a frequência de pulso é geralmente linear. Como observado nas Figuras 5B e 5C, as curvas de calibração C1’, C2’, C3’, cada uma correspondendo a produtos com viscosidades, µ 1, µ 2 e µ 3, respectivamente, em que, µ 1 < µ 2 < µ 3 não têm linearidades para taxas de fluxo volumétrico baixas (por exemplo, menos de 1 ml/s). A curva de calibração C1’ para um produto com a menor viscosidade µ 1 tem a maior não linearidade. Como descrito anteriormente, as taxas de fluxo volumétrico baixas, uma quantidade de produto pode fluir através de folgas ao redor das engrenagens ovais do medidor de fluxo sem girar as engrenagens ovais. Nesse ponto, as engrenagens ovais 108 não giram, como resultado, a frequência Fs é zero. Em algum valor diferente de zero da taxa de fluxo volumétrico, quando o fluido começa a mover as engrenagens ovais, e os pulsos são gerados pelo controlador 141 a uma frequência de pulso diferente de zero. No exemplo ilustrado, a correlação entre frequência e taxa de fluxo volumétrico é não linear, enquanto outras relações matemáticas entre frequência e taxa de fluxo volumétrico podem ser contempladas.

[0059] Enquanto o exemplo ilustrado nas Figuras 5B e 5C fornece um exemplo de calibração que relaciona a frequência à taxa de fluxo volumétrico, outras calibrações semelhantes podem ser armazenadas no controlador 141. Por exemplo, calibração de fábrica pode incluir o volume de fluxo por pulso (por exemplo, mililitros/pulso) correlacionado à taxa de fluxo volumétrico conhecida (por exemplo, em mililitros/segundo), como mostrado na Figura 5A. Desse modo, de acordo com um exemplo, contando-se o número de pulsos produzidos pelo medidor de fluxo de fluido 100, a taxa de fluxo volumétrico (mililitros/segundo) pode ser determinada com base na seguinte equação: V (4)

[0060] Na equação acima, o símbolo representa uma taxa de pulso (mililitros/pulso), em que N é um número de pulsos recebidos durante o

26 / 38 tempo . Como pode ser observado na Figura 5A, a taxa de pulso é uma função não monótona da taxa de fluxo volumétrico V e da viscosidade . Para um produto com uma viscosidade conhecida x, a taxa de fluxo volumétrico pode ser constatada, de acordo com algumas modalidades, com base em um conjunto de cálculos iterativas com o uso da seguinte equação: Vn+1 (5)

[0061] Na equação acima, o símbolo “n” representa um número de iteração. De acordo com modalidades ilustrativas, a iteração pode começar (por exemplo, com n = 0), atribuindo-se uma taxa de pulso média para o medidor de fluxo (por exemplo, uma taxa de pulso nominal) como e calculando-se um valor de V1 a partir da equação (5) acima. O valor de V1 pode, então, ser usado para determinar de calibração (por exemplo, com o uso da Figura 5A) para a viscosidade conhecida . Os cálculos com o uso da equação (5) e da calibração (Figura 5A) podem ser continuados até que um valor absoluto do desvio da taxa de pulso seja menor que a precisão desejada “Δ”, como a seguir: (6)

[0062] Em alguns casos, a precisão desejada pode ser de cerca de 1%. Nesses casos, o valor desejado de precisão pode ser alcançado após algumas iterações. Em modalidades vantajosas, o valor desejado de precisão pode ser alcançado após a execução das etapas acima por cerca de 5 ou cerca de 10 iterações (por exemplo, 7 iterações).

[0063] Com referência à Figura 5D, em algumas modalidades, o volume total que flui através do medidor de fluxo pode ser calculado a partir de curvas de calibração C1’’, C2’’, C3’’, em que cada uma corresponde a produtos com viscosidades, µ 1, µ 2 e µ 3, respectivamente, em que, µ 1 < µ 2 < µ

3. Tais modalidades podem ser benéficas para uso com bombas de fluxo variável ou de fluxo pulsado, em que pode ser mais desejável conhecer o

27 / 38 volume total de um produto a ser bombeado e/ou a taxa na qual um produto está sendo bombeado pode não ser constante ao longo do tempo. Nesses casos, o volume total pode ser calculado como a soma dos volumes por cada pulso individual. Como visto na Figura 5D, cada curva de calibração C1’’, C2’’, C3’’ pode ser salva na memória como uma tabela de consulta ou uma equação. O controlador pode, em tais modalidades, medir o tempo entre pulsos gerados consecutivamente e adicionar o volume correspondente de fluxo que passou pelas engrenagens ovais para obter o volume total de produto que flui através do medidor de fluxo de fluido nesse intervalo. O controlador pode opcionalmente calcular a taxa de fluxo volumétrico, por exemplo, como uma derivada do tempo do volume total do produto.

[0064] A calibração de fábrica dos medidores de fluxo de fluido existentes pode não ser corrigida para levar em consideração quaisquer alterações na viscosidade do fluido. Embora isso possa não afetar fluidos que têm viscosidade geralmente constante em uma ampla faixa de condições operacionais, se fluidos cuja viscosidade se altera em condições operacionais (por exemplo, temperatura, duração ao longo da qual o produto é armazenado), a calibração de fábrica típica pode ter erros associado ao mesmo. Em uso, por exemplo, o medidor de fluxo de fluido 100 pode fornecer produtos (por exemplo, produtos químicos, como desinfetantes) em quantidades precisas (por exemplo, em valor específico ou taxa de fluxo volumétrico) adequados para uma aplicação final. Se a viscosidade do produto variar devido às condições operacionais (por exemplo, temperatura ou tempo), por exemplo, devido à deterioração do produto, a quantidade de produto medido que usa o medidor de fluxo de fluido 100, por exemplo, pode não ser precisa ou pode ser menos desejável para a aplicação final em questão (por exemplo, devido à subalimentação ou superalimentação).

[0065] Vantajosamente, algumas modalidades da presente divulgação fornecem um medidor de fluxo de fluido 100 pelo qual a calibração de fábrica

28 / 38 é ajustada para levar em conta alterações na viscosidade.

Várias curvas de calibração para ampla faixa de fluxo e viscosidade diferente do produto podem ser salvas na memória (por exemplo, conforme ilustrado nas Figuras 5B a 5D). Durante a operação, o medidor de fluxo pode receber dados adicionais indicativos da viscosidade de um produto, permitindo, assim, que o controlador selecione a curva de calibração apropriada para determinar momentaneamente a taxa de fluxo volumétrico momentânea ou o volume por pulso.

Como é sabido, a viscosidade do fluido, geralmente, oferece resistência ao seu fluxo.

Por exemplo, se o fluido fosse um produto (por exemplo, produtos químicos) que flui através de um tubo de alimentação e se a viscosidade do produto aumentasse (por exemplo, devido a condições operacionais ou ao longo do tempo com a deterioração do produto), grandes mudanças de pressão serão associadas ao aumento da viscosidade.

Em tais exemplos, as mudanças de pressão podem ser caracterizadas por uma queda de pressão ao longo de um comprimento do tubo de alimentação.

Por conseguinte, fluidos com viscosidade mais alta podem gerar uma queda de pressão mais alta, exigindo, assim, maior poder da bomba para empurrar o fluido através do tubo de alimentação em relação aos fluidos de viscosidade mais baixa.

Por outro lado, se a bomba não fornecer pressão adequada para explicar o aumento da queda pressurizada (e/ou viscosidade), a taxa de fluxo do fluido através do tubo de alimentação pode ser menor que um valor desejado (por exemplo, predeterminado). Por conseguinte, em alguns exemplos, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ser configurado para compensar as alterações na viscosidade do fluido.

Vantajosamente, o medidor de fluxo de fluido 100 de acordo com algumas modalidades pode detectar a resistência do fluxo criada pela alteração da viscosidade (por exemplo, aumento da queda de pressão associada a um aumento da viscosidade) e recuperar dados de calibração adequados para a alteração detectada na viscosidade (e/ou queda de pressão).

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[0066] Como é evidente para um especialista na técnica, a taxa de fluxo volumétrico, a viscosidade e a queda de pressão de um fluido podem ser determinadas para uma variedade de fluidos que usam relações conhecidas, como a equação de Hagen-Poiseuille. Por exemplo, se a taxa de fluxo volumétrico e a queda de pressão forem conhecidas e/ou mensuráveis (por exemplo, com o uso de uma placa de orifício, sensores de pressão e similares), a viscosidade do fluido pode ser inferida a partir de tais relações e/ou modelos conhecidos. Além disso, podem ser gerados dados de calibração que correlacionam a taxa de fluxo volumétrico conhecida à frequência, Fs. Por conseguinte, em alguns desses exemplos, as correlações podem ser exibidas graficamente na forma de gráficos de superfície tridimensionais, exemplos dos quais são mostrados nas Figuras 5E a 5G. Como visto na Figura 5G, frequência, taxa de fluxo volumétrico e queda de pressão representam três eixos geométricos do gráfico tridimensional, e a superfície “S1V” representa a relação entre as variáveis exibidas graficamente nos três eixos geométricos. A superfície “S1V” consiste em várias linhas de calibração que correspondem às diferentes viscosidades do produto. Linha de calibração C1V, C2V, C3V mostrada como exemplos. As etapas de calibração para medir C1V, C2V, C3V são as mesmas que para medir C1’, C2’, C3’ mostradas na Figura 5B com medição adicional da queda de pressão para cada ponto de dados exibido na Figura 5G. Superfícies semelhantes, “S1f” e “S1p” são ilustradas nas Figuras 5E e 5F, respectivamente, correspondendo às curvas de calibração (C1f, C2f, C3f) e (C1p, C2p, C3p), respectivamente. Deve ser observado que as superfícies “S1V”, “S1p” e “S1f” são exemplos ilustrativos e não representam uma relação exata ou precisa entre as variáveis plotadas no gráfico de superfície.

[0067] Com referência continuada à Figura 5G, como é evidente, uma vez realizada a calibração e as correlações entre queda de pressão, frequência e taxa de fluxo volumétrico são estabelecidas para diferentes viscosidades. Por exemplo, se a queda de pressão e a frequência do fluxo forem conhecidas

30 / 38 (e/ou mensuráveis), a taxa de fluxo volumétrico e a viscosidade do produto podem ser determinadas usando-se a relação conhecida “S1V”. Por conseguinte, em algumas modalidades exemplificativas, o controlador 141 pode determinar uma taxa de fluxo volumétrico desconhecida recebendo-se pressão do fluido medida a partir de um sensor de pressão (por exemplo, sensor 200 observado na Figura 1) e frequência Fs (por exemplo, em resposta ao fluxo de fluido). Vantajosamente, a precisão da medição pode ser significativamente aprimorada porque os sistemas e métodos divulgados permitem compensar a não linearidade da resposta do medidor de fluxo e os desvios causados pela viscosidade.

[0068] Dados de calibração, tais como correlações da pressão do fluido, taxa de fluxo volumétrico (ou volume por pulso) e frequência (ou tempo entre pulsos) geradas de acordo com as Figuras 5A a 5G podem ser armazenados no armazenamento de dados 150. Em um exemplo, o armazenamento de dados 150 armazena dados de calibração de fábrica na forma de uma tabela de consulta. Alternativamente, o armazenamento de dados 150 pode usar qualquer operação de indexação de matriz para armazenar dados de calibração de fábrica. Em tais casos, durante o uso, o controlador 141 pode recuperar do armazenamento de dados 150, a taxa de fluxo volumétrico correlacionada a um valor particular da pressão e frequência do fluido.

[0069] Em certas modalidades, a queda de pressão pode variar durante a rotação da engrenagem. Por conseguinte, a queda de pressão pode ser medida durante um período de tempo entre dois pulsos ou, alternativamente, ao longo de vários pulsos. Uma queda de pressão média durante esse período pode ser usada durante a calibração e/ou durante o uso do medidor de fluxo de fluido para medir várias quantidades, como taxa de fluxo volumétrico, volume total e, opcionalmente, viscosidade. Tais modalidades podem garantir uma melhor precisão das medições,

31 / 38 particularmente nas modalidades em que pode haver grande variabilidade na queda de pressão ao longo da rotação da engrenagem.

[0070] Novamente em referência à Figura 5C, os dados de calibração de fábrica podem ser gerados para diferentes viscosidades conhecidas. Por exemplo, diferentes fluidos cuja viscosidade é conhecida podem ser fornecidos ao medidor de fluxo de fluido 100 para determinar sua viscosidade. Como alternativa, um único fluido cuja viscosidade varia com base nas condições operacionais (por exemplo, temperatura, tempo) pode ser fornecido em diferentes condições operacionais, de modo a gerar dados de calibração para diferentes valores de viscosidade. Por exemplo, na representação gráfica tridimensional dos dados de calibração mostrados na Figura 5F, as linhas C1V, C2V, C3V representam correlações de queda de pressão, taxa de fluxo volumétrico e frequência para diferentes valores de viscosidade µ 1, µ 2 e µ 3. Deve ser entendido que os valores de viscosidade ilustrados na Figura 5F são únicos e distintos um do outro (µ 1≠ µ 2 ≠ µ 3).

[0071] Novamente em referência à Figura 5B, como é evidente a partir da descrição anterior, as correlações mostradas nas Figuras 5B são representações bidimensionais das correlações mostradas na Figura 5F. Consequentemente, a Figura 5B pode ter curvas correspondentes (C1’, C2’ e C3’) mostradas como C1V, C2V, C3V nas superfícies S1V na Figura 5F. Por conseguinte, se quaisquer duas das seguintes variáveis forem conhecidas, as duas variáveis desconhecidas restantes podem ser determinadas usando-se os dados de calibração de fábrica que são representados graficamente nas Figuras 5B e 5F. Por exemplo, se a queda de pressão e a frequência forem conhecidas (e/ou mensuráveis), a taxa de fluxo volumétrico e a viscosidade podem ser determinadas (por exemplo, pelo controlador 141) a partir dos dados de calibração de fábrica (por exemplo, armazenados no armazenamento de dados 150). Tais modalidades podem ser úteis para alimentar uma quantidade apropriada de fluido usando-se o medidor de fluxo quando a

32 / 38 viscosidade do fluido é desconhecida e/ou variável com base nas condições de operação. Para medir o fluxo variável ou o fluxo de bombas pulsantes, como descrito anteriormente em relação à Figura 5D, o volume total pode ser calculado como a soma dos volumes por cada pulso individual. Nesses casos, a calibração mostrada nas Figura 5D e 5F pode ser usada em que, as curvas (C1’, C2’’ e C3’’) mostradas na Figura 5D são mostradas como C1P, C2P, C3P correspondentes nas superfícies S1P na Figura 5F. Em alguns desses casos, como é observável nas Figuras 5D e 5F, o armazenamento de dados inclui dados de calibração (por exemplo, na forma de uma tabela de consulta) que correlaciona pressão do fluido, volume por pulso (taxa de pulso) e tempo entre pulsos (ou período) para diferentes viscosidades do produto. Ao conhecer dois parâmetros (por exemplo, por meio de medições, por exemplo, queda de pressão e frequência, como mostrado na Figura 5E, ou queda de pressão e tempo entre pulsos, como mostrado na Figura 5F), o volume por pulso e, opcionalmente, a viscosidade do produto podem ser constatados.

[0072] Em algumas modalidades, a queda de pressão através da câmara de fluxo 106 pode ser medida usando-se um sensor de pressão 200 conectado de modo fluido em paralelo à câmara de fluxo 106. O sensor de pressão 200 pode estar em comunicação com (por exemplo, direta ou indiretamente acoplado eletricamente a) o controlador 141 e o armazenamento de dados 150. O sensor de pressão 200 pode medir uma pressão diferencial através da câmara de fluxo 106. Como é evidente, em tais casos, a pressão diferencial corresponde à diferença na pressão do fluido na entrada de fluido 104 e na saída de fluido 105. O sensor de pressão 200 pode ser um transdutor de pressão que fornece uma saída de pressão digital correspondente à pressão diferencial. Alternativamente, outros meios de medição de pressão, como um restritor de orifício, são contemplados dentro do escopo da presente divulgação. Em tais casos, acoplamentos de fluido (por exemplo, orifícios rosqueados, tubos com conexões farpadas e similares)

33 / 38 podem ser conectados à entrada de fluido 104, à saída de fluido 105 e ao sensor de pressão 200. O sensor de pressão 200 pode ser configurado para medir pressão instantaneamente e/ou durante um intervalo de tempo predefinido. Em tais casos, o controlador 141 pode determinar uma pressão média com base na pressão instantânea medida (ou na medida ao longo de um intervalo de tempo). Nesses casos, a pressão média pode ser considerada como um valor representativo da pressão do fluido associado a uma determinada taxa de fluxo volumétrico e uma determinada viscosidade. Consequentemente, a frequência, a viscosidade e a taxa de fluxo volumétrico armazenada nos dados podem ser correlacionadas ao valor médio da pressão que considera não uniformidades do fluxo.

[0073] Em uso, quando um fluido de viscosidade desconhecida passa através do medidor de fluxo de fluido 100, com base na frequência e na pressão medida, o volume e/ou viscosidade podem ser determinados a partir da calibração corrigida que considera as alterações de viscosidade. Primeiro, o medidor de fluxo de fluido 100 pode ser calibrado de acordo com o método de calibração 600 mostrado na Figura 6A. Um medidor de fluxo de fluido 100 de acordo com qualquer uma das modalidades divulgadas no presente documento pode ser calibrado de acordo com esse método. Na etapa 602, uma taxa de fluxo volumétrico conhecida de fluido é fornecida através da câmara de fluxo 106. À medida que o fluido passa através do mesmo, como resultado do deslocamento positivo, a primeira e a segunda engrenagem podem girar. Opcionalmente, o medidor de fluxo de fluido 100 pode determinar um ou mais estados giratórios válidos para a primeira engrenagem e a segunda engrenagem para eliminar instabilidade, refluxo e outras não uniformidades de fluxo. Em tais casos, o medidor de fluxo de fluido 100 pode gerar um pulso quando a rotação das engrenagens ovais 108 corresponde à rotação de um estado giratório válido para outro estado giratório válido. Por conseguinte, na etapa 604, o controlador 141 pode opcionalmente chamar um subprocesso

34 / 38 de geração de pulso, um exemplo do qual é ilustrado na Figura 4C. Na etapa 606, a queda de pressão através da câmara de fluxo 106 pode ser medida usando-se o sensor de pressão 200. Em certas modalidades, a queda de pressão pode variar durante a rotação da engrenagem. Por conseguinte, a queda de pressão pode ser medida durante um período de tempo entre dois pulsos ou, alternativamente, ao longo de vários pulsos. Uma queda de pressão média durante esse período pode ser usada. Na etapa 608, a frequência de pulso correspondente aos pulsos gerados pode ser determinada pelo controlador 141. Na etapa 610, o controlador 141 pode gerar uma correlação entre frequência de pulso, pressão do fluido e taxa de fluxo volumétrico conhecida para várias taxas de fluxo volumétrico e armazenar a correlação gerada (por exemplo, número desejado de pontos de dados, conforme determinado na etapa 612) no armazenamento de dados 150.

[0074] A Figura 6B ilustra um método 650 de medição da taxa de fluxo volumétrico do medidor de fluxo que foi previamente calibrado (por exemplo, usando-se o método ilustrado na Figura 6A). Na etapa 652, quando o fluido flui através do medidor de fluxo de fluido 100 a uma taxa de fluxo volumétrico desconhecida, o controlador 141 pode gerar pulsos. Opcionalmente, a geração de pulso pode ser realizada de acordo com o subprocesso de geração de pulso ilustrado na Figura 4C. Na etapa 654, a pressão do fluido correspondente à taxa de fluxo volumétrico desconhecida pode ser medida (por exemplo, usando-se o sensor de pressão 200). Na etapa 656, a frequência de pulso pode ser determinada. Na etapa 658, o controlador 141 pode recuperar (por exemplo, do armazenamento de dados 150) dados de calibração. Por exemplo, se os dados de calibração forem armazenados na forma de uma tabela de consulta, o controlador 141 pode recuperar a taxa de fluxo volumétrico correlacionada ao valor medido da pressão do fluido (por exemplo, medido na etapa 654) e o valor determinado da frequência de pulso (por exemplo, determinado na etapa 656) da tabela de consulta.

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[0075] Como é evidente para um especialista na técnica, o método da Figura 6A pode ser realizado para fluidos de diferentes viscosidades e as correlações podem ser armazenadas para cada uma das viscosidades para as quais a calibração é realizada. Em tais casos, as correlações entre frequência de pulso, pressão do fluido e taxa de fluxo volumétrico podem ser armazenadas no armazenamento de dados 150 (por exemplo, na tabela de consulta de formulário) para diferentes viscosidades conhecidas. Em uso, se a viscosidade do fluido que flui através do medidor de fluxo for desconhecida, retornando à Figura 6B, opcionalmente, na etapa 660, a viscosidade pode ser recuperada a partir dos dados de calibração armazenados no armazenamento de dados 150. Além disso, opcionalmente, na etapa 662, se a viscosidade determinada a partir dos dados de calibração na etapa 660 exceder os limites predeterminados, na etapa 664, um sinal indicador pode ser gerado e/ou os controles da bomba podem ser ativados (por exemplo, para desligar a bomba, aumentar pressão para fornecer mais fluido e similares). Tais modalidades podem facilitar o aviso ao operador de que a viscosidade do fluido (por exemplo, fornecida em uma alimentação de processo) excedeu os limites aceitáveis, o que pode sinalizar deterioração do produto. Se a viscosidade estiver dentro dos limites aceitáveis, na etapa 664, a taxa de fluxo volumétrico e, opcionalmente, a viscosidade do fluido podem ser fornecidas como saídas (por exemplo, como um valor numérico em uma exibição no medidor de fluxo de fluido 100). Deve ser observado que, enquanto os medidores de fluxo de engrenagem oval 108 são usados como exemplo, os sistemas e métodos no presente documento divulgados podem ser úteis para calibrar e/ou medir a taxa de fluxo volumétrico corrigida pela viscosidade para qualquer medidor de fluxo de deslocamento positivo.

[0076] A Figura 6C ilustra um método 700 de medir o volume total de um produto que flui através de um medidor de fluxo que foi previamente calibrado (por exemplo, usando-se o método ilustrado nas Figuras 6A a 6B).

36 / 38 Na etapa 702, quando o fluido flui através do medidor de fluxo de fluido 100 a uma taxa de fluxo volumétrico desconhecida, o controlador 141 pode gerar pulsos. Opcionalmente, a geração de pulso pode ser realizada de acordo com o subprocesso de geração de pulso ilustrado na Figura 4C. Na etapa 704, a pressão do fluido correspondente à taxa de fluxo volumétrico desconhecida pode ser medida (por exemplo, usando-se o sensor de pressão 200). Em algumas modalidades, a queda de pressão pode variar durante a rotação da engrenagem. Por conseguinte, a queda de pressão pode ser medida durante um período de tempo entre dois pulsos ou, alternativamente, ao longo de vários pulsos. Uma queda de pressão média durante esse período pode ser usada.

[0077] Na etapa 706, um tempo entre pulsos (período de pulso) pode ser determinado. Na etapa 708, o controlador 141 pode recuperar (por exemplo, a partir do armazenamento de dados 150) dados de calibração. Por exemplo, se os dados de calibração forem armazenados na forma de uma tabela de consulta, o controlador 141 pode recuperar o volume por pulso correlacionado com o valor medido da pressão do fluido (por exemplo, medido na etapa 704) e o valor determinado do período do pulso (por exemplo, determinado na etapa 706) da tabela de consulta. Na etapa 710, o volume recuperado por pulso pode ser adicionado a um contador de volume para determinar um volume total de um fluido que flui através do medidor de fluxo de fluido. Esse processo pode ser repetido por um intervalo de tempo desejado, durante o qual o volume total deve ser determinado. Na etapa 712, a taxa de fluxo volumétrico atual pode ser determinada como a razão entre o volume atual por pulso recuperado (por exemplo, na etapa 708) e o tempo determinado entre os pulsos (por exemplo, na etapa 706).

[0078] Como é evidente para um especialista na técnica, o método da Figura 6A pode ser realizado para fluidos de diferentes viscosidades e as correlações podem ser armazenadas para cada uma das viscosidades para as

37 / 38 quais a calibração é realizada. Em tais casos, as correlações entre frequência de pulso, pressão do fluido e taxa de fluxo volumétrico podem ser armazenadas no armazenamento de dados 150 (por exemplo, na tabela de consulta de formulário) para diferentes viscosidades conhecidas. Em uso, se a viscosidade do fluido que flui através do medidor de fluxo for desconhecida, retornando à Figura 6C, opcionalmente, na etapa 714, a viscosidade pode ser recuperada a partir dos dados de calibração armazenados no armazenamento de dados 150. Além disso, opcionalmente, na etapa 716, se a viscosidade determinada a partir dos dados de calibração na etapa 714 exceder os limites predeterminados, na etapa 718, um sinal indicador pode ser gerado e/ou os controles da bomba podem ser ativados (por exemplo, para desligar a bomba, aumentar pressão para fornecer mais fluido e similares). Tais modalidades podem facilitar o aviso ao operador de que a viscosidade do fluido (por exemplo, fornecida em uma alimentação de processo) excedeu os limites aceitáveis, o que pode sinalizar deterioração do produto. Se a viscosidade estiver dentro dos limites aceitáveis, na etapa 720, volume total, taxa de fluxo volumétrico atual e, opcionalmente, a viscosidade do fluido podem ser fornecidas como saídas (por exemplo, como um valor numérico em uma exibição no medidor de fluxo de fluido 100). Deve ser observado que, enquanto os medidores de fluxo de engrenagem oval 108 são usados como exemplo, os sistemas e métodos no presente documento divulgados podem ser úteis para calibrar e/ou medir a taxa de fluxo volumétrico corrigida pela viscosidade para qualquer medidor de fluxo de deslocamento positivo.

[0079] Certas funcionalidades dos medidores de fluxo de fluidos no presente documento descritas podem ser combinadas com as funcionalidades descritas nos pedidos comumente designados U.S. 15/658.435, intitulados “Fluid Flow Meter with Linearization”, depositado em 25 de julho de 2017 e U.S. 15/658.437, intitulado “Fluid Flow Meter with Normalized Output”, depositado em 25 de julho de 2017, cujo conteúdo completo é incorporado ao

38 / 38 presente documento a título de referência.

[0080] Modalidades descritas no presente documento fornecem uma ou mais vantagens. Os medidores de fluxo de fluido de acordo com as modalidades divulgadas no presente documento fornecem uma taxa de fluxo volumétrico corrigida pela viscosidade para garantir que uma taxa de fluxo volumétrico correta do fluido seja fornecida à aplicação final. Além disso, modalidades de acordo com a presente divulgação podem permitir sinalizar ao usuário quaisquer problemas com o fornecimento do produto (por exemplo, deterioração do produto).

[0081] Vários exemplos foram descritos. Esses e outros exemplos estão dentro do escopo das seguintes reivindicações numeradas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Medidor de fluxo de fluido, caracterizado pelo fato de que compreende: uma câmara de fluxo; uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, em que a primeira engrenagem e a segunda engrenagem são posicionadas dentro da câmara de fluxo, em que o entrelaçamento da primeira engrenagem e da segunda engrenagem permite rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de uma fluido através da câmara de fluxo; e em que um controlador é configurado para gerar pulsos em resposta à passagem de fluido através da câmara de fluxo e/ou rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem, em que o controlador tem um armazenamento de dados, os pulsos têm uma frequência de pulso associada ao mesmo, em que o armazenamento de dados é configurado para armazenar correlações de: a) pressão do fluido, e b) volume por pulso ou taxa de fluxo volumétrico, e c) período de tempo entre pulsos ou frequência de pulso, em que o controlador é configurado para determinar as correlações recebendo-se um valor medido de uma pressão de fluido de um sensor de pressão e determina: um valor da frequência de pulso para uma taxa de fluxo volumétrico conhecida de fluido, ou período de tempo entre pulsos para um volume conhecido por pulso, em que o controlador é configurado para determinar um volume desconhecido por pulso ou uma taxa de fluxo volumétrico desconhecida ao: receber pressão do fluido e determinar: período entre os pulsos gerados correspondentes ao volume desconhecido por pulso ou frequência de pulso dos pulsos gerados correspondentes à taxa de fluxo volumétrico desconhecida, e recuperar do armazenamento de dados: um volume por pulso correlacionado ao valor medido da pressão do fluido e o valor determinado do período entre pulsos, ou uma taxa de fluxo volumétrico correlacionada ao valor medido da pressão do fluido e ao valor determinado da frequência de pulso.

2. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o armazenamento de dados é configurado para armazenar correlações de pressão do fluido, taxa de fluxo volumétrico e frequência de pulso para fluidos de diferentes viscosidades.

3. Medidor de fluxo de fluido, caracterizado pelo fato de que compreende: uma entrada de fluido; uma saída de fluido posicionada a jusante da entrada de fluido; uma câmara de fluxo posicionada entre a entrada de fluido e a saída de fluido, em que a câmara de fluxo é configurada para receber um fluido; um controlador que é configurado para gerar pulsos em resposta à passagem do fluido através da câmara de fluxo, em que o controlador tem um armazenamento de dados; e um sensor de pressão conectado em paralelo à câmara de fluxo e configurado para medir a pressão através da câmara de fluxo, em que o armazenamento de dados é configurado para armazenar correlações de pressão, taxa de fluxo volumétrico e frequência de pulso, e em que o controlador é configurado para determinar uma taxa de fluxo volumétrica desconhecida com base na frequência de pulso e pressão através da câmara de fluxo medida pelo sensor de pressão.

4. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o medidor de fluxo de fluido é um medidor de fluxo de deslocamento positivo.

5. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o medidor de fluxo de fluido é um medidor de engrenagem oval.

6. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, em que o entrelaçamento da primeira engrenagem e da segunda engrenagem permite rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de fluido através da câmara de fluxo.

7. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma dentre a primeira engrenagem e a segunda engrenagem tem uma área detectável para detectar uma posição giratória da primeira engrenagem e da segunda engrenagem quando o fluido passa através da câmara de fluxo.

8. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um ou mais sensores sem contato configurados para detectar a área detectável quando a primeira e a segunda engrenagens estão na posição giratória, em que o um ou mais sensores sem contato são ainda configurados para gerar um sinal de detecção, e o sinal de detecção é indicativo de uma posição da área detectável em relação ao pelo menos um sensor sem contato.

9. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 8, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para gerar pulsos quando o sinal de detecção é indicativo da primeira engrenagem e da segunda engrenagem girarem de um primeiro estado de rotação válido para um segundo estado de rotação válido.

10. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 9, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para não gerar pulsos quando o sinal de detecção é indicativo da primeira engrenagem e da segunda engrenagem girarem do primeiro estado de rotação válido para um estado de rotação inválido.

11. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 10, caracterizado pelo fato de que o armazenamento de dados é configurado para armazenar correlações de pressão, taxa de fluxo volumétrico e frequência de pulso na forma de uma tabela de consulta.

12. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 11, caracterizado pelo fato de que as correlações de pressão, taxa de fluxo volumétrico e frequência de pulso são não lineares.

13. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 12, caracterizado pelo fato de que o sensor de pressão é configurado para medir uma pressão diferencial através da câmara de fluxo, em que a pressão diferencial corresponde à diferença na pressão do fluido na entrada e na saída do fluido.

14. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 13, caracterizado pelo fato de que o fluido que passa através da câmara de fluxo tem uma viscosidade que é desconhecida.

15. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 14, caracterizado pelo fato de que o fluido que passa através da câmara de fluxo tem uma viscosidade que é variável.

16. Método para medir uma taxa de fluxo volumétrico de fluido de viscosidade desconhecida, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer medidor de fluxo de fluido, em que o medidor de fluxo de fluido compreende: uma câmara de fluxo, uma primeira engrenagem entrelaçada com uma segunda engrenagem, em que a primeira engrenagem e a segunda engrenagem são posicionadas dentro da câmara de fluxo, em que o entrelaçamento da primeira engrenagem e da segunda engrenagem permite rotação síncrona da primeira engrenagem e da segunda engrenagem em resposta ao fluxo de fluido através da câmara de fluxo, e um controlador que tem um armazenamento de dados; fornecer uma taxa de fluxo volumétrico conhecida de fluido através da câmara de fluxo; gerar, com o uso do controlador, pulsos correspondentes à rotação da primeira engrenagem e da segunda engrenagem, em que os pulsos têm uma frequência de pulso associada à mesma; medir a pressão do fluido que flui através da câmara de fluxo; determinar, com o uso do controlador, a frequência de pulso correspondente à taxa de fluxo volumétrico conhecida do fluido; gerar, com o uso do controlador, correlações entre frequência de pulso, pressão do fluido e taxa de fluxo volumétrico conhecida para várias taxas de fluxo volumétrico; e armazenar as correlações geradas no armazenamento de dados.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar, com o uso do controlador, uma taxa de fluxo volumétrico desconhecida medindo-se a pressão do fluido e determinando-se a frequência de pulso.

18. Método de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente recuperar a partir do armazenamento de dados uma taxa de fluxo volumétrica correlacionada a um valor medido da pressão de fluido e um valor determinado da frequência de pulso.

19. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente gerar, com o uso do controlador, correlações entre frequência de pulso, pressão do fluido e taxa de fluxo volumétrico conhecida para fluidos de diferentes viscosidades conhecidas.

20. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 19, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente determinar, com o uso do controlador, uma viscosidade desconhecida com base em um valor medido de pressão e um valor determinado de frequência de pulso, e recuperar correlações geradas anteriormente armazenadas no armazenamento de dados para determinar a viscosidade desconhecida.

21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente gerar, com o uso do controlador, um sinal de indicação quando a viscosidade do fluido é determinada como estando fora de uma faixa predefinida.

22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 21, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente gerar pulsos somente quando a primeira e a segunda engrenagens girarem de uma primeira posição de rotação válida para uma segunda posição de rotação válida.

23. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 22, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente gerar pulsos com uma duração de pulso menor que um tempo de transição, em que o tempo de transição corresponde ao tempo gasto pela primeira e pela segunda engrenagens para girar da primeira posição de rotação válida para a segunda posição de rotação válida.

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações

16 a 23, caracterizado pelo fato de que o controlador determina a frequência de pulso como o inverso de um intervalo de tempo entre pulsos adjacentes.

25. Medidor de fluxo de fluido de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o controlador está configurado para determinar um volume total de fluido que flui através do medidor de fluxo de fluido durante um intervalo de tempo, executando-se as seguintes etapas cada vez que um pulso é gerado: recuperar do armazenamento de dados, o volume por pulso correlacionado ao valor medido da pressão do fluido, e adicionar o volume recuperado por pulso a um contador de volume total.

26. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 15, caracterizado pelo fato de que o sensor de pressão é configurado para medir a pressão durante um período de tempo correspondente ao tempo entre dois pulsos consecutivos.

27. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 15 ou 26, caracterizado pelo fato de que o sensor de pressão é configurado para medir a pressão durante um período de tempo correspondente a vários pulsos.

28. Medidor de fluxo de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 a 15, 26 ou 27, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para determinar um valor médio de pressão com base na pressão medida em vários pulsos e recuperar correlações do armazenamento de dados com base no valor médio da pressão.

29. Uso de um medidor de fluxo de fluido como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 28, caracterizado pelo fato de que é para medir o fluxo de fluido e a correção de viscosidade.