BRPI0619669A2

BRPI0619669A2 - chave de pressão eletrÈnica programável com mostrador

Info

Publication number: BRPI0619669A2
Application number: BRPI0619669-1A
Authority: BR
Inventors: Sartor Adriana
Original assignee: Elettrotec S.R.L.
Priority date: 2005-11-08
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2011-10-11
Also published as: DK1946064T3; US20100228503A1; ITMI20052122A1; WO2007054460A1; ATE510200T1; EA200801286A1; CA2627213A1; CN101300468A; HK1125450A1; CN101300468B; EA013388B1; EP1946064B1; AU2006311108A1; KR20080074162A; NO20082666L; EP1946064A1

Abstract

CHAVE DE PRESSãO ELETRÈNICA PROGRAMáVEL COM MOSTRADOR. Uma chave de pressão eletrónica é descrita compreendendo um corpo externo (1) provido com uma cavidade (60) fechada na parte superior com uma tampa (62) a qual suporta um conector (6), em dita cavidade (60) sendo acomodado um sensor de pressão (8) exposto à pressão ambiente monitorada, ao menos uma placa de circuito (2-3), provida de memória conectada a dito sensor de pressão (8) e de um mostrador (100), para mostrar informação útil ao operador e programar a própria chave de pressão por meio de meios de ajuste que compreendem ao menos um botão (12-14); dita ao menos uma placa de circuito (2-3) compreende componentes de circuito (22, 25, 35, 49, 50) gerenciados por um programa ('software") integrado para ajustar ao menos um valor de saída analógico (39-40) de acordo com qualquer valor de pressão mensurável pelo sensor de pressão (8).

Description

Chave de pressão eletrônica programável com mostrador.

A presente invenção refere-se a uma chave de pressão eletrônica programável com mostrador.

São conhecidas chaves de pressão compreendendo um corpo externo com uma cavidade interna na qual uma placa de circuito é acomodada, a qual está conectada a um sensor de pressão e a uma fonte de potência via um conector.

Ditas chaves de pressão também compreendem botões para ajustar alguns parâmetros que são preferencialmente dispostos dentro da cavidade para melhor proteção.

A Patente italiana de aplicação Ml 2004A002329, preenchida em 03 de dezembro de 2004, mostra um chave de pressão com dois botões de ajuste internos os quais possibilitam ajustar o valor de intervenção e o valor de re- ajuste, presente nas saídas digitais, de acordo com o estado de pressão do sistema ao qual dita chave de pressão está conectada.

Há também chaves de pressão as quais compreendem um mostrador com botões de ajuste os quais permitem a navegação nas configurações de menus gerenciados por um programa ("software") integrado na placa de circuito compreendida pela chave de pressão.

Além disso, ditas chaves de pressão podem ter saídas analógicas assim definidas: uma saída de baixa (por exemplo, de 4 mA) equivalente à ausência de pressão, e uma saída de alta (por exemplo, de 20 mA) equivalente à pressão máxima suportável pelo sistema (escala-cheia do instrumento de medição de pressão). Um saída intermediária proporcional à pressão detectada está disponível para os valores intermediários.

Ditos sinais de saída analógicos podem ser usados para os instrumentos de medição, para válvula de controle e assim por diante.

A Patente U S 2004/187 585 descreve uma chave de pressão digital eletrônica para detectar pressões de gás em configurações melhoradas com segurança. A chave de pressão digital que detecta pressões de gás e gera saídas tem um alojamento provido com pequenos furos que possibilitam que um gás passe por eles. Com esta disposição, mesmo se um gás pudesse vazar para dentro do alojamento, o vazamento de gás é deixado escapar através dos pequenos furos. Assim, quando a pressão de um gás inflamável é detectada, é possível eliminar o perigo de uma explosão causada pelo gás inflamável que se acumula no alojamento

A Patente US 5982047 descreve um dispositivo de chaveamento de pressão do tipo usado em veículos a motor e inclui um sensor de pressão (21) disposto em um alojamento (3), o qual gera um sinal (U) elétrico de acordo com a pressão (p) de um meio de pressão ou fluido monitorado transmitido através uma abertura de suprimento (15) do alojamento (3). Os dispositivos de chaveamento de pressão incluem uma unidade (55) de interpretação e chaveamento adaptada para receber o sinal (U) de sensor elétrico e é ainda adaptada para comparar o sinal do sensor com ao menos um valor limite de chaveamento para engatilhar uma função de chaveamento ou uma seqüência de funções de chaveamento sobre o sinal do sensor elétrico que excede e/ou que cai em relação ao valor de limite de chaveamento.

A Patente US 6429548 descreve uma chave de pressão com uma conexão de pressão (11), com um sensor (19) de pressão elétrico para gerar um sinal elétrico dependente da pressão, com um dispositivo operador e/ou um dispositivo de ajuste (16-18) para entrada de ao menos um limite de chave de pressão e com ao menos uma saída de chave elétrica (16-18). A chave de pressão pode ser ajustada por operação do dispositivo operador (16-18) de tal maneira que o sinal elétrico correspondendo à pressão aplicada instantaneamente (p) é gravada como o primeiro valor de pressão gravado (S1) e o sinal elétrico que corresponde a uma pressão (p) aplicada temporariamente daí em diante é gravado como um segundo valor de pressão gravado (S2), onde estes dois valores de pressão gravados (S1, S2) definem o(s) limite(s) de chaveamento de pressão no modo de operação.

É um objetivo da presente invenção o de produzir uma chave de pressão com detecção de pressão a qual possa ser programada de modo a variar os níveis de saída correspondendo às pressões detectadas, em particular ^ possibilitando variar a pressão a qual determina a saída analógica do nível de alta.

De acordo com a invenção, este objetivo é alcançado por uma chave de pressão eletrônica como definida na reivindicação 1

A possibilidade de ajuste da saída analógica de nível de alta como desejada de acordo com a pressão possibilita controlar válvulas, prover sinais para instrumentos de medição e mais ações. Em essência, a chave de pressão de acordo com a presente invenção pode fazer interface com qualquer máquina sem a interposição de dispositivos de transformação de sinal.

Estes e outros aspectos da presente invenção serão melhor explicados na descrição detalhada que segue de uma sua configuração mostrada por meio de exemplo não Iimitativo nos desenhos anexos, nos quais:

- a Figura 1 mostra uma vista frontal de uma chave de pressão de acordo com a presente invenção;

- a Figura 2 mostra uma vista em corte tomado ao longo da linha II-II da fig. 1;

- a Figura 3 mostra uma vista em corte tomado ao longo da linha 111-111 da fig. 2;

- a Figura 4 mostra um circuito compreendido em dita ao menos uma placa de circuito.

A chave eletrônica de pressão mostrada nas fig. 1 e 2 compreende um corpo externo (1) de alumínio com uma cavidade (60) tendo dois pares de sulcos (61) longitudinais engastáveis de modo removível com as extremidades de placas de circuito (2-3) planas, que podem ser extraídas, conectadas eletricamente uma às outras.

Dita cavidade (60) é fechada na sua parte superior por uma tampa (62) a qual suporta um conector (6) com roscas externas (63), atravessada por fios elétricos (65) para a conexão elétrica externa das placas de circuito (2-3).

A placa externa (1) suporta um mostrador (100) do tipo de um LED e botões (12-14) de ajuste, dito mostrador e ditos botões sendo protegidos por uma membrana (101).

Na parte inferior do corpo (1) é fixada uma flange (90) de aço a qual é provida de uma cavidade (91) na qual é fixada uma almofada de cerâmica de um sensor de pressão (8), com um respectivo selo (9), por meio de uma porca (80) de tipo anel e um espaçador (81), abaixo do qual se encontra uma cavidade que tem uma fixação (92) com rosca para conexão com o circuito pressurizado a ser monitorado, com um canal (95) de entrada interno para o fluido monitorado.

Dita flange (90) é do tipo que pode ser liberada do corpo (1) e em geral é feita com um material que é mais resistente com relação ao corpo (1) para trabalhar em pressões de trabalho muito altas. Ela pode ser trocada por uma outra flange de material diferente o qual varia de acordo com a pressão de trabalho requerida.

De um ponto de vista relativo ao circuito, ditas placas (2-3) compreendem como um todo um circuito do tipo mostrado na fig. 4, tendo as chaves (120-122) respectivamente controladas por botões (12-14) de ajuste, por um micro- processador (33) com EPROM interno, transistores (25) de chaveamento, transistores (35) de potência, vários resistores (22), capacitores (49), um amplificador (50), conexões a terra, saídas analógicas (39-40) controladas por mais uma placa de regulagem (99), e saídas (37-38) digitais com indicadores do tipo LED (11) e (16).

O circuito ainda compreende uma ponte "Wheatstone" (72) à qual está conectada a almofada de cerâmica, com entradas (70) e uma saída (52) conectada á uma entrada (36) do micro-processador (33).

A fig. 4 ainda mostra um mostrador do tipo de um LED (100) conectado ao micro-processador (33).

O gerenciamento da informação contida na chave de pressão e o ajuste manual são operações bastante simples que são baseadas no uso dos botões (12-14) e na visualização por meio do mostrador (100).

É assumido que a chave de pressão é presa no sistema monitorado ou máquina com intervenção de pressão (por exemplo, 700 KPa) tomada para o valor de funcionamento requerido. Tal pressão é detectada pelo sensor (8) cerâmico, o qual determina um des-balanceamento da ponte "Wheatstone" (72) o qual é traduzido em um sinal elétrico de amplitude correspondendo à pressão detectada, existindo sobre a saída (52) da ponte "Wheatstone" (72) e sobre a entrada (36) do micro- processador (33) do circuito (17) da fig. 3.

Dita pressão detectada pode ser mostrada no mostrador (100).

Pela navegação por meio dos botões (12-14) de ajuste no menu de configuração gerenciado por um programa integrado nas placas (2-3) e visível por meio do mostrador (100), é possível programar:

- os valores de intervenção;

- a unidade de engenharia;

- o tempo de atraso das saídas (37-40);

- o ponto de intervenção;

- o ponto de re-início ("reset point") com ou sem pressão.

Em particular, os botões (12-13) são usados para "rolar" os menus para cima e para baixo, o botão (14) é usado para acessar os sub-menus e de modo mais geral para prover sinais de entrada. O sistema de navegação é similar àquele de um telefone celular. Os menus são essencialmente estruturados "em árvore" ("tree"- strutured): os botões são usados para atingir o "ramo" ("branch") requerido.

Não é necessário parar o sistema pressurizado monitorado ou máquina para executar estes ajustes. A presença de potência na chave de pressão é indicada no mostrador (100).

Cada aquisição para um novo valor de intervenção também automaticamente ajusta o limiar de re-início ("reset")-histerese - de acordo com um valor mínimo de histerese.

Como previamente mencionado, a chave de pressão apresenta saídas digitais (37-38) e saídas (39-40) de corrente analógica (as quais podem também ser saídas de voltagem).

Dos vários ajustes, o ajuste básico, e possivelmente o mais útil, possibilita ajustar sinais de saída de acordo com a pressão detectada. Usualmente, uma primeira saída está associada ao valor de pressão zero (nenhuma pressão) e uma segunda saída está associada ao valor de pressão máxima (escala cheia do instrumento de medição de pressão).

Por exemplo, pela ajustagem de uma saída (37-38) digital, o mostrador (100) acenderá uma luz vermelha (LED vermelho 11) caso a saída seja "1" (pressão zero) e uma luz verde caso a saída seja "0" (escala cheia). Obviamente, os sinais podem ser revertidos.

Caso uma saída analógica seja ajustada, uma saída (40) de baixa corrente pode ser ajustada (por exemplo, 4 mA) na eventualidade de ausência de pressão e uma saída (39) de alta corrente pode ser ajustada (por exemplo, 20 mA) para a escala cheia.

Uma inovação essencial, tornada possível pela presença do mostrador (100) e dos botões (12-14), assim como pelo programa de gerenciamento usado, consiste na possibilidade de ajustamento, a qualquer tempo, do valor de pressão diferente de zero o qual determina a presença do valor de alta voltagem na saída analógica. Isto significa que um sinal alto (20 mA) pode ser obtido também para valores de pressão baixa, dito sinal alto sendo muito importante para a operação de vários instrumentos de medição ou para controlar válvulas, ou outros instrumentos.

Como já apontado no preâmbulo da presente patente, as chaves de pressão corrente possibilitam associar o valor alto (20 mA) à escala cheia, as pressões intermediárias sendo indicadas por sinais proporcionalmente menores e não adequados para o propósito para os quais são usados.

A placa (99) do circuito na fig. 4 de verdade possibilita ajustar a saída de alta (39) para diferentes valores de pressão.

A chave de pressão aqui descrita pode ser provida de meios para possibilitar a mostra de informação remota e programação. Em sistemas complexos nos quais muitas chaves de pressão são disponibilizadas, a chave de pressão pode ser identificada desde uma posição de controle remota e sua operação.

Os botões (12-14) de ajuste podem ser usados para introduzir códigos de trava/destrava de programação. O operador pode executar operações de ajuste somente se a combinação programada de botões (12-14) for conhecida (por exemplo, o botão (12) é pressionado duas vezes, o botão (13) é pressionado uma vez e então o botão (14) é pressionado três vezes). Tal código é gerenciado por um programa integrado nas placas de circuito (2-3).

A chave de pressão de acordo com a presente invenção então possibilita trabalhar em total segurança (ela tem uma alta resistência a ondas de pressão e sobre-pressão) e ajustar rapidamente vários parâmetros facilmente visíveis por meio do mostrador (100).

Claims

1. Chave de pressão eletrônica, compreendendo um corpo externo (1) provido com uma cavidade (60) onde há acomodados um sensor de pressão (8) disposto sob a pressão do ambiente monitorado e adaptado para detectar valores de pressão compreendidos entre um valor de pressão mínimo e um valor de pressão máximo, ao menos uma placa de circuito (2-3), provida de memória conectada a dito sensor de pressão (8) e de um mostrador (100), para a visão de informação para o operador e fazer a programação da própria chave de pressão por meio de meios de ajuste que compreendem ao menos um botão (12-14), dita ao menos uma placa de circuito (2-3) compreendendo componentes de circuito (22, 25, 35, 49, 50) controlados por um programa ("software") integrado, caracterizada pelo fato de dito programa integrado ser adaptado para ajustar ao menos um primeiro e um segundo valores de saída analógicos (39-40) com o segundo valor de saída analógico (39) maior do que o primeiro valor de saída analógico (40) e onde o primeiro valor de saída analógico é ajustado de acordo com o valor de pressão mínimo, o segundo valor de saída analógico é ajustado de acordo com qualquer valor de pressão mensurável pelo sensor de pressão (8), compreendido entre os valores de pressão mínimo e máximo exceto o mesmo valor de pressão mínimo, e pelo fato de dita cavidade (60) ser fechada na sua parte superior por uma tampa (62) a qual suporta um conector (6).

2. Chave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de ainda compreender uma saída digital (37-38) adaptada para prover um sinal digital quando um valor programado de pressão é atingido.

3. Chave, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato dos ditos componentes de circuito compreenderem uma placa de regulagem (99), ajustável por meio de ditos meios de ajuste (12-14), adaptada para receber um sinal de um micro-processador (33) e emitir um sinal de saída digital (37-38) e um sinal de saída analógico (39-40) de acordo com o sinal recebido.

4. Chave, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de dito micro-processador (33) ser controlado por ditos meios de ajuste e ser provido de uma memória a qual armazena um sinal de uma ponte "Wheatstone" (72) de acordo com a pressão detectada pelo sensor (8), dito micro-processador determina a presença ou não de um sinal de saída (37-40) como uma função de dito sinal armazenado na memória, o sinal de saída sendo o sinal de saída digital e/ou analógico.

5. Chave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato da dita ao menos uma placa de circuito (2-3) compreender um ("software") programa para mostrar menus para a leitura de informação e para a configuração da chave de pressão sobre o mostrador (100), ditos menus sendo navegáveis com dito ao menos um botão (12-14).

6. Chave, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de compreender um primeiro (12) e um segundo (13) botões para rolar dito menu e um terceiro botão (14) para ajuste.

7. Chave, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de ser possibilitado ao operador o ajuste do valor da pressão para o qual um sinal de saída analógico (39) de alta ser provido.

8. Chave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de dito mostrador (100) ser um mostrador do tipo de um LED.

9. Chave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender uma membrana (101) externa para proteger o mostrador (100) e ao menos um botão (12-14).

10. Chave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender duas placas de circuito (2-3).

11. Chave, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender uma flange (90) inferior removível para fixação no ambiente pressurizado a ser monitorado.