BRPI0706440A2 - dispositivo de leitura remota de medidores de fluido - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE LEITURA REMOTA DE MIEDIDORES DE FLUIDO Dispositivo de leitura remota de medidor de fluido que compreende um medidor mecânico (1), um transdutor (2) colocado contra o medidor (1) e que transforma os movimentos mecânicos do dito medidor (1) em pulsos elétricos, um conjunto de aquisição (3) dos pulsos elétricos que compreende pelo menos um emissor de rádio para transmitir as informações adquiridas e uma antena (4). O dito conjunto de aquisição (3) é disposto contra o transdutor (2) com o qual ele é solidarizado, uma mesma fonte de energia assegura a alimentação do transdutor (2) e do conjunto (3) e a dita antena (4) é ligada ao emissor de rádio com o auxílio de um cabo (6), de modo que a antena (4) pode ser colocada à distância do medidor (1).

Description

"DISPOSITIVO DE LEITURA REMOTA DE MEDIDOR DE FLUIDO"

A presente invenção se refere de maneira geral aosdispositivos de leitura remota de medidores de fluido, por exemplo de água oude gás, e mais especialmente aos dispositivos que compreendem um medidorde água de tecnologia mecânica, um transdutor colocado contra o medidor eque transforma os movimentos mecânicos do dito medidor em pulsoselétricos, um conjunto de aquisição dos pulsos elétricos que compreende pelomenos um emissor de rádio para transmitir as informações adquiridas e umaantena.

As empresas de serviços distribuidores de água, de gás oumesmo de eletricidade são levadas a medir os fluidos que elas distribuem emsuas redes. Esses pontos de medição são principalmente os medidores dosclientes, quer eles sejam de faturamento direto ditos medidores gerais ou deprimeira tomada, ou os medidores de repartição, ditos medidores divisionáriosno mundo da distribuição da água.

Existem no entanto outros pontos de medição, por exemplomedidores de acompanhamento de fluxo dentro da rede de distribuição, emesmo pontos de medição de parâmetros diversos como por exemplo apressão ou os parâmetros de qualidade.

A leitura dos medidores assim distribuídos na rede dedistribuição tem sido feita historicamente a princípio manualmente. E depois,por diferentes razões, notadamente de custos, os gestores procuraram juntocom seus fornecedores criar módulos de rádio que permitem ler os medidoresa uma curta distância. O objetivo deles é de diversas naturezas, às vezeseconômicas para diminuir os tempos unitários de leitura e portanto os custosreferentes, mas também às vezes para se liberar das restrições de acesso: osmedidores podem ser colocados no interior das propriedades de clientes e/ouem aberturas de acesso difícil.

No entanto, esse modo de transmissão remota impunha sempreo deslocamento de um pessoal de leitura que se posicionava na proximidadedos medidores. Nesse âmbito, a leitura remota dos medidores é realizada apartir dos seguintes elementos:

- um medidor de água equipado com um sistema quetransforma os movimentos mecânicos do medidor de água em sinal elétricotornando assim esse medidor comunicante,

- um leitor do sinal elétrico do medidor de água,

- um conjunto de aquisição dos sinais elétricos que integratambém um rádio que transmite as informações adquiridas.

O leitor do sinal elétrico e o conjunto de aquisição são ligadospor um fio elétrico que excede raramente alguns metros, considerando-se asimpedâncias e perdas de qualidade de sinal em um fio elétrico.

Existem atualmente diferentes variantes desses sistemas. Essasvariantes se distinguem notadamente:

- pelo modo de comunicação entre o medidor e o sistema deaquisição. São distinguidos sistemas ditos com emissor de pulsos que enviamum pulso por unidade de contagem, o que impõe recontar os pulsos, e ossistemas com codificador que permitem ler diretamente o valor indicado pelototalizador do medidor,

- pelos modos de utilização do rádio, seja em "walk-by" ou"drive-by" que impõem a passagem de um leitor na proximidade dos rádios,seja leituras de aparelho fixo equipando-se com aparelho de recepção osimóveis próximos. Esses aparelhos fixos se comunicam então por sua vez porligações mais clássicas telefônicas, RTC, GSM, GPRS ou outra.

Não obstante essas variantes, o problema dos instaladores foiminimizar o custo dos equipamentos tentando para isso integrá-los. Emespecial, o leitor de sinal elétrico é projetado pelos fabricantes de medidores eé portanto dependente dos ditos fabricantes. Esses sistemas compreendemtodos eles:- um módulo eletrônico o que impõe uma pilha para aautonomia elétrica e uma placa eletrônica, e

- um conjunto de aquisição e de emissão de rádio quecompreende também uma pilha e uma placa eletrônica.

O módulo e o conjunto de aquisição e de emissão de rádio sãoespecialmente bem adaptados aos medidores situados em apartamento onde atransmissão de rádio apresenta poucos problemas. Em contrapartida eles serevelaram mais difíceis de utilização nas caves em que os medidores de águasão naturalmente instalados, no caso dos imóveis ou de casas. Eles também serevelaram difíceis de emprego nas aberturas de medição onde, além daprofundidade no solo que reduz as qualidades de transmissão de sondas, apresença de um tampão acentuava as restrições.

De fato a transmissão de radio através das paredes de concretoe mesmo do solo era delicada ou impossível. Com um conjunto de aquisição ede emissão de rádio ligado ao módulo por um fio de um comprimento dealguns metros, se torna possível:

- instalar o emissor de pulsos ou o sistema de comunicação nomedidor,

- colocar o sistema de rádio mais longe, em geral em altura,(por exemplo no teto da cava ou na proximidade do tampão) onde atransmissão de radio passa muito mais facilmente.

Na prática, a análise das restrições de colocação na cava,independentemente das análises técnicas dos produtos mostra que se têm asseguintes restrições geográficas:

- o sistema de transformação do sinal mecânico énecessariamente colocado no medidor,

- o ponto de emissão da onda de rádio e não o próprio rádiodeve poder ser distinto do primeiro ponto a fim de otimizar a colocação.

A fim de paliar os inconvenientes dos dispositivos existentes,os inventores desenvolveram, o que é o objeto da invenção, um dispositivo deleitura remota de medidor de água que compreende um medidor mecânico,um transdutor colocado contra o medidor e que transforma os movimentosmecânicos do dito medidor em pulsos elétricos, um conjunto de aquisição dospulsos elétricos que compreende pelo menos um emissor de rádio paratransmitir as informações adquiridas e uma antena, que se caracteriza pelofato de que o dito conjunto de aquisição é disposto contra o transdutor com oqual ele é solidarizado, que uma mesma fonte de energia assegura aalimentação do transdutor e do conjunto e que a dita antena é ligada ao ditopelo menos um emissor de rádio com o auxílio de um cabo, de modo que aantena pode ser colocada à distância do medidor.

Preferencialmente, o dito conjunto de aquisição e o transdutorsão dispostos de tal modo que eles podem ser integrados em uma mesmacaixa e são comandados por uma placa eletrônica comum.

Mais especialmente, no caso de um medidor disposto em umaabertura, a dita antena é disposta na parte superior da dita abertura.

Mais especialmente ainda, no caso de um medidor disposto emuma abertura munida de um tampão, a dita antena é integrada ao tampão dadita abertura.

Nesse caso especial, se o tampão é metálico, a dita antena éconstituída pelo tampão da abertura.

Ainda nesse caso, se o tampão é feito de uma matéria nãocondutora da eletricidade, a dita antena é encastrada ou moldada no dito tampão.

Em todos os casos precedentes em que op medidor é dispostoem uma abertura munida de um tampão, esse último poderá compreender, emsua face inferior, um conector ligado a uma extremidade da antena e no qualpode ser ligado o cabo de rádio de ligação ao emissor.

De preferência, qualquer que seja o dispositivo de acordo coma invenção, o dito cabo é um cabo coaxial.

Mais preferencialmente, a dita fonte de energia é escolhidaentre as pilhas e/ou as baterias.

De maneira convencional, o dito emissor de rádio funciona emfreqüências livres.

Mais especialmente no âmbito da invenção, o dito emissor derádio funciona em uma freqüência dedicada. Nesse âmbito, a potência do ditoemissor de rádio pode ser superior ao limite máximo permitido para umemissor em freqüências livres.

Mais especialmente, o dispositivo de leitura remota de acordocom a invenção compreende além disso um receptor de rádio que permite acomunicação entre o dispositivo e uma central de aquisição e reciprocamente.

Especialmente nessa execução, o dispositivo de leitura remotade acordo com a invenção permite receber informações a partir da dita centrale notadamente uma marcação de data e hora.

A invenção será melhor compreendida com a leitura dadescrição detalhada feita abaixo em referência aos desenhos, que não têmnenhum caráter limitativo, nos quais:

- A figura 1 representa um dispositivo de acordo com apresente invenção para o qual o conjunto de aquisição dos pulsos elétricos quecompreende um emissor de rádio e o transdutor colocado no medidor devolume são integrados e a antena é desviada,

- A figura 2 representa um dispositivo de acordo com apresente invenção conforme o dispositivo da figura 1 disposto em umaabertura munida de um tampão metálico que desempenha o papel de antena,

- A figura 3 representa, em vista de cima, um tampão feito deuma matéria não condutora de eletricidade e na qual a dita antena é moldada,

- A figura 4 representa o esquema de funcionamento de umdispositivo de acordo com a invenção que compreende um emissor e umreceptor de rádio.

Na figura 1 é representado um dispositivo de leitura remota demedidor de volume de fluido, em especial de água, de acordo com a invençãoque compreende um medidor mecânico 1, um transdutor 2 colocado contra omedidor 1 e que transforma os movimentos mecânicos do dito medidor 1 empulsos elétricos, um conjunto de aquisição dos pulsos elétricos 3 quecompreende pelo menos um emissor de rádio para transmitir as informaçõesadquiridas e uma antena 4.

Esse dispositivo é projetado de maneira a que o dito conjuntode aquisição 3 seja disposto contra o transdutor 2 do qual ele é solidarizado eque uma mesma fonte de energia assegure a alimentação do transdutor e doconjunto 3. Finalmente, a dita antena 4 é ligada ao emissor de rádio com oauxílio de um cabo 6, de modo que a antena pode ser colocada à distância domedidor.

Nessa representação, o dito conjunto de aquisição 3 e otransdutor 2 são, além disso, dispostos de modo a poder ser integrados em ummesmo bloco ou caixa 5 e são comandados por uma placa eletrônica comum.

A transferência dos pulsos elétricos gerados pelo transdutor 2para o conjunto de aquisição 3 é portanto realizada de maneira direta.

Esse dispositivo permite se ver livre do conjunto dosinconvenientes expostos precedentemente e realizar grandes economiasminimizando o custo de realização do dispositivo e tornando a manutenção eo consumo mínimos.

Na prática, o cabo 6 que liga a antena 4 ao conjunto deaquisição 3 é um cabo coaxial.

Está-se portanto aqui no caso preciso mais favorável em que oponto de partida da onda de rádio emitida é afastado da fonte e permiteposicioná-lo no local mais adequado, isso pelo desvio único da antena 4 daqual o cabo 6 que a liga ao conjunto de aquisição 3 pode ser muito longo.Também foram minimizados os custos utilizando-se somente uma só e únicafonte de energia, por exemplo pilhas ou baterias, e somente recorrendo-se àrealização de uma só e única placa eletrônica.

O dispositivo de acordo com a invenção pode utilizar um rádioque funciona em freqüência livre ou em freqüência dedicada. O interesse deutilizar uma freqüência dedicada é o de poder aumentar a potência do emissore portanto a distância útil entre o emissor do dispositivo e o receptor. No casodas freqüências livres, em especial em meio urbano, o alcance de um taldispositivo é só de algumas dezenas de metros enquanto ele atinge 500 metrosa 1 quilometro com uma potência de emissor de uma dezena de watts em umafreqüência dedicada. Em campo aberto, quer dizer pouco urbanizado, oalcance do dispositivo em freqüência dedicada pode atingir váriosquilômetros. E possível portanto assim reduzir o número de repetidoras, emesmo suprimir as mesmas. Essas repetidoras 6 são colocadas para retomar etransmitir as informações recebidas a partir de um medidor até uma central deaquisição. Aumentando-se o alcance dos emissores, é possível portantodiminuir a utilidade dos receptores e assim diminuir ainda mais o custo deuma instalação.

A figura 2 ilustra um exemplo típico da flexibilidade deutilização e de implantação que o dispositivo de acordo com a invençãoproporciona.

Desviando-se a antena 4, é possível assim utilizar qualquerdispositivo metálico ou condutor da eletricidade para desempenhar esse papel.

No caso aqui representado, o medido de água de volumétrico 1 é implantadoem uma abertura 7 enterrada, munida de um tampão 8. É portanto possívelutilizar esse tampão 8 como antena 4 conectando-se o mesmo por intermédiodo cabo 6 ao conjunto de aquisição 3. Para facilitar essa ligação, é possívelprever um conector 9 disposto no tampão 7 e no qual é ligado diretamente ocabo 6 de rádio de ligação ao emissor.No caso em que o tampão 8 é realizado em uma matéria nãocondutora da eletricidade, a dita antena 4 é então encastrada ou moldada (Fig.3) no dito tampão 7. Da mesma maneira, é previsto um conector 9 ligado auma extremidade da antena 4 e no qual pode ser ligado o cabo de rádio 7 deligação ao emissor.

O fato de utilizar o tampão 8 como antena 4 ou como suportede antena 4 permite que se tenha um ponto de partida da onda de rádio situadoao nível do solo e não mais a uma certa distância sob a terra, no caso de ummedidor de água 1 enterrado. Essa disposição permite melhorar a eficácia dacomunicação entre o emissor e o receptor.

Além disso, o dispositivo permitirá uma colocação no lugarmuito mais fácil. De fato, o técnico não precisará intervir na abertura parafixar uma antena ou um bloco de rádio o que é às vezes delicado devido aofato da dificuldade de acessibilidade ao interior dessa última. Basta colocar omedidor de acordo com a invenção e conectar o cabo ao tampão no caso deum tampão metálico, eventualmente substituir o tampão por um outro ondeserá disposto um conector. O mesmo acontece para as aberturas das quais otampão não é condutor de eletricidade. Uma simples substituição do tampãopor um tampão tal como apresentado na figura 3 permitirá uma conexão fácildo medidor a sua antena e uma instalação prática do conjunto do dispositivo.

Na figura 4 é representado o esquema de uma utilização dodispositivo de acordo com a invenção para o qual o conjunto de aquisição 3compreende além disso um receptor de rádio que permite a comunicaçãoentre o dispositivo e uma central de aquisição e reciprocamente.

No entanto, se a central está muito afastada do medidor parauma comunicação direta, é possível interpor entre o medidor Iea central,uma repetidora 10, por exemplo no telhado de um imóvel 11 de maneira apoder receber as informações do medidor e transferi-las até a central ereciprocamente. Essa disposição é característica dos sistemas que funcionamem freqüência livre enquanto que as utilizações em freqüência dedicadapermitem reduzir e mesmo suprimir essas restrições.

É desse modo possível controlar em tempo real o consumo,quer dizer a vazão do medidor, e detectar um vazamento no caso de umavazão regular por exemplo durante a noite.

Reciprocamente, a adjunção de um receptor permite que sepossa comunicar com o medidor e assim dispor por exemplo de uma soluçãode marcação de data e hora do medidor e em conseqüência disso que se possacriar uma rede de medidores dito "azuis" com marcação de data e hora horade maneira a criar um período azul durante o qual o consumo é faturado auma tarifa preferencial.

Torna-se então possível incitar, por essas tarifas minoradas, osconsumidores, a utilizar o fluido, por exemplo a água, em um horáriodeterminado fora dos picos de consumo correntes, notadamente para aregadura pública dos parque, campos de golfe, estádios, jardins, espaçosverdes.

A disposição suplementar de uma tela na proximidade domedidor permitiria então visualizar a faixa horária e a tarifa correspondente.

A invenção assim descrita é perfeitamente adaptada àdistribuição de água mas a tecnologia descrita pode perfeitamente sertransposta a qualquer outro fluido cuja vazão é medida mecanicamente, comopor exemplo o gás.

Claims (14)

1. Dispositivo de leitura remota de medidor de fluido quecompreende um medidor mecânico (1), um transdutor (2) colocado contra omedidor (1) e que transforma os movimentos mecânicos do dito medidor (1)em pulsos elétricos, um conjunto de aquisição (3) dos pulsos elétricos quecompreende pelo menos um emissor de rádio para transmitir as informaçõesadquiridas e uma antena (4), caracterizado pelo fato de que o dito conjunto deaquisição (3) é disposto contra o transdutor (2) com o qual ele é solidarizado,que uma mesma fonte de energia assegura a alimentação do transdutor (2) edo conjunto (3) e que a dita antena (4) é ligada ao dito pelo menos um emissorde rádio com o auxílio de um cabo (6), de modo que a antena (4) pode sercolocada à distância do medidor (1).

2. Dispositivo de leitura remota de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito conjunto de aquisição (3) e otransdutor (2) são dispostos de tal modo que eles podem ser integrados emuma mesma caixa (5) e são comandados por uma placa eletrônica comum.

3. Dispositivo de leitura remota de acordo com uma dasreivindicações 1 ou 2 para medidor (1) disposto em uma abertura (7),caracterizado pelo fato de que a dita antena (4) é disposta na parte superior dadita abertura (7).

4. Dispositivo de leitura remota de acordo com a reivindicação 3 para medidor (1) disposto em uma abertura (7) munida de um tampão (8),caracterizado pelo fato de que a dita antena (4) é integrada ao tampão (8) dadita abertura (7).

5. Dispositivo de leitura remota de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o tampão (8) é metálico e a dita antena (4) éconstituída pelo tampão (8) da abertura (7).

6. Dispositivo de leitura remota de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o tampão (8) é feito de uma matéria nãocondutora da eletricidade e a dita antena (4) é encastrada ou moldada no ditotampão (8).

7. Dispositivo de leitura remota de acordo com uma qualquerdas reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que o tampão (8)compreende, em sua face inferior, um conector (9) ligado a uma extremidadeda antena (4) e no qual pode ser ligado o cabo (6) de rádio de ligação aoemissor.

8. Dispositivo de leitura remota de acordo com uma qualquerdas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito cabo (6)é um cabo coaxial.

9. Dispositivo de leitura remota de acordo com uma qualquerdas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a dita fonte deenergia é escolhida entre as pilhas e/ou as baterias.

10. Dispositivo de leitura remota de acordo com uma qualquerdas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito emissorde rádio funciona em freqüências livres.

11. Dispositivo de leitura remota de acordo com uma qualquerdas reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dito emissorde rádio funciona em uma freqüência dedicada.

12. Dispositivo de leitura remota de acordo com areivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a potência do dito emissor derádio é superior ao limite máximo permitido para um emissor em freqüênciaslivres.

13. Dispositivo de leitura remota de acordo com uma qualquerdas reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que ele compreendealém disso um receptor de rádio que permite a comunicação entre odispositivo e uma central de aquisição e reciprocamente.

14. Dispositivo de leitura remota de acordo com areivindicação 13, caracterizado pelo fato de que ele permite receberinformações a partir da central e notadamente uma marcação de data e hora.