BRPI0806173A2 - dispositivo eletrÈnico para medida e indicação de proporção da mistura e qualidade de combustìveis em tempo real - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO ELETRÈNICO PARA MEDIDA E INDICAçãO DE PROPORçãO DA MISTURA E QUALIDADE DE COMBUSTIVEIS EM TEMPO REAL. De acordo com a presente patente de invenção, a comercialização de combustíveis com proporção de outros e a sua qualidade pode ser monitorado no formato digital de fácil interpretação e memorização para o consumidor. O valor em percentagem com três dígitos permite uma medida com boa resolução da mistura de um combustível adicionado a outro. O dispositivo ficará posicionado no painel das novas bombas de combustíveis ou externamente adaptada para aquelas que se encontram em funcionamento, sendo o último elemento de medida e saída para comercialização. Um sensor capacitivo e um circuito de processamento de sinal serão conectados em continuação aos tubos já existentes nas bombas, garantindo que a qualidade do combustível possa ser monitorada no local ou à distância pelo árgão regulamentador, através da comunicação sem fio GPRS, de forma a possibilitar o bloqueio da bomba mantendo uma amostra em reservatório numa caixa hermética com lacre para posterior análise em laboratório como contra prova nos casos de adulteração do combustível.

Description

"DISPOSITIVO ELETRÔNICO PARA MEDIDA E INDICAÇÃO DEPROPORÇÃO DA MISTURA E QUALIDADE DE COMBUSTÍVEIS EM TEMPO REAL".

A presente patente de invenção tem por objetivodescrever um modelo de dispositivo eletrônico para medida e indicação deproporção da mistura e qualidade de combustíveis em tempo real (gasolina,álcool e suas misturas e diesel), para uso em postos de combustíveis,distribuidoras e laboratórios, ao qual foi dada original construção, com vistas amonitorar em tempo real e de tornar uma fácil compreensão das medidasquando comparado aos métodos existentes.

A comercialização de combustíveis necessita de umindicador da qualidade e a forma usada para gasolina, álcool e biodiesel/dieselconsiste em fazer exame de propriedades físicas. No exame são observadas acor, aspecto (aparência visual) e a comparação da massa específica, docombustível comercializado com um valor tabelado na temperatura de 20 0Cestabelecido pela norma. O exame do álcool é também realizado através deum dispositivo qualitativo e não eletrônico, acoplado a lateral da bomba, naforma cilíndrica transparente e graduada em que uma esfera indica a massaespecífica para o caso do álcool. De uma forma geral para exame da gasolina,álcool e biodiesel/diesel é empregado um método de laboratório conhecidocomo teste da proveta. Os materiais necessários para este teste são proveta,termômetro e densímetro. Para os três combustíveis o método consistem emmedir a massa especifica que depois é comparado com o valor tabeladoespecificados para cada tipo de combustível pela agencia reguladora.

Em que pese à larga utilização desse tipo de indicaçãode qualidade dos combustíveis, alguns inconvenientes podem-lhe seratribuídos, como por exemplo, certa dificuldade de compreensão do métodopara determinar a massa específica. Isto acontece devido à falta deconhecimento dos usuários e necessidade de um determinado tempo paraexecutar a medida, além da dificuldade de visualização.

Outro problema que surge com a venda decombustíveis é a mistura de outros combustíveis alternativos que tem afinalidade do aumento da matriz energética e melhoria de qualidade do meioambiente. Neste caso, observa-se uma dispersão quanto aos valoresdeterminados como padrão, pois isso depende do mercado.

Tendo em vista esses problemas e no propósito desuperá-los, foi desenvolvida, a disposição, um dispositivo eletrônico paramedida e indicação de proporção da mistura e qualidade de combustíveis emtempo real. Este dispositivo é objeto da presente patente de invenção, a qualconsiste em prover um indicador da composição pelo principio da capacitância.

Adiciona-se que o sinal produzido por este dispositivo é processado e mostradono formato de um valor numérico, em percentagem, de fácií compreensão smemorização.

Além disso, os valores da mistura como o própriocombustível são armazenados para posterior avaliação e ao mesmo tempo ainformação ser transmitida para um local remoto como forma de fiscalização.

A invenção passará a ser descrita a seguir comreferência a concretização típica da mesma e também com referência aosdesenhos apensos, nos quais:

A figura 1 mostra o sensor capacitivo em perspectivaexplodida;

A figura 2 mostra o sensor capacitivo montadoem perspectiva;

A figura 3 é uma vista do sensor capacitivo dereferência em perspectiva;

A figura 4 é uma vista esquematizada em blocos doscircuitos de processamentos de sinais;

A figura 5 mostra uma bomba de combustível ilustrandoa aplicação da presente invenção;A figura 6 mostra o diagrama em bloco da caixahermética que conterá o dispositivo de medida, válvulas eletromagnéticas deentrada e saída e o reservatório, e

De conformidade com o quanto ilustram as figurasacima relacionadas, na figura 1 o modelo de dispositivo eletrônico para medidae indicação de proporção da mistura e qualidade de combustíveis em temporeal. O objeto da presente patente consiste de um capacitor construído naforma de cilindros metálicos 1 e 2 onde o cilindro metálico 1 esta suportado portubos de materiais isolantes 3 e 4. Os tubos 3 e 4 são utilizados para separaros cilindros metálicos 1 e 2 garantindo o isolamento elétrico entre se. Os tubosde materiais isolantes são vazados o que permite a passagem do combustível.No material isolante 3 de comprimento maior é adicionado um terminal radial 7que chega ao centro do isolante 3 para realizar o contato elétrico com o cilindrointerno 1. Desta forma, o terminal radial 7 constitui o terminal elétrico de umadas placas do capacitor, enquanto o outro terminal é obtido externamente nocilindro metálico 2. O tubo isolante 5 adapta a mangueira na extremidade 8 deentrada da amostra. Este tubo faz com que o combustível que chega reduza aturbulência, reduzindo a formação de bolhas de ar no cilindro 6. O combustívelque chega pelo centro do tubo 5 passa por pequenos furos 10 dispostosradialmente na periferia do tubo isolante 3, preenchendo o espaço entre ostubos metálicos 1 e 2. A saída do combustível ocorre no tubo isolante 4 comquantidade de furo menor 11 que no tubo isolante 3. Assim, se produz umapequena pressão interna entre os tubos metálicos 1 e 2 e, por conseguinte seevita a formação de bolhas de ar.

A figura 2 é uma vista em perspectiva do sensorcapacitivo de medida em que as partes 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 e 11 da figura1 aparecem montadas. O combustível que atravessa o capacitor, preenchendoo espaço entre o cilindro interno 1 e o cilindro externo 2 fornece a capacitâncianos terminais elétricos. Esta capacitância é proporcional a constante dielétricada composição do combustível.

A figura 3 é uma vista em perspectiva do sensorcapacitivo de referência 18 que apresenta as mesmas dimensões do sensorcapacitivo de medida da figura 1. O cilindro metálico 12 suportado por tubos dematérias isolantes 14 e 15 estão fixados concentricamente no cilindro metálico13. O espaço entre os cilindros 12 e 13 será preenchido por combustívelpadrão ou deixado em vazio, sendo fechado hermeticamente. O combustível aser medido atravessa o interior do cilindro metálico 12, sem ter contato com ocombustível padrão ou ar que esta em volta entre os cilindros 12 e 13 de modoque, a temperatura do combustível padrão ou ar seja igual ao da amostra. Oterminal 16 do sensor capacitivo de referência 1 é conectado ao cilindrometálico 2 através do tubo isolante 4 de forma radial em direção ao centroatravés do furo 17, conectando-se ao tubo metálico 12.

A figura 4 é uma vista esquematizada em blocos queilustra o circuito elétrico do invento 41. Os capacitores de medida 21 ereferência 20 são excitados pelo sinal do oscilador 19. O oscilador de ondatriangular 19 é controlado pelo microcontrolador 26 para uma faixa defreqüência, onde este sinal é introduzido no capacitor de referência 20 ecapacitor de medida 21. Em seguida os sinais dos capacitores de referência 20e capacitor de medida 21 são diferenciados e retificados através dos circuitosdiferenciadores e retificadores de precisão 22 e 23 respectivamente. As saídasdos circuitos 22 e 23 entram no amplificador de instrumentação 24 com ganhoajustado pelo microcontrolador 26. A medida diferencial é empregada paraevitar as interferências externas, compensando a influência da temperatura nasmedidas. Na seqüência tem-se um circuito integrador 25 funcionando comofiltro passa baixa. O integrador 25 converte os pulsos em um sinal de correntecontinua (DC) proporcional a constante dielétrica do combustível presente entreas placas do capacitor de medida 21. O ganho do amplificador deinstrumentação 24 é realizado pelo microcontrolador 26 que ajusta o sinal dosensor capacitivo 20 e 21 para faixa de voltagem de entrada do conversoranalógico/digital interno ao microcontrolador 26.

O microcontrolador 26 é composto de várias funções,entre elas um conversor analógico/digital interno que converterá os sinaiselétricos para o formato de dados. Outra função importante é de controlar avarredura de freqüência do circuito gerador de onda triangular 19, bem como oajuste de ganho do amplificador de instrumentação 24, permitindo uma maiorflexibilidade através da programação. Os dados são processados e em seguidapodem ser mostrado no visor do LCD (Liquid Crystal Display) 28 ou enviadopara um computador PC 30 (Personal Computer), através de uma interfaceUSB (Universal Serial Bus) 27 ou enviado por um modem GPRS (GeneralPacket Radio Service) 29 para um servidor remoto.

A figura 5 corresponde ao conjunto compreendendo a bomba decombustível 31 que pode ter o invento internamente 33 ou externamente 32, deforma que o terminal da bomba 34 seja o ultimo elemento entre o tanque doveículo e o sistema de medida e indicação da qualidade do combustível. Odispositivo objeto da patente é montado dentro de caixa hermética conforme afigura 6, na qual contém a conexão de entrada 35 com lacre, as válvulaseletromagnéticas de entrada e saída 36 e 39 respectivamente, um reservatório38 para guardar o combustível em caso de necessidade de análise de contraprova ou em caso de indicação fora dos padrões e o bloco correspondente aocircuito de processamento 41. A conexão 40 sai diretamente para válvulaterminal de abastecimento 34 da figura 5 com lacre, garantindo que não existaoutro caminho entre o combustível analisado e a entrada do recipiente doconsumidor.

Claims (3)

1. Dispositivo eletrônico para medida e indicação deproporção da mistura e qualidade de combustíveis em tempo real,caracterizado pelo fato de Indicar no mostrador digital, o valor em percentagemda mistura dos combustíveis envolvidos no processo de comercialização, taiscomo, proporção de água no álcool, proporção de álcool na gasolina,proporção de biodiesel no diesel ou de outras misturas necessárias, permitindoque valores fora das especificações sejam registrados no dispositivo bem comserem enviados para um servidor central sob a responsabilidade do órgão deregulamentação. O dispositivo da presente patente de invenção seráposicionado como último elemento de medida do percurso da mistura decombustíveis, dentro do terminal de comercialização (Bomba de combustível),com fácil visualização para os novos modelos ou em caixa externa para asbombas já em funcionamento. Um sensor de capacitância ligado em serie coma tubulação a partir do tanque de armazenamento do combustível até a válvulada bomba de abastecimento converterá a proporção da mistura em voltagem,empregando uma ponte elétrica formada pelo sensor capacitivo de medida,sensor capacitivo de referência e elementos de ajustes. Um circuito integradogerador de onda triangular, controlada pelo microcontrolador, injeta uma ondatriangular na entrada da ponte elétrica tendo na saída um sinal proporcional aamostra medida. Este sinal é diferenciado por um circuito e em seguidaretificado em meia onda de precisão chegando à entrada de um amplificador deinstrumentação com ganho ajustável por um potenciômetro digital, comandadopelo microcontrolador, seguindo através do circuito integrador com função defiltro passa baixa e conversor de sinal AC para DC. Para tornar uma calibraçãoflexível e automática este sinal pode ser ajustado por potenciômetros digitaiscomandado pelo microcontrolador objetivando adequar este, a faixa devoltagem do conversor Analógico/Digital interno ao microcontrolador. Umprograma de gerenciamento processa os sinais de saída que controla ogerador de onda triangular e ajustes dos ganhos dos amplificadores e processaos sinais de entradas dos sensores produzindo uma informação digital de saídapara um mostrador digital com três dígitos e interfaces para computador,através da conexão USB ou transmissão da informação para um servidorremoto por sistema sem fios GPRS (wireless).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de reconhecer através dos dados armazenados, em banco obtidospara faixa de freqüência, o tipo de combustível que estão sendo misturados.

3. Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 e 2,caracterizado pelo fato que a comercialização de produtos fora dasespecificações ou por fiscalizações possa ter a bomba de combustívelbloqueada através do circuito de comunicação GPRS, onde um comandoexecutado pelo órgão regulamentador de combustíveis, a distância, atue numaválvula automática garantindo que a amostra a ser coletada não tenha maisacesso ao comerciante sob fiscalização, ou em caso de está fora dos limites deespecificações, além dos dados serem armazenados em memória interna aomicrocontrolador com o dia e hora do ocorrido ou serem enviados remotamentea uma unidade de gerenciamento em tempo real.