ES2255391A1 - Detector de nivel y carga de baterias. - Google Patents
Detector de nivel y carga de baterias.Info
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Abstract
Detector del estado de carga y nivel de una batería, en el que un sensor magnético conectado a un circuito eléctrico, enviará una señal a un panel de control ante el movimiento por debajo de un nivel determinado de un imán envuelto en unos elementos que permitan su flotación en el electrolito, presentando este conjunto una densidad similar a la de líquido cargado. De modo que se detecta tanto el descenso de líquido como la variación de su densidad.
Description
Detector de nivel y carga de baterías.
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un detector de
los estados de nivel de líquido y carga que presenta una
batería.
Una batería es un dispositivo electroquímico que
permite almacenar energía en forma química. Se compone de las
celdas electrolíticas en las que dos placas eléctricas de metales
distintos (cátodo y ánodo) están separadas entre sí por una
solución iónica, como medio de conducción de los electrodos entre
ambas placas. Una vez cargada se conecta a un circuito eléctrico,
transformándose la energía que tiene en eléctrica, revirtiendo el
proceso químico de la carga. Existen las baterías primarias, no
recargables, conocidas como pilas, y las recargables, acumuladores,
en las que el proceso químico puede ser reconstruido pasando una
corriente eléctrica en dirección opuesta a la operación normal de
la pila, transformando la energía eléctrica en química.
Pueden ser las baterías sin mantenimiento o con
mantenimiento. Las más comunes de estas últimas son del tipo
plomo-ácido, existiendo otros sistemas de mayor coste,
níquel-cadmio, níquel-zinc, etc.
El invento que se propone es un sistema de
detección que indique el nivel de líquido y el estado de carga de
una batería húmeda, con electrolito líquido, que requieren un
mantenimiento en modo de reposición de agua.
En el Estado de la Técnica el chequeo de los
niveles de electrolito se realiza visualmente, comprobando el
líquido de cada celda en que se divide la batería y rellenando con
agua destilada.
El control de carga se realiza con la medición a
través de un voltímetro, pero tiene el inconveniente de que hay que
esperar varias horas después de la carga para que la indicación sea
fiable.
Hay también numerosos sistemas para determinar el
estado de carga del acumulador: El Modelo de Utilidad 1002191
detalla un dispositivo del circuito de alimentación eléctrica de
vehículos que comprueba los diferentes estados de carga de la
batería y del funcionamiento del generador, siendo movible,
susceptible de colocarse en cualquier posición del tablero de
mandos, conectándose a la batería a través de unos cables con unas
pinzas que permiten su sujeción a los bornes. Está equipado con
diodos de diferentes colores, determinando los diferentes estados
de carga, su encendido o apagado.
La Patente Española 2036958, detalla un modo de
vigilancia de la tensión de las baterías, con medios de producción
de señales de aviso ópticas y/o acústicas al alcanzarse un estado
predeterminado correspondiente al estado de carga baja, o
dispositivos indicadores del estado de carga lineal.
Pero los circuitos electrónicos no tienen forma
de saber a priori si la batería se está cargando
adecuadamente, pues si el electrolito pierde o evapora agua, no
detectan estos sistemas este descenso de
líquido.
líquido.
La medición más fiable del estado de carga es la
comprobación de la densidad del electrolito, ya que cuando la
batería está cargada la cantidad de ácido en la solución aumenta,
disminuyendo con la batería descargada. Este chequeo se realiza por
medio de un densímetro, que es un aparato que se introduce en las
celdas para analizar la densidad. Por lo que se requieren las dos
mediciones al tiempo, densidad y nivel de electrolito, para tener
garantías en las mediciones. Ello implica el desplazamiento del
usuario hasta el lugar donde se halla el acumulador.
La invención resuelve plenamente los problemas
antes mencionados al presentarse un detector incorporado a la
batería que comprueba los niveles de electrolito y la densidad del
mismo. El erróneo estado de estas variables será comunicado por una
señal al usuario. Resulta de especial utilidad para sistemas de
alimentación autónomos que requieran supervisión de su estado, por
ejemplo, instalaciones de energía solar, en donde la señal de
medición puede ser recibida a distancia por medio de los sistemas
de transmisión convencionales. También en baterías de automoción
será útil el detector que enviará una señal al tablero de
mandos.
Tiene como objeto la invención un detector
magnético, como puede ser un relé reed o un detector de efecto
hall, que cooperará con un imán envuelto en unos elementos que
permitan su flotación en el electrolito, cerrándose el circuito y
proporcionando una señal eléctrica o electrónica en un panel
exterior ante un descenso del imán por debajo de un límite
señalado.
Este dispositivo podrá ser incorporado en la
fabricación del acumulador o a los ya existentes, sustituyendo el
tapón de los vasos por uno que contenga una carcasa, que contenga
los elementos antes expuestos, susceptible de ser introducida
dentro de una celda de batería en su profundidad.
Para complementar la descripción que se está
realizando, y con objeto de ayuda a una mejor comprensión de las
características del invento, se acompaña la presente memoria
descriptiva de planos mostrando el modo de realización preferente,
donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado
lo siguiente:
Figura 1.- Se presenta una sección del detector
de baterías objeto de la invención.
Figura 2.- Se nos muestra una batería de
automóvil, con el tapón detector para ser introducido en una de las
celdas.
A la vista de las figuras expuestas se puede
apreciar el modo de realización para incorporación a baterías ya
existentes, consistente en un tapón diseñado para ser introducido
en el vaso, que va adherido a un cuerpo-carcasa
cilíndrico, de unas dimensiones adecuadas para introducirse en la
celda de la batería. Este cuerpo se divide en una parte central
aislada (1) que contiene un detector magnético relé reed (4)
conectado a un circuito eléctrico, formado éste por una placa
metálica (2) que se dispone en el tapón, conectada por cable al
sensor magnético (3), con un terminal faston (5) en la parte
superior del tapón (6).
Entre las paredes exteriores de la carcasa y la
parte aislada se dispone la superficie de este detector que estará
en contacto con el líquido (7), permitiendo su movimiento de
entrada y salida (8,9). Se dispone un imán anular que rodea la
parte aislada (10). Este imán estará contenido en un plástico
dejando en la parte inferior un espacio de aire (11), de modo que
opere el envoltorio como boya que permita la flotación de todo el
conjunto. El imán y su envoltorio deben de presentar una densidad
similar a la del electrolito cuando está cargado.
Los imanes descenderán en caso de nivel bajo de
líquido o carga no adecuada. Cuando el nivel de agua baja, el
conjunto del imán con su envoltorio bajará, activándose el sensor
magnético de la parte aislada que enviará una señal eléctrica al
panel de control. Lo mismo ocurrirá cuando descienda la densidad
del electrolito a causa de perdida de carga.
La señal estará operativa en situaciones de carga
o nivel no adecuado. También se puede configurar para que en estos
parámetros el indicativo sea su apagado.
En caso necesario, habrá de incorporarse un tapón
por cada celda, conectando los terminales en serie o paralelo. La
señal que se reciba será abierta o cerrada.
Este sistema puede ser incorporado de fábrica a
las baterías que se produzcan, estructurando las celdas en la forma
señalada con los elementos expuestos.
En otro modo de realización, a fin de obtener un
medición lineal del estado de carga o líquido de la batería, se
puede incorporar al sistema un sensor efecto hall, que
detallaría el estado exacto de carga y líquido.
Debe entenderse que la invención ha sido descrita
según la realización preferida de la misma, por lo que puede ser
susceptible de modificaciones de forma, tamaño y materiales,
siempre y cuando dichas alteraciones no varíen sustancialmente las
características del invento que se reivindican a continuación.
Claims (8)
1. Detector de nivel y carga de baterías,
aplicable a las baterías con electrolito líquido,
caracterizado por estar configurado por un sensor magnético,
conectado a un circuito eléctrico o electrónico, solidario con un
imán envuelto en unos elementos que permitan su flotación en el
electrolito, cerrándose el circuito y proporcionando una señal en
un panel exterior ante un descenso del imán por debajo de un
límite señalado.
2. Detector de nivel y carga de baterías, según
reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto del imán
con su envoltorio tendrá una densidad similar a la del
electrólito.
3. Detector de nivel y carga de baterías, según
reivindicación 1, caracterizado porque en un modo de
realización se compone de una carcasa cilíndrica en forma de tapón
para introducir en la celda de la batería.
4. Detector de nivel y carga de baterías, según
reivindicación 3, caracterizado porque la estructura
comprende una parte central aislada donde se contendrá el sensor
magnético, disponiendo la estructura de agujeros en su parte
inferior y superior para la entrada y salida del líquido en el
anillo que forman las paredes exteriores y la parte central.
5. Detector de nivel y carga de baterías, según
reivindicación 3, caracterizado porque un imán anular
envuelto en una ampolla de flotación con aire en la parte inferior,
rodeará a la parte central, siendo susceptible de tener un
movimiento de ascenso y descenso en el líquido.
6. Detector de nivel y carga de baterías, según
reivindicación 3, caracterizado porque el circuito eléctrico
lo constituirá placa metálica que contendrá la cabeza del tapón
unida por un cable al detector magnético, con salida en un terminal
faston.
7. Detector de nivel y carga de baterías, según
reivindicación 3, caracterizado en que se podrá utilizar un
tapón por cada vaso, conectando los contactos en serie o en
paralelo, obteniendo una señal normalmente abierta o una
normalmente cerrada.
8. Detector de nivel y carga de baterías, según
reivindicación 1, caracterizado en que se podrán utilizar
detectores de efecto hall, realizando una medición lineal de la
carga o líquido de la batería.
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| BASE DE DATOS WPI en Derwent Publications Ltd., (Londres, GB), & JP 06302339 A (HITACHI BUILDING SYST ENG) 28.10.1994, resumen; * |
| BASE DE DATOS WPI en Derwent Publications Ltd., (Londres, GB), & JP 11329513 A (FURUKAWA BATTERY CO. LTD. ) 30.11.1999, resumen; figuras 1,2,4-6. * |
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