ES2870978T3

ES2870978T3 - Caudalímetro ultrasónico compacto

Info

Publication number: ES2870978T3
Application number: ES18165942T
Authority: ES
Inventors: Lasse Pilegaard; Anders Hedegaard; Kaspar Raahede Aarøe
Original assignee: Kamstrup AS
Current assignee: Kamstrup AS
Priority date: 2018-04-05
Filing date: 2018-04-05
Publication date: 2021-10-28
Anticipated expiration: 2038-04-05
Also published as: CN110346001A; US11644352B2; US20210341323A1; DK3550272T3; EP3855136C0; EP3889554A1; PL3550272T3; US11619529B2; US20230221156A1; EP3855136A1; EP3855135A1; EP3855135B1; US11118951B2; EP3550272A1; EP3869164A1; EP3855136B1; EP3550272B1; US20210341322A1; EP3855135C0; LT3550272T

Abstract

Caudalímetro (1) ultrasónico compacto para medir el caudal y otros datos relacionados con un fluido, que comprende: - un tubo (11) de flujo con un orificio (111) de flujo para el paso del fluido entre una entrada (112) y una salida (113); - una carcasa (12) de caudalímetro asociada con el tubo de flujo; - una placa (13) de circuito impreso dispuesta en la carcasa del caudalímetro y que incluye un procesador (135) para controlar las operaciones del caudalímetro; - un circuito de medición que incluye dos o más transductores (4) ultrasónicos provistos en la placa de circuito impreso y configurado para operar los transductores ultrasónicos para transmitir y recibir paquetes de ondas de ultrasonidos a través del fluido; - una pantalla (15) montada en la placa de circuito impreso y configurada para mostrar un caudal medido y otros datos relacionados con el fluido; - uno o más paquetes de baterías para proporcionar energía para las operaciones del caudalímetro, incluyendo al menos el procesador y el circuito de medición y la pantalla; caracterizado por que el procesador y los transductores ultrasónicos están montados en superficie en una cara (131) inferior de la placa de circuito impreso y la pantalla está montada en una cara (132) superior de la placa de circuito impreso, comprendiendo además dicho caudalímetro ultrasónico un recipiente (17) que tiene un compartimiento para contener un desecante, estando dicho recipiente dispuesto en la parte superior de la placa (13) de circuito impreso, estando el recipiente provisto de una abertura (173) pasante para recibir la pantalla (15) y configurado para proteger la placa de circuito impreso y otros componentes dispuestos en la carcasa del caudalímetro.

Description

DESCRIPCIÓN

Caudalímetro ultrasónico compacto

Campo de la invención

La presente invención se refiere a caudalímetros ultrasónicos para medir el caudal y otros datos relacionados con un fluido, comprendiendo los caudalímetros un tubo de flujo y una carcasa de caudalímetro que contiene los componentes del caudalímetro, incluyendo una placa de circuito impreso con componentes de superficie sobre una cara.

Antecedentes de la invención

Los caudalímetros electrónicos o de estado estacionario, tales como los caudalímetros ultrasónicos, se usan cada vez más como contadores para medir el consumo de agua. En comparación con los caudalímetros mecánicos tradicionales, un caudalímetro ultrasónico proporciona la ventaja de no tener partes móviles. Otra ventaja es la naturaleza electrónica de los caudalímetros ultrasónicos. Debido a que caudalímetros ultrasónicos incluyen una fuente de energía para alimentar el circuito de medición, frecuentemente una batería, puede haber integrado también un dispositivo de radiocomunicación para la comunicación externa. Además, los caudalímetros ultrasónicos incluyen frecuentemente capacidades de procesamiento en los mismos, proporcionando la disponibilidad de un procesamiento de datos en el medidor. Dicho caudalímetro ultrasónico se describe en el documento EP 2083 251 A1.

Con un creciente interés en los temas medioambientales, entre ellos la escasez de agua, el uso de medición de agua está aumentando, lo que resulta en más puntos de medición a escala global. Además, los avances en la tecnología de sensores y de procesamiento de datos han hecho posible recopilar nuevos tipos de datos y usar esos datos para nuevos propósitos, tales como para la detección de fugas, evaluaciones de la calidad del agua, etc., en lugar de simplemente para el consumo de agua.

Con un número creciente de puntos de medida, la capacidad de fabricación de medidores de agua se convierte en un factor importante e incluso pequeñas mejoras pueden tener un impacto significativo en el coste total de una infraestructura de medición que incluye decenas de miles de medidores. Por lo tanto, un caudalímetro ultrasónico mejor, más compacto y más fácil de fabricar sería ventajoso.

Objeto de la invención

Un objeto de la presente invención es superar total o parcialmente las desventajas y los inconvenientes de la técnica anterior. Más específicamente, un objeto es proporcionar un caudalímetro ultrasónico compacto y de fácil fabricación.

Sumario de la invención

De esta manera, el objeto descrito anteriormente y diversos otros objetos pretenden obtenerse en una primera realización de la invención mediante la provisión de un caudalímetro ultrasónico compacto para la medición de un caudal y otros datos relacionados con un fluido, que comprende: un tubo de flujo con un orificio de flujo para el paso del fluido entre una entrada y una salida; una carcasa de caudalímetro asociada con el tubo de flujo; una placa de circuito impreso dispuesta en la carcasa del caudalímetro y que incluye un procesador para controlar las operaciones del caudalímetro; un circuito de medición que incluye dos o más transductores ultrasónicos provistos en la placa de circuito impreso y configurados para operar los transductores ultrasónicos para transmitir y recibir paquetes de ondas de ultrasonidos a través del fluido; una pantalla montada en la placa de circuito impreso y configurada para mostrar un caudal medido y otros datos relacionados con el fluido; y uno o más paquetes de baterías para proporcionar energía para las operaciones del caudalímetro, incluyendo al menos el procesador y el circuito de medición y la pantalla; en el que el procesador y los transductores ultrasónicos están montados en superficie en una cara inferior de la placa de circuito impreso y la pantalla está montada en una cara superior de la placa de circuito impreso. Al disponer los dispositivos montados en superficie en una cara de la placa de circuito impreso y los componentes de orificios pasantes en la cara opuesta, puede conseguirse un procedimiento de fabricación eficaz y fiable. Además, mediante la colocación de los componentes electrónicos asociados con la funcionalidad del núcleo del caudalímetro sobre una placa de circuito impreso, puede conseguirse un caudalímetro ultrasónico compacto.

En una realización, la carcasa de caudalímetro puede integrarse con el tubo de flujo, por ejemplo, moldeándose como un componente monolítico totalmente integrado. Las realizaciones del caudalímetro ultrasónico compacto pueden estar provistas también de una única placa de circuito impreso en la que el procesador y los transductores ultrasónicos están montados en superficie en una cara inferior de la única placa de circuito impreso y la pantalla está montada en una cara superior de la única placa de circuito impreso.

Al integrar la carcasa del caudalímetro con el tubo de flujo y colocar todos los circuitos y componentes electrónicos en una única placa de circuito impreso, se consigue un caudalímetro ultrasónico muy compacto y de fácil fabricación. El caudalímetro ultrasónico puede comprender además una placa frontal provista de una abertura para recibir una pantalla, y la placa frontal pueden estar dispuesta enrasada con la pantalla, tal como 10-40 mm por encima de la placa de circuito impreso. De esta manera, el caudalímetro ultrasónico se mantiene compacto.

Además, la placa frontal puede cubrir sustancialmente la placa de circuito impreso. De esta manera, la placa de circuito impreso está blindada y protegida por la placa frontal. Según la invención, el caudalímetro ultrasónico descrito anteriormente comprende un recipiente dispuesto en la parte superior de la placa de circuito impreso, en el que el recipiente está provisto de una abertura 173 pasante para recibir la pantalla y está configurado para proteger la placa de circuito impreso y otros componentes montados sobre la misma.

Además, el caudalímetro ultrasónico puede comprender un dispositivo de radiocomunicación montado sobre la placa de circuito impreso, en el que el dispositivo de radiocomunicación está acoplado eléctricamente a un elemento de antena mediante un circuito de radio, y el elemento de antena está montado en el recipiente y está acoplado de manera liberable al circuito de radio. En este caso, el elemento de antena puede montarse en una cara lateral del recipiente.

Además, el dispositivo de radiocomunicación puede estar configurado para detectar si está conectado o no eléctricamente al elemento de antena y el procesador puede estar configurado para determinar que el recipiente se ha levantado por encima de la placa de circuito impreso en base a una entrada desde el dispositivo de radiocomunicación que indica que la conexión eléctrica al elemento de antena se ha desconectado.

La capacidad para determinar si el recipiente se ha levantado en base a la detección del elemento de antena puede proporcionar una funcionalidad de detección de manipulación indebida en lo que se refiere al recipiente y la placa frontal blinda y protege la placa de circuito impreso, incluyendo el circuito de medición.

Además, el elemento de antena puede estar conectado al circuito de radio mediante conectores provistos en la placa de circuito impreso y/o el elemento de antena. Además, los conectores y/o las superficies de conector complementarias pueden estar dispuestos en la placa de circuito impreso a lo largo de su periferia, de manera correspondiente a la posición del elemento de antena en el recipiente. Dichos conectores pueden ser, por ejemplo, del tipo de conector de contacto de muelle.

Además, la placa frontal puede constituir una tapa para el recipiente. Según la invención, el recipiente contiene un desecante.

Además, los transductores ultrasónicos pueden posicionarse en las áreas de los transductores provistos en una superficie exterior del tubo de flujo, o sobre una superficie superior de una parte inferior de una carcasa de caudalímetro separada montada sobre un tubo de flujo.

En una realización del caudalímetro ultrasónico compacto descrito anteriormente, pueden disponerse unos dispositivos de refuerzo sobre la placa de circuito impreso opuestos a los transductores para proporcionar una fuerza de sujeción que presiona un lado inferior de los transductores contra las zonas de los transductores, es decir, el tubo de flujo. Dichos dispositivos de refuerzo pueden estar montados en la parte superior de la placa de circuito impreso para aplicar la fuerza de sujeción a un área de la placa de circuito impreso que contiene los transductores ultrasónicos. Los dispositivos de refuerzo pueden comprender un elemento de refuerzo que se apoya en el transductor y/o la placa de circuito impreso y un miembro elástico retenido configurado para proporcionar la fuerza de sujeción. Además, el dispositivo de refuerzo puede incluir un elemento de soporte dispuesto para recibir de manera desplazable el elemento de refuerzo y el miembro elástico en la forma de un muelle helicoidal retenido entre el elemento de soporte y el elemento de refuerzo. Además, un lado inferior de los transductores ultrasónicos puede asegurarse a las áreas de transductor mediante un adhesivo sin endurecimiento, tal como un adhesivo que contiene butilo.

Además, los transductores ultrasónicos pueden montarse en islas provistas en la placa de circuito impreso que están conectadas con la placa de circuito impreso restante mediante lengüetas de la placa de circuito impreso que contienen trazas de cobre para conectar eléctricamente los transductores ultrasónicos al circuito de medición restante. Dicho diseño proporciona una cierta flexibilidad en el diseño y permite un desplazamiento limitado del transductor hacia el tubo de flujo.

Además, el caudalímetro ultrasónico puede ser un contador para medir el consumo de agua o un contador para medir el flujo de fluido en una instalación dosificada de calefacción o de refrigeración. El caudalímetro ultrasónico descrito anteriormente también puede incluir además una sonda de temperatura para medir la temperatura de un fluido que fluye a través del tubo de flujo.

Además, el caudalímetro ultrasónico puede estar configurado para incluir registros para almacenar los datos del medidor, tales como datos de flujo, de volumen y/o de consumo. El caudalímetro ultrasónico puede almacenar también otros datos del medidor, tales como datos de eventos o de rendimiento relacionados con el funcionamiento del medidor o datos relacionados con otros sensores (internos de externo) conectados al medidor.

Cada una de las realizaciones descritas anteriormente puede combinarse con cualquiera de las otras realizaciones. Estas y otras realizaciones serán evidentes a partir de las realizaciones descritas a continuación, y se aclararán con referencia a las mismas.

Breve descripción de las figuras

El caudalímetro ultrasónico compacto según la invención se describirá ahora más detalladamente con respecto a las figuras adjuntas. Las figuras muestran una manera de implementar la presente invención y no deben interpretarse como limitativas para otras posibles realizaciones incluidas dentro del alcance del conjunto de reivindicaciones adjunto.

La Figura 1a muestra un caudalímetro ultrasónico compacto,

La Figura 1b muestra una sección transversal en la dirección transversal de un caudalímetro ultrasónico,

La Figura 1c muestra una sección transversal en la dirección longitudinal de un caudalímetro ultrasónico,

La Figura 2 muestra un caudalímetro ultrasónico compacto con una carcasa de caudalímetro abierta,

La Figura 3a muestra el interior de un caudalímetro ultrasónico compacto,

La Figura 3b muestra una sección transversal longitudinal del interior de un caudalímetro ultrasónico compacto, La Figura 4 muestra una placa de circuito impreso de un caudalímetro ultrasónico compacto,

La Figura 5 muestra un recipiente de desecante que incluye una placa frontal,

La Figura 6 muestra un recipiente de desecante sin una placa frontal,

La Figura 7 muestra una cara superior de una placa de circuito impreso de un caudalímetro ultrasónico compacto, La Figura 8 muestra una cara inferior de una placa de circuito impreso de un caudalímetro ultrasónico compacto, y La Figura 9 muestra una sección transversal de un dispositivo de refuerzo de transductor.

Descripción detallada

Las Figs. 1a, 1b, y 1c ilustran un caudalímetro 1 ultrasónico compacto según una realización de la invención. El caudalímetro comprende un tubo 11 de flujo con un orificio 111 de flujo para el paso del fluido entre una entrada 112 y una salida 113. Una carcasa 12 de caudalímetro está formada como una parte integrada del tubo de flujo, proporcionando de esta manera un compartimiento para componentes del medidor dispuestos en el tubo de flujo para medir el caudal de un fluido que fluye en el orificio de flujo. La carcasa del caudalímetro está cerrada por una tapa 121 constituida por un anillo 122 de bloqueo y un elemento 124 de cubierta transparente. Entre la tapa y la carcasa del caudalímetro hay dispuesto un elemento 123 de sellado para proporcionar un sello hermético.

En el interior de la carcasa del caudalímetro hay dispuesta una placa 13 de circuito impreso (Printed Circuit Board, PCB) que incluye un procesador 135 para controlar las operaciones del caudalímetro. La PCB incluye además un circuito de medición (no mostrado) y dos transductores 14 ultrasónicos montados en su cara 131 inferior. Un lado 141 inferior de los transductores ultrasónicos opuesto a un lado superior conectado a la PCB, está dispuesto contra una superficie exterior del tubo 11 de flujo. El circuito de medición está configurado para operar los transductores ultrasónicos para transmitir y recibir paquetes de ondas de ultrasonidos a través del tubo de flujo y un fluido presente en el orificio de flujo. En una cara superior de la PCB 132 hay montada una pantalla 15, configurada para mostrar un caudal medido y otros datos relacionados con el fluido. Hay provistos también un conector 155 hembra y un conjunto de diodos 156 configurados para comunicaciones mediante infrarrojos en una cara superior de la PCB.

Con referencia a las Fig.7 y 8, la cara inferior de la PCB contiene los dispositivos montados en superficie (Surface Mounted Devices, SMDs), tales como los transductores 14 ultrasónicos piezoeléctricos y el procesador 135, y la cara superior de la PCB contiene componentes de orificios pasantes montados mediante un procedimiento de soldadura. Los componentes de la cara superior, incluyendo la pantalla, están provistos de pines 151 que están dispuestos en orificios pasantes en la placa de circuito impreso y están soldados de manera selectiva en la cara inferior de la PCB. Al montar los SMDs solo en una cara, puede conseguirse un procedimiento de fabricación eficaz y fiable. Además, al montar los componentes de orificios pasantes en la cara 132 superior y al soldar los mismos en la cara inferior, puede mejorarse adicionalmente el procedimiento de fabricación. Sin embargo, el procedimiento de soldadura selectiva asociado con los componentes de orificios pasantes requiere una cierta separación entre los SMDs y las áreas de la PCB en las que se usa la soldadura selectiva.

El caudalímetro mostrado en las Figs. 1a-1c incluye además dos paquetes 16 de baterías para proporcionar energía para las operaciones del caudalímetro que incluyen el procesador, el circuito de medición y la pantalla. En realizaciones alternativas, pueden usar también menos o más paquetes de baterías. Para llevar a la práctica un diseño compacto y práctico adecuado para la producción en masa automatizada, los paquetes de baterías se montan directamente en la PCB mediante pines 161 de batería que se extienden a través de orificios 135 pasantes plateados en la PCB, tal como se muestra en la Fig. 3b y la Fig. 4. Los pines de la batería son pines ajustables que se deforman durante su inserción en los orificios pasantes plateados. La deformación de los pines de la batería garantiza el contacto eléctrico necesario entre el pin y las pistas de cobre de la PCB y asegura el paquete de baterías a la PCB. En la realización mostrada, las celdas 162 de batería están montadas en soportes 163 de batería que incluyen los pines de la batería. Sin embargo, en realizaciones alternativas, los pines de la batería pueden fijarse directamente a los polos de las celdas de la batería, por ejemplo, mediante soldadura. Cada uno de los soportes de batería comprende un elemento 164 rígido provisto de dos pines de batería en extremos opuestos. Una celda de batería puede fijarse entre los pines como un subconjunto, que posteriormente puede montarse en una PCB.

Tal como se observa en la Fig. 1, los paquetes de baterías están montados en la cara inferior de la PCB y se extienden en una dirección longitudinal del caudalímetro a lo largo del tubo de flujo. Con la PCB montada en la carcasa, los paquetes de baterías se disponen en lados opuestos del tubo de flujo, proporcionando un diseño compacto. Al colocar las baterías debajo de la PCB, el espacio en el interior de la carcasa se utiliza completamente. Además, las baterías están soportadas en una cara inferior de la carcasa, manteniendo de esta manera los pines de la batería en los orificios 135 pasantes plateados.

El caudalímetro ultrasónico comprende además un dispositivo 18 de radiocomunicación montado en la cara inferior de la placa de circuito impreso. El dispositivo de radiocomunicación está conectado a un circuito de radio implementado en la PCB. Por medio del circuito de radio, el dispositivo de comunicación está acoplado eléctricamente a un elemento 181 de antena, tal como se explicará más detalladamente más adelante. El dispositivo de radiocomunicación sirve para transmitir los datos del medidor por medio de la comunicación por radiofrecuencia a un sistema de parte servidor (“back-end”) o de parte cabecera (“head-end”) (HES) en el que los datos del medidor se almacenan y procesan, tal como con propósitos de facturación. El dispositivo de radiocomunicación puede proporcionar comunicación tanto unidireccional como bidireccional entre el caudalímetro y el sistema de cabecera. Los sistemas de infraestructura de medidores avanzada (Advanced Meter Infrastructure, AMI) con lectura automatizada de medidores (Automated Meter Reading, AMR) son conocidos comúnmente para la comunicación con medidores. En una AMI, se establece una ruta de comunicación entre el medidor y la HES mediante una serie de dispositivos de red intermedios, tales como recopiladores de datos, repetidores, enrutadores, puertas de enlace, etc. Los medidores pueden suministrar cualquier dato obtenido por el medidor o por sensores externos conectados al mismo a la HES, sin embargo, la capacidad de la AMI y la capacidad de la batería de los medidores M limitarán la cantidad de datos que pueden transmitirse. La AMI puede usar cualquier tecnología adecuada para transportar datos desde el medidor a la HES sobre una o más redes de área local o redes de área amplia, incluyendo conexiones a Internet abierta. La AMI puede utilizar cualquier tecnología inalámbrica adecuada (por ejemplo, M-Bus inalámbrico, loT de banda estrecha, SigFox, cualquier tecnología celular o protocolos de comunicación patentados) o cualquier tecnología de comunicación por cable (por ejemplo, M-Bus por cable, LON, Ethernet).

Todavía con referencia a las Figs. 1a-1c, se proporciona un recipiente 17 en la parte superior de la PCB. El recipiente comprende un compartimiento para contener un desecante y la placa 171 frontal constituye una tapa para el recipiente, tal como se observa en las Figs. 5 y 6. El desecante garantiza que la humedad que penetra en la carcasa del caudalímetro, tal como moléculas de agua que penetran a través de su pared, sea absorbida y, de esta manera, no afecte negativamente a los componentes dispuestos en la carcasa. El recipiente sirve además para proteger o blindar la PCB y los componentes montados en la misma. Tal como se observa, solo son visibles la pantalla y los diodos, ya que estos se reciben en aberturas 172, 173 pasantes provistas en el recipiente y la placa frontal. En una realización alternativa, no pueden recibirse componentes o solo puede recibirse la pantalla en las aberturas del recipiente.

Tal como se observa en las Figs. 3a y 5, el recipiente incluye además un elemento 181 de antena montado en su cara lateral circunferencial. En la realización mostrada, el elemento de antena es una pieza de material conductor, tal como una pieza de metal estampada, conformada para seguir el contorno exterior del recipiente. En una realización alternativa, el elemento de antena podría ser una antena de tipo parche o una pista depositada directamente sobre el lateral del recipiente. El elemento 181 de antena está conectado al circuito de radio sobre la PCB mediante conectores 183. Los conectores se acoplan con las superficies 184 de conector complementarias dispuestas en la PCB, tal como se observa en la Fig.4.

De esta manera, el recipiente y el elemento de antena constituyen un subconjunto independiente que puede fabricarse y montarse en la carcasa durante el montaje final del caudalímetro. La colocación del recipiente en la parte superior de la PCB sirve para proteger la PCB y los componentes montados en la misma. Además, se consigue un diseño compacto, ya que el recipiente está diseñado para abarcar los componentes que se extienden desde la PCB. Además, el recipiente sirve para posicionar la placa frontal 10-40 mm por encima de la placa de circuito impreso.

El dispositivo de radiocomunicación está configurado para detectar si existe o no una conexión eléctrica entre el elemento de antena y sus conectores 183 y el circuito de radio. En base a la entrada desde el dispositivo de radiocomunicación, el procesador 135 del medidor puede determinar de esta manera si el elemento de antena está conectado o no al circuito de radio. En base a esta determinación, el procesador puede determinar si el recipiente que incluye el elemento de antena está montado o no de manera apropiada en la parte superior de la PCB o si el recipiente se ha levantado o no por encima de la PCB. La elevación del recipiente, es decir, la desconexión del elemento de antena, puede indicar un evento de manipulación u otro acceso no autorizado a la electrónica del medidor. Si el procesador determina que la antena se ha desconectado, el procesador puede almacenar el evento en un registro del caudalímetro y puede realizar la transmisión, a través del dispositivo de radiocomunicación, de una alarma u otra información que indique que se ha producido un posible evento de manipulación. De esta manera, el subconjunto de recipiente sirve también como un elemento de detección de manipulación diseñado para proteger la electrónica del medidor y para advertir acerca de una posible manipulación.

Tal como se ha descrito anteriormente con referencia a la Fig. 1c, un lado 141 inferior de los transductores ultrasónicos está dispuesto contra una superficie exterior del tubo 11 de flujo. El área del tubo de flujo que recibe los transductores puede ser áreas de transductor dedicadas en las que el espesor del tubo de flujo puede controlarse para adaptarse a las características de los transductores. En realizaciones alternativas en las que la carcasa del caudalímetro está constituida por una entidad separada montada en un tubo de flujo (no mostrado), los transductores pueden disponerse contra áreas de transductores provistas en una superficie superior o interior de una parte inferior de la carcasa del caudalímetro dispuesta para estar en contacto con un medio que fluye en el tubo de flujo, es decir, constituye parte del tubo de flujo.

Con referencia a la Fig. 2 y a la Fig. 4, unos dispositivos 19 de refuerzo están dispuestos en la PCB opuestos a los transductores. Los dispositivos de refuerzo están dispuestos para proporcionar una fuerza de sujeción al área de la PCB que contiene los transductores ultrasónicos, presionando de esta manera el lado inferior de los transductores contra las áreas del transductor, es decir, el tubo de flujo. En la Fig. 2, sólo se muestra uno de los dos dispositivos de refuerzo para ilustrar la manera en la que los dispositivos de refuerzo se montan en las estructuras 125 de montaje que se extienden desde el tubo de flujo y que están integradas con el mismo. Mediante el montaje del dispositivo de refuerzo directamente en el tubo de flujo, puede obtenerse suficiente fuerza de sujeción para mantener los transductores en su sitio durante la vida útil del medidor. Cada uno de los dispositivos de refuerzo comprende un elemento 192 de soporte fijado a las estructuras de montaje y un elemento 191 de refuerzo cargado por muelle que es móvil en un orificio del elemento de soporte. Un muelle 193 helicoidal está retenido entre el elemento de soporte y el elemento de refuerzo, proporcionando la fuerza de sujeción. En la realización mostrada, el elemento de soporte está fijado al tubo de flujo mediante tornillos, pero pueden usarse también otros medios de fijación, tales como mecanismos de ajuste a presión, etc.

De manera alternativa, los dispositivos de refuerzo pueden estar comprendidos por un miembro elástico asegurado a la estructura de montaje y un elemento de refuerzo asociado apoyado en la placa de circuito impreso. El miembro elástico puede ser un muelle de lámina o una pieza de material de polímero o de caucho que tiene una cierta elasticidad.

Además, un lado inferior de los transductores ultrasónicos está asegurado a las áreas del transductor mediante un adhesivo sin endurecimiento, tal como un adhesivo que contiene butilo. El adhesivo conecta los transductores al tubo de flujo, mejorando de esta manera la transferencia de las vibraciones entre los transductores y un fluido en el orificio de flujo. El uso combinado de un dispositivo de refuerzo y un adhesivo sin endurecimiento garantiza una construcción duradera en la que se mantiene un contacto suficiente entre los transductores y el tubo de flujo durante períodos de funcionamiento prolongados. Una buena transferencia de vibraciones o de señales entre los transductores y el fluido es importante para la calidad de la señal y, de esta manera, puede afectar a las mediciones de flujo.

Tal como se observa en la Fig. 7 y en la Fig. 8, los transductores ultrasónicos pueden montarse además en islas 133 desplazables provistas en la placa de circuito impreso. Las islas están conectadas con la placa de circuito impreso restante mediante lengüetas 134 de PCB que contienen y proporcionan una cierta elasticidad. De esta manera, la parte de la PCB que contiene los transductores puede desplazarse hacia el tubo de flujo para garantizar un buen contacto entre el tubo de flujo y los transductores. La elasticidad proporcionada por las lenguas aísla también el resto de la PCB de las vibraciones del transductor. Además, hay provistas pistas de cobre en las lengüetas de la PCB para conectar los transductores al circuito de medición restante. Aunque la presente invención se ha descrito en conexión con las realizaciones especificadas, no debería interpretarse como limitada en modo alguno a los ejemplos presentados. El alcance de la presente invención está establecido por el conjunto de reivindicaciones adjuntas. En el contexto de las reivindicaciones, los términos "que comprende" o "comprende" no excluyen otros posibles elementos o etapas. El uso de signos de referencia en las reivindicaciones con respecto a los elementos indicados en las figuras tampoco deberá interpretarse como una limitación del alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Caudalímetro (1) ultrasónico compacto para medir el caudal y otros datos relacionados con un fluido, que comprende:

- un tubo (11) de flujo con un orificio (111) de flujo para el paso del fluido entre una entrada (112) y una salida (113);

- una carcasa (12) de caudalímetro asociada con el tubo de flujo;

- una placa (13) de circuito impreso dispuesta en la carcasa del caudalímetro y que incluye un procesador (135) para controlar las operaciones del caudalímetro;

- un circuito de medición que incluye dos o más transductores (4) ultrasónicos provistos en la placa de circuito impreso y configurado para operar los transductores ultrasónicos para transmitir y recibir paquetes de ondas de ultrasonidos a través del fluido;

- una pantalla (15) montada en la placa de circuito impreso y configurada para mostrar un caudal medido y otros datos relacionados con el fluido;

- uno o más paquetes de baterías para proporcionar energía para las operaciones del caudalímetro, incluyendo al menos el procesador y el circuito de medición y la pantalla;

caracterizado por que el procesador y los transductores ultrasónicos están montados en superficie en una cara (131) inferior de la placa de circuito impreso y la pantalla está montada en una cara (132) superior de la placa de circuito impreso, comprendiendo además dicho caudalímetro ultrasónico un recipiente (17) que tiene un compartimiento para contener un desecante, estando dicho recipiente dispuesto en la parte superior de la placa (13) de circuito impreso, estando el recipiente provisto de una abertura (173) pasante para recibir la pantalla (15) y configurado para proteger la placa de circuito impreso y otros componentes dispuestos en la carcasa del caudalímetro.

2. Caudalímetro ultrasónico compacto según la reivindicación 1, y que comprende una única placa (13) de circuito impreso y en el que la carcasa (12) de caudalímetro está integrada con el tubo (11) de flujo.

3. Caudalímetro ultrasónico compacto según las reivindicaciones 1 o 2, que comprende además una placa (171) frontal que proporciona una tapa para el recipiente (17), en el que la placa frontal está provista de una abertura (172) para recibir la pantalla (15) y la placa frontal está dispuesta enrasada con la pantalla.

4. Caudalímetro ultrasónico compacto según las reivindicaciones 2 o 3, que comprende además un dispositivo (18) de radiocomunicación montado en la placa de circuito impreso, estando el dispositivo de radiocomunicación acoplado eléctricamente a un elemento (181) de antena mediante un circuito (182) de radio, en el que el elemento de antena está montado en el recipiente y está acoplado de manera liberable al circuito de radio.

5. Caudalímetro ultrasónico compacto según la reivindicación 4, en el que el dispositivo de radiocomunicación está configurado para detectar si está conectado o no eléctricamente al elemento (181) de antena y el procesador (135) está configurado para determinar que el recipiente se ha levantado por encima de la placa de circuito impreso en base a una entrada desde el dispositivo de radiocomunicación que indica que la conexión eléctrica al elemento de antena se ha desconectado.

6. Caudalímetro ultrasónico compacto según las reivindicaciones 4 o 5, en el que el elemento (181) de antena está conectado al circuito de radio mediante conectores (183) provistos en la placa de circuito impreso y/o el elemento de antena.

7. Caudalímetro ultrasónico compacto según la reivindicación 6, en el que los conectores y/o las superficies (184) de conector complementarias están dispuestos en la placa de circuito impreso a lo largo de su periferia, de manera correspondiente a la posición del elemento de antena en el recipiente.

8. Caudalímetro ultrasónico compacto según cualquiera de las reivindicaciones 4-7, en el que el elemento (181) de antena está montado en una cara lateral del recipiente.

9. Caudalímetro ultrasónico compacto según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además dispositivos (19) de refuerzo dispuestos para proporcionar una fuerza de sujeción a cada uno de los transductores, empujando un lado inferior de los transductores contra las áreas de transductores.

10. Caudalímetro ultrasónico compacto según la reivindicación 9, en el que los dispositivos de refuerzo están montados en la parte superior de la placa de circuito impreso para aplicar la fuerza de sujeción a un área de la placa de circuito impreso que contiene los transductores ultrasónicos.

11. Caudalímetro ultrasónico compacto según las reivindicaciones 9 o 10, en el que cada uno de los dispositivos de refuerzo comprende un elemento (191) de refuerzo que se apoya en el transductor y/o la placa de circuito impreso y un miembro (193) elástico retenido configurado para proporcionar la fuerza de sujeción.

12. Caudalímetro ultrasónico compacto según la reivindicación 11, en el que cada uno de los dispositivos de refuerzo incluye un elemento (192) de soporte dispuesto para recibir, de manera desplazable, el elemento de refuerzo y el miembro elástico en forma de un muelle (193) helicoidal retenido entre el elemento de soporte y el elemento de refuerzo.