ES2898614T3 - Medidor de consumo de fluido con sensor de ruido - Google Patents

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Abstract

Un medidor de consumo dispuesto para medir el caudal de un fluido, comprendiendo el medidor de consumo: - un tubo de flujo con una abertura pasante para el paso del fluido entre una entrada y una salida, - primer y segundo transductores ultrasónicos (T1, T2) dispuestos en una pared del tubo de flujo para transmitir y recibir señales ultrasónicas transmitidas a través del fluido, proporcionando el tubo de flujo una superficie de acoplamiento entre los transductores ultrasónicos y el fluido que fluye en el tubo de flujo, - un circuito de control que comprende un subcircuito (CC1) de medición de flujo dispuesto para hacer funcionar el primer y segundo transductores ultrasónicos (T1, T2), y que está dispuesto para generar una señal indicativa del caudal (FR) del fluido a partir de las señales ultrasónicas transmitidas y recibidas transmitidas a través del fluido, caracterizado por que el circuito de control comprende además un subcircuito (CC2) de medición de ruido, dispuesto para generar una señal indicativa de un nivel de ruido (NL) del tubo de flujo o del fluido que contiene mediante el funcionamiento de al menos uno del primer y segundo transductores (T1, T2) para detectar señales acústicas del tubo de flujo o del fluido.

Description

DESCRIPCIÓN
Medidor de consumo de fluido con sensor de ruido
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de los dispositivos con sensor para la medición del ruido acústico en un fluido. Más específicamente, la invención se refiere al campo de los dispositivos con un sensor de nivel de ruido para monitorizar el ruido en una red de tuberías de servicios públicos. Específicamente, la invención proporciona un sensor de nivel de ruido integrado con un caudalímetro ultrasónico, p. ej., un medidor de consumo ultrasónico, o medidor de servicio, que comprende un caudalímetro ultrasónico, para medir los datos de consumo de un servicio público suministrado, p. ej., agua, calor o refrigeración. El documento WO 2013/041104 A1 describe un ejemplo de dicho caudalímetro ultrasónico.
Antecedentes de la invención
En las redes de distribución de agua potable, agua caliente para calefacción urbana y/o agua fría para refrigeración urbana, es importante poder detectar rápidamente anomalías en el desempeño diario. Por ejemplo, una tubería rota en una red de distribución de agua puede fácilmente causar la pérdida de cientos o incluso miles de metros cúbicos de agua potable limpia, lo que da como resultado una pérdida monetaria para el distribuidor, así como una pérdida medioambiental para toda la comunidad. Otro ejemplo podría ser una válvula en una red de distribución de calefacción urbana, que no se abre ni se cierra por completo según lo previsto. Como resultado, las bombas de presión pueden tener que funcionar a una velocidad de revolución más alta, lo que provoca un mayor consumo de energía por parte del distribuidor y una menor eficiencia de calefacción por el lado del consumidor.
Por lo tanto, es deseable para el distribuidor, y eventualmente para el consumidor, ayudar al distribuidor a detectar y localizar tales anomalías poco después, o incluso antes, de que se desarrollen por completo.
En el caso de fugas o roturas de tuberías, existen varios métodos de localización. Uno de ellos involucra varios hidrófonos instalados en hidrantes o en pozos. Las señales procedentes de los hidrófonos son correlacionadas en orden para triangular la posición de la fuga. Alternativamente, se pueden introducir trazadores en el fluido. Tal trazador podría ser gas o una sustancia radiactiva de rápida descomposición. Finalmente, el radar terrestre proporciona un medio para detectar la acumulación de agua como resultado de una fuga (importante). Estos métodos tienen en común que, por lo general, requieren la implicación de un subcontratista para proporcionar la experiencia necesaria para manejar el equipo sofisticado necesario, así como para interpretar los datos generados.
Compendio de la invención
Sería ventajoso proporcionar un dispositivo simple y de bajo costo para permitir la monitorización de fugas en una red de servicios públicos, permitiendo así a las empresas de servicios distribuir dichos dispositivos en varias posiciones de la red de servicios públicos.
En un primer aspecto, la invención proporciona un medidor de consumo dispuesto para medir el caudal de un fluido, comprendiendo el medidor de consumo: un tubo de flujo con una abertura pasante para el paso del fluido entre una entrada y una salida, un primer y un segundo transductores ultrasónicos dispuestos en el tubo de flujo para transmitir y recibir señales ultrasónicas transmitidas a través del fluido, proporcionando el tubo de flujo una superficie de acoplamiento entre los transductores ultrasónicos y el fluido que fluye en el tubo de flujo, un circuito de control que comprende un subcircuito de medición de flujo dispuesto para hacer funcionar el primer y segundo transductores ultrasónicos, y que está dispuesto para generar una señal indicativa del caudal del fluido a partir de las señales ultrasónicas transmitidas y recibidas transmitidas a través del fluido, caracterizado por que el circuito de control comprende además un subcircuito de medición de ruido, dispuesto para generar una señal indicativa de un nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene haciendo funcionar al menos uno de los transductores ultrasónicos primero y segundo para detectar señales acústicas del tubo de flujo o del fluido.
Con el medidor de consumo de la invención, el nivel de ruido de un tubo de flujo per se o del fluido que contiene se detecta por medio de al menos uno de los transductores ultrasónicos.
Según la invención, al menos uno de los transductores ultrasónicos primero y segundo, que de otro modo se usa para fines de medición de flujo, también se usa para detectar dicho nivel de ruido.
El al menos uno del primer y segundo transductores ultrasónicos detecta el nivel de ruido detectando señales acústicas del tubo de flujo per se o del fluido que contiene.
Según la invención, el circuito de control del medidor de consumo tiene un subcircuito de medición de flujo para hacer funcionar el primer y segundo transductores ultrasónicos en su modo de medición de flujo. El circuito de control del medidor de consumo también tiene un subcircuito de medición de ruido para hacer funcionar al menos uno del primer y segundo transductores ultrasónicos en su modo de medición del nivel de ruido.
Por "circuito de control" o "subcircuito" se entiende el circuito electrónico necesario adaptado para controlar la función del primer y segundo transductores ultrasónicos, tal como según los principios conocidos de mediciones del tiempo de vuelo, y del al menos uno del primer y segundo transductores ultrasónicos para la detección del nivel de ruido.
La invención es ventajosa porque un medidor de consumo ultrasónico es capaz de medir el caudal, p. ej., como se conoce en los contadores de agua o de calor existentes, también se utiliza para medir el nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene, es decir. señales acústicas por debajo de 2 kHz, es decir. por debajo del intervalo de frecuencia ultrasónica. Una ventaja de la invención es que el nivel de ruido se mide en la posición del sitio del consumidor. Aunque el nivel de ruido puede variar con el tiempo en cada sitio, aún se obtiene información valiosa, especialmente si todos o la mayoría de los medidores de consumo en una red de distribución municipal entregan datos de nivel de ruido al distribuidor. De este modo, se puede trazar una imagen más amplia mediante el poder de la pluralidad y las anomalías en la red de distribución, p. ej., fugas en el sistema de tuberías, se pueden descubrir con mayor precisión. Si además se dispone de datos geográficos de la ubicación de los medidores de consumo individuales, se puede estimar la ubicación de una anomalía. Es probable que la incertidumbre de esta ubicación se reduzca por la densidad de los medidores de consumo y la precisión de sus respectivas posiciones.
Además, son comunes las redes de distribución con los llamados sistemas de lectura automática de contadores (AMR), en los que los datos de consumo se transmiten desde los contadores de consumo en el sitio del consumidor al distribuidor con intervalos de tiempo regulares, que van desde una hora a un año. Normalmente, los datos se transmiten entre 1 y 24 veces al día. La comunicación generalmente se lleva a cabo a través de una red inalámbrica, que es operada por el distribuidor o un subcontratista y, por lo tanto, está dedicada a la tarea. La capacidad de una red de comunicación de este tipo es suficiente para transportar información adicional además de los datos de consumo. Por tanto, dicha información adicional podrían ser datos que representen el nivel de ruido en las tuberías de distribución de fluido procedente de cada medidor de consumo. De este modo, el distribuidor puede almacenar y/o procesar dichos datos de nivel de ruido en un sistema de procesamiento dedicado, p. ej., para monitorizar fugas u otras anomalías en el sistema de tuberías. La sensibilidad de dicho sistema de monitorización puede mejorarse aún más combinando datos de nivel de ruido con otros datos que proceden de cada sitio de consumidor, tales como caudal, presión y temperatura. Dichos datos pueden ser especialmente útiles cuando se combinan en un modelo hidráulico para todo el sistema de tuberías de la red de distribución.
Los estudios han demostrado que el ruido acústico debido a fugas en las tuberías es dominante en el intervalo de frecuencia por debajo de 2 kHz, según el tamaño de la fuga, el material de la tubería, el caudal y la presión de funcionamiento. Los caudalímetros ultrasónicos se operan típicamente en el intervalo de MHz, por lo que el intervalo de frecuencia del nivel de ruido relevante es significativamente diferente de las frecuencias utilizadas en las mediciones de caudal. Las señales acústicas se pueden medir de diversas formas con diferentes sensores, que abarcan desde un simple micrófono de bobina móvil mediante sensores capacitivos hasta sensores piezoeléctricos. Dado que un medidor de consumo basado en la medición ultrasónica de flujo ya comprende transductores ultrasónicos, tales como transductores piezoeléctricos, según la invención, el/los mismo(s) transductor(es) involucrado(s) en las mediciones de caudal se utiliza(n) como sensor para detectar señales acústicas relacionadas con el nivel de ruido en el tubo de flujo o en el fluido que contiene.
Los medidores de consumo modernos emplean uno o más microcontroladores para realizar la medición del flujo y calcular los datos que representan una cantidad de consumo. Por tanto, debe entenderse que el subcircuito de medición de flujo y el subcircuito de medición de ruido pueden implementarse en un solo procesador o en procesadores separados. La potencia de cálculo de un microcontrolador moderno es adecuada para realizar el análisis de datos de la señal registrada por el sensor de nivel de ruido, p. ej., para realizar un análisis estadístico de los niveles de ruido detectados durante un período de tiempo, reduciendo así la cantidad de datos a transmitir en lugar de transmitir una gran cantidad de datos sin procesar.
El procesamiento de datos de la salida del sensor puede ser específicamente un cálculo simple de raíz cuadrada media (RMS) para proporcionar un valor que represente una medida del nivel de ruido general. P. ej., en una banda de frecuencia seleccionada, tal como 10-500 Hz. El análisis que es más sofisticado puede ser el filtrado de frecuencia en ciertas bandas de frecuencia, seguido de un cálculo de RMS, para proporcionar un intervalo de cifras de ruido asociadas con diferentes bandas de frecuencia. Por último, se podría realizar una Transformada Rápida de Fourier (FFT) completa para proporcionar el espectro completo de señales acústicas, lo que implica la densidad de potencia de ruido, así como la información de fase asociada. El último nivel de análisis puede ser deseable para realizar un cálculo de correlación cruzada con el propósito de triangular la ubicación de la fuente de ruido. Sin embargo, para muchos propósitos prácticos, la información que proviene del cálculo más simple de la cifra de ruido es suficiente para indicar la posición de la fuente de ruido.
El procesamiento de datos a bordo del medidor de consumo puede comprender detectar si una medida del nivel de ruido promedio o de pico excede un valor umbral predeterminado. En tal caso, el medidor de consumo puede estar dispuesto para transmitir una señal de advertencia especial o similar. Esto puede facilitar el procesamiento en el lado del distribuidor, ya que las fugas u otras anomalías se pueden monitorizar fácilmente observando tales advertencias.
A continuación, se describen características y realizaciones de la invención.
Según la invención, el subcircuito de medición de ruido está dispuesto para generar la señal indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene mediante el funcionamiento de al menos uno de los transductores ultrasónicos primero y segundo para detectar señales acústicas del tubo de flujo o del fluido.
Por tanto, según la invención, el nivel de ruido se detecta mediante al menos uno de los transductores ultrasónicos primero y segundo. Aunque uno de dichos medios puede ser suficiente para detectar el nivel de ruido, dicha detección de nivel de ruido dual permite determinaciones más precisas y, en particular, una distinción más precisa de las diferentes fuentes de ruido, para poder eliminar ruidos transitorios como los de tráfico y/o ruidos continuos o casi continuos, tales como los procedentes de los sistemas de calefacción o refrigeración.
Además, el subcircuito de medición de ruido puede comprender al menos un amplificador de transimpedancia (impedancia de transferencia) para la conversión de una corriente indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene en una tensión indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene.
El uso de amplificadores de transimpedancia con el subcircuito de medición de ruido puede eliminar el ruido eléctrico que no se origina en el tubo de flujo o en el fluido que contiene: Las señales acústicas muy pequeñas captadas por el al menos uno de los transductores ultrasónicos primero y segundo pueden estar basadas en la generación de carga eléctrica, tal como con transductores piezoeléctricos. Las pequeñas corrientes resultantes de tal generación de carga requieren una amplificación sustancial para obtener una señal utilizable, y es crucial suprimir otras fuentes de ruido. Esto se puede lograr mediante el uso de amplificadores de transimpedancia, que convierten la corriente en tensión y suprimen (no amplificando) las fuentes de ruido de tensión.
Según la invención, al menos uno de los transductores ultrasónicos de flujo primero y segundo se hace funcionar para detectar las señales acústicas del tubo de flujo o del fluido que contiene. En particular, tanto el primer como el segundo transductores de flujo ultrasónico pueden ser hechos funcionar para detectar las señales acústicas del tubo de flujo o del fluido que contiene. Según estas realizaciones, al menos uno o alternativamente ambos transductores ultrasónicos de flujo, que de otro modo se usan para mediciones de caudal, también se usan para detectar el nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene.
La presente invención se basa en la idea de que los transductores de medición de flujo también pueden usarse con fines de detección de ruido: Incluso aunque los transductores ultrasónicos están adaptados para mediciones de caudal en el intervalo de frecuencia de MHz, también pueden detectar señales de ruido en los intervalos de Hz o de kHz. En consecuencia, con esta realización, los transductores ultrasónicos de los medidores de consumo tienen una función dual, lo que a su vez permite una construcción más simple del medidor en comparación con las realizaciones que no forman parte de la invención que implican un sensor de nivel de ruido dedicado.
En una realización particular de la invención el medidor de consumo tiene un primer transductor ultrasónico que es un primer transductor piezoeléctrico con un primer elemento piezoeléctrico con una primera dirección de polarización, y un segundo transductor ultrasónico que es un segundo transductor piezoeléctrico con un segundo elemento piezoeléctrico con una segunda dirección de polarización opuesta a la primera dirección de polarización.
La aplicación de tales transductores polarizados de manera opuesta permite una relación señal-ruido mejorada con la detección de ruido procedente del tubo de flujo o del fluido que contiene.
Según esta realización, los dos transductores piezoeléctricos tienen diferentes direcciones de polarización. Dichos dos transductores, cuando se exponen a una señal acústica de longitud acústica significativamente más larga que la distancia entre los transductores, observarán la misma (o casi la misma) amplitud de la señal acústica y, a su vez, mostrarán acomodación de carga dirigida de manera opuesta y corrientes dirigidas de manera opuesta. En consecuencia, la señal diferencial entre los transductores será el doble de la señal procedente de cada uno de los transductores y, dado que el nivel de ruido aumenta solo en un factor de V2, se obtendrá una mejora de la relación señal-ruido de V2.
En este contexto, debe entenderse una "longitud acústica significativamente más larga", ya que la señal acústica considerada debe tener una longitud de onda significativamente más larga que la distancia entre los transductores.
Según otra realización de la invención, ambos transductores ultrasónicos están conectados a amplificadores de transimpedancia del subcircuito de medición de ruido.
Así, según esta realización, el subcircuito de medición de ruido comprende un primer amplificador de transimpedancia conectado al primer transductor ultrasónico para la conversión de una primera corriente indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene a una primera tensión indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene, y un segundo amplificador de transimpedancia conectado al segundo transductor ultrasónico para la conversión de una segunda corriente indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene a una segunda tensión indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene.
Como se describió anteriormente, los amplificadores de transimpedancia convierten corrientes en tensiones, ofreciendo así la ventaja de eliminar los ruidos de tensión.
Además, el subcircuito de medición de ruido comprende preferiblemente un amplificador diferencial para la amplificación de la diferencia entre la primera y la segunda tensiones indicativas del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene para generar la señal indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene.
Por tanto, para minimizar la interferencia procedente del ruido eléctrico, el subcircuito de medición de ruido puede disponerse para recibir una señal diferencial procedente de los transductores, teniendo las dos señales signos opuestos. Por tanto, el circuito amplificador es simétrico con respecto a las dos entradas para la cancelación del ruido eléctrico. La medición diferencial anula eficazmente las interferencias eléctricas procedentes del exterior.
Como se describió anteriormente, en particular con transductores piezoeléctricos polarizados en sentido opuesto, la relación señal-ruido puede mejorarse considerando la diferencia entre las señales de los transductores en lugar de cada una de las señales individualmente.
El subcircuito de medición de ruido puede comprender adicional o alternativamente un amplificador operacional con una retroalimentación de bucle cerrado, tal como con la retroalimentación de bucle cerrado que comprende un condensador en paralelo con una resistencia, para proporcionar un amplificador sensible a la carga.
Según otra realización de la invención, al menos uno del primer y segundo transductores ultrasónicos comprende un primer segmento transductor y un segundo segmento transductor, siendo operado el primer segmento transductor por el subcircuito de medición de flujo para generar la señal indicativa del caudal del fluido, y siendo hecho funcionar el segundo segmento por el subcircuito de medición de ruido para la detección de señales acústicas procedentes del tubo de flujo o del fluido que contiene. Preferiblemente, el primer segmento es circular y el segundo segmento está dispuesto de forma anular alrededor del primer segmento.
Según esta realización, al menos uno del primer y segundo transductores tiene diferentes segmentos dedicados a la medición del caudal y a la medición del nivel de ruido. Los segmentos pueden adaptarse a los intervalos de frecuencia relevantes de cada una de estas tareas estructural y dimensionalmente, tales como proporcionar resonancia adaptada y capas coincidentes.
En términos de frecuencia, la invención se basa según el conocimiento de los inventores, de que las señales acústicas más relevantes a detectar están en el intervalo de frecuencia de 10-2000 Hz, preferiblemente en el intervalo de frecuencia de 10-1000 Hz, más preferiblemente en el intervalo de 10-500 Hz. En particular, la detección puede implicar un filtrado de paso de banda de la señal acústica para eliminar las señales acústicas fuera del intervalo de frecuencia de 10-500 Hz.
Además, los presentes inventores han observado que los intervalos de frecuencia anteriores se aplican a diferentes tipos de tuberías de flujo: Se aplican a tuberías de acero, así como a tuberías hechas de materiales poliméricos.
En caso de que al menos uno del primer y segundo transductores ultrasónicos sirva como sensor de nivel de ruido, el subcircuito de medición de flujo y el subcircuito de medición de ruido pueden disponerse en paralelo, de manera que sus respectivas operaciones se seleccionen mediante un medio de conmutación durante períodos no superpuestos.
Además, el subcircuito de medición de ruido puede desconectarse de los transductores piezoeléctricos cuando se realiza una medición de flujo. De lo contrario, se puede suprimir la generación de la señal ultrasónica y fallar la medición de flujo. Además, los interruptores utilizados no deben interferir con la señal ultrasónica vista por el transductor receptor.
Además, el subcircuito de medición de ruido puede disponerse para procesar una salida del sensor para la detección de señales acústicas durante un período de tiempo, y para calcular en consecuencia al menos un valor único indicativo de un nivel de ruido medio. El subcircuito puede p.ej., estar dispuesto para calcular en consecuencia una pluralidad de valores indicativos de los respectivos componentes espectrales del nivel de ruido medio, p. ej., correspondiente a niveles seleccionados de 1/1 de octava o de 1/3 de octava, etc. El subcircuito puede disponerse alternativa o adicionalmente para calcular un valor de pico indicativo de un nivel de ruido de pico durante dicho período de tiempo. Además, el subcircuito puede disponerse alternativa o adicionalmente para calcular una pluralidad de valores diferentes indicativos del nivel de ruido durante dicho período de tiempo. Midiendo durante un período de tiempo y procesando las señales medidas, es posible reducir la cantidad de datos que han de ser comunicados desde el medidor de consumo con respecto a las señales detectadas del tubo de flujo o del fluido que contiene y que pueden ser consideradas como indicativas de ruido, de fugas u otras anomalías.
Además, según una realización de la invención, la generación de la señal indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene comprende derivar un parámetro estadístico que representa el nivel de ruido.
Además, el subcircuito de medición de ruido puede disponerse de forma alternativa o adicional para calcular una medida de nivel de ruido, comparar dicha medida de nivel de ruido con un valor umbral y generar una señal de advertencia de fuga en caso de que se supere dicho valor umbral. . Especialmente, en tal caso, el medidor de consumo puede diferir el envío de cualquier dato relacionado con el ruido, excepto en caso de que se genere una señal de advertencia de fuga.
El medidor de consumo comprende preferiblemente un módulo de comunicación dispuesto para comunicar dicha señal indicativa del caudal del fluido, y para comunicar datos que representan al menos un valor indicativo del nivel de ruido del tubo de flujo. El módulo de comunicación puede además estar dispuesto para comunicar datos que representen un caudal medido de fluido en el tubo de flujo o datos que representen una cantidad consumida, tal como estar dispuesto para transmitir paquetes de datos tanto con un valor indicativo del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene, como con un valor que representa una cantidad consumida.
El medidor de consumo puede ser un contador de agua, un contador de gas, un medidor de calor o un medidor de refrigeración. Preferiblemente, el medidor de consumo está dispuesto para medir datos de consumo de un servicio público suministrado que se utiliza como base para la facturación de la que forma parte la medición del caudal. El medidor de consumo se puede utilizar en conexión con calefacción urbana, refrigeración urbana y/o el suministro de agua distribuida. El medidor de consumo puede ser un contador legal, es decir, un contador sometido a las exigencias reglamentarias. Tales demandas regulatorias pueden incluir demandas a la precisión de las mediciones.
Según un segundo aspecto, la invención proporciona un método para medir un caudal de un fluido por medio del medidor de consumo según el primer aspecto de la invención, comprendiendo el método: hacer funcionar el primer y segundo transductores ultrasónicos por medio del subcircuito de medición de flujo para transmitir y recibir señales ultrasónicas a través del fluido en el tubo de flujo, generando por medio del subcircuito de medición de flujo la señal indicativa del caudal del fluido, hacer funcionar al menos uno del primer y segundo transductores ultrasónicos mediante el subcircuito de medición de ruido para detectar señales acústicas del tubo de flujo o del fluido que contiene, y generar mediante el subcircuito de medición de ruido la señal indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene .
Con el método, el subcircuito de medición de flujo es hecho funcionar durante un primer período de tiempo, y el subcircuito de medición de ruido es hecho funcionar durante un segundo período de tiempo, y en donde el primer y segundo períodos de tiempo son períodos de tiempo no superpuestos.
También con el método, el al menos uno del primer y segundo transductores ultrasónicos se hace funcionar por medio del subcircuito de medición de ruido durante un período de flujo del fluido en el tubo de flujo por debajo de un umbral de caudal predeterminado.
Según esta realización de la invención, las mediciones de ruido se realizan preferiblemente durante períodos de poco flujo, más preferiblemente durante períodos sin flujo en absoluto. Durante tales períodos, el ruido relacionado con el flujo que se produciría de otro modo en el sistema de tuberías de fluido, tal como el flujo relacionado con el consumo de fluido de los consumidores, es mínimo, y cualquier ruido relacionado con cualesquiera fugas es más pronunciado.
En un tercer aspecto, la invención proporciona un sistema que comprende una pluralidad de medidores de consumo según el primer aspecto de la invención, en donde la pluralidad de medidores de consumo están dispuestos distribuidos espacialmente en sitios de consumidores en una red de servicios públicos, en donde cada uno de la pluralidad de medidores de consumo comprende además medios de comunicación dispuestos para transmitir datos que representan el nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene, y en donde el sistema comprende un colector principal dispuesto para recibir dichos datos que representan el nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene procedente de la pluralidad. de contadores de consumo.
En particular, el sistema según la invención comprende preferiblemente un procesador de datos dispuesto para procesar dichos datos que representan el nivel de ruido procedente de la pluralidad de medidores de consumo en la red de servicios públicos, y para determinar una medida de la posición de una fuga de fluido en la red de servicios públicos en respuesta a dichos datos e información relativa a posiciones individuales de cada uno de la pluralidad de medidores de consumo en la red de servicios públicos.
Mientras que el medidor de consumo individual según el primer aspecto de la invención proporciona una herramienta potente para la detección de ruido relacionado con fugas en una red de servicios públicos, un sistema de una pluralidad de dichos medidores de consumo distribuidos en una pluralidad de sitios de consumidores en la red de servicios públicos proporciona una herramienta aún más potente.
Debe entenderse que los ruidos relacionados con las fugas a menudo son pequeños en comparación con los otros ruidos en la red de servicios públicos: Ruidos relacionados con el flujo que de otro modo se producirían en la red, es decir, el consumo de los consumidores, así como otros tipos de ruido del entorno, tales como el ruido del tráfico y otros ruidos transitorios, que también son detectados por el medidor de consumo.
En particular, con pequeños ruidos procedentes de fugas, la aplicación de una pluralidad de medidores de consumo es ventajosa: El nivel de ruido se detecta procedente de cada uno de la pluralidad de medidores de consumo, es decir, procedente de una pluralidad de posiciones diferentes en la red, y la posición de la fuga puede estimarse, por ejemplo, mediante técnicas triangulares conocidas.
En particular, en condiciones de flujo limitado o incluso sin flujo, el sistema de la pluralidad de medidores de consumo proporciona una herramienta potente para distinguir entre ruido de fuga y "otras" fuentes de ruido.
En general, los diversos aspectos de la invención pueden combinarse y acoplarse de cualquier forma posible dentro del alcance de la invención. Estos y otros aspectos, características y/o ventajas de la invención resultarán evidentes y se aclararán con referencia a las realizaciones descritas a continuación.
Breve descripción de los dibujos
Se describirán realizaciones de la invención, únicamente a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos, en los que
La figura 1 es una ilustración esquemática de una realización de medidor de consumo que no forma parte de la invención con un transductor sensor de nivel de ruido dedicado.
La figura 2 es una ilustración esquemática de una realización de medidor de consumo en la que uno de los transductores ultrasónicos implicados en las mediciones de caudal se utiliza para captar ruido.
Las figuras 3a y 3b ilustran un alojamiento monolítico de un medidor de consumo, en la que un sensor de nivel de ruido dedicado está dispuesto en una pared de tubo de flujo ininterrumpida.
La figura 3c ilustra una realización del medidor de consumo que no forma parte de la invención, en la que el sensor de nivel de ruido dedicado y los transductores de flujo ultrasónicos están dispuestos en un alojamiento montado en un tubo de flujo continuo.
La figura 3d ilustra una realización del medidor de consumo que no forma parte de la invención en la que el sensor de nivel de ruido dedicado y los transductores de flujo ultrasónicos están dispuestos en un alojamiento que se puede sellar montado en un tubo de flujo.
La figura 4 ilustra un transductor ultrasónico segmentado para usar con el medidor de consumo según la invención.
Las figuras 5a y 5b ilustran señales acústicas procedentes de una tubería de acero registradas con el medidor de consumo según la invención con (a) y sin (b) una fuga en la tubería, respectivamente.
Las figuras 6a y 6b ilustran señales acústicas procedentes de una tubería de plástico registradas con el medidor de consumo según la invención con (a) y sin (b) una fuga en la tubería, respectivamente.
La figura 7 ilustra un ejemplo de una realización del sistema en la que se puede detectar una fuga en una red de servicios públicos a partir de un aumento en el nivel de ruido detectado por un grupo de medidores de consumo.
La figura 8 ilustra para el sistema de la figura 7 un ejemplo de una fuga en otra posición de la red de servicios públicos, y
La figura 9 ilustra las etapas de una realización del método.
Descripción de realizaciones
La figura 1 muestra una realización del medidor de consumo que no forma parte de la invención en la que dos transductores de flujo T1, T2, en forma de un par de transductores ultrasónicos piezoeléctricos, están dispuestos en la pared W de un tubo de flujo en donde el fluido fluye en la dirección indicada por la flecha grande a la izquierda. Los dos transductores T1, T2 son operados por un subcircuito CC1 de medición de flujo para transmitir y recibir señales ultrasónicas a través de los transductores T1, T2, para poder generar una señal de caudal indicativa del caudal de fluido, FR basado en técnicas ultrasónicas conocidas de medición del tiempo de tránsito. En la realización mostrada, los reflectores R1, R2 sirven para dirigir las señales ultrasónicas (flechas discontinuas) a lo largo del flujo de fluido en el tubo de flujo.
El medidor de consumo comprende además un sensor T3 de nivel de ruido dedicado configurado para medir señales vibratorias acústicas en el tubo de flujo o en el fluido que contiene. En la realización ilustrada que no forma parte de la invención, el sensor es un tercer transductor T3 separado ubicado en la pared del tubo de flujo entre el primer y segundo transductores T1, T2. Como se describirá adicionalmente a continuación, también se pueden usar otros tipos de sensor como alternativa al transductor. Además, en las formas de realización alternativas mostradas, el sensor puede disponerse a lo largo de una pared del tubo de flujo ininterrumpida o dentro de un alojamiento que se puede sellar adaptado para interactuar con el fluido en el tubo de flujo.
El ruido en el fluido, indicado por la curva de ruido en la Fig. 1, es capturado por el transductor T3 separado. La salida del transductor T3 se aplica a un subcircuito CC2 de medición de ruido que procesa y emite una medida del nivel de ruido en consecuencia. Especialmente, el tercer transductor T3 puede ser un transductor piezoeléctrico, p. ej., similar al primer y segundo transductores piezoeléctricos T1, T2. Especialmente, el tercer transductor piezoeléctrico T3 puede comprender un elemento piezoeléctrico, p. ej., en forma de disco, con una primera superficie enfrentada al tubo de flujo, y en el que una segunda superficie opuesta a la primera superficie del elemento piezoeléctrico está soportada por un soporte rígido de un material amortiguador acústico, tal como un material amortiguador que comprende caucho.
El medidor de consumo comprende preferiblemente un módulo de comunicación (no mostrado) dispuesto para comunicar datos indicativos del nivel de ruido NL además de los datos de consumo basados en el caudal medido FR. En algunas realizaciones, el medidor de consumo puede correlacionar el caudal medido FR y el nivel de ruido NL (y posiblemente otros valores medidos) para poder detectar cualquier anomalía, que luego se puede comunicar en consecuencia.
La figura 2 ilustra una variante de la realización de la figura 1 en la que el primer transductor piezoeléctrico T1 involucrado en la medición ultrasónica del caudal se usa como sensor para las señales acústicas en el tubo de flujo o en el fluido que contiene.
Por tanto, en esta realización según la invención, tanto el subcircuito CC1 de medición de flujo como el subcircuito CC2 de medición de ruido están conectados al primer transductor T1. El primer y segundo subcircuitos CC1, CC2 pueden ser hechos funcionar simultáneamente, o puede ser deseable que sean controlados de modo que el caudal FR y el nivel de ruido NL se midan en periodos de tiempo de funcionamiento no superpuestos. Sin embargo, debido a la diferencia espectral en las señales acústicas que se han de captar para detectar fugas u otras anomalías y la señal ultrasónica involucrada en las mediciones del caudal (hasta 2 kHz frente a unos pocos MHz), el segundo circuito de control CC2 puede estar dispuesto para filtrar espectralmente la salida procedente del primer transductor T1.
En comparación con la realización que no forma parte de la invención de la figura 1, la realización según la invención de la figura 2 ahorra un componente, ya que el primer transductor T1 tiene una función dual. Sin embargo, en la realización que no forma parte de la invención de la figura 1, puede ser posible prever un transductor T3 más dedicado que sea más sensible a las señales acústicas en el intervalo de frecuencia relevante para detectar anomalías.
La figura 3a ilustra una realización del medidor de consumo que no forma parte de la invención y que comprende un alojamiento monolítico y un tubo de flujo, en la que el sensor de nivel de ruido dedicado está dispuesto en una pared de tubo de flujo ininterrumpida junto con el primer y segundo transductores de flujo T1, T2 para medir el caudal. El alojamiento y el tubo de flujo están moldeados como un solo componente monolítico 30 que proporciona un alojamiento 300 con una pared 310 ininterrumpida contra el tubo de flujo (indicado con flechas).
Con referencia a la figura 3b, la pared 310 incluye una primera área 320 en la que está dispuesto un sensor de nivel de ruido dedicado en términos de un transductor ultrasónico T3. La pared incluye además una segunda área 330 que rodea la primera área 320. En la realización mostrada que no forma parte de la invención, el grosor de la primera área 320 es menor que el grosor de la segunda área. En otra realización que no forma parte de la invención (no mostrada), el grosor de la primera área puede ser igual a mayor que el grosor de la segunda área. La primera área proporciona una ventana acústica para el sensor de nivel de ruido, configurada para la captación eficiente de señales acústicas procedentes del tubo de flujo o del fluido que contiene.
La figura 3c ilustra una realización de medidor de consumo que no forma parte de la invención en la que el sensor de nivel de ruido dedicado y los transductores de flujo están dispuestos en un alojamiento montado en un tubo de flujo continuo. El sensor de nivel de ruido dedicado, tal como un transductor ultrasónico T3, está montado con una superficie que mira hacia el tubo de flujo, por lo que el tubo de flujo proporciona una superficie de acoplamiento entre el sensor de nivel de ruido y el fluido que fluye en el tubo de flujo. De este modo, se proporciona una disposición no invasiva y el sensor está protegido del fluido en el tubo de flujo.
La figura 3d ilustra una realización del medidor de consumo que no forma parte de la invención, en la que el sensor T3 de nivel de ruido dedicado y los transductores T1, T2 de flujo están dispuestos en un alojamiento que se puede sellar montado en un tubo de flujo provisto de varias aberturas 311. El sensor y los transductores están montados en insertos 301 de sensor previstos en una parte inferior del alojamiento. Los insertos 301 de sensor son cavidades salientes constituidas por una pared inferior 302 del alojamiento. El alojamiento está montado de manera estanca a los fluidos en el tubo de flujo, y se pueden prever juntas u otros tipos de elementos de sellado (no mostrados) entre el alojamiento y el tubo de flujo. Cuando el alojamiento está montado, las cavidades que sobresalen se extienden hacia las aberturas 311 en el tubo de flujo. De este modo, la pared inferior del alojamiento proporciona una superficie de acoplamiento entre el sensor de nivel de ruido y el fluido que fluye en el tubo de flujo. En una realización alternativa, el sensor de nivel de ruido y los transductores de flujo pueden disponerse en uno o más insertos de sensor comunes que se extienden en un número correspondiente de aberturas en el tubo de flujo.
El alojamiento 300 está formado como una entidad monolítica y los insertos 301 de sensor están formados monolíticamente con el alojamiento 300 como cavidades sobresalientes que constituyen parte del fondo del alojamiento. El alojamiento monolítico en forma de copa se puede moldear en un material tal como un polímero reforzado con fibra, p. ej., sulfuro de polifenileno (PPS) reforzado con fibra. El tubo 310 de flujo puede estar hecho de un material polimérico o de metal, como una aleación de latón o acero inoxidable.
La figura 4 ilustra un transductor ultrasónico 400 segmentado para ser utilizado con el medidor de consumo según la invención. El transductor 400 tiene un primer segmento 410 de transductor, que es un primer electrodo, y que es circular y está dispuesto en el centro de la superficie del área de la base del transductor. Además, el transductor 400 tiene un segundo segmento 420 de transductor, que es un segundo electrodo, y que es anular y rodea el primer segmento 410 de transductor en la superficie del transductor. El contraelectrodo 430, que es contraelectrodo tanto para el primero como para el segundo electrodos, está dispuesto en el área lateral del cuerpo del transductor.
El primer electrodo 410 puede ser operado por un subcircuito de medición de flujo (no mostrado) para mediciones de flujo, mientras que el segundo electrodo 420 puede ser operado por un subcircuito de medición de ruido (no mostrado) para mediciones de ruido.
Las figuras 5a y 5b ilustran señales acústicas procedentes de una tubería de acero registradas con el medidor de consumo según la invención con (figura 5a) y sin (figura 5b) una fuga en la tubería, respectivamente.
El medidor de consumo de la Fig. 2 se aplicó a una tubería de acero de 5,08 cm (2") y se registraron señales acústicas en el intervalo de frecuencia de 0-1,54 kHz durante una ventana de medición de 1 segundo.
Se observó una señal acústica significativa por debajo de aprox. 500 Hz en el caso con fuga (Fig. 5a), cuya señal está ausente en ausencia de la fuga (Fig. 5b). Esta señal indica la existencia de la fuga.
Las figuras 6a y 6b ilustran señales acústicas de una tubería de plástico registradas con el medidor de consumo según la invención con (figura 6a) y sin (figura 6b) una fuga en la tubería, respectivamente.
El medidor de consumo de la Fig. 2 se aplicó a una tubería de plástico (PEM) de 2,54 cm (1") y se registraron señales acústicas en el intervalo de frecuencia de 0-1,54 kHz durante una ventana de medición de 1 segundo.
Se observó una señal acústica significativa por debajo de aprox. 500 Hz en el caso con fuga (Fig. 6a), cuya señal está ausente en ausencia de la fuga (Fig. 6b). Esta señal indica la existencia de la fuga.
La figura 7 ilustra una realización del sistema, donde una pluralidad de medidores de consumo en términos de contadores de agua W_M se montan distribuidos espacialmente para medir el agua consumida por los respectivos consumidores conectados a una red de servicios públicos de suministro de agua U_N, que comprenden todos un circuito de control dispuesto para hacer funcionar un sensor. para la detección de señales acústicas del tubo de flujo, como se describe anteriormente. Todos los contadores de agua W_M tienen medios de comunicación en forma de módulos de radio capaces de transmitir datos que representan un nivel de ruido del tubo de flujo en respuesta a la señal indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo. Además, los módulos de radio son capaces de transmitir datos que representan una cantidad de agua consumida de la red de servicios públicos U_N. Junto con dichos datos, el contador de agua individual W_M transmite preferiblemente un código de identificación único, para permitir la facturación a los consumidores individuales según la cantidad de agua consumida.
Un coleccionista principal, p. ej., ubicado en el proveedor de servicios públicos, comprende un módulo de comunicación CM dispuesto para recibir dichos datos que representan el nivel de ruido del tubo de flujo de la pluralidad de contadores de agua, y datos que representan una cantidad de agua consumida, preferiblemente junto con un código de identificación único para identificar el contador de agua individual, que ha transmitido los datos. Los datos de nivel de ruido NL_D se proporcionan a un procesador de datos DP, p. ej., un servidor, dispuesto para monitorizar dichos datos NL_D que representan el nivel de ruido de los contadores de agua en la red de servicios públicos, y para determinar una medida de fuga de fluido en la red de servicios públicos en consecuencia. En la Fig. 7, se indica una fuga en una ubicación específica en el sistema de tuberías de la red de servicios públicos U_N. Las estrellas se utilizan para indicar los contadores de agua en los que se detectan niveles de ruido más altos de lo habitual. El procesador de datos puede ejecutar un algoritmo de monitorización de fugas que monitoriza los datos de nivel de ruido NL_D para permitir la detección temprana de fugas. P.ej. comparando los datos del nivel de ruido NL_D observados con los datos del nivel de ruido NL_D normalmente observados de los mismos contadores de agua, p. ej., en bandas de frecuencia específicas, será posible detectar un aumento de ruido procedente de una fuga mediante contadores de agua ubicados cerca de la fuga, p. ej. los indicados en la Fig. 7 con estrellas. Esto permite al proveedor de servicios públicos localizar un daño en la tubería y tomar medidas en una etapa temprana después de que se haya producido una fuga.
Sobre la base de los datos que representan el nivel de ruido de los contadores de agua, el procesador de datos DP puede estar dispuesto para determinar la posición de una fuga de fluido en la red de servicios públicos U_N en respuesta a dichos datos de nivel de ruido NL_D e información sobre las posiciones individuales de los medidores de consumo en la red de servicios públicos. Especialmente, los códigos de identificación permiten al procesador de datos identificar las posiciones físicas de los contadores de agua, y mediante la aplicación de un algoritmo de triangulación a los datos de nivel de ruido NL_D y las posiciones conocidas de su origen, se puede identificar la posición de una posible fuga.
La figura 8 ilustra el mismo sistema que en la figura 7, pero para una posición de fuga diferente en el sistema de tuberías. Nuevamente, las estrellas indican el contador de agua donde se detecta un aumento en el nivel de ruido, es decir, contadores de agua ubicados en el sistema de tuberías cerca de la fuga.
Debe entenderse que, en tales sistemas, los datos de nivel de ruido NL_D transmitidos por el contador de agua pueden tener una complejidad diferente, dependiendo de la cantidad de potencia de procesamiento en los contadores de agua. Por ejemplo, la potencia de procesamiento puede permitir el cálculo de al menos un parámetro estadístico, que se puede transmitir. Por ejemplo, un preprocesamiento en el contador de agua puede permitir que los contadores de agua individuales controlen por sí mismos ruidos inusuales, p. ej., comparándolo con los niveles de ruido registrados durante un largo período de tiempo. En tales casos, no solo se pueden transmitir datos de nivel de ruido sino también una señal de alarma desde el contador de agua en caso de que un parámetro de nivel de ruido predeterminado exceda un umbral predeterminado, p. ej., un umbral calculado por el contador de agua individual en respuesta a los niveles de ruido registrados durante un largo período de tiempo.
Debe entenderse que los datos de nivel de ruido NL_D pueden comprender datos de nivel de ruido promedio, p. ej., un valor global, o dividido en bandas de frecuencia, p. ej., bandas de 1/1 de octava. Los datos de nivel de ruido NL_D pueden comprender además otros parámetros, tales como valores máximos y/o un nivel excedido en un N por ciento del tiempo, o incluso otros valores determinados en respuesta a señales acústicas detectadas. Los datos de nivel de ruido NL_D pueden transmitirse a intervalos de tiempo regulares, p. ej., junto con los datos que representan una cantidad consumida de los servicios públicos, y/o los datos de nivel de ruido NL_D pueden solicitarse al colector principal. Especialmente, puede ser deseable monitorizar los datos de nivel de ruido NL_D obtenidos en intervalos de tiempo específicos, p. ej., durante la noche, donde solo se esperan unos pocos eventos perturbadores de ruido en la red de servicios públicos U_N.
Además, además de los datos de nivel de ruido NL_D, el procesador de datos puede estar dispuesto para recibir más datos medidos adicionales procedentes de la pluralidad de contadores de agua, y para tener en cuenta dichos datos adicionales al determinar la medida de la fuga de fluido en la red de servicios públicos en consecuencia. Dichos datos adicionales pueden comprender uno o más de: datos que representan un caudal, datos que representan una presión, datos que representan una temperatura y los datos que representan la cantidad consumida de servicios públicos. Como ejemplo, se puede obtener una mayor sensibilidad a las fugas, si el procesador de datos está dispuesto para correlacionar los datos de caudal y/o la cantidad consumida del servicio público con los datos de nivel de ruido NL_D, monitorizando así las ubicaciones con un aumento en el nivel de ruido, así como un aumento en la cantidad consumida del servicio público y/o el caudal medido. Se pueden usar incluso más datos, tales como una disminución de la presión, que pueden servir además como indicador de una fuga.
La figura 9 muestra una realización según la invención de un método para medir el caudal de un fluido suministrado en un tubo de flujo por medio de un medidor de consumo. El método comprende hacer funcionar un primer y segundo transductores ultrasónicos O_T1_T2 por medio de un subcircuito de medición de flujo para transmitir y recibir señales ultrasónicas a través del fluido que fluye en un tubo de flujo. A continuación, generar G_FR por medio del subcircuito de medición de flujo una señal indicativa del caudal del fluido. La siguiente etapa es hacer funcionar un sensor O_T3 de nivel de ruido para la detección de señales acústicas del tubo de flujo o del fluido que contiene por medio de un subcircuito de medición de ruido. En respuesta, generar G_NL mediante el subcircuito de medición de ruido una señal indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo, y finalmente transmitir T_FR_NL mediante un módulo de comunicación en el medidor de consumo datos indicativos del caudal y datos indicativos del nivel de ruido del tubo de flujo. Especialmente, el subcircuito de medición de flujo hace funcionar el primer y segundo transductores ultrasónicos durante un primer período de tiempo de funcionamiento, y en donde el subcircuito de medición de ruido hace funcionar el sensor para la detección de señales acústicas del tubo de flujo durante un segundo período de tiempo de funcionamiento. El primer y segundo períodos de tiempo de funcionamiento pueden no superponerse.
En resumen, la invención proporciona un medidor de consumo, p. un medidor de agua o de calor, para medir el caudal de un fluido suministrado en un tubo de flujo. El primer y el segundo transductores ultrasónicos están dispuestos en el tubo de flujo para transmitir y recibir señales ultrasónicas transmitidas a través del fluido y operadas por un subcircuito de medición de flujo para generar una señal indicativa del caudal del fluido. Un subcircuito de medición de ruido hace funcionar un sensor dispuesto en el tubo de flujo para la detección de señales acústicas del tubo de flujo, y que está dispuesto para generar una señal indicativa de un nivel de ruido del tubo de flujo en consecuencia. Este sensor está constituido por uno o ambos del primer y segundo transductores ultrasónicos. El medidor de consumo puede comunicar datos representativos del nivel de ruido a través de un módulo de comunicación, junto con los datos de cantidad de agua, calor, etc., consumidos. Dicha medición del nivel de ruido del consumidor en el sitio del consumidor permite la recopilación de datos del nivel de ruido para ayudar a localizar fugas de fluido en un sistema de tubería de suministro de fluido.
Aunque la presente invención se ha descrito en relación con las realizaciones especificadas, no debe interpretarse como limitada en modo alguno a los ejemplos presentados. La invención puede implementarse por cualquier medio adecuado; y el alcance de la presente invención debe interpretarse a la luz del conjunto de reivindicaciones adjunto.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Un medidor de consumo dispuesto para medir el caudal de un fluido, comprendiendo el medidor de consumo:
- un tubo de flujo con una abertura pasante para el paso del fluido entre una entrada y una salida,
- primer y segundo transductores ultrasónicos (T1, T2) dispuestos en una pared del tubo de flujo para transmitir y recibir señales ultrasónicas transmitidas a través del fluido, proporcionando el tubo de flujo una superficie de acoplamiento entre los transductores ultrasónicos y el fluido que fluye en el tubo de flujo,
- un circuito de control que comprende un subcircuito (CC1) de medición de flujo dispuesto para hacer funcionar el primer y segundo transductores ultrasónicos (T1, T2), y que está dispuesto para generar una señal indicativa del caudal (FR) del fluido a partir de las señales ultrasónicas transmitidas y recibidas transmitidas a través del fluido,
caracterizado por que
el circuito de control comprende además un subcircuito (CC2) de medición de ruido, dispuesto para generar una señal indicativa de un nivel de ruido (NL) del tubo de flujo o del fluido que contiene mediante el funcionamiento de al menos uno del primer y segundo transductores (T1, T2) para detectar señales acústicas del tubo de flujo o del fluido.
2. El medidor de consumo según la reivindicación 1, en donde el subcircuito (CC2) de medición de ruido comprende al menos un amplificador de transimpedancia para la conversión de una corriente indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene en una tensión indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene.
3. El medidor de consumo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde tanto el primero como el segundo transductores ultrasónicos (T1, T2) son hechos funcionar para detectar las señales acústicas del tubo de flujo o del fluido que contiene, en donde el primer transductor ultrasónico (T1) es un primer transductor piezoeléctrico que comprende un primer elemento piezoeléctrico con una primera dirección de polarización, y en donde el segundo transductor ultrasónico (T2) es un segundo transductor piezoeléctrico que comprende un segundo elemento piezoeléctrico con una segunda dirección de polarización opuesta a la primera dirección de polarización.
4. El medidor de consumo según la reivindicación 3, en donde el subcircuito (CC2) de medición de ruido comprende un primer amplificador de transimpedancia conectado al primer transductor ultrasónico (T1) para la conversión de una primera corriente indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene a una primera tensión indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene, y un segundo amplificador de transimpedancia conectado al segundo transductor ultrasónico (T2) para la conversión de una segunda corriente indicativa del nivel de ruido del flujo tubo o del fluido que contiene a una segunda tensión indicativa del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene, y donde el subcircuito (CC2) de medición de ruido comprende además un amplificador diferencial para la amplificación de la diferencia entre la primera y segunda tensiones indicativas del nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene para generar la señal indicativa del nivel de ruido (NL) del tubo de flujo o del fluido que contiene.
5. El medidor de consumo según cualquiera de las reivindicaciones 3 y 4, en donde al menos uno del primer y segundo transductores ultrasónicos (T1, T2) comprende un primer segmento de transductor y un segundo segmento de transductor, siendo hecho funcionar el primer segmento de transductor por el subcircuito (CC1) de medición de flujo para generar la señal indicativa del caudal del fluido, y el segundo segmento es hecho funcionar por el subcircuito (CC2) de medición de ruido para la detección de señales acústicas del tubo de flujo o del fluido que contiene.
6. El medidor de consumo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la generación de la señal indicativa del nivel de ruido (NL) del tubo de flujo o del fluido que contiene comprende un filtrado de paso de banda de la señal acústica para eliminar las señales acústicas fuera del intervalo de frecuencia. 10-500 Hz.
7. Un método para medir un caudal de un fluido por medio de un medidor de consumo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el método:
- hacer funcionar el primer y segundo transductores ultrasónicos (T1, T2) por medio del subcircuito (CC1) de medición de flujo para transmitir y recibir señales ultrasónicas a través del fluido contenido en el tubo de flujo
- generar mediante el subcircuito (CC1) de medición de flujo la señal indicativa del caudal (FR) del fluido,
- hacer funcionar al menos uno de los transductores ultrasónicos primero y segundo (T1, T2) por medio del subcircuito (CC2) de medición de ruido para detectar señales acústicas del tubo de flujo o del fluido que contiene, y
- generar mediante el subcircuito (CC2) de medición de ruido la señal indicativa del nivel de ruido (NL) del tubo de flujo o del fluido que contiene.
8. El método según la reivindicación 7, en donde el subcircuito (CC1) de medición de flujo se hace funcionar durante un primer período de tiempo, y el subcircuito (CC2) de medición de ruido se hace funcionar durante un segundo período de tiempo, y en donde el primer y segundo períodos de tiempo son períodos de tiempo que no se superponen.
9. Un sistema que comprende una pluralidad de medidores de consumo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 -6, en donde la pluralidad de medidores de consumo están dispuestos espacialmente distribuidos en sitios de consumidores en una red de servicios públicos, en donde cada uno de la pluralidad de medidores de consumo comprende además medios de comunicación dispuestos para transmitir datos que representan el nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene, y donde el sistema comprende un colector principal dispuesto para recibir dichos datos que representan el nivel de ruido del tubo de flujo o del fluido que contiene de la pluralidad de medidores de consumo, y un procesador de datos dispuesto para procesar dichos datos que representan el nivel de ruido de la pluralidad de medidores de consumo en la red de servicios públicos, y para determinar una medida de una posición de una fuga de fluido en la red de servicios públicos en respuesta a dichos datos e información con respecto a las posiciones individuales de cada de la pluralidad de medidores de consumo en la red de servicios públicos.
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