ES2939336A1 - Dispositivo de medida de presion acoplable a un manometro - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de medida de presión acoplable a un manómetro. Se trata de un dispositivo de medida de presión de conexión directa a un manómetro (1), destinado a fijarse de manera solidaria al eje (11) de la aguja (9) del manómetro (1), que permite la obtención y envío de información a dispositivos externos, con la robustez de un manómetro (1) analógico convencional. Particularmente, el dispositivo comprende un microcontrolador (16), un sensor de captación de datos de presión (13), destinado a asociarse al eje (11) de la aguja (9) del manómetro (1), y configurado para detectar la presión indicada por la aguja (9), una unidad de comunicaciones (6), conectada al microcontrolador (16), y configurada para enviar los datos obtenidos en el sensor de captación de datos de presión (16) a un dispositivo externo (2, 3, 4, 5), y una unidad de alimentación, conectada al microcontrolador (16).
Description
DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO DE MEDIDA DE PRESIÓN ACOPLABLE A UN MANÓMETRO
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Se trata de un dispositivo de medida de presión de conexión directa a un manómetro estándar, destinado a fijarse de manera solidaria al eje de la aguja del manómetro, y que permite la obtención y envío de datos de presión medidos a dispositivos externos. El dispositivo permite la implementación de un manómetro inteligente, con la robustez de un manómetro analógico convencional.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Un manómetro es un instrumento de medición de la presión de fluidos (líquidos o gases) contenidos en recipientes o circuitos cerrados. Los manómetros miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica. Lo que realmente hacen es comparar la presión atmosférica con la de dentro del circuito por donde circula el fluido.
La presión manométrica es positiva para presiones por encima de la presión atmosférica, y negativa para presiones por debajo de ella. La presión absoluta es la suma de presión manométrica y presión atmosférica.
Existen manómetros que miden la presión absoluta y la diferencia, pero los más utilizados son los que miden la presión manométrica, es decir, la relativa a la presión atmosférica.
En cualquier caso, todos los manómetros, independientemente del tipo de presión que midan, tienen un elemento que cambia alguna propiedad cuando son sometidos a presión. Este cambio se manifiesta en una escala (manómetros analógicos) o pantalla (manómetros digitales) calibrada directamente en las unidades de presión correspondientes. En el caso de los manómetros analógicos es una aguja la que señala la presión en el interior del circuito.
Existen además distintos tipos de manómetro, en función de qué elemento sea el que cambia alguna propiedad cuando es sometido a presión:
- Manómetro de vidrio en U: equilibra la presión desconocida con otra que se conoce. La presión se determina midiendo la diferencia en el nivel de líquido de las dos ramas.
- Manómetro de tubo de Bourdon, de pistón, de diafragma, etc.: la presión desconocida actúa sobre un material elástico que produce el movimiento utilizado para poder medir la presión.
- Manómetros digitales: dirigidos por un microprocesador. Un display marca directamente la presión del fluido en pantalla.
Recientemente, han comenzado a utilizarse distintos manómetros que realizan la medida de presión y su posterior envío de información una vez se han realizado las medidas y análisis correspondiente.
En tal sentido son relevante dispositivos basados principalmente sobre manómetros digitales tales que tienen embebido un transductor de presión, junto a una electrónica que realiza la captura y análisis de la información, junto a otros sensores o periféricos tales como acelerómetros, giróscopos, barómetros, sistemas de envío de información (GPRS, 3G, LTE, Wi-Fi, Bluetooth, RFID, etc.) o protocolos como LORA, SIGFOX, etc.
Estos manómetros presentan el inconveniente de que tienen un coste de fabricación superior al de los manómetros analógicos, en lo que al método de medición de presión se refiere. Otra desventaja reseñable es la de tener un consumo energético mayor, al disponer de pantallas digitales para la visualización de la información. Además, tienen una precisión inferior a la de los manómetros analógicos tradicionales.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención es un dispositivo de medida de presión acoplable a un manómetro, de manera que, a través de una conexión física, se obtienen los datos de presión medidos por el manómetro, que posteriormente pueden ser procesados y enviados a un dispositivo externo. Así, se resuelven los problemas anteriormente planteados, pues se logra un dispositivo basado en un manómetro analógico, y por lo tanto más sencillo, barato, de menor consumo energético y de precisión muy elevada,
al combinar la obtención de la medida a partir de un manómetro analógico, con el envío de los datos a través del dispositivo de la invención, sin pérdida de precisión en el proceso.
Concretamente, el dispositivo está destinado a acoplarse a un manómetro tradicional, de los que comprenden una aguja acoplada a un eje, y que se desplaza sobre un disco graduado, indicando la presión medida en el manómetro.
Particularmente, el dispositivo comprende un módulo de electrónica, que comprende a su vez un sensor de captación de datos de presión. Este sensor está destinado a vincularse al eje de la aguja del manómetro, de manera que registra la presión medida por el manómetro y señalada por la aguja.
Además, el dispositivo comprende una unidad de comunicaciones, destinada a enviar los datos obtenidos en el sensor a un dispositivo externo, y una unidad de alimentación del dispositivo.
El ámbito de aplicación del dispositivo es igual al de aplicación de cualquier manómetro existente en el mercado, tales como seguridad, industrial, agricultura, químico, doméstico y otros.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una representación esquemática del proceso de captación de datos del dispositivo acoplado a los manómetros, y su posterior envío a dispositivos externos.
Figura 2.- Muestra una vista del dispositivo acoplado al manómetro completamente ensamblado.
Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva del dispositivo acoplado al manómetro.
Figura 4.- Muestra una vista en detalle del eje hueco en forma de media luna.
Figura 5.- Muestra una vista en detalle de la pieza de unión con tres puntos de sujeción.
Figura 6.- Muestra un diagrama de bloques de las conexiones en el módulo de electrónica.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Se describe a continuación, con ayuda de las figuras 1 a 6, una realización preferente del dispositivo de medida de presión acoplable a un manómetro (1).
El dispositivo de la invención está destinado a acoplarse a un manómetro (1) como el mostrado en las figuras 1 y 2, que realiza las medidas de presión de forma analógica a través de sistemas de medición como los de Bourdon, membrana, etc. Particularmente, en estas figuras se muestra la zona de lectura de presión del manómetro (1), que comprende un disco graduado (10) sobre el que se mueve una aguja (9) acoplada a un eje (11), señalando la presión medida. Como se muestra en la figura 2, un tetón (8) se enrosca en un extremo del eje (11), impidiendo que la aguja (9) caiga.
Concretamente, el dispositivo de la invención comprende un módulo de electrónica (14), que comprende a su vez un sensor de captación de datos de presión (13), destinado a vincularse al eje (11) de la aguja (9) del manómetro (1), de manera que está configurado para detectar la medida de presión que indica en cada momento la aguja (9), a partir del giro del eje (11).
En una realización preferente de la invención, que se muestra en detalle en la figura 4, el sensor de captación de datos de presión (13) es una resistencia variable de eje hueco (potenciómetro) embebida en el módulo de electrónica (14). En esta realización, el sensor (13) comprende un orificio en el que se introduce un eje hueco (12), destinado a rodear el eje (11) de la aguja (9) del manómetro (1), de manera que es solidario con este. De esta manera, el movimiento de giro del eje (11) se transmite al sensor de captación de datos de presión (13), que es capaz de determinar la presión que indica la aguja (9).
En un aspecto de la invención, el eje hueco (12) tiene una sección exterior aproximadamente semicircular en forma de media luna o con un chaflán, como se muestra en la figura 4. Además, el orificio del sensor de captación de datos de presión (13) en el que se introduce el eje hueco (12) también tiene forma de semicírculo, de manera que ambos elementos encajan perfectamente, logrando una precisión muy alta en la transmisión del movimiento y por lo tanto de los datos de presión medidos.
Adicionalmente, el dispositivo también puede comprender una pieza de unión (15) destinada a conectar el módulo de electrónica (14) y el manómetro (1) a través de unos puntos de unión (26), como se muestra en detalle en la figura 5, para robustecer la unión módulo de electrónica (14)-manómetro (1) sin posibilidad de desvincularse.
El módulo de electrónica (14) comprende además un microcontrolador (16), para la captación y análisis de los datos obtenidos por el sensor de captación de datos de presión (13).
Vinculado al microcontrolador (16), el módulo de electrónica (14) comprende una unidad de comunicaciones (6) con una antena para el envío de datos de presión, y para la reprogramación a distancia. Particularmente, la unidad de comunicaciones (6) puede comprender una unidad de Bluetooth (18), para que el dispositivo pueda ser reprogramado o pueda enviar o recibir información, o una unidad de Wifi (19), conectadas al microcontrolador (16), destinada a enviar los datos obtenidos a otros dispositivos externos (2, 3, 4) o a subirlos a la nube (5), tal y como se muestra en la figura 1. La unidad de Wifi (9) puede servir para la conexión directa a una red existente a través de una antena (6), o bien puede servir para utilizar otros protocolos (GPRS, LTE, BLE, Wifi) y utilizarlo como punto de acceso, para así poder crear una malla entre dispositivos como el de la invención.
Con la comunicación entre dispositivos se logra crear una red de manómetros, de los que se pueden recoger datos de manera simultánea. Esto puede ser útil para cuando se dispone de una gran cantidad de dispositivos en un mismo lugar y de forma centralizada, ahorrando costes y obteniendo una conexión más veloz y redundante entre otras ventajas, respecto a sistemas descentralizados.
Además, la unidad de comunicaciones (6) puede comprender una unidad de conexión a la red (17) lo que le permite al dispositivo tener conectividad directa a la nube (5) o a otros dispositivos (2, 3, 4) de manera descentralizada a través de la antena (6).
Como se refleja en la figura 6, el módulo de electrónica (14) comprende adicionalmente una unidad de alimentación, que puede comprender a su vez un conector (7) destinado a conectarse a una alimentación externa (25) por si precisa de alimentación externa constante, unas baterías (24) para su alimentación autónoma, o ambos simultáneamente. Tanto el conector (7) como las baterías (24) se vinculan al microcontrolador (16) a través de un elemento de protección (23) para evitar sobrecargas y otro tipo de problemas.
Adicionalmente, el módulo de electrónica (14) puede comprender otro tipo de sensores vinculados al microcontrolador (16), tal y como aparece en la figura 6. Estos sensores adicionales pueden ser un acelerómetro (21) para detectar cambios bruscos en la posición del manómetro (1), un sensor de temperatura (22) para detectar cambios bruscos en el entorno del manómetro (1), o un micrófono (20) para que un operario que vaya a obtener medidas de presión con el manómetro (1) pueda realizar grabaciones in situ cuando se precise. Los datos obtenidos por estos sensores (20, 21, 22) son almacenados en el microcontrolador (16) y pueden ser enviados a un dispositivo externo (2, 3, 4) a través de la unidad de comunicaciones (6).
Claims (9)
1. - Dispositivo de medida de presión acoplable a un manómetro, destinado a vincularse a un manómetro (1) que comprende una aguja (9) indicadora de presión acoplada a un eje (11), comprendiendo el dispositivo:
- un microcontrolador (16),
- un sensor de captación de datos de presión (13), conectado al microcontrolador (16), y destinado a asociarse al eje (11) de la aguja (9) del manómetro (1), y configurado para obtener unos datos de presión indicada por la aguja (9), - una unidad de comunicaciones (6), conectada al microcontrolador (16), y configurada para enviar los datos de presión obtenidos en el sensor de captación de datos de presión (16) a un dispositivo externo (2, 3, 4, 5), y
- una unidad de alimentación, conectada al microcontrolador (16).
2. - El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un eje hueco (12), destinado a rodear al eje (11) de la aguja (9) del manómetro (1) de manera solidaria, y en el que el sensor de captación de datos de presión (13) es un potenciómetro, que comprende un orificio en el que se introduce el eje hueco (12), de manera que se transmite el movimiento del eje (11) de la aguja (9) del manómetro (1) al sensor de captación de datos de presión (13).
3. - El dispositivo de la reivindicación 2, en el que el eje hueco (12) comprende un chaflán exterior, y en el que el orificio del sensor de captación de datos de presión (13) comprende un chaflán interior, en el que se introduce el eje hueco (12), de manera que se transmite el movimiento del eje (11) de la aguja (9) del manómetro (1) al sensor de captación de datos de presión (13).
4. - El dispositivo de la reivindicación 1, en el que la unidad de comunicaciones (6) comprende adicionalmente un elemento seleccionado entre una antena de envío de datos, una unidad de Bluetooth (18), una unidad de Wifi (19) y una unidad de conexión a la red (17).
5. - El dispositivo de la reivindicación 1,enel que la unidad de alimentación comprende un conector (7) destinado a conectarse a una alimentación externa (25).
6. - El dispositivo de la reivindicación 1,enel que la unidad de alimentación comprende unas baterías (24).
7. - El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un acelerómetro (21) conectado al microcontrolador (16).
8. - El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un sensor de temperatura (22) conectado al microcontrolador (16).
9.- El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un micrófono (20) conectado al microcontrolador (16).
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