IT201800003956A1 - Metodo e apparato per la misura delle proprietà di un liquido. - Google Patents

Metodo e apparato per la misura delle proprietà di un liquido. Download PDF

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Michele Norgia
Diego Andreis
Fabrizio Tessicini
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F Lab S R L
Milano Politecnico
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Description

METODO E APPARATO PER LA MISURA DELLE PROPRIETÀ DI UN LIQUIDO
Il presente trovato si riferisce ad un metodo e ad un apparato per la misura delle proprietà di un fluido ed in particolare di un fluido che scorre attraverso un condotto. Le proprietà del fluido che il metodo e l’apparato secondo il trovato consentono di misurare sono ad esempio la velocità e la portata del flusso del fluido all’interno del condotto, la presenza di particelle in sospensione nel fluido, nonché il numero, la tipologia e la dimensione delle stesse.
Attualmente è noto l’utilizzo di sensori ottici di flusso che si basano sulla lettura del piccolo disturbo che un diodo laser subisce quando una porzione della potenze emessa dallo stesso viene retroflessa nella cavità laser dalla quale il fascio di luce laser è generato per misurare la velocità di un flusso di un fluido. Questo effetto è noto come interferometria a retroiniezione, o “self-mixing interferometry” in lingua inglese.
Secondo lo stato della tecnica, i sensori ottici che sfruttano il principio dell’interferometria a retroiniezione comprendono una sorgente laser a semiconduttore, ovvero un diodo laser, provvisto di un fotodiodo, detto fotodiodo di monitor. Tale sorgente laser presenta una cavità laser dalla quale viene generato un fascio laser. Tale fascio laser investe un condotto trasparente dove scorre il fluido di interesse. La direzione del fascio laser che investe il condotto trasparente presenta un angolo rispetto alla direzione di scorrimento del fluido. La misura della velocità del flusso di fluido lungo il condotto è basata sullo spostamento Doppler causato dalla diffusione (“scattering”) dovuta alla presenza di particelle in movimento all’interno del fluido.
Infatti il fascio laser che ha subito l’effetto Doppler e che viene retroflesso verso la cavità laser modula la frequenza e l’ampiezza del fascio laser stesso in uscita dalla cavità laser. La misura, tramite il fotodiodo di monitor posto in corrispondenza della cavità laser stessa, della modulazione dell’ampiezza del fascio laser consente di risalire alla velocità, e quindi alla portata, del fluido che scorre nel condotto trasparente.
In sostanza il fotodiodo di monitor consente di misurare il cosiddetto segnale di selfmix del fascio laser.
In alternativa, ai fini della generazione del suddetto spostamento Doppler del fascio laser è noto anche sfruttare la naturale divergenza dei fasci di luce laser. In questo caso il fascio laser che viene retroflesso contiene la somma dei contributi di spostamento Doppler pesata rispetto agli angoli di divergenza del fascio laser stesso.
I sistemi di misura ottica di tipo noto sopra descritti tuttavia non sono scevri da inconvenienti tra i quali va annoverato il fatto che essi presentano una scarsa sensibilità e che tale sensibilità è comunque fortemente influenzata dalle caratteristiche chimico/fisiche del fluido di interesse.
Tali sistemi di misura sono infatti applicabili solo nel caso di fluidi che, investiti da un fascio di luce laser, producono un’elevata diffusione (“scattering”). Infatti il rapporto segnale/rumore dei sistemi di misura che adottano il principio dell’interferometria a retroiniezione è fortemente dipendente dal livello di scattering delle particelle presenti nel fluido.
Compito precipuo del presente trovato consiste nel fatto di realizzare un metodo e ad un apparato per la misura delle proprietà di un fluido che risolvano il problema tecnico sopra esposto, consentendo di migliorare la sensibilità della misura.
Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un metodo e un apparato per la misura delle proprietà di un fluido la cui sensibilità di misura non dipenda dalle proprietà chimico/fisiche del fluido stesso.
Un altro scopo del trovato consiste nel fatto di realizzare un metodo ed un apparato che consentano di misurare una molteplicità di fluidi aventi diverse proprietà chimico/fisiche.
Un altro scopo ancora del trovato consiste nel fatto di realizzare un metodo ed un apparato di misura le cui prestazioni non risentano delle variazioni di temperatura del fluido o delle caratteristiche dimensionali e geometriche del condotto attraverso il quale il fluido da misurare scorre.
Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare un metodo ed un apparato particolarmente semplici e funzionali e che abbiano costi di implementazione, di realizzazione e di utilizzo contenuti.
Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un metodo per la misura delle proprietà di un liquido come recitato nella rivendicazione 1.
Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono anche raggiunti da un apparato per la misura delle proprietà di un liquido come recitato nella rivendicazione 9.
Altre caratteristiche sono previste nelle rivendicazioni dipendenti.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione di due forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, di un apparato per la misura delle proprietà di un liquido, illustrate a titolo indicativo e non limitativo con l'ausilio degli allegati disegni in cui:
la figura 1 è una vista schematica di una prima forma di realizzazione di un apparato per la misura delle proprietà di un liquido, secondo il trovato;
la figura 2 è una vista schematica di una seconda forma di realizzazione di un apparato per la misura delle proprietà di un liquido, secondo il trovato.
Con riferimento alle figure citate, l’apparato per la misura delle proprietà di un liquido, indicato globalmente con il numero di riferimento 1, comprende una sorgente laser a semiconduttore 3 comprendente una cavità laser 32. La sorgente laser 3 è atta a generare un fascio di luce laser 30 diretto verso un condotto 5, trasparente al fascio di luce laser 30, attraverso il quale scorre un liquido 7 del quale si vogliono misurare le proprietà. All’interno del condotto trasparente 5 la potenza del fascio di luce laser 30 è modulata a causa della retroriflessione del fascio di luce laser 30 verso la cavità laser 32 operata dalle particelle in sospensione in movimento all’interno del liquido 7.
Secondo il trovato, l’apparato 1 comprende un primo fotodiodo 9, disposto a valle del condotto trasparente 5, atto a rilevare la potenza del fascio di luce laser 30 modulata a causa di detta retroriflessione ed una unità di elaborazione e controllo 11 atta a elaborare detta potenza modulata rilevata per ricavare una o più delle seguenti proprietà del liquido 7:
• velocità media di scorrimento del liquido 7 nel condotto 5,
• portata del liquido 7 nel condotto 5;
• presenza di particelle in sospensione nel liquido 7,
• dimensione media delle particelle in sospensione nel liquido 7,
• numero medio di particelle in sospensione in un determinato volume di liquido 7 • tipologia delle particelle in sospensione nel liquido 7.
L’apparato 1 è illustrato schematicamente, nella sua forma di realizzazione più semplice in figura 1.
Il presente trovato riguarda inoltre un metodo per la misura delle proprietà di un liquido comprendente le fasi di:
- generare un fascio di luce laser 30 da una sorgente laser a semiconduttore 3 comprendente una cavità laser 32;
- dirigere tale fascio di luce laser 30 verso un condotto 5 trasparente al fascio di luce laser 30 attraverso il quale scorre un liquido 7, all’interno di detto condotto trasparente 5 la potenza del fascio di luce laser 30 è modulata a causa della retroriflessione di detto fascio di luce laser 30 verso la cavità laser 32 operata da particelle in sospensione in movimento all’interno del liquido 7.
Secondo il trovato, il metodo per la misura delle proprietà di un liquido le fasi di:
- rilevare, tramite un primo fotodiodo 9 disposto a valle del condotto trasparente 5, la potenza del fascio di luce laser 30 modulata a causa di detta retroriflessione;
- elaborare la potenza modulata rilevata, attraverso una unità di elaborazione e controllo 11, per ricavare una o più delle seguenti proprietà del liquido 7:
• velocità media di scorrimento del liquido 7 nel condotto 5,
• portata del liquido 7 nel condotto 5;
• presenza di particelle in sospensione nel liquido 7,
• dimensione media delle particelle in sospensione nel liquido 7,
• numero medio di particelle in sospensione in un determinato volume di liquido 7 • tipologia delle particelle in sospensione nel liquido 7.
In sostanza il primo fotodiodo 9 è atto a rilevare il cosiddetto segnale di selfmix a valle del condotto 5, a differenza di quanto avviene nel caso della interferometria a retroiniezione come descritta con riferimento alla tecnica nota, secondo la quale il segnale di selfmix è rilevato con un fotodiodo di monitor disposto a monte della cavità laser.
Nel caso di liquido sostanzialmente trasparente, tale primo fotodiodo 9 è in grado di raccogliere normalmente 1-2 ordini di grandezza in più di potenza rispetto ad un fotodiodo di monitor posto sul retro del laser. Ad esempio, nel caso di diodi laser “Fabry-Perot” del tipo di quelli impiegati per scrivere i CD-DVD, e operanti nel vicino infrarosso, il primo fotodiodo 9 è in grado di rilevare un segnale di potenza di 20 mW contro gli 0.2 mW rilevabili da un fotodiodo di monitor secondo la tecnica nota. Dato che il rumore ottico, cosiddetto “shot-noise”, cresce con la radice quadrata rispetto al segnale, avere 100 volte più potenza corrisponde a 20 dB di miglioramento nel rapporto segnale-rumore. Tale miglioramento consente di vedere anche la bassissima luce retrodiffusa da liquidi poco diffusivi quali l’acqua di rubinetto o soluzioni a base di acqua quali sciroppi, estendendo notevolmente i campi di impiego dell’apparato 1, secondo il trovato. Inoltre per la sorgente laser a semiconduttore 3 si possono sfruttare diodi laser a basso costo, sprovvisti di fotodiodo di monitor.
Vantaggiosamente, come illustrato in figura 2, l’apparato 1 comprende un secondo fotodiodo 13 disposto a monte della cavità laser 32, atto a rilevare la potenza del fascio di luce laser 30 modulata a causa della retroriflessione. In questo caso l’unità di elaborazione e controllo 11 è atta a elaborare anche la potenza modulata rilevata dal secondo fotodiodo 13 per ricavare una o più delle proprietà del liquido 7 sopra elencate.
In maniera corrispondente, il metodo per la misura delle proprietà di un liquido comprende vantaggiosamente le fasi di:
- rilevare, tramite il secondo fotodiodo 13 disposto a monte della cavità laser 32, la potenza del fascio di luce laser 30 modulata a causa della retroriflessione;
- elaborare la potenza modulata rilevata dal secondo fotodiodo 13, attraverso l’unità di elaborazione e controllo 11, per ricavare una o più delle proprietà del liquido 7 sopra elencate.
Preferibilmente il metodo comprende la fase di correlare la potenza modulata rilevata dal primo fotodiodo 9 con la potenza modulata rilevata dal secondo fotodiodo 13 per migliorare il rapporto segnale-rumore del segnale di modulazione della potenza del fascio di luce laser 30 che viene rilevato dai due fotodiodi 9 e 13.
Il primo fotodiodo 9, in seguito detto anche “fotodiodo esterno”, ed il secondo fotodiodo 13, in seguito detto anche “fotodiodo interno” o “fotodiodo di monitor”, misurano entrambi le modulazioni di ampiezza del fascio di luce laser 30 indotte dall’effetto di selfmixing. Tuttavia tali modulazioni hanno segno opposto tra di loro. Effettuando la differenza tra i due segnali di selfmix rilevati dai due fotodiodi 9 e 13 si ottiene un guadagno di fattore 2 sull’ampiezza del segnale di selfmix, ed inoltre si ottiene una sottrazione di tutti i disturbi comuni, quali il rumore e i disturbi dell’alimentazione della sorgente laser 3, nonché i rumori di “shot-noise” e i rumore “1/f” del laser stesso.
In questo modo l’apparato 1 è in grado di ricavare le proprietà di una elevata varietà di liquidi 7 diversi. Ad esempio nel caso di liquidi 7 trasparenti e quindi poco diffusivi, la potenza misurata dal fotodiodo esterno 9 è molto maggiore di quella misurata dal fotodiodo di monitor 13, ed in questo caso quindi può essere sufficiente l’informazione ottenuta dal fotodiodo esterno 9 per ricavare le proprietà di interesse del liquido 7. D’altro canto, nel caso di liquidi 7 molto diffusivi, quali latte, sangue o anche liquidi appositamente realizzati con microsfere atte ad aumentare il coefficiente di scattering, l’informazione ottenuta dal fotodiodo di monitor 13 diventa maggiormente rilevante. Nel caso in cui i valori delle potenze rilevate rispettivamente dal fotodiodo esterno 9 e dal fotodiodo di monitor 13 siano sostanzialmente paragonabili, come descritto sopra, si accentua ulteriormente il vantaggio di poter sottrarre tra loro segnali di selfmix con segno opposto e valore assoluto paragonabile.
Vantaggiosamente l’apparato 1 per la misura delle proprietà di un liquido comprende un terzo fotodiodo 15 disposto sostanzialmente ortogonalmente rispetto alla direzione del fascio di luce laser 30, atto a rilevare la potenza della radiazione diffusa 34 dalle particelle in sospensione in movimento all’interno del liquido 7. L’unità di elaborazione e controllo 11 è atta a elaborare la potenza della radiazione diffusa 34 rilevata dal terzo fotodiodo 15 per ricavare la distribuzione statistica delle particelle in sospensione nel liquido 7, ed in particolare delle particelle diffusive di piccole dimensioni, ovvero di particelle con diametri inferiori a 10 µm e per fornire informazioni di verifica o ridondanza rispetto alle altre proprietà del liquido 7 ricavate.
In maniera corrispondente, il metodo per la misura delle proprietà di un liquido comprende vantaggiosamente le fasi di:
- rilevare, tramite il terzo fotodiodo 15 disposto sostanzialmente ortogonalmente rispetto alla direzione del fascio di luce laser 30, la potenza della radiazione diffusa 34 dalle particelle in sospensione in movimento all’interno del liquido 7;
- elaborare la potenza della radiazione diffusa 34 rilevata dal terzo fotodiodo 15 attraverso l’unità di elaborazione e controllo 11, per ricavare la distribuzione statistica delle particelle in sospensione nel liquido 7, ed in particolare delle particelle diffusive di piccole dimensioni, ovvero di particelle con diametri inferiori a 10 µm e per fornire informazioni di verifica o ridondanza rispetto alle altre proprietà del liquido 7 ricavate.
L’apparato 1 comprende vantaggiosamente un quarto fotodiodo 17 disposto in serie a detto primo fotodiodo 9 atto a rilevare la potenza del fascio di luce laser 30 modulata a causa di detta retroriflessione. L’unità di elaborazione e controllo 11 è atta a correlare la potenza modulata rilevata dal primo fotodiodo 9 con la potenza modulata rilevata dal quarto fotodiodo 17 per stimare l’indice di rifrazione del liquido 7 e ricavare i gradi Brix del liquido 7.
Corrispondentemente il metodo per la misura delle proprietà di un liquido comprende vantaggiosamente le fasi di:
- rilevare, tramite un quarto fotodiodo 17 disposto in serie al primo fotodiodo 9, la potenza del fascio di luce laser 30 modulata a causa della retroriflessione;
- correlare la potenza modulata rilevata dal primo fotodiodo 9 con la potenza modulata rilevata dal quarto fotodiodo 17 per stimare l’indice di rifrazione del liquido 7;
- ricavare i gradi Brix del liquido 7.
Infatti tramite la valutazione del rapporto tra le potenze rilevate dal primo fotodiodo 9 e dal quarto fotodiodo 17 è possibile stimare l’indice di rifrazione del liquido 7 e ricavare quindi i gradi Brix del liquido 7.
Vantaggiosamente il metodo per la misura delle proprietà di un liquido comprende anche la fase di analizzare nel tempo la potenza modulata rilevata dal primo fotodiodo 9 per individuare e contare particelle o bolle d’aria con diametri maggiori di 10 µm all’interno del liquido 7, grazie all’ombra generata dal passaggio di tali bolle o particelle di grandi dimensioni.
Vantaggiosamente il fascio di luce laser 30 generato dalla sorgente laser a semiconduttore 3 presenta una divergenza naturale. Tale divergenza naturale è preferibilmente maggiore di 5°, ma può anche essere maggiore di 30°. Tale divergenza naturale è sufficiente a garantire che si verifichi l’effetto Doppler necessario per la generazione del segnale di selfmix, senza la necessità di utilizzare anche un’ottica di collimazione, come di seguito descritto.
In alternativa allo sfruttamento della sola divergenza naturale del fascio di luce laser 30, l’apparato 1 può comprendere un’ottica di collimazione 19 del fascio di luce laser 30. In questo caso è vantaggiosamente prevista anche una fase di collimazione del fascio di luce laser 30 attraverso tale ottica di collimazione 19.
Vantaggiosamente per la misura della velocità del flusso del liquido 7 si analizza lo spettro del segnale di selfmix, e preferibilmente lo spettro della differenza tra i segnali di selfmix come rilevati dal fotodiodo esterno 9 e dal fotodiodo di monitor 13. Per la misura delle altre proprietà fisiche del liquido 7 si analizza l’ampiezza e la forma dello spettro di selfmix.
A partire dallo spettro di segnale di selfmix, è infatti possibile ricavare la velocità del flusso del liquido 7 sotto misura attraverso un’analisi in frequenza, dettata dal fenomeno fisico di spostamento doppler della radiazione retrodiffusa verso il laser. A seconda delle caratteristiche ottiche del liquido, quali il coefficiente di diffusione e assorbimento, e della configurazione ottica adottata, quali la presenza o meno di un’ottica per collimare o mettere a fuoco il fascio di luce laser 30, lo spettro del segnale rivelato dai fotodiodi 9 e 13 mostrerà un andamento differente. In funzione di tale andamento è possibile ottimizzare l’algoritmo di estrazione delle informazioni sul liquido quali velocità del flusso, trasparenza del liquido, coefficiente di diffusione.
Ad esempio, considerando un fascio di luce laser senza ottica, lo spettro del segnale di misura si presenta con un andamento esponenziale descrescente in frequenza. In questo caso l’algoritmo che presenta la migliore accuratezza consiste nel calcolare il baricentro in frequenza dello spettro (una sorta di frequenza media dello scattering), che risulta proporzionale alla velocità media del liquido 7 nel condotto 5.
Nel caso invece in cui sia presente l’ottica 19 che realizzi un fuoco all’interno del condotto 5, dove scorre un liquido 7 con basso coefficiente di attenuazione, si potrà osservare uno spettro con un forte picco alla frequenza doppler dettata dalla velocità del liquido 7 nella posizione del fuoco. In questo caso l’algoritmo più efficiente consiste nello stimare la frequenza doppler attraverso una misura a soglia della massima frequenza presente nello spettro.
Nel caso in cui il liquido 7 presenti una forte attenuazione ottica, gli spettri generati per effetto del selfmix presentano ancora una forma esponenziale decrescente, per cui è consigliabile un’elaborazione a baricentro come sopra brevemente descritta.
Per migliorare l’affidabilità dell’elaborazione è possibile effettuare il baricentro in scala logaritmica, dopo la sottrazione del fondo di rumore.
A tali tecniche di elaborazione dei segnali si possono affiancare altre tecniche note di elaborazione di segnali, quali ad esempio tecniche di regressione, di medie pesate, di ricerca di massimi nel segnale, come anche tecniche di machine-learning.
Una volta nota la velocità del liquido 7 in una determinata posizione del condotto 5, è possibile ricavare la portata tramite considerazioni geometriche o tramite una misura di taratura.
Per quanto riguarda la rilevazione della presenza di particelle di medie dimensioni o di bolle d’aria, ovvero con diametri superiori a 10 µm, è possibile analizzare nel tempo il segnale rilevato dal primo fotodiodo 9 e, se presente, dal secondo fotodiodo 13.
Nel primo fotodiodo 9 sarà presente il segnale diretto dell’ombra della particella, unitamente al segnale di selfmix indotto dalla sua retroriflessione.
Un semplice algoritmo a soglia è quindi in grado di indicare la presenza di particelle.
Nel secondo fotodiodo 13 sarà invece presente solo il segnale di selfmix, che potrà essere utilizzato unitamente a quello del primo fotodiodo 9 per aumentare l’affidabilità della misura.
Per quanti riguarda le particelle di piccole dimensioni, ovvero con diametro inferiore a 10µm, è possibile stimarne la presenza e le proprietà attraverso una misura diretta della luce diffusa nel terzo fotodiodo 15, unitamente all’informazione della loro presenza indicata nel tempo dallo stesso segnale di selfmix.
In conclusione, oltre alla misura di velocità, con tecniche di sensor-fusion applicate ai fotodiodi a disposizione, è possibile ottimizzare la sensibilità e l’accuratezza del sistema nel misurare la presenza, quantità e statistica dimensionale delle particelle o bolle in sospensione.
Si è in pratica constatato come il metodo e l’apparato per la misura delle proprietà di un liquido, secondo il presente trovato, assolvano il compito nonché gli scopi prefissati in quanto consentono di ricavare in tempo reale e in maniera non invasiva le proprietà di interesse del liquido.
Un altro vantaggio dell’apparato e del metodo, secondo il trovato, consiste nel fatto di poter ricavare informazioni relative alla presenza di particelle nel liquido al fine di rilevare la presenza di sostanze indesiderate o di impurità.
Un altro vantaggio ancora consiste nel fatto di poter contare il numero medio di particelle in sospensione nel liquido e le dimensioni medie delle stesse.
Un ulteriore vantaggio ancora consiste nel fatto di poter rilevare la presenza di bolle d’aria e misurarne il numero medio e la dimensione.
Un altro vantaggio ancora consiste nel fatto di consentire il riconoscimento delle componenti solide disciolte nel liquido, per via delle diverse frequenze di scattering, e poter effettuare analisi chimiche in tempo reale delle componenti del liquido.
Un ulteriore vantaggio dell’apparato, secondo il trovato, consiste nel fatto di non presentare parti in movimento, e di essere quindi altamente affidabile.
Un altro vantaggio ancora dell’apparato consiste nel fatto di non presentare parti a diretto contatto con il liquido da analizzare.
Un altro vantaggio ancora consiste nel fatto che il metodo di misura, secondo il trovato, non è influenzato dalla geometria del condotto o dalla temperatura del liquido.
Un altro vantaggio dell’apparato e del metodo, secondo il trovato, consiste nel fatto che l’impiego contemporaneo di più fotodiodi permette di discernere la tipologia di discontinuità ottica rivelata: il fotodiodo disposto ortogonalmente al fascio laser misura la luce diffusa dalle particelle in sospensione nel liquido, il fotodiodo di monitor misura solo l’effetto di selfmixing, ovvero il disturbo sul laser, il fotodiodo esterno contiene sia l’informazione di selfmixing che le informazioni che indicano la presenza di bolle d’aria o di grosse particelle in sospensione. La combinazione di tali segnali può essere interpretata dal un microprocessore per fornire informazioni molto affidabili sulle proprietà del liquido, grazie alla forte ridondanza del sistema complessivo.
Un ulteriore vantaggio ancora consiste nel fatto di poter misurare in tempo reale i gradi Brix di una soluzione.
L’apparato e il metodo così concepiti sono suscettibili di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti.

Claims (14)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la misura delle proprietà di un liquido comprendente le fasi di: - generare un fascio di luce laser (30) da una sorgente laser a semiconduttore (3) comprendente una cavità laser (32); - dirigere detto fascio di luce laser (30) verso un condotto (5) trasparente a detto fascio di luce laser (30) attraverso il quale scorre un liquido (7), all’interno di detto condotto trasparente (5) la potenza di detto fascio di luce laser (30) essendo modulata a causa della retroriflessione di detto fascio di luce laser (30) verso detta cavità laser (32) operata da particelle in sospensione in movimento all’interno di detto liquido (7), caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - rilevare, tramite un primo fotodiodo (9) disposto a valle di detto condotto trasparente (5), la potenza di detto fascio di luce laser (30) modulata a causa di detta retroriflessione; - elaborare detta potenza modulata rilevata, attraverso una unità di elaborazione e controllo (11), per ricavare una o più delle seguenti proprietà di detto liquido (7): • velocità media di scorrimento di detto liquido (7) in detto condotto (5), • portata di detto liquido (7) in detto condotto (5); • presenza di dette particelle in sospensione in detto liquido (7), • dimensione media di dette particelle in sospensione in detto liquido (7), • numero medio di dette particelle in sospensione in un volume di detto liquido (7) • tipologia di dette particelle in sospensione in detto liquido (7).
  2. 2. Metodo per la misura delle proprietà di un liquido secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - rilevare, tramite un secondo fotodiodo (13) disposto a monte di detta cavità laser (32), la potenza di detto fascio di luce laser (30) modulata a causa di detta retroriflessione; - elaborare detta potenza modulata rilevata da detto secondo fotodiodo (13), attraverso detta unità di elaborazione e controllo (11), per ricavare una o più delle seguenti proprietà di detto liquido (7): • velocità media di scorrimento di detto liquido (7) in detto condotto (5), • portata di detto liquido (7) in detto condotto (5); • presenza di dette particelle in sospensione in detto liquido (7), • dimensione media di dette particelle in sospensione in detto liquido (7), • numero medio di dette particelle in sospensione in un volume di detto liquido (7) • tipologia di dette particelle in sospensione in detto liquido (7).
  3. 3. Metodo per la misura delle proprietà di un liquido secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di correlare detta potenza modulata rilevata da detto primo fotodiodo (9) con detta potenza modulata rilevata da detto secondo fotodiodo (13) per migliorare il rapporto segnalerumore.
  4. 4. Metodo per la misura delle proprietà di un liquido secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - rilevare, tramite un terzo fotodiodo (15) disposto sostanzialmente ortogonalmente rispetto alla direzione di detto fascio di luce laser (30), la potenza della radiazione diffusa (34) da dette particelle in sospensione in movimento all’interno di detto liquido (7); - elaborare detta potenza della radiazione diffusa (34) attraverso detta unità di elaborazione e controllo (11), per ricavare la distribuzione statistica di dette particelle in sospensione in detto liquido (7) e per fornire informazioni di verifica o ridondanza rispetto a dette proprietà di detto liquido (7) ricavate.
  5. 5. Metodo per la misura delle proprietà di un liquido secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: - rilevare, tramite un quarto fotodiodo (17) disposto in serie a detto primo fotodiodo (9), detta potenza di detto fascio di luce laser (30) modulata a causa di detta retroriflessione; - correlare detta potenza modulata rilevata da detto primo fotodiodo (9) con detta potenza modulata rilevata da detto quarto fotodiodo (17) per stimare l’indice di rifrazione di detto liquido (7); - ricavare i gradi Brix di detto liquido (7).
  6. 6. Metodo per la misura delle proprietà di un liquido secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di analizzare nel tempo detta potenza modulata rilevata da detto primo fotodiodo (9) per individuare e contare particelle o bolle con diametri maggiori di 10µm all’interno di detto liquido (7).
  7. 7. Metodo per la misura delle proprietà di un liquido secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto fascio di luce laser (30) generato da detta sorgente laser a semiconduttore (3) presenta una divergenza naturale.
  8. 8. Metodo per la misura delle proprietà di un liquido secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere la fase di collimare detto fascio di luce laser (30) attraverso un’ottica di collimazione (19).
  9. 9. Apparato per la misura delle proprietà di un liquido comprendente: - una sorgente laser a semiconduttore (3) comprendente una cavità laser (32) e atta a generare un fascio di luce laser (30) diretto verso un condotto (5) trasparente a detto fascio di luce laser (30) attraverso il quale scorre un liquido (7), all’interno di detto condotto trasparente (5) la potenza di detto fascio di luce laser (30) essendo modulata a causa della retroriflessione di detto fascio di luce laser (30) verso detta cavità laser (32) operata da particelle in sospensione in movimento all’interno di detto liquido (7), caratterizzato dal fatto di comprendere: - un primo fotodiodo (9) disposto a valle di detto condotto trasparente (5), atto a rilevare la potenza di detto fascio di luce laser (30) modulata a causa di detta retroriflessione; - una unità di elaborazione e controllo (11) atta a elaborare detta potenza modulata rilevata per ricavare una o più delle seguenti proprietà di detto liquido (7): • velocità media di scorrimento di detto liquido (7) in detto condotto (5), • portata di detto liquido (7) in detto condotto (5); • presenza di dette particelle in sospensione in detto liquido (7), • dimensione media di dette particelle in sospensione in detto liquido (7), • numero medio di dette particelle in sospensione in un volume di detto liquido (7) • tipologia di dette particelle in sospensione in detto liquido (7).
  10. 10. Apparato per la misura delle proprietà di un liquido, secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto di comprendere un secondo fotodiodo (13) disposto a monte di detta cavità laser (32), atto a rilevare la potenza di detto fascio di luce laser (30) modulata a causa di detta retroriflessione, detta unità di elaborazione e controllo (11) essendo atta a elaborare detta potenza modulata rilevata da detto secondo fotodiodo (13) per ricavare una o più delle seguenti proprietà di detto liquido (7): • velocità media di scorrimento di detto liquido (7) in detto condotto (5), • portata di detto liquido (7) in detto condotto (5); • presenza di dette particelle in sospensione in detto liquido (7), • dimensione media di dette particelle in sospensione in detto liquido (7), • numero medio di dette particelle in sospensione in un volume di detto liquido (7) • tipologia di dette particelle in sospensione in detto liquido (7).
  11. 11. Apparato per la misura delle proprietà di un liquido, secondo la rivendicazione 9 o 10, caratterizzato dal fatto di comprendere un terzo fotodiodo (15) disposto sostanzialmente ortogonalmente rispetto alla direzione di detto fascio di luce laser (30) atto a rilevare la potenza della radiazione diffusa (34) da dette particelle in sospensione in movimento all’interno di detto liquido (7), detta unità di elaborazione e controllo (11) essendo atta a elaborare detta potenza della radiazione diffusa (34) per ricavare la distribuzione statistica di dette particelle in sospensione in detto liquido (7) e per fornire informazioni di verifica o ridondanza rispetto a dette proprietà di detto liquido (7) ricavate.
  12. 12. Apparato per la misura delle proprietà di un liquido, secondo una o più delle rivendicazioni da 9 a 11, caratterizzato dal fatto di comprendere un quarto fotodiodo (17) disposto in serie a detto primo fotodiodo (9) atto a rilevare detta potenza di detto fascio di luce laser (30) modulata a causa di detta retroriflessione, detta unità di elaborazione e controllo (11) essendo atta a correlare detta potenza modulata rilevata da detto primo fotodiodo (9) con detta potenza modulata rilevata da detto quarto fotodiodo (17) per stimare l’indice di rifrazione di detto liquido (7) e ricavare i gradi Brix di detto liquido (7).
  13. 13. Apparato per la misura delle proprietà di un liquido, secondo una o più delle rivendicazioni da 9 a 12, caratterizzato dal fatto che detto fascio di luce laser (30) generato da detta sorgente laser a semiconduttore (3) presenta una divergenza naturale.
  14. 14. Metodo per la misura delle proprietà di un liquido secondo una o più delle rivendicazioni da 9 a 12, caratterizzato dal fatto di comprendere un’ottica di collimazione (19) di detto fascio di luce laser (30).
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