IT202000001246U1 - Misuratore/indicatore di livello perfezionato - Google Patents

Description

Domanda di brevetto per invenzione avente per titolo "Misuratore/indicatore di livello perfezionato"

DESCRIZIONE

Il trovato oggetto della presente domanda di brevetto trova applicazione in qualsiasi settore ove si renda necessaria la misura e relativa visualizzazione del livello di un liquido o di un solido all'interno di un contenitore.

In particolare, il trovato oggetto della presente domanda di brevetto riguarda la realizzazione di un misuratore/indicatore di livello di un liquido o di un solido all'interno di un contenitore,

Stato della tecnica

Notoriamente nell'ambito del settore di riferimento, tutti i contenitori necessitano di essere dotati di un sistema di rilevazione del livello del contenuto per conoscere la quantit? di prodotto stoccato. Tale esigenza ? data da fattori che vanno da processi di lavorazione, a titolo esemplificativo ma non limitativo quando ? necessario miscelare tra di loro diversi prodotti, o per motivi fiscali, a titolo esemplificativo ma non limitativo per il pagamento delle accise sui prodotti alcolici.

Notoriamente, oltre alla determinazione della quantit? di prodotto contenuto, ? richiesta anche una diretta ed immediata visualizzazione esterna del livello del prodotto all'interno del contenitore. Tale esigenza ? dovuta al fatto che l'operatore deve essere messo in grado di agire avendo un immediato riscontro dei risultati del processo lavorativo che sta svolgendo.

? inoltre noto che in un contenitore, quale ad esempio un serbatoio, il livello del liquido pu? variare a causa della variazione della quantit? del liquido stesso a seguito di un prelievo oppure, se il contenitore non ? perfettamente ermetico, a causa della naturale evaporazione di esso.

L'effetto di una diminuzione di livello pu? determinare l'ingresso di aria nel serbatoio/contenitore con conseguente rischio di modifiche chimiche e microbiologiche del contenuto, specie se contenuto alimentare.

Si rende pertanto necessaria una puntuale e corretta misurazione del volume, generalmente attuata mediante dispositivi noti con il termine "misuratori di livello". Genericamente un dispositivo misuratore di livello correla la quota di un piano orizzontale rispetto a un altro piano orizzontale di riferimento - ovvero l'altezza di un punto sopra una superficie - al volume di una particolare sostanza, sia essa liquida o solida, contenuta in un generico contenitore.

Allo stato dell'arte ? nota la prassi di misurazione di livello visiva.

Usualmente la misurazione di livello a vista viene realizzata inserendo una colonna cava, in vetro o in un materiale polimerico trasparente, fissata alla parete del serbatoio e in comunicazione con il suo interno.

Una volta inserita la colonna cava nel serbatoio in cui il liquido ? contenuto, detto liquido penetra nel tubo e, per il principio dei vasi comunicanti, cessa la risalita una volta raggiunta l'altezza del restante liquido contenuto nel serbatoio. Oltre alla visiva percezione del livello, la misurazione viene consentita mediante un'asta opportunamente graduata posta in corrispondenza della colonna cava,

Una ulteriore soluzione per la misurazione di livello a vista consiste nellutilizzo di un galleggiante posto all'interno del contenitore collegato ad un contrappeso esterno tramite una fune - solitamente in acciaio - ed una serie di carrucole poste sul tetto del contenitore.

Il galleggiante, stabilizzandosi all'altezza del liquido all'interno del contenitore, permette al contrappeso esterno cui ? collegato, di segnalare il livello del liquido all'interno.

Come per il caso precedentemente descritto, tramite un'asta graduata ? possibile risalire alla quantit? di prodotto contenuto.

La misurazione di livello a vista mediante lettura di un'asta risulta vantaggiosa per l'immediatezza della valutazione del parametro nonch? per l'immediatezza della correlazione tra la lettura del parametro e il confronto con la capacit? del serbatoio. Tuttavia, questa tipologia di soluzione comporta una serie di svantaggi di seguito descritti:

Pericolosit? per gli operatori: il tubo trasparente potrebbe rompersi in presenza di un operatore e quindi arrecare danni fisici elevati soprattutto se il recipiente contiene liquidi pericolosi, sia stoccati sia utilizzati per il lavaggio (ad esempio acidi o prodotti basici sono normalmente utilizzati durante le fasi di lavaggio anche in recipienti contenenti liquidi non pericolosi), e/o in pressione.

Danno economico: nel caso la valvola del livello stesso fosse stata lasciata aperta per distrazione dell'operatore e in caso di rottura del tubo trasparente di notte o in assenza di personale, tutto il prodotto contenuto nel recipiente potrebbe essere sversato creando un danno economico e ambientale.

Inoltre, la lettura del livello pu? risultare difficoltosa per certi tipi di liquidi: ad esempio i liquidi trasparenti sono di difficile lettura visiva, mentre altri liquidi potrebbero sporcare il tubo con conseguente difficolt? nelle letture successive.

Ulteriore svantaggio delle soluzioni note e descritte ? relativo al fatto che l'operazione corretta di lettura potrebbe essere compromessa dalla presenza di ostruzioni nella colonna cava dovute a rimanenze di prodotto o incrostazioni.

Inoltre, le condizioni ambientali al contorno, quali ad esempio l'esposizione ai raggi solari o possibili riflessi, possono compromettere una corretta lettura della scala tarata.

Ulteriore svantaggio dell'utilizzo della colonna cava ? che l'operazione di pulizia, particolarmente necessaria nel caso di obbligo di condizioni sterili, risulta particolarmente difficoltosa.

Inoltre, i detergenti necessari per assicurare il massimo livello di pulizia della colonna risultano particolarmente aggressivi per il policarbonato causando fenomeni di cristallizzazione del materiale e conseguente necessit? di frequente sostituzione della colonna stessa.

Ulteriore svantaggio, non meno rilevante di quanto precedentemente commentato, ? che i sistemi di misurazione visiva del tipo descritti non risultano utilizzabili nel caso di necessit? di misurazione di livello di prodotti solidi o di liquidi con presenza di parti solide o sedimenti che andrebbero ad intasare la colonna stessa.

Il principale svantaggio dei sistemi a galleggiante consta nel fatto che non pu? essere utilizzato per prodotti destinati ad uso alimentare o che necessitano di un ambiente sterile, a causa sia della difficile pulizia della fune, che entra ed esce dal contenitore in base al livello del prodotto, sia della presenza del foro sul tetto del serbatoio da cui viene fatta passare la fune, che potrebbe essere fonte di inquinamento o di parassiti. Inoltre, non ? utilizzabile in presenza di agitatore.

In settori in cui l'aspetto della sterilit? e in generale salubrit? ambientale risulta particolarmente rilevante, se non obbligatoria, vengono utilizzati sistemi di misurazione del livello che si basano su rilevamento digitale o analogico del parametro ''livello"; ad esempio, sono noti sistemi di misurazione di livello basati sulla misura del tempo di volo.

Il livello a misura de I tempo di volo ? costituito da un trasmettitore di impulsi acustici o elettromagnetici posto normalmente sull'estremit? superiore esterna del contenitore. Indipendentemente dalla natura dell'impulso emesso, la misura si basa sul metodo del tempo di volo (Time of Flight).

Il sensore, applicato su apposito tronchetto posto sulla parte superiore del serbatoio/contenitore, trasmette impulsi ad ultrasuoni o impulsi radar in direzione della superficie dei prodotto, questi vengono riflessi dalla superficie del prodotto e ricevuti nuovamente dal sensore.

Lo strumento misura il tempo che intercorre tra la trasmissione e la ricezione dell'impulso. In base alla velocit? di propagazione dell'impulso lo strumento calcola la distanza tra la membrana del sensore e la superficie del prodotto.

Tramite opportuna elaborazione del segnale fornito dal sensore ? possibile risalire al livello del prodotto.

Questa tipologia di misuratori di livello ? utilizzabile sia per la misurazione di livello di prodotti liquidi che di prodotti solidi o pulverulenti.

Alcuni misuratori di livello sono dotati di celle di carico: di fatto sono costituiti da sensori posti al di sotto del contenitore per rilevarne il peso,

Le celle di carico trasmettono un segnale di peso che attraverso opportune elaborazioni (in base a: tara del contenitore, geometria dei contenitore, peso specifico del prodotto, ecc...) permettono di risalire al livello di prodotto contenuto.

Similmente ai misuratori a celle di carico, allo stato dell'arte sono noti misuratori di livello a sensore di pressione, particolarmente utilizzata nel caso di misurazione di livello di prodotti liquidi.

Questa tipologia di sensore viene posizionata nella parte inferiore del contenitore e fornisce un segnale proporzionale alla pressione rilevata. In base a opportune elaborazioni (peso specifico del prodotto) ? possibile risalire al livello di prodotto contenuto.

Il principale svantaggio delle soluzioni succitate riguarda la mancata percezione visiva immediata da parte dell'operatore del contenuto del serbatoio/contenitore.

Scopo del trovato oggetto della presente domanda di brevetto ? pertanto quella di realizzare un misuratore di livello che superi gli svantaggi dello stato dell'arte sin qui commentati, in particolare realizzando un misuratore di livello che risulti attuabile in ambienti in cui sono richieste particolari condizioni di igiene e che al contempo consenta all'operatore di avere una immediata percezione del parametro "livello".

Ulteriore scopo del trovato oggetto della presente domanda di brevetto ? quello di realizzare un sistema di visualizzazione del livello del contenuto nel serbatoio/contenitore che non risulti condizionato dall'ambiente circostante il serbatoio/contenitore stesso.

In particolare, il trovato oggetto della presente domanda di brevetto consta in un misuratore/indicatore di livello dotato di visualizzatore luminoso, particolarmente ma non esclusivamente a LED, detto misuratore/indicatore essendo applicato all'esterno del serbatoio/contenitore e direttamente collegato a un sensore, sia esso un sensore del tipo "Time of Flight" o un sensore a pressione o un sensore del tipo "a celle di carico" o un qualsiasi altro tipo di sensore.

Il trovato oggetto della presente domanda di brevetto ? schematicamente raffigurato nelle Tavole 1 e 2 allegate in cui viene illustrato il sistema applicato a generici serbatoi/contenitori atti a contenere un prodotto in forma liquida o solida o pulverulenta o simile.

Con riferimento alle Tavole 1 e 2 allegate, il trovato oggetto della presente domanda di brevetto ? costituito da almeno uno misuratore/indicatore (7) costituito da un primo corpo longitudinale (3) dotato di una serie di singoli dispositivi luminosi e da una scala graduata (1) associata a detto primo corpo longitudinale (3), detto primo corpo longitudinale (3) essendo elettricamente associato ad una scheda elettronica (8) a sua volta associata ad almeno uno sensore (6).

In particolare, l'almeno uno misuratore/indicatore (7) realizzato secondo quanto precedentemente descritto, ? associato alla superficie esterna di un generico serbatoio/contenitore (2) al cui interno ? contenuta una sostanza liquida o solida (4). In una forma preferenziale, ma non esclusiva, i singoli dispositivi luminosi di cui il primo corpo longitudinale (3) ? dotato sono costituiti da una serie di LED associati a opportuna striscia di supporto.

Descrizione di una prima forma realizzativa preferenziale

Con riferimento a Fig 1, in una prima forma realizzativa preferenziale, ma non esclusiva, alla superficie esterna di un serbatoio/contenitore (2), contenente un certo volume di un generico prodotto (4) in forma solida o pulverulenta o liquida, viene associato almeno uno misuratore/indicatore (7) costituito da un primo corpo longitudinale (3), dotato di una serie di singoli dispositivi luminosi, e da una scala graduata (1) associata a detto primo corpo longitudinale (3).

Il corpo longitudinale (3) risulta inoltre elettricamente connesso ad una scheda elettronica (8) a sua volta associata a un sensore (6), a sua volta associato alla superficie esterna inferiore del serbatoio/contenitore (2).

In una prima forma preferenziale, ma non esclusiva, l'almeno uno sensore (6) ? un sensore del tipo a pressione.

Descrizione di una seconda forma realizzativa preferenziale

Con riferimento a Fig 2, in una seconda forma realizzativa preferenziale, ma non esclusiva, alla superficie esterna di un serbatoio/contenitore (2), contenente un certo volume di un generico prodotto (4) in forma solida o pulverulenta o liquida, viene associato almeno uno misuratore/indicatore (7) costituito da un primo corpo longitudinale (3), dotato d? una serie di singoli dispositivi luminosi, e da una scala graduata (1) associata a detto primo corpo longitudinale (3).

Il corpo longitudinale (3) risulta inoltre elettricamente connesso ad una scheda elettronica (8) a sua volta associata ad un sensore (6).

In una prima forma preferenziale, l'almeno uno sensore (6) ? del tipo ToF - time of flight.

Descrizione di una terza forma realizzativa preferenziale

Con riferimento a Fig 3, in una terza forma realizzativa preferenziale, ma non esclusiva, alla superficie esterna di un serbatoio/contenitore (2), contenente un certo volume di un generico prodotto (4) in forma solida o pulverulenta o liquida, viene associato almeno uno misuratore/indicatore (7) costituito da un primo corpo longitudinale (3), dotato di una serie di s?ngoli dispositivi luminosi, e da una scala graduata (1) associata a detto primo corpo longitudinale (3).

Il corpo longitudinale (3) risulta inoltre elettricamente connesso ad una scheda elettronica (8) a sua volta associata a una coppia di sensori (6a, 6b), a loro volta associati alle estremit? inferiori dei supporti (9a, 9b) del serbatoio/contenitore (2). In una prima forma preferenziale, una coppia di sensori (6a, 6b) ? del tipo sensori a celle di carico.

Indipendentemente dalle forme realizzative preferenziali ma non esclusive descritte, una opportuna scheda elettronica (8) risulta associata all'almeno uno sensore (6) e al corpo longitudinale (3) associato al misuratore/indicatore (7), realizzato secondo quanto precedentemente descritto.

Secondo il trovato oggetto della presente domanda di brevetto, il livello del prodotto (4) contenuto nel serbatoio/contenitore (2) viene rilevato dall'almeno uno sensore (6) secondo tecnica nota.

La scheda elettronica (8), dotata di opportuno algoritmo espressamente escluso dalla presente domanda di brevetto, consente la conversione del segnale in uscita dall'almeno uno sensore (6) in impulso elettrico da inviare al corpo longitudinale (3) determinando l'accensione dei singoli dispositivi luminosi di cui il corpo longitudinale (3) ? dotato.

Avendo l'impulso elettrico inviato dall'almeno uno sensore (6) intensit? variabile a seconda del valore del parametro "volume del prodotto (4)" misurato, detta intensit? determina l'accensione di un numero determinato di singoli dispositivi luminosi del corpo longitudinale (3) detto numero determinato essendo correlato all'intensit? dell'impulso e quindi al parametro misurato.

Essendo il corpo longitudinale (3) associato alla scala graduata (1), sar? possibile identificare numericamente il parametro rilevato mediante lettura della scala (1) stessa.

In una forma preferenziale, ma non esclusiva, l'accensione della serie di singoli dispositivi luminosi viene realizzata in sequenza dall'estremit? inferiore del corpo longitudinale (3) verso l'estremit? superiore del corpo longitudinale (3).

In una forma preferenziale, ma non esclusiva, il sistema realizzato secondo quanto precedentemente descritto, risulta associato a un dispositivo di trasmissione del parametro "livello" rilevato, non indicato nelle Tavole allegate, per una gestione in remoto della visualizzazione e dell'eventuale attivazione di allarmi opportunamente preimpostati.

In una forma preferenziale, ma non esclusiva, il sistema misuratore/indicatore realizzato secondo quanto precedentemente descritto risulta associato a un dispositivo per l'eventuale accensione o spegnimento automatico del sistema mediante temporizzatore.

Indipendentemente dalle forme realizzative preferenziali, ma non esclusive, il trovato oggetto della presente domanda di brevetto consente pertanto di realizzare la procedura di misurazione di livello in assenza di contatto diretto tra il prodotto contenuto in un serbatoio/contenitore e gli elementi di misurazione del livello dello stesso, ovviando agli svantaggi dello stato dell'arte precedentemente descritti in particolar modo per ci? che attiene la necessit? di ambiente igienico determinante in particolari settori di produzione.

Inoltre, il sistema realizzato secondo quanto precedentemente descritto, consente la misurazione visiva del livello con un grado di certezza elevato rispetto ai sistemi visivi noti allo stato dell'arte e contestuale immediatezza della lettura da parte dell'operatore in qualsiasi condizione di illuminazione ambientale, senza compromissione della lettura del parametro indicato.

Inoltre, il sistema realizzato gode di ampia applicabilit? in quanto idoneo alla misurazione sia di prodotti liquidi che solidi.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1) Misuratore/indicatore di livello applicato a un generico serbatoio/contenitore (2) atto a contenere un prodotto (4) in forma solida o liquida o pulverulenta o simile, detto misuratore/indicatore di livello essendo elettricamente associato ad almeno uno sensore (6), detto misuratore/indicatore di livello essendo caratterizzato dal fatto di essere costituito da almeno un primo corpo longitudinale (3) dotato di una serie di singoli dispositivi luminosi, detto almeno primo corpo longitudinale (3) essendo associato a una scala graduata (1), detto almeno uno primo corpo longitudinale (3) essendo elettricamente connesso a una scheda elettronica (8), detta scheda elettronica (8) essendo a sua volta elettricamente associata all'almeno uno sensore (6).
2. 2) Misuratore/indicatore di livello come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di essere associato alla superficie esterna del generico serbatoio/contenitore (2).
3. 3) Misuratore/indicatore come da rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che i singoli dispositivi luminosi dell'almeno uno corpo longitudinale (3) sono costituiti da LED disposti su una striscia associata al corpo longitudinale (3) stesso.
4. 4) Misuratore/indicatore come da rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che ('almeno uno sensore (6) ? associato alla superficie inferiore del serbatoio/contenitore (2).
5. 5) Misuratore come da rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l'ameno uno sensore (6) ? del tipo sensore di pressione.
6. 6) Misuratore/indicatore come da rivendicazioni 1,2,3 caratterizzato dal fatto che l'almeno uno sensore (6) ? del tipo a celle di carico.
7. 7) Misuratore/indicatore come da rivendicazioni 1,2,3 caratterizzato dal fatto che l'almeno uno sensore (6) ? associato alla superficie superiore del serbatoio/contenitore (2).
8. 8) Misuratore/indicatore come da rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che l'almeno uno sensore (6) ? del tipo a tempo d? volo.
9. 9) Misuratore/indicatore di livello come da rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che l'intensit? dell'impulso elettrico rilevato dall'almeno uno sensore (6) ed elaborato dalla scheda elettronica (8) determina l'attivazione dei singoli dispositivi luminosi del corpo longitudinale (3) associato alia scala graduata (1).