IT202000029231A1 - Dispositivo e metodo per il riconoscimento di liquidi noti - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell?invenzione avente per titolo:

?DISPOSITIVO E METODO PER IL RICONOSCIMENTO DI LIQUIDI NOTI?

Campo dell?invenzione

La presente invenzione concerne un metodo ed un dispositivo per l?identificazione o il riconoscimento di liquidi noti appartenenti alla stessa famiglia di liquidi e, preferibilmente, del tipo alimentare. Ad esempio, tale dispositivo e metodo pu? essere impiegato per l?identificazione di un particolare vino tra migliaia di altri vini o un particolare olio tra migliaia di altri oli. Tale dispositivo e relativo metodo sono utili anche a verificare nel tempo la degradazione di olii, anche del tipo lubrificante. Tecnica anteriore nota

Le tecniche per identificare una sostanza e le sue componenti hanno diverse applicazioni in un'ampia gamma di settori.

Tali applicazioni includono ad esempio, la verifica della qualit? della produzione, la quantificazione della purezza di una determinata sostanza, il rilevamento di componenti indesiderati, ad esempio nel campo alimentare, cosmetico o petrolchimico il rilevamento di sostanze tossiche, e la verifica di contraffazione di un prodotto, o pi? semplicemente rilevare il cambiamento nel tempo delle caratteristiche chimico fisiche del campione liquido da esaminare.

Come sopra anticipato, i campi di applicazione includono il settore alimentare, la medicina, il campo cosmetico, e il settore petrolchimico.

In particolare, un settore in cui vi ? grande applicazione di dispositivi per il riconoscimento di sostanze ? il settore alimentare, in cui si verifica la contraffazione delle merci.

In alcuni casi di contraffazione delle merci, ad esempio di vino o di olio, gli ingredienti vengono sostituiti o diluiti con altri ingredienti, il che non solo comporta un problema di natura legale, ma gli ingredienti sostitutivi utilizzati potrebbero essere potenzialmente pericolosi o tossici, producendo cos? un serio problema di salute pubblica.

Ad esempio, l'olio d'oliva etichettato come "extravergine" deve soddisfare alcuni standard legali internazionali e USDA, mentre si ? evinto che in alcuni casi, l'olio di oliva "extravergine" viene diluito con altri oli meno costosi come semi di girasole e oli di arachidi, che rappresentano gravi rischi per la salute di persone allergiche a questi alimenti.

Un'altra area di interesse ? l'industria petrolchimica.

Infatti, i carburanti vengono spesso adulterati mediante l'aggiunta di solventi o carburanti diversi, specialmente nei paesi in cui la benzina ? tassata, ed i sostituti come il diesel o il cherosene hanno un costo inferiore.

Oltre ad apportare un danno al motore delle macchine con cui vengono utilizzati tali carburanti contraffatti, in alcuni casi i combustibili adulterati aumentano le emissioni nocive.

Come ? noto nella tecnica, sostanze diverse presentano propriet? fisiche diverse. Di conseguenza, misurando una propriet? fisica di un campione di sostanza sconosciuta (ad esempio la misurazione dei punti di transizione di stato, come il punto di congelamento/fusione, e la densit?) e confrontandola con un valore noto per una sostanza nota, ? possibile identificare chimicamente il campione.

Tuttavia, molti prodotti potrebbero non avere un punto di transizione di stato o una densit? noti, e le semplici misurazioni delle loro propriet? fisiche risultano non essere sufficienti.

I metodi pi? moderni per il rilevamento e l?identificazione di sostanze includono la spettrometria di massa, la cromatografia liquida, le analisi elettrochimiche, la gascromatografia e i test chimici.

Tali moderne tecniche consentono di identificare univocamente una sostanza o una miscela.

Tuttavia, le dimensioni, il costo e la complessit? degli strumenti da utilizzare ne limitano l'uso in importanti applicazioni, poich? questi strumenti non sono portatili e non sono prontamente disponibili ad esempio in ambienti domestici, o in un contesto di piccola produzione, o di piccolo commercio.

I moderni strumenti della chimica eccellono nell'identificazione di un campione, ma il costo, le dimensioni, la complessit? ed il consumo energetico di questi strumenti spesso ne precludono l'uso in contesti con risorse limitate. Pertanto, ? necessario un mezzo economico ed efficace per distinguere le diverse sostanze.

Sono noti gli effetti e la diffusione nell?etere dei suoni, percepiti sotto forma di vibrazioni meccaniche.

Le tecniche di interferometria ad ultrasuoni sono state utilizzate per decenni per misurare la velocit? del suono e l'attenuazione nei liquidi. A questo scopo sono state progettate celle che includono trasduttori piezoelettrici che sono disposti in modo da formare le pareti della cella. Il liquido da indagare viene posto a diretto contatto con i trasduttori.

Comprensibilmente, tale tecnica richiede una apposita strumentazione molto complessa e costosa.

L'interferometria richiede la generazione di onde stazionarie all'interno di una cavit? riempita con il liquido.

Se le pareti sono perfettamente riflettenti, la perdita di energia delle onde osservata ? principalmente dovuta a perdite nel liquido, a causa dell'assorbimento del suono nel liquido.

? noto che l?assorbimento varia come il quadrato della frequenza fino a circa 100 MHz per la maggior parte dei liquidi. Ci? vale per i sistemi che utilizzato onde ad ultrasuoni per la misura della portata dei liquidi o del livello o dell?altezza rispetto ad un punto di osservazione.

A determinate frequenze si osserva un?attenuazione dei picchi che pu? essere correlata alla dimensione delle particelle e questa informazione pu? essere utilizzata per determinare le caratteristiche della sostanza.

Tale attenuazione si verifica generalmente al di sotto dei 10 MHz per la maggior parte dei prodotti alimentari, come il latte e gli oli.

Le tecniche convenzionali ed i dispositivi utilizzati per rilevare le informazioni dipendenti dalla frequenza presentano diversi svantaggi. In primo luogo, tali procedure richiedono oscilloscopi o digitalizzatori ad alta velocit? molto costosi per registrare la forma d'onda dell'impulso.

Inoltre, poich? non tutte le frequenze contenute nell'impulso applicato al campione di liquido vengono trasmesse fedelmente nel liquido, le informazioni di frequenza essenziali potrebbero andare perse ed i dati risultanti forniscono risultati inaffidabili. Riepilogo dell?invenzione

Scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un dispositivo ed un metodo per l?identificazione o il riconoscimento di un liquido campione, che sia pi? funzionale ed economico rispetto ai dispositivi ed ai metodi presenti nell?arte nota.

Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un dispositivo per l?identificazione o il riconoscimento di un liquido campione che sia di semplice costruzione e che permetta di analizzare un liquido pi? velocemente rispetto ai dispositivi noti.

Questi ed ulteriori scopi sono risolti dalla presente invenzione mediante un dispositivo secondo la rivendicazione 1, e le relative rivendicazioni dipendenti, ed un metodo secondo la rivendicazione 12 e le relative rivendicazioni dipendenti.

In particolare, il dispositivo secondo l?invenzione per il riconoscimento di liquidi comprende

- almeno un contenitore adatto a ricevere il liquido da esaminare;

- almeno una prima sorgente analogica adatta a generare un primo segnale analogico che si propaga all?interno di detto liquido;

- almeno un primo mezzo ricevitore disposto all?interno o all?esterno di detto contenitore ed adatto a ricevere detto primo segnale analogico;

- un?unit? di memoria in cui sono registrati e memorizzati una prima pluralit? di segnali digitali, corrispondenti ad una pluralit? di relativi primi segnali analogici rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui detto liquido da riconoscere appartiene; ed

- un?unit? logica connessa a detto primo mezzo ricevitore adatta a convertire detto primo segnale analogico ricevuto, generato da detta almeno una prima sorgente, in un primo segnale digitale, e a confrontare detto primo segnale digitale con detta prima pluralit? di segnali digitali memorizzati in detta unit? di memoria;

in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, ed in cui detta almeno una sorgente analogica comprende una sorgente di onde sonore adatta a generare un?onda sonora che si propaga all?interno di detto liquido come vibrazione meccanica, la frequenza di detto intervallo di detta onda sonora ? compresa tra 1 Hz e 6 KHz.

La titolare ha notato che ? possibile realizzare cos? un database di onde sonore digitali per ciascuna tipologia di liquido indagato. Per pluralit? di liquidi della stessa tipologia, si intende una famiglia di liquidi aventi tutti identiche propriet? chimico fisiche quali, ad esempio, prodotti liquidi ad uso alimentare del tipo vino, olio latte ed altri ancora distinti per lotti di produzione. ? noto infatti che esistano un numero elevato di differenti vini prodotti anche da uno stesso produttore, che si differenziano anche in maniera rilevante tra loro. La possibilit? di distinguerli attraverso l?impronta acustica da essa prodotta una volta sottoposta ad una particolare onda acustica permetterebbe all?ente preposto di individuare immediatamente il liquido sottoposto ad indagine, che avr? una impronta acustica identica a quella registrata nel database, e permetter? cos? il suo riconoscimento. Ci? ? possibile senza l?uso di alcun reagente chimico o analisi complicate nel corso dell?indagine, qualora si dovesse identificare il particolare liquido, in questo caso vino, in quel particolare momento investigato. Ci? non richiederebbe nemmeno l?uso di apparecchiature eccessivamente sofisticate o ingombranti.

Preferibilmente, la frequenza di detta onda sonora generata da detta almeno una prima sorgente analogica emette un?onda sinusoidale fissa ad una determinata frequenza determinata in funzione del contenitore in cui detto liquido ? contenuto. L?ottenimento della frequenza ottimale ? determinato attraverso una preliminare operazione di calibratura ottenuta mediante la stessa sorgente analogica. In tale fase di calibrazione la sorgente analogica emette un?onda con frequenza variabile nel tempo come una funzione a dente di sega in un intervallo di frequenze compreso tra 1Hz e 6KHz. Ad esempio, la funzione a dente di sega pu? essere ottenuta a partire da un istante iniziale t0 in cui la frequenza dell?onda acustica ? pari ad esempio a 1 Hz, e dopo un determinato periodo di tempo T, la frequenza raggiunge linearmente il valore di 6 kHz per poi ritornare (in un periodo di tempo molto minore di T -idealmente nullo) a 1 Hz, ripetendo tale operazione si ottiene un?onda sonora la cui frequenza ? una funzione (a dente di sega) con periodo pari a T. Una volta effettuata tale calibrazione ed ottenute attraverso trasformata di Fourier le componenti principali delle frequenze del segnale di risposta proveniente dal sistema contenitore/liquido, sar? possibile scegliere la frequenza pi? adatta per effettuare la verifica del liquido contenuto nel contenitore.

Ulteriormente, detto dispositivo comprende anche un?interfaccia utente in connessione con detta unit? logica, in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto che viene visualizzato mediante detta interfaccia utente. In questo modo, l?operatore che sta verificando l?identit? di quel prodotto liquido sottoposto ad indagine potr? sapere subito se esso corrisponda al prodotto effettivamente venduto.

Vantaggiosamente, secondo tale configurazione, il dispositivo consente un rapido e pratico confronto del campione di liquido da analizzare con una serie di liquidi noti. Secondo un aspetto, i segnali digitali memorizzati in detta unit? di memoria sono rappresentativi di corrispondenti segnali audio analogici, rappresentativi di una pluralit? di fluidi noti.

Secondo un aspetto particolare dell?invenzione, il contenitore presenta una parete di fondo planare e di forma sostanzialmente ellittica o circolare.

Secondo un aspetto peculiare dell?invenzione, la sorgente di onde sonore ? disposta sul fondo di tale contenitore.

Vantaggiosamente, tale posizionamento consente all?onda generata di propagarsi in tutto il liquido, dal fondo del contenitore all?interfaccia liquido/aria.

Secondo un ulteriore aspetto, i mezzi ricevitori possono comprendere un idrofono e/o un microfono piezoelettrico e/o un accelerometro.

In particolare, tali mezzi ricevitori sono posti almeno in parte entro detto liquido. Vantaggiosamente, tale configurazione consente di non avere dispersioni dell?onda sonora che potrebbero essere causate dal passaggio di quest?ultima attraverso l?interfaccia liquido/aria.

Secondo un aspetto, il dispositivo comprende mezzi amplificatori del segnale analogico emesso da tale sorgente di onda sonora.

Ancora, il dispositivo comprende ulteriormente

- almeno una seconda sorgente analogica adatta a generare un secondo segnale analogico che si propaga all?interno di detto liquido;

- almeno un secondo mezzo ricevitore disposto all?esterno di detto contenitore ed adatto a ricevere detto secondo segnale analogico;

- in detta unit? di memoria essendo registrati e memorizzati una seconda pluralit? di segnali digitali, corrispondenti ad una pluralit? di relativi secondi segnali analogici rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui detto liquido da riconoscere appartiene; ed

- un?unit? logica connessa a detto secondo mezzo ricevitore adatta a convertire detto secondo segnale analogico ricevuto, generato da detta almeno una seconda sorgente, in un secondo segnale digitale, e a confrontare detto secondo segnale digitale con detta seconda pluralit? di segnali digitali memorizzati in detta unit? di memoria;

in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, ed in cui detta almeno una seconda sorgente analogica comprende una sorgente luminosa adatta a generare una radiazione che si propaga all?interno di detto liquido, la frequenza di detta radiazione luminosa ? compresa in un intervallo di frequenze comprese tra il visibile e l'infrarosso.

Tale soluzione, in combinazione con l?indagine acustica, permette di migliorare il riconoscimento del liquido sotto investigazione riducendo notevolmente le possibilit? di errori di falsi positivi o negativi.

Inoltre, detti secondi segnali digitali memorizzati in detta unit? di memoria sono rappresentativi di corrispondenti spettri di assorbanza di detta stessa pluralit? di liquidi noti.

Ancora, detti secondi mezzi ricevitori comprendono un sistema di rilevamento ottico per rilevare detta radiazione luminosa emessa da detta sorgente luminosa e che si propaga all?interno del liquido da esaminare.

Preferibilmente, detto contenitore presenta una parete di fondo planare ed ? di forma sostanzialmente ellittica.

Ulteriormente, il dispositivo comprende un?interfaccia utente in connessione con detta unit? logica, in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, che viene visualizzato mediante detta interfaccia utente.

La presente invenzione riguarda inoltre un metodo per l?identificazione di una sostanza liquida mediante un dispositivo secondo le rivendicazioni da 1 a 11, che comprende:

- la fase a) in cui il liquido viene versato all?interno del contenitore;

- la fase b) in cui detta prima sorgente analogica viene attuata in modo tale da propagare un primo segnale analogico attraverso detto liquido;

- la fase c) in cui detto segnale analogico viene rilevato da detti primi mezzi ricevitori;

- la fase d) in cui detto segnale analogico viene elaborato da detta unit? di elaborazione e convertito in un segnale digitale;

- la fase e) in cui detta unit? logica effettua un?operazione di confronto di detto segnale digitale rilevato, con detta prima pluralit? di segnali digitali registrati e memorizzati in detta unit? di memoria, rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui detto liquido da riconoscere appartiene, per verificare la corrispondenza del liquido esaminato con uno dei fluidi noti;

- la fase f) in cui detta unit? logica emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto;

in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, ed in cui detta almeno una sorgente analogica comprende una sorgente di onde sonore adatta a generare un?onda sonora che si propaga all?interno di detto liquido come vibrazione meccanica, la frequenza di detto intervallo di detta onda sonora ? compresa tra 1 Hz e 6 KHz.

Ancora, il metodo comprende ulteriormente:

- la fase b?) in cui detta seconda sorgente analogica viene attuata in modo tale da propagare un secondo segnale analogico attraverso detto liquido;

- la fase c?) in cui detto secondo segnale analogico viene rilevato da detti secondi mezzi ricevitori;

- la fase d?) in cui detto secondo segnale analogico viene elaborato da detta unit? di elaborazione e convertito in un secondo segnale digitale;

- la fase e?) in cui detta unit? logica effettua un?operazione di confronto di detto secondo segnale digitale rilevato, con detta seconda pluralit? di segnali digitali registrati e memorizzati in detta unit? di memoria, rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui detto liquido da riconoscere appartiene, per verificare la corrispondenza del liquido esaminato con uno di detti fluidi noti;

- la fase f?) in cui detta unit? logica emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto;

in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, ed in cui detta almeno una seconda sorgente analogica comprende una sorgente luminosa adatta a generare una radiazione che si propaga all?interno di detto liquido, la frequenza di detto intervallo di detta radiazione luminosa ? compresa in un intervallo di frequenze comprese tra il visibile e l'infrarosso.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori aspetti e vantaggi della presente invenzione risulteranno pi? chiari dalla descrizione che segue, fatta a titolo illustrativo e non limitativo, con riferimento al disegno schematico allegato 1 in cui ? mostrato uno schema di funzionamento semplificato del dispositivo di riconoscimento o identificazione di un liquido campione secondo l?invenzione.

Forme di realizzazione dell?invenzione

In figura 1 viene mostrato lo schema di funzionamento di un dispositivo 1 per il riconoscimento o l?identificazione di un liquido campione secondo la presente invenzione.

Il dispositivo 1 comprende almeno un contenitore 2 adatto a ricevere il liquido 11 da esaminare. Va osservato che, sebben da qui ed in avanti si far? riferimento solo ad un liquido del tipo un vino, tuttavia tale dispositivo 1 pu? essere applicato a qualsiasi liquido quale, ad esempio, olio, o anche del tipo non alimentare quale, ad esempio, olio combustibile o altri ancora.

Inoltre il contenitore 2 pu? presentare una superficie di base di forma sostanzialmente circolare, o ovale, e non sono escluse ulteriori forme di realizzazione in cui il contenitore presenta una superficie di base di forma sostanzialmente quadrata o rettangolare, o pi? in generale poligonale.

Il contenitore 2 pu? essere un bicchiere, o una tazza, o un recipiente simile, ed ? preferibilmente prodotto in vetro.

Il dispositivo 1 secondo l?invenzione comprende una prima sorgente analogica 3 adatta a generare un segnale analogico che si propaga all?interno del liquido 11. Tale prima sorgente analogica 3 comprende una sorgente di onde sonore, adatta a generare un?onda sonora che si propaga all?interno del liquido 11 come vibrazione meccanica, la cui frequenza ? scelta in un intervallo compreso tra 1Hz e 6KHz. In particolare, tale onda sonora ? sinusoidale ed ha una determinata frequenza funzione delle caratteristiche del contenitore 2 in cui ? contenuto il liquido da analizzare Ad esempio, nel caso in specie la frequenza scelta ? 100 Hz e la durata dell?onda ? compresa tra 4 e 10 secondi, preferibilmente 6 secondi.

La determinazione della frequenza corretta avviene in fase di calibrazione mediante l?uso di un?onda sonora la cui frequenza varia all?interno di un intervallo compreso tra 1 Hz e 6 kHz. La funzione a dente di sega ha un periodo T preferibilmente compreso tra 1 e 10 secondi, preferibilmente di 10 secondi, ripetuto una sola volta. Preferibilmente, l?intensit? dell?onda acustica varia nel tempo come una funzione a dente di sega in un intervallo compreso tra 0,1 e 50 dB.

Tale sorgente di onde sonore 3 ? collocata in prossimit? della base del contenitore per irradiare e stimolare il liquido 11 con un?onda acustica.

In una forma di realizzazione preferita mostrata in figura 1, la sorgente di onde sonore 3 ? disposta sulla parete di fondo del contenitore 2, a diretto contatto con il liquido 11.

L?ottenimento della frequenza ottimale da generare per l?identificazione del campione sotto indagine ? determinato attraverso una preliminare operazione di calibratura ottenuta mediante la stessa sorgente analogica 3. In tale fase di calibrazione la sorgente analogica 3 emette un?onda sonora con frequenza variabile nel tempo come una funzione a dente di sega in un intervallo di frequenze compreso tra 1Hz e 6KHz. Ad esempio, la funzione a dente di sega pu? essere ottenuta a partire da un istante iniziale t0 in cui la frequenza dell?onda acustica ? pari ad esempio a 1 Hz, e dopo un determinato periodo di tempo T, la frequenza raggiunge linearmente il valore di 6 kHz per poi ritornare (in un periodo di tempo molto minore di T -idealmente nullo) a 1 Hz, ripetendo tale operazione si ottiene un?onda sonora la cui frequenza ? una funzione (a dente di sega) con periodo pari a T. Una volta effettuata tale calibrazione ed ottenute attraverso trasformata di Fourier le componenti principali delle frequenze del segnale ricevuto dal sistema contenitore/liquido, sar? possibile scegliere la frequenza pi? adatta per effettuare la verifica del liquido contenuto nel contenitore.

In una ulteriore forma di realizzazione qui non mostrata, la sorgente di onde sonore 3 ? disposta all?interno del contenitore, immersa entro il liquido da verificare.

In altra ulteriore forma realizzativa, il recipiente pu? anche essere una bottiglia chiusa con tappo. In questo caso il mezzo di ricezione ? disposto entro un ago che viene infilato nella bottiglia attraverso il tappo per raggiunge il liquido da analizzare. In altre forme realizzative il contenitore potrebbe anche essere un?autobotte, senza per questo uscire dall?ambito di tutela della presente invenzione.

Nella una forma qui descritta, tale contenitore presenta una parete di fondo di forma sostanzialmente ellittica.

La sorgente di onde sonore 3 pu? essere un attuatore acustico o ad esempio un ?bass shaker? o un semplice altoparlante anche nella forma minuaturizzata MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems).

Nella forma realizzativa qui descritta, il dispositivo 1 comprende mezzi amplificatori 8 del segnale analogico emesso dalla sorgente di onda sonora 3.

La sorgente di onde sonore 3 ? collegata preferibilmente ad un amplificatore 8, a sua volta collegato ad un generatore di segnale 16.

Il dispositivo 1 secondo l?invenzione comprende un?unit? logica 5 di elaborazione dati per mezzo della quale ? possibile caricare un determinato tipo di segnale elettrico (digitale) da generare mediante il generatore di segnale 16.

Per mezzo dell?unit? logica 5 e del generatore di segnale 16 ? quindi possibile generare un determinato segnale elettrico (digitale) che dopo essere stato opportunamente amplificato dall?amplificatore 8, viene trasformato in onda sonora (segnale analogico) dalla sorgente di onde sonore 3.

Il dispositivo 1 secondo l?invenzione comprende inoltre almeno un mezzo ricevitore 4 disposto all?interno del contenitore 2, adatto a ricevere il segnale analogico generato dalla sorgente di onde sonore 3.

Nella forma realizzativa qui descritta, i mezzi ricevitori 4 comprendono un idrofono, ad ogni modo in altre forme realizzative tali mezzi ricevitori 4 comprendono un microfono piezoelettrico o un accelerometro, senza per questo uscire dall?ambito di tutela ella presente invenzione. In altre forme realizzative tali mezzi ricevitori 4 comprendono accelerometri MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) di cattura dell?energia meccanico vibrazionale trasportata dalle molecole presenti nel mezzo liquido.

L?idrofono ? immerso all?interno del liquido 11. Preferibilmente, l?idrofono si deve trovare a circa 2 cm al di sotto del pelo liquido.

L?onda sonora generata dalla sorgente di onde sonore 3 attraversa il liquido 11 e viene quindi rilevata dal mezzo ricevitore 4.

Il dispositivo secondo l?invenzione comprende un?unit? di memoria 6 in cui sono registrati e memorizzati una prima pluralit? di segnali digitali SSD, SSD?, SSD??, corrispondenti ad una pluralit? di relativi primi segnali analogici RSA, RSA?, RSA?? rappresentativi di una pluralit? di liquidi noti della stessa tipologia a cui detto liquido da riconoscere appartiene noti.

In particolare, in una forma di realizzazione, i segnali digitali SSD, SSD?, SSD?? memorizzati nell?unit? di memoria 6 sono rappresentativi di corrispondenti segnali audio analogici, rappresentativi di una pluralit? di fluidi noti quali, ad esempio, dei vini di differente produttore, o di identico produttore, ma di diverse caratteristiche. In altre parole nell?unit? di memoria 6 del dispositivo 1 secondo l?invenzione ? presente un database di liquidi noti, identificati per mezzo della loro ?fingerprint? sonora.

Come sopra anticipato, il dispositivo 1 secondo l?invenzione comprende l?unit? logica 5, che ? ulteriormente connessa a detto primo mezzo ricevitore 4 ed ? adatta a convertire il primo segnale analogico SA ricevuto (in tal caso un?onda sonora) in un segnale digitale SD, e a confrontare il segnale digitale SD con la pluralit? di segnali digitali SSD, SSD?, SSD?? memorizzati nell?unit? di memoria 6.

Anche il mezzo ricevitore 4 ? collegato all?unit? logica 5, che effettua un?analisi in frequenza del segnale rilevato dal ricevitore 4.

L?onda sonora che attraversa il liquido 11 contiene informazioni utili che possono essere estratte da un?analisi in frequenza del segnale rilevato dal ricevitore 4.

L?unit? logica 5 calcola la trasformata di Fourier (ad esempio per mezzo di un algoritmo FFT) del segnale rilevato mediante il mezzo ricevitore 4 e la pressione acustica dell?onda sonora rilevata, e sulla base di questi dati determina se il liquido 11 da riconoscere appartiene al database di liquidi noti e, dunque, ? lo stesso liquido, in questo caso vino, contenuto ad esempio nella bottiglia da cui si ? estratto il campione di liquido 11.

In particolare, mediante prove sperimentali ? possibile realizzare un database in cui sono associati per ogni liquido di una stessa tipologia una rispettiva traccia acustica di esso. Tutti i liquidi della stessa tipologia, al fine di essere campionati e registrati nel database, devono essere soggetti alla stessa forma d?onda acustica, avente dunque identica frequenza (o frequenze) ed intensit?.

L?unit? logica 5 e l?unit? di memoria 6 possono essere del tipo locale, dunque associate ad un congegno collegato fisicamente al mezzo di ricezione 4 ed alla sorgente acustica 3, oppure possono anche essere residente su un server in remoto, pertanto i risultati ottenuti verrebbero in questo caso trasmessi al server per effettuare le analisi richieste ed ottenere poi il risultato ricercato.

Il dispositivo 1 pu? dunque essere equipaggiato, o connesso attraverso sistema wifi e/o bluetooth, con una unit? logica 5, del tipo datalogger digitale, o microcontroller, sul quale ? installato il relativo firmware di analisi con reti neurali e intelligenza artificiale dei files audio registrati a valle e captati dagli apparati microfonici e/o accelerometri MEMS di cattura dell?energia meccanico vibrazionale trasportata dalle molecole presenti nel mezzo liquido. Da questa prima analisi, il sistema sceglie la frequenza ritenuta pi? significativa che parte da 1 Hz per multipli di 100 Hz fino alla frequenza di 6000 Hz per una durata di riproduzione tra i 4 e i 10 secondi, preferibilmente 6 secondi.

Il dispositivo 1 secondo l?invenzione comprende inoltre un?interfaccia utente 7 in connessione con l?unit? logica 5.

In seguito al confronto effettuato dall?unit? logica 5, essa emette un segnale rappresentativo dell?esito del confronto, che viene visualizzato da un operatore mediante l?interfaccia utente 7.

In altre parole, l?unit? logica 5 confrontando i dati relativi all?onda sonora rilevata con i dati presenti nel database dell?unit? di memoria 6 pu? risalire in modo accurato al particolare liquido 11 presente nel contenitore 2, nel caso in cui esso sia noto e memorizzato come segnale digitale all?interno del succitato database.

Nel caso in cui il liquido 11 esaminato non sia riconosciuto dall?unit? logica 5, ossia l?esito del confronto con i segnali digitali SSD, SSD?, SSD?? presenti nell?unit? di memoria 6 dia un esito negativo, il primo segnale SD rilevato e non ancora identificato viene registrato e memorizzato nell?unit? di memoria 6, andando ad alimentare e ad ampliare il database.

In una possibile forma di realizzazione, il dispositivo 1 comprende una seconda sorgente analogica 33 adatta a generare un secondo segnale analogico SA2 che si propaga all?interno dello stesso liquido 11 da investigare.

Inoltre, il dispositivo comprende un secondo mezzo ricevitore 44 disposto all?esterno del contenitore 2 e adatto a ricevere il secondo segnale analogico SA2.

L?unit? di memoria 6 contiene registrata e memorizzata una seconda pluralit? di segnali digitali SSD2, SSD2?, SSD2??, corrispondenti ad una pluralit? di relativi secondi segnali analogici RSA2, RSA2?, RSA2?? rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui il liquido 11 da riconoscere appartiene.

L?unit? logica 5 ? anche connessa al secondo mezzo ricevitore 44 ed ? adatta a convertire il secondo segnale analogico SA2 ricevuto, generato dalla seconda sorgente 44, in un secondo segnale digitale SD2, e a confrontare il secondo segnale digitale SD2 con la succitata seconda pluralit? di segnali digitali SSD2, SSD2?, SSD2?? memorizzati nell?unit? di memoria 6. Vantaggiosamente, in seguito al succitato confronto, l?unit? logica 5 emette un segnale rappresentativo dell?esito del confronto. Inoltre, la seconda sorgente analogica 33 comprende una sorgente luminosa 33 adatta a generare una radiazione che si propaga all?interno del liquido 11, in cui la frequenza della radiazione luminosa generata dalla sorgente 33 ? compresa in un intervallo di frequenze comprese tra il visibile e l'infrarosso.

Preferibilmente, tale sorgente luminosa 33 emette una radiazione luminosa compresa tra il visibile e l?infrarosso.

Ancora, i secondi segnali digitali SSD2, SD2?, SD2?? memorizzati nell?unit? di memoria 6 sono rappresentativi di corrispondenti spettri di assorbanza della stessa pluralit? di liquidi noti, in questo caso differenti vini.

I secondi mezzi ricevitori 44 comprendono un sistema di rilevamento ottico 44 per rilevare la radiazione luminosa emessa dalla sorgente luminosa 33 e che si propaga all?interno del liquido 11 da esaminare.

In generale, il metodo per il riconoscimento o l?identificazione di un liquido 11 secondo la presente invenzione comprende seguenti fasi:

- la fase a) in cui il liquido 11 viene versato all?interno del contenitore 2;

- la fase b) in cui la prima sorgente analogica 3 viene attuata in modo tale da propagare un segnale analogico SA attraverso il liquido 11;

- la fase c) in cui il segnale analogico viene rilevato dal primo mezzo ricevitore 4; - la fase d) in cui il segnale analogico SA viene elaborato da una unit? logica 5 e convertito in un segnale digitale SD;

- la fase e) in cui l?unit? logica 5 effettua un?operazione di confronto del segnale digitale SD rilevato, con la prima pluralit? di segnali digitali SSD, SSD?, SSD?? registrati e memorizzati nell?unit? di memoria 6, rappresentativi di una pluralit? di liquidi noti della stessa tipologia a cui il liquido 11 da riconoscere appartiene, per verificare la corrispondenza del liquido 11 esaminato con uno dei liquidi noti;

- una fase f) in cui l?unit? logica 5 emette un segnale rappresentativo dell?esito del confronto, che viene preferibilmente visualizzato mediante l?interfaccia utente 7. Nel metodo secondo l?invenzione la prima sorgente analogica 3 comprende una sorgente di onde sonore 3 adatta a generare un?onda sonora che si propaga all?interno del liquido 11 come vibrazione meccanica, la cui frequenza ? compresa in un intervallo tra 1Hz e 6KHz. Preferibilmente, detta onda sonora generata da detta almeno una prima sorgente analogica 3 emette un?onda sinusoidale ad una determinata frequenza determinata in funzione del contenitore in cui detto liquido ? contenuto.

In una forma di realizzazione, nel caso in cui il confronto effettuato nella fase e) dia un esito negativo, viene operata una fase g) in cui il segnale digitale SD rilevato viene registrato e memorizzato nell?unit? di memoria 6 e diventa parte della prima pluralit? di segnali digitali registrati.

Preliminarmente a detta fase b) ? compresa la fase di calibrazione per determinare detta determinata frequenza. L?ottenimento della frequenza ottimale da generare per l?identificazione del campione sotto indagine ? determinato attraverso una preliminare operazione di calibratura ottenuta mediante la stessa sorgente analogica 3. In tale fase di calibrazione la sorgente analogica 3 emette un?onda sonora con frequenza variabile nel tempo come una funzione a dente di sega in un intervallo di frequenze compreso tra 1Hz e 6KHz. Ad esempio, la funzione a dente di sega pu? essere ottenuta a partire da un istante iniziale t0 in cui la frequenza dell?onda acustica ? pari ad esempio a 1 Hz, e dopo un determinato periodo di tempo T, la frequenza raggiunge linearmente il valore di 6 kHz per poi ritornare (in un periodo di tempo molto minore di T - idealmente nullo) a 1 Hz, ripetendo tale operazione si ottiene un?onda sonora la cui frequenza ? una funzione (a dente di sega) con periodo pari a T. Una volta effettuata tale calibrazione ed ottenute attraverso trasformata di Fourier le componenti principali delle frequenze del segnale ricevuto dal sistema contenitore/liquido, sar? possibile scegliere la frequenza pi? adatta per effettuare la verifica del liquido contenuto nel contenitore.

Preferibilmente, detta onda sonora generata dalla prima sorgente analogica 3 varia nel tempo come una funzione a dente di sega.

Il metodo comprende ulteriormente:

- la fase b?) in cui la seconda sorgente analogica 33 viene attuata in modo tale da propagare un secondo segnale analogico SA2 attraverso il liquido 11; - la fase c?) in cui il secondo segnale analogico viene rilevato dal secondo mezzo ricevitore 44;

- la fase d?) in cui il secondo segnale analogico SA viene elaborato dall?unit? logica 5 e convertito in un secondo segnale digitale SD2;

- la fase e?) in cui l?unit? logica 5 effettua un?operazione di confronto tra il secondo segnale digitale SD rilevato e la seconda pluralit? di segnali digitali SSD2, SSD2?, SSD2?? registrati e memorizzati in detta unit? di memoria 6, rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui il liquido da riconoscere appartiene, per verificare la corrispondenza del liquido 11 esaminato con uno dei liquidi noti;

- la fase f?) in cui l?unit? logica 5 emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto;

in cui in seguito al confronto, l?unit? logica 5 emette un segnale rappresentativo dell?esito del confronto, ed in cui la seconda sorgente analogica 33 comprende una sorgente luminosa 33 adatta a generare una radiazione che si propaga all?interno del liquido 11. La frequenza della radiazione luminosa ? compresa in un intervallo di frequenze comprese tra il visibile e l'infrarosso.

Va osservato che la seconda pluralit? di segnali digitali SSD2, SSD2?, SSD2?? registrati ? ottenuto attraverso lo stesso processo per l?ottenimento del secondo segnale digitale SD2, cos? che il confronto tra tale secondo segnale digitale SD2 e la pluralit? di secondi segnali digitali SSD2,SSD2?,SSD2?? sia corretto.

Claims (13)

RIVENDICAZIONI

1. Dispositivo (1) per il riconoscimento di almeno un liquido (11), comprendente:

- almeno un contenitore (2) adatto a ricevere il liquido (11) da esaminare;

- almeno una prima sorgente analogica (3) adatta a generare un primo segnale analogico (SA) che si propaga all?interno di detto liquido (11);

- almeno un primo mezzo ricevitore (4) disposto all?interno, o all?esterno, di detto contenitore (2) ed adatto a ricevere detto primo segnale analogico (SA); - un?unit? di memoria (6) in cui sono registrati e memorizzati una prima pluralit? di segnali digitali (SSD, SSD?, SSD??), corrispondenti ad una pluralit? di relativi primi segnali analogici (RSA, RSA?, RSA??) rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui detto liquido da riconoscere appartiene; ed

- un?unit? logica (5) connessa a detto primo mezzo ricevitore (4) adatta a convertire detto primo segnale analogico (SA) ricevuto, generato da detta almeno una prima sorgente, in un primo segnale digitale (SD), e a confrontare detto primo segnale digitale (SD) con detta prima pluralit? di segnali digitali (SSD, SSD?, SSD??) memorizzati in detta unit? di memoria (6);

in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica (5) emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, ed in cui detta almeno una sorgente analogica (3) comprende una sorgente di onde sonore (3) adatta a generare un?onda sonora che si propaga all?interno di detto liquido (11) come vibrazione meccanica, la frequenza di detto intervallo di detta onda sonora ? compresa tra 1 Hz e 6 KHz.

2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui la frequenza (f) di detta onda sonora generata da detta almeno una prima sorgente analogica (3) emette un?onda sinusoidale fissa ad una determinata frequenza determinata in funzione del contenitore in cui detto liquido ? contenuto.

3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detta prima pluralit? di segnali digitali (SSD, SSD?, SSD??) memorizzati in detta unit? di memoria (6) sono rappresentativi di corrispondenti segnali audio analogici di una pluralit? di liquidi noti della stessa tipologia, preferibilmente di tipo alimentare scelti tra olio, vino etc..

4. Dispositivo (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui detta sorgente di onde sonore (3) ? disposta sulla parete di fondo (3a) di detto contenitore (2).

5. Dispositivo (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo mezzo ricevitore (4) comprende un idrofono e/o un microfono piezoelettrico e/o un accelerometro.

6. Dispositivo (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo mezzo ricevitore (4) ? posto almeno in parte entro detto liquido (11).

7. Dispositivo (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti comprendente mezzi amplificatori (8) del segnale analogico emesso da detta sorgente di onda sonora (3).

8. Dispositivo (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, comprendente ulteriormente

- almeno una seconda sorgente analogica (33) adatta a generare un secondo segnale analogico (SA2) che si propaga all?interno di detto liquido (11);

- almeno un secondo mezzo ricevitore (44) disposto all?esterno di detto contenitore (2) ed adatto a ricevere detto secondo segnale analogico (SA2); - in detta unit? di memoria (6) essendo registrati e memorizzati una seconda pluralit? di segnali digitali (SSD2, SSD2?, SSD2??), corrispondenti ad una pluralit? di relativi secondi segnali analogici (RSA2, RSA2?, RSA2??) rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui detto liquido da riconoscere appartiene; ed

- un?unit? logica (5) connessa a detto secondo mezzo ricevitore (44) adatta a convertire detto secondo segnale analogico (SA2) ricevuto, generato da detta almeno una seconda sorgente (44), in un secondo segnale digitale (SD2), e a confrontare detto secondo segnale digitale (SD2) con detta seconda pluralit? di segnali digitali (SSD2, SSD2?, SSD2??) memorizzati in detta unit? di memoria (6);

in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica (5) emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, ed in cui detta almeno una seconda sorgente analogica (33) comprende una sorgente luminosa (33) adatta a generare una radiazione che si propaga all?interno di detto liquido (11), la frequenza di detta radiazione luminosa ? compresa in un intervallo di frequenze comprese tra il visibile e l'infrarosso.

9. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 8, in cui detti secondi segnali digitali (SSD2, SSD2?, SSD2??) memorizzati in detta unit? di memoria (6) sono rappresentativi di corrispondenti spettri di assorbanza di detta stessa pluralit? di liquidi noti.

10. Dispositivo (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui detti secondi mezzi ricevitori (44) comprendono un sistema di rilevamento ottico (44) per rilevare detta radiazione luminosa emessa da detta sorgente luminosa (33) e che si propaga all?interno del liquido (11) da esaminare.

10. Dispositivo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, in cui detto contenitore presenta una parete di fondo planare ed ? di forma sostanzialmente ellittica,

11. Dispositivo secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, comprendente un?interfaccia utente (7) in connessione con detta unit? logica (5), in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica (5) emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, che viene visualizzato mediante detta interfaccia utente (7).

12 Metodo per l?identificazione di una sostanza, preferibilmente un liquido (11), mediante un dispositivo (1) secondo le rivendicazioni da 1 a 11, che comprende:

- la fase a) in cui il liquido (11) viene versato all?interno del contenitore (2); - la fase b) in cui detta prima sorgente analogica (3) viene attuata in modo tale da propagare un primo segnale analogico (SA) attraverso detto liquido (11); - la fase c) in cui detto segnale analogico viene rilevato da detti primi mezzi ricevitori (4);

- la fase d) in cui detto segnale analogico (SA) viene elaborato da detta unit? logica (5) e convertito in un segnale digitale (SD);

- la fase e) in cui detta unit? logica (5) effettua un?operazione di confronto di detto segnale digitale (SD) rilevato, con detta prima pluralit? di segnali digitali (SSD, SSD?, SSD??) registrati e memorizzati in detta unit? di memoria (6), rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui detto liquido da riconoscere appartiene, per verificare la corrispondenza del liquido (11) esaminato con uno dei fluidi noti;

- la fase f) in cui detta unit? logica (5) emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto;

in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica (5) emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, ed in cui detta almeno una sorgente analogica (3) comprende una sorgente di onde sonore (3) adatta a generare un?onda sonora che si propaga all?interno di detto liquido (11) come vibrazione meccanica, la frequenza di detto intervallo di detta onda sonora ? compresa tra 1 Hz e 6 KHz, preferibilmente detta onda sonora generata da detta almeno una prima sorgente analogica (3) emette un?onda sinusoidale ad una determinata frequenza determinata in funzione del contenitore in cui detto liquido ? contenuto.

13. Metodo secondo la rivendicazione 12, che comprende ulteriormente:

- la fase b?) in cui detta seconda sorgente analogica (33) viene attuata in modo tale da propagare un secondo segnale analogico (SA2) attraverso detto liquido (11);

- la fase c?) in cui detto secondo segnale analogico viene rilevato da detti secondi mezzi ricevitori (44);

- la fase d?) in cui detto secondo segnale analogico (SA) viene elaborato da detta unit? logica (5) e convertito in un secondo segnale digitale (SD2);

- la fase e?) in cui detta unit? logica (5) effettua un?operazione di confronto di detto secondo segnale digitale (SD) rilevato, con detta seconda pluralit? di segnali digitali (SSD2, SSD2?, SSD2??) registrati e memorizzati in detta unit? di memoria (6), rappresentativi di una pluralit? di liquidi della stessa tipologia a cui detto liquido da riconoscere appartiene, per verificare la corrispondenza del liquido (11) esaminato con uno di detti fluidi noti;

- la fase f?) in cui detta unit? logica (5) emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto;

in cui in seguito a detto confronto, detta unit? logica (5) emette un segnale rappresentativo dell?esito di detto confronto, ed in cui detta almeno una seconda sorgente analogica (33) comprende una sorgente luminosa (33) adatta a generare una radiazione che si propaga all?interno di detto liquido (11), la frequenza di detta radiazione luminosa ? compresa in un intervallo di frequenze comprese tra il visibile e l'infrarosso.