ITBG20130011A1 - Sensore di densita' di un fluido - Google Patents

Description

“Sensore di densità di un fluidoâ€

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sensore di densità di un fluido, in particolare per fluidi in contenitori ermetici ed a volume costante.

Come à ̈ noto, esistono delle situazioni tecnologiche in cui si debbono avere dei gas ad un certo stato di densità per realizzare proprietà fisiche specifiche. Un esempio di ciò à ̈ costituito da interruttori elettrici a media e alta tensione: tali interruttori devono infatti essere immersi in un gas, l'esafluoruro di zolfo, posto ad una pressione predefinita (in un campo da 0 a 10 bar) per provocare l'estinzione dell'arco elettrico in modo ideale.

In tali situazioni à ̈ di vitale importanza verificare che il gas sia sempre presente alla densità voluta.

Per verificare ciò si fa riferimento alla relazione esistente tra pressione e temperatura, considerando che il volume del contenitore (cassa dell'interruttore) à ̈ costante. Supponendo costante anche la temperatura, infatti, ad ogni riduzione di pressione corrisponde una riduzione di densità del gas.

La temperatura può tuttavia variare per una pluralità di ragioni, per cui diventa necessario distinguere le variazioni di pressione così risultanti, per dare ad esse la corretta interpretazione o significato.

Se si ha infatti un aumento di temperatura lento che crea un aumento di pressione del gas, tale aumento di pressione non à ̈ indicatore di un aumento di densità.

Né una costanza di pressione del gas à ̈ indicatrice di una costanza di densità se avviene a seguito di un aumento di temperatura.

Un sensore di densità di questo tipo à ̈ descritto nel brevetto IT 1271607 a nome della Richiedente.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di provvedere ad un sensore di densità di un fluido che sia particolarmente semplice ed affidabile.

In accordo con la presente invenzione, tali scopi ed altri ancora vengono raggiunti da un sensore di densità di un fluido in un contenitore ermetico a volume costante comprendente: una camera a volume variabile essendo in comunicazione con detto contenitore; almeno un interruttore azionabile da una asta; detta asta essendo fissato a detta camera; caratterizzato dal fatto che detto sensore comprende una molla a memoria di forma, di lunghezza regolabile, fissata da un lato ad un punto fisso di detto sensore e dall’altro lato a detta camera a volume variabile.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione sono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.

I vantaggi di questa soluzione rispetto alle soluzioni dell’arte nota sono diversi.

Si ha una riduzione degli ingombri, e dei costi rispetto alla soluzione a volume di riferimento. Si ha una migliore insensibilità agli shock meccanici rispetto a soluzioni a bimetallo e l’eliminazione del rischio di perdita del volume di riferimento, per le soluzioni che lo utilizzano.

Le caratteristiche ed i vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione pratica, illustrata a titolo di esempio non limitativo negli uniti disegni, nei quali:

la figura 1 mostra schematicamente un sensore di densità, in accordo alla presente invenzione.

Riferendosi alle figure allegate, un sensore di densità 10, in accordo alla presente invenzione, à ̈ racchiuso in un contenitore 1 1 avente inferiormente un foro 12 che lo mette in comunicazione con l'interno del contenitore ermetico (non mostrato) a volume costante del quale si vuole controllare la densità del fluido 13 in esso contenuto.

Il foro 1 2 mette in comunicazione contenitore ermetico con una camera 14 a volume variabile.

La camera 14 Ã ̈ a chiusura ermetica.

La variabilità del volume à ̈ dovuta al fatto che à ̈ riempita del fluido presente nel contenitore ermetico sottostante, e dal fatto che ha una struttura deformabile; in tal modo essa può dunque variare il suo volume ad ogni variazione di pressione che si genera al suo interno.

Tale camera à ̈ metallica e cilindrica con la superficie esterna ondulata circonferenzialmente, in modo che variazioni di pressione al suo interno creino allungamenti o accorciamenti nel senso assiale.

La camera 14 Ã ̈ superiormente chiusa ed a contatto di un piattello 1 5.

Sul piattello 1 5 si appoggia una estremità di una molla intelligente 20. L’altra estremità della molla 20 à ̈ in battuta con un tramezzo 21 del contenitore 1 1 . Il tramezzo 21 comprende un foro centrale 22, nel quale trova posto una vite 23 di regolazione, forata all’interno.

La molla intelligente 20, di lunghezza prefissata, Ã ̈ costituita da una lega a memoria di forma (LMF) come NiTi o altre similari.

La molla 20 ha la funzione di attuatore e forza dipendente dalla temperatura. In particolare la forza, funzione della temperatura, segue le esigenze di controllo di un fluido ad una determinata densità in un contenitore sigillato.

Sul piattello 1 5 si appoggia anche un asta 24 attuatrice che passa nel foro 22 (e nella vite 23) del tramezzo 21 e aziona i micro interruttori 25, posti al di sopra del tramezzo 21 . I micro interruttori 25 possono essere più di uno, in quanto possono avere soglie di intervento diverse.

L’attivazione dei micro interruttori 25 à ̈ stata rappresentata in modo schematico mediante la presenza dell’asta 24, ma à ̈ noto ad un tecnico del ramo utilizzare differenti aste che attivano differenti micro interruttori.

La molla 20, a memoria di forma, à ̈ in grado di opporre una forza tale per cui, in un determinato intervallo di temperatura, il sistema camera 14 a soffietto e molla 20 risulta insensibile a variazioni di pressione che siano causate da variazioni di temperatura e non di densità. Al contrario variazioni della pressione del gas all’interno della camera 14 a soffietto in comunicazione con il gas sotto controllo, che siano causate da variazioni della densità del gas medesimo, si traducono in uno spostamento nel sistema camera 14 a soffietto e molla 20 che, aziona i micro interruttori 25, fornendo indicazione sulla reale densità del gas. La lunghezza della molla 20 viene regolata mediante la vite 23, in fase di collaudo del dispositivo, in modo che entri in azione alle condizioni volute.

Il funzionamento del dispositivo secondo l’invenzione appare evidente da quanto descritto ed illustrato e, in particolare, à ̈ sostanzialmente il seguente.

Ad esempio, all'aumentare della temperatura il volume del gas aumenta e la camera 14 si espande. In mancanza della molla 20, l'asta 24 azionerebbe i micro interruttori 25 e indicherebbe una variazione di densità.

La presenza della molla 20, a memoria di forma, si oppone alla espansione della camera 14 in modo variabile al variare della temperatura. Ossia, quando la temperatura aumenta, mantenendo però il volume costante, la molla oltre ad opporsi alla espansione della camera, e non far spostare l’asta per non attivare i micro interruttori, come tutte le molle, si oppone ancor di più in proporzione al valore dell'aumento della temperatura.

Si ottiene così un sensore di densità di un fluido in un contenitore ermetico a volume costante di semplice realizzazione e con un numero limitato di componenti.

Claims (8)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sensore di densità di un fluido in un contenitore ermetico a volume costante comprendente: una camera a volume variabile essendo in comunicazione con detto contenitore; almeno un interruttore azionabile da una asta; detta asta essendo fissato a detta camera; caratterizzato dal fatto che detto sensore comprende una molla a memoria di forma, di lunghezza regolabile, fissata da un lato ad un punto fisso di detto sensore e dall’altro lato a detta camera a volume variabile.
2. 2. Sensore in accordo alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta camera ha forma cilindrica e la sua superficie esterna à ̈ ondulata circonferenzialmente.
3. 3. Sensore in accordo alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta camera à ̈ a chiusura ermetica.
4. 4. Sensore in accordo alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di comprendere più interruttori azionabili a diverse soglie di variazione di pressione.
5. 5. Sensore in accordo alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto sensore comprende un corpo che contiene detta camera, detta molla e detta asta e detti microinterruttori.
6. 6. Sensore in accordo alla rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che detto corpo comprende un tramezzo avente un foro; detta molla essendo fissata da un lato a detto tramezzo e dall’altro lato a detta camera a volume variabile.
7. 7. Sensore in accordo alla rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detta asta à ̈ fissata a detta camera, passa attraverso detto foro di detto intramezzo e contatta detto almeno un interruttore.
8. 8. Sensore in accordo alla rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta molla a memoria di forma à ̈ fissata a detto punto fisso di detto sensore mediante una vite; girando detta vite si regola la lunghezza di detta molla.