ITMO20070154A1

ITMO20070154A1 - ELLETTROMAGNETIC FLOWMETER FOR MEASURING THE VOLUMETRIC FLOW OF CONDUCTIVE LIQUIDS INSIDE PIPES IN PRESSURE.

Info

Publication number: ITMO20070154A1
Authority: IT
Inventors: Alessandro Tomasini
Original assignee: A T E Elettronica Di Tomasini
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-11-12

Description

D E S C RI Z I O NE DESCRIPTION

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo: FLUSSIMETRO ELETTROMAGNETICO PER LA MISURAZIONE DELLA PORTATA VOLUMETRICA DI LIQUIDI CONDUTTIVI ALL’INTERNO DI CONDOTTE IN PRESSIONE. attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION entitled: ELECTROMAGNETIC FLOW METER FOR MEASURING THE VOLUMETRIC FLOW OF CONDUCTIVE LIQUIDS INSIDE PRESSURE DUCTS.

RIASSUNTO SUMMARY

II trovato si inserisce nel campo dei dispositivi per la misurazione della portata volumetrica di liquidi conduttivi all’interno di condotte in pressione. Il funzionamento del trovato si basa sul principio di misura elettromagnetico. Il flussimetro oggetto della presente invenzione comprende un circuito elettronico stampato (2) ed un elemento metallico di copertura (6) applicato, tramite elementi di fissaggio (7), sulla superficie della condotta in pressione (8) in corrispondenza di un’apertura praticata nella condotta stessa. The invention is part of the field of devices for measuring the volumetric flow rate of conductive liquids within pipelines under pressure. The operation of the invention is based on the electromagnetic measuring principle. The flowmeter object of the present invention comprises a printed electronic circuit (2) and a metal covering element (6) applied, by means of fastening elements (7), to the surface of the pressure pipe (8) in correspondence with an opening made in the conduct itself.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE Forma oggetto del presente trovato un flussimetro elettromagnetico per la misurazione della portata volumetrica di liquidi conduttivi all’ interno di condotte in pressione. DESCRIPTION OF THE INVENTION The subject of the present invention is an electromagnetic flowmeter for measuring the volumetric flow rate of conductive liquids inside pipelines under pressure.

Il suddetto dispositivo, applicato in modo opportuno su una condotta in pressione al cui interno scorre un liquido conduttivo, permette di misurare in modo continuo la portata volumetrica di detto liquido conduttivo, basando la misurazione sul principio elettromagnetico definito dalle leggi di Lorenz e Faraday. The aforementioned device, suitably applied on a pressure pipeline inside which a conductive liquid flows, allows to continuously measure the volumetric flow rate of said conductive liquid, basing the measurement on the electromagnetic principle defined by the laws of Lorenz and Faraday.

Il presente trovato può trovare applicazione anche nei sistemi per la gestione di processi con liquidi conduttivi, ad esempio dosatori. The present invention can also find application in systems for managing processes with conductive liquids, for example dosers.

L’arte nota prevede l’utilizzo di svariate tipologie di dispositivi, allo scopo di misurare in modo continuo la portata volumetrica di liquidi all’interno di condotte. The prior art provides for the use of various types of devices, in order to continuously measure the volumetric flow rate of liquids inside pipelines.

Esistono dispositivi di misurazione costituiti da sistemi meccanici a palette o ad eliche, che affiancano ad un basso costo, una scarsa affidabilità, un basso livello di precisione e l’inconveniente della perdita di carico del liquido che transita attraverso le palette o le eliche. There are measuring devices consisting of mechanical systems with blades or propellers, which combine low cost, poor reliability, a low level of precision and the inconvenience of the pressure drop of the liquid passing through the vanes or propellers.

Altra tipologia nota di flussimetri è quella che si basa sul principio di funzionamento elettromagnetico e che prevede che il dispositivo elettronico di misurazione sia integrato in un cilindro cavo da collegare alla condotta mediante collegamenti flangiati o filettati; tale soluzione produce l’evidente inconveniente di dover realizzare il flussimetro “su misura”, in base alla sezione della condotta sulla quale dovrà essere installato. Another known type of flowmeters is that which is based on the electromagnetic operating principle and which provides that the electronic measuring device is integrated in a hollow cylinder to be connected to the pipeline by means of flanged or threaded connections; this solution produces the obvious drawback of having to create the "tailor-made" flow meter, based on the section of the pipeline on which it will be installed.

Scopo del presente trovato è quello di eliminare o ridurre gli inconvenienti sopra lamentati. The object of the present invention is to eliminate or reduce the drawbacks mentioned above.

Detti scopi vengono pienamente raggiunti dal flussimetro elettromagnetico per la misurazione della portata volumetrica di liquidi conduttivi all’ interno di condotte in pressione, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto previsto nelle rivendicazioni sotto riportate. Said purposes are fully achieved by the electromagnetic flowmeter for measuring the volumetric flow rate of conductive liquids inside pressurized pipelines, object of the present invention, which is characterized by the provisions of the claims reported below.

Caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente evidenziati dalla descrizione seguente di una preferita ma non esclusiva forma di realizzazione illustrata, a puro titolo esemplificativo e non limitativo nelle unite tavole di disegno, in cui: la figura 1 illustra una sezione trasversale del flussimetro elettromagnetico 1 oggetto del presente trovato e della condotta in pressione 8; la figura 2 riporta invece una vista dall’alto di quanto rappresentato in figura 1. Characteristics and advantages will be further highlighted by the following description of a preferred but not exclusive embodiment illustrated, purely by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which: Figure 1 illustrates a cross-section of the electromagnetic flowmeter 1 object of the present found and of the pressure line 8; figure 2 instead shows a top view of what is represented in figure 1.

Con riferimento alla figura 1, l’elemento 1 indica il flussimetro elettromagnetico, comprendente un circuito elettronico stampato 2 dalla cui superficie inferiore sporgono due estremità metalliche allungate 10 collegate ad altrettante due piastre per il rilevamento delle cariche 4 presenti nel liquido conduttivo 9; un supporto protettivo e di rinforzo 3 fissato al di sotto del suddetto circuito elettronico stampato 2; un arco schermante 5 vincolato al suddetto supporto protettivo e di rinforzo 3; un elemento metallico di copertura 6 collegato alla condotta in pressione 8 tramite quattro elementi di fissaggio 7; un connettore elettronico a cinque contatti 11 collegato ad un cavo 12. With reference to Figure 1, element 1 indicates the electromagnetic flowmeter, comprising a printed electronic circuit 2 from whose lower surface two elongated metal ends 10 protrude connected to two plates for detecting the charges 4 present in the conductive liquid 9; a protective and reinforcing support 3 fixed below the aforesaid printed electronic circuit 2; a shielding arch 5 constrained to the aforementioned protective and reinforcing support 3; a metal covering element 6 connected to the pressure line 8 by means of four fixing elements 7; a five-contact electronic connector 11 connected to a cable 12.

Sulla condotta in pressione 8 è prevista un’apertura di dimensioni idonee a consentire l inserimento del circuito elettronico stampato 2. On the pressure pipeline 8 there is an opening of suitable size to allow the insertion of the printed electronic circuit 2.

Detto circuito elettronico stampato 2 è del tipo a doppia faccia e doppio strato, comprendente un elemento a bobina e traferro, per la generazione di un campo magnetico alternato. Said printed electronic circuit 2 is of the double-sided and double-layer type, comprising a coil and air gap element, for the generation of an alternating magnetic field.

Le estremità metalliche allungate 10, collegate da una parte al circuito elettronico stampato 2 e dall’altra parte alle piastre per il rilevamento delle cariche 4, debbono essere di lunghezza tale da permettere a dette piastre di stare in contatto con il liquido conduttivo 9. The elongated metal ends 10, connected on one side to the printed electronic circuit 2 and on the other side to the plates for detecting the charges 4, must be of such length as to allow said plates to be in contact with the conductive liquid 9.

Il supporto protettivo e di rinforzo 3, posizionato sulla parte inferiore del circuito elettronico stampato 2, svolge l’importante funzione di rinforzare e proteggere detto circuito elettronico stampato 2 dalla spinta esercitata dal liquido conduttivo 9 presente all’interno della condotta in pressione 8. The protective and reinforcing support 3, positioned on the lower part of the printed electronic circuit 2, performs the important function of reinforcing and protecting said electronic printed circuit 2 from the thrust exerted by the conductive liquid 9 present inside the pressure duct 8.

Tra le superfici superiore ed inferiore del supporto protettivo e di rinforzo 3 sono previsti due fori passanti verticali atti a consentire il passaggio delle due estremità metalliche allungate 10 e delle relative due piastre per il rilevamento delle cariche 4. Between the upper and lower surfaces of the protective and reinforcing support 3 there are two vertical through holes designed to allow the passage of the two elongated metal ends 10 and the relative two plates for detecting the charges 4.

Il posizionamento dell’arco schermante 5, costituito ad esempio da acciaio inossidabile, nella zona circostante le due piastre per il rilevamento delle cariche 4 rappresenta una variante costruttiva che potrebbe essere omessa, senza per questo inficiare la funzionalità del dispositivo oggetto del presente trovato. The positioning of the shielding arc 5, consisting for example of stainless steel, in the area surrounding the two plates for detecting the charges 4 represents a construction variant that could be omitted, without thereby affecting the functionality of the device object of the present invention.

L’arco schermante 5 permette di laminarizzare il flusso del liquido conduttivo 9 nella zona circostante le due piastre per il rilevamento delle cariche 4, di ridurre i disturbi elettromagnetici e di contenere il campo elettromagnetico in detta zona. The shielding arc 5 allows to laminarize the flow of the conductive liquid 9 in the area surrounding the two plates for detecting the charges 4, to reduce electromagnetic disturbances and to contain the electromagnetic field in said area.

L’arco schermante 5 potrebbe assumere anche forma rettangolare o quadrata, purché contenga al suo interno entrambe le piastre per il rilevamento delle cariche 4. The shielding arc 5 could also assume a rectangular or square shape, as long as it contains both plates for detecting the charges 4 inside.

Sull’elemento metallico di copertura 6 è previsto un connettore elettronico a cinque contatti 11 con caratteristiche di tenuta idrica; detto connettore elettronico a cinque contatti essendo collegato ad un cavo 12 ed assolvendo alle seguenti funzioni: On the metal covering element 6 there is a five-contact electronic connector 11 with water-tight characteristics; said five-contact electronic connector being connected to a cable 12 and performing the following functions:

- portare l’alimentazione a bassa tensione al flussimetro elettromagnetico 1; - bring the low voltage power supply to the electromagnetic flow meter 1;

- fornire l’uscita elettrica di segnale del dato di portata rilevato; - provide the electrical signal output of the detected flow rate;

- fornire i segnali di collegamento informatico per la programmazione, collaudo e parametrazione del flussimetro elettromagnetico 1. - supply the computer connection signals for the programming, testing and parameterisation of the electromagnetic flow meter 1.

Con riferimento alla figura 2, l’elemento metallico di copertura 6 è vincolato mediante quattro elementi di fissaggio 7 alla condotta in pressione 8, al cui interno scorre un liquido conduttivo 9; detto elemento metallico di copertura 6 avendo la funzione di schermare il circuito elettronico stampato 2 dagli eventuali influssi elettromagnetici provenienti dall’esterno. With reference to Figure 2, the metal covering element 6 is bound by means of four fastening elements 7 to the pressure duct 8, inside which a conductive liquid 9 flows; said metal covering element 6 having the function of shielding the printed electronic circuit 2 from any electromagnetic influences coming from the outside.

Il segnale ad impulsi acquisito dal circuito elettronico stampato 2 viene inviato, tramite opportuni collegamenti di tipo noto, ad un amplificatore di segnale e ad un dispositivo di calcolo e visualizzazione, entrambi esterni al flussimetro elettromagnetico 1 e di tipo noto. The pulse signal acquired by the printed electronic circuit 2 is sent, by means of suitable connections of a known type, to a signal amplifier and to a calculation and display device, both external to the electromagnetic flowmeter 1 and of a known type.

Il numero degli elementi di fissaggio 7 può variare in relazione all’applicazione del presente trovato. The number of fastening elements 7 may vary in relation to the application of the present invention.

Le piastre per il rilevamento delle cariche 4 sono fatte di un metallo non ossidabile a contatto con l’acqua. The plates for detecting the charges 4 are made of a non-oxidizable metal in contact with water.

Secondo una possibile forma di realizzazione, il supporto protettivo e di rinforzo 3 è integrato nella parte inferiore del circuito elettronico stampato 2 e costituisce insieme a detto circuito elettronico stampato 2 un unico elemento inscindibile sulla cui superficie inferiore sono ricavate, mediante processo di fotoincisione, le piastre per il rilevamento delle cariche 4. According to a possible embodiment, the protective and reinforcing support 3 is integrated in the lower part of the printed electronic circuit 2 and constitutes together with said electronic printed circuit 2 a single inseparable element on whose lower surface the charge detection plates 4.

Come risulta dalla precedente descrizione, il flussimetro oggetto del presente trovato presenta i seguenti vantaggi: As can be seen from the previous description, the flowmeter object of the present invention has the following advantages:

- l’elemento metallico di copertura 6 permette di schermare il circuito elettronico stampato 2 da eventuali disturbi elettromagnetici provenienti dall’ esterno, garantendo una maggiore precisione<'>nella misurazione della portata volumetrica da parte del flussimetro elettromagnetico 1; - the metal covering element 6 allows to shield the printed electronic circuit 2 from any electromagnetic disturbances coming from the outside, ensuring greater precision <'> in the measurement of the volumetric flow rate by the electromagnetic flow meter 1;

- il flussimetro elettromagnetico oggetto del presente trovato può essere installato su condotte con sezioni di svariate dimensioni; tale flessibilità di applicazione comporta, per le aziende che intendono commercializzare detto flussimetro, la possibilità di ridurre drasticamente le scorte a magazzino del sopra citato flussimetro; - the electromagnetic flowmeter object of the present invention can be installed on ducts with sections of various sizes; this flexibility of application entails, for companies that intend to market said flow meter, the possibility of drastically reducing the inventory of the aforementioned flow meter;

- il flussimetro elettromagnetico 1 può essere fabbricato mediante un processo produttivo con elevato grado di automatizzazione e quindi a basso costo. - the electromagnetic flowmeter 1 can be manufactured by means of a production process with a high degree of automation and therefore at a low cost.

Claims

CLAIMS 1. Electromagnetic flowmeter for measuring the volumetric flow rate of conductive liquids inside pressure pipes of the type comprising a printed electronic circuit (2) from whose lower surface two elongated metal ends (10) protrude connected to two plates for detection of the charges (4) present in the conductive liquid (9), characterized in that it provides a protective and reinforcing support (3) fixed below the aforementioned printed electronic circuit (2), an applied metal covering element (6), by means of fastening elements (7), on the surface of the pressure pipeline (8) in correspondence with an opening made in the pipeline itself.

2. Electromagnetic flowmeter according to claim 1, characterized in that it comprises a shielding arc (5), positioned in the area surrounding the two plates for detecting the charges (4), able to laminarize the flow of the conductive liquid (9) in the aforementioned zone, to reduce electromagnetic disturbances and to contain the electromagnetic field in said zone.

3. Electromagnetic flow meter according to claim 1, characterized in that it provides a metal covering element (6) designed to shield the printed electronic circuit (2) from any electromagnetic influences coming from the outside.

4. Electromagnetic flowmeter according to claim 1, characterized in that it comprises a protective and reinforcing support (3) positioned on the lower part of the printed electronic circuit (2); said protective and reinforcing support (3) having the function of reinforcing and protecting the printed electronic circuit (2) from the thrust exerted by the conductive liquid (9) towards the internal walls of the pressure duct (8).

5. Electromagnetic flow meter according to claim 1, characterized in that it provides that the plates for detecting the charges (4) are made of a non-oxidizable metal in contact with water.

6. Electromagnetic flowmeter according to claims 1 and 4, characterized in that between the upper and lower surfaces of the protective and reinforcing support (3) there are two vertical through holes designed to allow the passage of the two elongated metal ends (10) and of the relative two plates for the detection of the charges (4)

7. Electromagnetic flowmeter according to claims 1 and 3, characterized in that on the metal covering element (6) there is a five-contact electronic connector (11), with water-tight characteristics, suitable for bringing the power supply to low voltage to the electromagnetic flowmeter (1), provide the electrical signal output of the detected flow rate, provide the computer connection signals for programming, testing and parameterisation of the electromagnetic flowmeter (1).

8. Electromagnetic flowmeter according to claims 1, 2, 4, 5 and 6, characterized in that according to a possible embodiment the protective and reinforcing support (3) is integrated in the lower part of the printed electronic circuit (2) and constitutes together with said printed electronic circuit (2) a single inseparable element on whose lower surface the plates for detecting the charges (4) are obtained by means of a photoengraving process.