ITTO20010508A1 - Trasduttore ottico per il rilevamento e l'indicazione a distanza di posizioni predetermitate di un organo mobile, particolarmente di un orga - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Trasduttore ottico per il rilevamento e l'indicazione a distanza di posizioni predeterminate di un organo mobile, particolarmente di un organo valvolare"

La presente invenzione si riferisce ad un trasduttore ottico per il rilevamento e l'indicazione a distanza di posizioni predeterminate di un organo mobile, particolarmente di un organo valvolare, secondo il preambolo della rivendicazione 1.

L'invenzione è stata sviluppata nella sua applicazione alle valvole per fluidi dei tipi a farfalla ed a saracinesca nelle quali l'organo mobile di cui si vuole rilevare ed indicare a distanza la posizione è rispettivamente un otturatore girevole ed un otturatore scorrevole, ma è applicabile al rilevamento ed all'indicazione a distanza della posizione di qualsiasi organo mobile di moto angolare o di moto lineare tra due posizioni di fine corsa.

I trasduttori ottici secondo il preambolo della rivendicazione 1, pure denominati encoder ottici, sono noti da molti anni.

Un loro vantaggio è che essi non sono sensibili ai campi elettromagnetici.

In questi trasduttori noti ciascuna coppia di diodi affacciati costituisce un'unità separata, dotata di un proprio supporto sul quale i diodi vengono prima fissati in una posizione approssimativa, dopodiché essi vengono riposizionati a scopo di taratura.

La taratura deve essere eseguita individualmente per ciascuna coppia di diodi, con un lavoro complicato che richiede una strumentazione esterna e personale specializzato.

Lo scopo dell'invenzione è quello di realizzare un trasduttore ottico del tipo considerato il quale non presenti gli svantaggi dei trasduttori noti ed in particolare che possa essere installato su una valvola od altro dispositivo anche da una persona poco esperta, senza una speciale strumentazione, e che possa essere tarato con un'operazione semplicissima.

Secondo l'invenzione questo scopo è raggiunto per mezzo di un trasduttore ottico quale rivendicato .

Come si comprenderà meglio dalla successiva descrizione riferita ai disegni, il principale vantaggio dell'invenzione consiste nel fatto che le coppie di diodi sono preinstallate in posizioni fisse predeterminate sui rispettivi supporti fissi e rigidi, e le loro posizioni non debbono essere modificate a scopo di taratura.

Preferibilmente, i supporti sono costituiti da schede elettroniche che, oltreché i diodi, portano la maggior parte dei componenti elettrici. Ciò permette di eseguire la taratura del trasduttore senza scollegare alcun filo.

Come pure si comprenderà meglio dalla descrizione riferita ai disegni, per effettuare la taratura nell'applicazione ad una valvola non è necessario aprire e chiudere la valvola, ma è sufficiente verificare che la valvola sia chiusa. Dato che le posizioni delle coppie di diodi sono prefissate, è possibile effettuare la sola taratura di valvola chiusa, in quanto la posizione di apertura viene ricavata automaticamente.

In una forma d'attuazione preferita, rivendicata nella rivendicazione 5, la banda morta per la taratura non viene fatta approssimativamente dall'installatore, ma viene rilevata con estrema precisione da una terza coppia di diodi situati in corrispondenza di una posizione di sovracorsa: una volta che l'operatore si è assicurato che l'organo mobile si trova in questa posizione di sovracorsa, egli deve sincerarsi che l'indicatore luminoso, che si trova sul trasduttore, ossia sul posto d'installazione, sia acceso. Se così non è, ciò significa che il trasduttore non è tarato bene e l'oscuratore non si trova tra i diodi della terza coppia. Per perfezionare la taratura l'installatore non deve allora fare altro che sbloccare l'oscuratore rispetto all'organo mobile (ad esempio allentando una vite), spostare l'oscuratore di quel tanto che basta per ottenere l'accensione dell'indicatore luminoso, e poi ribloccare l'oscuratore nella nuova posizione rispetto all'organo mobile (ad esempio tornando a stringere la vite.

L'invenzione riguarda pure le valvole per fluidi, del tipo a farfalla od a saracinesca, comprendenti un organo mobile, rispettivamente un albero rotativo od uno stelo scorrevole, dotate di un trasduttore secondo l'invenzione stessa.

L'invenzione sarà compresa meglio dalla lettura della descrizione particolareggiata che segue, fatta con riferimento ai disegni annessi, dati a titolo d'esempio non limitativo e nei quali:

la figura 1 è una vista in prospettiva di un trasduttore ottico secondo una prima forma d'attuazione dell'invenzione, del tipo angolare per un organo mobile costituito dall'albero rotativo di una valvola a farfalla o simile,

la figura 2 è una vista in prospettiva che illustra separatamente il gruppo del solo oscuratore della forma d'attuazione della figura 1, la figura 3 è una vista in prospettiva di un trasduttore ottico secondo un'altra forma d'attuazione dell'invenzione, del tipo lineare per un organo mobile costituito dallo stelo scorrevole di una valvola a saracinesca o simile,

la figura 4 è una vista in prospettiva che illustra separatamente il gruppo del solo oscuratore della forma d'attuazione della figura 3, la figura 5 è uno schema elettrico applicabile ad entrambe le forme d'attuazione delle figure 1 e 3, e

le figure 6a, 6b, 6c sono rappresentazioni schematiche che illustrano tre condizioni di rilevamento delle posizioni dell'organo mobile e di taratura del trasduttore ottico, indipendentemente dal fatto che si tratti del trasduttore della figura 1 o di quello della figura 2.

Riferendosi alla figura 1, con 10 è indicato un organo mobile costituito dall'albero rotativo di una valvola a farfalla (non rappresentata).

Su una flangia superiore della valvola è fissato un trasduttore del tipo angolare secondo l'invenzione, designato nel complesso con 12, il quale circonda l'albero 10.

Il trasduttore 12 comprende una flangia anulare di base 14 che, nella condizione installata, è imbullonata alla flangia superiore della valvola.

Dalla flangia 14 si ergono colonnine filettate 16 che sopportano una coppia di dischi fissi e rigidi, inferiore 18 e superiore 20, che circondano liberamente e concentricamente l'albero 10.

Attorno a ciascuna colonnina 16 sono disposte tre boccole distanziatrici 22, 24, 26.

Il disco inferiore 18 è interposto tra la boccole 22 e 24 ed il disco superiore 20 è interposto tra le boccole 24 e 26.

Per ciascuna colonnina 16, il "pacco" che comprende i dischi 18, 20 e le boccole 22, 24, 26 è saldamente rinserrato da un rispettivo dado 28.

I due dischi 18, 20 sono fissati in modo da essere paralleli tra loro nonché paralleli ad un piano intermedio d'occultazione, la cui traccia è indicata con P nelle figure 6a, 6b e 6c.

II piano d'occultazione P è normale all'asse di rotazione dell'albero 10 della valvola.

Sulla faccia del disco inferiore 18 rivolta verso il disco superiore 20 sono fissati tre diodi fotoemettitori PEI, PE2, PE3 che emettono rispettivi pennelli luminosi Bl, B2, B3 verso il disco superiore.

Sulla faccia del disco superiore 20 rivolta verso il disco inferiore 18 sono fissati tre diodi fotoricevitori PR1, PR2, PR3 che fronteggiano esattamente i rispettivi diodi fotoemettitori PEI, PE2, PE3 e che ne ricevono i rispettivi pennelli luminosi Bl, B2, B3.

Preferibilmente, i diodi fotoemettitori PEI, PE2, PE3 sono del tipo a luce infrarossa ed in ogni caso essi trasmettono la luce continuamente.

Il tipo di diodo fotoemettitore preferito emette un pennello di luce infrarossa con un angolo massimo di 10 gradi ed una lunghezza d'onda di 950 nanometri .

La prima coppia di diodi PE1-PR1 corrisponde ad una prima posizione di fine corsa angolare predeterminata dell'albero 10, nella quale la valvola è completamente aperta; la seconda coppia di diodi PE2-PR2 corrisponde ad una seconda posizione di fine corsa angolare predeterminata dell'albero 10, adiacente alla prima, nella quale la valvola è chiusa; la terza coppia di diodi PE3-PR3 corrisponde ad una posizione di sovracorsa angolare dell'albero 10, situata oltre detta seconda posizione ed opposta a questa.

La funzione della terza coppia di diodi sarà chiarita più avanti nella descrizione riferita alle figure 6b e 6c.

Alle tre coppie di diodi PE1-PR1, PE2,-PR2, PE3-PR3 associato un oscuratore di materiale opaco, il quale è mobile in rotazione insieme all'albero 10 e quando è interposto tra i diodi di una delle coppie intercetta il relativo pennello luminoso emesso dal diodo fotoemettitore, oscurando così il diodo fotoricevitore.

Riferendosi alle figure 1 e 2, nella forma d'attuazione ivi rappresentata sull'albero 10 è calettato, in posizione intermedia tra i due dischi 18, 20, un anello 30 dal quale sporgono radialmente, in qualità di oscuratore, due alette 32a, 32b di materiale opaco, che giacciono nel suddetto piano di occultazione P.

L'aletta 32a è atta ad oscurare il diodo fotoricevitore PR2 per segnalare, come si vedrà, la posizione di completa chiusura della valvola; l'aletta 32b.

L'aletta 32b è così disposta e dimensionata lungo il piano di occultazione P che quando essa si trova nella posizione nella quale oscura il diodo fotoricevitore PR3 corrispondente alla posizione di sovracorsa, essa oscura parimenti il diodo fotoricevitore PR1 che corrisponde alla posizione di totale apertura della valvola.

La disposizione è però tale che quando l'aletta 32a oscura il diodo fotoricevitore PR2, ma l'aletta 32b non ha ancora raggiunto esattamente la posizione di sovracorsa, essa non oscura il diodo fotoricevitore PR3.

L'anello 30 è calettato sull'albero 10 in modo allentabile. Preferibilmente, come illustrato nelle figure 1 e 2, il calettamento è ottenuto per mezzo di una vite di pressione 34: allentando la vite 34 con una semplice chiave, l'installatore può fare ruotare l'anello 30, con le sue alette 32a, 32b, rispetto all'albero 10 per realizzare una taratura precisa, come sarà descritto con riferimento alle figure 6a e 6b.

Si farà ora riferimento alle figure 3 e 4 per descrivere una forma d'attuazione lineare del trasduttore ottico secondo l'invenzione.

In questa descrizione le coppie di diodi, alcuni dei quali non sono visibili nella figura 3, sono ancora designate con PE1-PR1, PE2-PR2, PE3-PR3 ed i loro pennelli luminosi, anche qui preferibilmente a luce infrarossa, sono ancora designati con Bl, B2, B3.

Nelle figure 3 e 4 le parti analoghe a quelle della forma d'attuazione angolare delle figure 1 e 2 saranno indicate per quanto possibile con gli stessi numeri di riferimento incrementati di 100.

Riferendosi alla figura 3, con 110 è indicato un organo mobile costituito dallo stelo scorrevole di una valvola a saracinesca (non rappresentata) .

Su una flangia superiore della valvola è fissato un trasduttore del tipo lineare secondo l'invenzione, designato nel complesso con 112, il quale è situato accanto allo stelo 110.

Il trasduttore 112 comprende una flangia anulare 114 che, nella condizione installata, è imbullonata alla flangia superiore della valvola.

La flangia 114 sopporta una coppia piastre affacciate 118, 120, fisse e rigide.

Le due piastre 118, 120 sono fissate in modo da essere parallele tra loro nonché parallele ad un piano intermedio d'occultazione, la cui traccia è indicata con P nelle figure 6a, 6b e 6c.

Il piano d'occultazione P è normale all'asse di scorrimento dello stelo 110 della valvola.

Sulla faccia della piastra 118 rivolta verso la piastra 120 sono fissati tre diodi fotoemettitori PEI, PE2, PE3 che emettono rispettivi pennelli luminosi Bl, B2, B3 verso la piastra 120.

Sulla faccia della piastra 120 rivolta verso la piastra 118 sono fissati tre diodi fotoricevitori PR1, PR2, PR3 che fronteggiano esattamente i rispettivi diodi fotoemettitori PEI, PE2, PE3 e che ne ricevono i rispettivi pennelli luminosi Bl, B2, B3.

Anche in questa forma d'attuazione lineare, preferibilmente, i diodi fotoemettitori PEI, PE2, PE3 sono del tipo a luce infrarossa ed in ogni caso essi trasmettono la luce continuamente.

Così pure, il tipo di diodo fotoemettitore preferito emette un pennello di luce infrarossa con un angolo massimo di 10 gradi ed una lunghezza d'onda di 950 nanometri.

La prima coppia di diodi PE1-PR1 corrisponde ad una prima posizione di fine corsa lineare predeterminata dello stelo 110, nella quale la valvola è completamente aperta; la seconda coppia di diodi PE2-PR2 corrisponde ad una seconda posizione di fine corsa lineare predeterminata dello stelo 110, opposta alla prima, nella quale la valvola è chiusa; la terza coppia di diodi PE3-PR3 corrisponde ad una posizione di sovracorsa lineare dello stelo 110, situata oltre detta seconda posizione ed adiacente a questa.

La funzione della terza coppia di diodi sarà anche questa volta chiarita più avanti nella descrizione riferita alle figure 6b e 6c.

Alle tre coppie di diodi PE1-PR1, PE2,-PR2, PE3-PR3 è associato un oscuratore di materiale opaco, il quale è mobile in traslazione insieme allo stelo 110 e quando è interposto tra i diodi di una delle coppie intercetta il relativo pennello luminoso emesso dal diodo fotoemettitore, oscurando così il diodo fotoricevitore.

Riferendosi alle figure 3 e 4, nella forma d'attuazione ivi rappresentata sullo stelo 110 è calettato, in posizione intermedia tra le due piastre 118, 120, un anello 130 dal quale sporge radialmente, in qualità di oscuratore, un'aletta o bandiera 132 di materiale opaco, che giace nel suddetto piano di occultazione P.

La bandiera 132 è atta ad oscurare il diodo fotoricevitore PR1 (non visibile nella figura 3) per segnalare la posizione di completa apertura della valvola ed è inoltre così disposta e dimensionata lungo il piano di occultazione P che quando essa si trova nella posizione nella quale oscura il diodo fotoricevitore PR3 corrispondente alla posizione di sovracorsa (non visibile nella figura 3), essa oscura parimenti il diodo fotoricevitore PR2 che corrisponde alla posizione di chiusura della valvola.

Anche qui la disposizione è tale che quando la bandiera 132 oscura il diodo fotoricevitore PR2, ma non ha ancora raggiunto esattamente la posizione di sovracorsa, essa non oscura il diodo fotoricevitore PR3.

L'anello 130 è calettato sullo stelo 110 in modo allentabile. Preferibilmente, come illustrato nelle figura 3, il calettamento è ottenuto per mezzo di una vite di pressione 134: allentando la vite 134 con una semplice chiave, l'installatore può fare scorrere l'anello 130, con la sua bandiera 132, rispetto allo stelo 110 per realizzare una taratura precisa, come sarà descritto con riferimento alle figure 6a e 6b.

Il trasduttore lineare delle figure 3 e 4 è preferibilmente predisposto per l'adattamento su valvole a saracinesca di diametri diversi.

L'esigenza di adattamento del trasduttore angolare delle figure 1 e 2 a valvole a farfalla di diametri diversi non era così sentita, poiché quale che sia il suo diametro, l'otturatore di una valvola a farfalla compie sempre una rotazione di circa 90°. Tutt'al più, siccome il diametro dell'albero cresce con il diametro dell'otturatore, per la valvola delle figure 1 e 2 si possono prevedere anelli 30 con diametri interni diversi, oppure anelli intercalari di diametri interni diversi da interporre tra l'albero 10 ed un anello 30 standard.

In una valvola a saracinesca, invece, la corsa dello stelo 110 varia in proporzione al diametro dell'otturatore e perciò la bandiera deve avere una dimensione longitudinale corrispondente ogni volta alla corsa dello stelo 110.

La bandiera 132 delle figure 3 e 4 permette di utilizzare un unico modello di trasduttore ottico lineare su valvole a saracinesca comprese in tutta una gamma di dimensioni.

Per ottenere ciò, la bandiera è di un materiale plastico facilmente spezzabile o tranciabile e presenta tacche di rottura parallele 136 che delimitano segmenti 138 sui quali sono riportate le dimensioni delle valvole della gamma, nel caso illustrato i diametri nominali ND 40, ND 50 ... ND 150, ND 200.

Per adattare il trasduttore ad una valvola di un dato diametro basterà allora spezzare via i segmenti indesiderati, basandosi sulle indicazioni portate dai segmenti stessi.

Si farà ora riferimento alla figura 5 per descrivere il circuito elettrico preferito di un trasduttore ottico secondo l'invenzione, indipendentemente dal fatto che si tratti di un trasduttore angolare o lineare.

Preferibilmente e vanaggiosamente, ciascuno dei suddetti supporti fissi 18, 20 (figura 1) e 118, 120 (figura 3) è costituito da una rispettiva scheda elettronica piatta con circuiti stampati che comprende e/o sulla quale sono riportati per la maggior parte i vari componenti elettrici/elettronici in parte già menzionati sopra, più quelli che saranno menzionati qui di seguito .

Nella figura 5 un riquadro in linee a tratti 18 (118) indica la scheda 18 o 118 che porta i diodi fotoemettitori PEI, PE2, PE3 ed il relativo circuito di alimentazione, ad esempio a 24 V c.c. costanti .

Un riquadro in linee a tratti 20 (120) indica un circuito di alimentazione, ad esempio a 24 V c.c. costanti, applicati ai catodi dei diodi fotoricevitori PR1, PR2, PR3.

Quest'ultimo circuito contenuto nel riquadro 20 (120) può essere portato dalla scheda 20 o 120 anziché dalla scheda 18 o 118.

L'unico requisito a questo proposito è che le due schede 18, 20 (o 118, 120) siano intercollegate da due fili d'alimentazione, ad esempio a 24 V.

Ciascuna coppia di diodi fotoricevitori PR1, PR2, PR3, che sono montati sulla scheda 20 o 120, è collegata ad un comparatore di tensione VC.

In particolare, il comparatore di tensione VC ha rispettivi ingressi INP1, INP2, INP3 collegati agli anodi dei rispettivi diodi fotoricevitori PR1, PR2, PR3, e rispettive uscite di tensione 0UT1, 0UT2, 0UT3.

Il comparatore VC, quando constata la presenza di un segnale alto (ad esempio 12 V) su uno dei rispettivi ingressi INP1, INP2, INP3, provvede ad erogare una tensione continua, ad esempio a 12 V, su una delle rispettive uscite 0UT1, 0UT2, 0UT3.

Per quanto riguarda le uscite OUTl e 0UT2, queste sono collegate o collegabili elettricamente a rispettive utenze lontane U1, U2, quali indicatori luminosi od acustici, servocomandi ecc.

Per quanto riguarda l'uscita 0UT3, questa è collegata direttamente ad un indicatore luminoso LED, così indicato nelle figure 1 e 5, il quale, nella forma d'attuazione della figura 1, si trova sulla faccia superiore del disco superiore 20 ed è chiaramente visibile dall'installatore nella fase di taratura della quale si parlerà più avanti.

Il comparatore VC è così predisposto da emettere su una delle uscite OUTl, OUT2, OUT3 un rispettivo segnale a tensione continua soltanto quando al rispettivo ingresso INP1, INP2 INP3 è applicato un segnale alto, ad esempio 12 V.

Quando un diodo fotoricevitore PR1, PR2 o PR3 è oscurato dall ' oscuratore 32a, 32b o 132, all'ingresso del comparatore VC è applicata la tensione predeterminata, ad esempio di 12 V, mentre quando il diodo fotoricevitore non è oscurato, all'ingresso del comparatore VC è applicata una tensione zero, che corrisponde all'oscuramento del rispettivo diodo fotoricevitore PR1, PR2, PR3.

Il comparatore VC è così predisposto da emettere ad una delle sue uscite 0UT1, 0UT2, 0UT3 un segnale a tensione continua soltanto quando al suo corrispondente ingresso INP1, INP2, INP3 è applicata la tensione predeterminata, ad esempio 12 V.

Relativamente ai diodi fotoricevitori PR1 e PR2, i mezzi circuitali portati dalla scheda 20 (o 120) comprendono, per ognuno dei diodi, un rispettivo transistore TRI, TR2 del tipo n-p-n ed un rispettivo relè di potenza RL1, RL2, che può essere montato sulla stessa scheda 20 o 120.

La base di ciascun transistore TRI, TR2 è collegata ad una relativa uscita CUTI, OUT2 del comparatore, il suo emettitore è collegato ad un capo a tensione zero dell'alimentatore del rispettivo relè RL1, RL" ed il suo collettore è collegato all'altro capo dell'alimentatore in serie con la bobina del relè.

Così, il circuito della relativa utenza U1 o U2 è chiuso quando alla base del relativo transistore TRI o TR2 è applicata la tensione d'uscita del comparatore VC.

Ognuno dei relè RL1, RL2 possiede una bobina e contatti di potenza inseriti in un circuito di alimentazione della relativa utenza Ul, U2, i quali sono chiusi per alimentare l'utenza quando la bobina è eccitata.

La bobina di ciascun relè RL1, RL2 è alimentata da un alimentatore a tensione costante continua, che può essere la stessa sorgente esterna a 24 V di cui sopra.

Preferibilmente, ciascun relè RL1, RL2 è del tipo reed, ossia con contatti lamellari racchiusi in un'ampolla sotto vuoto e che si chiudono per effetto dell'attrazione magnetica della relativa bobina. la scelte di questo tipo di relè tra l'altro ne agevola l'installazione su una scheda elettronica come le schede 20 e 120.

Un trasduttore ottico, sia esso angolare o lineare, data la sua compattezza, specialmente se i suoi supporti sono costituiti da schede elettroniche come le schede 18, 20 o 118, 120, si presta ottimamente ad essere racchiuso in un involucro (non rappresentato) a tenuta stagna ai liquidi ed ai gas, il che lo rende particolarmente desiderabile per ambienti in cui le valvole od altre apparecchiature sono a rischio di essere sommerse dall'acqua o da altri liquidi, come il petrolio, ad esempio nella stiva di una nave, e che anche in queste condizioni debbono poter indicare a distanza il loro stato di apertura o chiusura.

Riferendosi ora alle figure 6a, 6b e 6c, sì descriveranno brevemente il funzionamento ed il metodo di taratura di un trasduttore ottico secondo l'invenzione, indipendentemente dal fatto che si tratti di un trasduttore angolare come quello delle figure 1 e 2 o di un trasduttore lineare come quello delle figure 3 e 4.

Nelle figure 6a, 6b, 6c i diodi sono sempre indicati, rispettivamente, con PEI, PE2, PE3 e PRl, PR2, PR3; con P è indicata la traccia del suddetto piano di occultazione; con 32 è indicato l'oscuratore, indipendentemente dal fatto che si tratti della coppia di alette 32a, 32b delle figure 1 e 2 o della bandiera delle figure 3 e 4.

Nella figura 6a la valvola è completamente aperta e 1'oscuratore 32 si trova tra i diodi PEI e PR1 ed intercetta il pennello luminoso Bl, per cui l'utenza U1 (figura 5), ad esempio una luce verde in una sala di controllo, è alimentata per indicare questa condizione di apertura dalla valvola.

Nella figura 6b la valvola è praticamente chiusa, ma l'oscuratore 32 si trova tra i soli diodi PE2 e PR2, intercetta il pennello luminoso B2, ma non intercetta ancora il pennello luminoso B3. L'utenza U2 (figura 5), ad esempio una luce rossa in una sala di controllo, è alimentata per indicare questa condizione di chiusura della valvola.

In assenza di altri accorgimenti, la perfetta chiusura della valvola potrebbe non essere certa, tenendo anche conto del fatto che il pennello luminoso B2 è conico e non è in grado di fornire un segnale di posizione di chiusura rigoroso.

A questo punto, se 1'installatore constata che l'indicatore luminoso LED (figure 1 e 5) che egli vede davanti a sé mentre lavora, non è acceso, questo gli indica che la valvola si trova nella condizione scorretta della figura 6b, ossia che il trasduttore non è tarato bene.

Dopo essersi assicurato che la valvola sia effettivamente chiusa a fondo, l'installatore allenta allora la vite 34 (figure 1 e 2) o 134 (figura 3) e sposta l'oscuratore 32 (verso sinistra dalla posizione in linee continue della figura 6b alla posizione in linee continue della figura 6c), fino a che l'oscuratore intercetta anche il pennello luminoso B3, per cui l'indicatore LED si accende ed all'installatore è data la certezza che la taratura corretta è stata eseguita con la necessaria sovracorsa dell'otturatore della valvola.

Dopo ciò, l'installatore riblocca l'oscuratore 32 per mezzo della vite 34 (figure 1 e 2) o 134 (figura 3) e la taratura è terminata.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Trasduttore ottico per il rilevamento e l'indicazione a distanza di posizioni predeterminate di un organo mobile (10; 110), particolarmente un organo di comando di una valvola farfalla od a saracinesca di una valvola, del tipo in cui per il rilevamento di ciascuna posizione predeterminata dell'organo mobile è utilizzata una coppia di diodi a semiconduttore affacciati, uno dei quali è un diodo fotoemettitore (PEI, PE2, PE3) e l'altro dei quali è un diodo fotoricevitore (PR1, PR2, PR3), ed in cui alla coppia di diodi è associato un oscuratore (32; 32a, 32b; 132) di materiale opaco, il quale è mobile insieme all'organo mobile (10; 110) e quando è interposto tra i diodi della coppia intercetta il pennello luminoso emesso dal diodo fotoemettitore, oscurando così il diodo fotoricevitore con la conseguente generazione di un segnale elettrico di posizione, caratterizzato dal fatto che comprende: - una coppia di supporti (18, 20; 118, 120) fissi e rigidi, solidali tra loro e situati rispettivamente da un lato e dall'altro lato di un piano di occultazione (P) lungo il quale si muove l'oscuratore (32; 32a, 32b; 132), uno dei quali supporti porta almeno due diodi fotoemettitori (PEI, PE2, PE3) e l'altro dei quali porta almeno due diodi fotoricevitori (PR1, PR2, PR3) corrispondenti, secondo una disposizione tale da formare almeno due coppie di diodi affacciati, ognuna delle quali coppie corrisponde ad una delle suddette posizioni predeterminate, le coppie di diodi essendo fissate permanentemente ai rispettivi supporti (18,20; 118, 120); per ciascuna coppia di diodi, un'uscita di tensione continua collegata o collegabile elettricamente ad un'utenza (Ul, U2, LED), quale un indicatore luminoso, e - per ciascuna coppia di diodi, rispettivi mezzi circuitali elettrici montati in comune almeno in parte sui due supporti (18, 20; 118, 120) e così configurati che, quando l'oscuratore (32; 32a, 32b; 132) si trova tra i due diodi della coppia, sulla relativa uscita di tensione è presente una tensione di alimentazione della relativa utenza.
2. 2. Trasduttore secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi circuitali elettrici comprendono, per ciascuna coppia di diodi (PE1-PR1, PE2-PR2, PE3-PR3): un comparatore di tensione (VC) avente un ingresso collegato all'anodo del diodo fotoricevitore ed un'uscita di tensione, e - un alimentatore a tensione continua costante che applica al catodo del diodo fotoricevitore una tensione zero ed applica al suo anodo la suddetta tensione continua costante, per cui, quando il diodo fotoricevitore non è oscurato dall'oscuratore, all'ingresso del comparatore è applicata la suddetta tensione zero, mentre quando il diodo fotoricevitore è oscurato, all'ingresso del comparatore (VC) è applicata la suddetta tensione predeterminata, e dal fatto che il comparatore (VC) è così predisposto da emettere all'uscita un segnale a tensione continua soltanto quando al suo ingresso è applicata la tensione predeterminata.
3. 3. Trasduttore secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che, almeno per una coppia di diodi, i mezzi circuitali comprendono: - un transistore del tipo n-p-n (TRI, TR2) - un relè di potenza (RL1, RL2) avente una bobina e contatti di potenza inseriti in un circuito di alimentazione della relativa utenza (Ul, U2), i quali sono chiusi per alimentare l'utenza quando la bobina è eccitata, e - un alimentatore a tensione costante continua per la bobina del relè (RL1, RL2), e dal fatto che la base del transistore (TRI, TR2) è collegata all'uscita del comparatore (VC), il suo emettitore è collegato ad un capo a tensione zero dell'alimentatore del relè (RL1, RL2) ed il suo collettore è collegato all'altro capo dell'alimentatore in serie con la bobina del relè, per cui il circuito dell'utenza (Ul, U2) è chiuso quando alla base del transistore (TRI, TR2) è applicata la tensione d'uscita del comparatore (VC).
4. 4. Trasduttore secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che il relè (RL1, RL2) è del tipo reed.
5. 5. Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende tre coppie di diodi, una prima delle quali (PE1-PR1) corrisponde ad una prima posizione di fine corsa predeterminata dell'organo mobile (10; 110), una seconda delle quali (PE2-PR2) corrisponde ad una seconda posizione di fine corsa predeterminata dell'organo mobile (10; 110), opposta alla prima, ed una terza delle quali (PE3-PR3) corrisponde ad una posizione di sovracorsa dell'organo mobile (10;110), situata oltre detta seconda posizione ed adiacente a questa, dal fatto che alla terza coppia di diodi (PE3-PR3) è associato un indicatore luminoso (LED) predisposto per accendersi per indicare la posizione di sovracorsa, dal fatto che l'oscuratore (32; 32a, 32b; 132) è così dimensionato lungo il piano di occultazione (P) che quando esso si trova nella posizione nella quale oscura il diodo fotoricevitore (PR3) della coppia di diodi (PE3-PR3) corrispondente alla posizione di sovracorsa, esso oscura parimenti il diodo fotoricevitore (PR2) della coppia adiacente (PE2-PR2) che corrisponde alla seconda posizione, la disposizione essendo tale che quando l'oscuratore oscura il diodo fotoricevitore (PR2) della seconda coppia, ma non ha ancora raggiunto esattamente la posizione di sovracorsa, esso non oscura il diodo fotoricevitore (PR3) della terza coppia, e dal fatto che l'oscuratore (32; 32a, 32b; 132) è collegato materialmente all'organo mobile tramite mezzi di bloccaggio reciproco (34; 134) registrabili manualmente per permettere di registrare una volta per tutte la posizione in cui l'oscuratore oscura il diodo fotoricevitore (PR3) della terza coppia di diodi nella posizione di sovracorsa .
6. 6. Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 5, caratterizzato dal fatto che l'indicatore luminoso (LED) associato alla terza coppia di diodi (PE3-PR3) è sotto forma di un LED collegato direttamente all'uscita del relativo comparatore (VC).
7. 7. Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuno dei suddetti supporti fìssi (18, 20; 118, 120) è costituito da una rispettiva scheda elettronica piatta con circuiti stampati che comprende e/o sulla quale sono riportati per la maggior parte i vari componenti elettrici/elettronici quali, da una parte, i diodi fotoemettitori (PEI, PE2, PE3) con i relativi circuiti di alimentazione e, dall'altra parte, i diodi fotoricevitori (PR1, PR2, PR3) ed i relativi mezzi circuitali.
8. 8. Trasduttore secondo la rivendicazione 7, per l'applicazione ad un organo mobile rotativo, quale un albero di comando (10) di una valvola a farfalla, caratterizzato dal fatto che è costituito da un gruppo unitario montabile attorno all'organo rotativo (10), dal fatto che il suddetto piano di occultazione (P) è normale all'asse di rotazione dell'organo rotativo (10), dal fatto che le suddette schede piatte a circuiti stampati sono sotto forma di dischi anulari (18, 20) disposti concentricamente attorno all'organo rotativo (10), intercollegati tra loro rigidamente e disposti dai due lati del suddetto piano di occultazione (P), e dal fatto che l'oscuratore è sotto forma di almeno un'aletta (32a, 32b) solidale ad un anello (30) calettato in modo registrabile angolarmente sull'organo rotativo (10), disposta tra i dischi (18, 20) ed il cui piano generale coincide sostanzialmente con il piano di occultazione ( P) .
9. 9. Trasduttore secondo la rivendicazione 7, per l'applicazione ad un organo mobile scorrevole, quale un albero di comando (110) di una valvola a saracinesca, caratterizzato dal fatto che è costituito da un gruppo unitario montabile attorno all'organo scorrevole (110), dal fatto che il suddetto piano di occultazione (P) include l'asse di scorrimento dell'organo scorrevole (110) od è parallelo a questo asse, dal fatto che le suddette schede piatte a circuiti stampati sono sotto forma di piastre parallele (118, 120), disposte dai due lati del suddetto piano di occultazione (P) e parallele a questo piano, e dal fatto che l'oscuratore è sotto forma di un'aletta o bandiera (132) solidale ad un anello (130) calettato in modo registrabile longitudinalmente lungo l'organo scorrevole, disposta tra le schede (118, 120) ed il cui piano generale coincide sostanzialmente con il piano di occultazione (P).
10. 10. Trasduttore secondo la rivedndicazione 9, caratterizzato dal fatto che l'oscuratore è sotto forma di una bandiera (132) di un materiale plastico facilmente spezzabile o tranciabile, che presenta tacche di rottura parallele (136) che delimitano segmenti (138) sui quali sono riportate le dimensioni di valvole a saracinesca comprese in una gamma di dimensioni.
11. 11. Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che è racchiuso in un involucro a tenuta stagna .
12. 12. Trasduttore secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che i diodi fotoemettitori (PEI, PE2, PE3) sono a raggi infrarossi ed i diodi fotoricevitori (PRl, PR2, PR3) sono corrispondentemente sensibili ai raggi infrarossi.
13. 13. Valvola per fluidi, del tipo a farfalla od a saracinesca, comprendente un organo mobile, rispettivamente un albero rotativo (10) od uno stelo scorrevole (110), dotata di un trasduttore (12; 112) secondo una delle rivendicazioni precedenti.