ITTO20091044A1 - Dispositivo misuratore di portata per fluidi, in particolare per liquidi - Google Patents

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Description

"Dispositivo misuratore di portata per fluidi, in particolare per liquidi"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce in generale alla misura della portata di fluidi, in particolare liquidi.
Uno scopo della presente invenzione à ̈ di proporre soluzioni innovative per una misura più accurata della portata di almeno un fluido, in particolare di almeno un liquido, in almeno un condotto, utilizzabili ad esempio in apparecchi elettrodomestici.
Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l’invenzione con un dispositivo misuratore per la misura della portata di un fluido, in un condotto, comprendente
almeno una girante palettata, montata nel condotto in modo girevole per effetto del flusso del fluido e a cui à ̈ fissato almeno un magnete, e almeno un sensore di campo magnetico disposto in posizione fissa presso il condotto ed atto a provocare l’emissione di un segnale o impulso ogni volta che il magnete della girante passa presso di esso;
la disposizione essendo tale per cui il numero di segnali o impulsi generati da detto sensore in un periodo di tempo à ̈ indicativo, secondo una relazione predeterminabile, della portata di fluido nell’associato condotto; e in cui
detto almeno un sensore di campo magnetico à ̈ accoppiato ad un circuito di elaborazione e controllo includente un microprocessore con associati mezzi di memoria, predisposto per elaborare secondo modalità prestabilite i segnali emessi da detto almeno un sensore, e fornire in uscita un segnale digitale avente almeno una caratteristica che varia in un modo prefissato al variare della portata del fluido nel condotto.
In un modo di realizzazione in cui la suddetta relazione fra il numero di impulsi del sensore e la portata del fluido nel condotto à ̈ non-lineare, nei suddetti mezzi di memoria sono immagazzinati dati di correzione mediante i quali, al variare della portata del fluido nel condotto, il rapporto fra il valore di detta portata e il corrispondente numero di impulsi emesso dal sensore à ̈ modificabile in modo tale da compensare la non-linearità di detta relazione; il circuito di elaborazione e controllo a microprocessore essendo predisposto per fornire in uscita un segnale digitale avente una caratteristica che varia in modo sostanzialmente lineare al variare della portata del fluido nel condotto.
L’invenzione abbraccia inoltre un dispositivo che consente la misura della portata di almeno due fluidi in corrispondenti condotti di un apparato fluidico, nei quali sono provviste rispettive giranti, con rispettivi magneti ed associati rispettivi sensori afferenti a rispettivi ingressi del circuito di elaborazione e controllo, quest’ultimo essendo predisposto per fornire in uscita un segnale digitale a larghezza o durata d’impulso modulata avente una caratteristica indicativa della somma delle portate di fluido in detti condotti.
In una variante di un dispositivo del tipo or ora definito, il circuito di elaborazione e controllo à ̈ predisposto per fornire in uscita un segnale digitale di larghezza o durata d’impulso modulata avente una prima caratteristica che indica, relativamente alla somma delle portate in detti condotti, la frazione o percentuale rappresentata dalla portata di fluido in uno di detti condotti.
Secondo un’ulteriore variante, detto circuito di elaborazione e controllo à ̈ predisposto per fornire in uscita un segnale digitale seriale che, in successivi predeterminati periodi di tempo, à ̈ indicativo della portata di fluido nel primo e, rispettivamente, nel secondo condotto.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
la figura 1 Ã ̈ una rappresentazione schematica di un primo dispositivo misuratore di portata secondo la presente invenzione;
la figura 2 à ̈ una rappresentazione schematica di un secondo dispositivo misuratore di portata secondo l’invenzione, per la misura delle portate di due fluidi in corrispondenti condotti;
la figura 3 Ã ̈ un rappresentazione schematica di una variante di realizzazione del dispositivo secondo la figura 2; e
le figure da 4 a 6 sono schemi esplicativi delle caratteristiche del segnale fornito in uscita da un circuito di elaborazione e controllo di un dispositivo misuratore di portata secondo l’invenzione, in tre varianti di realizzazione o funzionamento.
Nella figura 1 con 1 à ̈ complessivamente indicato un dispositivo per la misura della portata di un fluido, in particolare di un liquido in un condotto 2. Tale dispositivo comprende una girante palettata o turbina 3 di tipo per sé noto, montata nel condotto 2 in modo girevole per effetto del flusso del fluido, quale rappresentato dalle frecce F.
La girante 3 reca sulla sua periferia un magnete permanente 4.
Il dispositivo misuratore di portata 1 comprende inoltre un sensore di campo magnetico 5, disposto in una posizione fissa presso il condotto 2, in modo tale per cui esso provoca la generazione di un segnale (impulso) ogni volta che il magnete 4 della girante 3 passa nei suoi dipressi.
Il sensore 5 può essere ad esempio un cosiddetto reed relà ̈, od un sensore ad effetto di Hall, un sensore a magnetoresistenza, od altro ancora.
Nel funzionamento, il numero n di impulsi generati dal sensore 5 in un periodo di tempo à ̈ indicativo, secondo una relazione predeterminabile, della portata Q di fluido nel condotto 2.
L’uscita del sensore 5 à ̈ collegata all’ingresso di un circuito di elaborazione e controllo PCU di tipo per sé noto, includente un microprocessore 6 con associati dispositivi di memoria 7.
Nella realizzazione esemplificativamente illustrata il circuito di elaborazione e controllo PCU riceve una tensione continua di alimentazione Vddda un alimentatore di tensione non illustrato, e nel funzionamento applica, quando necessario, una tensione continua ad un terminale di alimentazione 5a del sensore 5.
Il circuito di elaborazione e controllo PCU à ̈ predisposto per elaborare, secondo modalità prestabilite, i segnali (impulsi) emessi dal sensore 5, e per fornire in uscita un segnale digitale avente almeno una caratteristica che varia in un modo prefissato al variare della portata Q del fluido nel condotto 2.
In generale, la relazione sussistente fra il numero n di impulsi emessi dal sensore 5 e la portata (Q) del fluido nel condotto 2 non à ̈ lineare.
Convenientemente, allora, nei dispositivi di memoria 7 sono immagazzinati dati di correzione predeterminati, mediante i quali, al variare della portata Q del fluido nel condotto 2, il rapporto k fra il valore di detta portata Q e il corrispondente numero n di impulsi emessi dal sensore 5 à ̈ modificabile in modo tale da compensare la nonlinearità di detta relazione.
Il circuito di elaborazione e controllo a microprocessore EPCU può essere convenientemente predisposto per fornire in uscita un segnale digitale avente una caratteristica che varia in modo sostanzialmente lineare al variare della portata Q del fluido nel condotto 2. Ad esempio, tale segnale può essere un segnale a larghezza o durata d’impulso modulata, il cui tempo di “on†varia in modo sostanzialmente lineare al variare della portata del fluido nel condotto 2.
Nella figura 2 à ̈ schematicamente rappresentato un altro dispositivo misuratore di portata secondo la presente invenzione. In tale figura, a parti ed elementi già descritti sono stati attribuiti nuovamente gli stessi numeri di riferimento utilizzati in precedenza.
Il dispositivo 1 rappresentato nella figura 2 consente la misura della portata di due fluidi fluenti in rispettivi condotti 2A e 2B di uno stesso apparato fluidico, ad esempio uno stesso apparecchio elettrodomestico. I condotti 2A e 2B sono ad esempio condotti attraverso i quali ad un medesimo collettore à ̈ alimentabile un flusso di acqua calda e, rispettivamente, di acqua fredda.
Nei condotti 2A e 2B sono provviste rispettive giranti 3A e 3B, con rispettivi magneti 4A e 4B, cui sono associati rispettivi sensori 5A e 5B, afferenti a rispettivi ingressi di segnale del circuito di elaborazione e controllo PCU.
Nella realizzazione illustrata nella figura 2 i sensori di campo magnetico 5A e 5B hanno i rispettivi terminali di alimentazione 5a, 5b collegati ad una medesima uscita di alimentazione del circuito di elaborazione e controllo PCU.
Nella variante di realizzazione mostrata nella figura 3, i terminali di alimentazione 5a e 5b dei sensori di campo magnetico 5A e 5B sono invece collegati a rispettive uscite di alimentazione separate del circuito di elaborazione e controllo PCU, e quest’ultimo à ̈ predisposto per poter alimentare selettivamente detti sensori 5A e 5B in modo simultaneo, oppure singolarmente. Ciò consente di acquisire separatamente i segnali forniti dai due sensori, tenendo in stand-by il sensore di cui al momento non si sta acquisendo il segnale.
Nelle realizzazioni secondo le figure 2 e 3, il circuito di elaborazione e comando PCU può essere predisposto per fornire in uscita un segnale digitale a larghezza o durata d’impulso modulata avente una caratteristica indicativa della somma delle portate dei fluidi fluenti nei condotti 2A e 2B. Tale segnale ha ad esempio la caratteristica illustrata nella figura 4, in cui si suppone che i segnali forniti dai sensori 5A e 5B siano essenzialmente segnali di tipo PWM con rispettive durate di impulso proporzionali alle portate dei fluidi negli associati condotti 2A e 2B. Il segnale corrispondentemente fornito in uscita dal circuito PCU à ̈ ancora un segnale a larghezza o durata d’impulso modulata, in cui la durata d’impulso (“tempo di “on†) corrisponde alla somma delle durate degli impulsi dei segnali forniti dai due sensori di campo magnetico 5A e 5B.
In una variante di realizzazione, cui si riferisce la figura 5, il circuito di elaborazione e controllo PCU à ̈ predisposto per fornire in uscita un segnale digitale a larghezza o durata d’impulso modulata, avente una caratteristica che indica, relativamente alla somma delle portate di fluido nei condotti 2A e 2B, la frazione percentuale rappresentata dalla portata in uno di tali condotti. Nell’esempio illustrato, il segnale in uscita dal circuito di elaborazione e controllo PCU ha una durata A a livello “alto†(tempo di “on†) che indica la percentuale, rispetto alla somma delle portate, che corrisponde alla portata nel condotto 2A. Per contro la durata B a livello “basso†(tempo di “off†) risulta indicativa della frazione o percentuale del totale corrispondente alla portata di fluido nel condotto 2B.
In un ulteriore variante, a cui si riferisce la figura 6, il circuito di elaborazione e controllo PCU à ̈ invece essenzialmente predisposto per operare a guisa di un multiplexer: tale circuito à ̈ predisposto per fornire in uscita un segnale digitale seriale che, in successivi predeterminati periodi di tempo TAe TB, à ̈ indicativo della portata di fluido nel condotto 2A e, rispettivamente, nel condotto 2B.
In ulteriori varianti non illustrate, il circuito PCU à ̈ provvisto di due uscite distinte ed à ̈ predisposto per fornire su tali uscite segnali rappresentativi delle portate dei fluidi nel condotto 2A e, rispettivamente, nel condotto 2B.
In generale, il circuito o unità PCU può essere inoltre convenientemente predisposto per realizzare un’azione di filtraggio dei segnali forniti dal o dai sensori di campo magnetico.
Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazione particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto à ̈ stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni.

Claims (10)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) per la misura della portata di un fluido, in particolare di un liquido, in almeno un condotto (2; 2A, 2B), comprendente almeno una girante palettata (3; 3A, 3B) montata nel condotto (2; 2A, 2B) in modo girevole per effetto del flusso del fluido, e a cui à ̈ fissato almeno un magnete (4; 4A, 4B), e almeno un sensore di campo magnetico (5; 5A, 5B) disposto in posizione fissa presso il condotto (2; 2A, 2B) ed atto a provocare la generazione di un segnale (impulso) ogni volta che il magnete (4; 4A, 4B) della girante (3; 3A, 3B), passa presso di esso; la disposizione essendo tale per cui il numero di segnali (impulsi) generati da detto sensore (5; 5A, 5B) in un periodo di tempo à ̈ indicativo, secondo una relazione predeterminabile, della portata di fluido (Q) nell’associato condotto (2; 2A, 2B); e in cui detto almeno un sensore di campo magnetico (5; 5A, 5B) à ̈ accoppiato ad un circuito di elaborazione e controllo (PCU) includente un microprocessore (6) ed associati mezzi di memoria (7), predisposto per elaborare secondo modalità prestabilite i segnali emessi da detto almeno un sensore (5; 5A, 5B) e fornire in uscita un segnale digitale avente almeno una caratteristica che varia in un modo prefissato al variare della portata (Q) del fluido nell’associato condotto (2; 2A, 2B).
  2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui detta relazione fra il numero (n) di impulsi del sensore (5) e la portata (Q) del fluido nel condotto (2) non à ̈ lineare, e in detti mezzi di memoria (7) sono immagazzinati dati di correzione predeterminati mediante i quali, al variare della portata (Q) del fluido nel condotto (2), il rapporto fra il valore di detta portata (Q) e il corrispondente numero (n) di impulsi emessi dal sensore (5) à ̈ modificabile in modo tale da compensare la non-linearità di detta relazione; il circuito di elaborazione e controllo (PCU) essendo predisposto per fornire in uscita un segnale digitale avente una caratteristica che varia in modo sostanzialmente lineare al variare della portata (Q) del fluido nel condotto (2).
  3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, per la misura della portata di almeno due fluidi fluenti in almeno due condotti (2A, 2B) di un apparato fluidico, nei quali sono provviste rispettive giranti (3A, 3B) con rispettivi magneti (4A, 4B) e associati rispettivi sensori (5A, 5B) afferenti a rispettivi ingressi di segnale di detto circuito di elaborazione e controllo (PCU), il quale à ̈ predisposto per fornire in uscita un segnale digitale a larghezza o durata d’impulso modulata avente una caratteristica indicativa della somma delle portate di fluido in detti condotti (2A, 2B).
  4. 4. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 3, per la misura della portata di almeno due fluidi in almeno due condotti (2A, 2B) di un apparato fluidico, nei quali sono provviste rispettive giranti (3A, 3B) con rispettivi magneti (4A, 4B) e associati rispettivi sensori (5A, 5B) afferenti a rispettivi ingressi di segnale di detto circuito di elaborazione e controllo (PCU), il quale à ̈ predisposto per fornire in uscita un segnale digitale a larghezza o durata d’impulso modulata avente una prima caratteristica che indica, relativamente alla somma delle portate in detti condotti (2A, 2B), la frazione o percentuale rappresentata dalla portata in uno (2A) di detti condotti (2A, 2B).
  5. 5. Dispositivo secondo la rivendicazione 4, in cui il circuito di elaborazione e controllo (PCU) à ̈ predisposto per emettere in uscita un segnale digitale a larghezza o durata d’impulso modulata, avente una seconda caratteristica che, relativamente alla somma delle portate in detti condotti (2A, 2B), indica la frazione o percentuale rappresentata dalla portata nell’altro (2B) di detti condotti (2A, 2B).
  6. 6. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, per la misura della portata di almeno due fluidi in almeno due condotti (2A, 2B), nei quali sono provviste rispettive giranti (3A, 3B) con rispettivi magneti (4A, 4B) e associati rispettivi sensori (5A, 5B) afferenti a rispettivi ingressi di segnale di detto circuito di elaborazione e controllo (PCU), il quale à ̈ predisposto per fornire in uscita un segnale digitale seriale che in successivi predeterminati periodi di tempo (TA,TB) à ̈ indicativo della portata di fluido nel primo (2A) e, rispettivamente, nel secondo condotto (2B).
  7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detti sensori (5A, 5B) presentano rispettivi terminali di alimentazione (5 a, 5b) collegati a rispettive uscite di alimentazione del circuito di elaborazione e controllo (PCU), il quale à ̈ predisposto per alimentare selettivamente detti sensori (5A, 5B) in modo simultaneo o singolarmente.
  8. 8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detti sensori (5A, 5B) presentano rispettivi terminali di alimentazione (5a, 5b) collegati ad una medesima uscita di alimentazione del circuito di elaborazione e controllo (PCU).
  9. 9. Dispositivo secondo la rivendicazione 1 o 2, per la misura della portata di almeno due fluidi fluenti in almeno due condotti (2A, 2B) di un apparato fluidico, nei quali sono provviste rispettive giranti (3A, 3B) con rispettivi magneti (4A, 4B) e associati rispettivi sensori (5A, 5B) afferenti a un circuito di elaborazione e controllo (PCU), presentante almeno due uscite, e predisposto per fornire a ciascuna di tali almeno due uscite un rispettivo segnale rappresentativo della portata di fluido in un corrispondente condotto (2A, 2B).
  10. 10. Dispositivo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito di elaborazione e controllo (PCU) à ̈ predisposto per attuare un’azione di filtraggio sui segnali forniti dal o dai sensori (5; 5A, 5B).
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