ITTO20130280A1

ITTO20130280A1 - MAGNETOSTRITIVE LEVEL PROBE WITH INTEGRATED QUALITY SENSOR.

Info

Publication number: ITTO20130280A1
Application number: IT000280A
Authority: IT
Inventors: Lorenzo Caligaris
Original assignee: Start Italiana S P A
Priority date: 2013-04-08
Filing date: 2013-04-08
Publication date: 2014-10-09
Also published as: WO2014167471A1; EP2984461A1

Description

TITOLO: SONDA DI LIVELLO MAGNETOSTRITTIVA CON SENSORE DI QUALITÀ INTEGRATO TITLE: MAGNETOSTRICTIVE LEVEL PROBE WITH INTEGRATED QUALITY SENSOR

La presente invenzione si riferisce ad una sonda di livello magnetostrittiva comprendente un sensore di qualità del fluido contenuto in un recipiente, di cui si vuole misurare il livello di fluido in esso contenuto. Tale sonda di livello, posta all’interno di un recipiente, è atta a monitorare, preferibilmente in tempo reale, le variazioni di livello del fluido contenuto in tale recipiente e la composizione e/o qualità del fluido contenuto nello stesso recipiente. The present invention refers to a magnetostrictive level probe comprising a quality sensor of the fluid contained in a container, the level of which fluid contained therein is to be measured. This level probe, placed inside a container, is able to monitor, preferably in real time, the changes in the level of the fluid contained in that container and the composition and / or quality of the fluid contained in the same container.

In particolare detta sonda di livello è una sonda magnetostrittiva, la quale sfrutta il principio fisico denominato effetto Wiedemann per determinare il livello di fluido contenuto in detto recipiente. In particular, said level probe is a magnetostrictive probe, which exploits the physical principle called the Wiedemann effect to determine the level of fluid contained in said container.

Sono note sonde di livello comprendenti un’asta, estendentesi lungo un asse longitudinale, sulla quale scorre almeno un galleggiante atto a variare la posizione in funzione del livello di fluido presente in un recipiente o contenitore. Level probes are known comprising a rod, extending along a longitudinal axis, on which at least one float able to vary the position according to the level of fluid present in a vessel or container slides.

Tali sonde comprendono almeno un circuito elettronico, atto a determinare la posizione del galleggiante lungo detta asta, al fine di determinare il livello di fluido contenuto nel recipiente. Such probes comprise at least one electronic circuit, adapted to determine the position of the float along said rod, in order to determine the level of fluid contained in the container.

Normalmente, tali sonde sono di tipo magnetostrittivo in grado di determinare, con ridotta incertezza ed elevata risoluzione, la posizione del galleggiante lungo detta asta. Normally, these probes are of the magnetostrictive type capable of determining, with reduced uncertainty and high resolution, the position of the float along said rod.

Normalmente, tali sonde sono realizzate con un circuito elettronico, comprendente un’unità di elaborazione, racchiuso in una custodia metallica, denominata normalmente corpo sonda o testa, posta ad un estremo di detta asta. Tale asta è realizzata in materiale a-magnetico contenente una guida di materiale ferromagnetico. All’interno del galleggiante è inserito un magnete permanente. Normally, these probes are made with an electronic circuit, comprising a processing unit, enclosed in a metal case, normally called the probe body or head, placed at one end of said rod. This rod is made of a-magnetic material containing a guide of ferromagnetic material. A permanent magnet is inserted inside the float.

Eventualmente, nelle applicazioni per la misurazione in recipienti o cisterne contenenti carburanti, tali sonde di livello comprendono un galleggiante atto a rilevare il livello di carburante presente nel recipiente e un galleggiante atto a galleggiare sull’acqua al fine di rilevare il livello dell’acqua giacente sul fondo del recipiente. Possibly, in applications for measuring in containers or tanks containing fuels, these level probes include a float able to detect the level of fuel present in the container and a float able to float on the water in order to detect the level of water lying on the bottom of the bowl.

Tali sonde magnetostrittive, una volta inserite all’interno di un recipiente, sono normalmente connesse ad’unità di controllo esterna, tramite cavi di connessione. Tali cavi di connessione oltre a condurre i dati, da e verso la sonda, sono atti ad alimentare i dispositivi elettronici compresi nella sonda stessa. These magnetostrictive probes, once inserted inside a container, are normally connected to an external control unit, via connection cables. In addition to conducting data to and from the probe, these connection cables are also suitable for powering the electronic devices included in the probe itself.

L’unità di controllo esterna periodicamente, ad intervalli regolari, interroga la sonda di livello e riceve i dati da tale sonda. Tale interrogazione della sonda ha la funzione di monitorare esattamente l’andamento dei carichi e degli scarichi di fluido in un recipiente. Tale sonda è utilizzata, inoltre per rilevare eventuali perdite di fluido da detto recipiente. The external control unit periodically, at regular intervals, interrogates the level probe and receives data from this probe. This interrogation of the probe has the function of accurately monitoring the progress of the loads and discharges of fluid in a container. This probe is also used to detect any fluid leaks from said container.

Nelle applicazioni in cui il fluido, contenuto nei recipienti, è un combustibile, tale sonda viene utilizzata anche per rilevare eventuali prelievi o scarichi anomali di carburante, al di fuori dei canali autorizzati. In applications where the fluid contained in the containers is a fuel, this probe is also used to detect any abnormal fuel withdrawals or discharges, outside the authorized channels.

Si vorrebbe inoltre poter monitorare in modo costante nel tempo la qualità e la tipologia di fluido contenuta nel recipiente. Monitorare la qualità e la composizione del fluido permette di rilevare variazioni anomale causate da contaminazioni o infiltrazioni non desiderate. We would also like to be able to constantly monitor the quality and type of fluid contained in the container over time. Monitoring the quality and composition of the fluid allows you to detect abnormal changes caused by unwanted contamination or infiltration.

Il contenuto dello stesso contenitore, normalmente viene monitorato, verificando le caratteristiche del fluido contenuto, al fine di valutare la tipologia di fluido e/o la qualità del fluido stesso. The content of the same container is normally monitored, verifying the characteristics of the fluid contained, in order to evaluate the type of fluid and / or the quality of the fluid itself.

Normalmente, tale verifica/misura viene svolta tramite un sensore a se stante posto all’interno di un involucro esterno. Tale sensore è un sensore elettronico di qualità di fluido atto a generare un segnale elettrico il quale è funzione della qualità e/o composizione del fluido. Normally, this verification / measurement is carried out through a separate sensor placed inside an external casing. This sensor is an electronic fluid quality sensor adapted to generate an electrical signal which is a function of the quality and / or composition of the fluid.

La verifica della tipologia di fluido e/o la qualità del fluido stesso non viene svolta in tempo reale ma solamente quando detto sensore elettronico di qualità di fluido viene immerso nel fluido. The verification of the type of fluid and / or the quality of the fluid itself is not carried out in real time but only when said electronic fluid quality sensor is immersed in the fluid.

I dati ottenuti devono essere successivamente elaborati in base ai dati ottenuti anche da altri sensori posti all’interno del liquido al fine di ottenere una corretta analisi sul fluido contenuto nel recipiente. The data obtained must be subsequently processed based on the data also obtained from other sensors placed inside the liquid in order to obtain a correct analysis of the fluid contained in the container.

Sono inoltre note dalla domanda di brevetto statunitense US2013008247A1 sonde di livello magnetostrittive in cui ad un estremo dell’asta della sonda è compreso un sensore di densità del fluido. Detto sensore di qualità è un galleggiante contrastato da una molla. Dal movimento di tale galleggiante un circuito di elaborazione è in grado, tramite opportuni algoritmi di calcolo determinare la densità e, tramite ulteriori calcoli empirici, stimare la qualità del fluido contenuto nel recipiente. Also known from US patent application US2013008247A1 are magnetostrictive level probes in which a fluid density sensor is included at one end of the probe rod. Said quality sensor is a float opposed by a spring. From the movement of this float, a processing circuit is able, by means of suitable calculation algorithms, to determine the density and, by means of further empirical calculations, to estimate the quality of the fluid contained in the container.

La determinazione della qualità viene eseguita tramite un solo parametro, cioè la densità, misurata normalmente tramite un galleggiante contrastato da una molla. The determination of the quality is carried out by means of a single parameter, that is the density, normally measured by means of a float opposed by a spring.

Sono inoltre noti sensori di densità in grado di determinare la densità del fluido tramite un sensore a forcella accordabile in frequenza. Tale sensore è a se stante comprendendo un sistema di elaborazione per la determinazione della densità del fluido in cui è immerso. Density sensors capable of determining the density of the fluid by means of a frequency-tunable fork sensor are also known. This sensor is independent, comprising a processing system for determining the density of the fluid in which it is immersed.

La presente invenzione si propone di risolvere i problemi sopracitati, realizzando una sonda di livello, comprendente almeno un sensore di qualità, la quale non soffra degli inconvenienti menzionati in precedenza, in grado di ridurre l’incertezza ed aumentare la risoluzione sulla determinazione della qualità e/o della composizione del fluido. The present invention aims to solve the aforementioned problems by realizing a level probe, comprising at least one quality sensor, which does not suffer from the aforementioned drawbacks, capable of reducing uncertainty and increasing the resolution on the determination of quality and / or the composition of the fluid.

Un aspetto della presente invenzione riguarda una sonda di livello con le caratteristiche dell’allegata rivendicazione indipendente 1. An aspect of the present invention relates to a level probe with the characteristics of the attached independent claim 1.

Le caratteristiche accessorie della sonda sono riportate nelle allegate rivendicazioni dipendenti. The accessory characteristics of the probe are reported in the attached dependent claims.

Le caratteristiche ed i vantaggi della sonda secondo la presente invenzione saranno chiari ed evidenti dalla seguente descrizione di almeno una forma di realizzazione della sonda di livello e dalle figure allegate le quali illustrano rispettivamente: The characteristics and advantages of the probe according to the present invention will be clear and evident from the following description of at least one embodiment of the level probe and from the attached figures which respectively illustrate:

• le figure 1A e 1B mostrano in una vista laterale le due forme di realizzazione della sonda di livello secondo la presente invenzione; Figures 1A and 1B show in a side view the two embodiments of the level probe according to the present invention;

• le figure 2A e 2B mostrano rispettivamente, con riferimento alla prima forma di realizzazione della sonda delle figura 1A, la figura 2A la sonda in una vista laterale in trasparenza; mentre la figura 2B la sonda in una vista in sezione (2B-2B) in pianta dell’asta di figura • le figure 3A e 3B mostrano rispettivamente, con riferimento alla seconda forma di realizzazione della sonda di figura 1B, la figura 3A la sonda in una vista laterale in trasparenza; mentre nella figura 3B la sonda in una vista in sezione (3B-3B) in pianta dell’asta di figura 3A; Figures 2A and 2B respectively show, with reference to the first embodiment of the probe of figure 1A, figure 2A the probe in a transparent side view; while figure 2B shows the probe in a plan view (2B-2B) of the rod of figure • figures 3A and 3B show respectively, with reference to the second embodiment of the probe of figure 1B, figure 3A the probe in a transparent side view; while in figure 3B the probe in a sectional view (3B-3B) in plan of the rod of figure 3A;

• le figure 4A e 4B mostrano le aste nelle due forme di realizzazione rispettivamente; la figura 4A una vista laterale in sezione (4A-4A) dell’asta di figura 2B, la figura 4B una vista laterale in sezione (4B-4B) dell’asta di figura 3B ; Figures 4A and 4B show the rods in the two embodiments respectively; figure 4A a sectional side view (4A-4A) of the rod of figure 2B, figure 4B a sectional side view (4B-4B) of the rod of figure 3B;

• la figura 5 mostra un grafico tridimensionale per la determinazione della tipologia e/o qualità del fluido; • figure 5 shows a three-dimensional graph for determining the type and / or quality of the fluid;

• le figure 6A e 6B mostrano, in modo schematico, le interconnessioni meccaniche ed elettriche della sonda; in particolare la figura 6A l’interconnessione tramite mezzo fisico fra la sonda ed un’unità di controllo centrale quando la stessa sonda è posata in un recipiente; la figura 6B le connessioni elettriche fra i dispositivi elettrici compresi nella sonda di livello secondo la presente invenzione e la stessa unità di controllo centrale; • Figures 6A and 6B schematically show the mechanical and electrical interconnections of the probe; in particular figure 6A the interconnection by physical means between the probe and a central control unit when the same probe is placed in a container; figure 6B the electrical connections between the electrical devices included in the level probe according to the present invention and the central control unit itself;

• le figure 7A e 7B mostrano rispettivamente la figura 7A una forma di realizzazione non limitativa della forcella risonante, la figura 7B il circuito equivalente, non limitante, della forcella di figura 7A elettricamente connessa ad un generatore ed ad un amplificatore per trasmettere i segnali ad un circuito di elaborazione. • Figures 7A and 7B respectively show Figure 7A a non-limiting embodiment of the resonant fork, Figure 7B the equivalent, non-limiting circuit of the fork of Figure 7A electrically connected to a generator and to an amplifier for transmitting signals to a processing circuit.

Con riferimento alle citate figure la sonda di livello 1, di tipo magnetostrittiva, è atta a determinare almeno un livello “h” di almeno un fluido “f”, contenuto in un recipiente “C”, come ad esempio illustrato in figura 6A. With reference to the aforementioned figures, the level 1 probe, of the magnetostrictive type, is able to determine at least one level "h" of at least one fluid "f", contained in a container "C", as illustrated for example in figure 6A.

La sonda di livello 1 comprende: un’asta 3, la quale si estende longitudinalmente lungo un asse “k”; almeno un galleggiante mobile 4, atto a scorrere lungo la direzione di detto asse “k”. The level 1 probe includes: a rod 3, which extends longitudinally along a "k" axis; at least one mobile float 4, able to slide along the direction of said axis "k".

Ad ogni galleggiante mobile 4 è associato almeno un magnete 40, preferibilmente compreso nello stesso galleggiante 4, ancor più preferibilmente inglobato in esso. In una forma di realizzazione non illustrata sono compresi un primo galleggiante atto a galleggiare su fluidi quali combustibili, ed un secondo galleggiante atto a galleggiare sull’acqua. At least one magnet 40 is associated with each mobile float 4, preferably included in the float 4 itself, even more preferably incorporated therein. In an embodiment that is not shown, a first float able to float on fluids such as fuels and a second float able to float on water are included.

Detta sonda 1 comprende un corpo sonda 2, fissato in prossimità di un primo estremo 31’ di detta asta 3. Said probe 1 comprises a probe body 2, fixed near a first end 31 'of said rod 3.

Detto corpo sonda 2 comprende almeno un circuito elettronico 20 almeno atto a determinare la posizione di detto almeno un galleggiante 4 nella direzione di detto asse “k”. Said probe body 2 comprises at least one electronic circuit 20 at least suitable for determining the position of said at least one float 4 in the direction of said axis "k".

Detto copro sonda 2 è preferibilmente fissato ad un estremo dell’asta 3. Ancor più preferibilmente detto corpo sonda è fissato all’estremo superiore o primo estremo 31’ dell’asta 3, nella configurazione operativa della sonda 1, come chiaramente visibile nelle figure 1A, 1B, 2A, 3A e 6A. Said probe cover 2 is preferably fixed to one end of the rod 3. Even more preferably, said probe body is fixed to the upper end or first end 31 'of the rod 3, in the operating configuration of the probe 1, as clearly visible in Figures 1A , 1B, 2A, 3A and 6A.

Ai fini della presente invenzione, nella configurazione operativa della sonda illustrata ad esempio in figura 6A, con il termine estremo inferiore o secondo estremo 31” dell’asta 3 si intende l’estremo che verrà immerso per primo nel fluido “f”, mentre con il termine estremo superiore o primo estremo 31’ dell’asta 3 si intende l’estremo il quale non è totalmente immerso nel fluido “f”, ed è opposto all’estremo inferiore o secondo estremo 31” dell’asta 3. For the purposes of the present invention, in the operating configuration of the probe illustrated for example in Figure 6A, the term lower end or second end 31 "of the rod 3 means the end that will be immersed first in the fluid" f ", while with the term upper or first extreme 31 'of rod 3 means the end which is not totally immersed in the fluid "f", and is opposite to the lower end or second extreme 31 "of rod 3.

Detta sonda comprende inoltre: almeno una guida 5, atta a guidare un impulso elettrico ad elevata frequenza generato da detto circuito 20; ed almeno una prima struttura di alloggiamento 32 la quale si estende longitudinalmente lungo la direzione di detto asse “k”, in cui è posta detta almeno una guida 5. Said probe further comprises: at least one guide 5, adapted to drive a high frequency electric pulse generated by said circuit 20; and at least a first housing structure 32 which extends longitudinally along the direction of said axis "k", in which said at least one guide 5 is placed.

Ai fini della presente descrizione con il termine direzione di un asse s’intende un fascio di rette, parallele o coincidente a detto asse. For the purposes of this description, the term direction of an axis means a bundle of straight lines, parallel or coincident to said axis.

In generale, come ad esempio illustrato in figura 6B, ognuno di detto almeno un circuito elettronico 20 comprende almeno un generatore di impulsi 202, atto a generare detto impulso elettrico ed almeno un ricevitore 203, atto a rilevare la vibrazione o l’onda acustica generata dall’effetto magnetostrittivo della guida 5, ed almeno un’unità di elaborazione dati 201, atta ad elaborare i dati ottenuti dalla misurazione per determinare la posizione di detto almeno un galleggiante 4 lungo la direzione dell’asse “k”. In particolare la misura di livello “h” sarà funzione del tempo trascorso fra l’invio dell’impulso elettrico, da parte di detto almeno un generatore 202, lungo la guida 5, e la ricezione della vibrazione o onda acustica, da parte di detto almeno un ricevitore 203, generata dalla guida 5 stessa. In general, as illustrated for example in Figure 6B, each of said at least one electronic circuit 20 comprises at least one pulse generator 202, suitable for generating said electrical pulse and at least one receiver 203, suitable for detecting the vibration or the acoustic wave generated. by the magnetostrictive effect of the guide 5, and at least one data processing unit 201, suitable for processing the data obtained from the measurement to determine the position of said at least one float 4 along the direction of the "k" axis. In particular, the level measurement "h" will be a function of the time elapsed between the sending of the electrical impulse, by said at least one generator 202, along the guide 5, and the reception of the vibration or acoustic wave, by said at least one receiver 203, generated by the guide 5 itself.

Il funzionamento del circuito elettronico 20 per la determinazione della posizione di detto almeno un galleggiante 4, tramite effetto magnetostrittivo, non verrà descritta ulteriormente poiché noto al tecnico del ramo. The operation of the electronic circuit 20 for determining the position of said at least one float 4, by means of the magnetostrictive effect, will not be described further since it is known to the skilled in the art.

La sonda di livello, secondo la presente invenzione, comprende: almeno una seconda struttura di alloggiamento 60 la quale si estende longitudinalmente lungo la direzione di detto asse “k”; ed almeno un sensore di qualità del fluido 7. The level probe, according to the present invention, comprises: at least a second housing structure 60 which extends longitudinally along the direction of said axis "k"; and at least one fluid quality sensor 7.

Detto almeno un sensore di qualità 7 è posto in detta seconda struttura di alloggiamento 60. Detto sensore di qualità è mantenuto in posizione da un elemento di supporto 61. Said at least one quality sensor 7 is placed in said second housing structure 60. Said quality sensor is held in position by a support element 61.

Tale almeno un sensore di qualità del fluido 7 è elettricamente connesso a detto almeno un circuito elettrico 20. La connessione elettrica è garantita da una linea di connessione ad esempio passante in detto elemento di supporto 61. Such at least one fluid quality sensor 7 is electrically connected to said at least one electric circuit 20. The electrical connection is ensured by a connection line for example passing through said support element 61.

Preferibilmente, detto sensore di qualità 7 è atto a misurare la densità, la viscosità e la costante dielettrica del fluido, ad esempio contenuto nel recipiente “C”, di cui si vuole determinare la qualità e/o la composizione. Preferably, said quality sensor 7 is adapted to measure the density, viscosity and dielectric constant of the fluid, for example contained in the vessel "C", of which the quality and / or composition is to be determined.

Nella forma di realizzazione preferita, detto sensore di qualità 7 è un unico sensore, un sensore singolo. Preferibilmente, detto singolo sensore 7 è realizzato tramite un risonatore a forcella 70 accordabile. In the preferred embodiment, said quality sensor 7 is a single sensor, a single sensor. Preferably, said single sensor 7 is made by means of a tunable fork resonator 70.

Ai fini della presente descrizione con il termine forcella accordabile si intende una forcella in grado di risonare a diverse frequenze comprese in un intervallo di frequenze noto. For the purposes of this description, the term tunable fork means a fork capable of resonating at different frequencies within a known frequency range.

Detta forcella 70 è atta a vibrare, in risonanza, ad una frequenza la quale è funzione del fluido “f” in cui detta forcella è immersa. Al variare del fluido “f” in cui è immersa la forcella la frequenza di risonanza della forcella stessa varierà. Said fork 70 is able to vibrate, in resonance, at a frequency which is a function of the fluid "f" in which said fork is immersed. As the fluid “f” in which the fork is immersed varies, the resonant frequency of the fork itself will vary.

La figura 7A mostra una forma di realizzazione, non limitativa ma puramente esemplificativa, di una forcella 70 comprendente due bracci 71 in grado di vibrare, risonando alla frequenza di risonanza. Figure 7A shows a non-limiting but purely exemplary embodiment of a fork 70 comprising two arms 71 capable of vibrating, resonating at the resonant frequency.

Detti bracci 71 sono fissati agli estremi di una porzione fissa di contatto. Ad esempio detto risonatore a forcella 70 è realizzato in materiale piezoelettrico in grado di fornire un segnale elettrico proporzionale alla frequenza di risonanza a cui vibrano i bracci 71. Said arms 71 are fixed to the ends of a fixed contact portion. For example, said fork resonator 70 is made of piezoelectric material capable of providing an electrical signal proportional to the resonance frequency at which the arms 71 vibrate.

La frequenza di risonanza del risonatore a forcella è determinabile dalla seguente formula: The resonant frequency of the fork resonator can be determined by the following formula:

Dove: Where is it:

• “f” è la frequenza di vibrazione dei bracci della forcella; • “f” is the vibration frequency of the fork arms;

• “1,875” è la soluzione minima positiva della funzione cos(x)cosh(x) = -1 • “1.875” is the minimum positive solution of the function cos (x) cosh (x) = -1

• “l” è la lunghezza dei bracci espressa in metri; • “E” è il modulo di Young del materiale in cui è realizzata la forcella; • “l” is the length of the arms expressed in meters; • “E” is the Young's modulus of the material in which the fork is made;

• “I” è il secondo momento di area della sezione incrociata in metri alla 4° potenza • “I” is the second area moment of the cross section in meters at the 4th power

• “ρ” è la densità del fluido in cui è immersa la forcella espressa in kg/m<3>. • “ρ” is the density of the fluid in which the fork is immersed, expressed in kg / m <3>.

Nella figura 7B è rappresentato, a titolo esemplificativo e non limitativo un circuito equivalente 73 normalmente associabile un risonatore a forcella. In particolare, il circuito equivalente 73 illustrato è un risonante passa banda comprende un primo circuito risonante serie, ed un circuito risonante parallelo. Detto circuito risonante serie è un circuito RLC comprendente una capacità serie “Cs”, una resistenza serie “RS” ed un’induttanza “L”, connessi in serie fra loro. Figure 7B shows, by way of non-limiting example, an equivalent circuit 73 which can normally be associated with a fork resonator. In particular, the equivalent circuit 73 illustrated is a band pass resonant comprising a first series resonant circuit, and a parallel resonant circuit. Said series resonant circuit is an RLC circuit comprising a series capacitance "Cs", a series resistor "RS" and an inductance "L", connected in series with each other.

Detto circuito risonante parallelo è un circuito RLC comprendente una capacità parallelo “Cp”, una resistenza parallelo “Rp” ed un’induttanza “L”. Come illustrato nella figura 7B l’induttanza “L” è unica comune per entrambi i circuiti. Said parallel resonant circuit is an RLC circuit comprising a parallel capacitance "Cp", a parallel resistance "Rp" and an inductance "L". As shown in Figure 7B, the inductance "L" is the only common one for both circuits.

I valori dei componenti compresi nel circuito equivalente 31 variano in funzione sia delle caratteristiche meccaniche e fisiche della forcella, sia del fluido “f” in cui la forcella stessa è immersa. The values of the components included in the equivalent circuit 31 vary according to both the mechanical and physical characteristics of the fork and the fluid "f" in which the fork is immersed.

Come visibile in figura 7B a valle del circuito equivalente 73 è preferibilmente connesso un circuito amplificatore 74. Detto circuito amplificatore 74 è elettricamente connesso alla forcella 70. Detto circuito amplificatore 74 è atto ad amplificare ed eliminare eventuali rumori al segnale da trasmettere ad un circuito di elaborazione dati. Una forma di realizzazione possibile di detto circuito amplificatore 74 è ad esempio un amplificatore operazionale. As can be seen in Figure 7B, an amplifier circuit 74 is preferably connected downstream of the equivalent circuit 73. Said amplifier circuit 74 is electrically connected to the fork 70. Said amplifier circuit 74 is adapted to amplify and eliminate any noise in the signal to be transmitted to a circuit data processing. A possible embodiment of said amplifier circuit 74 is for example an operational amplifier.

Come visibile in figura 7B a monte del circuito equivalente 73 è preferibilmente connesso un generatore elettrico 72. Detto generatore è elettricamente connesso alla forcella 70. As can be seen in Figure 7B, an electric generator 72 is preferably connected upstream of the equivalent circuit 73. Said generator is electrically connected to the fork 70.

Detto generatore elettrico 72 è ad esempio un generatore di frequenza, ad esempio un oscillatore astabile o multivibratore. Said electric generator 72 is for example a frequency generator, for example an astable oscillator or multivibrator.

Detto generatore elettrico 72 è atto ad imprimere almeno un segnale elettrico alla forcella 70, la quale inizierà ad oscillare (vibrare) ad una frequenza in funzione delle caratteristiche del fluido in cui la forcella 70 è immersa. Dalla risonanza dei bracci 71 della forcella 70 è possibile determinare la densità, la viscosità e costante dielettrica del fluido “f”. Said electric generator 72 is able to impart at least one electric signal to the fork 70, which will begin to oscillate (vibrate) at a frequency according to the characteristics of the fluid in which the fork 70 is immersed. From the resonance of the arms 71 of the fork 70 it is possible to determine the density, viscosity and dielectric constant of the fluid "f".

Nella presente descrizione non verrà descritto nel dettaglio il principio di funzionamento del risonatore a forcella, al fine di determinare la densità, la viscosità e la costante dielettrica del fluido “f”, in quanto noto ad esempio dalla domanda di brevetto US20030041653. In the present description the operating principle of the fork resonator will not be described in detail, in order to determine the density, viscosity and dielectric constant of the fluid "f", since it is known for example from patent application US20030041653.

L’utilizzo di una sonda comprendente un sensore di qualità 7 a forcella permette di rispettare le specifiche di sicurezza elettrica imposte, in modo speciale nel caso di fluidi “f” combustibili. Inoltre consente di utilizzare un solo sensore per la determinazione di tre parametri fondamentali per caratterizzare un fluido. The use of a probe including a fork quality sensor 7 allows compliance with the electrical safety specifications imposed, especially in the case of combustible "f" fluids. It also allows the use of a single sensor for the determination of three fundamental parameters to characterize a fluid.

Detto sensore di qualità 7 è preferibilmente posto all’interno di un involucro esterno 76, come illustrato nelle figure allegate. Said quality sensor 7 is preferably placed inside an external casing 76, as illustrated in the attached figures.

L’involucro 76 è preferibilmente realizzato in materiale plastico opportunamente trattato secondo le specifiche. The casing 76 is preferably made of plastic material suitably treated according to the specifications.

Detto involucro esterno 76 consente al sensore 7 di essere immerso nel fluido “f” per eseguire la misura. Lo stesso involucro esterno 76 impedisce che lo stesso sensore 7 sia accessibile dell’esterno al fine di evitare che il sensore 7 possa essere manomesso. Said outer casing 76 allows the sensor 7 to be immersed in the fluid "f" to perform the measurement. The same external casing 76 prevents the same sensor 7 from being accessible from the outside in order to prevent the sensor 7 from being tampered with.

In generale, il corpo sonda 2 è realizzato in materiale preferibilmente metallico, opportunamente trattati per poter essere conforme alle norme di sicurezza sopracitate. In general, the probe body 2 is made of preferably metallic material, suitably treated in order to comply with the aforementioned safety standards.

Tale corpo sonda 2, preferibilmente di forma cilindrica, all’estremo inferiore è fissato rigidamente, a tenuta stagna, con l’asta 3, ad esempio avvitato su filettatura a tenuta stagna. All’estremo superiore, detto corpo sonda 2 comprende un elemento di chiusura superiore 25, ad esempio un coperchio, dotato di mezzi di chiusura, preferibilmente viti, oppure tale elemento di chiusura 25 è avvitato al corpo sonda 2 tramite porzioni filettate, a tenuta stagna. This probe body 2, preferably cylindrical in shape, is rigidly fixed at the lower end, watertight, with the rod 3, for example screwed onto a watertight thread. At the upper end, said probe body 2 comprises an upper closing element 25, for example a lid, equipped with closing means, preferably screws, or said closing element 25 is screwed to the probe body 2 through threaded, watertight portions .

Il circuito elettronico 20 e gli altri dispositivi elettronici compresi nel corpo sonda 2 sono mantenuti in una predeterminata posizione da una pluralità di elementi di blocco i quali svolgono anche una funzione di smorzamento delle vibrazioni causate ad esempio da urti della sonda stessa, i quali urti potrebbero causare malfunzionamenti della sonda 1 stessa o la rottura dei dispositivi elettronici compresi nel corpo sonda 2. Preferibilmente, detto elemento di supporto 61 atto a mantenere in posizione il sensore di qualità 7 all’interno della seconda struttura di alloggiamento 60 è meccanicamente connesso a detti elementi di blocco compresi nel corpo sonda. The electronic circuit 20 and the other electronic devices included in the probe body 2 are kept in a predetermined position by a plurality of locking elements which also perform a function of damping the vibrations caused for example by impacts of the probe itself, which impacts could cause malfunctions of the probe 1 itself or the breakage of the electronic devices included in the probe body 2. Preferably, said support element 61 adapted to keep the quality sensor 7 in position inside the second housing structure 60 is mechanically connected to said elements locks included in the probe body.

Detto circuito elettronico 20 comprende almeno un’unità di elaborazione dati 201 atta a elaborare i dati provenienti dalla guida 5. Detta almeno un’unità di elaborazione dati 201 è atta a elaborare i dati provenienti da detto almeno un sensore di qualità 7. Said electronic circuit 20 comprises at least one data processing unit 201 suitable for processing the data coming from the guide 5. Said at least one data processing unit 201 is suitable for processing the data coming from said at least one quality sensor 7.

Preferibilmente, il circuito elettrico 20 comprende un'unica unità di elaborazione dati 201 atta sia ad elaborare i dati provenienti dalla guida 5, sia da elaborare i dati provenienti da detto almeno un sensore di qualità 7. Preferably, the electric circuit 20 comprises a single data processing unit 201 suitable both to process the data coming from the guide 5 and to process the data coming from said at least one quality sensor 7.

In generale detta almeno una unità di elaborazione dati 201 è in grado di elaborare dati provenienti da detto sensore di qualità 7 al fine di determinare in tempo reale la qualità e/o la composizione del fluido “f” contenuto nel recipiente “C”. In general, said at least one data processing unit 201 is capable of processing data from said quality sensor 7 in order to determine in real time the quality and / or composition of the fluid "f" contained in the container "C".

In particolare detta almeno una unità di elaborazione dati 201 è in grado di determinare, in funzione della frequenza a cui oscilla (vibra) in risonanza detta almeno una forcella 70, almeno una terna di valori. Detta terna di valori è ad esempio costituita da, la densità, la viscosità e la costante dielettrica del fluido “f” in cui è immersa la forcella 70. In particular, said at least one data processing unit 201 is able to determine, as a function of the frequency at which said at least one fork 70 oscillates (vibrates) in resonance, at least one set of three values. Said triad of values consists, for example, of the density, viscosity and dielectric constant of the fluid "f" in which the fork 70 is immersed.

Detta unità di elaborazione dati 201 è atta a svolgere un programma per elaboratore, opportunamente memorizzato su un supporto di memoria non volatile. Detto programma di elaborazione, svolto dall’unità di elaborazione dati 201 è in grado, tramite opportuni algoritmi computazionali, di ottenere detta terna di valori in funzione della frequenza a cui vibra (oscilla) in risonanza detta forcella 70. Said data processing unit 201 is adapted to carry out a computer program, suitably stored on a non-volatile memory medium. Said processing program, carried out by the data processing unit 201 is able, through appropriate computational algorithms, to obtain said three values as a function of the frequency at which the fork 70 vibrates (oscillates) in resonance.

Scendendo maggiormente nel dettaglio realizzativo, detto circuito elettronico 20 comprende almeno un supporto di memoria non volatile 22. Going more into the construction detail, said electronic circuit 20 comprises at least one non-volatile memory support 22.

In detto almeno un supporto di memoria 22 è memorizzata a almeno una banca dati, almeno tridimensionale. In said at least one memory medium 22 is stored in at least one database, at least three-dimensional.

Ai fini della presente descrizione, con il termine banca dati almeno tridimensionale, si intende una banca dati, ad esempio una matrice almeno tridimensionale di locazioni di memoria, in grado di gestire almeno tre parametri indipendenti fra loro per la memorizzazione dei dati. For the purposes of the present description, the term at least three-dimensional database means a database, for example an at least three-dimensional matrix of memory locations, capable of managing at least three independent parameters for storing data.

Detta banca dati almeno tridimensionale associa ad ogni terna di valori determinata dall’unità di elaborazione dati 201 almeno un dato o risultato. Detto dato o risultato è ad esempio inerente alla qualità e/o la composizione del fluido su cui sono state svolte le misure dal sensore 7. Said at least three-dimensional database associates at least one data or result with each set of values determined by the data processing unit 201. Said data or result is for example inherent to the quality and / or composition of the fluid on which the measurements by the sensor 7 were carried out.

Preferibilmente, detto dato o risultato è univoco alla composizione del fluido. Preferably, said data or result is unique to the composition of the fluid.

In forme di realizzazione non illustrate detta banca dati può essere realizzata con più di tre dimensioni, associati ad altrettanti parametri. In embodiments not illustrated, said database can be made with more than three dimensions, associated with as many parameters.

In figura 5 è rappresentata graficamente detta banca dati tridimensionale, in cui ad ogni terna di valori di densità, viscosità e costante dielettrica, viene associato un predeterminato fluido. Nel casi illustrati si tratta di fluidi combustibili preferibilmente allo stato liquido. Figure 5 graphically represents said three-dimensional database, in which a predetermined fluid is associated with each triplet of density, viscosity and dielectric constant values. In the cases illustrated, these are combustible fluids preferably in the liquid state.

Preferibilmente, la sonda 1 comprende almeno un sensore di temperatura 75, elettricamente connesso a detto circuito elettrico 20, ed in particolare a detta unità di elaborazione dati 201. Preferably, the probe 1 comprises at least one temperature sensor 75, electrically connected to said electrical circuit 20, and in particular to said data processing unit 201.

Detto almeno un sensore di temperatura è posto in prossimità di detto sensore di qualità 7. Preferibilmente è compreso un unico sensore di temperatura 75. Detto almeno un sensore di temperatura 75 è preferibilmente posto all’interno di un involucro esterno 76. Said at least one temperature sensor is placed near said quality sensor 7. Preferably a single temperature sensor 75 is included. Said at least one temperature sensor 75 is preferably placed inside an external casing 76.

Il sensore di temperatura 75, in collaborazione con il sensore di qualità 7, permette di determinare con maggior precisione la qualità e/o la composizione del fluido “f” contenuto nel recipiente “C”. The temperature sensor 75, in collaboration with the quality sensor 7, allows the quality and / or composition of the fluid "f" contained in the container "C" to be determined with greater precision.

L’utilizzo di un ulteriore parametro per determinare la qualità e/o la composizione del fluido “f” permette di ridurre ulteriormente l’incertezza sulla qualità e/o la composizione del fluido “f”. Infatti, al variare della temperatura, alcuni fluidi possono variare la densità e/o la viscosità e/o la costante dielettrica. The use of an additional parameter to determine the quality and / or composition of the fluid "f" allows to further reduce the uncertainty about the quality and / or composition of the fluid "f". In fact, as the temperature varies, some fluids can vary the density and / or viscosity and / or dielectric constant.

In tale forma di realizzazione potrà è necessario implementare una banca dati a quattro dimensioni, in cui si è aggiunto come quarto parametro la temperatura. In this embodiment it may be necessary to implement a four-dimensional database, in which the temperature has been added as a fourth parameter.

In generale, come illustrato nelle figure 6A e 6B i dati ottenuti, più o meno elaborati, dalla sonda 1, secondo la presente invenzione, sono preferibilmente trasmessi, tramite ad esempio una linea 81 di dati, ad una unità di controllo centrale 8. Tale unità di controllo 8 è preferibilmente esterna alla sonda stessa 1 ed esterna al recipiente “C”. Detta unità di controllo 8 è preferibilmente posta in un luogo facilmente accessibile al personale di controllo, preferibilmente in remoto rispetto alla sonda 1. In general, as illustrated in Figures 6A and 6B, the data obtained, more or less processed, by the probe 1, according to the present invention, are preferably transmitted, for example by means of a data line 81, to a central control unit 8. Such control unit 8 is preferably external to the probe 1 itself and external to vessel "C". Said control unit 8 is preferably located in a place easily accessible to the control personnel, preferably remotely with respect to the probe 1.

Normalmente, detta unità di controllo centrale 8 comprende un dispositivo di visualizzazione e di memorizzazione dei dati ricevuti dalla sonda. Normally, said central control unit 8 comprises a device for displaying and storing the data received by the probe.

Detta linea 81 è un cavo elettrico, atto alla conduzione di dati oppure una linea senza fili, ad onde radio, ad esempio wireless. Tramite detta linea 81 vengono trasmessi i dati di misurazione di livello e/o di qualità del fluido “f”, eseguita dalla sonda stessa. Inoltre, tramite detta linea 81 sono trasmessi i dati tramite cui l’unità di controllo 8 interroga tale sonda 1 abilitandola ad eseguire almeno una misura di livello e/o di qualità e/o composizione del fluido “f” contenuto nel recipiente “C”. Said line 81 is an electric cable, suitable for conduction of data or a wireless line, with radio waves, for example wireless. The level and / or quality measurement data of the fluid "f", performed by the probe itself, are transmitted through said line 81. Furthermore, the data through which the control unit 8 interrogates said probe 1 is transmitted through said line 81, enabling it to perform at least one level and / or quality and / or composition measurement of the fluid "f" contained in the container "C" .

Tale linea 81 è preferibilmente connessa alla sonda 1, secondo la presente invenzione, tramite almeno un connettore 811, preferibilmente posto sulla sommità del corpo sonda 2. This line 81 is preferably connected to the probe 1, according to the present invention, through at least one connector 811, preferably placed on the top of the probe body 2.

La trasmissione dei dati è preferibilmente seriale ad esempio con protocollo RS485. Data transmission is preferably serial, for example with RS485 protocol.

In generale, in una fase operativa di inserimento della sonda 1 nel recipiente “C”, tale sonda 1 viene posta in modo tale che l’asse longitudinale “k” dell’asta 3 sia perpendicolare alla superficie o pelo del fluido “f” contenuto nel recipiente “C” stesso. In general, in an operational phase of inserting the probe 1 into the vessel "C", this probe 1 is placed in such a way that the longitudinal axis "k" of the rod 3 is perpendicular to the surface or surface of the fluid "f" contained in the container "C" itself.

In una fase operativa di eseguire le misure, ad esempio misure di livello e/o di qualità e/o composizione del fluido “f”, l’unità di controllo 8 interroga la sonda 1 e abilita la sonda ad eseguire una o più misure, ad esempio di livello e/o di qualità e/o composizione del fluido “f”. Il circuito 20 elabora i dati ottenuti da una o più misure, tramite detta unità di elaborazione dati 201, e li trasmette all’unità di controllo 8. In an operational phase of carrying out the measurements, for example level and / or quality and / or fluid composition measurements "f", the control unit 8 interrogates the probe 1 and enables the probe to perform one or more measurements, for example of level and / or quality and / or composition of the fluid "f". The circuit 20 processes the data obtained from one or more measurements, through said data processing unit 201, and transmits them to the control unit 8.

Detto corpo sonda 2 comprende almeno un dispositivo di accumulo di carica elettrica 21, preferibilmente una batteria, atto a garantire l’alimentazione a detto circuito elettronico 20, in caso di disconnessione elettrica, ad esempio interrompendo la linea 81 con detta unità di controllo centrale 8, oppure eliminando l’alimentazione dell’unità 8, impedendo così all’unità di controllo 8 di poter interrogare la sonda 1 ad intervalli regolari. Said probe body 2 comprises at least one electrical charge accumulation device 21, preferably a battery, adapted to guarantee the power supply to said electronic circuit 20, in case of electrical disconnection, for example by interrupting the line 81 with said central control unit 8 , or by eliminating the power supply of the unit 8, thus preventing the control unit 8 from being able to interrogate the probe 1 at regular intervals.

Preferibilmente, il circuito elettronico 20 comprende un dispositivo di ricarica, non illustrato, il quale è atto a ricaricare il dispositivo di accumulo 21 quando è presente un segale di alimentazione della sonda 1, ad esempio è presente la linea 81 di connessione fra sonda 1 e unità di controllo esterna 8. Preferably, the electronic circuit 20 comprises a recharging device, not illustrated, which is adapted to recharge the storage device 21 when there is a signal for supplying the probe 1, for example there is the connection line 81 between probe 1 and external control unit 8.

In generale, su detto almeno un supporto di memoria non volatile 22 sono inoltre memorizzati i dati elaborati da detta unità di elaborazione dati 201 del circuito 20, ad esempio in ordine cronologico. In general, the data processed by said data processing unit 201 of the circuit 20 are also stored on said at least one non-volatile memory medium 22, for example in chronological order.

Quando tutti i dati memorizzati sono correttamente trasferiti verso l’unità esterna 8, è possibile cancellare il contenuto delle locazioni di memoria del supporto 22, occupate dai dati elaborati al fine di poter essere subito riutilizzabile per salvare dati delle misurazioni, ad esempio nel caso in cui manchi la linea 81 per il collegamento fra la sonda e l’unità esterna 8 o la stessa unità 8 non interroghi più la sonda per eseguire le misure. When all the stored data are correctly transferred to the external unit 8, it is possible to delete the contents of the memory locations of the support 22, occupied by the processed data in order to be immediately reusable to save measurement data, for example in the case of where the line 81 is missing for the connection between the probe and the external unit 8 or the same unit 8 no longer interrogates the probe to carry out the measurements.

Scendendo nel dettaglio realizzativo della sonda di livello 1, in una prima forma di realizzazione della sonda, detta asta 3 è ottenuta dalla cooperazione della prima struttura di alloggiamento 32 e della seconda struttura di alloggiamento 60. Nella presente forma di realizzazione detto almeno un galleggiante 4 è assemblato e disposto in modo tale da poter scorrere lungo dette strutture di alloggiamento (32, 60). Nella presente forma di realizzazione detto almeno un galleggiante 4 sfrutta dette strutture di alloggiamento (32, 60) come guide su cui scorrere. Going into the constructional detail of the level probe 1, in a first embodiment of the probe, said rod 3 is obtained from the cooperation of the first housing structure 32 and the second housing structure 60. In the present embodiment said at least one float 4 it is assembled and arranged in such a way as to be able to slide along said housing structures (32, 60). In the present embodiment said at least one float 4 uses said housing structures (32, 60) as guides on which to slide.

Nelle figure 1A, 2A, 3A e 4A è illustrata, in modo non limitativo ma puramente esemplificativo, una sonda 1 in detta prima forma di realizzazione. Figures 1A, 2A, 3A and 4A illustrate, in a non-limiting but purely illustrative way, a probe 1 in said first embodiment.

Come visibile dalle figure sopracitate dette strutture di alloggiamento (32, 60) sono disposte parallelamente fra loro opportunamente distanziate e mantenute in posizione da una porzione di fissaggio 30. Detta porzione di fissaggio 30 è preferibilmente posta in corrispondenza del primo estremo 31’ dell’asta 3. As can be seen from the aforementioned figures, said housing structures (32, 60) are arranged parallel to each other, suitably spaced apart and kept in position by a fixing portion 30. Said fixing portion 30 is preferably placed in correspondence with the first end 31 'of the rod 3.

Detta porzione di fissaggio 30 è a sua volta fissata al corpo sonda 2. Ognuna di dette strutture di alloggi manto (32, 60) è realizzata in trafilato di materiale plastico o metallico, preferibilmente amagnetico. Preferibilmente dette strutture di alloggiamento (32, 60) sono successivamente sottoposte ad un trattamento delle superfici, come ad esempio richiesto dalle normative di sicurezza per l’utilizzo in ambienti infiammabili o esplosivi. Said fixing portion 30 is in turn fixed to the probe body 2. Each of said mantle housing structures (32, 60) is made of drawn plastic or metal material, preferably non-magnetic. Preferably, said housing structures (32, 60) are subsequently subjected to a surface treatment, such as required by safety regulations for use in flammable or explosive environments.

Detta prima e detta seconda struttura di alloggiamento (32, 60) hanno preferibilmente forma cilindrica, chiuse all’estremo inferiore, in corrispondenza del secondo estremo 31” dell’asta 3. Le stesse prima e seconda struttura di alloggiamento (32, 60) sono aperte all’estremo superiore, in corrispondenza del primo estremo 31’ dell’asta 3 ove sono connesse alla porzione di fissaggio 30. Said first and said second housing structures (32, 60) preferably have a cylindrical shape, closed at the lower end, in correspondence with the second end 31 "of the rod 3. The same first and second housing structures (32, 60) are open at the upper end, in correspondence with the first end 31 'of the rod 3 where they are connected to the fixing portion 30.

Detta prima e detta seconda struttura di alloggiamento (32, 60) di forma cilindrica sono cave internamente, lungo sostanzialmente tutta la loro lunghezza, definendo ciascuna un’ alloggiamento interno. L’apertura nella porzione superiore delle strutture di alloggiamento (32, 60) è tale da consentirne l’accessibilità alla porzione interna e poter essere in comunicazione con il corpo sonda 2. Said first and said second housing structure (32, 60) of cylindrical shape are hollow internally, along substantially their entire length, each defining an internal housing. The opening in the upper portion of the housing structures (32, 60) is such as to allow access to the internal portion and be able to communicate with the probe body 2.

Ogni alloggiamento interno è di dimensioni tali da consentire rispettivamente: per la prima struttura di alloggiamento 32 di ospitare detta guida 5 e, per detta seconda struttura di alloggiamento 60 di ospitare almeno detto sensore di qualità 7. Each internal housing is of such dimensions as to allow respectively: for the first housing structure 32 to house said guide 5 and, for said second housing structure 60 to house at least said quality sensor 7.

Detta guida 5 è preferibilmente posta lungo tutta la lunghezza della prima struttura di alloggiamento 32, in modo tale da poter eseguire la misura di livello, tramite effetto magnetostrittivo, lungo tutta la lunghezza dell’asta 3. Said guide 5 is preferably placed along the entire length of the first housing structure 32, in such a way as to be able to perform the level measurement, by means of a magnetostrictive effect, along the entire length of the rod 3.

Come illustrato nelle figure 1A e 1B detto almeno un galleggiante 4 avvolge dette strutture di alloggiamento (32, 60), muovendosi lungo una direzione coincidente all’asse “k” lungo cui si estende l’asta 3. In particolare, l’asse di simmetria longitudinale del galleggiante 4 corrisponde a detto asse “k”. As illustrated in Figures 1A and 1B said at least one float 4 envelops said housing structures (32, 60), moving along a direction coinciding with the axis "k" along which the rod 3 extends. In particular, the axis of longitudinal symmetry of the float 4 corresponds to said axis "k".

Come visibile nella figura 2B detto galleggiante 4 avvolge dette strutture di alloggiamento (32, 60). Detto galleggiante 4 comprende due fori passanti (42, 42’) in cui sono poste, preferibilmente inserite in modo passante, rispettivamente detta prima strutture di alloggiamento (32) e detta seconda strutture di alloggiamento (6). As can be seen in Figure 2B, said float 4 envelops said housing structures (32, 60). Said float 4 comprises two through holes (42, 42 ') in which said first housing structures (32) and said second housing structures (6) are placed, preferably inserted in a through way.

Detti due fori (42, 42’) sono ad esempio disposti in modo tale che il segmento che unisce i centri dei due fori (42, 42’) passi per il punto centrale del galleggiante 4. Said two holes (42, 42 ') are for example arranged in such a way that the segment that joins the centers of the two holes (42, 42') passes through the central point of the float 4.

Ai fini della presente descrizione, con il termine punto centrale si intende il punto in cui passa l’asse di simmetria longitudinale del galleggiante 4, posto nella direzione dell’asse “k”. For the purposes of this description, the term central point means the point where the longitudinal axis of symmetry of the float 4 passes, placed in the direction of the "k" axis.

Preferibilmente, detti fori passanti (42, 42’) hanno due diametri diversi. Ancor più preferibilmente il primo foro passante 42, associato alla prima struttura di alloggiamento 32, ha un diametro inferiore rispetto al secondo foro 42’, associato alla seconda struttura di alloggiamento 60. Preferably, said through holes (42, 42 ') have two different diameters. Even more preferably the first through hole 42, associated with the first housing structure 32, has a smaller diameter than the second hole 42 ', associated with the second housing structure 60.

Ancor più nel dettaglio della forma di realizzazione illustrata nella figura 1B, detti fori sono fori circolari secanti fra loro. Even more in detail of the embodiment illustrated in Figure 1B, said holes are circular holes secant from each other.

Detto almeno un galleggiante 4 racchiude al suo interno, ad esempio posto in un alloggiamento interno o inglobato nello stesso galleggiante 4, almeno un magnete 40. Detto almeno un magnete 40 è posto in prossimità del primo foro passante 41 in modo tale che, una volta assemblato il galleggiante 4 all’asta 3, lo stesso magnete 40 si trovi in prossimità della prima struttura di alloggiamento 32 in cui è posta la guida 5. Said at least one float 4 encloses within it, for example placed in an internal housing or incorporated in the same float 4, at least one magnet 40. Said at least one magnet 40 is placed in proximity to the first through hole 41 so that, once once the float 4 has been assembled to the rod 3, the same magnet 40 is located in proximity to the first housing structure 32 in which the guide 5 is placed.

Nella presente forma di realizzazione detta seconda struttura di alloggiamento 60 ha un’estensione longitudinale pari alla lunghezza dell’asta 3. In the present embodiment, said second housing structure 60 has a longitudinal extension equal to the length of the rod 3.

Nella seconda forma di realizzazione della sonda 1, l’asta 3 è realizzata in un corpo monolitico. Preferibilmente l’asta 3 è realizzata in trafilato di materiale plastico o metallico il quale è successivamente sottoposto ad un trattamento delle superfici, come richiesto dalle normative di sicurezza per l’utilizzo in ambienti infiammabili o esplosivi. Nelle figure 1B, 3A, 3B e 4B è illustrata, in modo non limitativo ma puramente esemplificativo, detta seconda forma di realizzazione dell’asta 3. In the second embodiment of the probe 1, the rod 3 is made in a monolithic body. Preferably the rod 3 is made of drawn plastic or metal material which is subsequently subjected to a surface treatment, as required by safety regulations for use in flammable or explosive environments. Figures 1B, 3A, 3B and 4B illustrate, in a non-limiting but purely illustrative way, said second embodiment of the rod 3.

L’asta 3 comprende, oltre a detta prima struttura di alloggiamento 32 e detta seconda struttura di alloggiamento 60, una terza struttura di alloggiamento 31. Detta terza struttura di alloggiamento 31 preferibilmente, si estende, anch’essa, lungo la direzione dell’asse “k”. Ancor più preferibilmente, detta terza struttura di alloggiamento 31 si estende sostanzialmente per tutta la lunghezza dell’asta 3 stessa. The rod 3 comprises, in addition to said first housing structure 32 and said second housing structure 60, a third housing structure 31. Said third housing structure 31 preferably also extends along the direction of the axis "K". Even more preferably, said third housing structure 31 extends substantially for the entire length of the rod 3 itself.

Detta prima struttura 32, detta seconda struttura 60 e detta terza struttura di alloggiamento 31 sono realizzate nella porzione interna dell’asta 3 tramite fori i quali realizzano un alloggiamento in grado di contenere rispettivamente la prima struttura di alloggiamento 31 detta guida 5 e detta seconda struttura di alloggiamento 60 detto sensore di qualità 7. In detta terza struttura di alloggiamento 31 all’interno è posizionato tale almeno un galleggiante 4, in modo tale da poter scorrere lungo una direzione parallela a detto asse “k”. Detta terza struttura di alloggiamento 31 è conformata in modo da essere sostanzialmente inaccessibile dall’esterno di tale asta 3. Said first structure 32, said second structure 60 and said third housing structure 31 are made in the internal portion of the rod 3 through holes which form a housing capable of containing respectively the first housing structure 31, said guide 5 and said second structure of housing 60 said quality sensor 7. In said third housing structure 31 such at least one float 4 is positioned inside, so as to be able to slide along a direction parallel to said axis "k". Said third housing structure 31 is shaped so as to be substantially inaccessible from the outside of this rod 3.

Detta terza struttura di alloggiamento 31 svolge inoltre la funzione di tubo calma in cui viene eseguita la misura di livello “h”, riducendo quindi le incertezze di misura causate dalle turbolenze nel fluido. Said third housing structure 31 also performs the function of a still pipe in which the level measurement "h" is performed, thus reducing the measurement uncertainties caused by turbulence in the fluid.

Detta prima struttura di alloggiamento 32 ha sostanzialmente le stesse dimensioni della prima struttura di alloggiamento 32 della prima forma di realizzazione della sonda descritta in precedenza. Said first housing structure 32 has substantially the same dimensions as the first housing structure 32 of the first embodiment of the probe described above.

Detta terza struttura di alloggiamento 31, ha preferibilmente forma ad ellissoide, di dimensione tale da consentire il posizionamento di detto almeno un galleggiante 4 e consentirne lo scorrimento lungo la direzione di detto asse “k”. La forma di tale terza struttura di alloggiamento 31 è tale da evitare l’incollaggio o altri inconvenienti tecnici al galleggiante 4. Tale conformazione permette al fluido “f” di scorrere nella terza struttura di alloggiamento 31 stessa e permettere allo stesso fluido di divincolare l’eventuale galleggiante 4 temporaneamente bloccato. Said third housing structure 31, preferably has an ellipsoid shape, of such size as to allow the positioning of said at least one float 4 and to allow it to slide along the direction of said axis "k". The shape of this third housing structure 31 is such as to avoid gluing or other technical drawbacks to the float 4. This conformation allows the fluid "f" to flow into the third housing structure 31 itself and allow the same fluid to free the any float 4 temporarily blocked.

In alternativa, o in aggiunta alla sua conformazione, detta terza struttura di alloggiamento 31 comprende scanalature longitudinali, preferibilmente quattro. Dette scanalature longitudinali si estendono per tutta la lunghezza della stessa struttura di alloggiamento 31. Alternatively, or in addition to its conformation, said third housing structure 31 comprises longitudinal grooves, preferably four. Said longitudinal grooves extend along the entire length of the same housing structure 31.

Dette scanalature longitudinali sono atte ad evitare il fenomeno di incollaggio del galleggiante stesso alle pareti della cavità 31. Said longitudinal grooves are suitable for avoiding the phenomenon of sticking of the float itself to the walls of the cavity 31.

Detta seconda cavità 60, ha preferibilmente forma circolare o ellissoidale o qualsiasi altra forma tale da consentire l’inserimento ed il corretto posizionamento del sensore di qualità 7. Said second cavity 60, preferably has a circular or ellipsoidal shape or any other shape that allows the insertion and correct positioning of the quality sensor 7.

Nella forma di realizzazione illustrata nelle figure 3A, 3B e 4B, non limitativa ma puramente esemplificativa, detta seconda struttura di alloggiamento 60 e detta terza struttura di alloggiamento 31 sono comunicanti fra loro, come chiaramente visibile dal figura 3B. In the non-limiting but purely exemplary embodiment illustrated in Figures 3A, 3B and 4B, said second housing structure 60 and said third housing structure 31 are communicating with each other, as clearly visible from Figure 3B.

Per consentire l’allagamento della cavità 31 da parte del fluido “f” contenuto nel recipiente “C”, e poter così eseguire la misurazione del livello, detta asta 3 comprende almeno un foro tale da consentire, in modo diretto o indiretto, l’allagamento della stessa terza struttura di alloggiamento 31 quando la sonda 1 è posta in una condizione operativa all’interno del recipiente “C”. In order to allow the flooding of the cavity 31 by the fluid "f" contained in the container "C", and thus to be able to measure the level, said rod 3 comprises at least one hole such as to allow, directly or indirectly, the flooding of the same third housing structure 31 when the probe 1 is placed in an operating condition inside the vessel "C".

In una forma di realizzazione alternativa, non illustrata, per ridurre l’incertezza di misura o possibili errori dovuti all’effetto incollaggio del galleggiante 4 alle pareti interne della terza struttura di alloggiamento 31, è possibile realizzare un’asta 3 comprendente una pluralità di terze strutture di alloggiamento 31, indipendenti, fra loro parallele, preferibilmente equidistribuite da detta guida 5, tali da eseguire una misura di livello in contemporanea su più galleggianti 4. In an alternative embodiment, not shown, to reduce the measurement uncertainty or possible errors due to the gluing effect of the float 4 to the internal walls of the third housing structure 31, it is possible to make a rod 3 comprising a plurality of third independent housing structures 31, parallel to each other, preferably equidistributed by said guide 5, such as to perform a level measurement simultaneously on several floats 4.

Per entrambe le forme di realizzazione illustrate nelle figure allegate, preferibilmente, detto sensore di qualità 7 è posto nella zona centrale della seconda struttura di alloggiamento 60 rispetto alla sua estensione longitudinale. For both embodiments illustrated in the attached figures, preferably, said quality sensor 7 is placed in the central area of the second housing structure 60 with respect to its longitudinal extension.

Detta seconda struttura di alloggiamento 60 comprende almeno un foro passante 601 atto a consentire l’immissione del fluido “f” contenuto nel recipiente “C” all’interno della stessa seconda struttura di alloggiamento 60. Detto almeno un foro passante 601 consente al fluido “f” di allagare detta seconda struttura di alloggiamento 60. Said second housing structure 60 comprises at least a through hole 601 adapted to allow the introduction of the fluid "f" contained in the container "C" inside the same second housing structure 60. Said at least one through hole 601 allows the fluid " f "to flood said second housing structure 60.

Preferibilmente, detto almeno un foro passante 601 è posto sulle pareti laterali della seconda struttura di alloggiamento 60, la quale come sopracitato, ha una forma cilindrica. Eventualmente detto almeno un foro passante 601 è posto nella porzione inferiore della seconda struttura di alloggiamento 60, ad esempio in prossimità del secondo estremo 31” dell’asta 3. Preferably, said at least one through hole 601 is placed on the side walls of the second housing structure 60, which, as mentioned above, has a cylindrical shape. Possibly said at least one through hole 601 is placed in the lower portion of the second housing structure 60, for example near the second end 31 "of the rod 3.

Ancor più preferibilmente, detta seconda struttura di alloggiamento 60 comprende almeno due fori passanti 601. Detti almeno due fori 601 sono posti uno nella porzione inferiore ed uno nella porzione superiore, ad esempio in prossimità dei due estremi (31’, 31”) dell’asta 3, al fine di consentire l’adduzione e lo scarico del fluido “f”. Even more preferably, said second housing structure 60 comprises at least two through holes 601. Said at least two holes 601 are placed one in the lower portion and one in the upper portion, for example near the two ends (31 ', 31 ") of the rod 3, in order to allow the adduction and discharge of the fluid "f".

Nelle forma di realizzazione illustrata nelle figure 1A, 1B, 2A, 3A, 4A e 4B, per ogni porzione superiore ed inferiore della seconda struttura di alloggiamento 60 sono compresi una pluralità di fori passanti 601. In the embodiment illustrated in Figures 1A, 1B, 2A, 3A, 4A and 4B, a plurality of through holes 601 are included for each upper and lower portion of the second housing structure 60.

In una forma di realizzazione non illustrata, detta seconda struttura di alloggiamento 60 comprende un foro passante 601 posto nella porzione centrale della stessa struttura di alloggiamento 60. In an embodiment not shown, said second housing structure 60 comprises a through hole 601 located in the central portion of the same housing structure 60.

Preferibilmente detto almeno un foro passante 601 comprende un dispositivo anti intrusione, il quale consente al fluido “f” di entrare nella seconda struttura di alloggiamento 60, ed eventualmente nella terza struttura di alloggiamento 31, quando la sonda 1 è inserita nel recipiente “C” ma impedisce a qualsiasi oggetto estraneo di potersi introdurre all’interno delle strutture di alloggiamento (60, 31). Tale dispositivo anti intrusione, non illustrato nel dettaglio, è atto a impedire l’introduzione di oggetti estranei sia quando la sonda è all’interno del recipiente “C” sia quando la stessa viene estratta dal recipiente “C”. Preferably, said at least one through hole 601 comprises an anti-intrusion device, which allows the fluid "f" to enter the second housing structure 60, and possibly into the third housing structure 31, when the probe 1 is inserted in the container "C" but it prevents any foreign object from being able to enter the housing structures (60, 31). This anti-intrusion device, not shown in detail, is designed to prevent the introduction of foreign objects both when the probe is inside the container "C" and when it is extracted from the container "C".

Non verrà illustrato nel dettaglio i dispositivi antiintrusione poiché noti al tecnico del ramo. The anti-intrusion devices will not be illustrated in detail as they are known to those skilled in the art.

In generale ognuna di dette struttura di alloggiamento (32, 60 ed 31) è sostanzialmente inaccessibile dall’esterno. In general, each of said housing structures (32, 60 and 31) is substantially inaccessible from the outside.

Ai fini della presente invenzione con il termine cavità sostanzialmente inaccessibile dall’esterno, si intende che è impossibile introdurre oggetti estranei all’interno delle strutture di alloggiamento (32, 60, 31). For the purposes of the present invention, the term cavity substantially inaccessible from the outside means that it is impossible to introduce foreign objects inside the housing structures (32, 60, 31).

Tale inaccessibilità di dette strutture di alloggiamento impediscono che la stessa sonda possa essere manomessa. This inaccessibility of said housing structures prevents the probe itself from being tampered with.

L’utilizzo di detto sensore di qualità, compreso nella sonda di livello, consente di avere un unico dispositivo multifunzionale. The use of said quality sensor, included in the level probe, allows for a single multifunctional device.

L’utilizzo di un sensore di qualità a forcella permette di superare i pregiudizi dell’arte nota in cui si utilizzano solamente sensori a galleggiante e molla di riscontro. The use of a fork quality sensor allows to overcome the prejudices of the known art in which only float sensors and feedback spring are used.

La sonda secondo la presente invenzione è particolarmente adatta anche per condizioni di misurazioni non convenzionali quali ad alta pressione o ad alta velocità di flusso del fluido. The probe according to the present invention is particularly suitable also for unconventional measurement conditions such as high pressure or high fluid flow rate.

La sonda secondo la presente invenzione, tramite opportuni algoritmi di calcolo è in grado di rilevare la percentuale di un predeterminato fluido in una miscela di fluidi. The probe according to the present invention, by means of suitable calculation algorithms, is able to detect the percentage of a predetermined fluid in a mixture of fluids.

RIFERIMENTI NUMERICI: NUMERICAL REFERENCES:

Sonda di livello 1 Level 1 probe

Corpo sonda 2 Probe body 2

Circuito elettronico 20 Electronic circuit 20

Unità di elaborazione dati 201 Data processing unit 201

Generatore di impulsi 202 Pulse Generator 202

Ricevitore 203 Receiver 203

Dispositivo di accumulo carica 21 Charge storage device 21

Supporto di memoria non volatile 22 Non-volatile memory medium 22

Elemento di chiusura superiore 25 Upper closing element 25

Asta 3 Porzione di fissaggio 30 Terza struttura di alloggiamento 31 Primo estremo 31’ Secondo estremo 31” Prima struttura di alloggiamento 32 Galleggiante 4 Magnete 40 Fori passanti 42, 42’ Guida 5 Seconda struttura di alloggiamento 60 Foro passante 601 Elemento di supporto 61 Sensore di qualità del fluido 7 Forcella 70 Bracci 71, 71’ Generatore elettrico 72 Circuito equivalente 73 Circuito amplificatore 74 Sensore di temperatura 75 Involucro esterno 76 Involucro esterno 76 Unità di controllo centrale 8 Linea 81 Connettore 811 Recipiente C Fluido f Livello h Asse k Rod 3 Fixing portion 30 Third housing structure 31 First end 31 'Second end 31 "First housing structure 32 Float 4 Magnet 40 Through holes 42, 42' Guide 5 Second housing structure 60 Through hole 601 Support element 61 Sensor fluid quality 7 Fork 70 Arms 71, 71 'Electric generator 72 Equivalent circuit 73 Amplifier circuit 74 Temperature sensor 75 Outer shell 76 Outer shell 76 Central control unit 8 Line 81 Connector 811 Vessel C Fluid f Level h Axis k

Claims

CLAIMS: 1. Magnetostrictive level probe (1), to determine at least one level (h) of at least one fluid (f), contained in a container (C); said probe (1) comprises: • a rod (3), extending longitudinally along an axis (k), • at least one mobile float (4), able to slide along the direction of said axis (k); • at least one magnet (40) associated with each of said at least one float (4); • a probe body (2), fixed in proximity to one end of said rod (3), comprising at least one electronic circuit (20), which circuit is at least able to determine the position of said float (4) in the direction of said axis (k); • at least one guide (5), able to drive a high frequency electric pulse generated by said circuit (20), • at least a first housing structure (32) extending longitudinally along the direction of said axis (k), in which a guide (5) is placed, said probe is characterized by the fact that: Comprises at least a second housing structure (60) extending longitudinally along the direction of said axis (k); Comprises at least one fluid quality sensor (7), placed in said second housing structure (60), electrically connected to said at least one electric circuit (20); • said quality sensor (7) is suitable for measuring the density, viscosity and dielectric constant of the fluid contained in the vessel (C), the quality and / or composition of which is to be determined. 2. Probe according to claim 1 wherein said quality sensor (7) is a single sensor, made by means of a tunable fork resonator (70). 3. Probe according to claim 2, wherein the fork (70) comprising two arms (71, 71 ') capable of vibrating by resonating at the resonant frequency; said arms (71) are fixed to the ends of a fixed portion. Probe according to claim 1 or 2, wherein said electronic circuit (20) comprises a processing circuit adapted to process the data coming both from the guide (5) and from the quality sensor (7). Probe according to one of the preceding claims, in which a temperature sensor (75) is included. 6. Probe according to claim 1 or 4, wherein said electronic circuit (20) comprises at least a non-volatile memory unit in which there is an at least three-dimensional database, in which the density, viscosity and the dielectric constant is associated with at least one datum or result inherent to the quality and / or composition of the fluid (f). 7. Probe according to claim 1, wherein said at least one second housing structure (60) comprises at least one through hole (601) adapted to allow flooding of at least said second housing structure (60) by the fluid (f ), contained in the container (C). 8. Probe according to claim 1, wherein said rod (3) is obtained from the cooperation of the first housing structure (32) and of the second housing structure (60), arranged parallel to each other suitably spaced apart and kept in position by a portion fastening (30); said at least one float (4) is assembled and arranged in such a way as to be able to slide along said housing structures (32, 60) using them as guides on which to slide. 9. Probe according to claim 1, wherein said rod (3) is made in a monolithic body and comprises at least a third housing structure (31), inside which at least one float (4) is positioned, shaped so as to be substantially inaccessible from the outside of this rod (3). 10. Probe according to one of the preceding claims, wherein said probe (1) is capable of being connected to an external control unit (8), via at least one data line (81). 1. A magnetostrictive level probe (1) to determine at least one level (h) of at least one fluid (f) contained in a tank (C); said probe (1) comprises: • a rod (3), which longitudinally extends along an axis (k), • at least one mobile float (4), for sliding along the direction of said axis (k); • at least one magnet (40), which is associated with each one of said at least one float (4); • a probe body (2), which is fixed close to an end of said rod (3) and comprises at least one electronic circuit (20), said circuit being at least adapted to determine the position of said float (4) in the direction of said axis (k); • at least one guide (5), for guiding a high-frequency electronic impulse generated by said circuit (20), • at least one first housing structure (32), which longitudinally extends along the direction of said axis (k) and houses a guide (5), said probe is characterized in that: • it comprises at least one second housing structure (60), which longitudinally extends along the direction of said axis (k); • it comprises at least one fluid quality sensor (7), arranged in said second housing structure (60) and electrically connected to said at least one electronic circuit (20); • said quality sensor (7) for measuring the density, viscosity and dielectric constant of the fluid contained in the tank (C) for which it has to be determined in terms of quality and / or composition.

2. Probe according to claim 1, wherein said quality sensor (7) is a single sensor, obtained by means of a tunable fork resonator (70).

3. Probe according to claim 2, wherein the fork (70) comprises two prongs (71, 71 '), which are able to vibrate resonating at the resonance frequency; said prongs (71) are fixed to the ends of a fixed portion.

4. Probe according to claim 1 or 2, wherein said electronic circuit (20) comprises a processing circuit, for processing the data coming both from the guide (5) and from the quality sensor (7).

5. Probe according to any of the previous claims, wherein a temperature sensor (75) is provided.

6. Probe according to claim 1 or 4, wherein said electronic circuit (20) comprises at least one non-volatile memory unit, where an at least three-dimensional database resides, in which each triad of values, namely density, viscosity and dielectric constant, is associated with at least one datum concerning the quality and / or composition of the fluid (f).

7. Probe according to claim 1, wherein said at least one second housing structure (60) comprises at least one through hole (601), for allowing the fluid (f) contained in the tank (C) to flood said at least one second housing structure (60).

8. Probe according to claim 1, wherein said rod (3) is obtained from the cooperation of the first housing structure (32) and of the second housing structure (60), which are arranged parallel to one another, properly spaced apart, and are kept in position by a fixing portion (30); said at least one float (4) is assembled and arranged so as to be able to slide along said housing structures (32, 60), thus using them as guides on which it can slide.

9. Probe according to claim 1, wherein said rod (3) is manufactured as a monolithic body and comprises a third housing structure (31), which houses said at least one float (4) said structure being shaped so as to be substantially inaccessible from the outside of said rod (3).

10. Probe according to any of the previous claims, wherein said probe (1) is suited to be connected to an outer control unit (8) by means of at least one data line (81).