MX2012007346A - Codificador que usa elemento de caida de iman para deteccion de robo. - Google Patents

Abstract

Se revela un codificador a ser montado a un árbol que se extiende desde un medidor de pistón configurado para calcular el volumen de flujo distribuido que incluye un imán fijo al árbol vía un portador de imán flotante, un sensor magnético configurado para detectar la densidad de flujo y dirección de un campo magnético creado por el imán y para emitir una señal que indica la densidad de flujo y dirección del campo magnético a un tablero de circuitos impresos y el tablero de circuitos impresos configurado para emitir una señal que indica el volumen de fluido distribuido si el codificador no ha sido violado y configurado para emitir una señal de error si el codificador ha sido violado.

Description

CODIFICADOR QUE USA ELEMENTO DE CAIDA DE IMAN PARA DETECCION DE ROBO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente en general con sistemas de distribución de fluidos y más en particular con codificadores para medir la salida de sistemas de distribución de fluidos.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los sistemas de distribución de fluidos frecuentemente implementan codificadores para medir cantidades del fluido distribuido. Estos codificadores se acoplan en general con un dispositivo de división de fluidos, a manera de ejemplo, a un árbol de un medidor de pistón y operan para calcular la cantidad de fluido distribuido al medir el número de ciclos o rotaciones del medidor del pistón. Los codificadores tradicionales pueden ser deshabilitados mecánicamente, impidiendo que el sistema de distribución de fluidos mida exactamente la cantidad de fluido distribuido. Por ejemplo, el ladrón puede desconectar mecánicamente el codificador del medidor del pistón en un sistema de distribución de combustible mientras gue deja el codificador conectado electrónicamente al sistema. Tal modificación permitiría la salida continua de combustible. Sin embargo, con el arreglo de codificador-pistón desconectado, el sistema fallaría en detectar exactamente el volumen de combustible distribuido, también como el pago correspondiente que se debe por el mismo .

Los codificadores magnéticos operan comúnmente al fijar mecánicamente un imán al árbol giratorio y que tiene un sensor colocado en relación con el imán-árbol para medir un cambio en el campo magnético (por ejemplo, un cambio en la dirección del campo magnético) provocado durante la rotación. Ciertas técnicas de manipulación indebidas destinadas para superar este arreglo incluyen (además de remover el codificador discutido anteriormente) introducir un campo magnético poderoso en proximidad con este arreglo. En particular, al introducir un campo magnético de alta densidad de flujo, tal como al activar un electroimán cerca del sistema de distribución de combustible, se puede someter a disrupción el detector magnético del codificador de leer exactamente el cambio en dirección del campo magnético provocado por el imán que gira y asi puede evitar pagar el valor justo por el combustible distribuido.

Diseños para un sistema de distribución de combustible que evitan vandalismo, manipulación indebida o robo pueden estar limitados por el medio ambiente de operación del sistema. En particular, los codificadores están ubicados en general dentro del gabinete de un sistema de distribución de combustible. Estos sistemas están diseñados para estar altamente ventilados para permitir que el combustible fugado o derramado se evapore eficientemente. Esta ventilación, sin embargo permite la presencia continua de vapores de combustible alrededor de los codificadores, limitando opciones de diseño viables. Por ejemplo, los diseños pueden evitar interruptores debido al riesgo de un arco eléctrico que puede provocar que los vapores de combustible se enciendan. Similarmente, los diseños pueden evitar varias interacciones mecánicas debido al riesgo de chispas provocadas por fricción que enciende los vapores de combustible.

Los codificadores inviolables alternativos aptos para operar en el medio ambiente, altamente combustible son deseables.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En una modalidad de la presente invención, se provee un codificador para un sistema de distribución de fluido. El codificador comprende un detector magnético configurado para generar una primera señal de salida indicadora de un campo magnético detectado. Un controlador es sensible a la primera señal de salida y esta configurado para comparar la primera señal de salida con un valor de umbral predeterminado. El controlador puede estar configurado además para generar una segunda señal de salida si la primera señal de salida esta por encima o por debajo del valor de umbral. El valor de umbral puede ser indicador de una distancia entre un imán conectado giratoriamente al árbol de salida del . distribuidor de fluido y el sensor magnético. El imán puede estar dispuesto para ser movible entre una primera posición, en donde el codificador esta instalado en el distribuidor de fluido y una segunda posición, en donde el codificador esta separado del distribuidor de fluido. .Otra modalidad de la presente invención incluye un método para poner en operación un codificador para un sistema distribuidor de fluidos. El método incluye las etapas de detectar un parámetro de un campo magnético generado por el sistema distribuidor de fluido. Este parámetro de campo magnético es comparado con un valor de umbral predeterminado. Una señal de salida operable para deshabilitar el sistema de distribución es generada en la condición que el parámetro detectado del campo magnético esta por encima o debajo del valor de umbral predeterminado.

En otra modalidad, un codificador a ser montado a un árbol que se extiende desde un medidor de pistón configurado para calcular un volumen de fluido distribuido incluye un imán fijo al árbol via un portador de imán flotante y un sensor magnético configurado para detectar la velocidad de flujo y dirección de un campo magnético creado por el imán y para emitir una señal que indica la densidad de flujo y dirección del campo magnético a un tablero de circuitos impresos. El tablero de circuitos impresos esta configurado para comparar la señal de salida del sensor magnético con un valor de umbral y admitir una señal que indica el volumen de fluido distribuido si la comparación produjo una diferencia entre la señal diferida y el valor de umbral dentro de un intervalo aceptable predeterminado, indicando que el codificador no ha sido manipulado 'indebidamente y configurado para emitir una señal de error si la comparación produce una diferencia entre la señal de salida y el valor de umbral que no esta dentro del intervalo aceptable predeterminado, indicando el codificador ha sido violado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista en perspectiva superior de un codificador de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva inferior del codificador de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista en sección transversal del codificador de la Figura 1 disectada a lo largo de la linea AA.

La Figura 4 es una vista en sección transversal del codificador de la Figura 1 disectada a lo largo de la linea BD.

La Figura 5 es una vista en sección transversal mas detallada de la sección CC de la Figura 3.

La Figura 6a es una vista en perspectiva superior del portador de imán de la Figura 3.

La Figura 6b es una vista en perspectiva inferior del portador de imán de la Figura 3.

La Figura 6c es una vista en sección transversal del portador de imán de la Figura 3 disectado a lo largo de la linea A.

La Figura 7 es un diagrama de flujo de proceso para la operación de un codificador ejemplar de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La Figura 8 es un diagrama de circuito de un circuito ejemplar incrustado en un tablero de circuitos impresos de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA Se comprenderá que las figuras y descripción de la presente invención han sido simplificados para ilustrar elementos que son relevantes para un entendimiento claro de la presente invención mientras que elimina por propósitos de claridad muchos otros elementos encontrados en sistemas de distribución de fluidos. Sin embargo, debido a que tales elementos son bien conocidos en el arte y debido a que no facilitan un mejor entendimiento de la presente invención, una discusión de tales elementos no es provista en la presente. La revelación en la presente es dirigida con todas de tales variaciones y modificaciones conocidas para aquellos experimentados en el arte.

En la siguiente descripción detallada, se hace referencia a las figuras adjuntas que muestran a manera de ilustración, modalidades especificas en las cuales la invención se puede llevar a la práctica. Se comprenderá que las varias modalidades de la invención, aunque son diferentes , no son necesariamente mutuamente exclusivas.

Además, un aspecto, estructura o característica particular descrita en la presente en relación con una modalidad puede ser implementada con otras modalidades sin desviarse del alcance de la invención. Además, se comprenderá que la ubicación o disposición de elementos individuales dentro de cada modalidad revelada puede ser modificado sin desviarse del alcance de la invención. Por consiguiente, la siguiente descripción detallada no será tomada en un sentido limitante y el alcance de la invención es definido solamente por las reivindicaciones adjuntas, interpretadas apropiadamente, junto con el pleno intervalo de equivalentes a las cuales las reivindicaciones tienen derecho. En las figuras, los números semejantes se refieren a la misma o similar funcionalidad en todas las varias vistas.

Una modalidad de la presente invención incluye un codificador para sistemas distribuidores de fluido diseñados para determinar cuando el codificador ha sido removido del mecanismo distribuidor. El codificador puede comprender un portador de imán dispuesto sobre un árbol de por ejemplo un medidor de pistón. El imán es montado y colocado para cambiar la dirección del campo magnético a medida que el árbol gira. El codificador también puede incluir un tablero de circuitos impresos (PCB) sobre el cual un sensor magnético es colocado en relación con el imán. El sensor magnético esta configurado para detectar uno o más parámetros asociados con el campo magnético, tales como cambios en la densidad de flujo y dirección del campo magnético emitido por el imán a medida que el árbol gira. El sensor puede emitir sustancialmente de manera continua a las señales de PCB representan uno o mas de la densidad de flujo y dirección del campo magnético. El codificador puede estar configurado para emitir una serie de impulsos indicadores de la rotación del árbol y volumen correspondiente del fluido distribuido.

En una modalidad, el portador de imán es montado dentro del codificador de manera flotante, permitiendo mediante esto que la distancia entre el imán y el sensor varié debido a la gravedad. Después de la interacción del codificador, el árbol que se extiende verticalmente del medidor del pistón coloca el imán a una distancia dada del sensor. En toda la operación del codificador, el sensor magnético detecta cambios en el campo magnético a medida que el árbol gira. Durante la operación normal, la distancia entre el imán que gira y el sensor de imán sigue siendo sustancialmente la misma (por ejemplo, varia por menos de aproximadamente 0.051 cm (0.02 pulgadas) - 0.102 cm (0.04 pulgadas) . Debido a la invarianza relativa en distancia, los cambios en densidad de flujo resultan sustancialmente de la rotación del árbol. Sin embargo, si el sensor detecta un cambio en la densidad del flujo del campo magnético indicador del movimiento del imán en relación con el sensor en una dirección axial mayor que una distancia de umbral predeterminada (por ejemplo, 0.051 cm (0.02 pulgadas) - 0.102 cm (0.04 pulgadas)), el PCB esta configurado para transmitir una señal de error a un controlador del distribuidor de fluido.

Como resultado de la disposición del imán flotante, la remoción del codificador del distribuidor de combustible, permite que el imán se mueva por lo menos la distancia de umbral del sensor magnético bajo la fuerza de gravedad, activando mediante esto la transmisión de la señal de error. Este movimiento del imán bajo la fuerza de la gravedad en respuesta a la remoción del codificador puede ser descrito como un elemento de caída del imán. Después de recibir la señal de error del PCB, el controlador del distribuidor de combustible puede estar configurado para cerrar la bomba del distribuidor de fluido. La bomba permanecerá entonces apagada hasta que un código de restablecimiento es introducido para restablecer el sistema. Esto puede ser efectuado, a manera de ejemplo, por un empleado de la estación de combustible.

La Figura 1 es una vista en perspectiva superior de un codificador 200 de acuerdo con una modalidad ejemplar de la presente . invención. El codificador 200 puede comprender un alojamiento 90, formado en general como un cilindro alargado que tiene proyecciones configuradas para acoplarse con o montarse a un medidor de pistón disponible comercialmente . El alojamiento 90 puede comprender un material rígido, por ejemplo un metal tal como aluminio o una 'aleación de aluminio y puede ser manufacturado de manera conveniente, tal como mediante vaciado, forjado y/o maquinado como un ejemplo no limitante.

Como se muestra en mayor detalle en las Figuras 3 y 4, un primer extremo 91 del alojamiento 90 puede ser montado a un reten de sello 20 sobre una superficie de montaje de un medidor de pistón (medidor de pistón no mostrado en las figuras diferente al árbol 10 que se extiende del mismo) vía medios de montaje convencionales, a manera de ejemplo solamente, tornillos de montaje 180. El reten de sello 20 puede comprender una placa o junta para sellar la interface entre la superficie de acoplamiento y asegurar un sello dentro del medidor del pistón.

El codificador 200 incluye un tablero de circuitos impresos (PCB) 70 montado dentro de una cavidad para PCB 310 (Figura 3) definida en un segundo extremo 92 del alojamiento 90 distante del primer extremo 91. El PCB 70 puede ser montado via medios de montaje convencionales, tales como vía tornillos de montaje de PCB 170. El alojamiento 90 puede también incluir perforaciones roscadas configuradas para recibir tornillos de montaje de PCB 170.

La Figura 2 es una vista en perspectiva interior del codificador 200. Como se resume anteriormente, el alojamiento 90 puede ser montado al reten de sello 20 vía tornillos de montaje 180 (extremos roscados de tornillo de montaje 180 mostrados) . El árbol 10 se extiende desde el medidor de pistón a través de reten de . sello 20 y al interior del alojamiento 90 para acoplarse con un portador de imán 30 (Figura 3) . El árbol 10 esta configurado para girar a una velocidad correspondiente con la cantidad de fluido que pasa a través del medidor de pistón, como un ejemplo no limitante, a una velocidad de rotación de hasta 500 rotaciones por minuto (RPM) o hasta 10,000 RPM para un medidor de flujo axial. Uno o mas tornillos de reten de sello 190 pueden asegurar el reten de sello 20 contra una superficie de montaje del medidor de pistón.

La Figura 3 es una vista en sección transversal del codificador 200 disectada a lo largo de la línea AA de la Figura 1. Como se describe anteriormente con referencia a las Figura 1 y 2, el reten de sello 20 puede ser montado a una superficie externa del medidor del pistón vía tornillos del reten de sello 190. El primer extremo 91 del alojamiento 90 puede ser montado al reten de sello 20 vía tornillos de montaje 180. La superficie de acoplamiento del alojamiento 90 que se pone en contacto con el reten de sello 20 puede estar configurada para proveer uno o mas rebajos 210 operativos para impedir contacto entre el alojamiento 90 y los tornillos de reten de sello 190, permitiendo mediante esto que una superficie de alojamiento 90 sea montada nivelada a una superficie de reten de sello 20. El montaje nivelado puede proveer una interface sellada entre el codificador 200 y el medidor del pistón para minimizar fugas de combustible potenciales.

El primer extremo 91 del alojamiento 90 define una cavidad para imán 220. La cavidad .para imán 220 puede comprender la porción interna hueca del alojamiento 90 que abarca desde el primer extremo 91 a una pared de separación de la cavidad 230. Un primer extremo de la cavidad para imán 220 cerca del reten de sello 20 puede estar sustancialmente abierta, permitiendo mediante esto que el portador de imán 30 sea insertado deslizantemente en el mismo. Una superficie de la pared de separación de la cavidad 230 define un segundo extremo de la cavidad de imán 220 opuesta al reten de sello 20. La superficie de la pared de separación de la cavidad 230 de frente al reten de sello 20 puede incluir una porción rebajada cilindrica 240 centrada sobre la superficie. La porción rebajada 240 puede ayudar a alinear el portador de imán 30 con un eje central de la cavidad para imán 220, alineando mediante esto un imán 50 dispuesto dentro del portador de imán 30 con el sensor magnético 80. La cara interior del alojamiento 90 que define la cavidad para imán 220, también como la cara del alojamiento 90 que define el borde de la porción rebajada 240 puede tener un ligero corrimiento (por ejemplo, un corrimiento de menos 1.5° por lado) que facilita la inserción de una porción del portador de imán 30 dentro de la porción rebajada 240.

Refiriéndose en general a las Figuras 3, 6a, 6b y 6c, el portador de imán 30 esta configurado para montar el imán 50 al extremo del árbol 10 que se extiende desde el medidor del pistón. Un primer extremo del portador de imán 30, configurado para mantener el imán 50, puede ser sustancialmente plano con una región cilindrica, central elevada uniformemente 250. La región central elevada 250 puede tener un diámetro ligeramente menor que el diámetro de la porción rebajada 240 de la pared de separación 230 para ayudar en la alineación del imán 50 y sensor magnético 80. La región central elevada 250 puede tener un bisel (por ejemplo, un bisel de 45°) para ayudar mejor en su inserción a la porción rebajada 240. El portador de imán 30 puede ser manufacturado de manera convencional a partir de un material rígido, tal como Derlin® AF Extended Wear vendido por Mc aster Carr.

El portador de imán 30 puede comprender un corte de imán 260 configurado para permitir la inserción y retención del imán 50. La forma y dimensiones del corte de imán 260 se pueden correlacionar estrechamente con la forma y dimensiones del imán 50. A manera de ejemplo, la Figura 6a muestra el portador de imán 30 con un corte de imán 260 configurado para recibir un imán 50 que tiene una sección transversal cuadrada. El corte de imán 260 puede ser configurado para ser ligeramente mas profundo que el imán 50, permitiendo mediante esto que el- imán 50 sea ' ligeramente rebajado (por ejemplo, rebajado por aproximadamente 0.51 cm (0.02 pulgadas)). El portador de imán 30 puede incluir además un agujero de ventilación de adhesivo 270 que comprende una preparación central a través del portador magnético 30 configurado para permitir que un adhesivo (por ejemplo, un pegamento o un epoxi) recorra la porción del portador de imán 30 entre el corte de imán 260 y un área de interface de árbol 280.

El área de interface de árbol 280 (mostrada en las Figuras 6b y 6c) es formada integralmente en el portador de imán 30 opuesto al corte de imán 260. El área de interface de árbol 260 puede definir una cavidad en general cilindrica que termina en una superficie semi cónica 290 configurada para recibir el árbol 10. El área de interface de árbol 260 facilita el montaje del portador de imán 30 e imán 50 al árbol 10, de tal manera que el imán 50 gira a la misma velocidad como el árbol 10. Codificadores ejemplares 200 pueden incluir una junta universal (junta U) 60 (mostrada en la Figura 3) conectada tanto al portador de imán 30 como al árbol 10 vía un perno de junta en U 140. El perno de junta en U 140 puede ser un perno típico, tal como un perno de clevis y puede pasar a través de ranuras 300 en el portador de imán 30 y puede pasar a través de una perforación en el árbol 10, asegurando mediante esto que el portador de imán 30 y árbol 10 giren conjuntamente. La junta en U 60 y el perno de junta en U 140 pueden ser operativos para compensar la ligera variación angular o deformación angular del árbol 10 con respecto al codificador 200.

Un disco de espuma 40 (Figura 3) puede ser dispuesto dentro del área de interface del árbol 280. El disco de espuma 40 puede comprender una espuma de acojinamiento y esta configurado para mantener el contacto entre la región central elevada 250 del portador de imán 30 y la porción rebajada 240 de la pared que separa la cavidad 230. A manera de ejemplo, el disco de espuma 40 se puede contraer o expandir para compensar por hasta aproximadamente 1.5 cm (0.6 pulgadas) (0.15 cm (0.06 pulgadas)) de viaje del árbol 10 mientras que mantiene contacto entre la región central elevada 250 del portador de imán 30 y la porción rebajada 240 de la pared que separa la cavidad 230.

El imán 50 y el disco de espuma 40 pueden ser adheridos al portador de imán 30 por ejemplo, al pegar el imán 50 en su lugar utilizando un adhesivo o epoxi, insertar el disco de espuma 40 al área de interface del árbol 280 después de pegar el imán 50 y permitir, que el pegamento del corte del imán 240 recorra el agujero de ventilación del adhesivo 270 adhiriendo mediante esto una superficie de disco de espuma 240 a la superficie semi cónica 290 del portador de imán 30. El disco de espuma 40 sirve adicionalmente para impedir que adhesivo en exceso entre al área de interface del árbol 280.

El portador de imán 30, que tiene el imán 50 y disco de espuma 40 adheridos al mismo, puede ser instalado dentro de la cavidad para el imán 220 del alojamiento 90 antes de que el codificador 200 sea montado al reten de sello 20 y medidor de pistón correspondiente. El portador de imán 30 puede ser insertado a la cavidad del imán 220, de tal manera que el extremo del portador de imán 30 que contiene el imán 50 entra a la cavidad del imán 220 primero. El portador magnético 30 puede ser dispuesto deslizantemente dentro de la cavidad de imán 220. Como se puede ver en la Figura 4, después de la plena inserción del portador de imán 30 a la cavidad 220, un dispositivo de retención tal como un perno de rodillo 150 puede ser insertado (por ejemplo, ajuste a presión) a través de una perforación para perno de rodillo 310, de tal manera que un extremo del perno de rodillo 150 se proyecta a la cavidad del imán 220 a una distancia suficiente para impedir que el portador de imán 30 sea removido de la cavidad para el imán 220 pero no demasiado para impedir que el árbol 10 sea insertado a la interface del árbol 280 del portador de imán 30. A manera de ejemplo, el perno de rodillo 150 puede ser ajustado a presión a través de la perforación para el perno de rodillo 312, de tal manera que el perno de rodillo 150 se extiende a la cavidad del imán 220 a una distancia dada, por ejemplo 0.38 cm ( 0.150 " pulgadas ) . El perno de rodillo 150 puede ser dispuesto para permitir el desplazamiento axial del portador de imán 30 dentro de la cavidad para el imán 220. En modalidades alternativas, otro dispositivo de retención son contemplados, por ejemplo un dispositivo de retención roscado tal como un tornillo de retención, adhesivo o un arreglo roscado entre el alojamiento 90 y el portador de imán 30.

Todavía refiriéndose a la Figura 4, se muestra el PCB 70 montado dentro de la cavidad para el PCB 310 del alojamiento 90. El PCB 70 puede ser montado rígidamente a porciones del alojamiento 90 separado de la superficie de la pared separadora de la cavidad 230 dentro de la cavidad del PCB 310. El montaje del PCB 70 de esta manera provee una separación (por ejemplo, una separación de aproximadamente 0.076 cm (0.03 pulgadas) a 0.15 cm (0.06 pulgadas)) entre la superficie del PCB 70 de frente a la pared separadora de la cavidad 230 y la pared separadora de la cavidad 230 (Figura 5) .

Refiriéndose a la Figura 5, se muestra una vista detallada de la sección CC de la Figura 3. El PCB 70 es mostrado con el sensor magnético 80 montado centralmente y alineado con el imán 50. El sensor del imán 80 puede ser colocado, por ejemplo a aproximadamente 0.127 cm (0.05 pulgadas) a 0.38 cm (0.15 pulgadas) del imán 50. El sensor del imán 80, configurado para detectar cambios en la densidad de flujo y dirección del campo magnético emitido por el imán 50 a medida que el árbol gira, emite sustancialmente de manera continua al PCB 70 señales que representan la densidad de flujo del campo magnético y la dirección. A manera de un ejemplo no limitante solamente, el sensor magnético 80 puede ser del tipo disponible comercialmente de varios fabricantes, tal como el modelo KMT32B manufacturado por Measurement Specialties, Inc, el cesionario de la presente. A manera de un ejemplo limitante adicional, el imán 50 puede ser implementado como un imán de NdFeB disponible comercialmente.

La modalidad mostrada en la Figura 5, incluye una película de poliimida 120 adherida a una superficie de la pared separadora de la cavidad 230 de frente al PCB 70 mediante por ejemplo un adhesivo tal como una cinta de transferencia adhesiva. La película de poliimida 120 puede ser requerida como una capa de aislamiento secundario para cumplir con requerimientos regulatorios tales como los requerimientos de la Unión Europea en general conocidos como ATEX, para equipo para uso en atmosferas potencialmente explosivas. Modalidades alternativas del codificador 200 pueden omitir la película de poliimida 200.

EL codificador 200 esta plenamente ensamblado cuando el PCB 70 ha sido instalado dentro de la cavidad del PCB 310 y retenido por los anillos de montaje de PCB 160 y portador de imán 30 ha sido instalado con la cavidad para el imán 220 y retenido por el perno de rodillo 150. El codificador plenamente montado 200 puede ser instalado sobre un medidor de pistón de acuerdo con las siguientes etapas: el codificador 200 se hace abatir verticalmente sobre el árbol 10 extendiéndose desde- el medidor del pistón. El árbol 10 entra primero a la cavidad para el imán 220, luego entra al área de interface del imán 280 del portador magnético 30. El codificador 200 continuara siendo abatido verticalmente, provocando que el árbol 10 se ponga en contacto con el disco de espuma 40 y levante el portador de imán 30 verticalmente hacia la pared separadora de la cavidad 230 y así el imán 50 en proximidad con el sensor 80. Una vez que una región central elevada 250 del portador magnético 30 se pone en contacto con la porción rebajada 240 de la pared separadora de cavidad 230, el árbol 10 puede comprimir parcialmente el disco de espuma 40. La compresión del disco de espuma 40 puede proveer contacto continuo entre el portador de imán 30 y la pared separadora de la cavidad 230 por medio de la operación al compensar el viaje ligero del árbol 10 (por ejemplo, que viajo hasta aproximadamente 0.15 cm (0.06 pulgadas) ) . El alojamiento 90 puede luego ser elevado contra el reten de sello 180 al insertar de manera rotacional los anillos de montaje 180 a través de agujeros en el alojamiento 90 y a las perforaciones roscadas en el reten de sello. Se comprenderá que el codificador 200 esta configurado de acuerdo con las especificaciones y dimensiones del medidor de pistón al cual va a ser instalado. Asi, la distancia del primer extremo del alojamiento 90 que se pone en contacto con el reten de sello 27 a la pared separadora de la cavidad 230 esta diseñada de acuerdo con la longitud del árbol 10. Este diseño provee que después de la instalación del alojamiento 90 al medidor de pistón, la región central elevada 250 del imán 30 se pone en contacto con la porción rebajada 240 de la pared separadora de la cavidad 230.

Durante la operación ordinaria del sistema de distribución de combustible, el medidor de pistón hace girar el- árbol 10 de acuerdo con la cantidad de combustible distribuido. A medida que el árbol 10 gira, el imán 50 gira a una velocidad idéntica (o proporcional) . El sensor de imán 80 detecta sustancialmente de manera continua cambios en la densidad de flujo y dirección del campo magnético creado por el imán 50 a medida que el árbol 10 gira y emite al PCB 70 señales que representan la densidad de flujo y dirección del campo magnético. El PCB 70 es acoplado a un controlador de una bomba de combustible en una int.erface de comunicaciones, tales como una linea RS-485 encriptada. Cuando la bomba de combustible distribuye el combustible, el PCB 70 emite al controlador una transmisión que indica la cantidad de combustible distribuido.

Bajo operación típica, el imán 50 permanece a una distancia sustancialmente constante del sensor magnético 80 (por ejemplo, aproximadamente 0.20 cm (0.08 pulgadas)) . Debido a las duraciones de las partes móviles dentro del sensor del pistón, la distancia entre el imán 50 y el sensor magnético 80 puede variar ligeramente bajo condiciones de operación normales. El codificador 200 puede tener así una tolerancia por varianzas del campo B dentro de un intervalo de umbral (por ejemplo, varianza por cambios en la distancia relativa entre el sensor magnético 80 e imán 50 de aproximadamente 0.051 cm (0.02 pulgadas) - 0.102 cm (0.04 pulgadas) ) . Sin embargo, si el sensor magnético 80 detecta una varianza en el campo B mayor que el intervalo de umbral correspondiente a la distancia relativa entre el sensor magnético 80 y el imán 50 (por ejemplo, que difiere por mayor de aproximadamente 0.04), uno o mas procesadores en PCB 70 emite un código de error al controlador de la bomba de combustible en la interface de comunicaciones. En respuesta al código de error, el controlador puede cerrar la bomba de combustible y la bomba de combustible puede permanecer cerrada hasta que un código de restablecimiento es introducido y toda la bomba es restablecida.

En una modalidad, debido a que el codificador 200 puede ser montado sustancialmente vertical sobre un medidor del pistón, cualquier intento de mover el codificador 200 del medidor del pistón da como resultado que la gravedad permita que el portador de imán flotante 30 sea abatido a lo lejos del sensor magnético 80. Asi, cualquier intento por un ladrón o vándalo de deshabilitar el codificador 200 al removerlo de un medidor de pistón daría como resultado que el sensor magnético 80 detecte la remoción intentada del codificador 200 y a su vez, la bomba de combustible seria cerrada o deshabilitada .

Además de detectar la remoción del codificador, modalidades de la presente invención pueden también ser operativas para detectar y/o ser inmunes a campos magnéticos introducidos por dispositivos diseñados para disrumpir la operación ordinaria del codificador. Específicamente, como resultado del espaciamiento estrecho entre el sensor magnético 80 y el imán 50 (por ejemplo, aproximadamente 0.20 cm (0.08 pulgadas)), el codificador 200 puede estar sin afectar por ejemplo por un campo magnético de alta densidad de flujo generado por un imán poderoso (a manera de ejemplo un electroimán) diseñado para interferir con la operación exacta del sensor magnético 80 dentro del codificador 200. Sin embargo, en el caso de que un campo magnético sea introducido que tenga suficiente intensidad para alterar la densidad de flujo del campo magnético detectado fuera de un intervalo predeterminado (por ejemplo, la densidad correspondiente a la distancia de umbral predeterminada) , el PCB 70 esta configurado para transmitir una señal de error a un controlador del distribuidor de combustible.

Lo anterior define en general un arreglo deslizante entre el portador de imán 30 y la cavidad para el imán 220 que facilita el elemento de caída del imán 50 con respecto al sensor magnético 80 bajo la fuerza de la gravedad. Sin embargo, también se contempla que el portador de imán 30 puede ser polarizado en una dirección opuesta al sensor magnético mediante métodos mecánicos, tales como un muelle o un elemento elástico, permitiendo así el montaje del codificador en una orientación diferente a verticalmente con respecto al medidor de fluido mientras que retiene el arreglo anti-violación descrito anteriormente.

En una modalidad, un controlador puede proveer una señal de alerta visual y/o audible a un individuo responsable por el monitoreo de las operaciones de la bomba. El individuo puede luego ser apto de proveer una señal vía el controlador para provocar que la bomba de combustible se cierre. En otra modalidad, el controlador puede estar configurado para deshabilitar la bomba de combustible, tal como al proveer una señal de salida que provoca que un interruptor sea abierto para interrumpir el suministro de energía a la bomba. En otra modalidad, el controlador puede estar configurado para deshabilitar la bomba de combustible hasta que un código apropiado que indica revisión por un administrador u otro individuo en un sitio remoto, tal como revisión del video de la ubicación de la bomba mediante un individuo apropiado, es recibida .

La Figura 7 es un diagrama de flujo de procesos que describe la operación de un codificador ejemplar 200. En la etapa 700, el sistema de distribución de combustible es encendido. El encendido del sistema de distribución de combustible puede proveer energía a los componentes del sistema a manera de un ejemplo no limitante, el codificador 200, una bomba de combustible y un controlador. En la etapa 705, el sensor magnético 80 detecta la densidad de flujo y dirección del campo magnético creado por el imán 50 y emite una señal indicadora de estas características al PCB 70. En la etapa 710, un procesador en el PCB 70 compara la densidad de flujo detectada por el detector magnético 80 con un intervalo de umbral de densidades de flujo correspondientes a distancias del imán 50 del sensor magnético 80. A manera de ejemplo, el intervalo de umbral puede corresponder a distancias del imán 50 del sensor magnético 80 que varían de 0.051 cm (0.02 pulgadas) - 0.102 cm (0.04 pulgadas) y pueden ser ajustables mediante elementos de programación.

Si en la etapa 710, el procesador en PCB 70 determina que la densidad de flujo detectada esta por encima o por debajo de un valor de umbral, el imán debe estar a mas de una distancia de umbral del sensor de imán o un campo magnético externo ha sido introducido al sensor y el flujo de proceso procede a la etapa 730. En la etapa 730, el PCB 70 emite un código de error al controlador del sistema de distribución de combustible, por ejemplo al transmitir una señal en una línea de transmisión de RS-485 encriptada. En la etapa 735, el controlador recibe el código de error y efectúa un procedimiento de apagado. En la etapa 740, el sistema de distribución de combustible permanece apagado hasta que un usuario autorizado (por ejemplo, un administrador) que crea una contraseña/código de restablecimiento. La contraseña de restablecimiento puede ser introducida por ejemplo desde un sitio remoto tal como desde dentro de un edificio. Después de la introducción de la contraseña de restablecimiento, el flujo de proceso regresa a la etapa 705 y reanuda la detección del campo magnético.

Si en la etapa 710, el procesador en PCB 70 determina que la densidad de flujo detectada esta dentro de un intervalo de umbral, el flujo de proceso procede a la etapa 715. En la etapa 715, el procesador en PCB 70 calcula el cambio en la dirección del campo magnético creado por el imán 50 correspondiente a la rotación de imán 50 con el árbol 10. En la etapa 720, el procesador en PCB 70 calcula la cantidad de combustible distribuido en base a un factor de calibración predeterminado (esto ¦ es, un factor de conversión que correlaciona la rotaciones del árbol 10 al volumen del combustible distribuido) . En la etapa 725, el PCB 70 emite una señal indicadora del volumen de combustible distribuido al tablero del controlador via una línea de transmisión. En la etapa 725, el codificador 200 vuelve a la etapa 705 y otra vez el sensor magnético 80 detecta el campo magnético creado por el imán 50. Las etapas 705 a 725 pueden efectuar ciclos (esto es, repetirse) periódica/aperiódicamente de acuerdo con un reloj asociado con el PCB 70.

La Figura 8 muestra un diagrama de circuito de un circuito ejemplar 800 incrustado en un tablero de circuitos impresos de acuerdo con una modalidad de la presente invención. El circuito 800 incluye un micro procesador 801 configurado para monitorear la sálida de un sensor que mide la intensidad de un campo magnético creado por un imán (por ejemplo, imán 50 del codificador ejemplar 200 mostrado en la Figura 3) . El sensor magnético emite sustancialmente de manera continua la intensidad del campo magnético detectado al micro procesador 801. Cuando la intensidad del campo magnético se ha incrementado o reducido significativamente, una aguja 803 del micro procesador 801 cambia, indicando mediante esto que la distancia relativa entre el sensor magnético y el imán se ha incrementado sustancialmente (por ejemplo, el codificador ha sido removido del medidor del pistón) o que un campo magnético externo ha sido expuesto al sensor. Un micro procesador central 802 esta configurado para monitorear en general componentes incrustados en el tablero de circuitos impresos y para emitir señales a componente corriente abajo correspondientes a los componentes monitoreados . A manera de ejemplo, el micro procesador central 802 esta configurado para monitorear la aguja 803 del micro procesador 801. Cuando la aguja 803 cambia, el micro procesador central 802 puede enviar una señal de alerta a componentes corriente abajo via un medio de transmisión (por ejemplo, linea RS-475 encriptada) acoplando operativamente los componentes corriente abajo a un primer puerto de salida 804 y un segundo puerto de salida 805.

Modalidades alternativas de la presente invención puede implementar códigos de computadora almacenados en un medio que se puede leer por computadora, tal como una unidad óptica u otra memoria a manera de ejemplo solamente. Los códigos de computadora configurados para ser ejecutados efectúan las etapas de analizar señales que indican la densidad de flujo y dirección del campo magnético detectado por el sensor magnético, determinar si la densidad de flujo esta dentro de un intervalo de umbral, emitir una señal de error si la densidad de flujo esta fuera del intervalo de umbral y calcular y emitir un volumen del combustible distribuido correspondiente al cambio de dirección de campo magnético si la densidad de flujo esta dentro del intervalo umbral.

En tanto que lo anterior provee en general los valores de densidad de flujo magnético de umbral correspondiente a distancias entre el sensor magnético y el imán, los valores de umbral pueden variar. A manera de ejemplo, instrucciones de elementos de programación efectuadas por componentes del PBC 70 pueden ser modificadas para proveer intervalos/valores de umbral de densidad de flujo magnético alternativos permitiendo mediante esto distancias variables entre el sensor de imán y el imán.

En tanto que lo anterior describe modalidades de la presente invención que implementan un codificador para uso dentro de un sistema de distribución de combustible, las modalidades reveladas y modalidades alternativas pueden ser empleadas en sistemas para distribución de fluidos diferentes a combustibles.

En tanto que lo anterior describe una ventaja de modalidades de la presente invención como impedir la manipulación indebida que facilita el robo de combustible u otros fluidos, la presente invención puede ser empleada para detectar manipulación indebida por propósitos diferentes al robo .

En tanto que lo anterior describe en general modalidades de la presente invención que implementan un codificador para uso dentro de un sistema de distribución de combustible, modalidades alternativas de la presente invención pueden proveer un codificador resistente a la manipulación indebida diseñado para trabajar en medios ambientes altamente combustibles. A manera de ejemplo nó limitante, una modalidad alternativa de la presente invención puede ser implementada para medir rotaciones de arboles sobre plataformas petroleras o cualquier otro medio ambiente en presencia de una atmosfera potencialmente combustible.

En tanto que lo anterior describe en general el montaje de varias partes via tornillos de montaje, elementos físicos de montaje alternativos pueden ser implementados de acuerdo con los requerimientos de una implementación de la invención. A manera de ejemplo, remaches o pernos de rodillo pueden ser implementados en lugar de tornillos de montaje. Alternativamente, varios componentes se pueden acoplar al acoplar adhesivamente superficies adjuntas.

En tanto que lo anterior describe modalidades e implementaciones ejemplares, será evidente para aquellos experimentados en el arte que varias modificaciones y variaciones se pueden hacer a la presente invención sin desviarse del espíritu y alcance de la invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un codificador para un sistema distribuidor de fluido, caracterizado porque comprende: un sensor magnético configurado próximo a un dispositivo de distribución de fluido para generar una primera señal de salida indicadora de un campo magnético detectado asociado por lo menos . en parte con el dispositivo de medición de fluido y un controlador sensible a la primera señal de salida y configurado para comparar la primera señal de salida con un valor de umbral predeterminado, el controlador esta configurado además para generar una segunda señal de salida cuando la primera señal de salida esta por encima o por debajo de la señal de umbral.

2. El codificador de la reivindicación 1, caracterizado porque la segunda señal de salida es operativa para deshabilitar el sistema distribuidor de fluido.

3. El codificador de la reivindicación 1, caracterizado porque el codificador incluye un imán asociado operativamente con un árbol de salida del dispositivo de medición de fluido y en donde el valor de umbral predeterminado corresponde a por lo menos uno de la intensidad y de dirección de un campo magnético generado por el imán en relación con el sensor magnético.

4. El codificador de la reivindicación 3, caracterizado porque el imán es dispuesto dentro de un portador de imán.

5. El codificador de la reivindicación 4, caracterizado porque el portador de imán esta configurado para acoplarse con el árbol de salida del dispositivo de medición de fluido.

6. El codificador de la reivindicación 5, caracterizado porque el imán es polarizado a una primera posición en relación con el sensor magnético cuando el portador de imán es acoplado al árbol de salida del dispositivo de medición de fluido.

7. El codificador de la reivindicación 6, caracterizado porque el valor de umbral determinado corresponde a una intensidad de campo magnético indicadora de la primera posición del imán.

8. El codificador de la reivindicación 5, caracterizado porque el imán es polarizado a una segunda posición en relación con el sensor magnético cuando el portador de imán no esta acoplado al árbol de salida del dispositivo de medición de fluido.

9. El codificador de la reivindicación 8, caracterizado porque la intensidad del campo magnético entre el imán y el sensor magnético cuando el imán es dispuesto en la segunda posición esta por encima o debajo del valor de umbral predeterminado .

10. El codificador de la reivindicación 6, caracterizado porque el imán es polarizado a la primera posición por el árbol de salida.

11. El codificador de la reivindicación 8, caracterizado porque el imán es polarizado a la segunda posición por la fuerza de la gravedad.

12. El codificador de la reivindicación 5, caracterizado porque el portador de imán y el imán están configurados para girar con el árbol de salida.

13. El codificador de la reivindicación 4, caracterizado porque el portador de imán es dispuesto moviblemente dentro de un alojamiento del codificador.

14. El codificador de la reivindicación 1, caracterizado porque el valor de umbral predeterminado comprende un intervalo de valores.-

15. Un método para poner en operación un codificador para un sistema distribuidor de fluido, el método esta caracterizado porque comprende etapas de: detectar un campo magnético generado por lo menos en parte por la operación del sistema distribuidor de fluido; comparar el campo magnético detectado con un valor de umbral predeterminado; generar una señal de salida cuando el campo magnético detectado esta por encima o debajo del valor de umbral predeterminado.

16. El método de la reivindicación 15, caracterizado porque comprende además la etapa de deshabilitar el sistema distribuidor de fluido en respuesta a la generación de señal de salida.

¦ 17. El método de la reivindicación 15, caracterizado porque la etapa de detectar un campo magnético generado por el sistema distribuidor de fluido comprende disponer un imán sobre una porción del sistema de distribución de fluido en proximidad a un sensor magnético dispuesto con un codificador.

18. El método de la reivindicación 17, caracterizado porque comprende además la etapa de acoplamiento del codificador a un árbol de salida de un dispositivo de medición de fluido, en donde el imán es dispuesto sobre el árbol de salida.

19. El método de la reivindicación 18, caracterizado porque la etapa de acoplamiento del codificador al árbol de salida incluye polarizar al imán a una primera posición con respecto al sensor magnético, la primera posición correspondiente al campo magnético indicadora del valor de umbral predeterminado.

20. El método de la reivindicación 19, caracterizado porque comprende además la etapa de polarizar el imán a una segunda posición después de la remoción del árbol de salida del codificador, la segunda posición corresponde a un campo magnético detectado por encima o debajo del valor de umbral predeterminado.