PT1215471E - Sistema de detecção do nível de líquido - Google Patents

Description

ΡΕ1215471 1 DESCRIÇÃO "SISTEMA DE DETECÇÃO DO NÍVEL DE LÍQUIDO" 0 invento diz respeito a um sistema para medição e comunicação de informação acerca do nivel de fluido num tanque. 0 invento refere-se em particular a um sistema para medição e comunicação do nivel de combustível ou de água num tanque de alimentação estacionário, tal como se encontra em casas de habitação, blocos de apartamentos e edifícios comerciais. A medição de níveis de líquido em tanques de alimentação estacionários com água ou combustível é muitas vezes feito simplesmente olhando para o tanque ou por inserção de uma vareta através de um furo de inspecção no topo do tanque. Certos tanques podem ser dotados com indicadores do nível de fluido, tais como um flutuador num tubo transparente ou outros meios de medição convencionais. Estas medições são efectuadas por um operador humano, por exemplo o fornecedor de óleo de aquecimento, que inspecciona o tanque a intervalos escolhidos. Este processo de medição é relativamente dispendioso considerando o deslocamento ao local, e não fiável dado que o operador pode não inspeccionar a intervalos suficientemente curtos. É conhecido do documento US-A-5 319 964 um 2 ΡΕ1215471 sistema de detecçao de nível de líquido.

Um objectivo deste invento é fornecer um sistema de detecção de nível de líquido que permita que a medição do nível de fluido seja efectuada sem inspecção no local de um modo de baixo custo e fiável. É vantajoso fornecer um sistema de detecção de nível de líquido que seja fácil de instalar e que requeira pouca manutenção.

Os objectivos deste invento foram atingidos pelo fornecimento de um sistema de detecção de nível de líquido de acordo com a reivindicação 1. É aqui revelado um sistema de detecção de nível de líquido para a medição do nível de um líquido tal como gasóleo, gasolina ou água de acordo com a reivindicação 1. A unidade de processamento de sinal e de comunicações compreende um modem de dados de comunicações sem fios para comunicação por via de uma rede telefónica móvel ao servidor de rede. A unidade compreende ainda um controlador para comandar, a intervalos, a medição do nível de líquido e transmissão de dados relativos à identificação da unidade e nível medido por via do modem de comunicações sem fios para o servidor. Isto permite que o uso de energia seja minimizado de modo que ela possa ser fornecida uma fonte de abastecimento de energia autónoma para 3 ΡΕ1215471 disponibilizar energia ao sistema, o que, por sua vez, simplifica a instalação do sistema. A gestão de energia pelo controlador pode ser ainda optimizada pela programação de várias medições e intervalos de transmissão, ou pela recepção de informação respectiva proveniente do servidor, como uma função do nivel de liquido ou taxa de consumo de liquido. 0 sensor de pressão é vantajosamente inserido no tanque através da sua conduta de inspecção, geralmente usada para inserir uma vareta, na qual é montada uma parte formando um adaptador entre o topo da conduta e a sua tampa, a parte formando um adaptador sendo dotada com uma passagem para passar através dela o cabo sensor de uma maneira estanque. 0 sensor de pressão pode ser fornecido com uma base perfilada, por exemplo em alumínio extrudado em forma de U, na qual uma célula de pressão e um circuito de processamento de sinal electrónico ligado ao cabo sensor é recebido e coberto por um material de vazamento protector. 0 sensor pode também ser fornecido numa fundição sobre moldada sem base. Apenas uma membrana de pressão da célula de pressão pode manter-se exposta ao contacto directo com o líquido a ser medido. Um sensor particularmente robusto para ser deixado cair num tanque de combustível de aquecimento por exemplo, é assim fornecido. 4 ΡΕ1215471

Outros objectivos e características vantajosas do invento tornar-se-ão aparentes a partir das reivindicações ou da descrição e desenhos que e seguem, nos quais: A figura 1 é uma vista esquemática de um sistema de detecção de nível de fluido de acordo com o invento para uso com um tanque de combustível de aquecimento de um edifício e comunicação com um fornecedor e rede de clientes; A figura 2 é uma vista de um tanque com um sistema de detecção de nível de fluido de acordo com este invento; A figura 3 é uma vista de um sistema de detecção de nível de fluido de acordo com este invento; A figura 4 é um diagrama de blocos ilustrando as unidades funcionais de um sistema de detecção de nível de fluido de acordo com este invento; A figura 5 é uma vista em perspectiva de parte de um sensor de pressão de um sistema de detecção de nível de fluido de acordo com este invento; e A figura 6 é uma vista em planta do sensor de pressão da figura 5.

Fazendo referência à figura 1, um sistema de detecção de nível de líquido 2 para medição do nível de 5 ΡΕ1215471 líquido 4 num tanque 6, comunica informação do nível de líquido por via de uma rede de telecomunicações para um servidor 8. A rede de telecomunicações é uma rede de comunicações sem fios usada por telefones móveis. Isto reduz os custos de instalação pela eliminação da necessidade de encaminhar fios para o local do tanque e de os ligar ao sistema. Além disso, ele permite a ligação a baixos custos para tanques localizados em áreas sem linhas de telefone fixo. 0 servidor 8, que tem um banco de dados que armazena informação recebida dos sistemas de detecção de nível de líquido, está ligado a fornecedores e consumidores do líquido, via Internet, para os dotar com informação respeitante ao volume de líquido nos vários tanques sob o seu controlo. Isto permite aos utilizadores do sistema gerirem o fornecimento de líquido a tanques específicos quando necessário, sem inspecção no local.

Fazendo referência às figuras 2 e 3, um tanque convencional 6, por exemplo como os instalados em edifícios residenciais ou industriais para armazenagem de combustíveis de aquecimento tais como gasóleo, compreende um recipiente 10, um tubo de entrada 12, um tubo de saida 14, e uma conduta de inspecção 16 que se estende para o interior do recipiente através da sua parede de topo 18. A maior parte dos tanques convencionais compreende uma 6 ΡΕ1215471 conduta de inspecção fechada por uma tampa roscada 26, que pode ser usada para inserir uma vareta para medição do nivel de líquido, ou para obter uma amostra do líquido, ou simplesmente para examinar o interior do tanque. 0 sistema de detecção de nível de líquido 2 é mostrado montado no tanque e compreende um sensor de pressão 20 ligado por via de um cabo 22 a uma unidade de processamento de sinal e comunicações 24. 0 sensor de pressão 20 é inserido no recipiente através da conduta de inspecção KO \—1 enquanto é fornecido o cabo 22 subsequentemente até que ele atinge o fundo 28 do recipiente, o que é verificado quando o cabo fica folgado. 0 sensor pode ser dotado com um peso para se sentir melhor quando o sensor bate no fundo.

Uma parte formando um adaptador 30, compreendendo uma primeira parte roscada 32 para enroscar a tampa 26 e uma segunda parte roscada 34 para enroscar a parte formando um adaptador no topo da conduta de inspecção 16, é dotada com uma passagem para o cabo passar através dela. A parte formando um adaptador permite assim ao sensor ser inserido nos tanques existentes sem quaisquer modificação neles, havendo vários adaptadores disponíveis para adaptar aos diferentes standards usados. A unidade de processamento de sinal e comunicações 2 4, que está ligada ao cabo sensor 22, compreende um modem de comunicações sem fios 3 4 com uma 7 ΡΕ1215471 antena 35, um controlador 36 e uma fonte de alimentação de energia 38, montados numa caixa de protecção 40 susceptível de ser fixada ao tanque, por exemplo sendo amarrada à conduta de inspecção 16. 0 modem pode estar ligado a uma antena externa 42 se a recepção de sinal é fraca no local onde se situa o tanque.

Fazendo referência às figuras 3 e 4, um controlador 36 da unidade 24 está ligado ao modem 34, ao abastecimento de energia 38 e ao sensor 20, e gere a transmissão e recepção de informação. O controlador tem a importante função de ligar o sistema para transmissão e recepção de sinal, e desligar de novo o sistema para poupar energia. 0 controlador gere em particular o ligar e desligar do modem que é o dispositivo que consome a maior parte de energia do sistema. Os intervalos a que o sistema transmite a informação de medição do nivel de liquido podem ser regulares, por exemplo estabelecidos diariamente ou semanalmente, ou dependentes do consumo do liquido, sendo esses intervalos maiores quando o tanque está totalmente cheio e menores quando o nivel cai. O intervalo pode ser programado para não exceder um certo lapso de tempo, independentemente da taxa de consumo, de modo que o servidor pode detectar um sistema não operacional se não é recebido sinal no intervalo programado. Como o modem liga à rede de telefone sem fios, está disponível uma ligação bidireccional de modo que o sistema pode também ser programado à distância, por exemplo a partir do servidor 8. O controlador também gere a energia para o sensor de ΡΕ1215471 pressão e fornece informação do nível de energia das baterias da fonte de alimentação de energia para transmissão pelo modem para o servidor 8, em particular para alertar os utilizadores quando é necessário mudar as baterias.

As principais funções do controlador são comandar a medição do nível de líquido, comandar a transmissão de dados (identificação da unidade, nível medido, bateria baixa) por via do modem de comunicações sem fios para o servidor 8, responder à informação de comando recebida do servidor, reprogramar as funções de controlo (tais como a mudança de intervalos entre as medições), e iniciar ou calibrar a unidade após o primeiro uso ou mudança de bateria. A transmissão de dados a partir do sistema de detecção de nível de líquido é enviada na forma de SMS (serviço de mensagem curta) directamente para o servidor da base de dados 8.

As baterias de abastecimento de energia podem, por exemplo, ser baterias ião-lítio de longa duração tal como as geralmente usadas nas câmaras fotográficas as quais têm tipicamente uma vida útil de mais de dez anos. Com a gestão de energia anteriormente descrita, um par de baterias ião lítio de 1500 mAh podem manter o sistema operacional por mais de cinco anos com transmissão semanal. A autonomia desse sistema de detecção de nível de líquido é 9 ΡΕ1215471 vantajosa devido ao facto de que ela simplifica a instalação do sistema em tanques existentes pela eliminação da necessidade de fornecer uma ligação eléctrica. Além do mais, um cabo de abastecimento de energia eléctrica pode desligar-se inadvertidamente, requerendo por isso um operador para inspeccionar o tanque.

Fazendo referência às figuras 5 e 6, o sensor de pressão 20 compreende uma base perfilada 44, por exemplo em alumínio extrudado em forma de U, na qual a célula de pressão 46 e um circuito de processamento de sinal electrónico 48 ligado ao cabo sensor 22 é recebido. A célula detectora de pressão, exceptuando a sua membrana de pressão 49, o circuito de processamento de sinal 48 e a extremidade de ligação do cabo estão cobertos por um material de vazamento protector para selar e proteger o sensor do líquido a ser medido. O material de vazamento é escolhido em função da sua resistência aos líquidos com os quais ele entra em contacto, tais como gasóleo, gasolina ou água. Exemplos de materiais de vazamento são a borracha epóxi e a borracha de silicone. A base perfilada fornece não só um invólucro protector de baixo custo e resistente, mas também uma forma para vazamento do material de vazamento protector 50 sobre a célula do sensor e o material electrónico. A célula de pressão 46 e pode ser de um tipo conhecido tendo uma membrana cerâmica 49. A vantagem de 10 ΡΕ1215471 usar um tal sensor é que a membrana cerâmica é resistente à maior parte dos líquidos, e pode por isso ser simplesmente imersa no líquido a ser medido. O sensor determina a pressão absoluta do líquido circundante e transmite essa informação para o servidor da base de dados 8. O nível de líquido é computado tendo em linha de conta a densidade do líquido e a pressão atmosférica no local do tanque, a qual pode ser aproximada a partir das estações meteorolóqicas na área. Os dados de pressão atmosférica podem ser reqularmente obtidos via Internet e reqularmente actualizados no servidor 8.

Lisboa, 27 de Novembro de 2013

Claims (4)

1. ΡΕ1215471 1 REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de detecção de nível de líquido para medir o nível de um líquido tal como gasóleo, gasolina ou água contida num tanque de alimentação estacionário (6) instalado em edifícios residenciais ou industriais, compreendendo um sensor de pressão (20) adaptado para ser imerso no líquido (4) e deixado cair no tanque de maneira que ele cai numa parede de fundo (28) do tanque, uma unidade de processamento de sinal e comunicações (24) compreendendo uma caixa de protecção (40) susceptível de ser fixada ao tanque, uma fonte de alimentação de energia autónoma (38), um modem de dados de comunicação sem fios para uma comunicação sob a forma SMS (Serviço de Mensagens Curtas) por via de uma rede telefónica móvel directamente para um servidor de base de dados (8) acessível pelos fornecedores e pelos consumidores via Internet, e um controlador (36) para comandar a intervalos a medição do nível de líquido e a transmissão de dados respeitantes a uma identificação de unidade e a um nível medido via modem de comunicação sem fios para o servidor (8), as referidas fonte de alimentação (38), o modem (34) e o controlador (36) sendo montados na referida caixa de protecção (40), e um cabo (22) interligando o sensor de pressão à unidade de processamento de sinal e de comunicação (24).
2. 2. Sistema de detecção de nível de líquido de acordo com a reivindicação 1, no qual o controlador é capaz 2 ΡΕ1215471 de programar intervalos de medida e de transmissão variáveis, ou receber informações a este respeito do servidor (8), em função do nivel de liquido ou da taxa de consumo.
3. 3. Sistema de detecção de nivel de liquido de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, compreendendo ainda uma parte formando um adaptador (30) que pode ser montada entre uma conduta de inspecção (16) do tanque e uma tampa (26) deste, a parte formando um adaptador sendo dotada com uma passagem para a passagem do cabo sensor (22) através desta.
4. 4. Sistema de detecção de nivel de liquido de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, no qual o captador de pressão compreende uma base perfilada (44), por exemplo em alumínio extrudado em forma de U, na qual uma célula de pressão (46) e um circuito de tratamento de sinal eléctrico (48) ligados ao cabo sensor (22) são recebidos e cobertos por um material de vazamento de protecção, com excepção de uma membrana de pressão (49) da célula de pressão. Lisboa, 27 de Novembro de 2013