CAUDALÍMETRO MÁSICO DE CORIALIS.

Un medidor (1) de caudal o caudalímetro másico de Coriolis que comprende un tubo de flujo (3,

77), al menos un sensor (11a, 11b) de posición de tubo provisto de una fuente de luz y con un detector de luz para recibir la luz de la fuente de luz, y unos medios de impulsión (6,7,8) para causar que el tubo se mueva alrededor de un eje, estando dispuesto lo anterior de tal manera que el detector de luz suministre una señal en respuesta a un desplazamiento del tubo con respecto a una trayectoria de luz entre la fuente de luz y el detector de luz, caracterizado porque la fuente (83) de luz y el detector (84) de luz están situados justo una frente al otro a una distancia predeterminada entre sí y están separados por un espacio intermedio en el que un tubo (77) o un saliente sujeto al tubo se pueden mover con holgura en la trayectoria de la luz, en donde una primera pantalla (80) con una primera abertura (81) de transmisión de luz está colocada en el lado de la fuente (83) de luz y una segunda pantalla (78) con una segunda abertura (79) de transmisión de luz está colocada en el lado del detector (84) de luz, en donde la primera y la segunda abertura (81,79) son idénticas y están orientadas de forma correspondiente, y en donde las aberturas (81, 79) son mutuamente paralelas y están mutuamente alineadas

El invento se refiere a un medidor de caudal o caudalímetro másico de Coriolis, que comprende un tubo de flujo con al menos un sensor de posición de tubo provisto de una fuente de luz y con un detector de luz para recibir la luz de la fuente de luz, y unos medios de impulsión para causar que el tubo se mueva alrededor de un eje, estando dispuesto lo anterior de tal manera que el detector de luz proporcione una señal en respuesta a un desplazamiento del tubo con respecto a una trayectoria de la luz entre la fuente de luz y el detector de luz.

Dicho medidor de caudal o caudalímetro másico es conocido por el documento DE 4 226 391, El medidor de caudal o caudalímetro másico conocido por el documento mencionado comprende un sensor óptico de posición de tubo con una fuente de luz, enfrente del cual está dispuesta una lente de grandes dimensiones, y un detector de luz. El tubo, que se desplaza transversalmente al haz de luz, está en la trayectoria de la luz entre la fuente de luz y el detector de luz y, dependiendo de su posición instantánea, presenta una parte mayor o menor del haz de luz que incide sobre el detector. Se ha averiguado que la precisión de la medida de esta construcción es menor que la óptima en la práctica, mientras que, además, al medidor conocido de caudal másico de Coriolis no se le pueden dar dimensiones muy pequeñas.

El medidor de caudal o caudalímetro másico de Coriolis de acuerdo con el invento resuelve este problema y provee un medidor de caudal o caudalímetro másico de la clase mencionada en el párrafo de la introducción que se caracteriza porque la fuente de luz y el detector de luz están posicionados justo una enfrente del otro a una distancia predeterminada entre sí y están separados por un espacio intermedio en el que el tubo, o un saliente fijado al tubo, tal como una aleta o un falso tubo hueco o macizo, se pueden mover con holgura, en el que una primera pantalla con una primera abertura de transmisión de luz está situada en el lado de la fuente de luz y una segunda pantalla con una segunda abertura de transmisión de luz está colocada en el lado del detector de luz, en donde la primera y la segunda aberturas son idénticas y están orientadas de forma correspondiente, y en donde las aberturas son mutuamente paralelas y están alineadas (es decir, los ejes ópticos de las aberturas primera y segunda coinciden).

Al medidor de caudal o caudalímetro másico de Coriolis de acuerdo con el invento se le puede dar una construcción muy compacta. La fuente de luz y el detector de luz están ubicados a una distancia predeterminada justo una enfrente del otro, separados por un espacio intermedio que se ha dimensionado de tal manera que el tubo o un saliente fijado al tubo puedan moverse en el mismo con holgura.

Una primera realización implica el uso de una placa de circuitos impresos (en adelante PCB) como un soporte sobre el que están montados una fuente de luz y un detector de luz una frente al otro a una pequeña distancia predeterminada entre sí. Las pantallas con las aberturas de transmisión de luz (“ventanas”) están dispuestas sobre la PCB entre la fuente de luz y el detector de luz. Una realización adicional utiliza ventajosamente un módulo óptico. Éste está formado por un denominado fotosensor: un alojamiento de forma de U que tiene dos patas en una de las cuales está presente una fuente de luz (por ejemplo un diodo emisor de luz, en adelante LED, o un diodo de láser) y en la otra de las cuales está presente un detector de luz (por ejemplo un fototransistor). Los ejes ópticos de la fuente de luz y del detector de luz son mutuamente conjugados, de tal manera que la luz procedente de la fuente de luz impacta directamente con el detector de luz.

En el medidor de Coriolis de acuerdo con el invento, una primera pantalla con una primera abertura de transmisión de luz está colocada en el lado de la fuente de luz, y una segunda pantalla con una segunda abertura de transmisión de luz está colocada en el lado del detector de luz en la trayectoria de la luz de tal manera que los ejes ópticos de las pantallas primera y segunda coinciden. Las aberturas son idénticas y están orientadas de la misma manera.

De ese modo se consigue que el detector de luz detecte solamente el desplazamiento del tubo o del saliente fijado al tubo en un haz parcial prismático entre la primera y la segunda abertura de transmisión de luz. Así, la señal generada por el detector de luz solamente depende de los desplazamientos del tubo, o del saliente fijado al tubo, transversalmente al haz de luz, y no dependen también de los desplazamientos del tubo en la dirección longitudinal al haz de luz.

Por el documento EP 1719983 se conoce un medidor de caudal o caudalímetro másico de Coriolis que comprende un sensor óptico de posición de tubo que tiene una fuente de luz y un detector de luz dispuestos en los lados interiores de las patas del alojamiento de forma de U. El tubo de Coriolis se puede mover entre estas patas, bloqueando una parte mayor o menor del haz de luz transmitido por la fuente de luz. No existe descripción alguna sobre la disposición posible de cualesquiera medios ópticos en la trayectoria de la luz.

El documento US 2005/150311 describe el uso de una abertura de bloqueo circular (746) practicada en la trayectoria de la luz que bloquea la luz parásita. La luz se produce mediante un LED seguido por un tubo de luz poligonal.

Las pantallas con las aberturas podrían formarse mediante las paredes del alojamiento, o bien podrían formarse mediante unas placas con aberturas situadas enfrente de las paredes, que ellas mismas estén provistas de aberturas. En éste último caso, las placas con aberturas preferiblemente constituyen las patas de una estructura de forma de U que comprende dos patas y un miembro de unión. En ese caso, es ventajoso si las patas y el miembro de unión constituyen un todo integral y las patas se doblan desde el plano del miembro de unión. Ello hace que sea más fácil alinear las aberturas con precisión entre sí.

En una realización, las aberturas de transmisión de luz tienen una forma rectangular con un lado paralelo a la dirección de movimiento del tubo. En este caso, la anchura de la abertura o aberturas es constante. El tubo podría tener, por ejemplo, una sección transversal cuadrada, rectangular, ovalada o circular. Es práctico si la altura de las aberturas es menor que el diámetro del tubo. El tubo, o un saliente fijado al mismo, deberían estar entonces parcialmente en el haz de luz en un lado.

En una realización del medidor de caudal o caudalímetro másico de Coriolis de acuerdo con el invento, el como mínimo un sensor de posición de tubo está provisto de unos medios para variar de forma monotónica la luz incidente sobre la superficie del detector en regiones parciales consecutivas de la superficie del detector tal como se ve en la dirección de movimiento del tubo. Esto podría realizarse por varios métodos.

Un primer método es variar las dimensiones de las regiones parciales.

Un segundo método es variar la intensidad de la luz incidente sobre las regiones parciales, que son de la misma área de superficie.

En una realización en la que se ha hecho que varíen las dimensiones de las regiones parciales, la dimensión de las aberturas de transmisión de luz transversalmente a la dirección de movimiento del tubo disminuye monotónicamente (por ejemplo de ancha a estrecha), visto en la dirección de movimiento del tubo. Esto asegura que se obtenga una señal que aumente o disminuya monotónicamente con el movimiento del tubo, lo cual no es posible cuando se usan aberturas rectangulares. Una forma sencilla para este fin es un triángulo cuya altura es paralela a la dirección de movimiento del tubo. Si se usan dichas ventanas que se estrechan progresivamente, la altura de la ventana debe ser mayor que el diámetro del tubo, y el tubo debe discurrir completamente dentro de la altura del haz de luz. Lo mismo se aplica “mutatis mutandis” (cambiando lo que se debe cambiar) para un saliente fijado al tubo.

Se puede obtener un efecto similar con una abertura estrechada progresivamente provista en la paleta, cuya abertura es más alta que la altura del haz de luz rectangular y se sitúa de tal manera que la totalidad de la altura del haz caiga dentro de la ventana que se estrecha progresivamente.

En una realización diseñada para variar la intensidad de la luz incidente sobre las regiones parciales, siendo éstas últimas de la misma área de superficie, un filtro con un gradiente...

1. Un medidor (1) de caudal o caudalímetro másico de Coriolis que comprende un tubo de flujo (3, 77), al menos un sensor (11a, 11b) de posición de tubo provisto de una fuente de luz y con un detector de luz para recibir la luz de la fuente de luz, y unos medios de impulsión (6,7,8) para causar que el tubo se mueva alrededor de un eje, estando dispuesto lo anterior de tal manera que el detector de luz suministre una señal en respuesta a un desplazamiento del tubo con respecto a una trayectoria de luz entre la fuente de luz y el detector de luz, caracterizado porque la fuente (83) de luz y el detector (84) de luz están situados justo una frente al otro a una distancia predeterminada entre sí y están separados por un espacio intermedio en el que un tubo (77) o un saliente sujeto al tubo se pueden mover con holgura en la trayectoria de la luz, en donde una primera pantalla (80) con una primera abertura (81) de transmisión de luz está colocada en el lado de la fuente

(83) de luz y una segunda pantalla (78) con una segunda abertura (79) de transmisión de luz está colocada en el lado del detector (84) de luz, en donde la primera y la segunda abertura (81,79) son idénticas y están orientadas de forma correspondiente, y en donde las aberturas (81, 79) son mutuamente paralelas y están mutuamente alineadas.

2. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 1, caracterizado porque el como mínimo un sensor (72) de posición de tubo comprende un alojamiento de forma de U con dos patas (74, 75) mutuamente enfrentadas, en una de las cuales está presente la fuente (83) de luz y en la otra de las cuales está presente el detector (84) de luz.

3. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 2, caracterizado porque las pantallas primera y segunda están formadas por las paredes (78,80) mutuamente enfrentadas de las patas (74, 75) del alojamiento de forma de U.

4. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 2, caracterizado porque las paredes mutuamente enfrentadas de las patas están provistas de aberturas, y porque la primera pantalla está dispuesta con su abertura de transmisión de luz enfrente de la abertura practicada en la pared de una pata, y la

segunda pantalla está dispuesta con su abertura enfrente de la abertura practicada en la pared de la otra pata.

5. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según las reivindicaciones 1 ó 4, caracterizado porque las pantallas primera y segunda constituyen las patas de una estructura (84) de forma de U que comprende dos patas (87,88) y un miembro de unión (86).

6. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 1, caracterizado porque las aberturas primera y segunda de transmisión de luz tienen una forma rectangular con un lado del rectángulo paralelo a la dirección de movimiento del tubo.

7. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 1, caracterizado porque el como mínimo un sensor de posición de tubo está provisto de medios para variar de forma monotónica la luz incidente sobre la superficie del detector en regiones parciales consecutivas de la superficie del detector, es decir, vistas consecutivamente en la dirección de movimiento del tubo

8. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 1, caracterizado porque la dimensión de las aberturas primera y segunda (79,81) de transmisión de luz transversalmente a la dirección de movimiento del tubo (77) disminuye de forma monotónica desde ancha hasta estrecha, visto en la dirección de movimiento del tubo (77).

9. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 4, caracterizado porque la dimensión de las aberturas primera y segunda de transmisión de luz de las pantallas primera y segunda, transversalmente a la dirección de movimiento del tubo, disminuye de forma monotónica desde ancha hasta estrecha, visto en la dirección de movimiento del tubo.

10. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 1, caracterizado porque un filtro (107) con un gradiente de transparencia que es monotónico en la dirección de movimiento del tubo (108) está colocado en la

trayectoria de la luz entre la fuente (102) de luz y el detector (105) de luz.

11. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 7, caracterizado porque dichos medios comprenden una cuña óptica (110) colocada en la trayectoria de la luz entre la fuente de luz y el detector de luz.

12. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 7, caracterizado porque el medidor de caudal o caudalímetro comprende un primero y un segundo sensor de posición, cada uno de los cuales tiene una fuente de luz y un detector de luz separados por un espacio intermedio, en donde el tubo o el saliente sujeto al tubo son capaces de moverse en dichos espacios intermedios, y en donde dichos sensores de posición primero y segundo están dispuestos a una pequeña distancia mutua a ambos lados del eje alrededor del que se mueve el tubo.

13. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 7, caracterizado porque el medidor de caudal o caudalímetro comprende un primero, un segundo y un tercer sensor de posición, cada uno de los cuales tiene una fuente de luz y un detector de luz separados por un espacio intermedio, en donde el tubo (119) o una paleta sujeta al tubo son capaces de moverse en dichos espacios intermedios, en donde dichos sensores de posición primero y segundo están instalados a una pequeña distancia mutua en ambos lados del eje de rotación alrededor del cual se mueve el tubo, y en donde el tercer sensor de posición está colocado en un lugar próximo a uno de los sensores de posición primero y segundo en línea con los sensores de posición primero y segundo.

14. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según las reivindicaciones12 ó 13, caracterizado porque cada sensor de posición de tubo comprende un alojamiento de forma de U con dos patas mutuamente opuestas, en una de las cuales está presente la fuente de luz y en la otra de las cuales está presente el detector de luz, en donde una primera pantalla con una primera abertura de transmisión de luz está dispuesta en el lado de la fuente de luz, y una segunda pantalla con una abertura de transmisión de luz está dispuesta en el lado del detector de luz, en donde dichas pantallas de los respectivos sensores de posición forman parte de las patas de la estructura (84) de forma de U, que es integral para todos los sensores de posición, de tal manera que los

ejes ópticos de las aberturas primera y segunda (96,99; 95,98; 94,97) de cada sensor de posición coinciden, y los ejes ópticos de los respectivos sensores de posición individuales son mutuamente paralelos.

15. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 1, caracterizado porque el tubo toma la forma de un bucle (18) mecánicamente cerrado que está situado en un plano, en el que los dos extremos (20, 22) se han doblado hacia atrás a través del centro del bucle (18) de tal manera que los extremos (20, 22) del bucle (18) actúan como una suspensión elástica.

16. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 1, caracterizado porque el medidor de caudal o caudalímetro está provisto de unos medios (6,7,8) para ejercer una fuerza sin establecimiento de contacto o una excitación de par de torsión del tubo (3) de flujo para el fin de mover el tubo de flujo.

17. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 1, caracterizado porque se ha provisto un saliente (120, 123) en la pared del tubo (119) de flujo, cuyo saliente (10, 123)se mueve en la trayectoria (118) de la luz cuando el tubo se mueve por fuera de la trayectoria de la luz.

18. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 12, caracterizado porque está provisto un saliente en la pared del tubo de flujo, cuyo saliente se mueve en las trayectorias de luz de los sensores de posición primero y segundo cuando el tubo se mueve por fuera de dichas trayectorias de luz.

19. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según la reivindicación 13, caracterizado porque se ha provisto un saliente (120) en la pared del tubo (119) de flujo, cuyo saliente se mueve en las trayectorias de luz de los sensores de posición primero, segundo y tercero cuando el tubo se mueve por fuera de dichas trayectorias de luz.

20. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según las reivindicaciones 17, 18 ó 19, ,

caracterizado porque el saliente (142, 146) está provisto de al menos una abertura (144a, 148a) cuya dimensión transversalmente a la dirección de movimiento del tubo (141, 145) de flujo disminuye desde ancha hasta estrecha, visto en la dirección de movimiento del tubo (141,145).

21. Un medidor de caudal o caudalímetro de Coriolis según las reivindicaciones 17,18, 19 ó 20, caracterizado porque el saliente es una paleta (123) que se ha provisto tangencialmente en el tubo (122).