MEDIDOR DE FLUJO DE CHORRO OSCICLANTE BIDIRECCIONAL.

[0001] Esta invención se refiere a mejoras en dispositivos de medición de flujo, y en particular a un medidor de flujo bidireccional para uso en medición de flujo. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN ES 2 366 107 T3 [0002] Los medidores de flujo son bien conocidos. Un tipo particular de medidor de flujo es el medidor de flujo de oscilador fluídico que es especialmente apropiado para la medición del caudal de gases y líquidos, particularmente para propósitos de gas y agua domésticos. Tales dispositivos han sido ampliamente divulgados. Ejemplos de tales medidores de flujo de oscilador fluídico pueden encontrarse tanto en la bibliografía académica como de patentes, por ejemplo los de Bauer en la patente de EE.UU. 4244230 o de Herzl en la patente de EE.UU. 4550614. Tales dispositivos, como se muestra esquemáticamente en la Figura 1, están constituidos típicamente por una sección reductora (1) que crea un chorro de fluido (2) que alimenta a una sección difusora (3) que tiene primera y segunda paredes difusoras (4), (5) y primer y segundo canales de realimentación (6), (7) asociados respectivamente con la primera y segunda paredes que permiten que algo del flujo en chorro sea devuelto a la salida de la sección reductora. [0003] El mecanismo para la medición de flujo en un oscilador fluídico de este tipo ha sido descrito por varios autores y se entiende perfectamente. Por medio del efecto Coanda, el chorro se adhiere naturalmente a una pared o la otra. El flujo procedente del chorro se suministra luego al canal de realimentación asociado con la pared difusora a la que se adhiere el flujo y el flujo de realimentación alimenta a una burbuja de separación entre el chorro y la pared difusora y fuerza al chorro a alejarse de la pared hacia la otra pared difusora. Puede usarse un separador (8) o blanco para acelerar la transición entre las dos paredes. El chorro se adhiere luego a la otra pared y el proceso se repite. El chorro oscila así de un lado del oscilador fluídico al otro. El flujo se mide midiendo la frecuencia de oscilación del chorro. Esto puede emprenderse mediante la medición de variaciones periódicas de presión o velocidad en diversos puntos dentro de la sección difusora, los canales de realimentación o la salida del oscilador fluídico. Para fluidos conductores, por ejemplo, es posible emplear técnicas de detección inductiva para la medición de las variaciones de velocidad tal como se identifica por Sanderson y Heritage en la patente europea 0381344. Los diversos procedimientos de medición de estas fluctuaciones son conocidos por los versados en la materia. [0004] Típicamente, tales osciladores fluídicos, cuando se usan para medición de flujo de gas y agua domésticos, tienen frecuencias de oscilación comprendidas entre 0,25 Hz y 100 Hz. Asociados con la técnica de detección están circuitos de procesamiento de señales electrónicas que amplifican y acondicionan la señal para crear una señal digital cuya frecuencia corresponde a la frecuencia de oscilación del oscilador fluídico. Esta señal digital se suministra luego al conjunto de circuitos de procesamiento de señales digitales cuya función es convertir la frecuencia en un caudal o flujo totalizado. Los procedimientos de procesamiento de señales y de procesamiento digital son conocidos para los versados en la materia. [0005] La linealidad de la frecuencia de oscilación al caudal de tales dispositivos y los bajos resultados de caudal dependen de la geometría del oscilador fluídico y ambos pueden mejorarse usando un elemento de acondicionamiento en la entrada del oscilador fluídico. Un ejemplo de tal acondicionamiento es ofrecido por Sanderson y Furmidge en la patente europea 0868652. [0006] Actualmente, los medidores de flujo de oscilador fluídico sólo miden el flujo con precisión por todo el intervalo en una dirección. En situaciones en las que existe la posibilidad de que se produzcan flujos inversos estos no serían medidos con precisión y es preferible que se impida que estos flujos fluyan a través del medidor. En aplicaciones de medición de agua doméstica esto se logra por la instalación de una válvula de retención aguas abajo del medidor de manera que no pueda producirse flujo en la dirección inversa. [0007] Alternativamente, pueden usarse medidores de flujo de oscilador fluídico bidireccional como el descrito en el documento DE10119860A1. Este documento desvela el uso de un único cuerpo, con una entrada y una salida, dispuesto para inducir oscilaciones en el flujo de fluido tanto cuando el fluido está desplazándose desde la entrada hasta la salida, como cuando el fluido está desplazándose desde la salida hasta la entrada. 2 DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN ES 2 366 107 T3 [0008] Según la presente invención, está provisto un medidor de flujo bidireccional que comprende un primer dispositivo oscilador fluídico dispuesto para medir el flujo de fluido en una primera dirección y un segundo dispositivo oscilador fluídico dispuesto para medir el flujo de fluido en una segunda dirección opuesta a la primera dirección y en el que el primer y el segundo dispositivos osciladores están conectados juntos en serie entre una abertura de entrada y una abertura de salida del medidor de flujo entre las cuales puede fluir el fluido que ha de medirse, y en el que el primer y el segundo dispositivos osciladores están conectados adosados de manera que el lado de entrada para uno está conectado al lado de entrada del otro. [0009] Los dos dispositivos osciladores pueden estar provistos dentro de un único cuerpo. Alternativamente, pueden estar provistos en cuerpos separados que están conectados en serie uno con otro. [0010] El primer y el segundo dispositivos osciladores pueden ser bidireccionales y estar definidos por un único cuerpo que está constituido por una pluralidad de conductos de flujo que están reflejados simétricamente alrededor de un eje, por lo cual los resultados del oscilador fluídico bidireccional son los mismos tanto en la dirección en sentido directo como la inversa. El eje puede comprender un eje central que está situado en un plano que separa los dos dispositivos osciladores. [0011] Por supuesto, en al menos una disposición no son de diseño o resultados idénticos. La invención puede proporcionar, por lo tanto, un medidor de flujo bidireccional asimétrico en el que el cuerpo está constituido por una estructura asimétrica en la que los dispositivos osciladores fluídicos en las direcciones en sentido directo e inversa son capaces de usarse para medir pero con unos resultados de medición generales diferentes para los flujos en sentido directo e inverso. [0012] El primer y el segundo dispositivos osciladores están conectados adosados, por lo cual queremos decir que el lado de entrada para uno está conectado al lado de entrada para el otro. [0013] Por lado de entrada queremos decir el lado del oscilador desde el cual debe entrar el fluido para que el oscilador mida el flujo antes de salir por el lado de salida, por ejemplo, el lado más cercano al reductor. Cualquier flujo en la dirección inversa, por ejemplo, que entre por el lado de salida, no será medido o dará una medición falsa o poco fiable. [0014] El segundo oscilador encontrado por un flujo de fluido al pasar a través de los osciladores es el que ofrece una medición del caudal. [0015] El primer oscilador encontrado por el flujo de fluido puede actuar como acondicionador de flujo para el flujo de fluido antes de su entrada en el segundo oscilador y haber medido su caudal. Esto, claramente, funciona para el flujo en ambas direcciones. [0016] Cada dispositivo oscilador puede incluir un medio de medición adaptado para proporcionar una señal de salida indicativa de la frecuencia de oscilación de las oscilaciones de fluido en el oscilador cuando funciona en su dirección normal, es decir, el fluido fluyendo desde su entrada hasta su salida. Estas señales pueden pasarse a un dispositivo de procesamiento adecuado que determina el caudal y la dirección de flujo a partir de las dos señales. En su forma más sencilla, esto podría lograrse mediante el uso de una tabla de consulta que contenga un caudal y dirección indexados por las dos señales siempre que esté presente un par único de valores de señales de salida para cualquier caudal/dirección dado. [0017] El medio de medición puede comprender un sensor inductivo, un sensor ultrasónico o de presión. Puede proporcionar una señal de salida alterna cuya frecuencia coincide con la frecuencia de oscilación. [0018] Para que se determine la dirección de flujo, cada dispositivo oscilador debería proporcionar una señal de salida que tenga una amplitud y/o fase y/o frecuencia y/o estabilidad de frecuencia que caiga dentro de un intervalo diferente cuando funcione en su dirección normal (flujo desde la entrada hasta la salida) que en la dirección inversa. [0019] Por ejemplo,... [Seguir leyendo]

1. Un medidor de flujo bidireccional que comprende un primer dispositivo oscilador fluídico (9) dispuesto para medir el flujo de fluido en una primera dirección y un segundo dispositivo oscilador fluídico (10) dispuesto para medir el flujo de fluido en una segunda dirección opuesta a la primera dirección, en el que el primer y el segundo dispositivos osciladores están conectados juntos en serie entre una abertura de entrada y una abertura de salida del medidor de flujo entre las cuales puede fluir el fluido que ha de medirse, y en el que el primer y el segundo dispositivos osciladores están conectados adosados de manera que el lado de entrada para uno está conectado al lado de entrada del otro. 2. El medidor de flujo bidireccional de la reivindicación 1, en el que los dos dispositivos osciladores (9, 10) están provistos dentro de un único cuerpo. 3. El medidor de flujo bidireccional de la reivindicación 1 ó 2, en el que el primer y el segundo dispositivos osciladores (9, 10) son idénticos y constan de una pluralidad de conductos de flujo que están reflejados simétricamente alrededor de un eje, por lo cual los resultados del oscilador fluídico bidireccional son los mismos tanto en la dirección en sentido directo como la inversa. 4. El medidor de flujo bidireccional de la reivindicación 1 ó 2, en el que los dos dispositivos osciladores (9, 10) definen una estructura asimétrica en la que los dispositivos osciladores fluídicos en las direcciones en sentido directo e inversa son capaces de usarse para medir pero con unos resultados de medición generales diferentes para los flujos en sentido directo e inverso. 5. El medidor de flujo bidireccional de cualquier reivindicación anterior, en el que el oscilador encontrado en primer lugar por el flujo de fluido al pasar a través de los medidores de flujo actúa como acondicionador de flujo para el flujo de fluido antes de su entrada en el otro oscilador. 6. El medidor de flujo bidireccional de cualquier reivindicación anterior, en el que cada dispositivo oscilador (9, 10) incluye un medio de medición adaptado para proporcionar una señal de salida indicativa de la frecuencia de oscilación del fluido que fluye a través del oscilador al menos cuando funciona en su dirección normal, es decir, el fluido fluyendo desde su entrada hasta su salida. 7. El medidor de flujo bidireccional de la reivindicación 6 en el que el medio de medición comprende un sensor inductivo, un sensor ultrasónico o un sensor de presión. 8. El medidor de flujo bidireccional según la reivindicación 6 ó 7, en el que cada dispositivo oscilador (9, 10) proporciona una señal de salida que tiene una amplitud y/o frecuencia y/o estabilidad de la frecuencia de oscilación que cae dentro de un intervalo diferente cuando funciona en su dirección normal (flujo desde la entrada hasta la salida) que en la dirección inversa. 9. El medidor de flujo bidireccional de una cualquiera de las reivindicaciones 6, 7 u 8, en el que cada dispositivo produce una señal de salida que tiene una estabilidad de frecuencia de oscilación que representa el caudal que está situado dentro de un primer intervalo de frecuencias, amplitudes o estabilidad de frecuencia para el funcionamiento normal para caudales no nulos y que está situado dentro de un segundo intervalo de frecuencias, amplitudes o estabilidad de frecuencia de oscilación para el funcionamiento inverso, los dos intervalos no superpuestos, de manera que pueden compararse las señales procedentes de ambos dispositivos y determinarse inequívocamente la dirección de flujo. 10. El medidor de flujo bidireccional de la reivindicación 9, en el que los dispositivos están dispuestos de manera que no hay oscilación para un dispositivo (9, 10) que funciona en el modo inverso. 11. El caudalímetro bidireccional de cualquier reivindicación anterior, en el que los dos dispositivos (9, 10) están configurados de manera que cualquier reflexión de fluido a lo largo del eje de unión es tal que la caída de presión a través de todo el dispositivo no es mayor que a través de un solo oscilador fluídico. 12. El medidor de flujo bidireccional de cualquier reivindicación anterior, en el que cada dispositivo oscilador fluídico (9, 10) comprende una sección reductora (1) que crea un chorro de fluido que alimenta a una sección difusora (3) que tiene primera (4) y segunda (5) paredes difusoras y primer (6) y segundo (7) canales de realimentación asociados respectivamente con la primera y segunda paredes que permiten que algo del flujo en 7 chorro sea devuelto a la salida de la sección reductora. ES 2 366 107 T3 8 ES 2 366 107 T3 9