Dispositivo (10, 100) para detectar la rotación de un elemento rotatorio alrededor de un eje XX' que comprende:

- m detectores (L0, L1) de proximidad situados en 5 un plano perpendicular al eje XX' según m direccionesradiales, siendo m un entero superior o igual a 2, una marca que es solidaria del citado elemento rotatorio yque está descentrada con respecto el eje XX' y que es susceptible de modificar la respuesta en amplitud delos citados detectores de proximidad cuando el citado elemento rotatorio está animado de un movimiento derotación,

- un circuito de excitación (11, 101) destinado a excitar los citados detectores de proximidad, facilitando cadauno de los citados detectores de proximidad una respuesta de excitación cuando éste es excitado,estando caracterizado el citado dispositivo (10, 100) porque comprende:

- medios de comparación (12, 102) de la amplitud de la respuesta de excitación de cada uno de losdetectores (L0, L1) con un valor umbral de comparación, durante un período temporal, denominado ventanade observación, y para facilitar un nivel lógico 1 o 0 según que la amplitud de respuesta sea superior o inferioral citado valor umbral de comparación,

- medios (14, 104) para identificar el paso de la citada marca a nivel de uno de los citados detectores (L0, L1)en función del valor 0 o 1 del citado nivel lógico,

- medios de reinicialización (13, 103) para hacer variar el citado valor umbral de comparación, o la citadaventana de observación, característicos de un detector (L0. L1) desde que los medios de comparación (12,102) faciliten un nivel lógico representativo del paso de la citada marca a nivel del citado detector mientrasque la citada marca no puede estar a nivel del citado detector (L0, L1), consistiendo la citada reinicializaciónen buscar por iteraciones sucesivas, un nuevo valor umbral de comparación, o una nueva ventana deobservación, para la cual los medios de comparación (12, 102) faciliten un nivel lógico representativo de laausencia de paso de la citada marca a nivel del citado detector.

Dispositivo de detección de rotación de un elemento rotatorio tal como la turbina de un contador de agua.

La invención concierne a un dispositivo de detección de rotación de un elemento tal como una turbina de un contador de agua.

La mayoría de los contadores de agua comprenden un totalizador de arrastre mecánico, es decir que la rotación de la turbina arrastra, por intermedio de una transmisión mecánica y/o magnética, los rodillos del índice del contador.

Es conocido igualmente detectar la rotación de la turbina con la ayuda de un detector de proximidad colocado enfrente de un elemento rotatorio solidario de la turbina y destinado a detectar el paso de una marca colocada de manera descentrada en el elemento rotatorio. El detector de proximidad puede estar basado, por ejemplo, en un método inductivo, en cuyo caso la marca estará constituida por un material cuyas características magnéticas y/o eléctricas difieren del resto del elemento rotatorio. La figura 1 ilustra un modo de detección de este tipo. El conjunto rotatorio está constituido por una turbina 1 de un caudalímetro no representado y por un disco 2 solidario de la turbina 1. Durante la circulación de un fluido tal como el agua, la turbina y el disco 2 son animados de un movimiento de rotación alrededor del eje XX’. La velocidad de rotación del elemento rotatorio está directamente relacionada con el caudal instantáneo del fluido. Dos detectores de proximidad L0 y L1 situados en un plano P perpendicular al eje XX’, según dos direcciones radiales con respecto al eje XX’ son sensibles a la proximidad de una marca 5 que es solidaria del disco 2 y que está descentrada con respecto al eje de rotación XX’. Se deduce que cuando el elemento rotatorio es animado de un movimiento de rotación, la respuesta de los detectores de proximidad L0 y L1 evolucionará en función de la posición de la marca 5. A título ilustrativo, los dos detectores de proximidad L0 y L1 son por ejemplo bobinas magnéticas acopladas en paralelo con condensadores, formando así dos circuitos oscilantes dispuestos según dos direcciones radiales opuestas. El disco 2 es de material no metálico tal como el plástico moldeado y la marca 5 es un sector radial metalizado del disco.

El documento DE 41 37 695 A1 describe un dispositivo que comprende dos detectores adyacentes a un rotor. El rotor comprende dos sectores que tienen propiedades magnéticas diferentes. La respuesta de cada detector a una excitación, en particular el tiempo de amortiguamiento, permite determinar qué sector se encuentra en la proximidad del detector. El tiempo de amortiguamiento es medido en número de oscilaciones que sobrepasan un umbral.

Un sistema de detección de este tipo plantea sin embargo ciertas dificultades; en efecto, existen una serie de parámetros que varían en función el tiempo. Por ejemplo, para un contador de agua integrado en un calorímetro, se trata de la temperatura del agua que puede hacer variar las características del detector, de la tensión de alimentación del circuito de detección, especialmente cuando la alimentación se hace por intermedio de una pila, y de la distancia variable entre el detector de proximidad y el elemento rotatorio debida al levantamiento de la turbina a gran velocidad. Existen igualmente una serie de parámetros que varían de un detector a otro y que son difíciles y costosos de controlar en una producción en gran serie; por ejemplo, para un detector de tipo inductivo, se trata especialmente de los valores de la bobina y de su coeficiente de calidad, lo que conduce a un calibrado de cada detector o a una clasificación.

Una solución conocida a los problemas anteriormente mencionados está descrita en el documento EP0467753. El dispositivo de detección de rotación descrito en este documento comprende al menos dos detectores de proximidad destinados a detectar el paso de una marca solidaria del elemento rotatorio. El dispositivo efectúa un análisis de la evolución de la señal facilitada por un primer detector. En cuanto la marca ha sido detectada a nivel del detector, se incrementa el índice del número de vueltas y se selecciona el segundo detector, que por este hecho excluye al primer detector que acaba de detectar la marca; los parámetros destinados a estudiar la evolución de las señales del segundo detector son entonces reinicializados y se obtiene así un sistema adaptativo que permite liberarse de los problemas ligados a la variación de los parámetros.

La puesta en práctica de una solución de este tipo plantea sin embargo ciertas dificultades.

En efecto, el dispositivo de esta solución utiliza un circuito electrónico complejo que por tanto, implica no solamente un tiempo de tratamiento relativamente largo, sino también un consumo energético elevado.

La presente invención tiene por objeto un dispositivo para detectar la rotación de un elemento rotatorio alrededor de un eje XX’ de acuerdo con la reivindicación 1.

Gracias a la invención, la reinicialización de los parámetros que sirven para identificar el paso de una marca a nivel de los detectores se basa en una búsqueda de estos parámetros por aproximaciones sucesivas a partir de una información binaria de detección, es decir un valor de comparación con respecto a un valor umbral. El dispositivo de la invención facilita un sistema simplificado basado en la interpretación de una información binaria y no en la medición directa de los parámetros. Esta técnica de lógica binaria por aproximaciones sucesivas permite un ahorro de tiempo y además está adaptada a un entorno de bajo consumo, siendo los circuitos lógicos utilizados relativamente simples y poco consumidores de energía.

Ventajosamente, el citado elemento rotatorio es de material no metálico y la citada marca está formada por una parte metalizada del citado elemento rotatorio.

Ventajosamente, cada detector de proximidad es un circuito oscilante y el citado circuito de excitación comprende un generador de impulsos que alimenta sucesivamente cada detector de modo que la respuesta de excitación de cada uno de los detectores es una señal oscilante más o menos amortiguada según que la marca esté o no a nivel del citado detector, presentando la citada señal una sucesión de lóbulos positivos y negativos de amplitud decreciente, pudiendo ser cada lóbulo sucesivamente numerado.

De manera ventajosa, la duración de la citada ventana de observación corresponde sensiblemente a la duración de un lóbulo determinado de la citada respuesta de excitación.

Ventajosamente, la frecuencia del citado generador de impulsos se sitúa entre 50 Hz y 500 Hz y la respuesta de excitación de cada uno de los detectores tiene una frecuencia aproximadamente igual a 250 Hz.

De acuerdo con un primer modo de realización particularmente ventajoso, los citados medios de comparación están adaptados para recibir un valor umbral de comparación variable de modo que la amplitud de la respuesta de excitación de cada uno de los detectores puede ser comparada con el citado valor umbral de comparación variable, comprendiendo los citados medios de reinicialización:

- medios de determinación por iteraciones sucesivas, en una ventana de observación predeterminada, de la amplitud de la respuesta de excitación de un detector, cuando la citada marca no puede estar a nivel del citado detector, utilizando el paso de un estado lógico a otro del citado nivel lógico resultante de la comparación de la citada amplitud de la respuesta de excitación con el citado valor umbral de comparación variable,

- medios para fijar el citado valor umbral de comparación en un valor dependiente de la citada amplitud de la respuesta de excitación determinado por los citados medios de determinación.

Ventajosamente, la citada ventana de observación puede variar según el lóbulo elegido de modo que los citados medios de comparación están adaptados para efectuar una comparación en una ventana de observación que se desplaza temporalmente en función del número de lóbulo elegido.

De acuerdo con un segundo modo de realización particularmente ventajoso, los citados medios de reinicialización comprenden:

- medios de determinación por iteraciones sucesivas, para un valor umbral de comparación fijado, del número de lóbulo de la respuesta de excitación de un detector cuando la citada marca no puede estar a nivel del citado detector, utilizando el paso de un estado lógico al otro del citado nivel lógico resultante de la comparación de la citada amplitud... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo (10, 100) para detectar la rotación de un elemento rotatorio alrededor de un eje XX’ que comprende:

- m detectores (L0, L1) de proximidad situados en un plano perpendicular al eje XX’ según m direcciones radiales, siendo m un entero superior o igual a 2, una marca que es solidaria del citado elemento rotatorio y que está descentrada con respecto el eje XX’ y que es susceptible de modificar la respuesta en amplitud de los citados detectores de proximidad cuando el citado elemento rotatorio está animado de un movimiento de rotación,

- un circuito de excitación (11, 101) destinado a excitar los citados detectores de proximidad, facilitando cada uno de los citados detectores de proximidad una respuesta de excitación cuando éste es excitado,

estando caracterizado el citado dispositivo (10, 100) porque comprende:

- medios de comparación (12, 102) de la amplitud de la respuesta de excitación de cada uno de los detectores (L0, L1) con un valor umbral de comparación, durante un período temporal, denominado ventana de observación, y para facilitar un nivel lógico 1 o 0 según que la amplitud de respuesta sea superior o inferior al citado valor umbral de comparación,

- medios (14, 104) para identificar el paso de la citada marca a nivel de uno de los citados detectores (L0, L1) en función del valor 0 o 1 del citado nivel lógico,

- medios de reinicialización (13, 103) para hacer variar el citado valor umbral de comparación, o la citada ventana de observación, característicos de un detector (L0. L1) desde que los medios de comparación (12, 102) faciliten un nivel lógico representativo del paso de la citada marca a nivel del citado detector mientras que la citada marca no puede estar a nivel del citado detector (L0, L1) , consistiendo la citada reinicialización en buscar por iteraciones sucesivas, un nuevo valor umbral de comparación, o una nueva ventana de observación, para la cual los medios de comparación (12, 102) faciliten un nivel lógico representativo de la ausencia de paso de la citada marca a nivel del citado detector.

2. Dispositivo (10, 100) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el citado elemento rotatorio es de material no metálico y la citada marca está formada por una parte metalizada del citado elemento rotatorio.

3. Dispositivo (10, 100) de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque cada detector de proximidad es un circuito oscilante y el citado circuito de excitación comprende un generador de impulsos que alimenta sucesivamente cada detector de modo que la respuesta de excitación de cada uno de los detectores es una señal oscilante más o menos amortiguada según que la marca esté o no a nivel del citado detector, presentando la citada señal una sucesión de lóbulos positivos y negativos de amplitud decreciente, pudiendo cada lóbulo ser sucesivamente numerado.

4. Dispositivo (10, 100) de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque la duración de la citada ventana de observación corresponde sensiblemente a la duración de un lóbulo determinado de la citada respuesta de excitación.

5. Dispositivo (10, 100) de acuerdo con las reivindicaciones 3 ó 4, caracterizado porque la frecuencia del citado generador de impulsos se sitúa entre 50 Hz a 500 Hz.

6. Dispositivo (10, 100) de acuerdo con las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la respuesta de excitación de cada uno de los detectores tiene una frecuencia aproximadamente igual a 250 Hz.

7. Dispositivo (100) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los citados medios de comparación (102) están adaptados para recibir un valor umbral de comparación variable (Vvar) de modo que la amplitud de la respuesta de excitación de cada uno de los detectores (L0, L1) puede ser comparada con el citado valor umbral de comparación variable (Vvar) , comprendiendo los citados medios de reinicialización (103) :

- medios de determinación (105) por iteraciones sucesivas, en una ventana de observación predeterminada, de la amplitud de la respuesta de excitación de un detector, cuando la citada marca no puede estar a nivel del citado detector, utilizando el paso de un estado lógico al otro del citado nivel lógico resultante de la comparación de la citada amplitud de la respuesta de excitación con el citado valor umbral de comparación variable,

- medios (106) para calibrar el citado valor umbral de comparación con un valor dependiente de la citada amplitud de la respuesta de excitación determinada por los citados medios de determinación (105) .

8. Dispositivo (10) de acuerdo con las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque la citada ventana de observación puede variar según el lóbulo elegido de modo que los citados medios de comparación (12) están adaptados para efectuar una comparación en una ventana de observación que se desplaza temporalmente en función del número de lóbulo elegido.

9. Dispositivo (10) de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque los citados medios de reinicialización comprenden:

- medios de determinación (15) por iteraciones sucesivas, para un valor umbral de comparación fijado, del número de lóbulo de la respuesta de excitación de un detector (L0, L1) cuando la citada marca no puede estar a nivel del citado detector, utilizando el paso de un estado lógico al otro del citado nivel lógico resultante de la comparación de la citada amplitud de la respuesta de excitación con el citado valor umbral de comparación fijado cuando el número de lóbulo varía,

- medios para calibrar (16) la citada ventana de observación en un valor dependiente del citado número de lóbulo determinado por los citados medios de determinación (15) .

10. Dispositivo (10, 100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el citado elemento rotatorio comprende un disco solidario de la turbina de un contador de agua, pudiendo estar integrado el citado contador de agua en un calorímetro destinado a contabilizar la energía facilitada por un circuito de agua caliente.

11. Dispositivo (10, 100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el citado valor umbral de comparación es un valor de tensión.

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes caracterizado porque comprende:

- al menos tres detectores (L0, L1, L2) de proximidad,

- medios para determinar el sentido de rotación del citado elemento rotatorio.

13. Dispositivo (10, 100) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los citados medios de reinicialización (13, 103) funcionan en ausencia de rotación del citado elemento rotatorio.

Figura 10

Figura 11