Método para medir el volumen de caudal de líquidos eléctricamente conductores a través de una vasija.

Un método para medir el volumen VD de caudal de flujo de líquidos eléctricamente conductores cuyaconductividad está al menos co-determinada por al menos un parámetro p,



en el que el líquido fluye a través de una vasija que tiene una forma predeterminada, y en el que el volumen V0de llenado respectivo en la vasija está determinado por al menos un valor x medido, que es medido por undispositivo de medida de conductividad eléctrica que incluye al menos dos electrodos de medida,

en el que la vasija se llena en pasos sucesivos y se vacía a continuación a través de su boca de salida, de talmanera que las alturas h de llenado están cambiando constantemente, caracterizado porque

los valores x medidos se miden en intervalos de tiempo y porque los volúmenes V0 de llenado respectivos estándeterminados mediante comparación de los valores x medidos respectivos con los valores xR de calibraciónmedidos contenidos en al menos una tabla de referencia que incluye al menos valores xR de calibraciónmedidos y volúmenes V0 de llenado que se corresponden con ellos, y

porque el volumen VD de caudal de flujo está determinado a partir de los volúmenes V0 de llenado sobre unperiodo de tiempo,

en el que se construye la al menos una tabla de referencia por medio de medidas de calibración utilizandodiversas muestras de líquido, que tienen diferentes valores del parámetro p y diferentes alturas h de llenado enla vasija.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/053644.

Solicitante: BRITA GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: HEINRICH-HERTZ-STRASSE 4 65232 TAUNUSSTEIN ALEMANIA.

Inventor/es: KOHLER, THOMAS, DR., LANG,UWE, HOTHER,Stefan, HENDERSON,Colin, BOOKBINDER,Steven.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01F1/00 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01F MEDIDA DEL VOLUMEN, FLUJO VOLUMETRICO, FLUJO MASICO O NIVEL DE LIQUIDOS; DOSIFICACION VOLUMETRICA.Medida del flujo volumétrico o flujo másico de un fluido o material sólido fluyente en la que el fluido pasa a través del medidor con un flujo continuo (regulación de la cantidad o proporción G05D).
  • G01F23/24 G01F […] › G01F 23/00 Indicación o medida del nivel de líquidos o materiales sólidos fluyentes, p. ej. indicación en términos de volumen, indicación por medio de una señal de alarma. › mediante la medida de variaciones de la resistencia de resistores debidas al contacto con un fluido conductor.

PDF original: ES-2387188_T3.pdf

 

Método para medir el volumen de caudal de líquidos eléctricamente conductores a través de una vasija.

Fragmento de la descripción:

Método para medir el volumen de caudal de líquidos eléctricamente conductores a través de una vasija

La invención se refiere a un método para medir el volumen de caudal de flujo de líquidos eléctricamente conductores a través de una vasija de acuerdo con la reivindicación 1. La invención también se refiere a un dispositivo de medida respectivo.

Las medidas de alturas de llenado se llevan a cabo siempre que deben determinarse los volúmenes de líquidos y las alteraciones en el volumen. Las medidas de alturas de llenado se llevan a cabo habitualmente mediante electrodos, que se sumergen dentro del líquido al menos de manera parcial. La conductividad o la resistencia eléctrica del líquido, que es proporcional a la altura de llenado o al volumen de líquido, se mide utilizando un dispositivo de medida apropiado.

Tales medidas son necesarias con el fin de determinar el agotamiento de cartuchos de filtrado, que se utilizan en dispositivos de filtrado por gravedad.

El documento WO 02/27280 A describe un dispositivo que utiliza tres electrodos, uno de los cuales se utiliza como electrodo de referencia. Los electrodos para medida de nivel se configuran de tal manera que un valor de medida cambia fuertemente cuando se exceden ciertos límites en el nivel o cuando no se llega a ellos. Estos saltos de los valores de medida pueden ser reconocidos de manera fiable sin necesidad de requerimientos de alta precisión en la medida.

Del documento EP 1 484 097 B1 se conoce un dispositivo similar que incluye al menos tres electrodos, un medio para contar y temporizadores. Las señales medidas por estos componentes se alimentan a la entrada de un microprocesador que, sobre la base de un programa residente, elabora datos importantes sobre la extensión de la duración de vida útil del cartucho de acuerdo con el intervalo de tiempo transcurrido desde su primera activación y la cantidad de agua tratada identificada mediante el cierre del circuito entre los electrodos, y mediante la concentración iónica de los contaminantes, identificada mediante la conductividad del agua que está siendo tratada.

En caso de considerar un llenado parcial de la vasija, se sitúan numerosos electrodos en niveles crecientes en una cámara de compensación en el seno de la vasija.

Este dispositivo es costoso económicamente y nunca toma siquiera en consideración el diseño y la forma de la vasija. Medidas exactas de volumen necesitan de medidas intermedias de la altura de llenado teniendo en cuenta la forma de la vasija. Habitualmente, la vasija tiene cualquier diseño de tal manera que la correlación entre la altura de llenado y el volumen del líquido no sigue una fórmula matemática simple.

La mayoría de los dispositivos de medida ignoran la forma de la vasija de tal manera que la determinación de la duración de vida útil del cartucho de filtrado no es tan precisa como debería.

El documento US 4.724.705 A se refiere a un dispositivo de medida de combustible y particularmente a un dispositivo para determinar la cantidad de combustible en un tanque de combustible. El indicador de nivel de combustible incluye una carcasa hueca, un disco codificado, un disco de cortocircuito que incluye un substrato de disco, una pieza flotante y un puente de continuidad. El disco codificado esta fabricado a partir de un material cerámico dieléctrico y se extiende a lo largo de la extensión interior de la carcasa hueca. Un filamento metálico eléctricamente conductor que tiene una resistencia eléctrica por unidad de longitud conocida se arrolla alrededor del disco codificado para definir un "patrón de resistencia eléctrica" representativo del contorno de la pared interna del tanque de combustible. La fabricación del indicador de nivel de combustible supone todo un esfuerzo, en particular la fabricación del disco codificado.

El documento US 5.831.174 describe un caudalímetro para una estación de bombeo que incluye un comparador de estado de bomba para crear un estado de nivel sin estar conectado a ningún sensor de nivel mediante la comparación del estado de bomba con una lista donde se asocia el estado de bomba esperado y el nivel. La dimensión de pozo húmedo, las señales de estado de bomba, las señales de reloj y el estado de nivel se registran en una memoria antes de utilizarse como entrada de un calculador de flujo que calcula el flujo de entrada y el flujo de salida. Un rectificador de flujo reajusta el flujo de entrada y el flujo de salida de acuerdo con una proporción variable de la diferencia entre el promedio de muchos flujos de salida y un flujo de salida, y utiliza esta diferencia para reajustar una tolerancia variable y la posición variable. Se confirman funcionamientos anómalos de la bomba cuando se detecta un número predeterminado de posibles funcionamientos anómalos de la bomba de forma consecutiva mediante la comparación del flujo de salida con el promedio de muchos flujos de salida más/menos la tolerancia variable. Se declara un estado de mantenimiento cuando el flujo de salida calculado es físicamente imposible, de modo que el flujo de entrada calculado es el tiempo de funcionamiento de las bombas dividido por el tiempo del estado de mantenimiento.

El documento DE 10 2005 035 045 A1 describe un dispositivo de medida que incluye un elemento de medida que incluye al menos un electrodo cuya área aumenta de una manera exponencial desde un extremo hasta el otro. El beneficio de esta invención reside en el hecho de que el valor de la conductividad eléctrica y el valor absoluto del nivel de líquido en la vasija no necesitan conocerse si existe una correlación exponencial entre los valores de medida y el volumen del líquido en la vasija.

El propósito de la invención es crear un método y un dispositivo de medida que permita medir el volumen de caudal de flujo a través de una vasija de una manera más precisa y más sencilla.

El propósito se consigue mediante un método, que está caracterizado porque los valores x medidos están medidos en intervalos de tiempo y porque los volúmenes V0 de llenado se determinan mediante la comparación entre los valores x medidos y valores xR de calibración medidos recogidos en al menos una tabla de referencia que incluye al menos valores xR de calibración medidos y volúmenes V0 de llenado que se corresponden con ellos, y porque el volumen VD de caudal de flujo se determina a partir de los volúmenes V0 de llenado a lo largo de un periodo de tiempo, en el que la al menos una tabla de referencia se construye mediante medidas de calibración que utilizan diferentes muestras de líquido, que tienen diferentes valores p y diferentes alturas h de llenado en la vasija.

El periodo de tiempo en el que se miden los volúmenes V0 de llenado puede ser un periodo de tiempo predeterminado. En caso de que el método de medida se aplique, por ejemplo, a un dispositivo de filtrado, el tiempo de inicio puede ser el instante en el que, por ejemplo, se introduce un nuevo cartucho de filtrado en el dispositivo. En este caso, el periodo de tiempo está limitado, por ejemplo, por la vida útil del cartucho o por el periodo de tiempo transcurrido hasta que se reemplaza el cartucho.

El beneficio de la invención reside en la posibilidad de utilizar electrodos simples y en que el parámetro p y la forma de la vasija, que influyen sobre los resultados de las medidas de la altura h de llenado y por lo tanto del volumen V0 de llenado, pueden tomarse en consideración mediante la construcción de al menos una tabla de referencia.

Los valores xR de calibración medidos contenidos en esta tabla de referencia se construyen para cada forma de la vasija y se introducen en la memoria del dispositivo de medida de conductividad eléctrica. Las funciones mecánicas características del dispositivo de medida, en particular la forma y los detalles técnicos de los electrodos, no necesitan estar adaptadas a la forma de la vasija cuando se utiliza un tipo de dispositivo de medida en diferentes vasijas. Solamente es necesario proporcionar la tabla o tablas respectivas que contienen los valores específicos que reflejan la forma y los diferentes tipos de líquido que fluye a través de la vasija. Si las vasijas son solamente productos fabricados en serie de manera masiva, se hace necesaria la construcción de al menos una tabla para cada tipo de vasija y puede utilizarse el mismo dispositivo de medida sin necesidad de una adaptación mecánica.

Los valores del volumen de líquido en la vasija pueden medirse de una manera muy precisa, ya que no sólo... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método para medir el volumen VD de caudal de flujo de líquidos eléctricamente conductores cuya conductividad está al menos co-determinada por al menos un parámetro p,

en el que el líquido fluye a través de una vasija que tiene una forma predeterminada, y en el que el volumen V0 de llenado respectivo en la vasija está determinado por al menos un valor x medido, que es medido por un dispositivo de medida de conductividad eléctrica que incluye al menos dos electrodos de medida,

en el que la vasija se llena en pasos sucesivos y se vacía a continuación a través de su boca de salida, de tal manera que las alturas h de llenado están cambiando constantemente, caracterizado porque

los valores x medidos se miden en intervalos de tiempo y porque los volúmenes V0 de llenado respectivos están determinados mediante comparación de los valores x medidos respectivos con los valores xR de calibración medidos contenidos en al menos una tabla de referencia que incluye al menos valores xR de calibración medidos y volúmenes V0 de llenado que se corresponden con ellos, y

porque el volumen VD de caudal de flujo está determinado a partir de los volúmenes V0 de llenado sobre un periodo de tiempo,

en el que se construye la al menos una tabla de referencia por medio de medidas de calibración utilizando diversas muestras de líquido, que tienen diferentes valores del parámetro p y diferentes alturas h de llenado en la vasija.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se mide un primer valor x1 de referencia medido al menos una vez durante el mencionado periodo de tiempo.

3. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque se construye una primera tabla de referencia que contiene primeros valores x1R de calibración de referencia medidos y valores del parámetro p que se corresponden con ellos,

porque se construye una segunda tabla de referencia que contiene al menos los valores xR de calibración medidos, los valores del parámetro p y las alturas h de llenado que se corresponden con ellos y porque se construye una tercera tabla de referencia que toma en consideración la forma de la vasija y que contienen las alturas h de llenado y los volúmenes V0 que se corresponden con ellas.

4. Un método de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque el valor del parámetro p se determina al menos a partir del primer valor x1 de referencia medido mediante comparación con los valores de la primera tabla de referencia,

porque la altura h de llenado se determina a partir de al menos el valor x medido y de los valores del parámetro p mediante comparación con los valores de la segunda tabla de referencia, y

porque el volumen V0 de llenado respectivo se determina a partir de la altura h de llenado mediante comparación con los valores de la tercera tabla de referencia.

5. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el valor x medido se refiere al primer valor x1 de referencia medido con el fin de determinar un primer valor I1 calibrado.

6. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se mide un segundo valor x2 de referencia medido al menos una vez durante el mencionado periodo de tiempo.

7. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el primer valor x1 de referencia medido se refiere al segundo valor x2 de referencia medido con el fin de determinar un segundo valor I2 calibrado.

8. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los valores del parámetro p se determinan a partir de los valores I1 e I2 calibrados mediante comparación con los valores de la primera tabla de referencia.

9. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la altura h de llenado se determina a partir de los valores del parámetro p y del primer valor I1 calibrado mediante comparación con los valores de la segunda tabla de referencia.

10. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se determina el volumen V0 de llenado de agua.

11. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque se determinan los cambios IV del volumen V0 de llenado y porque el volumen VD de caudal de flujo se determina a partir de los cambios de volumen IV.

12. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el volumen VD de caudal de flujo se 5 determina a partir del aumento de volumen respectivo.

13. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado porque el volumen VD de caudal de flujo se compara con un volumen VMAX, donde VMAX designa el máximo volumen del líquido, caracterizado por al menos un parámetro p, que es autorizado a fluir a través de un dispositivo de filtrado que está dispuesto aguas abajo de la vasija y que contiene al menos un medio de filtrado, y

porque el agotamiento del medio de filtrado se indica cuando se alcanza VMAX.

14. Un dispositivo (10) de medida para la determinación del volumen VD de caudal de flujo de líquidos eléctricamente conductores a través de una vasija (5) en el que las alturas h de llenado son cambiantes en la dirección vertical y en el que la vasija (5) incluye una boca (7a) de entrada, una boca (7b) de salida y un dispositivo de medida de conductividad que incluye una unidad (12) de evaluación y al menos dos electrodos (22, 24) de 15 medida en el que los electrodos (22, 24) de medida están ubicados en la vasija (5) y están conectados a la unidad

(12) de evaluación, en el que al menos un valor x medido es medido por los electrodos de medida caracterizado porque la unidad (12) de evaluación está configurada para introducir al menos una tabla de referencia que incluye al menos valores xR de calibración medidos y volúmenes V0 de llenado que se corresponden con ellos y para comparación de los valores x medidos por el dispositivo de medida de conductividad con los valores xR de

calibración medidos de la al menos una tabla de referencia y para la determinación del volumen VD de caudal de flujo a partir de los volúmenes V0 de llenado.

15. El uso del dispositivo de medida de acuerdo con una de las reivindicaciones 14 como dispositivo de medida de agotamiento para cartuchos (50) de filtrado.


 

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