BRPI0722324A2 - Método e aparelho para monitorar uma lâmpada ultravioleta - Google Patents
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Description
“MÉTODO E APARELHO PARA MONITORAR UMA LÂMPADA ULTRAVIOLETA”
CAMPO DA INVENÇÃO
A invenção geralmente refere-se ao campo das lâmpadas Ultravioletas (UV). Mais especificamente, a invenção refere-se a um método e aparelho para monitorar lâmpadas UV.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Sistemas de tratamento de luz Ultravioleta são utilizados em Aquecimento, Ventilação, Condicionamento de ar (HVAC), refrigeração, purificação de água e outros sistemas de tratamento. Os sistemas têm aplicações em várias áreas domésticas, industriais e comerciais. Exemplos de sistemas incluem, mas não são limitados a unidades de bobina de ventilador, sistemas de refrigeração, sistemas de condicionamento de ar, resfriadores, manipuladores de ar, unidades terminais de volume de ar variável, unidades de filtração de água e plantas de processamento de alimento.
Tipicamente, estes sistemas utilizam lâmpadas UV para controlar a qualidade da circulação de ar ou água em interiores através deles, que podem conter bactérias, vírus, fungos e outros microorganismos que podem afetar o funcionamento normal destes sistemas. Além disso, lâmpadas UV podem ser utilizadas para matar bactérias em frutas, vegetais e em leite, e para tratar produtos baseados em sangue humano ou bactérias de sistemas de tratamento de refugo. Para reduzir ou eliminar a contagem de certos microorganismos, lâmpadas UV são utilizadas, visto que a exposição à luz UV mata-os ou elimina-os. Tipicamente, o tempo de exposição à luz UV é limitado, devido à circulação de ar ou água. Como resultado, a intensidade das lâmpadas UV precisa ser mantida acima de um nível mínimo para esta eliminação ocorrer.
Uma lâmpada UV emite luz na faixa UV, que tem um comprimento de onda que é mais curto do que aquele da luz visível e é, portanto, invisível ao olho humano. Portanto, não é possível detectar visualmente se a lâmpada UV estar funcionando. Além disso a exposição à luz UV é prejudicial para o sistema imune, pele e olhos. Portanto, a inspeção visual de lâmpadas UV é desencorajada e indesejável. Como resultado, para garantir que as lâmpadas estejam sempre funcionando, as lâmpadas UV podem ser periodicamente trocadas e as lâmpadas velhas podem ser substituídas por novas lâmpadas. Entretanto, este método pode causar desperdício de lâmpadas, visto que uma lâmpada pode ser substituída após um certo período, mesmo embora ela esteja em condições de funcionamento. Por exemplo, o operador de um sistema HVAC pode trocar a lâmpada UV todo mês, mesmo se a lâmpada estiver funcionando apropriadamente.
O método mencionado acima para substituição de lâmpadas UV após intervalos regulares de tempo, sem checagem de sua condição de funcionamento, pode resultar em desperdício desnecessário de recursos e aumento de consumo. Além disso, uma lâmpada UV defeituosa pode não ser substituída no devido tempo por falta de indicações de que ela não esteja funcionando apropriadamente.
A luz do precedente, há uma necessidade por um método e aparelho para monitorar lâmpadas UV. O método deve possibilitar que uma lâmpada UV seja checada, sem inspeção visual direta, para determinar se ela está funcionando apropriadamente. Além disso, o aparelho deve ser fácil de implementar e não deve ser dispendioso para instalar ou conservar.
SUMÁRIO
Uma forma de realização da invenção provê um método para monitorar dispositivos, tais como, porém não limitados a lâmpadas UV. Uma voltagem de teste, que é proporcional à corrente fluindo nas lâmpadas UV, é determinada por um dispositivo de detecção de corrente, tal como um transformador de corrente. A voltagem de teste é então comparada com uma voltagem pré-ajustada por um comparador. Um sinal de falha é indicado quando a voltagem de teste é menor do que a voltagem pré-ajustada.
Outra forma de realização da invenção provê um aparelho para monitorar dispositivos, como lâmpadas UV. O aparelho inclui um transformador de corrente, um comparador e um indicador de sinal de falha.
O transformador de corrente provê uma voltagem de teste, que é proporcional à corrente fluindo nas lâmpadas UV. O comparador compara a voltagem de teste com uma voltagem pré-ajustada e o indicador de sinal de falha indica um sinal de falha quando a voltagem de teste é menor do que a voltagem pré- ajustada.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
As formas de realização preferidas da invenção serão descritas a seguir em combinação com os desenhos anexos, fornecidos para ilustrar e não para limitar a invenção, em que designações semelhantes indicam elementos semelhantes, e em que:
A Fig. 1 ilustra um aparelho para monitorar uma lâmpada UV,
que é conectada a um circuito primário de acordo com uma forma de realização da invenção: e
A Fig. 2 é um fluxograma de um método para monitorar uma lâmpada UV, de acordo com uma forma de realização da invenção.
DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO
A Fig. 1 ilustra um aparelho 100, para monitorar uma lâmpada UV 102, que é conectada a um circuito primário 104 de acordo com uma forma de realização da invenção. A lâmpada UV 102 é conectada ao circuito primário 104 pela linha elétrica 106. Exemplos de linha elétrica 106 incluem, 25 mas não são limitados a cabos elétricos de cobre e cabos elétricos de alumínio. Para uma forma de realização, o aparelho 100 inclui um transformador de corrente 108, um comparador 110, um circuito de retroalimentação 112, um terminal de saída 114 e um indicador de sinal de falha 116. De acordo com várias formas de realização da invenção, o circuito primário 104 pode ser qualquer circuito que faça conexão com um número de elementos elétricos, por exemplo, resistores, capacitores, indutores, comutadores, etc. De acordo com uma forma de realização da invenção, o circuito primário 104 é um circuito elétrico para um aquecimento, ventilação, sistema de condicionamento de ar (HVAC). De acordo com outra forma de realização da invenção, o circuito primário 104 é um circuito elétrico para um sistema de filtração de fluido e purificação. O circuito primário 104 atua como uma fonte de corrente para lâmpada UV 102. Por exemplo, o circuito primário 104 envia uma corrente para a lâmpada UV 102, que usa a energia desta corrente para dissipar-se na forma de calor e luz UV (ultravioleta).
Em uma forma de realização da invenção, o transformador de corrente 108 é acoplado à linha elétrica 106 e amplifica a corrente fluindo na linha elétrica 106 para gerar uma voltagem de teste. A voltagem de teste gerada pelo transformador de corrente 108 é proporcional à corrente fluindo na linha elétrica 106. Por exemplo, admitindo-se que o transformador de corrente 108 é um transformador elevador com uma relação de espira de 1:2 e X corrente mA fluindo na linha elétrica 106, o transformador de corrente 108 gera uma voltagem de teste proporcional à corrente de 2X mA. Em seguida, o transformador de corrente 108 provê a voltagem de teste para o comparador 110. Para uma forma de realização da invenção, o comparador 110 é um amplificador operacional. A voltagem de teste do transformador de corrente 108 entra no terminal positivo do comparador 110. O terminal negativo do comparador 110 é conectado ao terminal de saída do circuito de retroalimentação 112. O circuito de retroalimentação 112 é usado para gerar uma voltagem pré-ajustada, que é menor do que a voltagem de teste gerada pelo transformador de corrente 108 quando a lâmpada UV 102 está em condição de funcionamento. Por exemplo, se uma corrente de X mA estiver fluindo na lâmpada UV 102 e o transformador de corrente 108 gerar uma voltagem de teste proporcional à corrente de 2X mA, o circuito de retroalimentação 112 pode gerar uma voltagem que é menor do que a voltagem proporcional a 2X mA. Neste exemplo, o circuito de retroalimentação 112 alimenta a voltagem pré-ajustada para o terminal negativo do comparador 110.
O terminal de saída 114 do comparador 110 é conectado ao terminal de entrada do circuito de retroalimentação 112. Tipicamente, o circuito de retroalimentação 112 gera a voltagem pré-ajustada com base na voltagem de saída do terminal de saída 114. Por exemplo, se a voltagem de saída do terminal de saída 114 for “elevada”, o circuito de retroalimentação 112 pode prover uma voltagem proporcional a uma corrente de 1,5X mA para o terminal negativo do comparador 110. Em uma forma de realização da invenção, a voltagem de saída no terminal de saída 114 é considerada ser elevada, quando a voltagem de saída no terminal é igual a voltagem da fonte Vcc do comparador 110. O funcionamento do comparador IlOeo circuito de retroalimentação 112 podem ser melhores entendidos com a ajuda do seguinte exemplo.
Quando uma voltagem de teste proporcional à corrente de 2X mA é fornecida ao terminal positivo do comparador 110 pelo transformador de corrente 108, a voltagem de teste é comparada com a voltagem pré- ajustada, provida pelo circuito de retroalimentação 112, para o terminal negativo do comparador 110. Admitindo-se que, inicialmente, a voltagem de saída do terminal de saída 114 é elevada e a corrente de retroalimentação é 1,5X mA. O comparador 110 compara a voltagem de teste com a voltagem pré-ajustada e ajusta a voltagem de saída no terminal de saída 114 elevado, visto que a voltagem de teste é mais elevada do que a voltagem pré-ajustada. Para ajustar a voltagem de saída elevada, o comparador 110 ajusta uma primeira voltagem, isto é, a voltagem da fonte Vcc no terminal de saída 114. Por exemplo, se o valor de Vcc for + 5 V, o comparador 110 ajusta a primeira voltagem como + 5 V.
O exemplo acima foi explicado admitindo-se que a lâmpada UV 102 está no estado LIGADO e está funcionando apropriadamente.
5 Tipicamente, a lâmpada UV 102 funciona nos três estados possíveis. O primeiro estado é quando ela está no estado LIGADO e está funcionando apropriadamente; o segundo estado é quando ela está no estado LIGADO e não está trabalhando apropriadamente; o terceiro estado é quando ela está no estado DESLIGADO. Quando a lâmpada UV 102 está no estado 10 DESLIGADO, ela puxa zero de corrente do circuito primário 104. Entretanto, quando a lâmpada UV 102 está no estado LIGADO e não está funcionando apropriadamente, ela puxa uma corrente que é menor do que a corrente puxada quando ela está no estado LIGADO e está funcionando apropriadamente. Por exemplo, se a lâmpada UV 102 puxar mais do que T 15 mA do circuito primário 104, quando estiver no estado LIGADO e estiver funcionando apropriadamente, ela pode puxar uma corrente que é muito menor do que T mA, quando ela estiver no estado LIGADO e não estiver funcionando apropriadamente. De acordo com uma forma de realização da invenção, a lâmpada UV 102 puxa uma corrente de mais do que 200 mA, 20 quando ela está no estado LIGADO e está funcionando apropriadamente. Por outro lado, a corrente puxada por ela é menor do que 75 mA, quando ela está no estado LIGADO e não está funcionando apropriadamente. Aqueles de habilidade comum na arte observarão que os valores de 200mA e 75mA são exemplares por natureza e variam, dependendo do tipo de lâmpada UV 25 utilizada.
Quando a lâmpada UV 102 está no estado LIGADO, porém não está funcionando apropriadamente, a corrente puxada por ela pode ser admitida ser, por exemplo, de 50 mA. Além disso, a voltagem de teste provida pelo transformador de corrente 108 pode ser, por exemplo, de 10 V, que pode ser proporcional a 100 mA. Admitindo-se que a voltagem de saída no terminal de saída 114 é inicialmente elevada e, portanto, a voltagem pré- ajustada, provida pelo circuito de retroalimentação 112, pode ser admitida ser de 30 V. Quando o comparador 110 compara a voltagem de teste de 10 V com 5 a voltagem pré-ajustada de 30 V, ele muda a voltagem de saída no terminal de saída 114, de elevada para baixa. Em uma forma de realização da invenção, o comparador 110 ajusta uma segunda voltagem, por exemplo, 0 V, no terminal de saída 114, para mudar a saída de elevada para baixa.
O terminal de saída 114 é também acoplado ao indicador de sinal de falha 116. Que indica um sinal de falha quando ele é ativado. O indicador de sinal de falha 116 pode ser, por exemplo, um alarme, um LED, ou qualquer outro dispositivo de áudio ou vídeo. O indicador de sinal de falha 116 pode também ser um microprocessador que seja conectado à internet ou com o departamento de serviço. Em uma forma de realização da invenção, o indicador de sinal de falha 116 é ativado quando a voltagem de saída no terminal de saída 114 for menor. Em outras palavras, se a voltagem pré- ajustada for mais elevada do que a voltagem de teste, o indicador de sinal de falha 116 é ativado e um sinal de falha é indicado a um usuário ou um operador de lâmpada UV 102. Por exemplo, quando a voltagem pré-ajustada toma-se mais elevada do que a voltagem de teste, o indicador de sinal de falha 116 pode enviar um email para o departamento de serviço de que a lâmpada UV 102 não está funcionando apropriadamente.
De acordo com uma forma de realização da presente invenção, o terminal de saída 114 é conectado a um circuito de inversão (não mostrado), 25 que inverte a voltagem de saída no terminal de saída 114. Por exemplo, se a saída no terminal de saída 114 for alta, o circuito de inversão inverte-a para baixa, e se a saída do terminal de saída 114 for baixa, o circuito de inversão inverte-a para alta. Em seguida, a saída do circuito de inversão é alimentada para o indicador de sinal de falha 118, que indica o sinal de falha quando a entrada alimentada para ele é elevada. A Fig. 2 é um fluxograma de um método para monitorar lâmpadas UV 102, de acordo com uma forma de realização da invenção. Como explicado na Fig. 1, a lâmpada UV 102 é conectada ao circuito primário 104 pela linha elétrica 106, que é conectada ao transformador de corrente 108, que amplifica uma corrente fluindo na lâmpada UV 102 durante a linha elétrica 106. Na etapa 202, uma voltagem de teste, que é proporcional à corrente fluindo na lâmpada UV 102, é gerada pelo transformador de corrente 108. Por exemplo, se o transformador de corrente 108 for um transformador elevador com uma relação de espiras de 1:2 e X mA estiver fluindo na lâmpada UV 102, o transformador de corrente 108 gera uma voltagem de teste proporcional à corrente de 2X mA. Esta voltagem de teste é então provida ao terminal positivo do comparador 110.
Na etapa 204, a voltagem de teste é comparada com a voltagem pré-ajustada provida pelo circuito de retroalimentação 112. Como explicado acima, a voltagem pré-ajustada é alimentada para o terminal negativo do comparador 110 pelo circuito de retroalimentação 112. De acordo com uma forma de realização da invenção, o valor da voltagem pré-ajustada é baseado na voltagem de saída no terminal de saída 114 do comparador 110. Por exemplo, se a voltagem de saída no terminal de saída 114 for alta, o circuito de retroalimentação 112 pode prover uma voltagem de 10 V para o terminal negativo do comparador 110. O conceito de uma voltagem pré- ajustada e o funcionamento do circuito de retroalimentação 112 foram prontamente explicados em combinação com a Fig. 1.
Na etapa 206, uma primeira voltagem é ajustada no terminal de saída 114 pelo comparador 110, quando a voltagem de teste é mais elevada do que a voltagem pré-ajustada. Por exemplo, se a voltagem de teste for 20 V e a voltagem pré-ajustada for 15 V, o comparador 110 ajusta a voltagem de saída no terminal de saída 114 da primeira voltagem, que é igual a voltagem da fonte Vcc conectada ao comparador 110. Após a etapa 206, as etapas de determinação de voltagem de teste, comparando a voltagem de teste com a voltagem pré-ajustada e ajustando-se a primeira voltagem, são realizadas iterativamente até a voltagem de teste tomar-se menor do que a voltagem pré- ajustada.
Na etapa 208, uma segunda voltagem é ajustada no terminal de saída 114 pelo comparador 110, quando a voltagem de teste é menor do que a voltagem pré-ajustada. Por exemplo, se a voltagem de teste for YVea voltagem pré-ajustada for 1,5Y V, o comparador 110 ajusta a voltagem de saída no terminal de saída 114 da segunda voltagem, que pode ser 0 V para uma forma de realização da invenção. Na etapa 210, um sinal de falha é indicado pelo indicador de sinal de falha 116, quando a segunda voltagem é ajustada no terminal de saída 114. Como prontamente mencionado, o indicador de sinal de falha 116 pode ser um alarme, um LED, um dispositivo de áudio ou vídeo, ou um microprocessador conectado à internet ou com um departamento de serviço.
Várias formas de realização da invenção provêem um método para monitorar uma lâmpada UV. O método possibilita um usuário ou operador de lâmpada UV detectar uma falha na lâmpada sem ter que olhar diretamente dentro dela.
Várias formas de realização da invenção fornecem um aparelho para monitorar uma lâmpada UV que é simples no design e na implementação.
Embora as formas de realização preferidas da invenção tenham sido ilustradas e descritas, será claro que a invenção não é limitada somente a estas formas de realização. Numerosas modificações, mudanças, variações, substituições e equivalentes serão evidentes daqueles hábeis na arte, sem fugir do espírito e escopo da invenção, como descrito nas reivindicações.
Claims (21)
1. Método para monitorar uma lâmpada Ultravioleta (UV), dito método caracterizado pelo fato de compreender: gerar uma voltagem de teste proporcional a uma corrente fluindo na lâmpada UV; comparar a voltagem de teste com uma voltagem pré-ajustada; e indicar um sinal de falha quando a voltagem de teste é menor do que a voltagem pré-ajustada.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a comparação da voltagem de teste com a voltagem pré-ajustada compreender ajustar uma primeira voltagem em um terminal de saída de um comparador, quando a voltagem de teste é maior do que a voltagem pré- ajustada.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a comparação da voltagem de teste com a voltagem pré-ajustada compreender ajustar uma segunda voltagem em um terminal de saída de um comparador, quando a voltagem de teste é menor do que a voltagem pré- ajustada.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sinal de falha ser indicado quando a segunda voltagem é ajustada.
5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a geração da voltagem de teste compreender amplificar a corrente fluindo através da lâmpada UV por um transformador de corrente.
6. Aparelho para monitorar uma lâmpada Ultravioleta (UV), dito aparelho caracterizado pelo fato de compreender: um transformador de corrente configurado para prover uma voltagem de teste proporcional a uma corrente fluindo na lâmpada UV; um comparador configurado para comparar a voltagem de teste com uma voltagem pré-ajustada; e um indicador de sinal de falha configurado para indicar um sinal de falha, quando a voltagem de teste é menor do que a voltagem pré- ajustada.
7. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o comparador ser ainda configurado para: ajustar uma primeira voltagem em um terminal de saída, quando a voltagem de teste é maior do que a voltagem pré-ajustada; e ajustar uma segunda voltagem no terminal de saída, quando a voltagem de teste é menor do que a voltagem pré-ajustada.
8. Aparelho de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha indicar o sinal de falha quando a segunda voltagem é ajustada.
9. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ainda compreender um circuito de retroalimentação configurado para fornecer a voltagem pré-ajustada ao comparador.
10. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha ser um Diodo emissor de luz (LED).
11. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha ser um alarme de áudio.
12. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha ser um alarme de áudio e vídeo.
13. Aparelho de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha ser um microprocessador conectado à internet.
14. Aparelho para monitorar uma lâmpada Ultravioleta (UY) em um sistema de Aquecimento, ventilação, condicionamento de ar (HVAC), dito aparelho caracterizado pelo fato de compreender: um transformador de corrente configurado para prover uma voltagem de teste proporcional a uma corrente fluindo na lâmpada UV; um comparador configurado para comparar a voltagem de teste com uma voltagem pré-ajustada; e um indicador de sinal de falha configurado para indicar um sinal de falha, quando a voltagem de teste é menor do que a voltagem pré- ajustada.
15. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o comparador ser ainda configurado para: ajustar uma primeira voltagem em um terminal de saída, quando a voltagem de teste é maior do que a voltagem pré-ajustada; e ajustar uma segunda voltagem no terminal de saída, quando a voltagem de teste é menor do que a voltagem pré-ajustada.
16. Aparelho de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha indicar o sinal de falha quando a segunda voltagem é ajustada.
17. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender um circuito de retroalimentação configurado para fornecer a voltagem pré-ajustada com o comparador.
18. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha ser um Diodo Emissor de Luz (LED).
19. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha ser um alarme de áudio.
20. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha ser um alarme de áudio e vídeo.
21. Aparelho de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o indicador de sinal de falha ser um microprocessador conectado à internet.
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