BRPI0802777B1

BRPI0802777B1 - Aparelho de medição e/ou controle dos níveis de líquidos

Info

Publication number: BRPI0802777B1
Application number: BRPI0802777-3A
Authority: BR
Inventors: Oscar Horacio Mundo
Original assignee: Oscar Horacio Mundo
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2019-09-24
Also published as: US20090064777A1; MX2008011317A; CA2639317C; BRPI0802777A2; AR062689A1; US8136396B2; CA2639317A1

Abstract

aparelho de medição e/ou controle dos níveis de líquidos. trata-se de um aparelho para medir e/ou controlar o nivel de um líquido, especialmente combustível, contido em um reservatório. o aparelho compreende meios que sustentam um membro de pivô no interior do reservatório, em que o membro de pivô compreende um corpo estacionário fixo com relação aos meios de sustentação e um corpo giratório conectado a uma alavanca, cuja extremidade livre conduz uma bóia. o corpo giratório inclui um magneto permanente e o membro estacionário abriga um sensor magnético localizado no interior do campo magnético do magneto permanente. o movimento angular da alavanca produz rotação do magneto e é detectado pelo sensor magnético, que emite sinais para um microprocessador que, por sua vez, transmite esses sinais para meios de processamento externos. os meios de processamento correlacionam esses sinais, que são proporcionais a variações do nível de liquido, com o volume de líquido contido no reservatório.

Description

APARELHO DE MEDIÇÃO E/OU CONTROLE DOS NÍVEIS DE LÍQUIDOS [0001] A presente invenção refere-se a um aparelho de medição e/ou controle de níveis de líquidos. Mais especificamente, a presente invenção fornece um aparelho de medição e/ou controle de níveis de líquidos que é particularmente apropriado para uso em reservatórios de combustível subterrâneos em postos de gasolina e que pode ser instalado em reservatórios em operação existentes sem necessidade de modificações significativas. Antecedentes da Invenção [0002] Postos de gasolina normalmente possuem uma série de reservatórios de combustível que geralmente são instalados a cerca de 90 cm abaixo do nível do solo e incluem um cano rosqueado no topo do reservatório que permite o seu acesso para medições do nível de combustível.

[0003] Os combustíveis possuem um alto coeficiente de expansão volumétrica com a temperatura. Isso causa variações no volume do combustível neles contido à medida que a temperatura do combustível se altera, mesmo se não houver entrada nem saída de fluido no reservatório. Esta variação poderá ser facilmente confundida com entrada ou descarga de combustível.

[0004] Por outro lado, vazamentos de combustível deverão ser detectados para proteger o meio ambiente e a segurança das pessoas. Regulamentações internacionais (tais como Avaliação Padrão do EPA) estabelecem limites estritos de vazamentos mínimos detectáveis. Estes valores poderão ser de até 0,38 litros por hora de vazamento em um reservatório de 30.000 litros.

[0005] Embora bombas de combustível possam medir a quantidade de fluido que é liberada de um reservatório, elas não consideram a temperatura do fluido, nem a entrada de fluido no reservatório, nem possíveis vazamentos ou furtos que poderão ocorrer. Estas necessidades poderão ser atendidas somente por sistemas de medição com alta precisão que permitam o processamento computadorizado de leituras de nível e temperatura conduzidas automática e continuamente.

Objetos da Invenção [0006] Um objeto da presente invenção é o fornecimento de um aparelho de medição e/ou controle do nível de líquidos contido em reservatórios ou tanques que seja altamente preciso, de fácil instalação em tanques ou reservatórios existentes sem a necessidade de modificações significativas, que consuma muito pouca energia e permita a obtenção das informações detectadas por meio de conexões com ou sem fio.

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2/11 [0007] Outro objeto da presente invenção é o fornecimento de um aparelho que possua uma emissão digital elétrica que permite o processamento computadorizado dos sinais emitidos.

[0008] Ainda outro objeto da presente invenção é o fornecimento de um aparelho do tipo acima que possua poucas partes móveis e pequeno volume, permitindo a sua instalação em espaços reduzidos.

[0009] Um objeto adicional da presente invenção é o fornecimento de um aparelho do tipo acima que seja intrinsecamente seguro para uso em ambientes explosivos e que resista à corrosão e condições agressivas do meio ambiente.

Breve Descrição do Estado da Técnica [0010] O método mais primitivo de medição do nível de fluido emprega uma vara graduada que possui marcas a cada cem, duzentos ou quinhentos litros e é introduzida verticalmente em uma unidade de reservatório de fluido até que chegue ao fundo do reservatório. A vara é extraída em seguida do reservatório e o volume de líquido é estimado com base na altura da zona úmida da vara. Este método de medição é muito impreciso e inconsistente, em vista das variações (ondas ou ondulações) sobre a superfície do líquido.

[0011] Métodos de medição que utilizam transdutores elétricos são conhecidos na técnica, em que os principais são os de efeito capacitivo ou magneto-restritivo e os que empregam pressão, ultrassom, radar ou células de carga. Destes, o único que foi adaptado às necessidades de um método de medição preciso para reservatórios de combustível subterrâneos em postos de gasolina é o medidor de nível que utiliza o efeito magnetorestritivo.

[0012] Este sistema é muito caro, requer energia considerável para operar e deve ser conectado por meio de cabos especiais a uma estação de controle remoto que possui barreiras elétricas com segurança intrínseca, para que todo o sistema possa operar em ambientes explosivos.

[0013] Certos aparelhos de medição do nível de líquidos que empregam meios magnéticos para detectar a posição de uma bóia são conhecidos. Dentre eles, poderão ser mencionados os seguintes:

[0014] O Pedido de Patente Norte-Americano publicado n° 2005/0247124 descreve um dispositivo de medição do nível de combustível contido em um tanque de veículo. Este dispositivo compreende um sensor magnético do tipo linear que detecta alterações na densidade do fluxo magnético, posicionado entre duas peças polares ou estatores e por

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3/11 meio dos quais circula um fluxo magnético gerado por um magneto giratório conectado fixamente a uma alavanca e uma bóia. Esse pedido de patente descreve um método de construção desse dispositivo de isolamento da influência de campos magnéticos externos e contaminação por partículas magnéticas suspensas no líquido, que são produzidas, entre outros, pela bomba de combustível do veículo. O sensor é externo ao magneto e posicionado em um espaço entre as duas peças polares ou estatores.

[0015] Patente Norte-Americana n° 6.993.968 B2. Essa patente descreve uma disposição similar á de US 2005/0247124 e descreve meios para evitar a contaminação do dispositivo magnético por partículas magnéticas suspensas no líquido. Esse meio compreende orifícios em um rotor magnético dispostos de tal forma que as partículas contaminantes entram somente através desses orifícios e não entre o rotor e o estator, pois isso causaria o travamento do sistema e também alteraria o campo magnético.

[0016] A Patente Européia n° EP 1450.142 A2 descreve uma disposição muito similar à da US 2005/0247124.

[0017] A Patente Norte-Americana n° 6.915.690 B2 também descreve uma disposição muito similar à da US 2005/0247124.

[0018] A Patente Norte-Americana n° 6.253.609 B1 descreve um medidor de nível no qual uma bóia e uma alavanca dirigem uma transmissão mecânica que causa a rotação de um magneto fora do reservatório. A posição do magneto é traduzida por meios não revelados para detectar o nível de líqudo.

[0019] A Patente Norte-Americana n° 6.453.741 B1 descreve um aparelho de medição de nível que compreende um acoplamento magnético entre um magneto imerso no líquido e outro magneto fora do líquido, em que este último contém um elemento que converte rotação em sinais elétricos (potenciômetro, sensor do tipo Hall etc.).

[0020] Os documentos de patentes mencionados acima coincidem no uso de um sensor de intensidade de campo magnético, tal como sensor do tipo Hall, e a magnitude que eles medem é proporcional à intensidade do campo magnético, que varia à medida que o magneto gira.

[0021] Além disso, nos dispositivos descritos pela técnica mencionada acima, o sensor é posicionado fora do magneto e o fluxo magnético é orientado por peças polares (estatores). [0022] Todas as disposições acima dependem da intensidade do campo magnético e, consequentemente, são sensíveis a montagem mecânica ou envelhecimento do magneto. [0023] Todas as desvantagens acima impossibilitam o uso dessas disposições para a

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4/11 medição do nível de um líquido com alta precisão e por um longo período de tempo.

[0024] A Patente Norte-Americana n° 6.508.119 B2 descreve um aparelho de medição do nível de combustível contido em um reservatório que compreende um único sensor magneto-resistivo posicionado fora de um magneto, perto da parede do reservatório de combustível e que altera a sua resistividade quando o magneto conectado a uma alavanca e bóia mover-se. Como o sensor magneto-resistivo isolado é posicionado fora do magneto, ele possui uma emissão elétrica que não é diretamente proporcional ao ângulo de rotação do magneto. Além disso, como é utilizado um único sensor, a compensação de variações de temperatura é muito complicada. Consequentemente, este dispositivo requer calibragem complexa para cada caso em que se deseje medição precisa. Por outro lado, esta disposição não é prática para as instalações de reservatório subterrâneas existentes porque o lado externo da parede do reservatório não é acessível.

[0025] No seu aspecto mais amplo, a presente invenção fornece um aparelho de medição e/ou controle do nível de um fluido, especialmente um combustível comido em um reservatório, que compreende um membro de suporte posicionado no interior do reservatório e fixo com relação a ele, uma alavanca que possui uma primeira extremidade conectada a uma bóia e uma segunda extremidade unida a um membro de pivô fixado ao mencionado membro de suporte, de tal forma que a alavanca possa mover-se em ângulo com relação ao mencionado membro de suporte à medida que o nível de líquido no reservatório sobe ou desce, em que o mencionado membro de pivô compreende um corpo estacionário fixado ao mencionado membro de suporte e um corpo giratório unido à segunda extremidade da mencionada alavanca e que pode girar com relação ao corpo estacionário em volta de um eixo; um magneto permanente montado no mencionado corpo giratório, em que o campo magnético gerado pelo mencionado magneto é substancialmente perpendicular ao mencionado eixo; um par de sensores magnéticos dispostos no mencionado corpo estacionário e dentro do campo magnético gerado pelo mencionado magneto, em que os mencionados sensores reagem ao mencionado campo magnético e emitem sinais dependendo do ângulo de incidência do campo magnético dos sensores, em que os mencionados sinais são transmitidos para meios de processamento externos ao reservatório, em que podem ser tomadas leituras que revelam o nível de líquido no reservatório e, conseqüentemente, o volume de líquido do líquido nele contido.

[0026] O aparelho de medição de nível conforme a presente invenção utiliza dois sensores magneto-resistivos, compensados espacialmente a 90° entre si e dispostos coaxialmente

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5/11 com um magneto anular magnetizado diametricamente, cuja intensidade é suficiente para saturar os dois sensores magneto-resistivos. Desta forma, a emissão elétrica dos sensores depende do ângulo de incidência do campo magnético com relação aos sensores e é independente da intensidade de magnetização do magneto e suas variações com o tempo, sendo também insensível a distúrbios provocados por campos magnéticos externos. [0027] Além disso, como os dois sensores são integrados na mesma encapsulação e possuem características elétricas similares, o efeito de temperatura é compensado, pois, a fim de calcular o ângulo de rotação do magneto, utiliza-se a divisão matemática entre os dois sinais elétricos que são gerados no espaço a noventa graus, de forma a obter um resultado que é praticamente insensível a alterações de temperatura nos sensores.

[0028] A presente invenção será agora descrita com referência às figuras anexas, que ilustram, como forma de exemplos não limitadores, realizações preferidas da presente invenção.

Breve Descrição das Figuras [0029] A Fig. 1 exibe uma instalação de controle e/ou medição do nível de combustíveis que emprega o aparelho conforme a presente invenção.

[0030] A Fig. 2 é uma vista geral, ampliada em seção parcial que exibe em detalhes o conjunto de medição.

[0031] A Fig. 3 é uma seção cruzada do aparelho de medição ao longo da linha lll-lll da Figura 2 que exibe com mais detalhes o membro de pivô que conecta a alavanca conectada à bóia com um tubo que abriga um processador e o seu cabeamento. Para fins de clareza, a alavanca é exibida girada a 90°.

[0032] A Fig. 4 é uma vista em perspectiva da bóia e da forma em que ela é conectada em pivô à alavanca.

[0033] A Fig. 5 representa esquematicamente a interação entre o campo magnético gerado pelo magneto e os sensores.

[0034] A Fig. 6 é uma seção longitudinal da cobertura que sustenta o abrigo do transceptor. [0035] A Fig. 6a exibe uma realização alternativa em que a cobertura é separada do abrigo de transceptor.

[0036] As Figs. 7 a 11 exibem realizações alternativas da presente invenção.

Descrição Detalhada das Realizações Preferidas [0037] A Fig. 1 exibe esquematicamente uma instalação de controle e/ou medições do nível de um líquido, particularmente combustível contido em um reservatório subterrâneo que

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6/11 geralmente possui formato cilíndrico e é disposto com o seu eixo longitudinal posicionado de forma substancialmente horizontal (na prática, com uma leve inclinação para facilitar a sedimentação de contaminantes). Um condutor 9 é fixado ao topo do reservatório 6 e estende-se até uma câmara 12 coberta por uma tampa removível 66 na qual se pode entrar a partir do piso, por exemplo, de um posto de gasolina. Todos estes elementos são parte de uma instalação convencional.

[0038] O aparelho de medição de nível conforme a presente invenção compreende um membro de suporte que compreende um cano vertical 1, que possui uma extremidade inferior que repousa sobre a parede do reservatório subterrâneo 6 e uma extremidade superior que se estende para o interior do condutor 9. O membro de suporte ou cano 1 possui um ou mais espaçadores 7 (dois são exibidos na realização demonstrada na Figura 1) que permitem a manutenção do cano 1 verticalmente ou evitam movimentos do cano, o que causaria o seu abandono da posição vertical. O cano 1 poderá possuir seção cruzada redonda, quadrada ou retangular.

[0039] Uma alavanca 2, feita de um material leve, rígido e forte, tal como fibras de alumínio ou carbono, é conectada em uma extremidade a um membro de pivô 3 que permite o movimento angular da alavanca 2 com relação a um ponto fixo no canc 1. A outra extremidade livre de alavanca 2 é conectada em pivô a uma bóia 4 que pode mover-se em ângulo com relação à extremidade livre da alavanca 2. O peso combinado da alavanca 2 e da bóia 4 é selecionado de tal forma que a bóia 4 sempre flutue, independentemente do nível e da densidade do líquido.

[0040] Espaçadores 7 compreendem meios (não exibidos) que evitam a rotação do cano 1 em volta do seu eixo longitudinal e o mantêm em uma posição tal que a alavanca 2 e a bóia 4 movam-se em um plano vertical que contém o eixo horizontal do reservatório 6.

[0041] O cano 1 é hermeticamente vedado para evitar a entrada de líquido; a sua extremidade inferior é fechada com um batoque 36 que repousa sobre a parede do reservatório, enquanto a sua extremidade superior termina em um conector elétrico 8 que permite a transmissão dos sinais gerados pelo medidor de nível para um transceptor sem fio 47 posicionado na câmara 12 por meio de um cabo 10. O abrigo 11 do transceptor sem fio 47 é hermético e vedado hermeticamente por uma tampa 15 que cobre a extremidade superior do condutor 9 e, portanto, isola o reservatório do lado externo.

[0042] No interior do abrigo de transceptor 11, existe uma batería 14 do tipo de segurança intrínseca que fornece a energia necessária para a operação do transceptor 47 e do

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7/11 aparelho de medição. No interior do abrigo 11 do transceptor 47, existe uma antena apropriada 40 que permite que o transceptor se comunique com um equipamento de processamento de sinais remotos 16 que possui uma antena externa 13 que recebe os sinais emitidos pelo transceptor. O equipamento de processamento remoto realiza equações entre dezesseis leituras de nível e volume com base em um gráfico de calibragem para o reservatório específico controlado pelo aparelho conforme a presente invenção.

[0043] Compreender-se-á que, variando o nível do líquido contido no reservatório 6, a bóia 4 mover-se-á para cima e para baixo, causando a rotação da alavanca 2 e, por sua vez, a rotação no membro de pivô 3.

[0044] Como se pode observar nas Figuras 2 e 3, que é um corte transversal do aparelho de medição ao longo da linha lll-lll da Figura 2, o membro de pivô 3 compreende um corpo estacionário 21 fixado ao cano 1 e uma haste curta 31 formada por uma projeção cilíndrica que se estende a partir do corpo estacionário 21 que sustenta de forma giratória um corpo giratório 60 fixado à alavanca 2. A haste 31 possui, ao lado da sua extremidade livre, uma ranhura 62 na qual é localizada uma chave 22 para evitar o desencaixe do corpo giratório 60 da haste 31.

[0045] O corpo giratório 60 possui superfícies cilíndricas em etapas, coaxiais com a haste

31. Um magneto permanente em forma de anel 20 é montado de forma fixa na extremidade do corpo giratório 60 próximo do corpo estacionário 21. O magneto 20 é rodeado por uma forquilha anular 200 feita de material magnético com alta saturação magnética que concentra o campo magnético gerado pelo magneto 20 e age como um escudo para evitar a dispersão do campo magnético para fora do membro de pivô 3. O magneto 20 é magnetizado diametralmente e, preferencialmente, é fabricado com um material que possui alta resistência à magnetização e baixa desmagnetização com o tempo, tal como SmCo (samário-cobalto).

[0046] O corpo estacionário 21 possui uma cavidade cilíndrica 30 coaxial com a haste 31 que se comunica com o lado interno do cano 1 através de um orifício 28 no cano, mas essa cavidade 30 é isolada hermeticamente do lado externo do cano 1.

[0047] A cavidade 30 abriga dois sensores magneto-resistivos 23 e 23’ posicionados concentricamente com o magneto 20 e dentro do seu campo magnético. Os sensores 23 e 23’ são soldados a uma placa 27 que é fixada firmemente ao corpo estacionário 21 e fixada em posição com um adesivo de encapsulação 25. A placa 27 é acoplada por meio de um conector 29 a uma placa principal 26 disposta no interior do cano 1. Cada um cos sensores

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23, 23’ possui uma emissão elétrica que pode ser lida por meio do conector 29 por um processador 32 posicionado sobre a placa 26. Um sensor de temperatura 24 também é soldado à placa 27 para detectar a temperatura dos sensores 23, 23’ e, desta forma, compensar variações térmicas do sinal elétrico emitido por cada sensor 23, 23’. O sensor de temperatura 24 também é conectado ao processador 32 por meio do conector 29.

[0048] O campo magnético gerado pelo magneto permanente é muito intenso e uniforme nas proximidades dos sensores 23 e 23’, de forma que excede o valor de saturação magnética dos sensores 23, 23’ e toma insignificante a possível interferência de distúrbios de campos magnéticos externos ao medidor de nível.

[0049] Os sensores 23, 23’ são do tipo magneto-resistivo. Sensores apropriados são, por exemplo, os fabricados pela Philips com a designação KM243T, em que dois sensores estão localizados em uma única cápsula e são compensados espacialmente a 90 graus entre si. Seria possível, entretanto, utilizar dois sensores independentes, compensados em um ângulo diferente de 90°, com resultados similares. O efeito magneto-resistivo dos sensores 23, 23’ quando submetidos a um campo magnético intenso 201 (vide Fig. 5) que excede o seu valor de saturação resulta em uma emissão elétrica que é proporcional ao ângulo de incidência do campo magnético 201 sobre cada sensor e não depende da intensidade do campo magnético 201. Como os sensores 23 e 23’ são compensados em 90 graus entre si, os sinais elétricos correspondentes serão proporcionais aos componentes X e Y do campo magnético, que correspondem ao ângulo de rotação do magneto 20.

[0050] Estes dois sinais elétricos emitidos pelos sensores 23, 23’ permitem calcular com grande precisão o ângulo entre a alavanca e o membro de suporte e o nível de líquido pode ser facilmente calculado em função desse ângulo e do comprimento da alavanca 2.

[0051] Sabendo o ângulo de rotação da alavanca 2 e com base no comprimento da alavanca 2, o processador pode calcular o nível do líquido 5 contido no reservatório 6. Outros cálculos adicionais permitem levarem consideração variações do ponto de flutuação da bóia 4 dependendo se a alavanca 2 é ou não imersa no líquido.

[0052] A Figura 2 é uma seção parcial e ampliada do cano 1 e membro de pivô 3, na qual pode ser observado o cabeamento 33 no interior do cano 1. O mencionado cabeamento transmite sinais calculados pelo processador 32 para o conector 8 e fornece energia da batería 14 para o aparelho de medição de nível conforme a presente invenção.

[0053] No interior do cano 1, existe um tubo interno 35 que serve de suporte para a placa 26 e os sensores de temperatura 34, que são espaçados ao longo do cano 1 e conectados

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9/11 por meio de condutores 37 e 38 ao processador 32.0 tubo 35 permite e facilita a montagem de todos os componentes elétricos antes da sua introdução no cano 1 durante a construção do aparelho de medição de nível.

[0054] Sensores de temperatura 34 emitem sinais lidos pelo processador 32 e permitem saber a temperatura de líquido 5 nos seus diferentes níveis e efetuar correções considerando a expansão ou a contração do volume do reservatório com variações de temperatura.

[0055] A Figura 4 exibe esquematicamente a forma em que a bóia 4 é conectada à extremidade livre da alavanca 2. Como se pode observar, dois braços 50, fixados à extremidade livre da alavanca 2, são conectados a pivôs laterias correspondentes 51 fornecidos na bóia 4 que, na realização exibida, possui formato prismático. É desejável ter uma superfície flutuante grande para aumentar a resolução da medição e reduzir a histerese mecânica do movimento de alavanca.

[0056] O projeto proposto permite que a bóia sempre exponha uma superfície de flutuação máxima e constante, independentemente do nível de líquido.

[0057] A largura da bóia é limitada pelo diâmetro do condutor 9, mas o seu comprimento poderá ser muito grande, pois ela poderá girar até uma posição vertical e passar através do condutor 9.

[0058] Alternativamente, os resultados desejados com respeito à área de flutuação e sua constância poderão ser atingidos empregando-se uma bóia esférica fixada á extremidade livre da alavanca 2, mas, neste caso, o diâmetro da bóia seria limitado pelo diâmetro interno do condutor 9, pois ela necessita ser introduzida através dele. Além disso, uma bóia esférica é mais cara que uma bóia prismática e esta última permite modificar a sua largura para facilitar a inserção através do condutor 9.

[0059] A Figura 5 é uma seção cruzada do membro de pivô 3 que exibe esquematicamente a interação entre o campo magnético 201 gerado pelo magneto permanente 20 e os sensores 23, 23’.

[0060] A Figura 6 exibe, com mais detalhes, a tampa 15 do condutor 9 que sustenta o abrigo 11 do transceptor 47. A tampa 15 é fixada por parafusos 41 e roscas 42 a lóbulos que se projetam radialmente a partir de uma tampa intermediária 43 que possui uma abertura central que é rosqueada à extremidade superior do condutor 9. O abrigo de transceptor 11, por sua vez, é fixado por parafusos 45 à tampa 15. Um anel 44 entre a tampa 15 e a cobertura intermediária 43 garante a hermeticidade do conjunto.

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10/11 [0061] A Figura 6a exibe uma realização na qual o abrigo do transceptor 11 é separado do condutor 9. Nesta realização alternativa, o condutor 9 é fechado por uma tampa 61 que é rosqueada á extremidade superior do condutor 9 e o abrigo do transceptor é fixado à cobertura 66 da câmara 12 por meio de uma projeção rosqueada 69 que é fxada a uma cavidade rosqueada em um membro de retenção 68. O transceptor 47 é conectado ao conector 8 por meio de um cabo 10 que passa através de uma abertura na tampa 61 que é equipada com um membro de liberação de tensão 62 para garantir a hermeticidade do condutor 9.

[0062] A construção do membro de pivô 3 exibido na Fig. 3 também admite variações. Desta forma, na Fig. 7, um corpo estacionário 71 é unido de forma fixa ao cano 1 e uma haste 72 que possui uma cavidade axial 75 que contém os sensores magnéticos 23, 23’ é fixada ao corpo estacionário 71 por meio de parafusos 76. Um anel 70 fornece uma vedação hermética. Um fixador rosqueado 73 permite a manutenção da conexão entre o corpo giratório 74 e a haste 72.

[0063] A Fig. 8 exibe uma outra realização similar à da Figura 7, na qual um corpo estacionário 80 é unido ao cano 1 e uma haste 81, que possui uma cavidade axial 82 que contém os sensores magnéticos 23, 23’, é fixada ao corpo estacionário 80 corr um adesivo apropriado.

[0064] A Fig. 9 exibe ainda outra realização do membro de pivô 3 na qual um corpo estacionário 90 é unido ao cano 1 e serve de haste para o corpo giratório ao qual é fixada a alavanca 2. A haste é tubular e um membro cilíndrico 91, que possui uma cavidade axial que abriga os sensores 23, 23’, é inserido no orifício da haste e mantido no lugar por um fixador 73.

[0065] A Fig. 10 exibe ainda outra realização do membro de pivô 3 na qual um corpo estacionário 100 que possui uma cavidade axial que abriga os sensores 23, 23’ é unido ao cano 1 e possui uma extensão 104 na qual é rosqueado um parafuso de ajuste 102. Um corpo giratório 103 que transmite o movimento da alavanca 2 possui uma haste 101 a ele fixada. As extremidades da haste 101 são sustentadas por pivôs correspondentes 105,106 fornecidos no corpo estacioário 100 e no parafuso 102, respectivamente.

[0066] A Fig. 11 exibe uma realização adicional do membro de pivô 3 que é similar à da Figura 7. O corpo estacionário 110 é fixado ao cano 1 e possui uma projeção integral que define uma haste sobre a qual é montado um corpo giratório 112 que conduz o magneto anular 20 e a forquilha 200. Um fixador 73 evita o desencaixe dos corpos estacionário e

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11/11 giratório.

[0067] Compreender-se-á que são possíveis outras variações construtivas, que os técnicos no assunto poderão facilmente idealizar, desde que essas variações se encontrem dentro do espírito e escopo da presente invenção, conforme definido nas reivindicações anexas.

[0068] O magneto permanente não necessita ser anular. Será suficiente que ele crie um campo magnético perpendicular ao eixo de rotação e os sensores magnéticos poderão reagir a componentes perpendiculares desse campo magnético.

[0069] Embora na realização exibida e descrita os sinais emitidos pelos sensores magnéticos sejam transmitidos sem fios para meios de processamento externos, essa transmissão poderá ser com fios. As transmissões sem fio facilitam a instalação do medidor de nível conforme a presente invenção em reservatórios de combustível existentes.

[0070] Ocasionalmente, água externa poderá vazar para os reservatórios de combustível. Essa água, por ser mais densa que o combustível, tendería a concentrar-se na parte inferior do reservatório. É importante detectar a existência de água e evitar o seu fornecimento acidental para um veículo junto com o combustível, pois isso poderá provocar sérios danos ao motor. Para evitar esta situação, um medidor de nível similar ao descrito acima, mas muito menor, poderá ser instalado na parte inferior do cano 1. A bóia desse medidor de nível adicional seria disposta na superfície intermediária entre a água e o comoustível.

[0071] Compreender-se-á que a presente invenção, embora descrita e exibida com relação à medição e/ou controle do nível de combustível em reservatórios subterrâneos, poderá também ser empregada para a medição e/ou controle de outros líquidos em outros ambientes, seja acima ou abaixo do nível do solo

Claims

Reivindicações

1. APARELHO DE MEDIÇÃO E/OU CONTROLE DO NÍVEL DE UM COMBUSTÍVEL ARMAZENADO em, e eventualmente dispensado de um reservatório localizado em um posto de gasolina, caracterizado pelo fato de que dito aparelho compreende um tubo de suporte vertical posicionado no interior do reservatório e isolado hermeticamente do combustível contido no reservatório; uma alavanca que possui uma primeira extremidade conectada a uma boia e uma segunda extremidade unida a uma articulação fixada ao mencionado tubo de suporte, de tal forma que a alavanca possa mover-se angularmente com relação ao mencionado tubo de suporte à medida que o nível do combustível no reservatório sobe ou desce, em que a mencionada articulação compreende um corpo estacionário unido a uma parte intermediária do mencionado tubo de suporte e um corpo giratório unido à segunda extremidade da mencionada alavanca e que pode girar com relação ao corpo estacionário em volta de um eixo; um par de sensores magnetorresistivos, compensados entre si e dispostos em uma cavidade do mencionado corpo estacionário; um ímã permanente montado no mencionado corpo giratório, em que o mencionado ímã permanente é substancialmente em forma de anel e coaxial com o mencionado eixo e o mencionado ímã permanente é magnetizado diametralmente; uma forquilha anular de material magnético montada no mencionado corpo giratório, em volta do mencionado ímã permanente e coaxial com ele, em que a mencionada forquilha oferece ao campo magnético um trajeto para maximizar a intensidade do campo magnético que atua sobre os sensores e evitar a dispersão do campo magnético fora do mencionado ímã, em que o campo magnético gerado pelo mencionado ímã é perpendicular ao mencionado eixo e possui intensidade suficientemente alta para saturar a magnetização interna do mencionado par de sensores magnéticos, independentemente da posição do mencionado ímã permanente, em que os mencionados sensores magnéticos são capazes de reagir em resposta a mudanças do ângulo de incidência do campo magnético que os atravessa e são incapazes de reagir em resposta a mudanças da intensidade do mencionado campo magnético; em que as saídas correspondentes dos mencionados sensores, que dependem do ângulo de incidência do campo magnético com relação a eles, são transmitidas para meios processadores fora do reservatório onde podem ser realizadas leituras que revelam o nível do combustível e, consequentemente, o volume do combustível contido no reservatório.

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2. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os mencionados sensores magnéticos são compensados a 90° entre si.
3. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado corpo estacionário compreende uma projeção cilíndrica que define um eixo em volta do qual o corpo giratório pode mover-se angularmente e uma cavidade na mencionada projeção cilíndrica que abriga os mencionados sensores, que estão dispostos de forma concêntrica com o mencionado ímã permanente anular.
4. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado cano de suporte contém um processador conectado aos mencionados sensores magnéticos e a um transceptor contido em um abrigo à prova de fluido, em que o mencionado transceptor é capaz de transmitir sem fios os sinais emitidos pelo mencionado processador para meios de processamento externos; mencionados meios de processamento correlacionam leituras de nível ao volume com base em um gráfico de calibragem para o reservatório sendo controlado.
5. APARELHO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a extremidade superior do mencionado tubo de suporte encontra-se hermeticamente fechada por um conector e estende-se parcialmente no interior de um condutor que se projeta do reservatório e se comunica com ele, em que o mencionado condutor possui uma extremidade livre fechada hermeticamente com uma tampa, a extremidade inferior do mencionado cano de suporte é fechada com um batoque e repousa contra a parede inferior do reservatório; em que o mencionado conector é conectado eletricamente ao mencionado processador e ao mencionado transceptor.
6. APARELHO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a mencionada tampa que fecha o mencionado condutor sustenta um abrigo que contém o transceptor e uma batería que energiza o transceptor, em que o mencionado transceptor possui uma antena para transmitir sinais emitidos pelo processador para os mencionados meios de processamento externos.
7. APARELHO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende um sensor de temperatura posicionado na mencionada cavidade do corpo estacionário e adjacente aos mencionados sensores magnéticos, em que o mencionado sensor de temperatura é capaz de medir a temperatura dos sensores magnéticos e também

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3/3 a temperatura do combustível no nível em que se encontra o mencionado sensor de temperatura; em que o mencionado sensor de temperatura é conectado ao mencionado processador para compensar variações no sinal elétrico emitido por cada sensor magnético, dependendo da sua temperatura.
8. APARELHO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os sensores magnéticos e o sensor de temperatura são montados em uma placa posicionada no interior da cavidade do mencionado corpo fixo e o mencionado processador é montado em uma placa disposta no interior do mencionado tubo de suporte.
9. APARELHO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que sensores adicionais de temperatura são dispostos em diferentes níveis do mencionado tubo de suporte e são conectados ao mencionado processador a fim de corrigir as leituras do processador com base na temperatura em diferentes níveis do combustível contido no reservatório.
10. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mencionado tubo de suporte contém um processador conectado aos mencionados sensores magnéticos e a um transceptor contido em um abrigo à prova de fluido, em que o mencionado transceptor é capaz de transmitir sem fios sinais emitidos pelo mencionado processador para meios processadores externos, mencionados meios processadores correlacionam leituras de nível com o volume contido por meio de uma gráfico de calibragem para o reservatório sendo controlado; um sensor de temperatura disposto na mencionada cavidade do mencionado corpo estacionário, adjacente aos mencionados sensores magnéticos, em que o mencionado sensor de temperatura é capaz de medir a temperatura dos sensores magnéticos e também a temperatura do combustível no nível em que se encontra o mencionado sensor de temperatura, em que o mencionado sensor de temperatura é conectado ao mencionado processador para compensar variações do sinal elétrico emitido por cada sensor magnético, dependendo da sua temperatura; e sensores de temperatura adicionais dispostos em diferentes níveis do mencionado tubo de suporte e conectados ao mencionado processador para corrigir as leituras do processador com base na temperatura em diferentes níveis do combustível contido no reservatório.
11. APARELHO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a boia é conectada de forma articulada á primeira extremidade da alavanca, de forma que a boia possa mover-se com relação à mencionada primeira extremidade.