ES2283883T3 - Medida de la calidad y/o de la degragacion de un aceite alimenticio, aparato de coccion. - Google Patents
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Abstract
Utilización de un dispositivo de medida de la calidad y/o de la degradación de un fluido para la medida de la calidad y/o la degradación de un aceite alimenticio, comprendiendo dicho dispositivo: un captador destinado a ser sumergido en dicho aceite a medir, dicho captador comprende al menos un par de electrodos espaciados uno de otro y extendiéndose cada uno sensiblemente en un mismo plano, cada electrodo de cada par de electrodos presenta además la forma de un peine teniendo una pluralidad de dientes sensiblemente paralelos, estando los dientes de uno de los electrodos imbricados entre los dientes del otro electrodo, formando los electrodos y dicho aceite un elemento capacitivo de medida cuya capacidad varía en función de la constante dieléctrica de dicho aceite, dicho captador es capaz de proporcionar una señal eléctrica de salida representativo de dicha constante dieléctrica, y unos medios de tratamiento que reciben dicha señal de salida y capaces de determinar el grado de calidad y/o de degradación de dicho aceite sobre la base de dicha señal de salida, utilización en la cual dicho aceite baña las dos caras de los electrodos, por ambas partes de dicho plano de manera que dicho aceite puede circular atravesando dicho plano.
Description
Medida de la calidad y/o de la degradación de un
aceite alimenticio, aparato de cocción.
La presente invención se refiere a la
utilización de un dispositivo de medida capacitiva de la calidad y/o
de la degradación de un fluido para la medida de la calidad y/o la
degradación de un aceite alimenticio. La invención se refiere en
particular a tal dispositivo que permite la medida de la calidad y/o
la degradación de un aceite alimenticio, tal como un aceite de
fritura, directamente en el aparato de cocción.
Es conocido que los aceites alimenticios se
degradan durante la cocción en particular cuando están llevadas de
manera repetida a temperaturas elevadas. Típicamente, para freír
alimentos estos aceites se llevan a temperaturas del orden de
180ºC. A estas temperaturas se producen una multitud de reacciones
químicas, tales como polimerizaciones, termooxidaciones, etc...,
que alteran de manera importante la calidad del aceite. La calidad
de ciertos productos de estas reacciones no debe sobrepasar un
umbral impuesto por la legislación, puesto que más allá de este
umbral el aceite está considerado como impropio al consumo. Es por
consiguiente importante poder detectar este umbral de manera fiable
a fin de sustituir el aceite tan pronto como necesario. Durante
mucho tiempo este momento ha sido dejado a la apreciación de los
cocineros que por una inspección vidual y/o olfativa determinaban
si el aceite era propio al consumo. Evidentemente tal método es
puramente subjetivo y por consiguiente no es fiable.
Diversos dispositivos se han propuestos en el
arte anterior hasta ahora para intentar remediar este problema a
fin de poder medir de manera objetiva la calidad y/o la degradación
de aceites alimenticios. Como la degradación de los aceites
alimenticios resulta en particular de su termooxidación y que esta
reacción produce unos compuestos polares, se ha considerado
dispositivos en los cuales se pone en correlación el grado de
degradación de los aceites a la constante dieléctrica del aceite,
midiendo la capacidad de un condensador en el cual el aceite a
vigilar forma el dieléctrico.
Tal dispositivo es por ejemplo descrito en la
patente US nº 5.818.731. Este documento describe un dispositivo de
medida de la calidad de aceites alimenticios destinado a montarse en
un aparato de cocción tal como una freidora. Este dispositivo
vigila simultáneamente las variaciones de capacidad y de transmisión
óptica del aceite en la gama de temperatura de cocción o de
fritura. La unidad de medida capacitiva comprende dos juegos de
placas paralelas imbricados uno en otro para definir un condensador
de medida. Cuando los juegos de placas están sumergidos en aceite,
este último forma el dieléctrico del condensador de medida de dicha
unidad y la variación de la capacidad está medida mediante un
circuito en puente de oscilador de corriente continua. Este
dispositivo presenta sin embargo varios inconvenientes. Un primer
inconveniente reside en el hecho de que los espacios entre las
placas son pequeños y que, cuando las placas están sumergidas en el
aceite, este último no circula fácilmente entre las placas debido a
los fenómenos de capilaridad. La renovación regular del aceite
presenta entre estas placas no está pues garantizado, lo que puede
conducir a unos resultados erróneos de medida de la degradación del
aceite. Además, unas partículas sólidas presentes en el aceite
pueden igualmente encontrarse cogidas entre las placas, lo que
afecta negativamente la señal medida. Hay que mencionar igualmente
que la configuración en placas paralelas del condensador no permite,
teniendo en cuenta el poco espacio entre las placas, un acceso
fácil a estos espacios lo que hacen complicadas las operaciones de
mantenimiento del dispositivo. Otro inconveniente reside en el
hecho de que el condensador de placas es voluminoso y ocupa un
sitio importante en el aparato de cocción. Además, el único captador
de medida formado por el condensador está sujeto a las variaciones
de temperatura lo que puede conducir a medidas erróneas de
capacidad, de manera que este dispositivo debe prever unos medios
para compensar estos errores. La solución propuesta en este
documento consiste en utilizar un captador de temperatura que
proporciona una indicación a un circuito de tratamiento capaz de
tener en cuenta las variaciones de temperatura medidas por unos
medios logiciales integrando datos relativos al aceite a vigilar.
En consecuencia, si la calidad del aceite cambia o si se utiliza un
nuevo aceite, es necesario poner al día los medios de logiciales lo
que hace el dispositivo poco flexible de utilización.
US-A-4.728.882
describe un dispositivo de medida de la calidad de un fluido
comprendiendo un captador midiendo la capacidad del fluido,
encontrándose los electrodos de dicho captador en un mismo plano
(ver figura 3,6), unos medios de tratamiento de la señal y de
presentación del resultado (ver figura
9,col.9,I.49-53 y reivindicación 21) así como un
captador de referencia (42), ver figura 7. y 9. Este dispositivo
está adaptado a los líquidos conteniendo hidrocarburos u otros
líquidos (ver col.8,I.18-28). Sin embargo, el fluido
no baña las dos caras de los electrodos, "por ambas partes de
dicho plano". La figura 7 se refiere a un electrodo de medida y
un electrodo de referencia fijados de espaldas sobre un soporte
52.
GB-A-2.136.130
describe un dispositivo adaptado a la medida de la calidad de un
fluido. Este dispositivo comprende unos electrodos en forma de
peine, situados en un mismo plano, dispuestos de manera que el
fluido recubra las dos caras de cada electrodo (ver fig. 1, 2, 4,
5). Comprende igualmente un par de electrodos de referencia, que
pueden estar sumergidos en otro fluido (ver p.3, col.2,
I.85-97 y p.7. col.1, I.1-5).Los
electrodos están recubiertos de una película reactiva 26 o 226 y
situados sobre un soporte 22 o 222. En el modo de realización de la
fig. 5, este soporte puede dejar circular el fluido en el seno del
electrodo (ver p.7,col.1,I.23-30). La película
dieléctrica 24 0 224 es una característica corriente en el estado de
la técnica. Según el pasaje p.7,col.1, I.58-59, es
sin embargo opcional. En este dispositivo, el fluido puede circular
"cerca de los dientes de electrodos".
DE-A-19649366
describe un captador para medir la calidad de un fluido (por ejemplo
una mezcla gasolina-alcohol, col.1,I.10.11). Este
dispositivo comprende electrodos en forma de peine, situados en un
mismo plano, dispuestos de manera que el fluido recubra las dos
caras de cada electrodo (ver resumen, reivindicaciones, col. 2,
I.32-36, col.4,I.12-16 y
I.55-58). Este captador puede utilizarse para la
medida de la calidad/degradación de aceite de motor (ver col.6,
I.48-50).
US-B1-6.469.521
describe un aparato de medida portátil que sirve a medir la calidad
de un aceite alimenticio o de motor. Comprende electrodos
interdigitados situados en un mismo plano y colocados sobre un
soporte (ver fig. 1A). El fluido a medir no puede atravesar el
plano de los electrodos.
Wo/00 62057 describe un aparato de cocción que
comprende un juego de electrodos que sirven a medir la calidad de
un aceite alimenticio. Estos electrodos no están situados en un
mismo plano (ver fig. 4).
La presente invención tiene como objetivo
principal remediar a los inconvenientes del arte anterior arriba
mencionado utilizando un dispositivo mejorado de medida de la
calidad y/o de la degradación de un fluido por medida capacitiva,
presentando una construcción sencilla, compacta y poco costosa.
La presente invención tiene igualmente por
objetivo la utilización de un dispositivo en el cual el captador de
medida capacitivo presenta una estructura que permite una
circulación facilitada del fluido a medir cerca de sus electrodos
conservando a la vez una sensibilidad elevada de medida de variación
de la capacidad.
La presente invención tiene igualmente por
objetivo la utilización de un dispositivo en el cual la probabilidad
de que partículas presentes en el fluido se encuentren cogidas
entre los electrodos del condensador de medida es reducida.
La presente invención tiene igualmente por
objetivo la utilización de un dispositivo cuyo mantenimiento,
especialmente la limpieza del captador de medida está
facilitado.
La presente invención tiene igualmente por
objetivo la utilización de un dispositivo que permite liberarse de
la dependencia en temperatura de la medida de la capacidad
conservando a la ve una gran flexibilidad de utilización, es decir
un dispositivo que no necesita una puesta al día sistemática de los
medios logiciales del circuito de tratamiento cuando se desea
utilizar el dispositivo con un fluido de naturaleza diferente.
A tal efecto, la invención tiene por objeto la
utilización de un dispositivo de medida de la calidad y/o de la
degradación de un fluido, especialmente de un aceite, comprendiendo
un captador que tiene al menos un par de electrodos espaciados uno
de otro, destinado a ser sumergido en el fluido a medir, formando
los electrodos y el fluido un elemento capacitivo de medida cuya
capacidad varía en función de la constante dieléctrica del fluido.
El captador es capaz de proporcionar una señal eléctrica de salida
representativa de dicha constante dieléctrica. El dispositivo
comprende además unos medios de tratamiento que recibe dicha señal
de salida y capaces de determinar el grado de calidad y/o de
degradación del fluido sobre la base de dicha señal de salida. Este
dispositivo se caracteriza porque dichos electrodos se extienden
sensiblemente en un mismo plano y porque el fluido baña las dos
caras de los electrodos, por ambas partes de dicho plano.
Gracias a estas características, el fluido a
medir puede circular fácilmente y rápidamente por ambas partes de
los electrodos del elemento capacitivo de medida. El fluido presente
cerca de los electrodos puede así renovarse constantemente, lo que
mejora la fiabilidad y la precisión de las medidas proporcionadas
por el dispositivo en la medida en que éstas están representativas
de la evolución de la calidad del fluido en su conjunto. Esta
estructura permite por otra parte disminuir fuertemente el riesgo de
que las partículas se cojan en el entrehierro del elemento
capacitivo. Otra ventaja del dispositivo de la invención reside en
el hecho de que el acceso al entrehierro es fácil, lo que facilita
las operaciones de mantenimiento del captador. Hay que mencionar
también que como el fluido baña las caras de los electrodos de
medida por ambas partes de su plano mediano, es posible obtener una
gran sensibilidad de medida.
Según un modo de realización preferido de la
invención, el captador comprende además un elemento capacitivo de
referencia, teniendo al menos un par de electrodos de referencias
espaciadas una de otra, destinado a sumergirse en un fluido de
referencia, formando los electrodos y el fluido de referencia un
elemento capacitivo de referencia cuya capacidad varía en función
de la constante dieléctrica del fluido de referencia, siendo dicho
elemento capacitivo de referencia capaz de proporcionar una señal
de referencia representativa de dicha constante dieléctrica de
referencia a los medios de tratamiento y estando los medios de
tratamiento dispuestos para comparar la señal de salida con la
señal de referencia.
El elemento capacitivo de referencia puede así
medir permanentemente las propiedades dieléctricas de un fluido de
referencia "nuevo" o en otros términos no degradado, y
proporcionar un valor de constante dieléctrica de referencia de
este fluido que puede compararse al valor de constante dieléctrica
proporcionado por el elemento capacitivo de medida. La utilización
de dos captadores permite igualmente liberarse de las variaciones de
la constante dieléctrica debidas a las variaciones de la
temperatura.
Cuando el dispositivo de medida está asociado a
un aparato de cocción comprendiendo una cuba conteniendo aceite
alimenticio de cocción, el elemento capacitivo de medida puede bañar
en el aceite en la cual los alimentos están fritos mientras que el
elemento capacitivo de referencia baña en un aceite alimenticio de
referencia teniendo las mismas características que el aceite
alimenticio de cocción, pero contenido en un recinto aislado de
éste.
Con preferencia, el recinto conteniendo el
aceite alimenticio de referencia está en contacto térmico con el
aceite alimenticio de cocción. El aceite alimenticio de referencia
puede evidentemente renovarse periódicamente, por ejemplo una vez
al día o, eventualmente de manera continúa para proporcionar un
valor de constante dieléctrica de referencia bien definida para un
aceite no degradado. Esta renovación puede realizarse de manera
automática o manual.
Otras características y ventajas de la presente
invención se harán evidentes con la descripción a continuación de
modos de realización preferidos de dispositivos de medida,
presentados a título de ejemplos no limitativos haciendo referencia
a los dibujos anexos en los cuales:
- la figura 1 es una vista esquemática de un
primer modo de realización del dispositivo de medida;
- la figura 2 es una vista esquemática en
sección de una cuba de un aparato de cocción clásico sobre la cual
está fijado el dispositivo de medida representado a la figura 1,
estando este último parcialmente representado en sección según la
línea II-II de la figura 1 y los medios de
tratamiento siendo omitidos los medios de tratamiento;
- La figura 3 muestra un gráfico representando,
en función de la temperatura, la variación de la capacidad de un
elemento capacitivo del dispositivo de medida cuando el elemento
capacitivo baña en un aceite nuevo y en un aceite gastado;
- la figura 4 es una vista esquemática en
sección y en perspectiva de una cuba de un aparato de cocción
clásico sobre la cual está fijado un dispositivo de medida según un
segundo modo de realización;
- la figura 5 representa una variante del
segundo modo de realización del dispositivo de medida;
- la figura 6 representa una variante del modo
de realización ilustrado a la figura 5; y
- la figura 7 representa un ejemplo de
realización de una estructura de soporte de los elementos
capacitivos del dispositivo.
Refiriéndonos primero a la figura 1, se ve un
primer modo de realización de un dispositivo de medida capacitiva
de la calidad y/o de la degradación de un fluido especialmente de un
aceite, designado por la referencia general 1.
Mencionaremos que la descripción a continuación
será hecha en una aplicación del dispositivo 1 a la medida de la
calidad y/o de la degradación de un aceite alimenticio o análogo,
utilizado para freír alimentos en aparatos de cocción comprendiendo
una cuba en la cual el aceite puede calentarse típicamente hasta
aproximadamente 200ºC.
El dispositivo de medida 1 comprende un captador
2 que tiene un par de electrodos 4, 6 espaciados uno de otro y
destinados a ser sumergidos en un fluido F (Figura 2), por ejemplo
el aceite de una freidora, del cual se desea medir la calidad y/o
la degradación y determinar si está todavía propia para el empleo.
Los electrodos 4, 6 forman con el aceite F un elemento capacitivo
de medida EFM cuya capacidad varía en función de la constante
dieléctrica del aceite. Cuando el aceite se degrada, la calidad de
compuestos polares presentes en éste aumenta y conduce a un aumento
de su constante dieléctrico. Así, midiendo la evolución de la
capacidad del elemento capacitivo de medida EFM, se puede
determinar el grado de calidad y/o de degradación del aceite. El
captador 2, y especialmente su elemento capacitivo EFM, es capaz
por consiguiente de proporcionar una señal eléctrica de salida
representativa de la constante dieléctrica del aceite en un gran
margen de temperaturas, en particular entre 20ºC y 200ºC.
Cada electrodo 4, 6 del par presenta la forma de
un peine con una pluralidad de dientes 4a, 6a, sensiblemente
paralelos entre ellos y extendiéndose a partir de una base 4b, 6b.
Los electrodos 4 y 6 están dispuestos uno con relación a otro de
manera que los dientes 4a de un electrodo 4 están imbricados entre
los dientes 6a del otro electrodo 6. Los dientes de los electrodos
4 y 6 están así dispuestos sensiblemente en un mismo plano.
Mencionaremos al respecto que los electrodos 4 y
6 están por ejemplo formados a partir de una misma placa plana
cortada de manera apropiada, siendo la placa suficientemente rígida
para que los electrodos guarden su forma cuando están manipulados.
En el ejemplo descrito, los electrodos están realizados a partir de
una placa de acero alimenticio (acero inoxidable austenítico de
tipo 18-10 de bajo carbono) teniendo un espesor
comprendido entre 0,1 y 3 mm. Otros tipos de aceros alimenticios
pueden igualmente utilizarse por ejemplo el
Z7CN18-09, el
Z3CND18-12-02,
Z6CNDT17-12 y Z7CNU16-04. La placa
se corta mediante un haz láser, lo que permite realizar entre los
dientes de los electrodos unos entrehierros comprendidos entre 10
mm y 1 mm. Es evidente que más débil es el entrehierro E, más
grande es la sensibilidad del elemento capacitivo. Según una
variante de realización, se puede igualmente considerar realizar
unos electrodos formados por un sustrato envuelto de un material
conductor, por ejemplo un sustrato envuelto de una capa de oro o de
platino o análogo.
En el modo de realización representado, los
electrodos 4 y 6 son solidarios de un sustrato 8 aislante que
mantiene, en unión con unos medios de alineación 10, los electrodos
en una posición fija uno con relación a otro. En particular, los
electrodos 4 y 6 están cada uno fijados al sustrato 8 mediante una
pata de fijación que se extiende a partir de su base 4b, 6b por
cualquier medio apropiado, por ejemplo por tornillos o análogos.
Los medios de alineación 10 comprenden por ejemplo unas clavijas de
posicionamiento situadas en el sustrato 8 y cooperando con unos
agujeros a tal efecto en los electrodos 4 y 6.
El sustrato 8 presenta la forma de un marco que
tiene una abertura central 12 dispuesto enfrente de la región de
medida de los electrodos 4 y 6, es decir enfrente de los
entrehierros definidos por los espacios entre los dientes 4a del
electrodo 4 y los dientes 6a del electrodo 6. Gracias a esta
configuración, el fluido a medir, en este caso el aceite, baña las
dos caras de los electrodos 4 y 6 por ambas partes del plano de
estos electrodos de manera que puede venir a circular cerca de los
dientes 4a y 6a de los electrodos 4 y 6.
Mencionaremos que el elemento capacitivo EFM
está rodeado de un marco metálico CM. Este marco metálico forma una
pantalla protectora frente a perturbaciones eléctricas externas y
permite reducir así la influencia de estas perturbaciones durante
las medidas. Este marco es típicamente formado por una rejilla
metálica.
El substrato 8 está realizado con preferencia en
un material resistente a temperaturas comprendidas entre 20ºC y
200ºC y presentando un bajo coeficiente de dilatación térmica, tal
como un material de cerámica. Sin embargo puede realizarse de
cualquier otro material aislante compatible con la aplicación del
dispositivo de medida considerada. A título de ejemplo para una
aplicación alimenticia que debe ser estable en la gama de
temperatura arriba mencionada, el substrato 8 podría igualmente
realizarse en un polímero fluorado tal como el Teflón.
Para fijar las ideas, la solicitante ha
efectuado ensayos concluyentes con unos electrodos 4.6 de acero
inoxidable presentando un espesor del orden de 0,8 mm. El electrodo
4 comprendía 9 dientes y el electrodo 6 comprendía 8 dientes
definiendo 18 entrehierros de 100 \mum cada uno, presentando los
dientes una anchura del orden de 1 mm. El substrato estaba
realizado de cerámica y presentaba un espesor del orden de 0,6 mm
para una superficie exterior 5 x 5 cm.
La capacidad del elemento capacitivo de medida
EFM define por los electrodos 4 y 6 en combinación con el aceite
está medida por unos medios de tratamiento 14 comprendiendo por
ejemplo un circuito analógico convertidor capacidad/tensión 16 bien
conocido del especialista asociado a un microcontrolador 18. A
título de ejemplo, el circuito convertidor capacidad/tensión
llevando la referencia XE2004 comercializado por la sociedad Xemics
puede utilizarse.
Los electrodos 4 y 6 están unidos en entrada del
circuito 16 que libera a la salida una señal analógica de tensión
S_{v} representativa de la capacidad del elemento capacitivo de
medida. La señal S_{v} está proporcionada a la entrada del
microcontrolador 18 que la convierte en una señal numérica S_{n}.
Se podrá típicamente utilizar un microcontrolador llevando la
referencia 68HC11 y comercializado por la sociedad Motorota. La
señal numérica a la salida del microcontrolador está después
proporcionada a unos medios de representación visual 20, realizados
por ejemplo en forma de una célula de cristales líquidos o también
por indicador de LED. Este último indica un valor numérico
representativo por ejemplo de la constante dieléctrica del aceite.
Según una variante de realización, este valor numérico puede
tratarse de manera apropiada para indicar el porcentaje de
componentes polares medido en el aceite.
Refiriéndonos a la figura 2, se ve como el
elemento capacitivo de medida EFM del dispositivo de medida 1 está
dispuesto en una cuba 22 de un aparato de cocción clásico 24
conteniendo aceite alimenticio a examinar. Los medios de
tratamiento 14 y de representación visual 20 están omitidos en esta
figura. Estos últimos serán por ejemplo dispuestos en una caja
asociada al aparato de cocción pero alejada de la cuba 22. El
aparato de cocción está evidentemente asociado a unos medios de
calentamiento, no representados. En este modo de realización, el
elemento capacitivo de medida está suspendido, por unos medios de
enganche 26 solidarios del substrato 8, a partir del reborde
superior de la pared lateral de la cuba 22 y extendiéndose casi
paralelamente a esta pared.
A la figura 3, se ha representado dos curvas C1,
C2 ilustrando respectivamente la variación de la capacidad C del
elemento capacitivo de medida del dispositivo 1 en función de la
temperatura T para un mismo aceite respectivamente nuevo y gastado.
Por aceite gastado se entiende aquí un aceite que ha sufrido varios
ciclos de cocción. La curva C1 corresponde a la variación de la
capacidad del elemento capacitivo de medida en el caso en que los
electrodos 3 y 4 bañan en un aceite nuevo, mientras que la curva C2
corresponde a la variación de la capacidad del elemento capacitivo
de medida en el caso en que los electrodos 3 y 4 bañan en un aceite
gastado. Se observa que estas dos curvas evolucionan generalmente
de la misma manera en función de la temperatura y especialmente que
para una temperatura dada, la diferencia entre la capacidad medida
con el aceite nuevo y el aceite gastado es sensiblemente constante.
En consecuencia, la medida de la capacidad del elemento capacitivo
EFM permite fácilmente discriminar un buen aceite de un aceite
gastado en una amplia gama de temperatura.
Refiriéndonos ahora a la figura 4, se observa un
segundo modo de realización de un dispositivo de medida en el cual
los elementos idénticos a los ya descritos están designados por las
mismas referencias numéricas. Este dispositivo será igualmente
descrito en el marco de una aplicación a la medida de la calidad y/o
de la degradación de un aceite alimenticio F contenido en la cuba
22 de un aparato de cocción 24.
En este modo de realización, el captador 2
comprende, además del elemento capacitivo de medida EFM que baña en
el aceite a medir, un elemento capacitivo de referencia EFR que baña
en un aceite de referencia F_{ref} dispuesto en un recinto para
estar separado del aceite a medir. El aceite de referencia es un
aceite que tiene las mismas características que el aceite nuevo a
medir. La estructura del elemento capacitivo de referencia EFR es
con preferencia idéntica a la del elemento capacitivo de medida EFM
aunque no sea indispensable. El elemento capacitivo de referencia
EFR está pues formado por los electrodos 4_{ref.} y 6_{ref.} en
combinación con el aceite de referencia F_{ref.} El elemento
capacitivo de referencia EFR es capaz pues de proporcionar una
señal de referencia representativa de la constante dieléctrica del
aceite de referencia, señal que puede compararse con la señal de
salida de medida que proviene del elemento capacitivo de medida EFM
por unos medios de tratamiento 26. La conexión del elemento
capacitivo de medida y del elemento capacitivo de referencia a los
medios de tratamiento 26 está representada esquemáticamente a la
figura 4. En este ejemplo, los medios de tratamiento 26 comprenden
típicamente un convertidor capacidad/tensión 27 de tres entradas y
una salida tensión analógica unida a un microcontrolador 28, que
está a su vez unido a unos medios de representación visual 30. Un
primer electrodo 6, 4_{ref.} de cada elemento capacitivo EFM y EFR
está unido a una primera entrada común del convertidor mientras que
los segundos electrodos 4, 6_{ref.} de cada elemento capacitivo
EFM y EFR están unidos respectivamente a unas segunda y tercera
entradas del convertidor capacidad/tensión. A título de ejemplo, el
circuito convertidor capacidad/tensión 27 llevando la referencia
XE2004 comercializado por la sociedad Xemics puede utilizarse y el
microcontrolador 28 es del mismo tipo que el descrito en relación
con el primer modo de realización.
En el modo de realización, ilustrado, el
elemento capacitivo de referencia EFR y el elemento capacitivo de
medida EFM están dispuestos en la cuba 22 del aparato de cocción 24.
El elemento capacitivo de referencia EFR está dispuesto en recinto
cerrado 32 bañando en el aceite a medir, el recinto 32 está cerrado
de manera estanca de manera que el aceite de referencia contenido
en este recinto no se mezcle con el aceite a medir contenido en la
cuba 24. El elemento capacitivo de medida EFM está en cuanto a él
dispuesto en un recinto perforado 34, por ejemplo cuyas paredes
están formadas por una rejilla, de manera que baña en el aceite a
medir. La utilización de tales paredes forma un filtro que protege
los electrodos del elemento capacitivo de medida EFM y permite en
particular evitar que las partículas sólidas en suspensión en el
aceite entren en contacto con éstos lo que podría perturbar la
medida. Evidentemente según una variante de realización estas
paredes podrían omitirse.
Mencionaremos que las paredes del recinto 32 y
las paredes del recinto perforado 34 forman un marco o una pantalla
metálica de protección respectivamente frente a perturbaciones
eléctricas externas y permite reducir así la influencia de estas
perturbaciones durante las medidas.
Por razones de comodidad, los recintos 32 y 34
son solidarios uno de otro y forman una estructura unitaria 36 que
está fijada a la cuba 22 del aparato de cocción 24. Con preferencia
y como está ilustrado a la figura 4, los elementos capacitivos
están fijados en su recinto respectivo por unos soportes aislantes
cooperando con su substrato.
Mencionaremos que el recinto 32 conteniendo el
aceite de referencia comprende un canal de llenado 38, cuyo
orificio puede ser si llega el caso cerrado de manera estanca por un
tapón o una tapa (no representado). Según una variante no
representada, el recinto 32 puede comprender además unos medios de
vaciado dispuestos en su parte inferior.
Mencionaremos igualmente que la estructura 36 es
ventajosamente dispuesta cerca de una pared vertical interior 22a
de la cuba, lo que permite liberar un sitio suficiente para cocer
alimentos efectuando a la vez unas medidas.
La estructura 36 comprende además sobre una de
sus paredes laterales unos medios de enganche 40a, 40b, destinados
a cooperar con unos medios de enganche complementarios 42a, 42b
solidarios a la pared 22a. En el ejemplo ilustrado, los medios de
enganche 40 y los medios de enganche complementarios 42 comprenden
respectivamente dos ganchos 40a, 40b, 42a, 42b cooperando dos a
dos. La estructura 36 puede así suspenderse de manera amovible en el
interior de la cuba 22. Mencionaremos que este montaje amovible de
la estructura 36 facilita las operaciones de llenado y vaciado del
recinto 32 así como las operaciones de mantenimiento de los
elementos capacitivos EFM y EFR. Por otra parte, como la estructura
36 es de construcción sencilla y no comprende ninguna pieza mecánica
móvil, presenta una gran fiabilidad.
En este modo de realización, las conexiones
eléctricas entre los dos elementos capacitivos y los medios de
tratamiento 26 dispuestos al exterior de la cuba se hacen vía los
ganchos 40a, 40b, 42a, 42b. A tal efecto, los ganchos 40a, 40b
comprenden unas zonas de contacto 44a, 44b unidas respectivamente a
los elementos capacitivos EFM y EFR. Los ganchos 42a y 42b
comprenden unas zonas de contacto complementarias 46a, 46b unidas a
los medios de tratamiento 26 y destinadas a entrar en contacto con
las zonas de contacto 44a, 44b cuando la estructura 26 está
suspendida en la cuba. La unión eléctrica entre las zonas de
contacto 44a, 44b y los elementos capacitivos está realizada por
unos hilos atravesando de manera estanca la pared del recinto 32.
Asimismo, la unión eléctrica entre las zonas 46a, 46b y los medios
de tratamiento está realizada por unos hilos atravesando de manera
estanca la pared de la cuba 22. Evidentemente según una variante de
realización, las diferentes conexiones entre los elementos
capacitivos y el circuito de tratamiento pueden ser independientes
de los medios de suspensión en la cuba 22, estar unidas
directamente a una caja separada pudiendo o no comprender los medios
de representación visual 30 y formando con la estructura 36 una
unidad de medida móvil independiente de cualquier aparato de
cocción.
A la figura 5 está representada una variante del
segundo modo de realización del dispositivo de medida en la cual el
dispositivo está asociado a un sistema de renovación del aceite de
referencia. El sistema de renovación comprende un depósito 48
conteniendo aceite nuevo y dispuesto fuera de la cuba 22. El
depósito 48 está unido a un orificio de entrada del recinto 32 por
una canalización sobre la cual están situadas una bomba P y una
electroválvula EV1. El recinto 32 está unido por un orificio de
salida a una canalización provista de una electroválvula EV2 y
desembocando en la cuba 22. El aceite de referencia gastado puede
así reinyectarse en la cuba 22 y reutilizarse.
Mencionaremos que la bomba P y las dos
electroválvulas EV1 y EV2 están situadas con preferencia fuera de la
cuba 22 para protegerlas contra los efectos de temperatura.
También mencionaremos que la bomba podrá
omitirse en unas variantes de realización en las cuales el depósito
48 está situado suficientemente alto para que el aceite a medir no
vuelva a subir en el recinto conteniendo el aceite de referencia
cuando las electroválvulas están abiertas.
Este sistema de renovación puede ventajosamente
asociarse a unos medios para accionar de manera automática y
programada la bomba y las electroválvulas. Estos medios pueden
típicamente tener forma de un microprocesador. Tal sistema facilita
la explotación del dispositivo de medida.
A la figura 6 está representada una variante del
modo de realización ilustrado a la figura 5 en la cual el depósito
48 está directamente, unido a un orificio de entrada del recinto 32
por una canalización 52. El recinto 32 está unido por un orificio
de salida a una canalización atravesando una pared de la cuba 22 y
desembocando en un depósito de recuperación 50 dispuesto en el
exterior de la cuba 22. El depósito 48 está con preferencia formado
de un recipiente estanco unido a la canalización 52 por un
dispositivo de flujo controlado del tipo gota-gota
54a y el orificio de salida del recinto 32 está igualmente asociado
a un dispositivo de flujo 54b controlado del mismo tipo.
Evidentemente los caudales de los dos dispositivos de flujo
controlado son idénticos y pueden ventajosamente regularse para que
el volumen del recinto 32 sea renovado cotidianamente. Otra ventaja
de esta variante es que el aceite de referencia está mantenida todo
el tiempo protegida del oxigeno.
La ventaja de esta variante reside en el hecho
de que no comprende elemento mecánico móvil, lo que mejora su
fiabilidad y facilita su mantenimiento.
Con el dispositivo de medida según el segundo
modo de realización, el elemento capacitivo de referencia que baña
en un aceite nueva sensiblemente a la misma temperatura que el
aceite a medir en la cual está dispuesto el elemento capacitivo de
medida permite, realizando un montaje en puente de Wheatstone de los
dos elementos capacitivos, distinguir las variaciones de la
constante dieléctrica de estos elementos, proviniendo de la
degradación del aceite, unas variaciones proviniendo de las
fluctuaciones de la temperatura. Tal montaje en puente está
descrito por ejemplo en el articulo titulado "application of
capacitance techniques in sensor design" por Willem Chr.Heerens
publicado en J:Phys.E: Scientific Instrument 19:897 906 (1986. que
está incorporado en esta solicitud por referencia.
Se entenderá que diversas modificaciones y/o
mejoras evidentes para el especialista pueden aportarse al modo de
realización descrito en la presente descripción sin salir del marco
de la presente invención definida por las reivindicaciones anexas.
En particular se podrá considerar disponer los elementos capacitivos
una orientación cualquiera en la cuba conteniendo el fluido a
medir.
Se podrá igualmente realizar la estructura
unitaria 36 según la configuración ilustrada a la figura 7 en la
cual los recintos 32 y 34 están dispuestos de manera más compacta,
las paredes de los recintos han sido omitidas para dejar aparecer
los elementos capacitivos EFM y EFR.
Se podrá también considerar en el segundo modo
de realización disponer un electrodo común a los dos elementos
capacitivos a fin de limitar el número de conexiones.
Se entiende que el dispositivo de medida según
la invención que se acaba de describir no se limita a una aplicación
a la medida de aceites alimenticios y podrá utilizarse para la
medida de la calidad y/o de la degradación de cualquier fluido cuya
evolución de su constante dieléctrica es representativa de su
calidad y/o de su degradación.
Claims (19)
1. Utilización de un dispositivo de medida de la
calidad y/o de la degradación de un fluido para la medida de la
calidad y/o la degradación de un aceite alimenticio, comprendiendo
dicho dispositivo:
un captador destinado a ser sumergido en dicho
aceite a medir, dicho captador comprende al menos un par de
electrodos espaciados uno de otro y extendiéndose cada uno
sensiblemente en un mismo plano, cada electrodo de cada par de
electrodos presenta además la forma de un peine teniendo una
pluralidad de dientes sensiblemente paralelos, estando los dientes
de uno de los electrodos imbricados entre los dientes del otro
electrodo, formando los electrodos y dicho aceite un elemento
capacitivo de medida cuya capacidad varía en función de la
constante dieléctrica de dicho aceite, dicho captador es capaz de
proporcionar una señal eléctrica de salida representativo de dicha
constante dieléctrica, y
unos medios de tratamiento que reciben dicha
señal de salida y capaces de determinar el grado de calidad y/o de
degradación de dicho aceite sobre la base de dicha señal de salida,
utilización en la cual dicho aceite baña las dos caras de los
electrodos, por ambas partes de dicho plano de manera que dicho
aceite puede circular atravesando dicho plano.
2. Utilización según la reivindicación 1 de
dicho dispositivo de medida, caracterizada porque el captador
comprende además un elemento capacitivo de referencia comprendiendo
al menos un par de electrodos de referencia espaciados uno de otro,
dicho elemento capacitivo de referencia está destinado a sumergirse
en un aceite de referencia, formando los electrodos y el aceite de
referencia un elemento capacitivo de referencia cuya capacidad
varía en función de la constante dieléctrica del aceite de
referencia, siendo dicho elemento capacitivo de referencia capaz de
proporcionar una señal de referencia representativa de dicha
constante dieléctrica de referencia a dichos medios de tratamiento,
y porque los medios de tratamiento están dispuestos para comparar
la señal de salida con la señal de
referencia.
referencia.
3. Utilización según la reivindicación 2 de
dicho dispositivo, caracterizada porque los electrodos de
dicho elemento capacitivo de referencia se extienden sensiblemente
en un mismo plano y porque dicho aceite de referencia baña las dos
caras de los electrodos de dicho elemento capacitivo de referencia,
por ambas partes de su plano de manera que dicho aceite puede
circular atravesando dicho plano.
4. Utilización según la reivindicación 2 o 3 de
dicho dispositivo, caracterizada porque el fluido de
referencia está dispuesto en un recinto aislado de dicho aceite a
medir y en contacto térmico con este último, de manera que dicho
aceite de referencia presenta sensiblemente la misma temperatura
que dicho aceite a medir.
5. Utilización según la reivindicación 4 de
dicho dispositivo, caracterizada porque el recinto
conteniendo el aceite de referencia está asociado a un sistema de
renovación de dicho aceite de referencia.
6. Utilización según la reivindicación 5 de
dicho dispositivo, caracterizada porque dicho sistema de
renovación comprende un depósito de aceite de referencia en
comunicación con dicho recinto y porque dicho sistema comprende
unos medios de fluido controlado de manera a permitir una renovación
regular del aceite de referencia contenido en dicho recinto.
7. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes de dicho dispositivo,
caracterizada porque los electrodos están formados
respectivamente por unas placas planas.
8. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes de dicho dispositivo,
caracterizada, porque los elementos capacitivos están
rodeados de un marco metálico formando pantalla contra las
perturbaciones electromagnéticas.
9. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes de dicho dispositivo en el cual los
electrodos de los elementos capacitivos están realizados a partir de
un acero alimenticio.
10. Utilización según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes de dicho dispositivo,
caracterizada porque los electrodos de los elementos
capacitivos están llevados por una estructura de soporte
eléctricamente aislante presentando una abertura dispuesta enfrente
de una región de medida de dichos electrodos.
11. Aparato de cocción comprendiendo una cuba
destinada a contener un fluido de cocción y unos medios de
calentamiento, caracterizado porque comprende además un
dispositivo de medida de la calidad y/o de la degradación de dicho
fluido de cocción, comprendiendo dicho dispositivo de medida un
captador que tiene al menos un par de electrodos espaciados uno de
otro y extendiéndose cada una sensiblemente en un mismo plano, cada
electrodo de cada par de eléctrodos presenta además la forma de un
peine teniendo una pluralidad de dientes sensiblemente paralelos,
estando los dientes de uno de los electrodos imbricados entre los
dientes del otro electrodo, formando los electrodos y dicho fluido
de cocción un elemento capacitivo de medida cuya capacidad varía en
función de la constante dieléctrica de dicho fluido, dicho captador
es capaz de proporcionar una señal eléctrica de salida
representativa de dicha constante dieléctrica, y unos medios de
tratamiento recibiendo dicha señal de salida y capaces de
determinar el grado de calidad y/o de degradación de dicho fluido
sobre la base de dicha señal de salida, estando el elemento
capacitivo de medida dispuesto en dicha cuba para sus electrodos
bañen en el fluido de cocción por sus dos caras por ambas partes de
dicho plano de los electrodos de manera que dicho fluido de cocción
puede circular atravesando dicho plano.
12. Aparato de cocción según la reivindicación
11, caracterizado porque el captador comprende además un
elemento capacitivo de referencia, comprendiendo al menos un par de
electrodos de referencia espaciados uno de otro, destinados a ser
sumergidos en un fluido de referencia, formando los electrodos y el
fluido de referencia un elemento capacitivo de referencia cuya
capacidad varía en función de la constante dieléctrica del fluido
de referencia, dicho elemento capacitivo de referencia es capaz de
proporcionar una señal de referencia representativa de dicha
constante dieléctrica de referencia a dichos medios de tratamiento,
y porque los medios de tratamiento están dispuestos para comparar
la señal de salida con la señal de referencia.
13. Aparato de cocción según la reivindicación
12, caracterizado porque los electrodos de dicho elemento
capacitivo de referencia se extienden sensiblemente en un mismo
plano y porque el fluido de cocción bañan las dos caras de los
electrodos del elemento capacitivo de referencia, por ambas partes
de los electrodos de referencia.
14. Aparato de cocción según la reivindicación
12 o 13, caracterizado porque el fluido de referencia está
dispuesto en un recinto aislado del fluido de cocción a medir y en
contacto térmico con este último, de manera que el fluido de
referencia presenta sensiblemente la misma temperatura que el fluido
de cocción a medir.
15. Aparato de cocción según la reivindicación
14, caracterizado porque el recinto conteniendo el fluido de
referencia está asociado a un sistema de renovación de dicho fluido
de referencia.
16. Aparato de cocción según la reivindicación
15, caracterizado porque dicho sistema de renovación
comprende un depósito de fluido de referencia en comunicación con
dicho recinto y porque dicho sistema comprende unos medios de flujo
controlado de manera a permitir una renovación regular del fluido de
referencia contenido en dicho recinto.
17. Aparato de cocción según una cualquiera de
las reivindicaciones 11 a 16, caracterizado porque los
electrodos están formados respectivamente por unas placas
planas.
18. Aparato de cocción según una cualquiera de
las reivindicaciones 11 a 17, caracterizado porque los
elementos capacitivos están rodeados de un marco metálico formando
pantalla contra las perturbaciones electromagnéticas.
19. Aparato de cocción según una cualquiera de
las reivindicaciones 11 a 18, caracterizado porque los
electrodos de los elementos capacitivos están llevados por una
estructura de soporte eléctricamente aislante presentando una
abertura dispuesta enfrente de una región de medida de dichos
electrodos.
Applications Claiming Priority (2)
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