ES3034194T3 - Open channel flow monitoring apparatus - Google Patents

Open channel flow monitoring apparatus

Info

Publication number
ES3034194T3
ES3034194T3 ES21700809T ES21700809T ES3034194T3 ES 3034194 T3 ES3034194 T3 ES 3034194T3 ES 21700809 T ES21700809 T ES 21700809T ES 21700809 T ES21700809 T ES 21700809T ES 3034194 T3 ES3034194 T3 ES 3034194T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
sensor
fluid level
level
open channel
data indicative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES21700809T
Other languages
English (en)
Inventor
Stephen Woods
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Detectronic Ltd
Original Assignee
Detectronic Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Detectronic Ltd filed Critical Detectronic Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES3034194T3 publication Critical patent/ES3034194T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/14—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/14—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measurement of pressure
    • G01F23/18—Indicating, recording or alarm devices actuated electrically
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296—Acoustic waves
    • G01F23/2962—Measuring transit time of reflected waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/20—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of apparatus for measuring liquid level

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)

Abstract

Se proporciona un aparato de monitoreo de flujo de canal abierto para medir un nivel de fluido, comprendiendo el aparato: un primer sensor configurado para obtener datos indicativos de un nivel de fluido por debajo de un primer nivel de umbral; un segundo sensor configurado para obtener datos indicativos de un nivel de fluido por encima de un segundo nivel de umbral, que es inferior al primer nivel de umbral; en donde tanto el primer sensor como el segundo sensor están configurados para obtener datos indicativos del nivel de fluido cuando el nivel de fluido está entre el primer nivel de umbral y el segundo umbral. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de monitorización de flujo en canal abierto
La presente divulgación se refiere a un aparato de monitorización de flujo en canal abierto para medir un nivel de fluido y a un método de medición de un nivel de fluido en un sistema de canal abierto.
Antecedentes
Los niveles de fluido en un canal abierto, tal como una red de alcantarillado o de drenaje de aguas pluviales, cambiarán en función de diversos factores, tales como el nivel de precipitaciones y la capacidad operativa del sistema.
En condiciones normales, los niveles de fluido, tales como los niveles de agua o aguas residuales, se sitúan normalmente por debajo de un primer nivel umbral. Sin embargo, determinadas circunstancias, tales como durante precipitaciones intensas o cuando se produce una obstrucción, pueden dar lugar a que el nivel de fluido se eleve hasta un nivel anormal.
Si el nivel de aguas residuales sube demasiado, entonces las aguas residuales o las aguas pluviales pueden dirigirse a vías de desagüe por rebosamiento para garantizar que no haya un volumen inmanejable de aguas residuales que fluya hacia el proceso de tratamiento, asegurando así que el sistema seguirá funcionando con eficacia. Por lo tanto, es importante monitorizar los niveles operativos en una red de drenaje de alcantarillados, de modo que se pueda comprender el flujo del fluido y, si es necesario, controlarlo.
Se conoce proporcionar un sensor ultrasónico de medición de distancia para determinar los niveles de aguas residuales o agua dentro de una red de drenaje. Sin embargo, los sensores ultrasónicos que miden la distancia en el aire para determinar el nivel de fluido llegarán ser ineficaces a medida que quedan sumergidos. Por lo tanto, estos sensores ultrasónicos se montan normalmente lo más lejos posible del nivel de fluido. Sin embargo, montar los sensores ultrasónicos lo más lejos posible del nivel de fluido no elimina completamente el riesgo de inmersión. Además, el mayor intervalo de funcionamiento introduce la degradación tanto de la precisión como de la resolución de los datos del nivel de fluido medidos.
Es un objetivo de la presente invención medir y proporcionar datos precisos y fiables del nivel de fluido dentro de una red de alcantarillados u otras aplicaciones de flujo en canales abiertos en una amplia gama de condiciones de funcionamiento. La patente CN 110 530 456 A se refiere aun dispositivo de calibración de deriva cero para un sensor de presión para la medición del nivel de agua.
Sumario
Según la presente divulgación, se proporciona un aparato de monitorización de flujo en canal abierto para medir un nivel de fluido como se establece en las reivindicaciones adjuntas. Otras características de la invención serán evidentes a partir de las reivindicaciones dependientes y de la descripción que sigue a continuación.
Según un primer ejemplo, se proporciona un aparato de monitorización de flujo en canal abierto para medir un nivel de fluido, comprendiendo el aparato: un primer sensor configurado para obtener datos indicativos de un nivel de fluido por debajo de un primer nivel umbral; un segundo sensor configurado para obtener datos indicativos del nivel de fluido por encima de un segundo nivel umbral, que es inferior al primer nivel umbral; en donde tanto el primer sensor como el segundo sensor están configurados para obtener datos indicativos del nivel de fluido cuando el nivel de fluido se encuentra entre el primer nivel umbral y el segundo nivel umbral. El aparato incluye opcionalmente una carcasa que comprende una parte de faldón que define un hueco dentro de la carcasa, en donde el primer sensor está situado sustancialmente dentro de un hueco definido por la parte de faldón.
La provisión del hueco definido por la parte de faldón significa que es menos probable que el primer sensor quede sumergido en el fluido a medida que aumenta el nivel de fluido, reduciendo así los requisitos de limpieza y mantenimiento.
La provisión de un primer sensor y un segundo sensor que tienen un intervalo superpuesto en el que ambos están configurados para obtener datos indicativos de un nivel de fluido significa que el aparato es eficaz durante tanto en condiciones normales como en condiciones anormales de los niveles de fluido. Es decir, no hay una "banda muerta" en la que ninguno de los sensores sea capaz de medir el nivel de fluido.
En un ejemplo, el aparato está configurado para calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor basándose en los datos obtenidos por el primer sensor indicativos del nivel de fluido. De este modo, el aparato es capaz de proporcionar un único conjunto de datos de nivel continuo cuya derivación pasa sin interrupciones de los datos obtenidos por el primer sensor a los datos obtenidos por el sensor de presión.
En un ejemplo, el aparato está configurado para calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor usando los datos indicativos del último valor de fluido almacenado obtenidos por el primer sensor a medida que el nivel de fluido se eleva por encima del segundo umbral.
En un ejemplo, el aparato está configurado para usar un algoritmo para calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor.
El aparato es fácil de instalar y por diseño es de mantenimiento mínimo, ya que no necesita ningún respiradero atmosférico externo físico para el segundo sensor.
El primer sensor puede ser un sensor ultrasónico. El segundo sensor puede ser un sensor de presión. Debido a la superposición de los intervalos de monitorización del primer sensor y del segundo sensor, y al hecho de que el segundo sensor puede calibrarse basándose en los datos obtenidos por el primer sensor, no es necesaria una referencia a la presión atmosférica por el sensor de presión. Esto reduce significativamente la complejidad del aparato.
En un ejemplo, el sensor de presión comprende una sonda de presión configurada para proyectarse hasta el segundo nivel umbral.
El aparato puede comprender un sensor de temperatura. La temperatura local puede afectar a la velocidad de la velocidad del sonido de las ondas ultrasónicas. Por lo tanto, el aparato puede usar la temperatura local para calibrar el sensor ultrasónico a fin de tener en cuenta la temperatura local.
Según la invención, el primer sensor y el segundo sensor están configurados para emitir datos indicativos del nivel de aguas residuales en una única línea de datos, en donde los datos emitidos pasan sin interrupciones de los datos obtenidos del primer sensor a los datos obtenidos del segundo sensor.
Esto simplifica considerablemente el aparato, ya que solo se necesita una única línea de datos.
En un ejemplo, el aparato incluye un registrador de datos configurado para registrar los datos obtenidos indicativos del nivel de fluido.
En un ejemplo, el aparato incluye un transmisor configurado para transmitir los datos obtenidos indicativos del nivel de fluido.
El flujo en canal abierto puede ser una alcantarilla y el nivel de fluido puede ser un nivel de aguas residuales.
Según un ejemplo, se proporciona un método de medición de un nivel de fluido en un sistema de canal abierto, comprendiendo el método: obtener, en un primer sensor, datos indicativos del nivel de fluido por debajo de un segundo nivel umbral, que es inferior al primer nivel umbral; obtener, tanto en el primer sensor como en un segundo sensor, datos indicativos del nivel de fluido entre el primer nivel umbral y el segundo nivel umbral; y obtener, en el segundo sensor, datos indicativos del nivel de fluido por encima del primer nivel umbral.
El método puede incluir la etapa de calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor basándose en los datos obtenidos por el primer sensor indicativos del nivel de fluido.
Según un ejemplo, se proporciona un medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo el método de medición de un nivel de fluido en un sistema de canal abierto identificado anteriormente.
Según un ejemplo, se proporciona un producto de programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa es ejecutado por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo el método de medición de un nivel de fluido en un sistema de canal abierto identificado anteriormente.
Todas las características contenidas en el presente documento pueden combinarse con cualquiera de los aspectos anteriores y en cualquier combinación.
Breve descripción de los dibujos
A continuación se describirán ejemplos de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos.
La Figura 1 muestra un ejemplo de una elevación frontal de un aparato de monitorización de flujo en canal abierto;
la Figura 2 muestra un ejemplo de una elevación frontal de un aparato de monitorización de flujo en canal abierto con una parte de faldón;
la Figura 3 muestra un ejemplo de una sección transversal de un aparato de monitorización de flujo en canal abierto;
la Figura 4 muestra un ejemplo de una vista inferior de un aparato de monitorización de flujo en canal abierto; la Figura 5A muestra un ejemplo de una elevación frontal de un aparato de monitorización de flujo en canal abierto;
las Figuras 5B a 5D muestran ejemplos de vistas en perspectiva de un aparato de monitorización de flujo en canal abierto; y
la Figura 6 muestra un ejemplo de etapas de método de la medición de un nivel de fluido en un sistema de canal abierto.
Descripción detallada
La presente divulgación se refiere a un aparato de monitorización de flujo en canal abierto para medir un nivel de fluido. En particular, el aparato de monitorización de flujo en canal abierto puede ser un aparato de monitorización del nivel de aguas residuales para medir el nivel de aguas residuales.
El aparato incluye dos sensores, que en un ejemplo son tipos de tecnología diferentes.
El primer sensor está configurado para medir el nivel de fluido entre un primer intervalo de niveles de fluido. El segundo sensor está configurado para medir el nivel de fluido entre un segundo intervalo de niveles de fluido. El primer intervalo de niveles de fluido y el segundo intervalo de niveles de fluido se superponen. Es decir, hay un intervalo superpuesto de niveles de fluido en el que tanto el primer sensor como el segundo sensor están configurados para medir el nivel de fluido. El intervalo superpuesto significa que el aparato es capaz de "transferir" eficazmente la responsabilidad del primer sensor al segundo sensor antes de que el nivel de fluido salga del primer intervalo de niveles de fluido. Proporcionar este intervalo superpuesto significa que el aparato es capaz de monitorizar el nivel de fluido en todas las condiciones de los niveles de fluido. En un ejemplo, el fluido es un líquido. Por ejemplo, el fluido puede comprender aguas residuales o aguas pluviales.
Los datos obtenidos del primer sensor pueden usarse para calibrar eficazmente los datos del segundo sensor en el intervalo superpuesto, eliminando así la necesidad de condiciones de referencia separadas para el segundo sensor. La Figura 1 muestra un ejemplo de un aparato de monitorización de flujo en canal abierto 100. El aparato 100 incluye un primer sensor 102 configurado para obtener datos indicativos de un nivel de fluido por debajo de un primer nivel umbral 104. El primer nivel umbral 104 puede estar al mismo nivel que la parte inferior del primer sensor 102. En otras palabras, el primer sensor 102 puede ser capaz de monitorizar el nivel del fluido en un canal abierto cuando el nivel del fluido está por debajo del primer sensor 102.
El aparato 100 también incluye un segundo sensor 106 configurado para obtener datos indicativos del nivel de fluido en un canal abierto por encima de un segundo nivel umbral 108, que es inferior al primer nivel umbral 106. En un ejemplo, el segundo nivel umbral 108 está al mismo nivel que la parte inferior del segundo sensor 106.
En condiciones normales, el nivel de fluido en el canal abierto está por debajo del segundo umbral 108. Por lo tanto, en condiciones normales, solo se usa el primer sensor 102 para obtener datos relacionados con el nivel de fluido. Si el nivel de fluido aumenta, por ejemplo, debido a la lluvia, entonces el nivel de fluido puede elevarse por encima del segundo nivel umbral 108.
A medida que el nivel de fluido sube por encima del segundo nivel umbral 108, entonces el segundo sensor 106 comenzará a monitorizar el nivel de fluido, obteniendo datos relacionados con el nivel del fluido. Por lo tanto, entre el primer umbral y el segundo umbral, tanto el primer sensor 102 como el segundo sensor 106 están configurados para obtener datos relacionados con el nivel de fluido.
Si el nivel de fluido sube por encima del primer nivel umbral 104, entonces el primer sensor 102 ya no podrá obtener datos relacionados con el nivel de fluido y el segundo sensor 106 monitorizará el nivel de fluido obteniendo datos relacionados con el nivel del fluido.
Por lo tanto, tanto en condiciones normales como en condiciones extremas, el aparato 100 es capaz de monitorizar el nivel de fluido.
En un ejemplo, el primer sensor 102 comprende un sensor ultrasónico de medición de distancia. El sensor ultrasónico comprende un transductor para transmitir una onda sonora ultrasónica. La onda sonora se refleja en la superficie del nivel de fluido y es recibida por el transductor. El sensor ultrasónico es capaz de determinar el nivel de fluido basándose en el retardo de tiempo entre la transmisión y la recepción de la onda sonora.
El primer sensor 102 en forma de sensor ultrasónico puede usarse para determinar con precisión el nivel de fluido durante una amplia gama de condiciones de funcionamiento "normales", en otras palabras, el sensor ultrasónico puede usarse para determinar el nivel de fluido cuando el fluido en el canal abierto funciona como se espera. En un ejemplo, el sensor ultrasónico tiene un intervalo de medición de entre aproximadamente 0 y 2 m. El sensor ultrasónico detectará de forma fiable cambios sutiles en el nivel de fluido, indicando con precisión, por ejemplo, pequeñas variaciones en el nivel de fluido inducidas por sedimentos. En este ejemplo, los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el primer sensor 102 pueden comprender una medición de tiempo, que representa el tiempo entre la transmisión de la onda sonora y la recepción de la onda sonora reflejada por el transductor. En este ejemplo, la medición de tiempo es indicativa del nivel de fluido. Los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el primer sensor 102 pueden comprender una medición de la distancia desde el primer sensor 102 hasta el nivel de fluido. En este ejemplo, la medición de la distancia es indicativa del nivel de fluido.
En un ejemplo, el segundo sensor 106 comprende un sensor de presión. A medida que parte del segundo sensor 106 se sumerge, el nivel de presión aumenta y, por lo tanto, el sensor de presión es capaz de determinar el nivel de fluido. Por lo tanto, el sensor de presión será capaz de determinar el nivel de fluido basándose en el aumento de la presión. En un ejemplo, el sensor de presión comprende una sonda de presión, tal como una parte canulada, que se extiende por debajo del primer sensor 102. En este ejemplo, el sensor de presión comenzará a obtener datos relacionados con el nivel de fluido cuando el nivel de fluido suba por encima de la parte inferior de la sonda de presión. El sensor de presión puede funcionar con un intervalo de entre aproximadamente 3,50 o 10,00 mH2O. El sensor de presión puede estar configurado para hacer frente a niveles de fluido excepcionales durante eventos de alto nivel cuando el aparato 100 está al menos parcialmente sumergido. El sensor de presión comienza a medir el nivel de fluido antes de que el primer sensor deje de medir. En otras palabras, hay un periodo de superposición en el que tanto el sensor ultrasónico como el sensor de presión están configurados para obtener datos relacionados con el nivel de fluido. En este ejemplo, los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor 106 pueden comprender un valor de presión o un cambio en el valor de presión.
Como se ha divulgado anteriormente, los datos obtenidos por el primer sensor 102 pueden usarse para calibrar el segundo sensor 106. En el ejemplo en el que el segundo sensor 106 comprende un sensor de presión, el sensor de presión no requiere un valor atmosféri
activa, y así elimina la necesidad de una referencia física a la presión atmosférica. La eliminación de este requisito simplifica la instalación y reduce el mantenimiento necesario del aparato 100.
El aparato que comprende un primer sensor 102 en forma de sensor ultrasónico y un segundo sensor 106 en forma de sensor de presión proporciona un canal de datos de nivel de fluido único con una transición fluida y transparente desde la medición del nivel de fluido usando el sensor ultrasónico hasta la medición de la profundidad del nivel de fluido usando el sensor de presión. Esto significa que el dispositivo de monitorización/registro simplemente recibe una medición precisa del nivel de fluido del aparato 100, independientemente del sensor que esté en funcionamiento.
En un ejemplo, el aparato 100 comprende un tercer sensor 112. El tercer sensor 112 puede medir otra característica, tal como una condición local, que puede influir en las lecturas de uno o más del primer sensor 102 y el segundo sensor 104. En un ejemplo, el tercer sensor 112 comprende un sensor de temperatura configurado para medir la temperatura local. En el ejemplo en el que el primer sensor 102 comprende un sensor ultrasónico, la temperatura local puede afectar a la velocidad de la velocidad del sonido de las ondas ultrasónicas. Por lo tanto, el aparato 100 puede usar la temperatura local para calibrar el sensor ultrasónico a fin de tener en cuenta la temperatura local. El aparato 100 puede estar configurado para calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor 106 basándose en los datos obtenidos por el primer sensor 102 indicativos del nivel de fluido.
La calibración es posible ya que el aparato tiene una región de transferencia en la que tanto el primer sensor 102 como el segundo sensor 106 están configurados para obtener datos relacionados con el nivel de fluido. En esta región, los datos del primer sensor 102 pueden usarse para calibrar los datos del segundo sensor 106. En otras palabras, cuando el nivel de fluido sube estando por encima del segundo nivel umbral 108 y el segundo sensor 106 comienza a obtener datos, entonces los datos obtenidos por el primer sensor 102 se usan para calibrar los datos del segundo sensor 106.
Por lo tanto, los datos del primer sensor 106 pueden usarse para establecer el nivel de referencia de los datos del segundo sensor 108. Por ejemplo, si el segundo sensor 106 comprende un sensor de presión, entonces los datos iniciales pueden establecerse para que coincidan con los datos del primer sensor 102, eliminando así la necesidad de una referencia a la presión atmosférica, lo que puede ser complicado y caro.
En un ejemplo, el aparato 100 comprende un microprocesador configurado para ejecutar un algoritmo que procesa el último valor de fluido medido para establecer la referencia cero para el sensor de presión cuando se activa, y así elimina la necesidad de una referencia física a la presión atmosférica, simplificando la instalación y eliminando el mantenimiento.
El aparato 100 puede comprender un medio de almacenamiento que está configurado para almacenar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el primer sensor 102 y/o los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor 106. En un ejemplo, el aparato 100 está configurado para calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor 106 usando los datos indicativos del último valor de fluido almacenado obtenidos por el primer sensor 102 a medida que sube el nivel de fluido. En un ejemplo, el aparato 100 está configurado para usar un algoritmo para calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor 106 basándose en los datos indicativos del valor de fluido obtenidos por el primer sensor 102. En un ejemplo, el aparato 100 incluye una carcasa 110. La carcasa 110 puede ser sustancialmente alargada y sustancialmente hueca para alojar componentes electrónicos en su interior. La carcasa 110 está configurada para rodear sustancialmente algunos de los componentes electrónicos del aparato 100, para proteger los componentes electrónicos del fluido. El primer sensor 102 y el segundo sensor 106 pueden estar acoplados a la carcasa 110. Al menos una parte del primer sensor 102 puede estar situada dentro de la carcasa. Al menos una parte del segundo sensor 106 puede estar situada dentro de la carcasa 110.
La carcasa 110 puede estar moldeada a partir de un polímero plástico elástico, naturalmente autolimpiante que es sumergible.
El primer sensor 102 puede estar situado hacia una región inferior de la carcasa 110. En el ejemplo en el que el primer sensor 102 es un sensor ultrasónico, proporcionar el sensor ultrasónico hacia la región inferior de la carcasa permite que el sensor ultrasónico apunte hacia abajo, de modo que se pueda determinar el nivel de fluido cuando está por debajo de la parte inferior del aparato 100.
El segundo sensor 106 puede estar situado entre hacia la región inferior de la carcasa 110. En algunos ejemplos, el segundo sensor 106 se extiende más allá del extremo de la carcasa 110, de modo que el segundo sensor 106 comenzará a obtener datos relacionados con el nivel de fluido cuando el nivel de fluido esté por debajo de la parte inferior de la carcasa 110. En otras palabras, el segundo nivel umbral 108, que puede estar al mismo nivel que la parte inferior del segundo sensor 106, puede establecerse por debajo de la parte inferior de la carcasa 110.
La Figura 2 muestra un segundo ejemplo del aparato 100. En este ejemplo, la carcasa 110 comprende una parte de faldón 114 que está configurada para extenderse desde la parte inferior de la carcasa 110. En este ejemplo, el primer sensor 102 está situado sustancialmente dentro de un hueco definido por la parte de faldón 114. A medida que el nivel de fluido sube de condiciones normales a condiciones anormales, entonces la presencia de la parte de faldón 114 reduce el riesgo de que el primer sensor 102 quede sumergido en el fluido y, por lo tanto, no sea necesario limpiarlo.
Como se puede ver en la Figura 2, el segundo sensor 106 puede sobresalir por debajo de la extensión de la parte de faldón 114, de modo que el segundo umbral 108 quede por debajo de la parte inferior de la parte de faldón 114. La Figura 3 muestra una vista en sección transversal a través del aparato 100. La Figura 3 muestra que la carcasa 110 puede ser sustancialmente hueca para definir una cavidad en la que se encuentran los componentes electrónicos. En un ejemplo, el aparato 100 incluye uno o más de un conjunto de pozo de PCB 116, un punto de entrada de cable 118 y una fuente de alimentación 120, tal como una batería. En un ejemplo, la batería tiene una vida útil prevista de 5 años, en otro ejemplo, la batería tiene una vida útil prevista de 10 años. El aparato 100 del ejemplo mostrado en la Figura 3 incluye un conector 122 para una antena externa (no mostrada).
En un ejemplo, el aparato 100 comprende un registrador de datos para registrar los datos obtenidos por el primer sensor 102 y el segundo sensor 106. El primer sensor 102 y el segundo sensor 106 pueden estar configurados para emitir datos indicativos del nivel de fluido en una única línea de datos. Esto evita la necesidad de que haya múltiples líneas de datos para cada uno de los sensores.
En un ejemplo, el aparato 100 incluye un procesador para procesar los datos obtenidos para determinar el nivel de fluidoin situ.El aparato 100 también puede comprender un transmisor para transmitir los datos obtenidos a un receptor externo, y el procesamiento de los datos puede tener lugar en el receptor externo.
En un ejemplo, el procesador usa sistemas de toma de decisiones con inteligencia artificial que usan algoritmos de aprendizaje para monitorizar y analizar los datos del nivel de fluido. Cada vez es más importante medir y proporcionar datos de nivel precisos, de alta calidad y alta resolución durante las condiciones de funcionamiento normales, para permitir que los procesos de aprendizaje automático desarrollen su comprensión de la normalidad. También sigue siendo de vital importancia proporcionar datos de profundidad fiables y de alta calidad durante condiciones de funcionamiento excepcionales, por ejemplo, durante niveles elevados causados por condiciones meteorológicas húmedas o bloqueos.
En un ejemplo, el aparato 100 cumple con la certificación ATEX/IECEx Zona 0 (DSEAR) y está configurado para funcionar con cualquier registrador de datos o estación remota de telemetría debidamente certificado que pueda satisfacer sus modestos requisitos de alimentación. El aparato 100 puede configurarse para comunicarse con el registrador de datos usando varios protocolos de transferencia de datos en serie, incluido Modbus.
En un ejemplo, el aparato 100 incluye un registrador de datos y un transmisor integrados, tal como un módem NB-IoT (opción alternativa 2G) con una antena interna de alto rendimiento. Para condiciones marginales en las que la intensidad de la señal es realmente débil, puede haber un conector para una antena externa opcional. En este ejemplo, el aparato cumple con la certificación ATEX/IECEx Zona 0 y está configurado para encajar en la "alcantarilla en el fondo del jardín".
El aparato 100 tiene una gama de opciones de montaje sencillas adaptadas tanto a cámaras de paredes planas (construidas de ladrillo) como a las cámaras prefabricadas de plástico más modernas de 350 mm y 600 mm de diámetro. Es ideal para aplicaciones en alcantarillas poco profundas (350 mm de profundidad mínima), se puede configurar para ahorrar aún más usando uno u otro de los sensores de nivel o profundidad (en lugar de ambos). El aparato 100 es especialmente adecuado para su uso en una red de alcantarillado para monitorizar el nivel de aguas residuales. Por ejemplo, el aparato 100 puede usarse en aplicaciones de monitorización de redes de alcantarillado de aguas residuales. El aparato 100 permite una mejor gestión operativa y objetivos de prevención de la contaminación.
El aparato 100 también puede usarse para monitorizar alcantarillas domésticas para obstrucciones para ayudar a prevenir inundaciones internas del alcantarillado y la contaminación localizada.
Además, el aparato 100 puede usarse para la observación de la profundidad de ríos y otros cursos de agua en canal / la monitorización medioambiental y aplicaciones de prevención de inundaciones con alerta temprana. Por ejemplo, el aparato 100 puede usarse en redes de drenaje de aguas pluviales para monitorizar los niveles de aguas pluviales. La Figura 4 muestra una vista desde la parte inferior del aparato 100. El aparato 100 puede incluir una placa 124 situada hacia la parte inferior del aparato 100. En algunos ejemplos, un faldón (no mostrado) se extiende más allá de la placa 124. El primer sensor 102 y el segundo sensor 106 pueden estar acoplados a la placa 124. Además, el aparato 100 del ejemplo mostrado en la Figura 4 incluye un conector 122 para una antena externa (no mostrada). Las Figuras 5A a 5D muestran varias vistas del aparato. La Figura 5A muestra una elevación frontal del aparato 100. En este ejemplo, el aparato 100 incluye una sujeción 126, tal como un soporte para montar el aparato 100 en una pared de una cámara. La sujeción 126 puede usarse para montar el aparato en cámaras construidas con ladrillos de paredes planas. La sujeción 126 también puede usarse para montar el aparato 100 en cámaras circulares más modernas, por ejemplo, cámaras que tienen un diámetro de entre 350 mm y 600 mm. El aparato es ideal para su uso en aplicaciones de alcantarilla poco profunda (350 mm de profundidad mínima).
Las Figuras 5B a 5D muestran varias vistas en perspectiva del aparato 100.
La Figura 6 muestra un ejemplo de las etapas para medir un nivel de fluido en un sistema de canal abierto. En la etapa 200, se obtienen datos indicativos del nivel del fluido por debajo de un segundo nivel umbral 108, que es inferior a un primer nivel umbral, en un primer sensor 102. En la etapa 202, se obtienen datos indicativos del nivel de fluido entre el primer nivel umbral 104 y el segundo nivel umbral 108 tanto en el primer sensor 102 como en un segundo sensor 106. En la etapa 204, se obtienen datos indicativos del nivel de fluido por encima del primer nivel umbral 104 en el segundo sensor 106.
El método también puede incluir la etapa de calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor 106 basándose en los datos obtenidos por el primer sensor 102 indicativos del nivel de fluido.
Según un ejemplo, se proporciona un medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo el método de medición de un nivel de fluido en un sistema de canal abierto identificado anteriormente.
Según un ejemplo, se proporciona un producto de programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa es ejecutado por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo el método de medición de un nivel de fluido en un sistema de canal abierto identificado anteriormente.
Se llama la atención sobre todos los artículos y documentos que se presentan simultáneamente con esta memoria de patente o con anterioridad a ella en relación con la presente solicitud y que están abiertos a inspección pública junto con la presente memoria descriptiva.
Todas las características divulgadas en la presente memoria descriptiva (incluidas las reivindicaciones, el resumen y los dibujos adjuntos) y/o todas las etapas de cualquier método o proceso así divulgado pueden combinarse en cualquier combinación, excepto aquellas combinaciones en las que al menos algunas de dichas características y/o etapas sean mutuamente excluyentes.
La invención no se limita a los detalles de la realización o realizaciones anteriores. La invención se extiende a cualquier novedad, o cualquier combinación novedosa, de las características divulgadas en la presente memoria descriptiva (incluidas las reivindicaciones, el resumen y los dibujos adjuntos), o a cualquier novedad, o cualquier combinación novedosa, de las etapas de cualquier método o proceso así divulgado.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) para medir un nivel de fluido, comprendiendo el aparato:
un primer sensor (102) configurado para obtener datos indicativos de un nivel de fluido por debajo de un primer nivel umbral (104); y
un segundo sensor (106) configurado para obtener datos indicativos del nivel de fluido por encima de un segundo nivel umbral (108), que es inferior al primer nivel umbral (104);
en donde tanto el primer sensor (102) como el segundo sensor (106) están configurados para obtener datos indicativos del nivel de fluido cuando el nivel de fluido está entre el primer nivel umbral (104) y el segundo umbral,
en donde el primer sensor (102) y el segundo sensor (106) están configurados para emitir datos indicativos del nivel de aguas residuales en una única línea de datos, en donde los datos emitidos pasan sin interrupciones de los datos obtenidos del primer sensor (102) a los datos obtenidos del segundo sensor (106).
2. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según la reivindicación 1, en donde el aparato está configurado para calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor (106) basándose en los datos obtenidos por el primer sensor (102) indicativos del nivel de fluido.
3. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según la reivindicación 2, en donde el aparato está configurado para calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor (106) usando los datos indicativos del último valor de fluido almacenado obtenidos por el primer sensor (102) a medida que el nivel de fluido sube por encima del segundo umbral.
4. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 o 3, comprendiendo el aparato una carcasa (110) que comprende una parte de faldón (114) que define un hueco dentro de la carcasa (110), en donde el primer sensor (102) está situado sustancialmente dentro de un hueco definido por la parte de faldón (114).
5. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el primer sensor (102) comprende un sensor ultrasónico.
6. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el segundo sensor (106) comprende un sensor de presión.
7. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según la reivindicación 6, en donde el sensor de presión comprende una sonda de presión configurada para proyectarse hasta el segundo nivel umbral (108).
8. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el aparato un sensor de temperatura.
9. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un registrador de datos configurado para registrar los datos obtenidos indicativos del nivel de fluido.
10. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un transmisor configurado para transmitir los datos obtenidos indicativos del nivel de fluido.
11. El aparato de monitorización de flujo en canal abierto (100) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el flujo en canal abierto es una alcantarilla o un desagüe pluvial y el nivel de fluido es un nivel de aguas residuales o aguas pluviales.
12. Un método de medición del nivel de un fluido en un sistema de canal abierto usando el aparato de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el método:
obtener, en un primer sensor (102), datos indicativos del nivel del fluido por debajo de un segundo nivel umbral (108), que es inferior a un primer nivel umbral (104);
obtener, tanto en el primer sensor (102) como en un segundo sensor (106), datos indicativos del nivel de fluido entre el primer nivel umbral (104) y el segundo nivel umbral (108); y
obtener, en el segundo sensor (106), datos indicativos del nivel de fluido por encima del primer nivel umbral (104).
13. El método de la reivindicación 12, que comprende:
calibrar los datos indicativos del nivel de fluido obtenidos por el segundo sensor (106) basándose en los datos obtenidos por el primer sensor (102) indicativos del nivel de fluido.
14. Un medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende instrucciones que, cuando son ejecutadas por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo el método de cualquiera de las reivindicaciones 12 o 13.
ES21700809T 2020-01-23 2021-01-18 Open channel flow monitoring apparatus Active ES3034194T3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2000998.1A GB2591274B (en) 2020-01-23 2020-01-23 Open channel flow monitoring apparatus
PCT/GB2021/050106 WO2021148778A1 (en) 2020-01-23 2021-01-18 Open channel flow monitoring apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES3034194T3 true ES3034194T3 (en) 2025-08-13

Family

ID=69725955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES21700809T Active ES3034194T3 (en) 2020-01-23 2021-01-18 Open channel flow monitoring apparatus

Country Status (13)

Country Link
US (1) US12422299B2 (es)
EP (1) EP4094053B1 (es)
AU (1) AU2021211183B2 (es)
CA (1) CA3163309A1 (es)
ES (1) ES3034194T3 (es)
GB (1) GB2591274B (es)
HR (1) HRP20250720T1 (es)
HU (1) HUE071578T2 (es)
PL (1) PL4094053T3 (es)
RS (1) RS66926B1 (es)
SM (1) SMT202500231T1 (es)
WO (1) WO2021148778A1 (es)
ZA (1) ZA202207054B (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001020865A1 (en) 1999-09-15 2001-03-22 Aware, Inc. Multicarrier system with dynamic switching between active application sets
NL2036238B1 (en) * 2023-11-10 2025-05-20 Ireckon Water B V Ultrasonic monitoring of filling levels in drainage elements

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5633809A (en) 1989-12-22 1997-05-27 American Sigma, Inc. Multi-function flow monitoring apparatus with area velocity sensor capability
US5184510A (en) * 1991-12-23 1993-02-09 Ford Motor Company Liquid level sensor
JP3201140B2 (ja) 1994-05-31 2001-08-20 ソニー株式会社 電子機器装置
GB2334782B (en) * 1998-02-25 2002-02-13 Federal Ind Ind Group Inc Acoustic transducers
DE10119471A1 (de) * 2001-04-20 2002-10-31 Micronas Gmbh Verfahren und Zweidrahtsensor zur Messung einer physikalischen Größe
US6986389B2 (en) * 2003-05-02 2006-01-17 Weatherford/Lamb, Inc. Adjustable deployment apparatus for an actively clamped tubing-conveyed in-well seismic station
FR2922625B1 (fr) * 2007-10-18 2009-12-04 Valcap Valence Capteur Dispositif et procede de surveillance d'un reseau de conduites de liquides et reseau equipe d'un tel dispositif
US8385155B2 (en) * 2010-03-05 2013-02-26 Exelis Inc. Digital hydrophone
EP2889589A1 (en) * 2013-12-24 2015-07-01 Honeywell International Inc. Bulk acoustic wave (BAW) sensors for liquid level measurements
CN203949779U (zh) * 2014-06-19 2014-11-19 湖南高速铁路职业技术学院 铁路轨枕检测数据采集装置
US20160054164A1 (en) * 2014-08-19 2016-02-25 Honeywell International Inc. Compensated fluid level transmitter
CN104316140A (zh) * 2014-11-12 2015-01-28 成都蓝宇科维科技有限公司 一种水位监测器
CN205301889U (zh) * 2015-09-06 2016-06-08 浙江科技学院 一种适用于多种接口类型传感器的数模混合接口电路
JP3201140U (ja) * 2015-09-11 2015-11-19 ペンタフ株式会社 平水時洪水時兼用水位計
EP3688281B1 (en) * 2017-09-29 2023-05-17 BP Corporation North America Inc. Systems and methods for monitoring components of a well system
DE202017106083U1 (de) * 2017-10-06 2019-01-17 Acs-Control-System Gmbh Pegelmessvorrichtung
KR102037873B1 (ko) * 2018-06-18 2019-10-29 (주)수인테크 다중 수위 입력방식의 침적식 초음파유량계
CN110530456B (zh) * 2019-10-10 2025-06-10 南京墨行信息技术有限公司 一种用于水位测量用压力传感器零漂校准装置

Also Published As

Publication number Publication date
SMT202500231T1 (it) 2025-07-22
GB2591274A (en) 2021-07-28
EP4094053C0 (en) 2025-04-30
RS66926B1 (sr) 2025-07-31
AU2021211183A1 (en) 2022-09-15
PL4094053T3 (pl) 2025-10-13
GB2591274B (en) 2022-02-23
US12422299B2 (en) 2025-09-23
HUE071578T2 (hu) 2025-09-28
HRP20250720T1 (hr) 2025-08-15
GB202000998D0 (en) 2020-03-11
EP4094053B1 (en) 2025-04-30
EP4094053A1 (en) 2022-11-30
ZA202207054B (en) 2024-12-18
CA3163309A1 (en) 2021-07-29
WO2021148778A1 (en) 2021-07-29
US20230044547A1 (en) 2023-02-09
AU2021211183B2 (en) 2023-12-21
NZ791436A (en) 2025-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES3034194T3 (en) Open channel flow monitoring apparatus
CN107003173B (zh) 水量测量装置以及水量监控系统
EP2545344B1 (en) Determining a blockage of a waste water conduit
US20080060430A1 (en) Liquid level measurement device and installation incorporating the same
CN105527456A (zh) 窨井排水状态监测系统及方法
CN109084864B (zh) 一种细长直管型超声波液位测量装置及测量方法
US12449399B2 (en) Method and system for determining surface level and soil infiltration under irrigation
JP3201140U (ja) 平水時洪水時兼用水位計
KR200456058Y1 (ko) 수질 측정장치
CN115655417A (zh) 一种窨井水位传感器及检测方法
Rahman et al. Water level monitoring using ultrasonic-pipe in open channel
RU2642902C1 (ru) Ультразвуковой расходомер
CA2598215C (en) Liquid level measurement device and installation incorporating the same
CN220772267U (zh) 一种带风速监测的雷达流量计
CN207907957U (zh) 一种超声波多普勒流量计
CN108072408B (zh) 一种水下探测装置
CN207866288U (zh) 一种水下探测装置
JP2003294502A (ja) 下水管内の下水流量の測定装置
RU18769U1 (ru) Устройство для измерения объемного расхода жидкости в открытых каналах и безнапорных трубопроводах
CN107228954A (zh) 超声波多普勒流速仪探头的改进结构
CN209027992U (zh) 一种宽量程光学后向散射测沙仪探头
US20020134171A1 (en) Fluid flow meter
CN222506586U (zh) 一种基于tdr技术的雨水测定设备
BR102014026312A2 (pt) dispositivo autônomo de monitoramento de ondas e marés
JP3244175B2 (ja) 流量測定装置