IT8300629A1 - Centralina per la registrazione su memorie elettroniche di dati anemologici - Google Patents

Description

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Attualmente la rilevazione di dati anemologici ? effettuata in stazioni opportunamente attrezzate, con lrausilio di strumenti elettromeccanici di varia natura, che in genere abbisognano di manutenzione e assistenza di operatori.

Quest'ultima ? soprattutto necessaria nella fase di registrazione dei dati su supporti fisici.

Questi sono in genere costituiti da rotoli di carta che vengono o scritti da pennini collegati agli strumen ti sensori, o perforati in codice.

L'elaborazione dei dati cosi raccolti si presenta assai laboriosa e di lunga durata.

La rilevazione dei parametri anemologici, sia per scopi energetici che meteorologici, si f? pi? problematica in siti poco accessibili, o comunque remoti ove non sia possibile installare un centro di rilevamento tradizionale.

Le limitazioni che oggigiorno si incontrano nel campo di queste rilevazioni sono dovute quindi:

A) all'uso di apparecchiature che abbisognano di manutenzi? ne e controllo da parte di operatori specializzati;

B) all'uso di strumenti talvolta fortemente sensibili alle condizioni climatiche, come la temperatura, o soggetti a "fuori uso";.

C) all'impossibilit? di disporre di centri di rilevamento in ogni sito che si ritenga anemologicamenie interessante in modo da disporre di una fitta rete di stazioni di rilevamento;

D) all'uso di supporti fisici per i dati che non consentono grandi densit? d'informazione e che richiedono molto tempo per essere letti e quindi per elaborare i dati.

Questi problemi possono essere risolti impiegando per dette rilevazioni una apposita centralina studiata espres^ samente che presenta le seguenti caratteristiche:.

A) realizzata esclusivamente con circuiti elettronici allo stato solido, con possibilit? d'impiego in un campo di temperatura da-55?C a+l25?C;

B) assenza di parti meccaniche o di altro genere in movimen to che escludono assistenza e manutenzione da parte di un operatore;

C) possibilit? per l'operatore di recarsi presso la centrali, na, a ritirare i dati raccolti, saltuariamente, ad intervalli di tempo anche di notevole durata;

D) registrazione dei dati su schede di memorie elettroniche; E) registrazione di tutti i dati riguardanti il vento ed esattamente: direzione, variabilit? di questa, velocit?; F) possibilit? di selezionare la modalit? di rilevazione, ov vero scegliere se registrare la velocit? istantanea o me dia, continuamente o ad intervalli di durata voluta, o scegliere il periodo in cui mediare la velocit?;

G) estrema semplicit? ed immediatezza della lettura ed elaborazione dei dati raccolti tramite sistema computerizzato; H) impiego esclusivo di logica digitale binaria, che rende omogeneo il circuito e garantisce una maggiore protezione dai disturbi rispetto a circuiti analogici.

Disponendo di un simile strumento, estremamente affidabile, pu? divenire possibile la realizzazione di una vera e propria rete di rilevamento dati, gestibile da un uni co centro, a cui affluiscano le schede dati ritirate saltuaria, mente, che disponga di un sistema di calcolo computerizzato adatto a leggere le schede; si otterrebbero cos? pi? dettaglia te informazioni sul fenomeno vento, in modo economico e veloce.

La centralina per la registrazione su memorie elet troniche di dati anemologici, comprende:

A) un trasduttore di velocit? costituito da un rotore con pale a coppe di tipo standard calettato su di un albero (l) portato in posizione verticale dai cuscinetti (2) alloggiati opportunamente nella parte superiore del contenitore di protezione (3) (vedi fig. l). All'interno del contenitore l'estremo libero dall'albero (l) ha riportato il cilindro pieno (4) , disposto coassialmente, che ha praticato in sen so radiale il foro passante (5). La quota del foro, dalla base del cilindro, ? tale che possa mettere in comunicazione il trasmettitore (6) con il ricevitore ottico (7), allorquan do 1'albero ruoti. In questa condizione, il cilindro ? sempre interposto tra il trasmettitore ed il ricevitore, sar? permes^ sa la comunicazione tra i due fotoelementi, solo quando l'asse del foro sar? coincidente con la retta che congiunge i due elementi fotoelettrici. In questo modo ogni giro dell'albero ? indivuduato da due impulsi elettrici generati dal fotoele? mento ricevitore.

B Un trasduttore di direzione costituito da un codificatore assoluto di posizione, con un numero di "bits" in uscita variabile secondo quanti settori di provenienza del vento si vogliono discriminare. Si f? ricorso a tante coppie di fotoele_ menti quanti sono i "bits" che si desidera avere in uscita. In fig- 2 ? riportata la forma della maschera del codificatore da usarsi in caso si vogliano distinguere sedici direzioni di provenienza (la parte tratteggiata ? opaca). In Fig. 3 ? riportata la disposizione dei fotoelementi rispetto al disco trasparente che sorregge la maschera. In fig- 4 ? riportato lo schema della connessione elettrica di una singola coppia di fotoelementi, che ? valida sia per tutti quelli montati sul trasduttore di direzione che su quello di velocit?.

C Un generatore di sincronismi (fig.5) che genera i segnali (W), (X), (Y), (Z), riportati sia in fig. ?A che in fig- ?B, secondo la modalit? di rilevamento dei dati (vedi punto M) scelta col deviatore (13)? Tale generatore ? costituito dall'oscillatore (8) pilotato da un quarzo o da una sempli_ ce capacit?, secondo la precisione desiderata, che genera un'onda quadra di frequenza aggiustabile. Questa viene divisa dai contatori-divisori (9) e (10), fino ad ottenere periodi d? oscillazione desiderati, variabili dal secondo all'ora. Il blocco (il) elabora l'onda quadra in ingresso in modo da ottenere una forma d'onda periodica asimmetrica sulla linea (K), tale che il rapporto tra periodo in cui la linea ? nello stato logico "1" e quello in cui ? n0n, sia variabile a piacere tramite gli interruttori (14)? Il blocco (12), che pu? ricevere la linea (K) o l'onda quadra a bassa frequenza sulla linea (L), genera i quattro segnali (W), (X), (Y), (Z), di cui gli ultimi tre sempre impulsivi della durata dell'ordine delusecondo; se riceve la linea (K) si avr? il caso di fig. ?A, se riceve la linea (L) quello di figura ?B. I segnali (W), (X), (Y), (Z), vengono inviati alla rimanente parte del circuito di controllo.

D) Il circuito che realizza la logica cablata (fig.5)-Esso ? costituito dal blocco squadratore di segnali (17) che accetta al suo ingresso i segnali provenienti dal tra sduttore di velocit? (15), da quello di direzione (l?) e il segnale di sincronismo (W). Alla sua uscita si hanno le linee: (M), che porta gli impulsi generati dal T.D.V. quando (W) ? nello stato logico "l"; (0) che codifica la direzione del vento; (N) che ? il "bit" meno significativo della linea (01.La linea (M) giunge al blocco (l8\ che con ta gli impulsi e presenta sulla sua uscita, su di un numero opportuno di "bits", la configurazione binaria corrisponden te al numero di impulsi conteggiati. Questa ? presentata in ingresso al blocco (19) che ha la funzione d'immagazzinare i dati quando arriva l'impulso sulla linea (X). L'usci ta del blocco (19) costituisce la linea (P) che viene invici ta: alla scheda di memorie, al blocco (2l) e al comparatore (20). Quest'ultimo confornta la linea (P) con l'uscita del blocco (21). Al comparatore possono essere inviati tutti i "bits" delle linee suddette o solo quelli pi? significativi, secondo lo scarto che si vuole rilevare tra la velocit? attuale e quella precedente. Il blocco (21) conserva immagazzinata l'informazione del dato di velocit? della misura precedente, dopo l'arrivo dell'impulso sulla linea (Z).

In ingresso al blocco (22) si hanno i seguenti segnali; il risultato della comparazione tra dati di velocit?, i segnji li sulle linee (X), (Y), (Z), il segnale di avvio delle misure (V), il segnale (U) che pu? selezionare il funzionamento o con registrazione dell'intervallo o senza,un segnale proveniente dal blocco (23) che indica che ? stata raggiunta la massima capacit? di.memoria, un segnale provenien te dal blocco (24) che indica il raggiungimento della massima capacit? di conteggio degli intervalli. Il blocco (22), secon do lo stato di queste otto linee in ingresso, genera tre segna, li opportuni: il primo sulla linea (T), ? quello che comanda la scritttura in memoria, il secondo che raggiunge i blocchi (23) e (24) fa avanzare l'indirizzo corrente di memoria e riini zializza il conteggio del numero di intervalli, il terzo fa ava zare il conteggio degli intervalli stessi. Il blocco (23) gener l'indirizzo di memoria e lo presenta sulla linea (Q); il blocco (24) realizza il conteggio degli intervalli trascorsi senza registrazioni e lo presenta sulla linea (R). La linea (N), ovvero il "bit" meno significativo del codificatore di posizione, arri va al blocco (25) che genera un'impulso ogni volta che detta linea cambia stato logico. Questi impulsi, cos? generati, vengono conteggiati dal blocco (26). Il risultato del conteggio ? presentato in ingresso al blocco (27) che, all'arrivo dell'im pulso sulla linea (X), lo fa apparire alla sua uscita sulla linea (S). La linea (Q) ? anche inviata al blocco (28) che provvede a decodificarla e a visualizzare su display l'indirizzo corrente di memoria. Dall'organo di controllo escono quindi cinque linee che codificano le seguenti informazioni: linea (0) per la direzione, linea (P) per la velocit? media, linea (S) per la variabilit? della direzione, linea (R) per il conteggio degli intervalli, linea (Q) per l'indirizzo corrente di memori Esce inoltre la linea (T) che comanda la scrittura in memoria. E) Una scheda estraibile (fig.7), eventualmente autoalimentata, con un banco di memorie (29) della capacit? adatta a contenere tutte le informazioni per il periodo minimo desiderato. Tale scheda, tramite un connettore, riceve le linee sopra menzionat detti (o), (p), (r), (s), (q) il numero di "bits" che compongono rispettivamente le linee (?), (P), (R), (S), (Q), si avr? un banco di memorie della capacit? di (o 4-p r s).2^ ,Tbits Le memorie elettroniche da impiegarsi possono essere dei pi? svariati tipi: del genere programmabili a sola lettura o ad a? cesso casuale. In quest'ultimo caso necessiter? una fonte di alimentazione opportuna, installata sulla scheda estraibile, poich? questo tipo di memorie ? "volatile". Infatti, mancando l'alimentazione, l'informazione contenuta nelle memorie va pe? sa. La comodit? del trasporto di una scheda di memorie autoaLi mentata ? resa possibile dall'impiego di dispositivi, realizza, ti con particolari tecniche, che presentano un consumo di corrente irrisorio. La centralina per la rilevazione di dati anemologici sopra descritta rileva i seguenti parametri:

F) velocit? media del vento nel periodo di misura;

G) direzione assunta dal vento nell'istante della scrittura in memoria;

H) numero di volte che la direzione del vento ha cambiato settore di provenienza durante il periodo di misura (l'ampiezza del settore pu? essere scelta opportunamente). Il metodo adottato per ottenere questa'informazione ? descritto al punto D) dell descrizione;

I) il numero di intervalli di ripetizione delle misure che sono trascorsi dalla misura precedente che abbia riportato un dato di velocit? diverso dall'attuale.

La centralina in parola esegue le misure secondo il procedimento di seguito descritto.

Lo strumento esegue automaticamente le misure, una volta avviato, nel modo seguente: allo scadere del periodo di misura confronta il dato significativo della velocit? attuale co quello della velocit? precedente, e nel caso risulti diverso, l'organo di controllo registrer? in memoria i dati relativi ai punti F), G), H), i)della descrizione. Nel caso in cui il dato attuale risulti uguale a quello precedente, l'organo di controll non registrer? nulla in memoria, ma far? avanzare di una unit? il conteggio degli intervalli trascorsi senza registrazione.

Ogni volta che viene registrato un dato, il contea gio degli intervalli riprende da capo-All'istante iniziale di avvio del dispositivo il dat attuale, ovvero il primo dato, viene confrontato con velocit? nu Qualora il numero degli intervalli massimi conteggia li stia per essere superato, per non perdere la continuit? tempo rale delle misure, si prow eder? a registrare in memoria ugual_ mente la situazione di quel momento, a prescindere dall?uguaglian za o no del dato di velocit?; dopo di che il conteggio degli in tervalli trascorsi senza registrazione riprende da capo. Allo scadere della massima capacit? di memoria si pu? scegliere tra due possibilit?: o bloccare l'esecuzione delle misure in attesa che venga sostituita la scheda, oppure ricominciare a memorizzare dal primo indirizzo di memoria.

In quest?ultimo caso la scheda non dovr? essere uni ca, per non perdere informazione, ma suddivisa in unit? indipen denti, in modo che quando lo strumento ricomincia a memorizzare dalle prime locazioni, non cancelli i dati gi? esistenti perch? si ? gi? provveduto a sostituire tutte le unit? completamente esaurite fino all'indirizzo corrente.

Sulla centralina ? possibile selezionare le seguenti modalit? di rilevamento:

L) variare il periodo di ripetizione delle misure;

M) registrare lavelocit? istantanea od ottenere la ?edia su di un periodo variabile da quello di ripetizione delle misure (forme d?onda fig. ?B) ad una frazione, selezionabile a piac? re, di detto periodo (forme d?onda fig. 6A);

N) selezionare lo scarto tra velocit? attuale e precedente, in modo da dar luogo alla registrazione solo per differenze di velocit? desiderate, (punto D) della descrizione);

0) scegliere se registrare continuamente i dati o conteggiare gli intervalli in cui la velocit? risulta uguale, o differ? sce per lo scarto desiderato, a quella della misura preceden te, al fine di risparmiare spazio in memoria. Sulla centrai^ na in parola i dati vengono memorizzati su di un supporto fisico costituito da una scheda di memorie elettroniche, di facile trasporto.

Il maggiore vantaggio di questo sistema di registra zione di dati, si presenta all'atto dell'elaborazione dei dati stessi- Infatti baster? inserire la scheda di memorie in un'o_p portuna interfaccia di un sistema computerizzato affinch? questo, in brevissimo tempo, non solo legga e trascriva i dati ma elabori tutte le funzioni delle variabili aleatorie richieste, tramite opportuni programmi.

In poche parole si ? saltato il passaggio, f?n'ora obbligato, in cui l'operatore doveva caricare i dati, da lui stesso letti e posti in forma accettabile per l'elaboratore, in memoria al sistema computerizzato per poter poi procedere alla loro elaborazione.

Resta inteso che, sebbene nella presente trattazio ne si sia fatto sempre riferimento all'impiego del trovato quale rilevatore di dati anemologici, lo stesso potr? essere indifferentemente utilizzato quale rilevatore e registratore di altri dati metereologici, come per esempio temperatura, in

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I

   l) Centralina per la registrazione su memorie elettroniche didati anemologici, caratterizzata per il fatto di comprendere: a) un trasduttore di velocit? costituito da un rotore con pale a coppe di tipo standard calettato su di un albero (1) por tato in posizione verticale dai cuscinetti (2) alloggiati opportunamente nella parte superiore del contenitore di pr^ tezione (3) (vedi fig. l); all'interno del contenitore l'estremo libero dell'albero (l) ha riportato il cilindro pieno (4)j disposto coassialmente, caratterizzato da un foro passante, trasversale e diametrale (5)> attraverso il quale possono essere messi in comunicazione un trasmettitore (6) con il relativo ricevitore ottico (7);

   b) un trasduttore di direzione, costituito e funzionante secondo quanto descritto al punto B) della descrizione con riferimento alle figure 2, 3 e 4;

   c) un generatore di sincronismi, costituito e funzionante secondo quanto descritto al punto C) della descrizione con riferimento alle figure 5, 6A e ?B;

   d) un circuito che realizza la logica cablata, costituito e funzio^ nante secondo quanto descritto al punto D) della descrizione con riferimento alla figura Si

   e) una scheda estraibile, costituita e funzionante secondo quanto descritto al punto E) della descrizione con riferimento alla figura 7-2) Centralina per la registrazione su memorie elettroniche di dati anemologici, secondo la rivendicazione precedente, caratterizzji ta per il fatto di rilevare i seguenti parametri:

   f) velocit? media del vento nel periodo di misura;

   g) direzione assunta dal vento nellristante della scrittura in me moria;

   h) numero di volte che la direzione del vento ha cambiato settore di provenienza durante il periodo di misura (l'ampiezza del se_t tore pu? essere scelta opportunamente). Il metodo adottato per ottenere quest?informazione ? descritto al punto D) della desc zione;

   i) il numero d?intervalli di ripetizione delle misure che sono tr scorsi dalla misura precedente che abbia riportato un dato di velocit? diverso dall?attuale.

   3) Centralina per la registrazione su memorie elettroniche di dat anemologici, secondo la rivendicazione 1), caratterizzato per il fatto che essa esegue le misure secondo il procedimento di seguito descritto: allo scadere del periodo di misura confront il dato significativo della velocit? attuale con quello della velocit? precedente, e nel caso risulti diverso, l?organo di controllo registrer? in memoria i dati relativi ai punti (F), (G), (H), (I). Nel caso in cui il dato attuale risulti uguale a quello precedente, l'organo di controllo non registrer? nul la in memoria, ma far? avanzare di una unit? il conteggio degl intervalli trascorsi senza registrazione. Ogni volta che viene registrato un dato, il conteggio degli intervalli riprende da capo. All?istante iniziale di avvio del dispositivo il dato attuale, ovvero il primo dato, viene confrontato con velocit? nulla- Qualora il numero degli intervalli massimi conteggiabil stia per essere superato, per non perdere la continuit? tempor le delle misure, si prow eder? a registrare in memoria ugualmen te la situazione di quel momento, a prescindere dall?uguaglianza o no del dato di velocit?; dopo di che il conteggio degli intervalli trascorsi senza registrazione riprende da capo.

   4) Centralina per la registrazione su memorie elettroniche di dja ti anemologici, caratterizzata per il fatto che ? in grado di selezionare le seguenti modalit? di rilevamento:

   l) variare il periodo di ripetizione delle misure;

   m) registrare la velocit? istantanea od ottenere la media su di un periodo variabile da quello di ripetizione delle misure (forme d'onda fig. ?B) ad una frazione, selezionabile a piace. re, di detto periodo (forme d'onda fig- ?A);

   n) selezionare lo scarto tra velocit? attuale e precedente, in modo da dar luogo alla registrazione solo per differenze di ve locit? desiderate, (punto D) della descrizione).

   o) scegliere se registrare continuamente i dati o conteggiare gli intervalli in cui la velocit? risulta uguale, o differisce per lo scarto desiderato, a quella della misura precedente, al fine di risparmiare spazio in memoria.

   5) Centralina per la registrazione su memorie elettroniche di dati anemologici, caratterizzata per il fatto che i dati vengono memorizzati su di un supporto fisico costituito da una scheda di memorie elettroniche, di facile trasporto.

   6) Centralina per la registrazione su memorie elettroniche di dja ti anemologici, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni pre^ cedenti,sostanzialmente come descritto nella descrizione e raffigurato nei disegni allegati.