ITPR940001A1 - Strumento per la misurazione della opacita' di un fluido o di una miscela gassosa. - Google Patents

Abstract

Il trovato si inserisce nel campo degli strumenti di misura ed in particolare si riferisce ad un opacimetro o fumometro per la misurazione della opacità di un fluido attraversante una camera di misurazione (1).Lo strumento comprende mezzi di isolamento di materiale perfettamente trasparente interposti tra la camera di misurazione (1) e mezzi fototrasmettitori (5) e fotoricevitori (6).Detti mezzi di isolamento sono elementi trasparenti (9) che impediscono qualsiasi contatto tra il fluido e i mezzi fototrasmettitori (5) e fotoricevitori (6) impedendo la fuoriuscita d fluido dalle aperture laterali (3) della camera di misurazione (1) attraverso le quali passa un fascio luminoso (4).

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda dì brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per tìtolo:

STRUMENTO PER LA MISURAZIONE DELLA OPACITÀ DI UN FLUIDO O DI UNA MISCELA GASSOSA.

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato uno strumento per la misurazione della opacità di un fluido o di una miscela gassosa, comunemente denominato opacimetro o fumometro. Gli opacimetri sono strumenti che vengono generalmente utilizzati per misurare la opacità dei gas di scarico dei veicoli, in particolare dei veicoli con motore diesel. Gli opacimetri convenzionali comprendono generalmente una camera di misurazione, che viene applicata direttamente alla marmitta del veicolo e che viene attraversata dai gas di scarico di questo ultimo. La camera di misurazione è provvista di due aperture laterali attraverso le quali viene fatto passane un fascio luminoso emesso da una sorgente esterna alla camera di misurazione e rilevato, in uscita dalla camera di misurazione stessa, da appositi mezzi di rilevazione, preferibi 1mente costituiti da elementi fotosensibili o fotodiodi. In tal modo, conoscendo la lunghezza della colonna di fumo (coincidente con la lunghezza della camera di misurazione) e misurando la percentuale di luce trasmessa che giunge sugli elementi ricevitori del fascio luminoso, è possibile determinare l'opacità del fluido gassoso attraver sante la camera di misurazione, mediante impiego di formule matematiche ben note ai tecnici del settore.

Uno dei principali inconvenienti degli opacimetri sopra descritti è quello del progressivo imbrattamento degli elementi ottici di trasmissione e ricezione del fascio luminoso da parte del fluido gassoso o del fumo di cui misurare l'opacità. Infatti il fumo durante la misurazione fuoriesce, anche se in quantità modeste, attraverso le aperture laterali della camera di misurazione e quindi può rendere progressivamente traslucidi o opachi i vetri trasparenti posti normalmente a protezione degli elementi ottici di trasmissione e ricezione. Per ovviare al suddetto inconveniente, tra gli elementi ottici di trasmissione e ricezione del fascio luminoso e la camera di misurazione sono state interposte due camere nelle quali opportuni mezzi di ventilazione provvedono ad allontanare dagli elementi ottici il fumo fuoriuscente dalla camera di misurazione. La suddetta soluzione non risolve però totalmente l'inconveniente sopra descritto in quanto una piccola parte dei fumi raggiunge comunque gli elementi Ottici i quali, dopo un certo numero di misurazioni, diventano sporchi e quindi non perfettamente efficienti. Il suddetto inconveniente è ancora piu evidente nel caso dei cosidetti opacimetri campioni ossia di quegli strumenti il cui scopo è quello di tarare i vari tipi di opacimetri posti in commercio. E' evidente come gli opacimetri campione, dopo un certo numero di misurazioni, diventino progressivamente meno precisi e quindi anche gli strumenti' tarati da essi risentano di detta imprecisione ampiificandola .

Scopo del presente trovato è quello di eliminare i suddetti inconvenienti rendendo disponibile un opacimetro le cui misurazioni siano sempre perfettamente attendibili e non affette da errori dovuti alla non perfetta pulizia e alla non perfetta trasparenza del percorso seguito dal fascio luminoso di misurazione.

Ulteriore scopo è quello di rendere fissa, e quindi misurabile con assoluta certezza, la lunghezza della zona opaca attraversata dal fascio luminoso.

Detti scopi sono pienamente raggiunti dallo strumento per la misurazione della opacità di un fluido o di una miscela gassosa, oggetto del presente trovato, che si caratterizza per quanto contenuto nelle rivendicazioni sotto riportate ed in particolare per il fatto di prevedere dei mezzi di isolamento interposti tra la camera di misurazione ed i mezzi fototrasmettitori e fotoricevitori per la trasmissione e la ricezione del fascio luminoso, detti mezzi di isolamento essendo conformati e sistemati in modo tale da impedire qualsiasi contatto tra il fluido da sottoporre a misura ed i mezzi fototrasmettitorie fotoricevitori ed essendo atti ad impedire la fuotiuscita di fluido dalle aperture laterali della camera durante la misurazìone .

Detti mezzi di isolamento possono essere elementi trasparenti di forma discoidale o a forma di str quali possono passare attraverso più posizioni operative, ed in particolare da una posizione in cui gli elementi trasparenti chiudono a tenuta le aperture laterali della camera di misurazione ad una posizione in cui gli elementi trasparenti , distaccati dalla camera, possono muoversi rispetto alla camera stessa in modo che il successivo contatto a tenuta con la camera avvenga in una diversa zona degli elementi trasparenti non ancora pervenuta a contatto con il fluido da sottoporre a misurazione. In tal modo, muovendo opportunamente gli elementi trasparenti con appositi mezzi attuatori, è possibile utilizzare detti elementi trasparenti per un gran numero di misurazioni, in ognuna delle quali gli elementi trasparenti si presentano perfettamente puliti al fascio luminoso che li attraversa, eliminando qualsiasi tipo di errore di misura dovuto ad impurità incontrate dal fascio luminoso durante il suo percorso.

Questa ed altre caratteristiche risulteranno maggiormente evidenziate dalla descrizione seguente di una preferita forma realizzativa illustrata a puro titolo esemplificativo ma non limitativo, nelle unite tavole di disegno, in cui: - la figura 1 illustra lo strumento parzialmente sezionato longitudinalmente;

la figura 2 illustra un particolare dello strumento di fig.1 in scala ingrandita;

la figura 3 illustra un particolare dello strumento sezionato secondo la retta A-A di figura 1;

la figura A illustra un particolare dei mezzi attuatori degli elementi trasparenti.

Con riferimento alle figure, con 1 è stata indicata una camera di misurazione di un opacimetro o fumometro, ossia di uno strumento per la misurazione della opacità di un fluido o di una miscela gassosa.

Il trovato è qui descritto nel caso specifico di utilizzo per la misurazione dell'opacità dei gas di scarico dei veicoli con motore diesel.

La camera di misurazione 1 è provvista di un ingresso 7 per il gas, direttamente applicato alla marmitta 2 di un veicolo, e di due uscite 8 (di cui una sola illustrata in figura 3) per lo scarico del gas.

La camera di misurazione 1 è provvista anche di due aperture laterali 3, illustrate in maggior dettaglio in figura 2, attraverso le quali, durante la misurazione, passa un fascio luminoso schematicamente indicato con 4 . Il fascio luminoso 4 è prodotto da mezzi di trasmissione o fotoemettitori 5 costituiti da una sorgente luminosa esterna alla camera 1, realizzata ad esempio con un proiettore comprendente una lampada alogena o un diodo led verde ad alta efficienza ed un gruppo ottico di concentrazione che origina un fascio luminoso avente un diametro di circa 6 min (valore puramente indicativo) ed atto ad attraversare tutta la camera di misurazione per uscire attraverso la corrispondente opposta apertura 3 ed essere raccolto da mezzi fotoricevitori 6.

I fotoricevitori 6, che rilevano la percentuale di luce trasmessa che fuoriesce dalla camera dopo aver attraversato il gas o fumo, comprendono almeno un elemento fotosensibile, preferibilmente costituito da uno o piu fotodiodi .

Sia i fototrasmettitori che i fotoricevitori possono essere muniti di un elemento di protezione costituito ad esempio da un vetrino perfettamente trasparente.

E1 evidente che i fotor icevitori 6 rilevano solo una percentuale della luce trasmessa inferiore al 100% poiché il fascio luminoso è indebolito dall'opacità del fumo e quindi la quantità di luce ricevuta dai mezzi fotoricevitori 6 è inversamente proporzionale alla concentrazione del fumo presente nella camera di misurazione .

Con 18 e 19 sono state rispettivamente indicate una sonda di rilevazione della temperatura ed una sonda di rilevazione della pressione presenti nella camera di misurazione .

Le aperture 3 laterali della camera di misurazione originalmente provviste di mezzi di isolamento costituiti da elementi trasparenti 9 che consentono di mantenere la camera di misurazione 1 per†attamente isolata rispetto ai mezzi fototrasmettitori 5 e fotoricevitori 6 in modo che il fumo non possa uscire dalla camera di misurazione durante le fasi di misura.

Secondo la forma realizzativa illustrata gli elementi trasparenti 9 hanno forma discoidale come meglio illustrato in figura 4, e sono provvisti di mezzi attuatori , complessivamente indicati con 10, che consentono due diverse posizioni operative a detti elementi trasparenti 9.

In una prima posizione operativa gli elementi trasparenti 9 chiudono a tenuta le aperture laterali 3 della camera di misurazione appoggiando su guarnizioni 11, ad esempio del tipo "0-ring".

In una seconda posizione operativa gli elementi trasparenti 9 sono lievemente distaccati dalla camera in modo da poter essere spostati rispetto alla camera stessa per far sì che il successivo contatto a tenuta con la camera avvenga in una diversa zona degli elementi trasparenti non ancora pervenuta a contatto con il gas e quindi

trasparente in quanto non ancora contaminata da impurità. Ciascun elemento trasparente 9, che può essere ad esempi realizzato in vetro o in materiale plastico, è applicato su un solenoide 12 che, quando attivato mediante impulso elettrico, distacca lievemente dalla camera l'elemento trasparente supportato.

L'elemento trasparente è calettato su un albero 13 che attraversa il solenoide 12 ed è provvisto di una ruota dentata 14.

La ruota dentata 14 è preferibilmente del tipo con profilo a dente di sega sul quale interagisce una lamina 15 supportata dall'albero 17 di un ulteriore solenoide 16.

L'attivazione dell 'ulteriore solenoide 16, che avviene quando anche l'altro solenoide 12 è attivato e cioè in condizione di elemento trasparente 9 distaccato dalla camera, provoca la rotazione dell'albero 13 (e quindi dell'elemento trasparente 9) per un certo angolo.

Tale angolo è preferibilmente di 10° in modo che ciascun elemento traparente 9 di forma discoidale sia dotato di 36 diverse posizioni perfettamente trasparenti e non affette da impurità dovute al contatto con il fumo.

Dopo 36 misurazioni è sufficiente smontare e pulire gli elementi trasparenti 9 o sostituirli con altri puliti.

E' ovvio che il numero delle diverse posizioni assumibili dagli elementi discoidali dipende dal diametro degli stessi ed è quindi determinato in funzione del numero di posizioni che si desidera ottenere e del costo e dell'ingombro sostenibile.

I solenoidi 12 e 16, con la ruota dentata 14, gli alberi 13 e 17 e la lamina 15 costituiscono mezzi attuatori degli elementi trasparenti 9.

Secondo una variante di realizzazione non illustrata, gli elementi trasparenti 9 possono avere forma lineare ed essere costituiti da strisce di materiale trasparente scorrevoli su guide e movimentate da appositi spintori. Con lo strumento oggetto del presente trovato la lunghezza della camera di misurazione 1 è assolutamente certa e priva di errori in quanto la camera stessa è perfettamente chiusa a tenuta durante la misurazione nel senso di attraversamento del fascio luminoso.

Negli strumenti tradizionali invece tale lunghezza è variabile in quanto il fumo fuoriuscente dalla aperture laterali 3 può modificare la lunghezza della zona fumosa attraversata dal fascio luminoso.

Ulteriore vantaggio del presente strumento è dato dal fatto che le impurità del fumo non influiscono sulla misurazione in quanto prima di ogni misurazione gli elementi trasparenti discoidali sono ruotati presentandosi perfettamente puliti alla successiva misurazione.

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1) Strumento per la misurazione della opacità dì un fluido o di una miscela gassose, comprendente: - una camera di misurazione (1) provvista di almeno un ingresso (7) e di almeno un'uscita (8) per il fluido sottoposto a misura, e di almeno due aperture (3) per consentire rispettivamente l'ingresso e l'uscita di un fascio luminoso (A); - mezzi di trasmissione o fototrasmettitori (5), esterni alla camera di misurazione (1), per trasmettere il fascio luminoso (4) attraverso la camera di misurazione (1); mezzi fotoricevitori (6), esterni alla camera di misurazione (1), per rilevare il fascio luminoso (4) uscente dalla camera di misurazione (1), caratterizzato dal fatto che comprende mezzi di isolamento di materiale perfettamente trasparente interposti tra la camera di misurazione (1) ed i mezzi fototrasmettitori (5) e fotoricevitori (6), detti mezzi di isolamento essendo conformati e sistemati in modo tale da impedire qualsiasi contatto tra il fluido da sottoporre a misura ed fototrasmettitori (5) e fotoricevitori (6), e da impedire la fuoriuscita di fluido dalle aperture laterali della camera durante la misurazione.
2. 2) Strumento secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi di isolamento comprendono elementi trasparenti (9) provvisti di mezzi attuatori (10) che consentono due diverse posizioni a detti mezzi di isolamento: - una prima posizione in cui gli elementi trasparenti (9) chiudono a tenuta le aperture (3) della camera di misurazione (1) attraverso le quali passa il fascio l uminoso (4); una seconda posizione in cui gli elementi trasparenti (9), lievementi distaccati dalla camera (1), possono muoversi rispetto alla camera stessa in modo che il successivo contatto a tenuta con la camera avvenga in una diversa zona degli elementi trasparenti non ancora pervenuta a contatto con il fluido da sottoporre misurazione.
3. 3) Strumento secondo la rivendicazione 2 in cui gli elementi trasparenti (9) hanno forma discoidale. U ) Strumento secondo la rivendicazione 2, in cui gli elementi trasparenti (9) hanno forma lineare e sono sostanzialmente costituiti da strisce di materiale trasparente scorrevoli su guide. 5) Strumento secondo la rivendicazione 2, in cui i mezzi attuatori (10) comprendono, per ciascun elemento trasparente (9), un solenoide (12) attraversato da un albero (13) sul quale è calettato 1'elemento trasparente (9) movimentato in allontanamento od in avvicinamento rispetto alla camera (1) dalla traslazione dell'albero 6) Strumento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i mezzi attuatori comprendono ulteriormente, per ogni elemento trasparente (9), un secondo solenoide (16) che pone in rotazione, a scatti successivi di un'entità fissata, l'albero (13) di supporto dell'elemento trasparente (9), mediante una lamina (15) agente sul profilo di una ruota dentata (14) calettata sull'albero ( 1 3 ) .