MXPA04006365A - Detector de nivel para un material en un recipiente. - Google Patents
Detector de nivel para un material en un recipiente.Info
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Abstract
Un detector de nivel (10) incluye un medidor de vara para colocarlo por lo menos parcialmente dentro de un recipiente adecuado para contener un material, el medidor de vara tiene un primer y segundo extremos; un dispositivo de observacion (24) esta acoplado al primer extremo (26) del medidor de vara (14); el dispositivo de observacion se puede operar para producir una lectura cuando un conector a tierra entra en contacto con el dispositivo de observacion; la lectura se basa en si el segundo extremo (28) del medidor de vara entra en contacto con el material; la lectura tambien se pueden basar en un impedencia electrica del material cuando el segundo extremo del medidor de vara entra en contacto con el material.
Description
DETECTOR DE NIVEL PARA UN MATERIAL EN UN RECIPIENTE
CAMPO DE LA INVENCION
Esta invención se refiere a dispositivos de medición, y muy particularmente a un detector de nivel para medir el nivel de un material en un recipiente .
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
El detector de nivel sé utiliza en un vasto número de aplicaciones. Los detectores de alto nivel tienen especial importancia debido a un número de razones económicas y de seguridad. Por ejemplo, los tanques de gas propano líquido doméstico ("LP") no deberían rellenarse por arriba del noventa por ciento de la capacidad del tanque, debido a que el calor puede incrementar la presión dentro del tanque a niveles peligrosos. Cuando se rellena un tanque de gas LP, un operador abre una válvula en la parte superior del tanque y rellena el tanque hasta que la válvula emite gas en forma líquida. Esto se debe a que la válvula está conectada a un tubo de tal longitud que sólo se puede liberar gas líquido cuando se alcanza el noventa por ciento de la capacidad. Este proceso puede enviar gas contaminante a la atmósfera poniendo así en peligro a los operadores y a cualquier persona que esté cerca. La detección de nivel dentro de los tanques de combustibles como gasolina, aceite y gas licuado puede ser difícil si se utilizan propiedades eléctricas de estos combustibles, debido a su alta impedancia eléctrica. Además, los sensores de flotador son difíciles de utilizar debido al movimiento errático de las olas generadas mientras se rellena el tanque con estos materiales.
SUMARIO DE LA INVENCION
La presente invención provee un detector de nivel y método de detección de nivel para materiales que están contenidos en tanques que sustancialmente elimina o reduce por lo menos algunas de las desventajas y problemas asociados con los métodos y detectores de nivel previos . De acuerdo con una modalidad particular d-e la presente invención, se provee un detector de nivel . El detector de nivel incluye un medidor -de vara para que se coloque por lo menos parcialmente dentro de un recipiente adecuado para contener un material . El medidor de vara tiene primero y segundo extremos. Un dispositivo de observación está acoplado al primer extremo del medidor de vara. El dispositivo de observación se puede operar para producir una lectura cuando un conector a tierra entra en contacto con el dispositivo de observación. La lectura se basa en si el segundo extremo del medidor de vara entra en contacto con el material. La lectura también se puede basar en una impedancia eléctrica del material cuando el segundo extremo del medidor de vara entra en contacto con el material. El conector a tierra puede ser una persona. De acuerdo con otra modalidad, se provee un detector de nivel . El detector de nivel incluye un medidor de vara para que sea colocado por lo menos parcialmente dentro de un recipiente adecuado para contener un material. El medidor de vara tiene primero y segundo extremos. Un dispositivo de observación está acoplado al primer extremo del medidor de vara. El dispositivo de observación incluye por lo menos una parte de un circuito. El circuito tiene una frecuencia. El dispositivo de observación se puede operar para producir una lectura cuando un conector a tierra entra en contacto con el dispositivo de observación. La lectura está relacionada con la frecuencia del circuito. La frecuencia puede estar relacionada con una impedancia eléctrica del circuito. Las ventajas técnicas de las modalidades particulares de la presente invención incluyen un detector de nivel que despliega una lectura permitiendo a un usuario determinar cuando un material ha alcanzado un nivel particular dentro de un recipiente. Por consiguiente, el hecho de rellenar en exceso el recipiente para determinar cuando el recipiente está lleno del material resulta innecesario. Otra ventaja técnica de las modalidades particulares de la presente invención incluye un detector de nivel que produce una frecuencia con base en la impedancia eléctrica del material en el recipiente. Por consiguiente, un usuario puede determinar el tipo de material en el recipiente con base en la frecuencia producida por el detector de nivel. Además, un usuario también podría determinar si existen materiales contaminantes en el recipiente .
Otra ventaja técnica de las modalidades particulares de la presente invención incluye un detector de nivel que utiliza un medidor de vara colocado parcialmente dentro del recipiente para detectar el nivel del material en el recipiente. Por consiguiente, la instalación es menos difícil y no requiere de un orificio amplio tal como el que requeriría un sensor de flotador. Otra ventaja técnica de las modalidades particulares de la presente invención incluye un detector de nivel con un circuito que utiliza a una persona como una conexión a tierra para comenzar el flujo de corriente a través del circuito. Por consiguiente, se necesitan menos componentes para operar el detector de nivel . Otras ventajas técnicas serán fácilmente aparentes para aquellos expertos en la técnica a partir de las siguientes figuras, descripciones y reivindicaciones. Además, aunque anteriormente se han enumerado ventajas específicas, varias modalidades pueden incluir todas, algunas o ninguna de las ventajas mencionadas.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Para un entendimiento más completo de las modalidades particulares de la invención y sus ventajas, ahora se hace referencia a las siguientes descripciones, que se toman en conjunto con las figuras anexas, en donde: La figura 1 es un diagrama que ilustra un detector de nivel y un tanque de acuerdo con una modalidad de la presente invención; y La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra un circuito de un detector de nivel de acuerdo con una modalidad de la presente invención.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
La figura 1 ilustra un detector de nivel 10 de acuerdo con una modalidad particular de la presente invención. El detector de nivel 10 incluye un medidor de vara 12 colocado por lo menos parcialmente dentro de un tanque 14. El medidor de vara 12 tiene un primer extremo 26 conectado a un dispositivo de observación 24 y un segundo extremo 28 colocado dentro del tanque 14. El medidor de vara 12 está colocado a través de un anillo de cuerda 20 en una abertura 22 del tanque 14. El tanque 14 contiene un material 16 que tiene una superficie superior 18 dentro del tanque 14. El material 16 puede ser un fluido, tal como gasolina, aceite o gas LP, o cualquier otro material adecuado para que esté contenido en un recipiente. El dispositivo de observación 24 está acoplado al primer extremo 26 del medidor de vara 14. El dispositivo de observación 24 incluye parte de un circuito 32. Cuando un conector a tierra 30 entra en contacto con el dispositivo de observación 24, el conector a tierra 30 provee una conexión a tierra para el circuito 32. En la modalidad que se ilustra, el conector a tierra 30 es una persona; sin embargo, en otras modalidades, el conector a tierra 30 puede comprender cualquier aparato adecuado suficiente para establecer una conexión a tierra para el circuito 32. Cuando se establece dicha conexión a tierra, se completa una trayectoria eléctrica entre el conector a tierra 30, el dispositivo de observación 24 y el medidor de vara 12; y por lo tanto, la corriente fluye a través del circuito 32. Al terminar la trayectoria -eléctrica, el dispositivo de observación 24 produce una lectura. Las características de la lectura dependen de sí el segundo extremo 28 del medidor de vara 12 está en contacto con el material 16. Si el segundo extremo 28 del medidor de vara 12 está en contacto con el material 16, las características de la lectura producida por el dispositivo de observación 24 pueden variar dependiendo de qué tipo de material 16 está contenido en el tanque 14. El detector de nivel 10 permite a un usuario determinar si la superficie superior 18 del material 16 está a un nivel de altura particular en el tanque 14. Un usuario puede hacer esta determinación observando las características de la lectura producida por el dispositivo de observación 24, tal como se analizará con mayor detalle a continuación. En la modalidad que se ilustra, el medidor de vara 12 comprende un material metálico; sin embargo, el medidor de vara 12 puede comprender cualquier otro material conductor adecuado. El tamaño, forma y configuración del medidor de vara 12 puede variar. Un usuario del detector de nivel 10 puede elegir un nivel de altura particular dentro del tanque 14 como un nivel de referencia para determinar el nivel de la superficie superior 18 del material 16. En la modalidad que se ilustra, dicho nivel de referencia está etiquetado como 36; sin embargo, el nivel de referencia elegido por el usuario puede ser cualquier nivel dentro del tanque 14. El usuario coloca el medidor de vara 12 para que el segundo extremo 28 quede en o por debajo del nivel de referencia 36 dentro del tanque 14. Si la superficie superior 18 del material 16 está en o por arriba del nivel de referencia 36, entonces el segundo extremo 28 entrará en contacto con el material 16. Dicho contacto permitirá a un usuario determinar cuándo la superficie superior 18 está en o arriba del nivel de referencia 36 con base en la lectura producida por el dispositivo de observación 24 cuando un conector a tierra está en contacto con el dispositivo de observación 24. En la modalidad que se ilustra, el usuario del detector de nivel 10 puede actuar como un conector a tierra 30. El tanque 14 está hecho de una aleación metálica; sin embargo, en otras modalidades, el tanque 14 puede estar hecho de cualquier material adecuado. El anillo de cuerda 20 acoplado al tanque 14 provee el aislamiento para el circuito 32. Dicho aislamiento evita que el circuito 32 se elimine por cortocircuito como resultado del contacto entre el medidor de vara 12 y el tanque 14 para las modalidades en donde el tanque 14 incluye un material conductor. Como se mencionó anteriormente, el dispositivo 24 contiene parte del circuito 32 y produce una lectura. En la modalidad que se ilustra, el circuito 32 es un circuito oscilador de resistencia-capacitancia ( "RC" ) que produce una frecuencia oscilante cuando se crea la trayectoria eléctrica entre el conector a tierra 30, el dispositivo de observación 24 y el medidor de vara 12. El circuito 32 incluye un diodo que emite luz ("LED") 40 que despliega la lectura producida por el dispositivo de observación 24. La lectura es desplegada por el parpadeo del LED 40 en la frecuencia oscilante producida por el circuito 32. Otras modalidades de la presente invención pueden proveer otras formas para desplegar la lectura. Por ejemplo, en una modalidad alternativa, se puede utilizar un LED numérico para desplegar la lectura producida por el dispositivo de observación 24. Además, se pueden utilizar despliegues alternativos diferentes a los LED . Cuando la corriente fluye a través del circuito 32, el circuito 32 tiene una cierta impedancia eléctrica, u oposición al flujo de corriente. Si el segundo extremo 28 del medidor de vara 12 entra en contacto con el material 16 en el tanque 14, la impedancia eléctrica del circuito 32 cambia. Esto se debe a que el material 16 tiene su propia impedancia eléctrica que afecta la impedancia eléctrica del circuito 32. El cambio en la impedancia eléctrica del circuito 32 cambia la frecuencia oscilante producida por el circuito 32, dando como resultado un cambio en la frecuencia en la que parpadea el LED 40. Por lo tanto, un usuario del detector de nivel 10 puede determinar si el segundo extremo 28 está en contacto con el material 16 observando la frecuencia a la que está parpadeando el LED 40. Por ejemplo, un usuario puede observar que el LED 40 parpadea a una frecuencia particular cuando el tanque 14 está vacío y la trayectoria eléctrica es creada. El medidor de vara 12 se puede colocar parcialmente dentro del tanque 14 para que el segundo extremo 28 esté en el nivel de referencia 36 dentro del tanque 14. Después, el material 16 se puede agregar al tanque 14. Cuando la superficie superior 18 del material 16 está en o arriba del nivel de referencia 36, el material 16 estará en contacto con el segundo extremo 28. En este momento, cambiará la frecuencia a la que está parpadeando el LED 60. Este cambio permitirá al usuario saber que el tanque 14 está lleno al nivel de referencia 36 con el material 16. Diferentes materiales contenidos en el tanque 14 afectan la impedancia eléctrica del circuito 32 de diferentes formas. Por lo tanto, un usuario también podría identificar el material que está contenido en el tanque 14 de acuerdo con la frecuencia particular a la que está parpadeando el LED 40. Además, un usuario podría determinar si existen materiales contaminantes dentro del tanque 14. Por ejemplo, en una modalidad de la presente invención, el gas propano líquido ("LP") da una frecuencia de aproximadamente dos hertz. En otra modalidad, el papel hilo da una frecuencia de aproximadamente veinte hertz. El tanque 14 puede contener otros materiales, emitiendo frecuencias variantes . La figura 2 es un diagrama esquemático que ilustra ciertos componentes de un detector de nivel 50 de acuerdo con otra modalidad de la presente invención. El detector de nivel 50 incluye un medidor de vara 52 colocado parcialmente dentro del tanque 54. El medidor de vara 52 tiene un primer extremo 57 y un segundo extremo 58. El segundo extremo 58 está colocado dentro del tanque 54. El tanque 54 contiene un material 56 que tiene una superficie superior 60. El medidor de vara 52 está colocado a través del anillo de cuerda 62 que está acoplado al tanque 54 en una abertura 63 del tanque 54. El primer extremo 57 del medidor de vara 52 está conectado a un dispositivo de observación 64. El dispositivo de observación 64 contiene parte de un circuito 65. En la modalidad que se ilustra, el circuito 65 incluye un oscilador 66, un conector a tierra 67, un aislador 70, un amplificador 75, un LED 82 y una fuente de energía 86. El dispositivo de observación 64 también contiene parte del oscilador 66. El oscilador 66 comprende los capacitores 68, el medidor de vara 52 y el material 56. En la modalidad que se ilustra, el oscilador 66 incluye tres capacitores 68, pero otras modalidades pueden incluir uno, dos o más de tres capacitores. Los capacitores 68 reducen la pérdida de corriente a través del circuito 65. Los capacitores 68 son de un tipo de baja fuga. El dispositivo de observación 64 también contiene el aislador 70. El aislador 70 ayuda en el aislamiento entre el oscilador 66 y el amplificador 74 que se analiza a continuación cuando la corriente fluye a través del circuito 65. En la modalidad que se ilustra, el aislador 70 incluye tres compuertas CMOS de disparo Schmidt . Sin embargo, otras modalidades pueden tener aisladores que incluyen otros tipos de componentes. El dispositivo de observación 64 también incluye un amplificador 74. El amplificador 74 incluye los resistores 76, 78 y 80. Los resistores 76 y 78 realizan la amplificación de corriente, y el resistor 80 establece la corriente para el LED 82. El capacitor 84 elimina la necesidad de un interruptor de energía para activar el LED 82. La fuente de energía 86 provee energía al circuito 65. El conector a tierra 67 provee una conexión a tierra para el circuito 65 cuando el conector a tierra 67 entra en contacto con el dispositivo de observación 64. El conector a tierra 67 puede ser una persona o cualquier aparato conveniente suficiente para establecer una conexión a tierra para el circuito 65. Cuando se establece una conexión a tierra, la corriente fluye a través del circuito 65. El LED 82 parpadea a la frecuencia producida por el oscilador 66. Si el segundo extremo 58 del medidor de vara 52 entra en contacto con el material 56, entonces la impedancia eléctrica del oscilador 66 se ve afectada, y la frecuencia a la que parpadea el LED 82 cambia. Al observar este cambio, un usuario del detector de nivel 50 puede determinar cuándo la superficie superior 60 del material está en o arriba del nivel de referencia del segundo extremo 58. Al observar dicha frecuencia, un usuario también podría determinar el tipo de material que está en contacto con el segundo extremo 58 del medidor de vara 52. Aunque la presente invención se ha descrito en detalle, se pueden sugerir varios cambios y modificaciones a aquellos expertos en la técnica. Se pretende que la presente invención abarque dichos cambios y modificaciones cuando estén dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.
Claims (2)
1.- Un detector de nivel, que comprende: un medidor de vara para colocarlo por lo menos parcialmente dentro de un recipiente adecuado para contener un material, el medidor de vara tiene un primer y segundo extremos; un dispositivo de observación acoplado al primer extremo del medidor de vara; en donde el dispositivo de observación se puede operar para producir una lectura cuando un conector a tierra entra en contacto con el dispositivo de observación; y en donde la lectura se basa en si el segundo extremo d-el medidor de vara entra en contacto con el material. 2. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la lectura se basa en una impedancia eléctrica del material cuando el segundo extremo del medidor de vara entra en contacto con el material . 3. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el conector a tierra es una persona. 4. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medidor de vara está colocado dentro del anillo de cuerda de aislamiento; y en donde el anillo de cuerda de aislamiento está acoplado al recipiente en una abertura del recipiente. 5. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de observación comprende un diodo que emite luz (LED) que se puede operar para desplegar la lectura. 6. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de observación comprende por lo menos parte de un circuito de oscilación. 7. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el material es gas propano líquido. 8.- Un detector de nivel, que comprende: un medidor de vara para colocarlo por lo menos parcialmente dentro de un recipiente adecuado para contener un material, el medidor de vara tiene un primer y segundo extremos; un dispositivo de observación acoplado al primer extremo del medidor de vara, el dispositivo de observación comprende por lo menos parte de un circuito, en donde el circuito tiene una frecuencia; en donde el dispositivo de observación se puede operar para producir una lectura cuando un conector a tierra entra en contacto con el dispositivo de observación; y en donde la lectura está relacionada con la frecuencia del circuito. . - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la frecuencia está relacionada con una impedancia eléctrica del circuito. 10. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la impedancia eléctrica del circuito cambia cuando el segundo extremo del medidor de vara entra en contacto con el material . 11. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el circuito comprende un oscilador. 12. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el circuito comprende un aislador. 13. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el circuito comprende un amplificador. 14. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 8, que además comprende un diodo que emite luz (LED) que se puede operar para desplegar la lectura. 15. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el material es gas propano líquido. 16. - El detector de nivel de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el conector a tierra es una persona. 17.- Un método para detectar un nivel de un material en un recipiente, que comprende: colocar un medidor de vara por lo menos parcialmente dentro de un recipiente, el medidor de vara tiene un primer y segundo extremos; conectar un dispositivo de observación al primer extremo del medidor de vara, el dispositivo se puede operar para producir una lectura cuando un conector a tierra entra en contacto con el dispositivo de observación; poner en contacto el dispositivo de observación con un conector a tierra; y en donde la lectura está basada en si el segundo extremo del medidor de vara entra en contacto con el material . 18. - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la lectura se basa en la impedancia eléctrica del material cuando el segundo extremo del medidor de vara entra en contacto con el material . 19. - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el conector a tierra es una persona. 20. - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el material es gas propano líquido. 21. - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el dispositivo de observación comprende por lo menos parte de un circuito. 22. - El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado porque el circuito tiene una frecuencia; y la lectura está relacionada con la frecuencia del circuito. 23. - El método de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porqu-e la frecuencia está relacionada con una impedancia eléctrica del circuito.
2 . - El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque la impedancia eléctrica del circuito cambia cuando el segundo extremo del medidor de vara entra en contacto con el material.
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