ES1305490U - Dispositivo para la monitorización de agua - Google Patents

Abstract

Dispositivo (1) para la monitorización de agua que comprende una cubeta (2), con una entrada (3) y una salida (4) para la entrada y la salida de una corriente de agua (A) en la cubeta (2), estando el dispositivo caracterizado por que la entrada (3) está provista de un conducto (5) adaptado para verter la corriente de agua (A) en el interior de la cubeta (2) formando un flujo laminar (8), y estando la cubeta (2) provista en su interior de unos medios de iluminación (9) y unos medios de captación de imágenes (10) para captar imágenes (1) del flujo laminar (8).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo para la monitorización de agua

Sector técnico de la invención

El dispositivo para la monitorización de agua de la presente invención es de los que permite analizar una corriente de agua para determinar uno o más parámetros de la corriente de agua.

Antecedentes de la invención

Son conocidos dispositivos que permiten la monitorización de una corriente de agua para determinar parámetros tales como la turbidez.

Se conocen por ejemplo dispositivos como el descrito en el documento de patente WO9941589 A1 que presenta un recinto de análisis en el que el flujo de una corriente de agua se vierte desde fuera del recinto a través de una entrada superior del recinto, y atravesando el flujo el recinto hasta salir a través de una salida inferior del recinto. En el interior del recinto se emiten diferentes longitudes de onda en dirección al flujo para extraer parámetros de la corriente de agua a partir de las longitudes de onda recibidas tras atravesar y reflejarse en el flujo de la corriente de agua. No obstante, debe dimensionarse muy bien la forma del flujo para que entre con ajuste en la entrada del recinto, evitando así que luz del exterior entre en el interior del recinto y pueda distorsionar los parámetros detectados. Debido a cambios que puede sufrir la composición de la corriente de agua que modifiquen su densidad y fluidez, siempre deberá dejarse un espacio de tolerancia entre el flujo y la entrada para asegurar que el flujo entra en el recinto independientemente de su densidad y fluidez, lo que implica que siempre dejará que entre luz del exterior en el interior del recinto. Esto implica que el recinto tiene siempre que colocarse en una zona sin iluminación, lo que impide instalarla donde sea necesaria, o cerrarse exteriormente, por ejemplo, dentro de un armario, lo que incrementa su coste y complejidad. Además, al verterse la corriente de agua desde una altura fuera del recinto, no puede controlarse de manera segura la forma que adoptará la corriente de agua durante su paso a través del recinto cuando es analizada, tendiendo la corriente de agua a agruparse formando un chorro, lo que dificulta su análisis y la obtención de parámetros fiables.

Es por tanto un objetivo de la presente invención dar a conocer un dispositivo para la monitorización de agua que permita obtener de manera automática uno o más parámetros de una corriente de agua independientemente de las condiciones de la ubicación en la que se encuentre instalado el dispositivo, tales como condiciones de iluminación.

Es también otro objetivo de la presente invención dar a conocer un dispositivo que permita corregir automáticamente el o los parámetros en la corriente de agua si estos se desvían de los valores esperados.

Explicación de la invención

El dispositivo para la monitorización de agua de la presente invención es de los que comprende una cubeta con una entrada y una salida para la entrada y la salida de una corriente de agua en la cubeta para monitorizar parámetros de la corriente de agua que fluye entre la entrada y la salida.

En esencia, el dispositivo se caracteriza por que la entrada de la cubeta está provista de un conducto adaptado para verter la corriente de agua en el interior de la cubeta formando un flujo laminar, a modo de cascada, y estando la cubeta provista en su interior de unos medios de iluminación y unos medios de captación de imágenes del flujo laminar. Ventajosamente, el dispositivo permite evitar la entrada de luz exterior en el interior de la cubeta a través de la entrada, al realizarse el vertido de agua ya en el interior de la cubeta. Además, de manera ventajosa al verterse la corriente de agua formando un flujo laminar se consigue que la corriente de agua adopte una forma delgada en forma de película homogénea, favoreciendo el paso de la luz emitida por los medios de iluminación a su través, favoreciendo así poder extraer parámetros de la corriente de agua para su monitorización. La extracción de los parámetros de la corriente de agua se consigue a partir de imágenes del flujo laminar que se obtendrán mediante los medios de captación de imágenes, con unas condiciones de iluminación constantes, por lo que cambios en las condiciones de iluminación exteriores no modificarán las imágenes captadas, y permitiendo mediante la visualización o procesado de una secuencia de las imágenes captadas extraer y monitorizar parámetros de la corriente de agua. Se prevé que esta monitorización pueda realizarse tanto de manera manual como de manera automática por un computador provisto de unos medios de procesado. Se prevé que el conducto puede ser por ejemplo de PVC o acero inoxidable.

En una realización, el conducto presenta un extremo interior dispuesto en el interior de la cubeta, es decir, dentro de la cubeta, de tal manera que la corriente de agua que pasa por el conducto pueda salir por el extremo interior dentro de la cubeta formando el flujo laminar. Opcionalmente el conducto podría estar instalado en el exterior de la cubeta sin quedar su extremo en el interior de la cubeta, por ejemplo, quedando a nivel de la pared de la cubeta, evitando la entrada de luz exterior en el interior de la cubeta. Se contempla incluso que el conducto pueda ser amovible, por ejemplo a modo de accesorio que pueda colocarse o encajarse en una tubería, permitiendo que la corriente de agua de la tubería forme el flujo laminar, pudiendo el accesorio colocarse o encajarse en la cubeta, con ajuste y evitando la entrada de luz exterior en el interior de la cubeta de modo que la corriente de agua de la tubería que forma el flujo laminar se vierta en el interior de la cubeta. También se prevé que el conducto esté formado por varias partes, estando algunas fijas en la cubeta y otras amovibles, pudiendo conectarse entre ellas a modo de enchufe.

En una realización, el extremo interior del conducto presenta un fondo esencialmente plano para conseguir verter el agua en el interior de la cubeta formando un flujo laminar. Naturalmente, el conducto podría presentar otras formas y disposiciones que también permitieran verter el agua en el interior de la cubeta formando un flujo laminar, tales como las que se podrían determinar mediante estudios hidrodinámicos.

En una realización, el dispositivo comprende además unos medios de procesado adaptados para procesar las imágenes captadas por los medios de captación de imágenes y detectar uno o más parámetros de la corriente de agua. Estos medios de procesado pueden ser un computador unido a la cubeta o dispuesto de manera separada o incluso remota adaptado para recibir imágenes captadas por los medios de captación de imágenes y realizar operaciones sobre cada una de las imágenes, por ejemplo comparando el color de partes de la imagen con una o más graduaciones de color predeterminadas para obtener los uno o más parámetros de la corriente de agua. Uno de estos parámetros puede ser la turbidez, aunque otros parámetros, sobre todo aquellos que pueden determinarse de manera visual, pueden también obtenerse. También se prevé que los medios de procesado puedan indicar un valor binario para cada parámetro, referente a si está dentro o fuera del un rango aceptable predeterminado, y por tanto si la calidad de la corriente de agua es buena o mala. Naturalmente, los medios de procesado pueden también estar adaptados para determinar el valor de cada parámetro, sea este un valor continuo o discreto, tal como un porcentaje o graduación.

En una realización, los medios de procesado están adaptados para procesar las imágenes captadas por los medios de captación de imágenes mediante una red neuronal previamente entrenada y detectar los uno o más parámetros de la corriente de agua. La o las redes neuronales se habrán entrenado de manera convencional utilizando las condiciones interiores de la cubeta. De esta manera, como las condiciones interiores de la cubeta serán constantes, entrenando la o las redes neuronales para una cubeta, se podrán reutilizar esta o estas redes neuronales entrenadas para otras cubetas iguales que también tendrán las mismas condiciones interiores., independientemente de donde estén instaladas. Se prevé que por ejemplo pueda haber una red neuronal entrenada para cada uno de los parámetros. Naturalmente también se contempla utilizar de manera alternativa o complementaria otras técnicas de procesado de imagen o de aprendizaje automático, tales como máquinas de vectores de soporte o curvas de regresión.

En una realización, el dispositivo comprende además unos medios correctores del o de los parámetros de la corriente de agua, estando dichos medios correctores adaptados para ser accionados, por ejemplo por los medios de procesado u otros elementos auxiliares conectados a los medios de procesado en función de los uno o más parámetros detectados, para ajustar el o los parámetros de la corriente de agua, aguas arriba de la cubeta, formando así un sistema realimentado que permita regular el o los parámetros de la corriente de agua. De esta manera, se consigue de manera automática regular el o los parámetros de la corriente de agua. Estos medios correctores pueden ser por ejemplo un dosificador de polielectrolito para corregir la turbidez, así como otros dosificadores de adición de reactivos que permitan corregir el o los parámetros de la corriente de agua. También se prevé que estos medios correctores permitan ajustar o regular el caudal, pudiendo ser los medios correctores una válvula que permita un mayor o menor paso de la corriente de agua, por ejemplo, para conseguir que se vierta en el interior de la cubeta formando correctamente un flujo laminar, por ejemplo cuando el parámetro corresponde a la forma del flujo laminar.

En una realización, el conducto atraviesa una pared de la cubeta, comprendiendo el dispositivo unos medios de regulación de la inclinación del conducto que permiten ajustar la forma con la que la corriente de agua se vierte dentro de la cubeta para formar el flujo laminar.

En una realización, los medios de regulación de la inclinación comprenden un pie articuladamente unido al conducto que permite fácilmente variar la inclinación del conducto.

En una realización, el extremo interior del conducto comprende aletas laterales que evitan que la corriente de agua se vierta por los laterales del conducto favoreciendo que la corriente de agua se vierta en la cubeta formando un flujo laminar en forma de cascada delgada.

En una realización, el conducto comprende un extremo exterior tubular, dispuesto fuera de la cubeta y adaptado para poder conectar un conducto tubular que transporta una corriente de agua para recibir la corriente de agua y transportarla hasta el interior de la cubeta.

En una realización, la cubeta está provisto en su interior de paredes reflectantes, tales como de acero inoxidable, que favorecen que la luz de los medios de iluminación se distribuya de manera homogénea por el interior de la cubeta.

En una realización, las paredes presentan tramos inclinados que determinan la salida de la cubeta, dispuesta en su parte inferior, formando un embudo o sumidero por el que la corriente de agua sale de la cubeta por gravedad.

En una realización, la cubeta está provista de una tapa amovible que cierra la cubeta, evitando que entre la luz exterior, pero permitiendo poder acceder al interior de la cubeta si es necesario realizar alguna tarea de mantenimiento.

En una realización, la cubeta está provista de medios de ventilación, tal como un tubo pequeño, que permiten evacuar gases y vapores del interior de la cubeta evitando la entrada de la luz del exterior y manteniendo las condiciones de iluminación de la cubeta, por lo que la cubeta no tiene que ser necesariamente hermético. Cuando la cubeta está provista de una tapa, entre la tapa y la cubeta puede disponerse cierta separación de ventilación, por ejemplo un burlete discontinuo, que por ejemplo separe la tapa de la cubeta 2 mm, lo que evita la entrada de luz exterior en el interior de la cubeta y permite la ventilación. Naturalmente también se pueden establecer una ventilación forzada o regulada que evacúe los vapores del interior de la cubeta, evitando por ejemplo que se empañen los medios de captación de imágenes necesitando así menos mantenimiento. Opcionalmente, se puede optar por enfriar la corriente de agua o generar vacío dentro de la cubeta para evitar vapores de la corriente de agua y por tanto condensación.

Breve descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Las Figs. 1a y 1b presentan una vista lateral y superior de una realización de un dispositivo de la presente invención;

las Figs. 2a y 2b presentan una vista en sección lateral y superior del dispositivo de las Figs.

1a y 1b;

la Fig. 3 presenta un ejemplo de imagen captada por un dispositivo de la presente invención; la Fig. 4 presenta un esquema de un dispositivo de la presente invención; y

las Figs. 5a y 5b presentan una vista superior y lateral de un caño para un dispositivo de la presente invención.

Descripción detallada de los dibujos

Las Figs. 1a y 1b presentan una vista lateral de un dispositivo 1 para la monitorización de agua de la presente invención. Se observa que el dispositivo 1 comprende una cubeta 2, con una entrada 3 y una salida 4 de agua, estando la cubeta 2 adaptada para que una corriente de agua A pueda atravesar la cubeta donde se monitorizarán los parámetros de este agua tales como la turbidez, etc.

En la realización presentada, la entrada 3 está provista de una conducto 5 con un extremo interior 6a dispuesto en el interior de la cubeta 2, y un extremo exterior 6b dispuesto fuera de la cubeta 2 , estando el conducto 5 dispuesto acoplado a la cubeta 2 para la introducción y vertido de agua en el interior de la cubeta 2. Ventajosamente, al introducirse el agua en el interior de la cubeta 2 mediante el conducto 5 se consigue que no entre luz del exterior en el interior de la cubeta 2, lo que permite que se mantengan en el interior de la cubeta 2 unas condiciones de iluminación estables, independientemente de la iluminación en el exterior de la cubeta 2 que podrían alterar la monitorización de el o los parámetros del agua. La cubeta 2 está además provista de una tapa 18 superior que evitar que la luz exterior entre en el interior de la cubeta 2. La tapa 18 incorpora además unos medios de ventilación 19 en forma de tubo curvo que permitan la salida de los gases y vapores que se puedan acumular en el interior de la cubeta 2, evitando la entrada de luz del exterior.

Se prevé poder unir un conducto externo de agua, tal como una tubo, al extremo exterior 6b del conducto 5 para proporcionar la corriente de agua A que se verterá formando el flujo laminar 8 y de la que se monitorizará los uno o más parámetros, y otro conducto a la salida 4, para evacuar la corriente de agua A tras su paso por la cubeta 2. Preferentemente, la salida 4 estará dispuesta a un nivel inferior que la entrada 3, favoreciendo que la corriente de agua A pueda alcanzar la salida 4 por gravedad. Además, se prevé que la cubeta 2 esté provista de patas 20 que permitan elevar la cubeta 2 sobre el suelo para poder evacuar correctamente la corriente de agua A por la salida 4, donde puede conectarse un conducto externo para recoger el agua. Se prevé que la corriente de agua A pueda ser un agua de rechazo o sobrenadante.

Preferentemente, el conducto 5 está unido a la cubeta 2 de tal manera que permita ajustar su inclinación. Por ejemplo, encajado en una pared 16 de la cubeta 2, opcionalmente con una junta de goma, o articuladamente unido a la cubeta 2. Así, el dispositivo 1 puede estar provisto de unos medios de regulación de la inclinación 13 del del conducto 5 que permiten variar la inclinación con la que la corriente de agua A salga del conducto 5 en su extremo interior 6a para así poder establecer la inclinación de la corriente de agua A más adecuada para la monitorización.

En la realización presentada, tal y como se observa en las Figs. 1a y 1b, los medios de regulación de la inclinación 13 comprenden un pie 14 articuladamente unido al conducto 5, de modo que al apoyar el pie 14 en diferentes partes del suelo se consiga una mayor o menor inclinación del conducto 5. Naturalmente, también se prevé el uso de otro tipo de medios de regulación de la inclinación 13 que permitan fijar la inclinación del conducto 5.

Para una mejor comprensión de la realización del dispositivo 1 representado en las Figs. 1a y 1b, las Figs. 2a y 2b muestran el interior de la cubeta 2.

Las Figs. 2a y 2b muestran el interior de la cubeta 2. En el interior de la cubeta 2 se observa que el extremo interior 6a del conducto 5 presenta un fondo 7 esencialmente plano y descubierto que permite introducir la corriente de agua A en el interior de la cubeta 2 y verterlo formando un flujo laminar 8. Este flujo laminar 8 a modo de cascada forma una película de agua delgada que permite visualizar el aspecto del agua. Como se puede observar, la cubeta 2 está además provista en su interior de unos medios de iluminación 9, tales como un conjunto de diodos electroluminiscentes y de unos medios de captación de imágenes 10 del flujo laminar 8 tales como una cámara fotográfica o de video. Estos medios de captación de imágenes 10 están configurados para obtener una secuencia de imágenes I del flujo laminar 8, que al estar iluminado por los medios de iluminación 9 de manera constante, permitirán determinar uno o más parámetros del agua mediante el procesado de dichas imágenes I. Además, la cubeta 2 está provista en su interior de paredes 16 reflectantes que permiten una distribución de la luz emitida por los medios de iluminación 9, presentando las paredes 16 tramos inclinados 17 en la parte inferior de la cubeta 2 que determinan la salida 4 de la cubeta 2 a modo de sumidero.

La Fig. 3 presenta un ejemplo de imagen I obtenida por los medios de captación de imágenes 10. En la imagen I se observa el flujo laminar 8 de la corriente de agua A iluminada por los medios de iluminación 9. Ventajosamente, puesto que el flujo es laminar, es decir delgado, de unos pocos milímetros de grosor, la luz del interior de la cubeta 2 puede atravesar el flujo laminar 8 permitiendo que parte de la luz, o algunas longitudes de onda, sean absorbidas por el flujo laminar 8 en función de las características y parámetros del agua, variando así su color. Aunque se prevé que los medios de captación de imágenes 10 permitan captar imágenes I en el espectro visible, también se contempla que los medios de captación de imágenes 10 puedan ser, alternativa o complementariamente, en otros espectros, por ejemplo infrarrojo o ultravioleta. Además, gracias a que la luz está homogéneamente distribuida por todo el interior de la cubeta 2 ya que las paredes son reflectantes, la reflectancia de la luz en el flujo laminar 8 también contribuye a la formación de las imágenes I captadas por los medios de captación de imágenes 10, por lo que tanto la absorbancia como la reflectancia de la luz emitida contribuye a las imágenes I captadas.

La Fig.4 presenta un diagrama del dispositivo 1 de la presente invención en la que se observa, además de la cubeta 2 unos medios de procesado 11, adaptados para procesar las imágenes I captadas por los medios de captación de imágenes 10 dispuestos en el interior de la cubeta 2, para detectar al menos un parámetro del agua, por ejemplo la turbidez, mediante una red neuronal previamente entrenada y detectar al menos un parámetro del agua a partir de la imagen I.

Además, según se observa en el diagrama de la Fig. 4, el dispositivo 1 comprende además unos medios correctores 12 del al menos un parámetro del agua, estando dichos medios correctores 12 adaptados para ser accionados en función del al menos un parámetro del agua detectado por los medios de procesado 11, para ajustar así el al menos un parámetro del agua en la corriente de agua A aguas arriba de la cubeta 2.

Las Figs. 5a y 5b presentan el detalle de un conducto 5 para un dispositivo 1 de la presente invención. Como se puede observar, el conducto 5 presenta un extremo interior 6a, que quedará dispuesto en el interior de la cubeta 2, que presenta una porción descubierta que comprende aletas 15 laterales y un fondo 7 esencialmente plano que favorecerá que la corriente de agua A se vierta en interior de la cubeta 2 formando un flujo laminar 8.

Se observa también que el conducto 5 comprende un extremo exterior 6b tubular, que quedará dispuesto en el exterior de la cubeta 2, opuesto al extremo interior 6a, adaptado conectar un conducto para la entrada de la corriente de agua A en la cubeta 2, tal como un tubo. Se prevé que el extremo exterior 6b pueda estar provisto de medios de conexión conocidos que permitan acoplar un tubo de manera segura.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (1) para la monitorización de agua que comprende una cubeta (2), con una entrada (3) y una salida (4) para la entrada y la salida de una corriente de agua (A) en la cubeta (2), estando el dispositivo caracterizado por que la entrada (3) está provista de un conducto (5) adaptado para verter la corriente de agua (A) en el interior de la cubeta (2) formando un flujo laminar (8), y estando la cubeta (2) provista en su interior de unos medios de iluminación (9) y unos medios de captación de imágenes (10) para captar imágenes (I) del flujo laminar (8).

2. Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, caracterizado por que el conducto (5) presenta un extremo interior (6a) dispuesto en el interior de la cubeta (2).

3. Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, caracterizado por que el extremo interior (6a) del conducto (5) tiene un fondo (7) esencialmente plano.

4. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende además unos medios de procesado (11) adaptados para procesar las imágenes (I) captadas por los medios de captación de imágenes (10) y detectar uno o más parámetro del agua.

5. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de procesado (11) están adaptados para procesar las imágenes (I) captadas por los medios de captación de imágenes (10) mediante una red neuronal previamente entrenada y detectar uno o más parámetros del agua.

6. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, caracterizado por que comprende además unos medios correctores (12) de los uno o más parámetros del agua, estando dichos medios correctores (12) adaptados para ser accionados en función de los uno o más parámetro del agua detectados, para ajustar los uno o más parámetros del agua en la corriente de agua (A).

7. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el conducto (5) está articuladamente unido a la cubeta (2), comprendiendo el dispositivo (1) unos medios de regulación de la inclinación (13) de la inclinación del conducto (5).

8. Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, caracterizado por que los medios de regulación de la inclinación (13) comprenden un pie (14) articuladamente unido al conducto (5).

9. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizado por que, presentando el conducto (5) un extremo interior (6a) dispuesto en el interior de la cubeta (2), el extremo interior (6a) del conducto (5) comprende aletas (15) laterales.

10. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el conducto (5) comprende un extremo exterior (6b) tubular dispuesto en el exterior de la cubeta (2).

11. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cubeta (2) está provista en su interior de paredes (16) reflectantes.

12. Dispositivo (1) según la reivindicación anterior, caracterizado por que las paredes (16) presentan tramos inclinados (17) que determinan la salida (4) de la cubeta (2).

13. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cubeta (2) está provista de una tapa (18) amovible que cierra superiormente la cubeta (2).

14. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cubeta (2) está provista de medios de ventilación (19).