IT8019947A1

IT8019947A1 - Metodo e apparecchiatura per rivelare la presenza di acqua nel greggio

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Publication number: IT8019947A1
Application number: IT1980A19947A
Authority: IT
Original assignee: Alco Standard Corp
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1981-08-15
Also published as: US4251809A; CH638615A5; IT8019947A0; ES8104569A1; FR2449281A1; DE3005330A1; IT1140614B; ES488398A0; GB2042737B; BR8000992A; AU5559980A; AU517225B2; FR2449281B1; CA1114194A; JPS55110942A; SE8000496L; GB2042737A

Description

DOCUMENTAZIONE

RILEGATA

Descrizione di una invenzione avente titolo:

"METODO. E APPAREGCHIATURA PEE RIVELARE LA PRESENZA DI ACQ NEL GREGGIO"

RIASSUNTO

La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad ina apparecchiatura per rivelare la presenza di ura concen razione prestabilita di un liquido, quale per esempio acq in altro liquido, quale per esempio greggio. Il greggio o petrolio di un bagno di tempra ? spesso "infiammato" ad al temperature dai pezzi di lavoro caldi, originando in tal m .1 pericolo di una esplosione risultante da quantit? minim di acqua. In numerosi casi, gli impianti della tecnica not presentano un cattivo funzionamento dovuto ad intasamento 4 non riescono a produrre un segnale di allarme per avvert re il personale addetto che il contenuto di acqua si ? inn ato ad un livello pericoloso. La presente invenzione supe queste manchevolezze mediante la realizzazione di un resi store sensibile alla temperatura alloggiato in una piccol camer?, immerso in un Lagno di greggio o olio di tempra ed alimentato di energia elettrica .sufficiente per mantenere il resistore ad una temperatura prestabilita e sosta zialmente costante a^ disopra del punto di evaporazione d l'acqua,, Quando nel greggio o olio ? presenta acqua,^l'ac viene evaporata dal resistore con la evaporazione che agi sce per raffreddare il resistore stesso ed abbassarne il valore di resistenza. Si ha la produzione di un segnale c funzione della caduta del valore della resistenza del res store e che determina un aumento della energia alimentata l resistore, in modo da mantenere lo stesso resistore all sua temperatura prestabilita. Gli impulsi transienti del gnale vengono rivelati e si ha la produzione di un segnal di allarme quando nel bagno di greggio od olio si ha la p senza di un eccesso d'acqua. La camera ? spurgata periodi camente per pulire via il fango e il catrame dal resistor DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un metodo e ad m a apparecchiatura per rivelale la presenza di una concen trazione prestabilita di un liquido, quale per esempio acq in un altro liquido, quale,per esempio greggio od olio.

[1 greggio od olio pu?, per esempio, essere un bagno di gr 510 od olio caldo usato per raffreddare rapidamente pezzi li lavoro dopo che gli stessi sono stati riscaldati in un ?om o di trattamento a caldo. Nel forno ? a volte mantenut una atmosfera controllata (per esempio una atmosfera arric chita di carbonio) allo scopo di impartire caratteristiche desiderabili ai pezzi di lavoro durante il processo di ri scaldamento, e tale atmosfera pu? esistere al disopra del bagno d'olio.

L'olio.di un bagno di tempra ? di frequente "infiammato" a te temperature dai pezzi di lavoro caldi, dando quindi orif gine al pericolo di una esplosione risultante da quantit?? minime di acqua che per vari motivi possono essere present nell'olio. Man mano che l'olio viene riscaldato, tale acqu pu? evaporare e gorgogliare alla superficie. Le bollicine di vapore trasportano con se piccole quantit? di vapore d' che si mescolano con l'atmosfera al disopra della superficie dell'olio. L'atmosfera di vapore d'olio risultante ? altamente combustibile. Per evitare il pericolo di esplosione l'industria delle lavorazioni a caldo ha stabilito he l'olio non deve contenere pi? di 0,35% in volume di ac Vari sistemi sono stati escogitati per controllare il cont :iuto di umidit? dell'olio e per produrre un segnale di all ine; quando lo stesso contenuto di umidit? supera un livell di insicurezza,, Numerosi sistemi che sono stati impiegati commercialmente sono per? inattendibili e danno luogo ad ima durata di servizio relativamente?breve? In numerosi ca si tali sistemi non hanno un buon funzionamento e non rieoho a produrre un segnale di allarme ad avvertire il pers addetto che il contenuto di acqua si ? innalzato ad un livello pericoloso? Una delle cause possibili che si tradu in un cattivo funzionamento ? che l'elemento sensore att a rivelare la presenza di acqua si sporca e si copre di iri caostazioni a motivo dell'olio e perde la propria sensibil Inoltre, vari additivi e contaminanti presenti nell'olio p sono far si che l'elemento sensore produca un segnale erre neo, oppure nessun segnale affatto? In certi casi la tempe ratura elevata del bagno d'olio determina il deterioram nt dell'elemento sensore? In ancora altri casi l'elemento sensore deve essere ricondizionato per la riutilizzazione una volta che l'elemento stesso ? stato esposto ad un ele to contenuto di umidit?.

Lo scopo generale della presente invenzione ? di realizzal un tipo nuovo e perfezionato di metodo e sistema per rivel re e segnalare la presenza di quantit? minime di a?ia in olio, l'invenzione essendo caratterizzata dalla utilizzazione di un elemento sensore eccezionale che ? in grado di funzionare in modo semplice, attendibile e con dunta di servizio relativamente lunga in vari tipi di bagni d'olio tenuti ad una vasta gamma,di temperature. Uno scopo pi? dettagliato dell'invenzione ? di ottenere quanto detto in precedenza riscaldando in misura sufficiente un elemento sensore sensibile alla temperatura per evaporare l'eventua acqua presente nell'olio e rivelando e segnalando una vari zione di una caratt eri&ica dell ' elemento sensore quando utlimo cambia di temperatura in conseguenza della evapora zione dell ' acqua.

In un senso ancora pi? specifico l ' invenzione consiste nella realizzazione di un elemento sensore sottoforma di un resistore elettrico sensibile alla temperatura che viene alimentato di energia elettrica sufficiente per detenni re il riscaldamento del resistore ad una temperatura costa te al disopra del punto di evaporazione dell'acqua. Quando il resistore si raffredda ed il valore d? resistenza sconc in conseguenza della evaporazione di acqua nel lagno d?oli si ha la produzione di un segnale che determina l'aumento di energia alimentata al resistore, in modo da riportare i resistore stesso alla sua temperatura originale. Gli impul transienti del segnale sono rivelati e determinano la prod di un segnale di allarme quando nell'olio si ha la presenz di una umidita sufficiente a far si che il valore medio nel tempo degli impulsi superi una soglia prestabilita.

Uno scopo ulteriore dell'invenzione ? di impedire che l'elemaio sensore determini la produzione di un segnale di allarme quando la temperatura dello stesso bagno d'olio cambia e quando la temperatura dell'elemento sensore subisc una variazione momentanea da parte di vari additivi e contaminanti che possono e ssere pre senti nell ' olio.

Uno scopo importante dell ' invenzione ? di realizzare un si nel quale l'elemento sensore mantiene la propria sensibilit? ripulendosi da se stesso periodicamente dal catra me o da altri residui d'olio che si raccolgono sull'elemento sensore quale risultato della immersione di questo ultimo nel bagno d'olio.

L'invenzione consiste inoltre nella innovazione in cu il sistema funziona per effettuare la autopulitura dell lomento sensore e per aspirare periodicamente una nuova vista di olio in prossimit? dell'elemento sensore.

Ancora un altro scopo consiste nel proteggere l'eleme to sensore dalla turbolenza del bagno d'olio racchiudend lo stesso elemento sensore in una piccola camera all'interno del bagno d'olio. Nella camera si introduce periodicamente gas in pressione per spurgare l'olio dalla carn e consentire momentaneamente all'elemento sensore di ess re esposto al gas allo scopo di effettuare la pulitura dello stesso elemento sensore. La camera ? successivamente scaricata per permettere l'afflusso di una nuova p vista di olio nella camera. Il ciclo si spurgo ? control to per impedire al gas in pressione di contaminare in mi notevole l'atmosfera al disopra del bagno d'olio e inolt si ha la produzione di un segnale d? allarme o preavviso se viene a mancare la funzione di spurgo della camera.

Questi ed altri scopi e vantaggi dell'invenzione risu teranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettagli che segue considerata insieme agli annessi disegni, in cu La figura l? una vista in alzato laterale di un sistem tipico di trattamento a caldo equipaggiato della apparecchiatura di rilevamento dell 'acqua,nuova e perfezionata che incorpora le caratteristiche eccezionali della presen invenzione ;

La figura 2 ? una vista parziale e in scala ingrandit in sezione trasversale della apparecchiatura di rivelamento presa sostanzialmente lungo la traccia 2-2 di figur L? figura 3 ? una vista parziale in scala ingrandita e trasversale presa sostanzialmente lungo la traccia 3-3 d figura 2;

La.figura 4 ? imo schema generale a blocchi del contro della apparecchiatura di rilevamento; e

La figura 5 ? una vista schematica, del circuito elett del controllo riprodotto in figura 4.

A scopi illustrativi l'invenzione ? rappresentata nei disegni in relazione ad un forno di trattamento a caldo in cui dei pezzi di lavoro (non rappresentati) sono risca dati aduna temperatura metto elevata. Un bagno d'olio 12 in un armadio chiuso 13?e posizionato nelle immediate prossimit? del forno per ricevere e raffreddare rapidamen te i pezzi di lavoro dopo che gli stessi sono stati risca dati, pezzi di lavoro che vengono poi rimossi attraverso uno sportello 14. Nel forno pu? essere mantenuta una atmo sfera controllata e arricchita di carbonio allo scopo di impartire determinate caratteristiche metallurgiche ai pezzi di lavoro durante il processo di trattamento a cald Poich? l'armadio comunica con il forno la stessa atmosfer esiste solitamente nell'armadio stesso

Pur non essendo rappresentati, di solito sono previsti dei riscaldatori atti a mantenere l'olio ad una temporatu che ? tipicamente di 85?C, ma che pu? variare tra 5 e 230 Quando dei pezzi di lavoro caldi sono posti nell'olio, pa ti localizzate del bagno 12 possono "infiammarsi" a tempe rature molto .elevate. Allo scopo di controllare la temper del bagno, ? possibile far circolare acqua attraverso ser pentini di raffreddamento (non rappresentati) presenti ne e in conseguenza della condensazione o perdita il bagno p contaminarsi di acqua. Come spiegato in precedenza, ? est mamente importante per motivi di sicurezza controllare in modo costante il bagno di olio di tempera e segnalare la j senza di quantit? molto minime di acqua, che possono esse re presenti nello stesso, cos? da poter cautelarsi nel se di arrestare l'apparecchiatura ed eliminare tale acqua Il sistema dell'invenzione atto a controllare il conten d'acqua dell'olio utilizza un elemento sensore elettrico il quale ? atto ad essere immerso nel bagno d'olio. L'eler sensore ? associato ad un apparecchio di monitorizzazione 16 supportato sull?armadio 13 del bagno d'olio ed avente alloggiamento 17 situato al disopra e all'esterno dell'armadio stesso. Un tubo lungo 18 ? infilato nel lato in feriore dell'alloggiamento e sporge attraverso una aper tura ricavata nella sommit? dell'armadio e in Passo nell' lio di tempra. Per uno sapo che verr? spiegato nel seguit un tuho di rame 19 ? disposto all'interno del tubo 18 e s ge attraverso l'alloggiamento 17, con la estremit? inferi del tuho che si estende al disopra dell'estremit? inferiore del tuho o tubazione, come rappresentato in figura Inoltre, due fili conduttori isolati 20 si estendono in h so attraverso la tubazione e lungo il tuho e sono collega corrispondenza delle loro estremit? superiori ad un panne lo di circuito stampato 21 {figura 2), il quale ? contenu to all'interno dell'alloggiamento 17. Dall'alloggiamento due fili 22-ivanno ad una opportuna sorgente di alimentazione .

Come rappresentato in figura 3, il tuho 19 ed i fili 2 estendono inoltre in un breve tratto di tubazione 23 che collegato alla estremit? inferiore della tubazione 18 mediante un accoppiamento 24. Nella parte terminale inferio della tubazione 18 ? disposto un blocco di materiale eposs dico 25, che stabilisce una tenuta tra tale tubazione, il tubo 19 e i fili 20 per impedire a l'olio di innalzarsi nella tubazione 18. La estremit? inferiore della tubazione 23 ? chiusa da un cappuccio o coperchio 26 avente una o foro verticale 27 praticato attraverso il medesimo ond permettere all ' olio che proviene dal hagno di entrare ne la tubazione 23. In tal modo, la tubazione 23 definisce camera 28, la quale comunica con il bagno d' olio 12 attr verso il foro 27 ricavato nel cappuccio o coperchio 26. All'interno della camera 28 e bloccata in 29 alla estremit? inferiore del tubo 19 ? disposta una spina a femmin 30, la quale ? collegata all'estremit? inferiore dei fil conduttori 20, spina che ? posizionata in modo da lascia aperta la estremit? inferiore del tubo. L'elemento senso 15 ? collegato elettricamente ad una spina a maschio 31, la quale ? accoppiata alla spina a femmina ed ? fissata alla estremit? superiore di un manicotto tubolare 32 disp sto all'interno della camera. Il manicotto .circonda l'el mento sensore ed ? aperto in corrispondenza della sua es mit? inferiore per consentire all'olio presente nella cam ra di venire a contatto con l'elemento sensore. Secondo presente invenzione, l'elemento sensore di umidit? 15 ha forma di un resistore sensibile alla temperatura ( ossia un resi store , il cui valore di resi stenza cambia in funz della sua temperatura) il quale ? alimentato di energia elettrica ad un ritmo che ? controllato in modo da ri sca re normalmente il re sistore ad una temperatura costante pre stabilita che in ogni caso ? scelta in modo da risult al di sopra del punto di evaporazione dell ' acqua. Quando senza di acqua nell'olio, le singole gocce d'acqua si po tano in vicinanza o a contatto con il resistore sensore e Sono riscaldati al disopra del loro punto di ebollizi Il calore latente di evaporazione implicato nella espl ne delle gocce in vapore preleva energia termica dal resi re in modo da raffreddare il resistore stesso ed abbassar il valore di resistenza. Sono previsti mezzi atti a rivel re la caduta del valore di resistenza del resistore e a produrre un segnale atto ad aumentare il ritmo al quale l gi? ? alimentata al resistore in modo da riportare il res store stesso alla sua temperatura originale. Quando il va medio nel tempo degli impulsi transienti del segnale supar una soglia prestabilita, si produce un segnale di allarme per avvisare il personale addetto che il contenuto d'acqp del bagno d'oli? ? al disopra di un livello di sicurezza In modo pi? specifico il resistore sensibile alla temp 15 di questo esempio viene formato avvolgendo diverse spi ( per esempio 50) di filo fine di platino intorno ad un s strato di vetro o di ceramica avente una lunghezza di cir ca 0,4 pollici (cml circa) ed un diametro di circa un tre duesimo di pollice (mm. 0,8 circa). Le estremit? del filo ii platino sono collegate elettricamente alla spina a maschio 31 e quindi il resistore ? collegato elettricamente il pannello di circuito stampato 21 attraverso detta spin

La spina femmina 30 ed i fili 20. Il resisto

esempio un valore di resistenza di circa 100 ohms a 0?C.

In modo importante il filo di platino ed il substrato del resistore 15 sono rivestiti di tetrafluoroetilene (pei esempio Teflon). Con il Teflon il filo di platino ed il su?"?: strato sono protetti dal fango, dal catrame e dal solvente ed altro che possono essere presenti nel lagno d?olio. Ino e come verr? spiegato nel seguito il Teflon ? importante dal punto di mantenimento del resistore della propria sensibilit?.

In figura 4 ? rappresentato uno schema generale a hlocclhi di circuiti atti a controllare e a rispondere al resistore sensibile alla temperatura 15. Un diagramma pi? specifico di circuiti tipici ? ilustrato in figura 5. I circuiti di figura 5 possono essere incoir>orati nel pannello di ciccuit stampato 21.

Nella forma di realizzazione preferita dell'invenzione il resistore sensibile alla temperatura 15 forma la resistenza in un ramo di un ponte di Wheatstone 40 (figura 5) ihe a sua volta fa parte di un rivelatore 41 (figure 4 e 5, atto ad avvertire le fluttuazioni di temperatura del resistore. I tre resistori 42, 43 e 44 negli altri tre rami del ponte lanno valori di resistenza noti ed hanno coefficienti di emperatura trascurabili. I terminali di entrata nel ponte sono collegati ad una sorgente di energia 45 tramite un controllo 46, il quale regola il ritmo di alimentazione dell'energia, ovverosia l'energia alimentata al resistore

15, in modo tale da mantenere normalmente il resistore so stanzialmente alla stessa temperatura prescelta, la quale ? superiore al punto di evaporazione dell'acqua, ma inferijgrqv ; al punto di evaporazione dell'olio. A titolo di esempio, H resistore pu? essere mantenuto ad una temperatura prescelt di circa H O?C

Di preferenza la sorgente di energia 45 ? una sorgente

a corrente continua di 24 volt. Come rappresentato in figju ra 5, la sorgente di tensione 45 ? collegata al controllo di ritmo 46, che in questo caso ? formato dalla combinazictne in parallelo di un resistore 47 e di un transi&ore NPN 48, la combinazione in parallelo essendo collegata alla entrata della tensione di alimentazione 40a del ponte 40? A motjivo della caduta di tensione ai capi della combinazione in parallelo, la tensione in entrata al ponte sar? sempre inferiore a 24 volt, mentre diminuir? oppure aumenter? man mano che il percorso collettore-emettitore del transistore diventa

pi? o meno conduttivo, .ossia offre una resistenza minore oppure maggiore.

Ai capi dei terminali di uscita del ponte 40 ? collegat un amplificatore differenziale 49 avente un guadagno a spira aperta molto elevato e che fa parte del rivelatore delle fluttuazioni di temperatura 41. Tramite un resistore 50

la uscita dell'amplificatore ? collegata alla base del transistore 48.

Per facilitare la comprensione dell'invenzione finora descritta, si supponga che il resistere di percezione 15 sia immerso in un bagno d'olio non turbolento che ? privo di acqna e che ? mantenuto ad una temperatura fissa, per e pio di 85?C. Si supponga inoltre che la tensione che viene applicata dalla sorgente 45 attraverso il controllo 46 alla entrata 40a del ponte* sia di grandezza tale che la corrente che fluisce attraverso le gambe o rami del po 15:,., 42 riscalda il resistore 15 ad una temperatura di stato fisso di 110?C II transistore 48 ? ad uno stato par zialmente conduttivo tra interdizione e saturazione, e p feribilmente leggermente al disopra della interdizione, per cui la tensione B. risulta sostanzialmente inferiore 4 volt. La differenza di /temperatura di H O0 meno 85? = & tale che il ritmo di calore dissipato nel resistore 15 per effetto del flusso di corrente bilancia in effetti il ritmo di trasferimento di calore per conduzione all'olio. Infine, si supponga che il ponte sia stabilizzato in eqni irio a stato fisso (ossia sostanzialmente bilanciato) e e La tensione in uscita BQ attraverso il ponte sia tale che ina tensione leggermente superiore ? applicata al termina li entrata positivo dell'amplificatore 49 rispetto al suo terminale di entrata negativo. La uscita di tensione posi tiva risultante in A alimenta una corrente da base ad em attraverso il transistore 48 per rendere leggermente conduttivo il percorso da collettore ad emettitore del transistore.

Si supponga ora che il bagno d'olio scenda ad una tempera leggermente inferiore (per esempio 75?C). La maggiore dif ferenza di temperatura aumenta il raffreddamento del resis re di percezione 15. A motivo della sua temperatura inferiore, il resistore 15 diminuisce di resistenza e quindi il ponte 40 diventa ulteriormente sbilanciato. La sua ten sione in uscita B cambia in modo da far aumentare la ten sione applicata al terminale positivo dell'amplificatore 49 rispetto alla tensione applicata al suo terminale nega tivo in proporzione alla diminuzione del valore di resist za del resistore. Ne deriva.che la tensione in uscita A dell'amplificatore 49 aumenta in modo proporzionale (con un elevato fattore di guadagno) e in senso positivo. La tensione pi? elevata Aoapplicata alla base del transistor 48 aumenta la corrente di giunzione tra base ed emettitor e diminuisce la resistenza tra collettore ed emettitore. Ci? determina un innalzamento della tensione in entrata B^ al ponte 40 ed aumenta la.potenza (ossia i vat o il riteme di trasferimento dell'energia) alimentata alle due parti (15,42 e 44,43) del ponte. Si ha quindi un aumento del riimo di energia dissipata in forma di calore nel resistore di percezione 15 e poich? il ritmo di energia di calore perdilta per conduzione verso l'olio tende a rimanere uguale, il r sistore di percezione 15 aumenta di temperatura ed aument il suo valore di resistenza. Ma all1innalzarsi della temp tura del resistore, il ritmo di perdita di energia termic verso l'olio aumenta, fino a quando il ritmo di entrata di calore combacia con il ritmo di perdita di calore.

Quando il resistore tom o ad essere riscaldato sostanzial alla sua temperatura originale, e supposto che il hagno d ancora alla sua temperatura inferiore (75?C), il ponte ra giunge 1'equilibrio di stato stabile, ma si stabilizza ad stato sfalsato (ossia la tensione in uscita del ponte BQ ? appena appena superiore al suo valore originale), per c la tensione in entrata B. ? mantenuta sufficientemente el vata per mantenere il resistore sostam almente alla sua temperatura originale.

La tensione in entrata al ponte 40 ? modificata in mod simile, ma in senso inverso, quando la temperatura del ba d'olio aumenta e fa aumentare inizialmente la temperatura e il valore di resistenza del resistore di percezione 15. Ovverosia, le tensioni di uscita B ed A rispettivamente del ponte 40 e dell'amplificatore 49 diventano meno posit per aumentare la resistenza tra collettore ed emettitore del transistore 48 e ridurre la tensione in entrata B^ al ponte, per abbassare con ci? la temperatura del resistore di percezione 15. In questo modo il resistore ? mantenuto sostanzialmente ad una temperatura costante di stato stali a prescindere dalla temperatura del lagno d' olio . Detto il termini generali , il ritmo di entrata di energia alimentat elettricamente al re si store 15, il valore della tensione uscita del ponte B^, ed il valo re della tensione in entral al ponte B^ varieranno come funzioni monotoniche inverse dell a temperatura del lagno d' olio ; non ? importante se , d nel caso in e same la relazione non ? lineare.

E' inoltre da tener presente che la temperatura a stato stallie del resistore di percezione 15 sar? mantenuta sostanzialmente costante a prescindere dalla conduttivit? termica del lagno d'olio, nel quale il resistore ? immerso Se per qualche motivo la conduttivit? termica dell'olio au nenta in modo da creare un raffreddamento relativamente piti rapido del resistore, aumenter? la tensione in entrata ?. al ponte. Viceversa, la entrata B. sarc di valore infer quando il resistore ? immerso in un lagno di conduttivit? mica inferiore.

Si supponga ora che il lagno d'olio 12 sia contaminato di una quantit? di acqua. Le eventuali gocce d?acqua in p simit? del resistore di percezione 15 si riscalderanno e verranno evaporate dal resistore, che si trova ad una tem peratura elevata prestabilita, supposto in questo caso di 100?C. Come ciascuna goccia d' acqua evapora in vapore , la stessa goccia d' acqua estrae energia termica dal resisi O e fa si che la temperatura di quest ' ultimo scenda momentanemanete . Ovverosia, come la temperatura. del resi store 15 scende inizialmente, la tensione in uscita del ponte B si innalza, con conseguente tendenza della tensione in en trata al ponte B. di innalzarsi; ma dopo che la goccia d't?ip ? stata completamente evaporata e l'olio tom a a circondare il resistore 15,-la uscita del ponte BQ e la tensione di.; entrata B^ ritornano ai loro valori originali. In tal modt' un impulso di tensione Bq, che aumenta in senso positivo, si presenter? ai terminali di uscita del ponte 40 ogni voljta che una goccia d'olio esplode in vapore e abbassa la temperatura ed il valore di resistenza del resistore. Visto senso temporaneo o transiente, la evaporazione rapida di ciascuna goccia d'acqua produce un impulso di tensione amplificato AQ in corrispondenza della uscita dell?amplifica tore 49, Questo impiLso ? applicato al transistore 48 per aumentare e quindi ripristinare la tensione in entrata B_^ al ponte, tendendo con ci? ad aumentare e quiirii ripristini re la temperatura del resistore 15. Gli impulsi B^ ed variano di grandezza e durata (ossia area o secondi volt) secondo la dimensione di una data goccia d' acqua cne viene evaporata e varia di frequenza a secondo il numero di goc< che sono evaporate in un dato periodo di tempo .

Nella realizzazione dell ' invenzione gli impulsi transienti in uscita AQprovenienti dall ' amplificatore 49 vengano rivelati e se ne fa la inedia. Quando il valore medio di tali impulsi (che ? proporzionale alla sua area e frequen supera una soglia prestabilita, si produce un segnale di preavviso ad indicare che il contenuto o tenore di umidit dell?olio supera un determinato livello di concentrazione selezionato. A tali scopi si prevede un allarme 51 che in questo caso.consiste di un campanello 52 (figura 5) e di una lampadina di indicazione 53. L'allarme ? responsivo a segnale in uscita dell'amplificatore 49, mentre sono p visti mezzi per impedire che l'allarme venga comandato e produca il segnale di preavviso quando il segnale in usci AQ ? di grandezza costante (mancanza di impulsi transient oppure (quando il segnale in uscita AQ contiene transienti od impulsi in conseguenza di fattori diversi da un elevat contenuto o tenore di acqua.

Nel caso ih esame questi mezzi comprendono anzittutto un filtro o differenziatore 55 (figure 4 e 5) che rispond alla tensione in uscita A dell'amplificatore 49 e che fa passare gli impulsi in uscita FQ solo quando la tensione uscita AQ contiene un impulso transiente ad andamento po sitivo. Il filtro impedendo con ci? all?allarme 51 dal rispondere ad ogni eventuale variazione lenta, sia temporan che permanente della tensione in uscita A . Come risulter evidente, ci? impedisce all'allarme di rispondere a variazioni graduali della tensione A^ prodotte da variazioni de temperatura o della conduttivit? dello stesso bagno d'oli In secondo luogo, un comparatore di saturazione di soglia 56 responsivo alla uscita del filtro 55 serve a bloccare il "rumore" di bassa ampiezza che pu? presentarsi negli i di uscita F , in modo da impedire all'allarme dal rispondere a variazioni spurghe degli impulsi di uscita del fi Il comparatore converte inoltre ogni impulso in entrata F che superi una ampiezza prestabilita in un impulso in uscita CQ di ampiezza fissa, ma di larghezza generalmente proporzionale alla larghezza dell'impulso in entrata corrispondente, In terzo luogo un filtro formatore di media o integratore :58 responsivo agli impulsi in uscita CQ de comparatore 56 converte gli impulsi CQ in un segnale di tensione a corrente continua Rq', la cui grandezza varia i una funzione generalmente proporzionale della media di tempo a breve termine (frequenza e larghezza ) degli impu C . In quarto luogo, un circuito di soglia di allarme 60 o

produce un segnale in uscita PQ per comandare l'allarme 51, solo quando la grandezza del segnale R^ dal filtro fo natore di media 58 supera un valore di soglia prestabilit (ma regolabile).

Considerando la figura 5 in maggior dettaglio, il filt passa impulsi 55 ha la forma di un differenziatore di lim fazione e comprende un condensatore 55a collegato per ess caricato quando l'andamento positivo aumenta nel flusso orrente

corrente di produzione della tensione A attraverso un r store 551?, con la caduta di tensione risultante che crea un impulso positivo in F . Le variazioni ad andamento ne della tensione A si traducono in una corrente di carica del condensatore che fluisce nella direzione opposta, co rente che ? p er? suntata in avanti attraverso un diodo 5 producendo attraverso il medesimo una caduta di tensione trascurabile, per cui gli impulsi negativo sono limitat o eliminati dai segnali in uscita del filtro in F > In questo caso il comparatore 56 ? rappresentato in form di un amplificatore operazionale ad alto guadagno 66 (fi gura 5) collegato senza reazione ed azionato in modo sat per cui funziona da compratore di tensione. Naturalmente si possono impiegare alternative note, quale per esempio un circuito di comando Schmitt. La uscita del filtro 55 ? collegata al terminale di entrata positivo o di non in venzione dell'amplificatore 66, mentre il terminale di en ta negativo o di inversione ? collegato alla sorgente di tensione di riferimento 67, che ? mantenuta per esempio a circa 8,5 volt. Fintanto che la grandezza di un impuls di tensione FQ dal filtro 55 ? al disotto di questa sogl di tensione, la uscita C dell'amplificatore 66 rimane a valore zero . Quando per? un impulso F supera il valore di soglia selezionato, l ' amplificatore si satura immedia tamente per produrre la sua uscita positiva massima, ossi un impulso quadrato CQ per esempio di 20 volt, Gli impulsi in uscita C dall?amplificatore 66 sono di altezza costant e di larghezza differente, con la larghezza di ciascun impulso che

quale conseguenza di una goccia d'acqua in fase di evaporazione Gli impulsi CQ variano di frequente a secondo il numero di gocce di acqua che sono evaporate in un dato periodo di tempo.

In numerosi casi il lagno d'olio 12 pu? includere un additivo impiegato per impartire caratteristiche speciali di raffreddamento rapido. L'additivo pu? essere non compieiamejnte miscibile con l'olio e pu? esistere in forma di globuli, globuli formati dall'additivo possono essere di maggiore cobduttivit? termica rispetto all'olio di tenera e come vengono a contatto con il resistore di percezione 15 possojno produrre effetti di raffreddamento momentaneo, ma non cos? grande come quello prodotto dalla evaporazione delle gocce d'acqua. Infatti, i globuli possono determinare impulsi di tensione F^ di grandezza relativamente piccola alla uscita del filtro 55. Tuttavia, a motivo dHL comparatore di soglia dell 'amplificatore 66 tali impulsi di basso livello sono mascherati e non sono efficaci per determinare il comando dell'allarme 51 . L'amplificatore serve inoltre a mascherare impulsi di basso livello F che possono essere prodotti da eventuali correnti di convezionale nella camera 28,

on tali correnti di convezione che servono a raffreddare il resistore 15. Per riassumere, il comparatore di so- , glia elimina le risposte spurie a rumori di tasso livello o ad effetti collaterali , e induce gli impulsi a riflette!^ la pre senza di un costituenti di interesse del lagno di pi? elevata volatilit?, in questo caso acqua.

Il filtro formatore di media 58 converte gli impulsi in una tensione a corrente continua R , la quale varia so? stanzialmente in proporzione al valore in una media di tempo di tali impulsi. Poich? le larghezze degli impulsi transienti in AQ e la frequenza di tali impulsi sono rapportate direttamente alla dimensione e alla concentrazione delle gocce di acqua evaporate, la media si traduce nel fajt to che la tensione R^ ? generalmente una misura della percentuale di acqua presente nel lagno d'olio. Nel caso in esame?il filtro ? preceduto da un divisore di tensione 70 collegato all'uscita dell'amplificatore 66 e collegato ad un condensatore 71 tramite un diodo di isolamento 72? Ciascun impulso positivo C tende a caricare il condensatore mediante flusso di corrente attraverso il resistore 73 del divisore, con il condensatore che accumula con ci? una carie 3er creare la tensione R . Per? , durante gli intervalli tr|a gli impul si succe ssivi Cq, il condensatore si scarica attraverso un re si store parallelo 75, per cui la tensione de condensatore R diminuisce esponenzialmente. La costante lei tempo di carica stabilita dal resistore 73 del divisor di tensione 70 e dal condensatore 71 ? scelta in modo da essere bassa rispetto alla costante del tempo di scarica stabilita dal resistore 75 e dal condensatore 71? Ow eros il valore di resistenza del resistore 73 ? considerevolmer inferiore a quello del resistore 75. Come ben noto, tali c stante di tempo sono scelte per produrre nella tensione R^ delle ondulazioni che non hanno conseguenza alcuna mentre il filtro 58, o ci? che viene comunemente denominato un integratore R-C serve a rendere la tensione R^ sostanzialmente proporzionale ai Volts secondi medi degli impulsi

H dispositivo di soglia di allarme 60 ? in questo caso formato da un amplificatore operazionale ad alto guadagno 78 (figura 5), il cui terminale di entrata di non inversio riceve la uscita R del filtro 58? Il terminale di entrata di inversione dell'amplificatore ? collegato ad una sorgen li tensione 80 tramite un divisore di tensione 82 ed ? pol zato ad una tensione di riferimento di soglia prestabilita (per esempio 3 volt). Il riferimento ? regolabile mediante Impostazione o regolazione di una spazzola 81 associata al ?ivisore. Fintanto che il segnale RQ che proviene dal fil ro 58 rimane al disotto della tensione di soglia, il segn Ln uscita TQ rimane al valore zero. Ognivolta per? che la tensione RQ supera il livello di soglia, l'amplificatore s atura produce un segnale positivo

di isolamento 84 questo segnale ? applicato alla base di un transistore NPN 86 con emettitore a massa per polarizzare il transistore a " saturarsi '? e consentire alla co rente di collettore ed emettitore di fluire da una sorgen 88 di tensione positiva attraverso una bobina di rel? col gata in serie 92, Quando il transistore 86 viene interdet (in assenza di uria tensione positiva in T ) la corrente d compensazione fluisce attraverso la bobina 92,.un resiste re 90 e la porzione inferiore del divisore di tensione 82 facendo con ci? in modo che la tensione di riferimento in corrispondenza della spazzola 81 abbia un valore prescelt relativamente elevato. Ma quando il transistore 86 viene Inserito, il suo percorso di collettore ed emettitore sun tale corrente.a massa, per cui la tensione di riferimento liminuisce. Questa azione di reazione tende a"bloccare"il transistore 86 nello stato,di saturazione; ossia, una vol ;he viene inserito ed energizza la bobina di rel? 92, con uinuer? ad essere inserito anche se successivamente la ten sione TQ scende alquanto.

Quando la bobina di rel? 92 viene energi zzata, come sp gato in precedenza, essa chiude i contatti 93 per energiz j are il campanello di allarme 52 e la lampadina di allarm i 3, quest 'ultima e ssendo collegata .in parallelo alla sorge c i tfflsione 88 attraverso tali contatti ? La energizzazione c ella bobina di rel? 92 chiude inoltre i contatti di rel? che stabiliscono un circuito di tenuta attraverso un interruttore di rimessa a punto manuale normalmente chiusa 95 per mantenere la bobina ertergizzata. Il campanello 52 e la lampadina 53 dell'allarme 51 rimarranno quindi energizzati fino a quanto l'interruttore 95 viene aperto a ma no per disenergizzare la bobina di rel?.

Da quanto precede risulter? evid?nte che il filtro pas^e.?1 impulsi 55 impedisce all'allarme 51 di essre comandato dal la tensione in uscita BQ per s? del ponte 40 ed impedisci all'allarme dal rispondere alle variazioni molto graduali della tensione in uscita B . Il comiaratore 56 blocca gli impulsi in uscita a basso livello F dal filtro 55, per cv gli impulsi di "rumore" o impulsi spuri prodotti dagli addi tivi od altro sono mascherati e non sono efficaci per comandare l'allarme. Il filtro formatore di media 58 serve s livellare gli impuM in uscita CQ dal comparatore e produce una tensione a corrente continua R^ che varia generai-Inente in proporzione alla percentuale di acqua presente nel bagno d'olio. Infine, il dispositivo di soglia 60 comanda l'allarme solo quando il segnale in uscita R^ dal filtro formatore di media supera lina soglia prestabilita scelta regolando la spazzola 31 e scelta in modo da corrispondere ad una percentuale nota di "sicurezza" di acqua nel bagno d'olio. Cos?, l'allarme non sar? comandato se il contenuto d?acqua dell'olio ? basso e se solo delle piccole gocce d.1acqua sono solo di tanto in tanto evaporate dal resistore di percezione 15.

QUale misura di sicurezza alle avarie, l'allarme 51 sar? comandato in certe circostanze direttamente in risp sta alla tensione in uscita A dell'amplificatore differ ziale 49. Tale comando diretto ? effettuato quando la tensione in uscita dell'amplificatore si innalza ad u? valore cos? elevato che la tensione applicata al transist re 48 fa si che la tensione in entrata al ponte 40 si avvicini al valore massimo possibile (per esempio, quasi 24 volts quando il transistore 48 saturo in considerazione del fatto che la sorgente 45 ? una sorgente di 24 La tensione B. pu? per esempio avvicinarsi al valore di volts se il bagno d'olio 12 ? ad una temperatura .molto bassa, se gli additivi o contaminanti presenti dell'olio sono di elevata conduttivit? ed effettuano un raffreddamento anoarmale del resistore di percezione 15, oppure se il tenore d'acqua dell'olio ? estremamente elevato ed effettua un raffreddamento continuo del resistore anzich? un raffreddamento ad impulsi.

.Se la tensione in entrata B. al ponte 40 si avvicina al valore di 24 volt, pu? esistere potenzialmente una con dizione di insicurezza in quanto la tensione in uscita B del ponte varia solo in modo unidirezionale e non ad impu con ulteriore raffreddamento del resistore 15 prodotto da evaporazione di gocce d' acqua. In tal modo, gli impulsi non vengono passati dal filtro 55 e l'allarme 51 non viene comandato anche se esiste una concentrazione di acqua di *? insicurezza nel bagno d'olio.

Per salvaguardia contro una condizione del genere, sona previsti mezzi 100 per comandare l'allarme 51 direttamente quando la tensione in uscita A dell'amplificatore 49 si i valore cos? elevato da far si che la tensione in entrata al ponte superi una soglia prestabilita che ? alquanto inferiore al auo valoie massimo possibile, ossia 24 volts.

In questo caso, il comando di allarme diretto 100 compr de un transistore PNP 101 figura 5 , il cui emettitore ? c legato per ricevere il segnale in uscita AQ dall'amplifica re differenziale 49. La base del transistore ? collegata ad una tensione di alimentazione di riferimento che provie da un divisore di tensione 102 energizzato da una sorgente li tensione 103, mentre il collettore del transistore ? collegato a massa tramite un resistore di carico 104. Un segnale in uscita DA (normalmente di 0 volts) ? prelevato tramite un resistore limitatore di corrente 106 ed un diod li isolamento 105 al terminale di entrata di non inversion iell'amplificatore operazionale 78.

Supposto che la tensione di soglia o di riferimento dal iivisore 102 ? di 23 volt, il transistore 101 sar? interletto e il segnale in uscita DA sar? di 0 volt a meno e fi: tanto che il segnale in AQ si innalza al disopra di circa 23 , 5 volt. Quando si verifica quest ' ultima condizione

(e la tensione in entrata.al ponte B. ? di circa 22 volt)," il percorso di emettitore e collettore del transistore

101 diventa conduttivo e la corrente fluisce attraverso ? il resist?re di carico 104 per far si che il segnale in uscita DA abbia un vadore positivo relativamente elevato cfe cambia il condensatore 71 aduna tensione che supera la tensione di riferimento in corrispondenza della spazzola 81. Di conseguenza l'amplificatore 78 ? comandato a satura zione e la hohina di rel? 92 ? energizzata per azionare l'allarme 51 (come spiegato in precedenza) anche se il segnale in uscita C dal comparatore ? per s? stesso insuffi ciente a far azionare l'allarme.

Si noter? che il resist?re di percezione 15 ? schermato o protetto all'interno della camera 28 dalla tubazione 23 e dal cappuccio o coperchio 26 (figura 3) ed ? quindi protetto da ogni turbolenza che possa essere presente nel ba?no d'olio. Tale protezione ? desiderabile in quanto ogni movimento sostanziale dell'olio oltre il resist?re aumenterebbe l'effetto di raffreddamento dell'olio e potrebbe tradursi nella creazione di un falso al segnale di allarme. Tuttavia, poich? il resist?re.,di.percezione ? sostanzialmente isolalo dal corpo principale del bagno d ' olio, ? importante che tu. provvista fresca di olio venga portata periodicamente a contatto con il resistore ad assicurare.che l'olio che vi ne controllato dal resistore sia un campione rappresentati' del bagno principale.

Continuando con l'invenzione, la camera 28 ? periodicamenle spirgata di olio, con lo spurgo che serve due scopi impoi*-tanti. Innanzitutto lo spurgo elimina l'olio precedentemef te monitorizzato dalla camera e fa si che un nuovo campioj e. o provvista di olio venga portato in prossimit? del resis? di percezione 15. In secondo luogo, durante il ciclo di spurgo il resistore.di percezione ? momentaneamente esposto all'aria. Per motivi che non sono completamente compre si, la esposizione del resistore all'aria fa si che il ??? stimento esterno di Teflon del resistore si pulisca autorru tic amente dal fango, catrame o altri contaminanti che possono essersi raccolti sul rivestimento mentre il resistore era immerso in olio. Si viene quindi ad evitare una foi inazione di contaminanti sul resistore e quindi il resistore mantiene la propria sensibilit? in quanto viene evitato l'effetto di isolamento termico che altrimenti verrebbe a crear si d? un accumulo di contaminanti. Se il resistore si rivejste fortemente di contaminanti, la sua superficie pu? essere isolata dal bagno d?olio e quest'ultimo pu? non essere riscaldato ad una temperatura sufficientemente elevata per evaporare le gocce d'acqua, oppure almeno la taratura del sistema pu? subire delle variazioni indesiderabili.

Lo spurgo della camera 28 ? effettuato a mezzo di un si stema di spurgo 110, che introduce periodicamente aria pre ssa nel tuvi di rame 19 per trascinare l ' olio in basso e fuori dalla camera attraverso il foro 27 nel ooperchio 26. Infatti , la estremit? superiore del tubo di rame comu nica con una sorgente 111 (figura 1} di aria compressa tramite una valvola a tre vie e a due posizioni 112 ed un valvola ad ago regolabile 113 per regolare la portata di aria dalla valvola a tre vie al tubo. La valvola a tre vi ? atta ad essere deviata tra le sue posizioni mediante un 114. Quando il solenoide ? energizzato, si viene a stabili una comunicazione tra la sorgente di aria in pressione ed il tubo 19 per spingere a forza l'olio fuori dalla camera Quando il solenoide ? disenergizzato, la camera 28 ed il tubo 19 sono ecaricate nell'atmosfera attraverso la vaivo 112 ed una conduttura di scarico per consentire ad nna car ba fresca di olio di fluire in alto e nella camera attraverso il foro 27 del coperchio 26. Una valvola ad ago regolabile H3a nella conduttura di scarico controlla la por cata di flusso attraverso la stessa.

La valvola 112 ? normalmente tenuta nella sua posizione di scarico o sfiato e ad intervalli periodici ? automatica nente deviata nella sua posizione di spurgo e (guindi di ri no nella sua posizione di scarico o sfiato . Ci? si ott iene tramite la utilizzazione di un circuito di tempor?zzazion 115 atto a controllare la energizzazione della disenergiz: zione del solenoide 114, che effettua la deviazione della valvola. Mentre si possono impiegare varie forme di tempo, rizzatori, il circuito di temporizzazione dell'invenzione impiega un generatore ad onda quadra a funzionamento libei ma che pu? essere rimesso a punto in grado di'ripetere un segnale di tensione a.ripetizione GQ che, fintanto che il generatore non ? rimesso a punto, salta ad un livello alto e rimane (per esempio 20 volt) per un intervallo prestabilito e quindi scende e vi rimane ad un livello ba^ (per esempio zero volt) per un determinato intervallo prima di ritornare al livello alto. A titolo di esempio, il segnale di livello alto pu? avere una durata di 8 secondi, mentre il segnale di livello basso pu? avere una durata di 52 secondi, dando luogo ad un periodo di ciclo complessivo di 60 secondi.

Il solenoide 114 della valvola 112 ? energizzato per deviare la valvola stessa nella sua posizione di spurgo, qua io il segnale in uscita dal generatore di temporizzazione 115 ? alto ed ? disenergizzato per deviare la valvo iella sua posizione di scarico o sfiato quando tale uscita ? bassa. A tale scopo, il solenoide ? collegato in serie ion una sorgente di tensione 116 (figura 5) e con il colle re di un transistore NPN 117, la cui base ? collegata all' nettitore di un secondo transistore NPN H 8, i due transistori formando una coppia di Darlington'che funziona da sistore singolo che agisce con un intervallo pi? piccolo di valori di corrente della base di entrata. Il collettore??? del transistore 117 ? accoppiato alla sorgente di tensione 116 e la sua base ? accoppiata alla uscita del generatore di tenporizzazione 115.

Quando il segnale in uscita GQ del generatore di tempo-' r?zzazione 115 ? ad un livello alto, il transistore 118

? inserito per consentire alla corrente di fluire dalla sorgente 116 alla base .del transistore 117 per inserire

'luest'ultimo. Ci? permette alla corrente di fluire attraverso il solenoide 114 per energizzare quest'ultimo ed effettuare la deviazione della valvola 112 alla sua posiione di spurgo. Quando il segnale in uscita GQ si porta 4-d un valore basso, entrambi i transistori sono interdetti er interrompere il flusso di corrente attraverso il solenc1 c[e e far deviare la valvola alla sua posizione di scarico o sfiato.

Se la valvola 118 ? nella sua posizione di spurgo per un tempo di 8 secondi, il volume di aria compressa introdotta nella camera 28 ? sufficiente a svuotare completamerete la camera di olio. E' desiderabile che la camera sia sostanzialmente svuotata e che il resistore di percezione 15 sia esposto all'aria per un breve periodo di tempo, in modb

3he il resistore stesso possa autopulirsi

E' comunque indesideraM le svuotare completamente la came di olio per un tempo lungo fino ad un secondo in quanto c consentirebbe ad una quantit? notevole di aria di sfuggire dalla camera attraverso il foro 27 del coperchio 26 ed entrare nell'armadio 13. Una eventuale fuga di aria fin rebbe con il mescolarsi con l'atmosfera controllata che viene ma&enuta nel forno 11 e potrebbe influenzare in mod negativo la integrit? della atmosfera controllata. Si pr vede quindi la deviazione della valvola a tre vie 112 nell sua posizione di carico o sfiato dopo che il livello dell lio nella camera 28 scende al disotto delle estremit? inf? riore del resistore di percezione 15, ma prina che l'olio venga spinto al livello del foro 27 e la camera sia compie tamente svuotata di olio. Ci? si ottiene con un dispositivo di fine spurgo 120, il quale produce un segnale quandc il resistore di percezione tende a raggiungere una temperatura elevata al disopra della sua temperatura costante nominale prestabilita quale risultato della esposizione all'aria. Tale segnale ? utilizzato per rimettere a punto il generatore di temporizzazione 115 a commutare il segnale i uscita G ad un livello basso e a disenergizzare con ci? il solenoide 114 per deviare la valvola 112 nella sua posizione di scarico o sfiato. In modo pi? particolare il segnale di rimessa a punto del generatore di temporizzazic ne 115 viene prodotto rilevando la tensione in entrata IL al ponte 40. Quando il ciclo di spurgo inizia, l'olio pre te nella camera 28 fluisce in basso oltre il resistore di percezione 15. Il flusso di olio allontana appunto il calc ad un ritmo pi? rapido e tende a far scendere la temperatv del resistore. L'effetto di raffreddamente inverso prodott dal movimento dell'olio determina l'innalzamento della tensione in entrata B. al ponte. Ma, come l'olio scende e* scopre il resistore 15 all'aria, il ritmo di trasferimento di calore dal resistore diminuisce e la sua temperatura te ad innalzarsi rapidamente. Tale temperatura si innalza al disopra della temperatura costante nominale scelta. Di conseguenza, la azione a spira chiusa del ponte 40, dell'a plificatore 49 e del transistore 48 determina una brusca caduta della tensione in entrata B..

Quando la tensione in entrata B^ al ponte 40 subisce una brusca caduta, un differenziatore 121 (figura 5) di costru zione ben nota funziona in modo convenzionale per produrre un impulso in uscita ad andamento negativo. Un invertitore convenzionale 122 converte tale impulso in un impulso ad andamento positivo che ? applicato ad un terminale di entrata di una porta AND 123. L'altro terminale di entrata della porta ? accoppiato alla uscita del ^ieratore di temporizzazione 115. Il terminale di uscita della porta ? accoppiato al terminale di rimessa a punto del generatore. Se in un momento qualsiasi alla porta AND 123 viene applic un impulso ad andamento positivo mentre.il segnale in usci ta G del generatore di temporizzazione 115 ? ad un livel; porta passer? l'impulso al terminale di rimessa a punto de generatore. L'impulso rimetter? immediatamente a punto il* generatore perr portare il suo segnale in uscita ad un vabc basso e determinare lo scarico della camera 28 dell'atmosfera per un periodo di 52 secondi.

Pertanto, nel funzionamento e dopo che la valvola 112 ? deviata nella sua posizione di scarico. o sfiato, l'olio continuer? a fluire dalla camera per un tenqpo breve e ad un ritmo determinato dalle valvole ad ago 113 e 113a (e ad un ritmo determinato dalle valvole ad ago 113 e 113a) allo scarico o sfiato completo della camera 28 e del tubo 19. Mentre un volume piccolo e trascurabile di aria pu? s gire dalla camera durante il flusso continuato, tale flus assicura che l'olio scender? in vero al disotto della por zione di estremit? inferiore del resistore e permetter? a tale porzione del resistore di effettuare una operazione di autopulitura.

Da qianto precede risulter? evidente che il segnale di porizzazione GQ che proviene dal generatore 115 offre un intervallo sufficiente all'olio per scendere al disotto del resistore di percezione 15 e permetter? il flusso di una quantit? sostanziale di olio dalla camera 28 in modo assicurare che il resistore sar? momentaneamente esposto all'aria ed assicurare anche che un campione o provvista rappresentativa di olio fresco rifluir? nella camera dopo che il ciclo di spurgo ? stato completato. Il ciclo di sp go viene per? automaticamente terminato mediante rimessa punto automatica del generatore di temporizzazione (e cora ?fazione del segnale GQ al suo valore basso) quando l'olio scende al disotto del resistore e prima o subito dopo che tutto l'olio ? spinto fuori dalla camera, per cui nessuna quantit? notevole di aria pu? sfuggire nell'armadio 13. Poich? la fine del ciclo di spurgo non dipende dal tempo, sistema funziona in modo attendibile con olii di varie vi scosit? e in bagni di varie profondit?.

Come gi? posto in evidenza in precedenza, ? importante 3he la camera 28 venga spurgata periodicamente, in modo e LI resistore di percezione 15 possa controllare campioni reschi successivi e rappresentativi del bagno d'olio. Va funzionamenti errari del sistema di aria corrq>ressa posson mero tradursi in un mancato spurgo. Per esempio, la provv sta d'aria che proviene dalla sorgente pressurizzata 111 pu? andare perduta, la valvola a tre vie 112, le valvole ugo 113 e 113a oppure il foro 27 del coperchio 26 possono intasarsi di materia estranea, oppure il solenoide 114 pu mancare di funzionare. In qualsiasi di questi casi, ? pos bile che non venga ottenuto lo spurgo della canera 28 e uindi il resistore di percezione 115

di continuo lo stesso campione di olio e dare una indicaz ne di sicurezza dopo che il tenore di umidit? del bagno di olio principale 12 ? per qualche motivo aumentato ad un percentuale di insicurezza. Ad evitare una situazione del enere , si prevede a rivelare lo spurgo della camera 28 e comandare l ' allarme 51.se entro un intervallo di tempo pr stabilito non viene nessuno spurgo. A tale scopo, un di avaria del ciclo di spurgo 125 comprende un integrator R-C avente un condensatore 126 (figura 5) atto ad essere ncicato ad una bassa costante di tempo dalla sorgente 131 traverso un diodo 130 ed atto a scaricarsi attraverso un visore 129 avente un valore di resistenza grandissimo. Il do 130 ? controllato (tramite la linea 131) dalla uscita proveniente dalla porta AND 123, in modo da risultare con duttivo, mentre il condensatore 126 ? caricato ogni volta (normalmente ogni 60 secondi circa) che il resistore di p sezione 15 ? esposto all'aria. La tensione in uscita del ondensatore ? applicata al terminale di entrata di inver sione di un amplificatore operazionale 132, il cui termin li non inversione ? polarizzato da una sorgente 134 di te sione di riferimento positiva di grandezza relativamente nassa quale per esempio 2, 4 volt. Tramite un resi store li latore di corrente 135 ed un diodo di isolamento 136 la u dell ' amplificatore ? accoppiata alla base del transistore ilota 86 dell ' allarme 51.

Quando la camera 28 viene spurgata periodicamente in modo normale, la porta AND 123 .passa impulsi ad intervalli reg ri man mano che la t ensione in entrata al ponte 40 scen de dopo che l ' olio flui sce in basso oltre il resi store di percezione 15 ed espone lo stesso resistore 15 all'aria. Ogni volta che un impulso viene trasmesso alla porta AND 123, il diodo 130 entra in conduzione momentanea per far caricare in modo sostanzialmente il condensatore 126 dalla sorgente di impulsi 131. Alla scomparsa dell?impulso dalla porta AND il condensatore comincia a scaricarsi con una cc stante di tempo lunga. Se entro un intervallo di tempo prestabilito (per esempio 10 minuti) il condensatore tom a a caricarsi, la tensione nel condensatore 126 non scende mai al disotto della grandezza della tensione di riferimenfto 134 e la uscita dell'amplificatore 132 rimarr? a 0 volt* S|e i ha un numero prestabilito di periodi di ciclo (per esem pio 10) senza ricarica del condensatore 126, la uscita del L'amplificatore si porter? per? ad un valore positivo, con inserzione del transistore 86 ed entrata in funzione del reH? 92, 93 e 94. Si avr? la attivazione dell'allarme ad avvisare Li sorvegliante della cattiva o mancata funzione del ciclo li spurgo. Di preferenza, la natura della cattiva o mancata funzione ? indicata da un diodo emettitore di luce 140, il quale ? attivato da una tensione positiva alla uscita dell ' ampli ficatore 132.

Come gi? detto in precedenza, il ritmo di asportazione di energia termica del re si store di percezione 15 aumenta qu l ' olio flui sce in basso oltre il resistore durante il c icl di spurgo. Inizialmente la temperatura del resi store scen ma come il resi store viene e sposto all 'aria ( riducendo il ritmo di asportazione di energia termica) la sua temperatr si innalza. Quando in un tengao successivo l'olio rifluisce nella camera 28 e si porta in alto oltre il resistore all fine del ciclo di spurgo, la temperatura del resistore toi na a scendere. In conseguenza di ogni caduta del genere della temperatura del resistore di percezione, la tensione in uscita BQ del ponte 40 aumenta rapidamente e pu? tradu: nel comando di un allarme 51, sia (i) tramite il filtro pi impulsi 55 e il comparatore 56, sia {ii) tramite il cornane di allarme diretto 100, se la tensione in uscita si innals in misura sufficiente a far si che la tensione A superi momentaneamente la soglia, il; che inserir? il transistore 101.

Per impedire che l?allarme 51 venga in tal modo comanda in modo inesatto durante il ciclo di spurgo, sono previsti mezzi 145 atti a disabilitare l'allarme, non solo durante lo spurgo vero e proprio quando il solenoide 114 della va] vola ? energizzato, ma anche per un breve tempo dopo che la camera 28 ? stata scaricata e mentre l ' olio rifluisce nella camera e raf fredda il resi store di percezione 15.

I mezzi di disahilitazione 145 rispondono alla uscita del generatore di temporizzazione 115 e comprendono un transi store NPN 147 con emettitore a massa ( figura 5 ) ; un conder tore 149, un amplificatore operazionale 151 ed un transis! re ad effetto di campo bipolare ( FET) 153.

La base del transi store 147 ? accoppiala alla uscita del generatore di temporizzazione 115 tramite un divisore di tensione 155, mentre il collettore del transistore ? collegato ad una:sorgente 157 di tensione positiva. Ai caj del collettore e dell'emettitore del transistore il condersatore 149 ? collegato con quel collettore che ? collegato al terminale di entrata di non invasione dell!amplificatore operazionale 151. Il terminale di inversione di detto amplificatore ? polarizzato da una sorgente positiva 158 di tensione di riferimento del valore, per esempio, di 15 voi Il segnale in uscita dell'amplificatore ? prelevato da un divisore di tensione 159 e alimentato all?elettrodo di poita del transistore ad effetto di campo 153. L'elettrodo di se gente del transistore ad effetto di campo ? accoppiato alla uscita del filtro passa impulsi 55, mentre l'elettrodo di prelievo o drenaggio ? collegato a massa.

Quando il segnale in uscita GQ del generatore di temporizz azione 115 ? ad un livello basso ( come nel caso di interval li di durata di 52 secondi quando l ' olio viene provato ) il tijansistore 147 ? interdetto. Supposto che il condensatore 14S sia stato caricato attraverso un resi store di collettore 157a, una tensione positiva elevata ? applicata al termin di non inversione dell ' amplif icatore 151.

La tensione applicata al terminale di non inversi one dell ' amplificatore 151 ? di conseguenza maggiore di quell applicata al terminale di inversione dalla sorgente di ri ferimento 158 e quindi il segnale in uscita dell'amplifie tore si trova normalmente ad un livello alto. Tale segnal mantiene l'elettrodo di porta del transistore ad effetto campo 153 positivo rispetto a massa, per cui tra la sorger e gli elettrodi di prelievo o?di assorbimento esiste un p corso di conduzione a resistenza molto alta. Il transisto ad effetto di campo 153 non sunta gli impulsi ??? ed il sistema funziona nel modo gi? descritto in precedenza.

Quando il segnale in uscita GQ del generatore di temporizzazione 115 commuta ad un livello alto all'inizio dell tervallo di spurgo della durata di 8 secondi, si ha la inserzione del transistore 147. Il condensatore 149 si scari a rapidamente attraverso il percorso di collettore ed eme nitore del transistore 147, e la caduta di tensione ai cap del resistore 157a riduce il segnale in corrispondenza dei terminali di non inversione dell'amplificatore 151 al di sotto della tensione di riferimento in 158. La uscita del l'amplificatore commuta quindi ad un livello negativo per

applicare un potenziale negativo all'elettrodo di

del transistore ad effetto di campo 153, rendendo il per corso sorgente-prelievo o assorbimento del tutto conduttivi Di conseguenza, il segnale in uscita FQ del filtro ? corti circuitato a massa durante l'intervallo di spurgo della durata di 8 secondi, per impedire con ci? a tale segnale

di comandare l'allarme 51. Quando l'intervallo della durai???? di 8 secondi ha fine, il segnale di temporizzazione si, porta ad un valore basso, il transistore 147 diventa interdetto ed il condensatore 149 comincia a caricarsi attraverso il resistore 157a. E?~quindi necessario un tempo finito prima che la tensione in corrispondenza dell'entrata di ncjn. inversione dell'amplificatore 151 a. innalzi al disopra

della tensione di riferimento 158, per cui il normale fun zionamento del ciicuito (comparatore 56 responsivo agli im pulsi F ) viene inibito per alcuni secondi nell?intervallo di "basso"valore della durata di 52 secondi del segnale di temporizzazione

La uscita dell'amplificatore 151 ? inoltre collegata al collettore del transistore 101 tramite un diodo 160, il

luale ? polarizzato come indicato in figura 5. Quando il s piale in uscita dell'amplificatore 151 diventa negativo al L'inizio di ciascun ciclo di spurgo della durata di 8 secondi, La corrente viene prelevata o assorbita da massa attraverso L resistori 104 e 106 e il diodo 160. In tal modo il segnale )A risulta bloccato ad un livello nPrt .

Claims

R IVEND ICAZIONI

1) Metodo per segnalare la presenza di una concentrazi ne prestabilita di acqua in olio, metodo che comprende la fasi di disporre un resistore elettrico sensibile alla tem peratura a contatto con detto olio, alimentare energia ele ca a detto resistore per riscaldare lo stesso resistore ad lina temperatura al disopra del punto di evaporazione dell'acqua e al disotto del punto di evaporazione di detto ol un segnale che varia in funzione della resistenza di detto resistore, rivelare impuM transienti prodotti in detto,se gnale quando il resistore cambia di temperatura in risposi illa evaporazione di acqua in prossimit? del resistore ,e produrre un segnale in uscita quando il valore medio nel rempo di detti impulsi supera una soglia prestabilita.

2) Metodo secondo la rivendicazione 1, comprendente ino a fase di aumentare oppure diminuire la potenza applicata i. detto resistore in risposta a variazioni in detto segnal risultanti da diminuzioni o aumenti rispettivamente della resistenza di detto resistore, per mantenere con ci? la te peratura a stato stabile di detto resistore sostanzialment ad un valore pre stabilito .

3 ) Metodo secondo la rivendicazione 1 , in cui gli impulsi transient? che sono rivelati , sono quegli impulsi t sienti che sono prodotti in detto segnale quando detto re si store si raffredda e diminuisce di valore di resistenza in risposta alla evaporazione di acqua in prossimit? del resisto re stesso.

4) Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui detto resistore ? disposto all'interno di una camera situata in e in comunicazione con detto bagno e che normalmente contiene olio, detto metodo comprendendo inoltre le fasi di far effluire jeriodicamenie l'olio da detta camera e in de bagno e successivamente far fluire l'olio da detto bagno e in detta camera.

5) Metodo secondo la rivedicazione 4, comprendente ino tre la fase di arrestare l'efflusso di olio da detta carne prima che detta camera sia completamente vuota di olio* 6} Metodo secondo la rivendicazione 5, comprendente in la fase di arrestare l'efflusso di olio da detta camera d che detto resistore ? stato esposto alla atmosferica esistente in detta camera.

7 ) Metodo secondo la rivendicazione 4, comprendente in tre la fase di produrre un segnale di preavvi so o allarme se l ' olio non effluisce da detta camera entro un tempo prestabilito .

8 ) Sistema per segnalare la pre senza . di una concentraziu ne pre stabilita di acqua in un lagno di olio , detto sistema comprendento : un re si st ore sensibile alla temperatura atto ad essere posizionato a contatto con detto lagno ; mez; atti a fornire detto resistore di energia elettrica sufficiente a riscaldare il resistore stesso ad una temperatura prestabilita al disopra del punto di evaporazione dell'acqua ma al disotto del punto?di evaporazione di detto olio; mezza..; atti a produrre un primo segnale, il quale varia in funzione del cambio del valore di resistenza di detto resistore, qujando quest'ultimo cambia di temperatura in risposta alla evaporazione di acqua in prossimit? del resistore; mezzi responsivi a detto segnale per variare la potenza alimentata a detto resistore in misura sufficienteper riportare detto resistore sostanzialmente a detta temperatura presta bilita, e mezzi atti a produrre un segnale di preavviso o allarme quando il valore medio nel tempo degli impulsi transienti di detto primo segnale supera una soglia presta bilita.

9) Sistema secondo la rivendicazione 8, in cui detto resistore ? disposto all'interno di una camera situata

in detto bagno e che contiene normalmenle olio, e detto sistema comprende inoltre mezzi atti a far fluire periodicamente almeno una parte dell ' olio da detta camera e permettere successivamente all ' olio che proviene da detto badno fluire in detta camera

10) Sistema secondo la rivendicazione 9, comprendente inoltre mezzi a resistore per introdurre alternativamente gas in pressione in e scaricare detto gar pressurizzato da detta camera, per far effluire alternativamente l'olio da e in detta camera, detti mezzi ultimi menzionati intro ducendo gas in pressione in detta camera per un periodo di tempo sufficiente a far effluire la quantit? sufficiente da detta camera in modo da lasciare detto resistore esposi a detto gas pressurizzato.

Il) Sistema secondo la rivendicazione 10, in cui detta camera include una luce o apertura di scarico dell'olio, con detti mezzi ultimi menzionati c e introducono aria in pressione in detta camera ad intervalli periodici; e dett sistema include inoltre mezzi atti a porre fine al flusso di gas in pressione in detta camera dopo che detto resist<l>re ? stato esposto a detto gas in pressione e prima che dett? olio scenda al livello di detta luce o apertura di scaric 12) Sistema secondo la rivendicazione 11, in cui detti mezzi di terminazione rispondono a variazioni del valore di resistenza di detto resistore come l'olio effluisce da detta camera.

13) Sistema secondo la rivendicazione 11, in cui detti mezzi di terminazione fanno si che detta camera venga sca ricata quando l'olio in detta camera scende ad un livello compre so "tra detta luce o apertura e la . e stremit? inferioi di detto resistore .

14 ) Sistema secondo la rivendicazione 9, comprendente inoltre mezzi di allarme atti & produrre un segnale di al? me se l ' olio non effluisce da detta camera entro un perioc di tempo prestabilito.

15) Sistema secondo la rivendicazione 14, comprendente inoltre mezzi atti a disabilitare detto mezzo di allarme quando detto olio effluiscq&a e in d?tta camera.

16) Sistema secondo la rivendicazione 14, comprendente iinLtre mezzi indipendenti da detti impulsi per comandare detto mezzo di allarme quando la potenza applicata a dette resistore supera ima soglia prestabilita.

17) Sistema secondo la rivendicazione 8, in cui detto resistore ? riverito con tetrafluoroetilene.

18) Sistema secondo la rivendicazione 8, comprendente inoltre: un ponte di Wheatstone, con detto resistore che forma uno degli elementi di resistenza del ponte, detti me: zi atti ad alimentare energia elettrica a detto resistore comprendendo mezzi atti ad applicare una tensione ai capi dei terminali di entrata di detto ponte, detti mezzi atti a produrre detto primo segnale comprendendo mezzi collegati ai terminali di uscita di detto ponte ; mezzi re sponsivi a detto primo segnale per produrre un secondo segnalo iolo quando la grandezza di detto primo segnale suMsce variazioni transienti; mezzi responsivi .a detto segnale per produrre un terzo segnale solo quando detto secondo gnale supera una grandezza prestabilita; e mezzi responsi vi a detto segnale per produrre un quarto segnale che cam hia di grandezza in funzione della media delle variazioni a breve termine di detto terzo segnale; ed in cui detti m zi di produzione dell'allarme comprendono mezzi responsiv a detto quarto segnale per produrre detto segnale di prea o allarme quando la grandezza di detto quarto segnale sup una soglia prestabilita.

19) Sistema secondo la rivendicazione 18, comprendente inoltre mezzi atti ad indurre detti mezzi di allarme a produrre detto segnale di preavviso o allarme quando la tensione applicata ai terminali di entrata di detto ponte supera una soglia prestabilita.

riassunto dello descrizione

Un resi store sensibile alla temperatura ? immerso in un lagno di olio di tempra ed ? alimentato di energia eie trica suffici?nte a mantenere il resistore ad una tempera tura predeterminata e so stanzialmente costante al disopra del punto di evaporazione dell ' acqua. Quando l ' acqua ? presente nell ' olio, l ' acqua stessa viene evaporata dal resi store con la evaporazione che agi sce per raffreddare il re sistore ed abbassarne il valore di re? stenza. Si pr? duce un segnale che varia in funzione della caduta del valore della re sistenza del resistore , e che determina un aumento della energia o potenza alimentata al resistore , in modo da mantenere il resistore stesso alla sua tempera predeterminata. Vengono iibLtre rilevati impul si transient del segnale ed un segnale di allarme si produce quando nel bagno di olio ? presente acqua sufficiente per far si che il valore medio nel tempo degli impulsi superi una soglia predeterminata. Il resistore ? protetto dalla turbi lenza nel bagno di olio da una piccola camera che contieni un campione di prova dell ' olio ? che ? periodicamente spurgata per ????&3?&? portare un nuovo campione di prova in prossimit? del re sistore e permettere al re sistere stes di essere momentaneamente e sposto all ' aria allo scopo di pulire il limo o fango e il catrame dal resistore .

DESCRIZIONE

La pre sente invenzione si riferisce ad un metodo e ad ma apparecchi atura per rivelale la presenza di una concentrazione prestabilita di un liquido, quale per esempio acqpa, Ln un altro liquido, quale per esempio greggio od olio,

[1 greggio od olio pu?, per esempio, essere un bagno di gr 510 od olio caldo usato per raffreddare rapidamente pezzi li lavoro dopo che gli stessi sono stati riscaldati in un 'orno di trattamento a caldo. Nel forno ? a volte mantenuta una atmosfera controll ata (per e sempio una atmosf era arric chita. di carbonio ) allo scopo di impartire caratteristiche desiderabili ai pezzi di lavoro durante il processo di riscaldamento, e tale atmosfera pu? esistere al disopra del bagno d'olio.

L?olio di un bagno di tempra ? di frequente "infiammato" te temperature dai pezzi di lavoro caldi, dando quindi ori g?ne al pericolo di una esplosione risultante da quantit? minime di acqua che per vari motivi possono essere presenti nell 'olio. Man mano che l'olio viene riscaldato, tale acqui pu? evaporare e gorgogliare alla superficie. Le bollicine

?Li vapore trasportano con se piccole quantit? di vapore d'blio che si mescolano con l'atmosfera al disopra della superficie dell'olio. L'atmcrfera di vapore d?olio risultante ?

iltamente combustibile. Per evitare il pericolo di esplosione l'industria delle lavorazioni a caldo ha stabilito

che l'olio non deve contenere pi? di 0,35% in volume di actua fari sistemi sono stati escogitati per controllare il contenuto di umidit? dell'olio e per produrre un segnale di allfcr ?riei quando lo stesso contenuto di umidit? supera un livelli}) di insicurezza. Numerosi sistemi che sono stati impiegati commercialmente sono per? inattendibili e danno luogo ad

una durata di servizio relativamente breve . In numerosi ca si tali sistemi non hanno un buon funzionamento e non riescono a produrre un segnale di allarme ad avvertire il personale addetto che il contenuto di acqua si ? innalzato ad un livello pericoloso,, Una delle cause possibili che si traducono in un cattivo funzionamento ? che l?elemento sensore atto a rivelare la presenza di acqua si sporca e si copre di in cmstazioni a motivo dell'olio e perde la propria sensibilit?, Inoltre, vari additivi e contaminanti presenti nell'olio pos sono far si che l'elemento sensore produca un segnale erroneo, oppure nessun segnale affatto. In certi casi la temperatura elevata del bagno d'olio determina il deteriorane nt dell'elemento sensore. In ancora altri casi l '?Lemento sensore deve essere ricondizionato per la riutilizzazione

una volta che l'elemento stesso ? stato esposto ad un elevato contenuto di umidit?.

Lo scopo generale della presente invenzione ? di realizzale un tipo nuovo e perfezionato di metodo e sistema per rivelja re e segnalare la presenza di quantit? minime di acqia in olio, l'invenzione essendo caratterizzata dalla utilizzazione di un elemento sensore eccezionale che ? in grado di funzionare in modo semplice, attendibile e con durata di servizio relativamente lunga in vari tipi di bagni d'olio man tenuti ad una vasta gamma,di temperature. Uno scopo pi? dettagliato dell'invenzione ? di ottenere quanto detto in precedenza riscaldando in misura sufficiente un elemento sensore sensibile alla temperatura per evaporare 1' eventuale acqua presente nell'olio e rivelando e segnalando una variazione di una caratteristica dell?elemento sensore quando qu utlimo camM a di temperatura in conseguenza della evaporazione dell'acqua.

In un senso ancora pi? specifico l'invenzione conside nella realizzazione di un elemento sensore sottoforma di

un resistore elettrico sensibile alla, temperatura che vie ne alimentato d? energia elettrica sufficiente per determilnare il riscaldamento del resistore ad una temperatura costati te al disopra del punto di evaporazione dell'acqua. Quando il resistore- si raffredda ed il valore di resistenza scene in conseguenza della evaporazione di acqua nel bagno d?oli si ha la produzione di un segnale che determina l'aumento di energia alimentata al resistore, in modo da riportare ili resistore stesso alla sua temperatura originale. Gli impulsi transienti del segnale sono rivelati e determinano la proddizione di un segnale di allarme quando nell'olio si ha la presenza di una umidit? sufficiente a far si che il valore medio

nel tempo degli impulsi superi una soglia prestabilita.

Uno scopo ulteriore dell'invenzione ? di impedire che l?elemeto sensore determini la produzione di un segnale di allarme quando la temperatura dello stesso bagno d'olio cambia e quando la temperatura dell'elemento sensore subi se una variazione momentanea .da parte di vari additivi e contaminanti che possono .essere presenti nell'olio.

Uno scopo importante dell'invenzione ? di realizzare un s? sterna nel quale l'elemento sensore mantiene la propria sensibilit? ripulendosi da se stesso periodicamente dal catrame o da altri residui d'olio che si raccolgono sull'elemento sensore quale risultato della immersione di questo ultimo nel bagno d'olio.

L'invenzione consiste inoltre nella innovazione in cui il sistema funziona per effettuare la autopulitura dell'elemento sensore e per aspirare periodicamente una nuova provvista di olio in prossimit? dell'elemento sensore.

Ancora un altro scopo consiste nel proteggere l'elemen to sensore dalla turbolenza del bagno d'olio racchiudendo lo stesso elemento sensore in una piccola camera all'interno del bagno d'olio. Nella camera si introduce periodicamente gas in pressione per spurgare l'olio dalla camera e consentire momentaneamente all'elemento sensore di essere esposto al gas allo scopo di effettuare la pulitura dello stesso elemento sensore. La camera ? successivamente scaricata per permettere l'afflusso di una nuova provvista di olio nella camera. Il ciclo si spurgo ? controllato per impedire al gas in pressione di contaminare in misura notevole l'atmosfera al disopra del bagno d'olio e inoltro si ha la produzione di un segnale di allarme o preavviso se viene a mancare la funzione di spurgo della camera.

Questi ed altri scopi e vantaggi dell'invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione dettaglia a che segue considerata insieme agli anne ssi disegni , in cuj La figura l? una vista in alzato laterale di un sistemi

tipico di trattamento a caldo equipaggiato della apparecchiatura di rilevamento dell ' acqua nuova e perfezionata

che incorpora le caratteristiche eccezionali della presenl invenzione;

La figura 2 ? una vista parziale e in scala ingrandita

in sezione trasversale della apparecchiatura di rivelamento presa sostanzialmente lungo la traccia 2-2 di figur, 1

La figura 3 ? una vista parziale in scala ingrandita e m sezione trasversale presa sostanzialmente lungo la traccia 3-3 di

figura 2;

La figura 4 ? uno schema generale a blocchi del controllilo della apparecchiatura di rilevamento; e

La figura 5 ? una vista schematica del circuito elettrico

del controllo riprodotto in figura 4.

A scopi illustrativi l'invenzione ? rappresentata nei

disegni in relazione ad un forno di trattamento a caldo 1]

in cui dei pezzi di lavoro (non rappresentati) sono riscal

dati ad una temperatura mdLto elevata. Un bagno d'olio 12 dontenuto in un armadio chiuso 13 ? posizionato nelle immediate

prossimit? del forno per ricevere e raffreddare rapidamen

te i pezzi di lavoro dopo che gli stessi sono stati riscal

dati , pezzi di lavoro che vengono poi rimossi attraverso

uno sportello 14. Nel forno pu? essere mantenuta una a tino

sfera controllata e arricchita di carbonioallo scopo di impartire determinate caratteristiche metallurgiche ai

pezzi di lavoro durante il processo di trattamento a caldo Poich? l'armadio cojnunica con il forno la stessa atmosfera esiste solitamente nell'armadio stesso.

Pur non essendo rappresentati, di solito sono previsti

dei riscaldatori atti a mantenere l'olio ad una temperatui che ? tipicamente di 85?C, ma che pu? variare tra 5 e 230? Quando dei pezzi di lavoro caldi sono posti nell'olio, pai ti localizzate del bagno 12 possono "infiammarsi" a temperature molto elevate. Allo scopo di controllare la temperatura del bagno, ? possibile far circolare acqua attraverso serpentini di raffreddamento (non rappresentati) presenti nel bagno* e in conseguenza della condensazione o perdita il bagno pi contaminarsi di acqua. Come spiegato in precedenza, ? estiemamente importante per motivi di sicurezza controllare in

modo costante il bagno di olio di tempera e segnalare la presenza di quantit? molto minime di acqua, che possono essere presenti nello stesso, cos? da poter cautelarsi nel senso di arrestare l?apparecchiatura ed eliminare tale acqua.

Il sistema dell'invenzione atto a controllare il contenuto d'acqua dell'olio utilizza un elemento sensore elettrico 1(5, il quale ? atto ad essere immerso nel bagno d'olio. L'elerrento sensore ? associato ad un apparecchio di monitorizzazione

16 supportato sull'armadio 13 del bagno d'olio ed avente

un alloggiamento 17 Situato al disopra e all'esterno dell'armadio stesso. Un tubo lungo 18 ? infilato nel lato inferiore dell'alloggiamento e sporge attraverso una apertura ricavata nella sommit? dell'armadio e in basso nell'o lio di tempra. Per uno sopo che verr? spiegato nel seguito un tubo di rame 19 ? disposto all?interno del tubo 18 e scorge attraverso l'alloggiamento 17,.con la estremit? inferiore del tubo che si estende al disopra dell'estremit? inferiore del tubo o tubazione, come rappresentato in figura 3 Inoltre, due fili conduttori isolati 20 si estendono in baJsso attraverso la tubazione e lungo il tubo e sono collegati in corrispondenza delle loro estremit? superiori ad un pannel lo di circuito stampato 21 (figura 2), il quale ? contenuto all'interno dell'alloggiamento 17? Dall'alloggiamento due fili 22nyanno ad una opportuna sorgente di alimentazione.

Come rappresentato in figura 3, il tubo 19 ed i fili 2( si estendono inoltre in un breve tratto di tubazione 23 che ? collegato alla estremit? inferiore della tubazione 18 mediante un accoppiamento 24. Nella parte terminale inferiore della tubazione 18 ? disposto un blocco di materiale epossidico 25, che stabilisce una tenuta tra tale tubazione, il tubo 19 e i fili 20 per impedire a l'olio di innalzarsi nella tubazione 18. La estremit? inferiore della tubazione 23 ? chiusa da un cappuccio o coperchio 26 avente una 1uce o foro verticale 27 praticato attraverso il medesimo onde permettere all'olio che proviene dal bagno di entrare nel la tubazione 23. In tal modo, la tubazione 23 definisce una camera 28, la quale comunica con il bagno d'olio 12 attra verso il foro 27 ricavato nel cappuccio o coperchio 26.

All?interno della camera 28 e bloccata in 29 alla estremit? inferiore del tubo 19 ? disposta una spina a femmina 30, la quale ? collegata all'estremit? inferiore dei fili conduttori 20, spina che ? posizionata in modo da lasciare aperta la estremit? inferiore del tubo. L'elemento sensore 15 ? collegato elettricamente ad ima spina a maschio 31, la quale ? accoppiata alla spina a femmina ed ? fissata alla estremit? superiore di un manicotto tubolare 32 disp?sto all'interno della camera. Il manicotto .circonda l?elemento sensore ed ? aperto in corrispondenza della sua .estre mit? inferiore per consentire all'olio presente nella cambra di venire a contatto con l'elemento sensore. Secondo Li presente invenzione, l'elemento sensore di umidit? 15 ha a forma di un resistore sensibile alla temperatura (ossia un resistore, il cui valore di resistenza cambia in funzi me della sua temperatura) il quale ? alimentato di energia elettrica ad un ritmo che ? controllato in modo da rise are normalmente il resistore ad una temperatura costante prestabilita che in ogni caso ? scelta in modo da risultate al disopra del punto di evaporazione dell'acqua. Quando sj.

senza di acqua nell'olio, le singole gocce d'acqua si tano in vicinanza o a contatto con il resistore sensore 1! e sono riscaldati al disopra del loro punto di ebollizioni

Il calore latente di evaporazione implicato nella esplcsio ne delle gocce in vapore preleva energia termica dal resittore in modo da raffreddare il resistore stesso ed abbassar! il valore di resistenza. Sono previsti mezzi atti a rivele re la caduta del valore di resistenza del resistore e a produrre un segnale atto ad aumentare il ritmo al quale 1'ener gi? ? alimentata al resistore in modo da riportare il resi store stesso alla sua temperatura originale. Quando il vaiore medio nel tempo degli impulsi transienti del segnale supera una soglia prestabilita, si produce un segnale di allarme* per avvisare il personale addetto che il contenuto d'acqua del bagno d'olio ? al disopra di un livello di sicurezza noto In modo pi? specifico il resistore sensibile alla temperatura 15 di questo esempio viene formato avvolgendo diverse spire ( per esempio 50) di filo fine di platino intorno ad un s.ubstrato di vetro o di ceramica avente una lunghezza di circa 0,4 pollici (cml circa) ed un diametro di circa un trentaiuesimo di pollice (min. 0,8 circa)? Le estremit? del filo li platino sono collegate elettricamente alla spina a maschio 31 e quindi il resistore ? collegato elettricamente il pannello di circuito stampato 21 attraverso detta spina

La spina femmina 30 ed i fili 20. Il resistore

esempio un valore di resistenza di circa 100 ohms a 0?C.

In modo importante il filo di platino ed il substrato del resistore 15 sono rivestiti di tetrafluoroetilene (pei esempio Teflon)? Con il Teflon il filo di platino ed il substrato sono protetti dal fango, dal catrame e dal solvente ed altro cbe possono essere presenti nel bagno d'olio. Inoltre, e come verr? spiegato nel seguito il Teflon ? importante dal punto di mantenimento del resistore della propria sensibilit?.

In figura 4 ? rappresentato uno schema generale a blocchi di circuiti atti a controllare e a rispondere al resistore sensibile alla temperatura 15. Un diagramma pi? specifico di circuiti tipici ? ilustrato in figura 5. I circuiti di figura 5 possono essere incorporati nel pannello di c?cuit stampato 21.

Nella forma di realizzazione preferita dell'invenzione

LI resistore sensibile alla temperatura 15 forma la resistenza in un ramo di un ponte di Wheatstone 40 (figura 5) jhe a sua volta fa parte di un rivelatore 41 (figure 4 e 5 atto ad avvertire le fluttuazioni di temperatura del resistore. I tre resistori 42, 43.e 44 negli altri tre rami del ponte ranno valori di resistenza noti ed hanno coefficienti di temperatura trascurabili. I terminali di entrata nel ponte sono collegati ad una sorgente di energia 45 tramite un controllo 46, il qnale regola il ritmo di alimentazione dell'energia, ow er?sia l'energia alimentata al resistore 15, in modo tale da mantenere normalmente il resistore sostanzialmente alla stessa temperatura prescelta, la quale ? superiore al punto di evaporazione dell?acqua, ma inferiore al punto di evaporazione dell'olio, A titolo di esempio, re istore pu? essere mantenuto ad una temperatura prescelta di circa 110?C,

Di preferenza la sorgente di erergia 45 ? una sorgente a corrente continua di 24 volt. Come rappresentato in fi^u ra 5, la sorgente di tensione 45 ? collegata al controllo di ritmo 46, che in questo caso ? formato d?lia conibinazictne in parallelo di un resistore 47 e di un transistore NPN 48, la comiinazione in parallelo essendo collegata alla entrata della tensione di alimentazione 40a del ponte 40o A motjivo della caduta di tensione ai capi della combinazione in paiallelo, la tensione in entrata al ponte sar? sempre inferiore a 24 volt, mentre diminuir? oppure aumenter? man mano che il percorso collettore-emettitore del transistore diventa . pi? o meno conduttivo, ossia offre una resistenza minore oppure maggiore.

Ai capi dei terminali di uscita del ponte 40 ? collegatjo un amplificatore differenziale 49 avente un guadagno,a spira aperta molto elevato e che fa parte del rivelatore delle fluttuazioni di temperatura 41. Tramite un resistore 50 la uscita dell'amplificatore ? collegata alla hase del transistore 48.

Per facilitare la comprensione dell ' invenzione finora descritta, si supponga che il resistore di percezione 15

sia immerso in un hagno d?olio non turbolento che ? privo di acqua e che ? mantenuto ad una temparatura fissa, per esempio di 85?C. Si supponga inoltre che la tensione EL che

viene applicata dalla sorgente 45 attraverso il controllo

46 alla entrata 40a del ponte, sia di grandezza tale che

la corrente che fluisce attraverso le gambe o rami del pon|te 15:,., 42 riscalda il resistore 15 ad una temperatura di

stato fisso di 110?C II transistore 48 ? ad uno stato par zialmente conduttivo tra interdizione e saturazione, e prjeferihilmente leggermente al disopra della interdizione,

per cui la tensione B. risulta sostanzialmente inferiore a

24 volt. La differenza di temperatura di 110? meno 85? = 25? ? tale che il ritmo di calore dissipato nel resistore 15

ier effetto del flusso di corrente bilancia in effetti 11 ritmo di trasferimento di calore per conduzione all'olio.

Infine, si supponga che il ponte sia stabilizzato in equiltario a stato fisso { ossia sostanzialmente bilanciato ) e eh

La tensione in uscita BQ attraverso il ponte sia tale che

ma tensione leggermente superiore ? applicata al terminal^? li entrata positivo dell ? amplificatore 49 ri spetto al suo terminale di entrata negativo. La uscita di tensione po si? tiva risultante in A alimenta una corrente da base ad emettitore attraverso il transistore 48 per rendere leggermente conduttivo il percorso da collettore ad emettitore del transistore.

Si supponga ora che il lagno d'olio scenda ad una temperaiura leggermente inferiore (per esempio 75?C). La maggiore dif ferenza di temperatura aumenta il raffreddamento del resisi o re di percezione 15. A motivo della sua temperatura inferiore, il resistore 15 diminuisce di resistenza e quindi il ponte 40 diventa ulteriormente sbilanciato. La sua ten sione in uscita B cambia in modo da far aumentare la ten sione applicata al terminale positivo dell?anqplificatore 49 rispetto alla tensione applicata al suo terminale negativo in proporzione alla diminuzione del valore di resistin za del resistore. Ne deriva che la tensione in uscita A dell'amplificatore 49 aumenta in modo proporzionale (con un elevato fattore di guadagno) e in senso positivo. La tensione pi? elevata Aoapplicata alla base del transistore 48 aumenta la corrente di giunzione tra base ed emettitore e diminuisce la resistenza tra collettore ed emettitore.

Ci? determina un innalzamento della tensione in entrata B. al ponte 40 ed aumenta la.potenza (ossia i vat o il riteme di trasferimento dell?energia) alimentata alle due parti (15,42 e 44,43) del ponte. Si ha quindi un aumento del riimo di energia dissipata in forma di calore nel resistore di percezione 15 e poich? il ritmo di energia di calore perdita per conduzione verso l'olio tende a rimanere uguale, il re sistore di percezione 15 aumenta di temperatura ed aumenti, il suo valore di resistenza. Ma all'innalzarsi della temperatura del resistore, il ritmo di perdita di energia termici, verso l'olio aumenta, fino a quando il ritmo di entrata

di calore combacia con il ritmo di'perdita di calore.

Quando il resistore tom o ad essere riscaldato sostanzialgente alla sua temperatura originale, e supposto che il bagno diolio sia ancora alla sua temperatura inferiore (75?C), il ponte raggiunge l'equilibrio di stato stabile, ma si stabilizza adu no stato sfalsato (ossia la tensione in uscita del ponte B

? appena appena superiore al suo valore originale], per edi la tensione in entrata B. ? mantenuta sufficientemente el(ivata per mantenere il resistore sostanzialmente alla sua temperatura originale.

La tensione in entrata B. al ponte 40 ? modificata in modi simile, ma in senso inverso, qnando la temperatura del ba^no d'olio aumenta e fa aumentare inizialmente la temperatura

e il valore di resistenza del resistore di percezione 15.

Ovverosia, le tensioni di uscita B^ ed rispettivamente

del ponte 40 e dell'amplificatore 49 diventano meno positive per aumentare la resistenza tra collettore ed emettitore

del transistore 48 e ridurre la tensione in entrata B^ al ponte, per abbassare con ci? la temperatura del resistore

di percezione 15. In questo modo il resistore ? mantenuto sostanzialmente ad una temperatura costante di stato stabi a prescindere dalla temperatura del bagno d'olio, Detto il termini generali, il ritmo di entrata di energia limentata elettricamente al resistore 15, il valore della tensione in uscita del ponte Bq, ed il valore della tensione in entraia al ponte varieranno come funzioni mon?toniche inverse della temperatura del bagno d'olio; non ? importante se, c|ome nel caso in esame la relazione non ? lineare.

E' inoltre da tener presente che la temperatura a stato stabile del resistore di percezione 15 sar? mantenuta sostanzialmente costante a prescindere dalla conduttivit? termica del bagno d?olio, nel quale il resistore ? immerso Se per qualche motivo la conduttivit? termica dell'olio aumenta in modo da creare un raffreddamento relativamente oi? rapido del resistore, aumenter? la tensione in entrata 3^ al ponte. Viceversa, la entrata B^ sarg di valore infer:.ore quando il resistore ? immerso in un bagno di conduttivit? er mica inferiore.

Si supponga ora che il bagno d'olio 12 sia contaminato di una quantit? di acqua. Le eventuali gocce d'acqua in prossimit? del resistore di percezione 15 si riscalderanno e verranno evaporate dal resistore, che si trova ad una temperatura elevata prestabilita, supposto in questo caso di 100?C. Come ciascuna goccia d'acqua evapora in vapore, la stessa goccia d'acqua estrae energia termica dal resistoi e fa si che la temperatura di quest ' ultimo scenda momentanemanete . Ovverosia, come la temperatura del re si store 15 scende inizialmente , la tensione in uscita del ponte B si innalza, con conseguente tendenza della tensione in entrata al ponte di innalzarsi ; ma dopo che la goccia d' e lio ? stata completamente evaporata e l ' olio torna a circondai il re si store 15 , - la uscita del ponte BQ e la tensione di entrata B. ritornano ai loro valori originali. In tal mode un impulso di tensione Bq, che aumenta in senso positivo, si presenter? ai terminali di uscita del ponte 40 ogni vo^ta che una goccia d'olio esplode in vapore e abbassa la temperatura ed il valore di resistenza del resistore. Visto ijn senso temporaneo o transiente, la evaporazione rapida di ciascuna goccia d'acqua produce un impulso di tensione amplificato AQ in corrispondenza della uscita dell'amplif?CE.-tore 49. Questo impilso ? applicato al transistore 48 per 4U_ mentare e quindi ripristinare la tensione in entrata ?^ al ponte, tendendo con ci? ad aumentare e quinfi.ripristinE,-re la temperatura del resistore 15. Gli impulsi BQ ed variano di grandezza e durata (ossia area o secondi volt) secondo la dimensione di una data goccia d' acqua che viene evaporata e varia di frequenza a secondo il numero di goc< che sono evaporate in un dato periodo di tempo .

Nella realizzazione dell ' invenzione gli impulsi transienti in uscita A proveni enti dall ' amplificatore 49 vengano rivelati e se ne fa la inedia. Quando il valore medio di tali impulsi (che ? proporzionale alla sua area e frequenzasupera una soglia prestabilita, si produce un segnale di preavviso ad indicare che il contenuto o tenore di umidit? dell'olio supera un determinato livello di concentrazione selezionato. A tali scopi si prevede un allarme 51 che in questo caso.consiste di un campanello 52 (figura 5) e di una lampadina di indicazione 53. L'allarme ? responsivo al segnale in uscita dell'amplificatore 49, mentre sono pievisti mezzi per impedire che 1'allarme venga comandato e produca il segnale di preavviso quando il segnale in uscita AQ ? di grandezza costante (mancanza di impulsi transienti), oppure quando il segnale in uscita A^ contiene transienti od impulsi in conseguenza di fattori diversi da un elevato contenuto o tenore di acqua.

Nel caso in esame questi mezzi comprendono anzittutto un filtro o differenziatore 55 (figure 4 e 5} che risponde alla tensione in uscita A dell'amplificatore 49 e che fa passare gli impulsi in uscita FQ solo quando la tensione ijn uscita A contiene un impulso transiente ad andamento positivo. Il filtro impedendo con ci? all'allarme 51 dal rispondere ad ogni eventuale variazione lenta, sia temporane che permanente della tensione in uscita A ? Come risulter? evidente, ci? impedisce all'allarme di rispondere variazioni graduali della tensione AQ prodotte da variazioni deIla temperatura o della conduttivit? dello stesso bagno d'oli

In secondo luogo, un comparatore di saturazione di soglia

56 responsivo alla uscita del filtro 55 serve a bloccare il "rumore" di bassa ampiezza che pu? presentarsi negli impulsi di uscita F , in modo da impedire all'allarme dal rispondere a variazioni spurghe degli impulsi di uscita del filtro. Il comparatore converte inoltre ogni impulso in entrata

F^ che superi una ampiezza prestabilita in un impulso in uscita di ampiezza fissa, ma di larghezza generalmente proporzionale alla larghezza dell'impuleo in entrata corrispondente, In terzo luogo un filtro formatore di media o integratore :58 responsivo agli impulsi in uscita CQ del comparatore 56 converte gli impulsi CQ in un segnale di tensione a corrente continua R^, la cui grandezza varia in una funzione generalmente proporzionale della media di

tempo a breve termine (frequenza e larghezza ) degli impulsi C . In quarto luogo, un circuito di soglia di allarme 60 produce un segnale in uscita PQ per comandare l'allarme

51, solo quando la grandezza del segnale R^ dal filtro formatore di media 58 supera un valore di soglia prestabilito (ma regolabile).

Considerando la figura 5 in maggior dettaglio, il filtrji lassa impulsi 55 ha la forma di un differenziatore di limi tazione e comprende un condensatore 55a collegato per essere caricato quando l'andamento positivo aumenta nel flusso dji. corrente

corrente di produzione della tensione attraverso un re store 55b, con la caduta di tensione risultante che crea un impulso positivo in F^. Le variazioni ad andamento negstivo della tensione A si traducono in una corrente di carica del condensatore che fluisce nella direzione opposta, corrente che'? per? suntata in avanti attraverso un diodo 55c, producendo attraverso il medesimo una caduta di tensione trascurabile, per cui gli impulsi negativo sono limitati o eliminati dai segnali in uscita del filtro in F .

In questo caso il comparatore 56 ? rappresentato in forma di un amplificatore operazionale ad alto guadagno 66 (figura 5) collegato senza reazione ed azionato in modo saturo, per cui funziona da comjaratore di tensione. Naturalmente si possono impiegare alternative note, quale per esempio un circuito di comando Schmitt. La uscita del filtro 55 ? c?llegata al terminale di entrata positivo o di non invenzione dell'amplificatore 66, mentre il terminale di en;ra ta negativo o di inversione ? collegato alla sorgente di tensione di riferimento 67, che ? mantenuta per esempio a circa 8,5 volt. Fintanto che la grandezza di un impulso di tensione FQ dal filtro 55 ? al disotto di questa soglia di tensione, la uscita CQ dell'amplificatore 66 rimane al valore zero . Quando per? un impulso FQ supera il valore di soglia selezionato, l'amplificatore si satura immediatamente per produrre la sua uscita positiva massima,ossia un impulso quadrato C per esempio di 20 volt. Gli impulsi in uscita C dall'amplificatore 66 sono di altezza costant e di larghezza differente, con la larghezza di ciascun impulso che varia a seconda la durata di un impulso F^ prodotto quale conseguenza di una goccia d'acqua in fase di evaporazione. Gli impulsi CQ variano di frequente a secondo il numero di gocce di acqua che sono evaporate in un dato periodo di tempo.

In numerosi casi il bagno d'olio 12 pu? includere un additivo impiegato per impartire caratteristiche speciali di raffreddamento rapido. L'additivo pu? essere non completarnente miscibile con l'olio e pu? esistere in forma di globuli. I globuli formati dall'additivo possono essere di maggiore coriduttivit? termica rispetto all'olio di tempra e come vengono a contatto con il resistore di percezione 15 possono produrre effetti di raffreddamento momentaneo, ma non cos? grande come quello prodotto dalla evaporazione delle gocce d'acqua. Infatti, i globuli possono determinare indulsi di tensione F di grandezza relativamente piccola alla uscita del filtro 55. Tuttavia, a motivo del comparatore di soglia dell 'amplificatore 66 tali impulsi .di basso livello sono mascherati e non sono efficaci per determinare il comando dell'allarme 51 . L'amplificatore serve inoltre a maschera re impulsi di basso livello FQ che possono essere prodotti da eventuali correnti di convezionale nella camera 28,

con tali correnti di convezione che servono a raffreddare

il resistore 15? Per riassumere, il comparatore di soglia elimina le risposte spurie a rumori di lasso livello o ad effetti collaterali , e induce gli impulsi a rifletter la pre senza di un costituenti di interesse del lagno di pi? elevata volatilit?, in questo caso acqua.

Il filtro formatore di media 58 converte gli impulsi C in una tensione a corrente continua R , la quale varia sostanzialmente in proporzione al valore in una media di tempo di tali impulsi. Poich? le larghezze degli impulsi transienti in AQ e la frequenza di tali impulsi sono rapportate direttamente alla dimensione e alla concentrazione delle gocce di acqua evaporate, la media si traduce nel fa to che la tensione RQ ? generalmente una misura della percentuale di acqua presente nel bagno d'olio. Nel caso in O rne;il filtro ? preceduto da un divisore di tensione 70 collegato all'uscita dell'amplificatore 66 e collegato ad un condensatore 71 tramite un diodo di isolamento 72? Giasj impulso positivo CQ tende a caricare il condensatore mediante flusso di corrente attraverso il resistore 73 del di visore, con il condensatore che accumula con ci? una caric ier creare la tensione R^. Per?, durante gli intervalli trj gli impulsi successivi Cq, il condensatore si scarica attraverso un re si store parallelo 75, per cui la tensione de condensatore RQ diminuisce esponenzialmente. La costante iel tempo di carica stabilita dal resistore 73 del divisor di tensione 70 e dal condensatore 71 ? scelta in modo da essere bassa rispetto alla costante del tempo di scarica stabilita dal resistore 75 e dal condensatore 71? Ow erosia il valore di resistenza del resistore 73 ? considerevolmerte inferiore a quello del resistore 75. Come ben noto, tali co stante di tempo sono scelte per produrre nella tensione

R^ delle ondulazioni che non hanno conseguenza alcuna mentre il filtro 58, o ci? che viene comunemente denominato un integratore R-C serve a rendere la tensione R sostanzialmente proporzionale ai Volts secondi medi degli impulsi Co?

Il dispositivo di soglia di allarme 60 ? in questo caso formato da un amplificatore operazionale ad alto guadagno

78 (figura 5), il cui terminale di entrata di non inversiolne riceve la uscita R del filtro 58? Il terminale di entrata di inversione dell'amplificatore ? collegato ad una sorgent ii tensione 80 tramite un divisore di tensione 82 ed ? polarizzato ad ima tensione di riferimento di soglia prestabilita (per esempio 3 volt). Il riferimento ? regolabile mediante impostazione o regolazione di una spazzola 81 associata al ?ivisore. Fintanto che il segnale RQ che proviene dal fil ro 58 rimane al disotto della tensione di soglia, il segnale in uscita TQ rimane al valore zero. Ognivolta per? che la tensione R supera il livello di soglia, l'amplificatore s. satura e produce un segnale positivo TQ . Tramite un diodo di isolamento 84 questo segnale ? applicato alla base di un transistore NPN 86 con emettitore a massa per polarizzare il transistore a " saturarsi" e consentire alla cor rente di collettore ed emettitore di fluire da una sorgent 88 di tensione positiva attraverso una bobina di rel? coll gata in serie 92. Quando il transi store 86 viene interdett ( in assenza di una tensione positiva in T ) la corrente di compensazione fluisce attraverso la bobina 92, un resistore 90 e la porzione inferiore del divisore di tensione 82, facendo con ci? in modo che la tensione di riferimento in corrispondenza della spazzola 81 abbia un valore prescelto relativamente elevato. Ma quando il transistore 86 viene inserito, il suo percorso di collettore ed emettitore sunt tale corrente.a massa, per cui la tensione di riferimento iiminuisce. Questa azione di reazione tende a"bloccare"il ransistore 86 nello stato di saturazione; ossia, una voltfc ohe viene inserito ed energizza la bobina di rel? 92, continuer? ad essere inserito anche se successivamente la ten sione T scende alquanto.

Quando la bobina di rel? 92 viene energizzata, come spi iato in precedenza, essa chiude i contatti 93 per energiz-? are il campanello di allarme 52 e la lampadina di allarme 3 , quest ' ultima essendo collegata in parallelo alla sorgeijte 4i tesione 88 attraverso tali contatti . La energizzazione c|ella bobina di rel? 92 chiude inoltre i contatti di rel? SJ4, che stabili scono un circuito di tenuta attraverso un interruttore di rime ssa a punto manuale normalmente chiusa 95 per mantenere la bobina erte rgizzata. Il campanello 52 e la lampadina 53 dell ' allarme 51 rimarranno quindi energizzati fino a (juanto l ' interruttore 95 viene aperto a ma no per disenergizzare la bobina di rel?.

Da quanto precede risulter? evidente che il filtro pas? impulsi 55 impedisce all'allarme 51 di essre comandato dal la tensione in uscita BQ per s? del ponte 40 ed impedisce all'allarme dal rispondere alle variazioni molto graduali della tensione in uscita Bq. Il comparatore 56 blocca gli impulsi in uscita a basso livello F dal filtro 55, per cv gli impulsi di 'tumore" o impulsi spuri prodotti dagli addi tivi od altro sono mascherati e non sono efficaci per comandare l'allarme. Il filtro formatore di media 58 serve e livellare gli impuM in uscita GQ dal comparatore e produce una tensione a corrente continua che varia generalmente in proporzione alla percentuale di acqua presente ne bagno d'olio. Infine, il dispositivo di soglia 60 comanda l'allarme solo quando il segnale in uscita dal filtro formatore di media supera una soglia prestabilita scelta regolando la spazzola 31 e scelta in modo da corrispondere ad una percentuale nota di " sicurezza" di acqua nel bagno d' olio. Cos?, l ' allarme non sar? comandato se il contenuto d? acqua dell ' olio ? basso e se solo delle piccole g d' acqua sono solo di tanto in tanto evaporate dal resistere di percezione 15.

QUale mi sura di sicurezza alle avarie , l ' allarme 51

sar? comandato in certe circostanze direttamente in rispo -sta alla tensione in uscita A dell ' amplificatore differenziale 49. Tale comando diretto ? effettuato quando la tensione in uscita A. dell'amplificatore si innalza ad un valore cos? elevato che la tensione applicata al transistj) re 48 fa si che la tensione in entrata al ponte 40 si avvicini al valore massimo possibile (per esempio, quasi

24 volts quando il transistore 48 ? saturo in considerazione del fatto che la sorgente 45 ? una sorgente di 24 volts, La tensione pu? per esempio avvicinarsi al valore di 2? volts se il bagno d'olio 12 ? ad una temperatura molto bassa, se gli additivi o contaminanti presenti dell'olio sono di elevata conduttivit? ed effettuano un raffreddamento anoarmale del resistore di percezione 15, oppure

se il tenore d'acqua dell'olio ? estremamente elevato ed effettua un raffreddamento continuo del resistore anzich? un raffreddamento ad impulsi .

Se la tensione in entrat a B^ al ponte 40 si avvicina

al valore di 24 volt, pu? e sistere potenzialmente una condizione di insicurezza in quanto la tensione in uscita B del ponte varia solo in modo unidirezionale e non ad impulsi con ulteriore raffreddamento del resistore 15 prodotto daS-la evaporazione di gocce d' acqua. In tal modo, gli impulsi F non vengono passati dal filtro 55 e l ? allarme 51 non viene comandato anche se esiste una concentrazione di acqua di insicurezza nel bagno d ' olio .

Per salvaguardia c ontro una c ondizione del genere , sono previ sti mezzi 100 per comandare l'allarme 51 direttamente

quando la tensione in uscita AQ dell'amplificatore 49 si iinnalza ad u valore cos? elevato da far si che la tensione in entrata

al ponte IL superi una soglia prestabilita che ? alquanto inferiore al suo valone massimo possibile, ossia 24 volts.

In questo caso, il comando di allarme diretto 100 comprjende un transistore PNP 101 figura 5 , il cui emettitore ? col legato per ricevere il segnale in uscita AQ dall'amplificato

re differenziale 49. La base del transistore ? collegata

ad una tensione di alimentazione di riferimento che proviejne

da un divisore di tensione 102 energizzato da una sorgente

di tensione 103, mentre il collettore del transistore ?

collegato a massa tramite un resistore di carico 104. Un

segnale in uscita DA (normalmente di 0 volts) ? prelevato

tramite un resistore limitatore di corrente 106 ed un diodb

ii isolamento 105 al terminale di entrata di non inversion

iell ' amplificatore operazionale 78.

Supposto che la tensione di soglia o di ri ferimento dal ?ivi sore 102 ? di 23 volt, il transistore 101 sar? inter?etto e il segnale in uscita DA sar? di 0 volt a meno e fi:i

tanto che il segnale in AQ si innalza al disopra di circa 23, 5 volt. Quando si verifica quest'ultima condizione

(e la tensione in entrata,al ponte ? di circa 22 volt), il percorso di emettitore e collettore del transistore

1?1 diventa conduttivo e la corrente fluisce attraverso il resistore di carico 104 per far si che il segnale in uscita DA abbia un valore positivo relativamente elevato eie cambia il condensatore 71 ad una tensione che supera la tensione di riferimento in corrispondenza della spazzola 81. Di conseguenza l'amplificatore 78 ? comandato a satura zione e la bobina di rel? 92 ? energizzata per azionare l'allarme 51 (come spiegato in precedenza) anche se il se gnale in uscita C dal comparatore ? per s? stesso insuffi piente a far azionare l'allarme.

Si nober? che il resistore di percezione 15 ? schermato o protetto all'interno della camera 28 dalla tubazione 23 e dal cappuccio o coperchio 26 (figura 3) ed ? quindi protetto da ogni turbolenza che possa essere presente nel baino d'olio. Tale protezione ? desiderabile in quanto ogni movimento sostanziale dell'olio oltre il resistore aumentereblp l'effetto di raffreddamento dell'olio e potrebbe tradursi nella creazione di un falso al segnale di allarme. Tuttavia, poich? il resistore.di percezione ? sostanzialmente isolalo dal corpo principale del bagno d'olio, ? importante che uia provvista fresca di olio venga portata periodicamente a contatto con il resi store ad assicurare che l ' olio che vit ne controllato dal resistore sia un campione rappre sentati vo del bagno principale .

Continuando con l'invenzione, la camera 28 ? periodicameni spirgata di olio, con lo spurgo che serve due scopi impor tanti. Innanzitutto lo spurgo elimina l'olio precedentemer te monitorizzato dalla camera e fa si che un nuovo campioi o provvista di olio venga portato in prossimit? del resisiore di percezione 15. In secondo luogo, durante il ciclo di spurgo il resistore di percezione ? momentaneamente espo sto all'aria. Per motivi che non sono completamente compre si, la esposizione del resistore all'aria fa si che il ri^estimento esterno di Teflon del resistore si pulisca autom? ticamente dal fango, catrame o altri contaminanti che possono essersi raccolti sul rivestimento mentre il resistore era immerso in olio. Si viene quindi ad evitare una fo3 inazione di contaminanti sul resistore e quindi il resistore mantiene la propria sensibilit? in quanto viene evitato l'effetto di isolamento termico che altrimenti verrebbe a crear si da un accumulo di contaminanti. Se il resistore si rivejste fortemente di contaminanti, la sua superficie pu? essere isolata dal bagno d'olio e quest'ultimo pu? non essere riscaldato ad una temperatura sufficientemente elevata per evaporare le gocce d' acqua, oppure almeno la taratura del si stema pu? subire delle variazioni indesiderabili .

Lo spurgo della camera 28 ? effettuato a mezzo di un

sistema di spurgo 110, che introduce periodicamente aria com pressa nel tuvi di rame 19 per trascinare l'olio in basso

e fuori dalla camera attraverso il foro 27 nel coperchio

26. Infatti, la estremit? superiore del tubo di rame comunica con una sorgente 111 (figura l) di aria compressa

tramite una valvola a tre vie e a due posizioni 112 ed una valvola ad ago regolabile 113 per regolare la portata di

aria dalla valvola a tre vie al tubo. La valvola a tre vie

? atta ad essere deviata tra le sue posizioni mediante un solenoide 114. Quando il solenoide ? energizzato, si viene a stabilire

una comunicazione tra la sorgente di aria in pressione ed

il tubo 19 per spingere a forza l'olio fuori dalla camera.

Quando il solenoide ? disenergizzato, la camera 28 ed il

tubo 19 sono scaricate nell'atmosfera attraverso la valvolja

112 ed uniconduttura di scarico per consentire ad una cari

ja fresca di olio di fluire in alto e nella camera attraverso il foro 27 del coperchio 26. Una valvola ad ago regolabile 113a nella conduttura di scarico controlla la por

nata di flusso attraverso la stessa.

La valvola 112 ? normalmente tenuta nella sua posizione

li scarico o sfiato e ad intervalli periodici ? automatica

mente deviata nella sua posizione di spurgo e quindi di ritorno nella sua posizione di scarico o sfiato. Ci? si ottiene tramite la utilizzazione di un circuito di temporizzazione

115 atto a controllare la energizzazione della disenergizza zione del solenoide 114, che effettua la deviazione della valvola. Mentre si possono impiegare varie forme,di temporizzatori, il circuito di temporizzazione dell'invenzione impiega un generatore ad onda (juadra a funzionamento libello ma che pu? essere rimesso a punto in grado di ripetere un segnale di tensione a ripetizione GQ che, fintanto che il generatore non ? rimesso a punto, salta ad un livello alto e rimane (per esempio 20 volt) per un intervallo prestabilito e qnindi scende e vi rimane ad un livello ba^so (per esempio zero volt) per un determinato intervallo prima di ritornare al livello alto. A titolo di esempio, il segnale di livello alto pu? avere una durata di 8 secondi, mentre il segnale di livello basso pu? avere una durata di 52 secondi, dando luogo ad un periodo di ciclo complessivo di 60 secondi.

Il solenoide 114 della valvola 112 ? energizzato per deviare la valvola stessa nella sua posizione di spurgo, quai io il segnale in uscita GQ dal generatore di temporizzazione 115 ? alto ed ? disenergizzato per deviare la valvoLa nella sua posizione di scarico o sfiato quando tale uscita ? bassa. A tale scopo, il solenoide ? collegato in serie

30 una sorgente di tensione 116 (figura 5) e con il collettore di un transistore NPN 117, la cui base ? collegata all' nettitore di un secondo transistore NPN 118, i due transistori formando una coppia di Darlington' che funziona da sistore singolo che agisce con un intervallo pi? piccolo di valori di corrente della hase di entrata. Il collettore del transi store 117 ? accoppiato alla sorgente di tensione 116 e la sua hase ? accoppiata alla uscita del generatore di tenporizzazione 115,

Quando il segnale in uscita GQ del generatore di temporizzazione 115 ? ad un livello alto? il transistore 118 ? inserito per consentire alla corrente di fluire dalla sorgente 116 alla hase .del transistore 117 per inserire [ue-st'ultimo. Ci? permette alla corrente di fluire attrarerso il solenoide 114 per energizzare quest'ultimo ed effettuare la deviazione della valvola 112 alla sua posiione di spurgo. Quando il segnale in uscita si porta ?,d un valore basso, entrambi i transistori sono interdetti er interrompere il flusso di corrente attraverso il solencji-(|e e far deviare la valvola alla sua posizione di scarico o sfiato.

Se la valvola 118 ? nella sua posizione di spurgo p er un tempo di 8 secondi , il volume di aria compressa introdotta nella camera 28 ? sufficiente a svuotare completamenfte la camera di olio . E ' desiderabile che la camera sia sostanzialmente svuotata e che il resistore di percezione 15 sia esposto all ' aria per un breve periodo di tempo, in modb

;he il re si store ste sso possa autopulirsi

? ' comunque inde sider aitile svuotare completamente la carnei di olio per un tempo lungo fino ad un secondo in (pianto ci con senti reti) e ad una quantit? notevole di aria di sfuggire dalla camera attraverso il foro 27 del cop erchio 26 ed entrare nell'armadio 13. Una eventuale fuga di aria finirebbe con il mescolarsi con 1'atmosfera.controllata che viene matenuta nel forno 11 e potrebbe influenzare in modo negativo la integrit? della atmosfera controllata. Si prevede quindi la deviazione della valvola a tre vie 112 nellla sua posizione di carico o sfiato dopo che il livello dell'olio nella camera 28 scende al disotto delle estremit? infe riore del resistore di percezione 15, ma prina che l'olio venga spinto al livello del foro 27 e la camera sia compie tamente svuotata di olio. Ci? si ottiene con un dispositiyo di fine spurgo 120, il quale produce un segnale quandc il resistore di percezione tende a raggiungere una temperatura elevata al disopra della sua temperatura costante nominale prestabilita quale risultato della esposizione all?aria. Tale segnale ? utilizzato per rimettere a punto il generatore di temporizzazione 115 a commutare il segnale i|n uscita G ad un livello basso e a disenergizzare con ci? il solenoide 114 per deviare la valvola 112 nella sua posizione di scarico o sfiato. In modo pi? particolare il segnale di rimessa a punto del generatore di temporizzazic ne 115 viene prodotto rilevando la tensione in entrata B.

al ponte 40. Quando il ciclo di spurgo inizia, l ' olio pre te nella camera 28 flui sce in lasso oltre il resistore di percezione 15. Il flusso di olio allontana appunto il calo re ad un ritmo pi? rapido e tende a far scendere la temp eratu ra del resi store . L ' effetto di raf freddamente inverso prodott dal movimento dell ' olio determina l ' innalzamento della tensione in entrata IL al ponte . Ma, come l ' olio scende e scopre il resi store 15 all'aria , il ritmo di trasferimento di calore dal resistore diminuisce e la sua temperatura tejnde ad innalzarsi rapidamente. Tale temperatura si innalza al disopra della temperatura costante nominale scelta. Di conseguenza, la azione a spira chiusa del ponte 40, dell'ajmplificatore 49 e del transistore 48 determina una brusca caduta della tensione in entrata B..

Quando la tensione in entrata B^ al ponte 40 subisce una brusca caduta, un differenziatore 121 (figura 5) di costru zione ben nota funziona in modo convenzionale per produrre un impulso in uscita ad andamento negativo. Un invertitore convenzionale 122 converte tale impuleo in un impulso ad andamento positivo che ? applicato ad un terminale di entrata di una porta AND 123. L'altro terminale di entrata della porta ? accoppiato alla uscita del gpieratore di temporizzazione 115. Il terminale di uscita della porta ? accoppiato al terminale di rimessa a punto del generatore . Se in un momento qual siasi alla porta AND 123 viene appicciato un impulso ad andamento positivo mentre.il segnale in use:

ta G del generatore di temporizzazione 115 ? ad un livel]o alto, la porta passer? l'impulso al terminale di rimessa a punto ddl generatore. L'impulso rimetter? immediatamente a punto il generatore perr portare il suo segnale in uscita ad un valere basso e determinare lo scarico della camera 28 dell'atmosfera.per un periodo di 52 secondi.

Pertanto, nel funzionamento e dopo che la valvola 112

? deviata nella sua posizione di scarico.o sfiato, l'olio continuer? a fluire dalla camera per un tempo breve e ad

un ritmo determinato dalle valvole ad ago 113 e 113a (e

ad un ritmo determinato dalle valvole ad ago 113 e 113a) iino allo scarico o sfiato completo della camera 28 e del tubo

19. Mentre un volume piccolo e trascurabile di aria pu? sfug

gire dalla camera durante il flusso continuato, tale flusso assicura che l'olio scender? in vero al disotto della porzione di estremit? inferiore del resistere e permetter? a

tale porzione del resistore di effettuare una operazione

di autopulitura.

Da qianto precede risulter? evidente che il segnale di temporizzazione GQ che proviene dal generatore 115 offre un intervallo sufficiente all'olio per scendere al disotto

del resistore di percezione 15 e permetter? il flusso di

una quantit? sostanziale di olio dalla camera 28 in modo (J.a assicurare che il resistore sar? momentaneamente esposto

all'aria ed assicurare anche che un campione o provvista :?a rappresentativa di olio fresco rifluir? nella camera dopo che il ciclo di spurgo ? stato completato. Il ciclo di spargo viene per? automaticamente terminato mediante rimessa ? punto automatica del generatore di temporizzazione (e coranutazione del segnale GQ al suo valore basso) quando l'olio scende al disotto del resistore e prima o subito dopo che tutto l'olio ? spinto fuori dalla camera, per cui nessuna quantit? notevole di aria pu? sfuggire nell'armadio 13.

Poich? la fine del ciclo di spurgo non dipende dal tempo, lil sistema funziona in modo attendibile con olii di varie viscosit? e in bagni di varie profondit?.

Come gi? posto in evidenza in precedenza, ? importante che la camera 28 venga spurgata periodicamente, in modo chjs il resistore di percezione 15 possa controllare campioni reschi successivi e rappresentativi del bagno d'olio. Vari unzionamenti errari del sistema di aria compressa possono per? tradursi in un mancato spurgo. Per esempio, la provvista d'aria che proviene dalla sorgente pressurizzata 111 pu? andare perduta, la valvola a tre vie 112, le valvole ad ugo 113 e 113a oppure il foro 27 del coperchio 26 possono intasarsi di materia estranea, oppure il solenoide 114 pu? mancare di funzionare. In qualsiasi di questi casi, ? possi Itile che non venga ottenuto lo spurgo della canera 28 e cuindi il resistore di percezione 115 pu? monitorizzare di continuo lo stesso campione di olio e dare una indicazi ne di sicurezza dopo che il tenore di umidit? del hagno di olio principale 12 ? per qualche motivo aumentato ad un percentuale di insicurezza. Ad evitare una situazione del genere, si prevede a rivelare lo spurgo della camera 28 e a comandare l'allarme 51 se entro un intervallo di tempo pre stabilito non viene nessuno spurgo. A tale scopo, un sensore di avaria del ciclo di spurgo 125 comprende un integratore R-C avente un condensatore 126 (figura 5) atto ad essere ciricato ad una bassa costante di tempo dalla sorgente 131 a traverso un diodo 130 ed atto a scaricarsi attraverso un divisore 129 avente un valore di resistenza grandissimo. Il dlo?o 130 ? controllato (tramite la linea 131) dalla uscita proveniente dalla porta AND 123, in modo da risultare con ?uttivo, mentre il condensatore 126.? caricato ogni volta (normalmente ogni 60 secondi circa) che il resistore di per lezione 15 ? esposto all'aria. La tensione in uscita del ondensatore ? applicata al terminale di entrata di inver 3ione di un amplificatore operazionale 132, il cui terminale li non inversione ? polarizzato da una sorgente 134 di ten7 sion? di riferim?nto positiva di grandezza relativamente bassa quale per esempio 2,4 volt. Tramite un resistore limitatore di corrente 135 ed un diodo di isolamento 136 la uscita dell'amplificatore ? accoppiata alla base del transistore oilota 86 dell'allarme 51.

Quando la camera 28 viene spurgata periodicamente in modo normale, la porta AND 123 passa impulsi ad intervalli reg?la ri man mano che la tensione in entrata al ponte 40 sceii de dopo che l'olio fluisce in hasso oltre il resistore di percezione 15 ed espone lo stesso resistore 15 all'aria.

Ogni volta che un impulso viene trasmesso alla porta AND 123, il diodo ?30 entra in conduzione,momentanea per far caricare in modo sostanzialmente il condensatore 126 dalli sorgente di impulsi 131. Alla scomparsa dell'impulso dalle porta AND il condensatore comincia a scaricarsi con una cc stante di tempo lunga. Se entro un intervallo di tempo prestabilito {per esempio 10 minuti) il condensatore torna a caricarsi, la tensione nel condensatore 126 non scende mai al disotto della grandezza della tensione di riferimenjto 134 e la uscita dell'amplificatore 132 rimarr? a O.volt. Se i ha un numero prestabilito di periodi di ciclo (per esempio 10) senza ricarica del condensatore 126, la uscita del l'amplificatore si porter? per? ad un valore positivo, con Inserzione del transistore 86 ed entrata in funzione del ret? 92, 93 e 94. Si avr? la attivazione dell'allarme ad avvisale il sorvegliante della cattiva o mancata funzione del ciclo li spurgo. Di preferenza, la natura della cattiva o mancata funzione ? indicata da un diodo emettitore di luce 140, LI quale ? attivato da una tensione positiva alla uscita dell'amplificatore 132.

Come gi? detto in precedenza, il ritmo di asportazione di energia termica del resi store di percezione 15 aumenta qu and? l ' olio flui sce in basso oltre il resistore durante il c icl di spurgo . Inizialmente la temperatura del resi store se enc e ma come il resi store viene e sposto all ' . '-ria (riducendo il ritmo di asportazione di energia termica) la sua temperati;ra si innalza. Quando in un tempo successivo l'olio rifluisce nella camera 28 e si porta in alto oltre il resistore all fine del ciclo di spurgo, la temperatura del resistore toi na a scendere. In conseguenza di ogni caduta del genere della temperatura del resistore di percezione, la tensione in uscita BQ del ponte 40 aumenta rapidamente e pu? tradui nel comando di un allarme 51, sia (i) tramite il filtro p ssa impulsi 55 e il comparatore 56, sia (ii) tramite il cornaneo di allarme diretto 100, se la tensione in uscita si innal in misura sufficiente a far si che la tensione A superi momentaneamente la soglia, il; che inserir? il transistore 101.

Per impedire che l'allarme 51 venga in tal modo comandato in modo inesatto durante il ciclo.di spurgo, sono prevista mezzi 145 atti a disabilitare l'allarme, non solo durante lo spurgo vero e proprio quando il solenoide 114 della valvola ? energizzato, ma anche per un breve tempo dopo che la camera 28 ? stata scari cata e mentre l ' olio rifluisce nella camera e raffredda il resi store di percezione 15.

I mezzi di disahilitazione 145 rispondono alla uscita del generatore di temporizzazione 115 e comprendono un transistore NPN 147 con emettitore a massa ( figura 5 ) ; un condei satore 149, un amplificatore operazionale .151 ed un transist o re ad effetto di campo bipolare ( FET) 153.

La base del transi store 147 ? accoppiata alla uscita del generatore di temporizzazione 115 tramite un divisore di tensione 155 , mentre il collettore del transi store ? collegato ad una;, sorgente 157 di tensione positiva. Ai caj 1 del collettore e dell'emettitore del transistore il condersatore 149 ? collegato con quel collettore che ? collegato ajl terminale di entrata di non inversione delllamplificatore operazionale 151. Il terminale di inversione di detto ampi1 ficatore ? polarizzato da una sorgente positiva 158 di tensione di riferimento del valore, per esempio, di 15 voit Il segnale in uscita dell'amplificatore ? prelevato da un divisore di tensione 159 e alimentato all'elettrodo di poita del transistore ad effetto di campo 153. L'elettrodo di se gente del transistore ad effetto di campo ? accoppiato all uscita del filtro passa impulsi 55, mentre l'elettrodo di prelievo o drenaggio ? collegato a massa. .

Quando il segnale in uscita GQ del generatore di temporizzazione 115 ? ad un livello basso (come nel caso di interva l ii di durata di 52 secondi quando l ' olio viene provato ) il ti ansistore 147 ? interdetto. Supposto che il condensatore 14 S sia stato caricato attraverso un resi store di collettore 157a, una tensione positiva elevata ? applicata al terminale di non inversione dell ' amplificatore 151.

La tensione applicata al terminale di non inversi one dell ' amplificatore 151 ? di conseguenza maggiore di quella applicata al terminale di inversione dalla sorgente di ri ferimento 158 e quindi il segnale in uscita dell'amplifica tore si trova normalmente ad un livello alto. Tale segnai mantiene l'elettrodo di porta del transistore ad effetto d campo 153 positivo rispetto a massa, per cui tra la sorgente e gli elettrodi di prelievo oidi assortimento esiste un pe corso di conduzione a resistenza molto alta. Il transistor ad effetto di campo 153 non sunta gli impulsi FET ed il sistema funziona nel modo gi? descritto in precedenza.

Quando il segnale in uscita del generatore di temporizzazione 115 commuta ad un livello alto all'inizio dell'lintervallo di spurgo della durata di 8 secondi, si ha la inserzione del transistore 147. Il condensatore 149 si scarija rapidamente attraverso il percorso di collettore ed eme titore del transistore 147, e la caduta di tensione ai cap lei resistore 157a riduce il segnale in corrispondenza dei terminali di non inversione dell ' amplificatore 151 al di sotto della tensione di riferimento in 158. La uscita del l ' ampli ficatore commuta quindi ad un livello negativo per applicare un potenziale negativo all ' elettrodo di porta del transistore ad effetto di campo 153; rendendo il per corso sorgente-prelievo o assorbimento del tutto conduttivO Di conseguenza, il segnale in uscita FQ del filtro ? corte circuitato a massa durante l'intervallo d? spurgo della durata di 8 secondi, per impedire con ci? a tale segnale

di comandare l'allarme 51. Quando l'intervallo della durai di 8 secondi ha fine, il segnale di temporizzazione si porta ad un valore basso, il transistore 147 diventa interdetto ed il condensatore 149 comincia a caricarsi attraverso il resistore 157a. E'?uindi necessario un tempo finito prima che la tensione in corrispondenza dell'entrata di non inversione dell'amplificatore 151 ? innalzi al disopra

della tensione di riferimento 158, per cui il normale funzionamento del circuito (comparatore 56 responsivo agli impulsi F ) viene inibito per alcuni secondi nell'intervallo li "basso "valore della durata di 52 secondi del segnale di temporizzazione Gq.

La uscita dell'amplificatore 151 ? inoltre collegata al collettore del transistore 101 tramite un diodo 160, il

juale ? polarizzato come indicato in figura 5. Quando il sfc-?nale in uscita dell'amplificatore 151 diventa negativo al L'inizio di ciascun ciclo di spurgo della durata di 8 secondi, La corrente viene prelevata o assorbita da massa attraversi L resistori 104 e 106 e il diodo 160. In tal modo il segna j)A risulta bloccato ad un livello non-^

R ? v e n d i c a z i o n i

1) Metodo per segnalare la presenza di una concentrazione prestabilita di acqua in olio, detto metodo compren dendo le fasi di disporre un resistore elettrico sensiM l alla temperatura a contatto con detto olio, alimentare energia elettrica a detto resistore per riscaldare il resistoje stesso ad una temperatura al disotto del punto di evapora zione dell'acqua e al disotto del punto di evaporazione di detto olio, produrre un segnale vhe varia in funzione del-.a resistenza di detto resistore, rivelare impulsi tran sienti prodotti in detto segnale quando il resistore cambia di temperatura in risposta alla evaporazione di acqua in prossimit? al resistore, e produrre un segnale in uscita quando il valore medio nel tempo di detti impulsi supera una soglia predeterminata.

2) Metodo per segnalare la presenza di una cnncentrazi4>ne predeterminata di acqua in un lagno di olio, detto metodo comprendendo le fasi di disporre un resistore elettrico ???sibile alla temperatura a contatto di detto olio, alimentare energia elettrica a detto resistore per riscaldare il resistore stesso ad un valore di temperatura predeterminato al disopra del punto di evaporazione dell'acqua e al disotto del punto di evaporazione di detto olio, produrre un segnile che varia in funzione della resistenza di detto resistore

aumentare oppure diminuire la energia al?mentata a detto resistore in risposta a variazioni di detto segnale risul tante da diminuzioni o rispettivamente aumenti della resi stenza di detto resistore, per mantenere con ci? la tempeiatura a stato statile di detto resistore sostanzialmente a dette valore predeterminato, rivelare iipiulsi transienti prodott in detto segnale quando detto resistore si raffredda ed il suo valore di resistenza scende in risposta alla evaporazicne di acqua in prossimit? del resistore, e produrre un segna in uscita quando il vaio? medio nel tempo di detti impulsi supera una soglia predeterminata.

3) Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui detto re sistore ? disposto all'interno e di una camera situata in e in comunicazione con detto bagno e che cortiene normalmei.te olio, detto metodo comprendente inoltre le fas-i di far effluire periodicamente olio da detta camera e in detto hegno e fare poi fluire olio da detto bagno e in detta camera.

4) Metodo secondo la rivendicazione 3, comprendente inoltre la fase di arrestare l?efflusso di olio da detta camera prima che detta camera sia completamente vuota di olio.

5) Metodo secondo la rivadicazione 3, comprendente ino!,tre la fase di arrestare l'efflusso di olio da detta camera

dopo che detto resistore ? stato esposto alla atmetfera di detta camera e prima che detta camera sia completamente vuota di olio.

B) Metodo secondo la riverdicazione 3, comprendente inoltre la fase di produrre un segnale di avvertimento o allarme se l'olio non effluisce da detta camera entro un tempo predeterminato.

7) Sistema per segnalare la presenza di un primo e di in secondo liquido, il primo liquido avendo un punto di evaporazio ne inferiore a quello del secondo liquido ed essendo sostanzialmente immisellile in detto secondo liquido, detto sistema comprendendo un elemento sensibile alla temperatura disposto a contatto con detto secondo liquido e che possiede una caratteristica che varia in proporzione alle variazioni della temperatura di detto elemento, mezzi att?/?.d alimentare energia termica a detto elemento ad un ritmo c0n trollabile per riscaldare detto elemento ad una temperatura predeterminata compresa tra i ponti di evaporaione di det liquidi, mezzi atti a rilevare la caratteristica di detto elemento e a regolare detti mezzi di alimentazione per riportare detto elemento a detta temperatura predeterminata quando detto elemento si raffredda in risposta alla evaporazione di detto primo liquido in prossimit? di detto elemento., e mezzi atti a produrre un segnale in uscita che varia in funzione della media delle variazioni a breve termine della caratteristica di detto elemento.

8) Sistema secondo la rivendicazione 7, comprendendo inoltre mezzi responsivi a detto segnale in uscita per produrre un segnale d? allarme o avvertimento quando detto segnale in uscita supera una soglia predeterminata.

9) Sistema per segnalare la presenza di una concentrazione predeterminata di acqua in un bagno di olio, detto sistema comprendendo un resistore sensibile alla temperatura atto ad essere posizionato a contatto con detto bagno, mez atti ad alimentare energia elettrica a detto resistore sufficiente a riscaldare il resistore stesso ad una temperatura predeterminata al disopra del punto di evaporazione dell'acqua, ma al disotto del punto di evaporazione di deito olio, mezzi atti a produrre un segnale che varia in funzione della caduta del valore di resistenza di detto resistore, quando quest'ultimo si raffredda in risposta alla evaporazione di acqua in prossimit? del resistore, mezzi respoii-^ sivi a detto segnale per aumentare la energia alimentata

a detto resistore in modo sufficiente da riportare detto resistore sostanzialmente a dette temperatura predeterminata, e mezzi atti a produrre un segnale di avvertimento

o allarme quando il v lore medio nel tempo di impulsi transienti di detto un segnale supera una soglia predeterminata.

10} Sistema secondo la rivendicazione 9, in cui detto resistore ? disposto all'interno di una camera situate

in detto bagno e che contiene normalmente olio, e mezzi atti a far fM re almeno parte dell'olio da detta camera e p ermettere successivamente all'olio di fluire da detto bagno

IN dettf camera.

11) Sistema secondo la rivendicazione 9, in cui detto re sistore ? disposto all'interno di una camer: immersa in e in comunicazione con detto Lagno, e mezzi atti ad intro durre alternativamente gas in pressione in detta camera e a scaricare detto gas in pressione da detta camera, per fjar fluire con ci? alternativamente olio fuori da e in detta amera, con detti mezzi ultimi menzionati che introducono ?as in pressione in detta camera per un periodo di tempo sufficiente a far fluire olio sufficiente da detta camera er lasciare detto resistore esposto a detto gas in pressione.

12) Sistema secondo la rivendicazione 11, in cui detta amera include una luce di scarico dell'olio, con detti me 5ZI ultimi menzionati che introducono aria in pressione in det a camera ad intervalli periodici, e mezzi atti a porre ??????? al flusso di gas in pressione in detta canera dopo che detti uesistore ? stato esposto a detto gas in pressione e prima (fhe detto olio scenda al livello di detta luce di scarico.

13) Sistema secondo la rivendicazione 12, in cui detti iiezzi di terminazione rispondono a variazioni del valore c.i resistenza di detto resistore come l'olio effluisce da ddl a camera.

14) Sistema secondo la rivendicazione 9, in cui detto r istore ? disposto all'interno di una camera situata in to

Lagno e avente una luce di comunicazione con detto Lagno e situata al disotto di detto resistore, mezzi atti a introdurre gas in pressione in detta camera ad intervalli periodici per determinare l'efflusso di olio da detta camere attraverso detta luce, e mezzi responsivi alle variazioni del valore di resistenza di detto resistore per determinante la fine di introduzione di aria in pressione in detta cambra e per produrre lo filato di detta camera quando l'olio in detta camera scelde ad un livello compreso tra detta luce e la estremit? inferiore di detto resistore.

15) Sistema secondo qualunque rivendicazione 10, 11, 1 13 oppure 14, comprendente inoltre mezzi atti a produrre un segnale di avvertimento o allarme se l'olio non efflui$ce da detta camera entro un periodo di tempo predeterminato.

16) Sistema secondo la rivendicazione 10 oppure 11, coiji prendente inoltre un allarme azionatile normalmente per produrre detto segnale di avvertimento o allarme, e mezzi atti a disabilitare detto allarme quando l'olio effluisce da detta camera e fluisce in detta camera.

17) Sistema secondo la rivendicazione 9, comprendente inoltre un allarme azionabile normalmente per produrre detto segnale di avvertimento o allarme, e mezzi indipendenti da detti impuM per comandare o innescare detto allarme quando la energie o potenza alimentata a detto resistore supera una soglia predeterminata.

18) Sistema secondo la rivendicazione 9, in cui detto resistore ? rivestito di tetrafluoroetilene.

19) Sistema per segnalare la presenza di una concentrazione predeterminata di acqua in bagno di olio, detto sistema comprendendo un resistore sensibile alla temperatura atto ad essere posizionato a contatto con detto bagno, un punte di flieatstone, detto resistore fomrando uno degli elementi di resistenza di detto ponte, mezzi atti ad applicare una tensione ai capi dei terminali di entrata di detto ponte per riscaldare detto resistore ad una temperatura predeterminata al disopra del punto di evaporazione dell'acqua, ma al disotto del punto di evaporazione dell'olio, mezzi collegati ai terminali di uscita di detto ponte per produrre un prillo segnale che varia in funzione della caduta del valore di resistenza di detto resistore quando quest'ultimo viene raffreddato dalla evaporazione di acqua in prossimit? di detto resistore, primi mezzi responsivi a detto primo seggale per aumentare la tensione applicata ai capi di terminali d? entrata di detto ponte per riportare detto resistore sostanzialmente a detta temperatura predeterminata, secondi mezzi responsivi a detto primo segiaL per fare la media delle variazioni transienti di detto primo segnale e produrre un secondo segnale quando la media delle variazioni supera una soglia predeterminata, e mezzi di avvertimento o allaime responsivi a detto seccndo segale per produrre un segnale

di allarme

20) Sistema secondo la rivendicazione 19 comprendente inoltre mezzi atti a disabilitare periodicamente detti me?zi di avvertimento o allarme.

21 ) Sistema secondo la rivendicazione 19, comprendente inoltre mezzi atti ad indurre detti mezzi di allarme o aw ertimeto a produrre detto segnale di allarme quando la tensione applicata ai terminali di entrata di detto ponte supera una soglia predeterminata.

22) Sistema per segnalare la presenza di una concentrazione predeterminata di acqua in un bagno di olio, detto sistema comprendendo un resistore sensibile alla temperatura atto ad essere posizionato a contatto con detto bagno, un ponte di Wbeatstone, detto resistore formando uno degli elementi di resistenza di detto ponte, mezzi atti ad applicare una tensione ai capi dei terminali di entrata di detto ponte per riscaldare detto resistore ad una temperatura predeterminata al disopra del punto di evaporazione dell'acqia ma al disotto del punto di evaporazione di detto olio, raes zi collegati ai terminali di uscita di detto ponte per prc durre un primo segnale che varia in funzione della caduta del valore di resistenza di detto resistore, quando queste ultimo viene raffreddato dall'evaporazione di ???? acqua in prossimit? di detto resistore, primi mezzi responsivi a detto primo segnale per aumentar la tensione applicata

i capi dei terminali di entrata di detto ponte per ripon detto resistore sostanzialmente a detta temperatura predeterminata, secondi mezzi responsivi a detto primo segnal|e per produrre un secondo segnale unicamente quando la grandezza di detto primo segnale suM sce variazioni transienti, terz mezzi responsivi a detto secondo segnale per produrre un terzo segnale soltanto quando detto secondo segnale supera una grandezza predeterminata, quarti mezzi respon?vi a detto telrzo segnale per produrre un quarto segale che varia di grandezza in funzione della media delle variazioni a breve termine di detto terzo segnale, e quindi mezzi responsivi a detto quarto segnale per produrre un segnale di allarme quando l|a grandezza di detto quarto segnale supera una soglia predeterminata