O presente invento, aqui denominado Medidor Telemétrico de Vazão de Fluidos com Troca de Relojoaria, se presta a medir a vazão de água fria a partir de um hidrometro convencional, pela substituição de sua parte mecânica e seca por uma outra equivalente eletrônica, a qual tem a função precípua de totalizar a referida vazão, transmitindo-a através de uma conexão sem fio a outro dispositivo de pós-processamento com o intuito de atingir de forma indireta o comando e de forma direta a supervisão do sistema de fornecimento deste fluido, transferindo as informações desejadas telemetricamente.

No estado da técnica, um medidor de vazão é o dispositivo utilizado para se mensurar a vazão de um fluido em um meio de condução. Exemplificativamente, o fluxo de água em um cano. Convencionalmente, um medidor de vazão, especialmente o hidrometro, utiliza o fluxo de água para o deslocamento de uma turbina que movimenta um conjunto de engrenagens. O eixo da referida turbina é acoplado magneticamente a um conjunto de engrenagens que tem o propósito único de apresentar a totalização da vazão. Esta totalização é exibida na forma de números impressos em discos axiais a serem lidos por agente designado pelo proprietário do medidor.

Existem versões de medidores onde há, no grande conjunto de engrenagens acima descrito, a inclusão de mais uma engrenagem específica para acomodar um ímã. A rotação deste ímã é detectada por circuito eletrônico acessório com o intuito de fazer a totalização eletrônica da vazão e transmiti-la. para processamento de dados posterior. Entretanto, nestes medidores ainda se preserva o grande conjunto de engrenagens que visa apresentar a totalização de forma numérica. Dado o grande número de engrenagens utilizado para a referida apresentação da totalização da leitura, observa-se a dificuldade em sua montagem e eventual manutenção, requerendo para tal, pessoal especializado. Junto a isso, sempre há a tentativa d e violação do medidor pela aposição de elemento estranho nas engrenagens o qual altera as características mecânicas do medidor e sua precisão de medida.

Na mesma linha de raciocínio, continuando a apresentar os problemas ou _i limitações existentes do estado da técnica, por existir no medidor convencional grande número de engrenagens, a perda de carga no medidor se apresenta com valores acima dos mínimos conseguidos com apenas o peso da turbina. Esta, movimentando toda a relojoaria do equipamento se apresenta com um momento inercial elevado. Caso girasse livremente, sem acoplamento a muitas engrenagens, apresentaria inércia muito inferior aos valores comumente observados.

Adicionalmente, nos medidores de vazão essencialmente mecânicos, para que sejam acrescentadas funcionalidades como a transmissão sem fio das totalizações ou ainda a produção de informações complementares como alarmes de violação do sistema ou ultrapassagem do fluxo máximo permitido ao instrumento, itens de legítima relevância na medição, há a necessidade de equipamento externo adicional ao equipamento o qual, no mercado atual, necessita de conexão com a rede elétrica, não sendo portanto item desejável.

Sumário da Invenção A presente invenção objetiva prover um medidor de vazão de fluidos com superior durabilidade, reduzida perda de carga e adicionais funcionalidades frente à medição convencional. Tal medidor tem aplicabilidade direta em grande número de conexões de água potável para fornecimento residencial onde a medição remota se mostra como grande atrativo. Por meio da atividade inventiva aplicada a componentes mecânicos de precisão e da utilização de tecnologia eletrônica de processamento de dados, é alcançado um nível de erro de medição 3%, muito inferior aos valores presentes na faixa de 15% a 20% encontrados nos medidores convencionais os quais utilizam diversas partes mecânicas, especialmente aqueles com avançado uso. Considerando-se a redução do número de partes móveis no medidor, em oposição às diversas existentes no medidor convencional, uma redução considerável do momento de inércia do medidor é alcançada. Esta notável característica resulta em uma drástica redução do desgaste desta parte móvel, produzindo maior longevidade do sistema junto à conservação da sua precisão durante seu tempo de uso.

A partir do acoplamento magnético fornecido pela parte molhada do medidor, há a produção de sinais elétricos em sensores magnéticos os quais são analisados por um circuito digital com o intuito de determinar a vazão e totalizá-la. Esta variação é produzida pelo ímã girante sobre sensores magnéticos estáticos colocados em proximidade ao eixo do rotor. O escoamento produz o deslocamento desejado no rotor sendo este proporcional ao volume deslocado.

Pelo posicionamento dos dois sensores magnéticos, poderá o sentido do fluxo ser determinado, viabilizando-se dessa forma o incremento ou decremento da totalização coerentemente ao sentido da passagem do fluido. Tendo sido detectada a rotação, sua velocidade é determinada a partir da contagem do intervalo de tempo entre esta primeira passagem e a próxima. Dessa forma, sabendo-se o volume deslocado no tempo, a vazão é calculada facilmente. Da mesma forma, a totalização da medida é também adquirida de forma direta contando-se a quantidade de voltas do rotor. Em ação preventiva a eventuais tentativas de fraude, campos magnéticos externos poderiam eventualmente ser colocados próximos ao medidor com o objetivo de impedir o movimento do rotor ou produzir leituras incertas pelos sensores. Para mitigar este eventual problema, sensores de aproximação de campos magnéticos externos informam ao sistema digital a presença de tal evento, produzindo sinal de alarme a ser transmitido a uma unidade cpletora de dados e esta à proprietária do medidor. Além disso, sensores de abertura da carcaça do medidor produzem sinal de alarme, cumprindo função e propósito semelhantes.

Apesar das medidas citadas no parágrafo anterior, é colocada entre o corpo do medidor e sua carcaça, blindagem eletromagnética para que, tendo sido detectada a tentativa de fraude por meio de campo magnético externo, o medidor não cesse o trabalho de medição, conservando a integridade da totalização. Com o intuito de prover ao usuário do medidor informações eventuais sobre as medidas, o equipamento possui display indicativo da leitura onde podem ser verificados itens como a totalização, a vazão instantânea e o estado da bateria do medidor. Por meio de um botão de acesso externo, podem ser escolhidos os itens a serem mostrados no display. A apresentação do valor solicitado é feita em intervalo de tempo suficiente para a leitura apenas, sendo o display desligado em seguida objetivando economizar carga da bateria.

Em alinhamento com o propósito de se utilizar o mínimo de energia, o medidor, não tendo detectado a presença de movimento do fluido, entra em estado de hibernação voltando ao pleno funcionamento tão logo seja detectada qualquer necessidade de medição informada pelos sensores do sistema. Este sistema de hibernação é também utilizado nos longos intervalos de tempo entre acionamento dos sensores, observados em pequenas vazões. Durante estes intervalos de inatividade dos sensores, o sistema hiberna.

Em data agendada, é transmitida a totalização da medida, juntamente com código representativo específico do medidor, para que esta informação seja aproveitada pelo sistema supervisório do proprietário do equipamento. Entretanto, na eventualidade de alarme, produzido pelos diversos sensores presentes no sistema ou ainda pela ocorrência de nível crítico de carga da bateria, este será transmitido imediatamente, acionando o sistema de controle do referido proprietário. Dessa forma, é garantida a funcionalidade do controle indireto do sistema, pois na ocorrência do alarme, medidas corretivas podem ser tomadas. Descrição da Invenção

A presente invenção é descrita nas linhas a seguir tendo como referência concretizações típicas da mesma e com referência aos desenhos apensos conforme segue:

A figura 1 apresenta o medidor, objeto do presente pedido, montado, onde é apresentado com a tampa protetora do display na posição aberta. A figura 2 apresenta a vista explodida do equipamento onde podem ser observados seus principais componentes colocados próximos aos seus pontos de conexão.

A figura 3 apresenta o diagrama em blocos da eletrônica que compõe o sistema de medição. Tendo como referência a figura 1, o medidor tradicional compõe-se da turbina (1), o parafuso de ajuste externo (2) e o conjunto de engrenagens (3) onde, para clareza da ilustração, não estão desenhadas todas as engrenagens. A seta indicadora (4) mostra o sentido do fluxo positivo. O medidor é apresentado montado, conforme figura 2, sendo composto de uma carcaça superior (5) com abertura para o display (6) e tampa articulada (7) para seu fechamento. A tampa articulada possui ângulo de abertura maior do que 90 graus o que permite a visualização ampla da medida.

A figura 2 apresenta o medidor em vista explodida, onde podem ser vistos, além dos itens já apresentados na figura 2, os diversos componentes do equipamento. Para maior clareza do desenho, partes complementares e corriqueiras, como parafusos e arruelas, foram suprimidas. Na carcaça superior (5), ao lado do display (6), é colocado o botão de função (8) o qual se presta a disponibilizar informações de medida. A carcaça superior (5) comporta também a antena (9) do sistema de transmissão de dados, o suporte de bateria (10), a bateria (11), o sensor de campo magnético (12) e o sensor de abertura das carcaças (13).

O eixo do disco medidor (14) acopla-se magneticamente ao dispositivo magnético rotativo da carcaça inferior do medidor. Conectado a este eixo está o disco medidor (15). Alinhados com este disco estão os sensores de medição (16) e (17).

A carcaça superior (5) é revestida com a blindagem magnética (18) com o intuito de proteger o sistema de medição contra ruídos eletromagnéticos ou ainda campos magnéticos externos.

Tomando novamente como referência a figura 3, pode ser observado que, por meio da ordem de acionamento dos sensores de medição (16) e (17), o sentido de rotação do disco medidor (15) é determinado. Dessa forma, a vazão é definida como positiva ou negativa e a consequente totalização incrementada ou decrementada. Exemplificativamente, caso seja acionado o sensor de medição (16) antecipadamente e imediatamente ao acionamento do sensor de medição (17), haverá rotação em sentido anti-horário e consequente fluxo positivo do fluido. Caso haja o acionamento do sensor de medição (16) posteriormente e imediatamente ao acionamento do sensor de medição (17), haverá rotação em sentido horário e consequente fluxo negativo do fluido. Toda a parte eletrônica é montada sobre a placa de circuito impresso (23) onde é previsto também o furo para a montagem do eixo do disco do medidor (14). Além de sua função elétrica, a placa de circuito impresso (23) possui a função de funcionar como ponto de alinhamento do eixo do disco do medidor (14) sendo este apoiado nesta e também guiado magneticamente pelo eixo magnético formado na parte inferior do hidrômetro.

A figura 3 mostra o diagrama em blocos do sistema de medição digital. O bloco sensor (19) detecta o movimento e determina o sentido de rotação do disco medidor (15), informando ao bloco microprocessador (20) a presença e a polaridade da vazão do fluido.

Com o intuito de gastar o mínimo de energia da bateria, poderá o bloco microprocessador (20) entrar em modo de hibernação caso este não detecte o movimento do rotor em determinado intervalo de tempo, podendo ainda hibernar durante os intervalos entre detecções de movimento quando a vazão se apresentar muito baixa. Da mesma forma, o display (6) fica na condição regular de operação como desligado, sendo apenas ligado durante pequeno intervalo de tempo, como resposta às requisições feitas pelo botão de função (8). O botão de função (8) serve para apresentar as leituras de volume acumulado, a vazão instantânea e o percentual estimado de carga da bateria.

O bloco monitor da bateria (21) monitora a quantidade estimada da carga da bateria (11) e a informa ao bloco microprocessador (20). Este por sua vez, além das outras atribuições, monitora o estado do sensor de abertura das carcaças (13) e do sensor de campo magnético (12).

Na ocorrência de disparo do sensor de campo magnético (12) ou do sensor de abertura das carcaças (13) ou da presença de nível crítico de carga da bateria, indicado pelo bloco monitor da bateria (21), será gerado o alarme do sistema quando haverá a consequente transmissão imediata desta informação ao proprietário pelo bloco microprocessador (20) utilizando o transceiver (22).

Outra hipótese para a transmissão de dados é a transferência de dados por solicitação do equipamento coletor de dados, quando o bloco transceiver (22) é acionado pelo coletor de dados, acionando assim o bloco microprocessador (20) a fim de que sejam transmitidos e recebidos dados. Nesta ocorrência, iniciada pela solicitação recebida através do bloco transceiver (22), são transmitidos o número de identificação do medidor, a leitura atual do totalizador e um número de verificação da coerência dos dados transmitidos.

Assim que o medidor transmite a leitura, sob solicitação, este espera pela confirmação do recebimento da informação pela unidade coletora de dados. Caso esta não confirme o recebimento, o bloco microprocessador (20) reenviará a informação solicitada em quantidade de vezes determinada pelo proprietário do sistema, cabendo neste caso, ao equipamento coletor de dados determinar e informar ao sistema supervisório a inatividade do medidor. Entretanto, este não cessará suas atividades de medição.

Cada característica apresentada nesta descrição, reivindicações ou desenhos podem ser providos independentemente ou em qualquer combinação apropriada. Uma característica de uma reivindicação subsidiária pode ser incorporada em uma reivindicação na qual ela não é dependente.