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SYSTEM AND METHOD OF MEASURING DEGRADATION OR CONTAMINATION OF FLUIDS BY MEANS OF A HOLLOW-CORE INDUCTIVE SENSOR (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)CM Patents

Índice de la ficha

Updated at
24/07/2026
Numero publicacion
ES.2788801.A1
Fecha publicacion
22/10/2020
Numero solicitud
ES20200030539
Fecha presentacion
05/06/2020

En detalle

Resumen

Method and system for measuring the degradation or contamination of fluids based on the relationship of the injected voltage and the voltage measured in a sensor that comprises two coils with a hollow core where the fluid to be analyzed is housed. The system comprises a sensor with two coils (8, 9) arranged around the tested fluid (7), a device (1) configured to inject a constant voltage and variable frequency, a subsystem (20) to calculate the gain of the circuit and a subsystem (21) to determine the concentration of each component of the fluid by means of a model of concentrations as a function of the gain and to determine the aging of the fluid. The system issues an alarm (22) when the calculated concentration values exceed a pre-assigned threshold. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Reivindicaciones

1. REIVINDICACIONES 1.Sistema de medición de degradación o contaminación de un fluido con el que opera una máquina o línea de proceso en una instalación, caracterizado por que comprende: a) un sensor, que comprende al menos dos bobinas con un circuito magnético común y un hueco para alojar el fluido ensayado (7) a analizar, donde una primera bobina está configurada para inyectar tensión (8) y una segunda bobina está configurada para medir tensión (9); b) un dispositivo de alimentación configurado para inyectar una tensión con amplitud constante y frecuencia variable en un lado de corriente alterna de frecuencia variable (5), que alimenta la primera bobina(8) provisto de semiconductores para la inversión de corriente continua a corriente alterna de frecuencia variable (4); c) un dispositivo medidor de frecuencia del lado de corriente alterna de frecuencia variable (15) y un dispositivo medidor de tensión de inyección (6); d) un dispositivo medidor de tensión de salida (14), configurado para medir la tensión en bornes de la segunda bobina (9) a partir de una impedancia de medida de valor constante y conocido (12) conectada entre sus terminales y una puesta a tierra del sistema (13); e) un dispositivo de medida de la temperatura del fluido provisto de al menos una sonda de temperatura (10); f) un subsistema de comparación de señales de entrada y salida y cálculo de ganancia del circuito (20), configurado para calcular la señal de ganancia (27) del circuito configurado y comparar la amplitud de la señal de medida de tensión de salida (18) respecto a la amplitud de la señal medida de tensión de inyección (16), previamente fijada y de valor conocido, para cada valor de frecuencia, tal que: donde: A{dB)\es la ganancia de la amplitud de la señal de tensión expresada en decibelios en escala logarítmica para cada valor de frecuencia; Uin:es la amplitud de la señal de tensión que se inyecta a una de las bobinas del sensor sumergido en el interior del fluido a analizar; y Uout:es la amplitud de la señal de tensión que se mide en la otra bobina del sensor sumergido en el interior del fluido a analizar; estando configurado además el subsistema de comparación de señales de entrada y salida y cálculo de ganancia del sistema (20) para enviar a un subsistema de cálculo de contaminación del fluido principal (21), por medio de una interfaz, un conjunto discreto y variable de valores de la ganancia de la señal; g) un subsistema de cálculo de contaminación del fluido principal (21) configurado para determinar la concentración de cada componente de dicho fluido, a partir de un modelo de concentraciones, M, en función de los valores de ganancia,A[dB],preasignados a diferentes temperaturas y fluidos en una base de datos (32); y h) un dispositivo de emisión de alarma (22), configurado para emitir una señal de emisión de alarma (37) en caso de que el valor de concentración supere un umbral previamente establecido. 2.Sistema según la reivindicación 1, donde el dispositivo de alimentación configurado para inyectar la tensión con amplitud constante y frecuencia variable está alimentado desde el lado de corriente continua provisto de una fuente de corriente continua (1). 3.Sistema según la reivindicación 1, donde el dispositivo de alimentación configurado para inyectar la tensión con amplitud constante y frecuencia variable está alimentado desde el lado de corriente continua con un condensador (25) conectado entre un polo positivo (2) y uno negativo (3) conectados a su vez a elementos rectificadores IGBTs (24) que permiten la rectificación desde el lado de corriente alterna de la red eléctrica (23). 4. Sistema según la reivindicación 1, donde la concentración de cada componente del fluido está determinada por la expresión: M = f(A[dB]) = /q •ea'A+k2 ■ e^A donde: M: es la concentración de un agente contaminante en el fluido. A:es la ganancia de la tensión expresada en decibelios en escala logarítmica para un valor de frecuencia constante característico, propio del fluido a monitorear, previamente conocido. ki, k2, a, p: son parámetros matemáticos ajustados característicos del modelo matemático de la evolución de la concentración con la degradación del fluido generado para cada aplicación para cada fluido que se quiera monitorear, previamente ensayado. 5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que además comprende al menos un dispositivo de medida, configurado para medir la tensión para cada valor de frecuencia en terminales de una impedancia de valor constante y conocido (Z2) en paralelo, a la salida de una de las bobinas del sensor sumergido en el fluido a analizar, y entregar su lectura al subsistema de comparación (20). 6. Sistema de medición de degradación o contaminación de fluidos según la reivindicación 1, que además comprende: - un equipo eléctrico dispuesto en el interior de un recipiente con el fluido; y - al menos un dispositivo de medida configurado para medir la corriente para cada valor de frecuencia en terminales de una impedancia de valor constante y conocido (Z2) en paralelo (12), a la salida del equipo eléctrico, y determinar el valor de (Uout)como: <img class="EMIRef" id="683976110-imgf000032-0001" /> donde: /out: es la amplitud de la señal de corriente a la salida del equipo eléctrico, medida en terminales de una impedancia de valor conocido; Uout: es la amplitud de la señal de tensión de salida en el equipo eléctrico, medida en terminales de una impedancia de valor conocido; Z2: es la impedancia colocada a la salida del secundario del equipo eléctrico, transformador con fluido como circuito magnético, de valor conocido. 7.Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el sensor además comprende un mecanismo de acceso al recipiente del fluido para proceder a las conexiones correspondientes y espacio suficiente para alojar el dispositivo de medida de la temperatura del fluido además del propio sensor. 8.Método de medición de degradación o contaminación de un fluido con el que opera una máquina o línea de proceso en una instalación, caracterizado por que comprende: - inyectar una tensión con amplitud constante y frecuencia variable, que alimenta una de las bobinas de un sensor que consta de al menos dos bobinas, una primera bobina donde se inyecta tensión (8) y una segunda bobina donde se mide tensión (9), con su circuito magnético común y hueco para alojar el fluido ensayado (7) y que concatenan las líneas de campo magnético en el fluido como circuito magnético (11); - medir la tensión inducida en la otra bobina del sensor (9); - medir la temperatura del fluido y extraer una señal de temperatura del fluido a monitorizar (17); - comparar las tensiones inyectadas y medidas en ambas bobinas mediante una etapa de comparación de señal de medida de tensión de salida y entrada al circuito (26) y calcular la ganancia del circuito configurado para comparar la amplitud de la señal de salida respecto a la amplitud de la señal de entrada, previamente fijada y de valor conocido, para cada valor de frecuencia, tal que: A(dB) =20 - l o g ( ^ ) donde: A(dB): es la ganancia de la amplitud de la señal de tensión expresada en decibelios en escala logarítmica para cada valor de frecuencia; Uin:es la amplitud de la señal de tensión que se inyecta a una de las bobinas del sensor sumergido en el interior del fluido a analizar; y Uout:es la amplitud de la señal de tensión que se mide en la otra bobina del sensor sumergido en el interior del fluido a analizar. - determinar la concentración de cada componente del fluido (33), producido por su degradación por cálculo a partir de un modelo de concentraciones, M, en función de los valores de ganancia, A[dB], preasignados a diferentes temperaturas y fluidos en una base de datos; y - emitir una alarma (38) mediante una señal de emisión de alarma (22) en caso de que la concentración calculada sobrepase valores previamente establecidos en una etapa de comparación de resultados con ajuste de valor de emisión de alarma (36) que compara si el valor de concentración de productos de degradación en el fluido (34), M, es mayor que el ajuste de valor de emisión de alarma, Madm (35). 9. Método según la reivindicación 8 donde determinar la concentración de cada componente del fluido viene dado por la expresión: M = f{A[dB]) =kt ■ eaA k2 ■ e^A donde: M: es la concentración de un agente contaminante en el fluido. A:es la ganancia de la tensión expresada en decibelios en escala logarítmica para un valor de frecuencia constante característico propio del fluido que se quiere monitorear, previamente ensayado. k-¡, k2, a,/3: son parámetros matemáticos ajustados característicos del modelo matemático de la evolución de la concentración con la degradación del fluido generado para cada aplicación para cada fluido que se quiera monitorear, previamente ensayado. 10.Método según cualquiera de las reivindicaciones 8-9, donde determinar la tensión de salida (Uout) comprende medir la tensión en la salida de al menos un equipo eléctrico colocado en el interior de un recipiente con el fluido a analizar para cada valor de frecuencia. 11.Método según cualquiera de las reivindicación 8-9, donde determinar el valor de la tensión (Uout)comprende medir la corriente que circula a la salida de al menos un equipo eléctrico colocado en el interior de un recipiente con el fluido a analizar para cada valor de frecuencia y determinando su valor a través de la relación: <img class="EMIRef" id="683976110-imgf000034-0001" /> donde: lout:es la amplitud de la señal de corriente a la salida de al menos un equipo eléctrico colocado en el interior de un recipiente con el fluido a analizar, medida en terminales de una impedancia de valor conocido; Uout: es la amplitud de la señal de tensión de salida en al menos un equipo eléctrico colocado en el interior de un recipiente con el fluido a analizar, medida en terminales de una impedancia de valor conocido; Z2: es la impedancia colocada a la salida del secundario del equipo eléctrico de medida (12), transformador con fluido como circuito magnético, de valor conocido. 12.Método según cualquiera de las reivindicaciones 8-11 que además comprende: - asignar frecuencias (19) a los valores de ganancia calculados y obtener una función de transferencia (28); y - corregir la función de transferencia (29) por desviación de temperatura (30), basado en la medida de temperatura del fluido (17) y una temperatura estándar de conversión de tal forma que se obtiene una señal de función de transferencia del sistema corregida (31) para ser contrastada con los modelos matemáticos previos obtenidos a partir de ensayos de degradación tipo atendiendo al tipo de degradación que se pueda dar en función de la aplicación industrial del fluido a monitorizar en cuestión.

Etiquetas

Inventores
Guerrero Granados José ManuelEnfedaque Castilla AlejandroPlatero Gaona Carlos Antonio
Solicitantes
Universidad Politécnica de Madrid
Clasificacion ipc
G01N 27/ 02 A I
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