BRPI0113317B1

BRPI0113317B1 - dispositivo de acionamento para medir uma distância percorrida

Info

Publication number: BRPI0113317B1
Application number: BRPI0113317A
Authority: BR
Inventors: Klaus Biester; Peter Kunow
Original assignee: Cooper Cameron Corp
Priority date: 2000-08-18
Filing date: 2001-08-17
Publication date: 2017-01-24
Also published as: US6898968B2; US7302842B2; EP1855080A3; EP1182422A1; NO336717B1; US20030177848A1; US20050183499A1; EP1182422B1; DE50014802D1; EP1855080A2; MXPA03001443A; BR0113317A; WO2002021072A3; CA2418099A1; NO20030655L; AU2002219033A1; WO2002021072A2; NO20030655D0

Abstract

"processo e dispositivo para medir uma distância percorrida". um odômetro para medir uma distância percorrida por um objeto de movimento deflexionável ao longo de uma direção possui pelo menos um primeiro componente conjugado ao objeto de movimento e um segundo componente fixo. os componentes são acoplados um com o outro para a transformação de um movimento e / ou uma deflexão do objeto de movimento em um sinal elétrico. o odômetro possui ainda um dispositivo de avaliação para transformar o sinal elétrico em uma informação de movimento e / ou posição. para que o odômetro possa ser utilizado com alta precisão, sem desgaste, insensível a vibrações, impactos ou corrosão e de modo econômico em quase que todos os meios sem vedação especial e em qualquer faixa de pressão, o primeiro componente é um elemento de mola que une o objeto de movimento e o segundo componente, e o segundo componente é um dispositivo de medição de força que emite um sinal elétrico que corresponde à força exercida sobre o elemento de mola.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE ACIONAMENTO PARA MEDIR UMA DISTÂNCIA PERCORRIDA".

[001] A presente invenção refere-se a um processo e um dispositivo para medir uma distância percorrida.

[002] Na prática é conhecido, por exemplo, um respectivo dispositivo de odometria para medir uma distância percorrida por um objeto em movimento que pode ser desviado ao longo de uma direção. Um primeiro componente do odômetro é conjugado ao objeto em movimento e vai movimentando-se junto com este. Um segundo componente do odômetro é estacionário. Os dois componentes são acoplados para transformar o movimento e / ou a deflexão do objeto em movimento em um sinal elétrico. Este sinal elétrico é transmitido a um dispositivo de avaliação do odômetro é lá convertido em uma informação de movimento e / ou de posição.

[003] Um exemplo para tais odômetros já conhecidos é um sensor tipo potenciômetro. O primeiro componente deste sensor é um fio enrolado tipo uma bobina, e o segundo componente é um elemento de contato que pode ser movido no lado externo ao longo deste enrolamento de bobina. Dependendo da posição do elemento de contato em relação ao enrolamento de bobina resulta a respectiva resistência para uma corrente que atravessa o enrolamento de bobina e o elemento de contato que pode ser transformado em uma informação de posição.

[004] Um outro exemplo para um odômetro conhecido é um odômetro magnético ou indutivo. Neste, uma bobina ou uma parte de um condensador é ligada a um objeto movido, e uma outra bobina ou a outra parte do condensador é estacionário.

[005] Outros odômetros conhecidos utilizam, por exemplo, sensores óticos, onde o movimento de um primeiro componente movido junto com o objeto em movimento é determinado oticamente e transformado pelo sensor estacionário em um sinal de movimento correspondente. Finalmente são conhecidos ainda dispositivos a laser para a medição de distâncias percorridas.

[006] No caso destes odômetros já conhecidos há diversas desvantagens.

[007] Medições óticas na verdade são muito precisas, mas ao mesmo tempo muito sensíveis e somente podem ser utilizadas em condições de visibilidade boas. Além disto são também bastante onerosas.

[008] Dispositivos magnéticos ou indutivos são sensíveis a vibrações, impactos ou semelhantes, e via de regra também são bastante onerosas. Sensores tipo potenciômetros são bastante imprecisos e possuem uma vida útil relativamente curta em virtude de desgaste.

[009] A patente US-A-5, 038, 622 apresenta um dispositivo de medição de tração para a medição de uma força de tração exercida sobre um componente flexível, tal como um cabo de aço. Em dois pontos do cabo é fixado o dispositivo de medição de força de tração. O dispositivo compreende, entre outros, um fio de vibração, uma mola espiral, um tubo com um diâmetro menor e um tubo com um diâmetro maior. Quando deve ser medida uma força de tração excessiva do cabo, é medida uma alteração de freqüência relacionada com a força de tração no fio de vibração por meio de uma bobina. A bobina também é utilizada para excitar o fio de vibração por meio de ímãs. Ao mesmo tempo, o fio é monitorado por meio de um contador de freqüência com um dispositivo de leitura, para detectar possíveis alterações de freqüência no fio de vibração. Tal alteração de freqüência ocorre, por exemplo, caso o fio de vibração sofra uma alteração do seu comprimento eficaz entre os dispositivos de segurança.

[0010] CHR. Rohrbach: “Handbuch für elektrisches Messen mechanischer Grõben”, 1967, editora VDI-Verlag, Düsseldorf, páginas 48, 49 trata de um número de odômetros diferentes com uma fita de medição de dilatação ou emissores de semicondutores. Porém, nos dispositivos correspondentes não é medida nenhuma força, e sim uma dilatação. Além disto, também não é detectada nenhuma alteração da posição linear ao longo de um caminho, e sim, uma deflexão de uma viga, unilateralmente fixada. Na viga existe, no caso, o respectivo dispositivo de medição perto de uma das suas extremidades fixado em ambos os lados da viga.

[0011] A presente invenção tem portanto a tarefa de melhorar processos ou dispositivos de odometria do tipo inicialmente mencionados no sentido de que a medição da distância pode ser utilizada com alta precisão, sem desgaste, insensível em relação a vibrações, impactos ou corrosão e econômico, em quase que todos os meios sem vedações especiais, e em qualquer faixa de pressão.

[0012] Quanto ao dispositivo, esta tarefa é solucionada pelo fato de que o primeiro componente é uma mola que une o objeto em movimento e o segundo componente, e o segundo componente é um dispositivo de medição de força que emite um sinal elétrico correspondendo à força exercida sobre a mola.

[0013] Quanto ao processo, a tarefa é solucionada pelo fato de que o objeto em movimento é movido contra a resistência de um elemento de retenção elasticamente extensível ao longo de um caminho substancialmente linear, que a força de retenção que ocorre no elemento de retenção em função da distância percorrida pelo objeto em movimento é medida por meio de um dispositivo de medição de força, e que pelo dispositivo de medição de força é transmitido para um dispositivo de avaliação um sinal que corresponde à força de retenção, e lá é determinada a distância percorrida pelo objeto em movimento que corresponde à força de retenção.

[0014] O odômetro de acordo com a presente invenção tem uma construção simples. O elemento de mola é esticado em caso de movimento do objeto em movimento, sendo que a força de retenção surgindo no elemento de mola, no caso mais simples é diretamente proporcional à distância percorrida pelo objeto em movimento. A força de retenção é transmitida pelo elemento de mola para o dispositivo de medição de força e lá medida.

[0015] Nisto, um dispositivo de avaliação unido com o dispositivo de medição de força recebe um respectivo sinal elétrico que corresponde à força de retenção e, com isto, à distância percorrida pelo objeto em movimento. Os componentes utilizados para o odômetro de acordo com a presente invenção têm uma construção simples e econômica. Não ocorre nenhum desgaste destes componentes, uma vez que, por exemplo, não há nenhuma fricção entre os componentes ou entre os componentes e outros objetos. O odômetro de acordo com a presente invenção independe do meio onde é disposto, das condições de visibilidade, de vibrações, impactos ou semelhantes.

[0016] No caso de um exemplo de execução simples, o elemento de mola pode ser uma mola espiral que com uma das suas extremidades está unida com o objeto em movimento e com sua outra extremidade, com o dispositivo de medição de força. Neste contexto a mola espiral pode ser selecionada de tal modo que uma força de retenção exercida sobre o objeto em movimento, e com isto, uma restrição da mobilidade restante do objeto em movimento seja relativamente pequena e que ao mesmo tempo a força de retenção seja grande o suficiente, para receber por meio do dispositivo de medição de força um sinal suficientemente forte. Na utilização de tal mola espiral como elemento de mola mostra-se ainda que no caso do odômetro de acordo com a presente invenção não existem peças que de fato se movimentam junto com o objeto em movimento. A mola espiral ou o elemento de mola podem ser selecionados especialmente de tal modo que se dilatam proporcionalmente à força de retenção exercida, de modo que a avaliação do sinal do dispositivo de medição de força e, de acordo com isto, a determinação de movimento ou posição do objeto em movimento seja simplificada.

[0017] Tal elemento de mola pode ser selecionado, dependendo da exigência, com a respectiva constante de mola, o respectivo material ou semelhante. Cabe aqui frisar que no odômetro de acordo com a presente invenção ou no respectivo processo de medição somente é possível um movimento limitado do objeto em movimento em virtude da união com o elemento de mola e, através deste, com o dispositivo de medição de força. A faixa de movimento é determinada substancialmente pelo elemento de mola e sua dilatação máxima avaliável.

[0018] De acordo com a presente invenção é possível que o elemento de mola siga um caminho curvado, por exemplo, circular, do objeto em movimento e que de acordo com isto pode ser determinada a posição do objeto ao longo desta distância. Um exemplo de execução simples para um odômetro sem um caminho curvado do elemento de mola e sem fricção que possivelmente pode ocorrer entre o elemento de mola e a guia pode ser visto no fato de que, quando o elemento de mola se estende substancialmente em linha reta. Neste caso também é vantajoso quando também o objeto em movimento se movimentar em linha reta.

[0019] Para ajustar o odômetro de modo simples a exigências diferentes, tais como, por exemplo, distâncias maiores a serem percorridas pelo objeto em movimento ou semelhantes, o elemento de mola pode ser substituível. Os elementos de mola podem ser escolhidos, por exemplo, de acordo com sua dilatação máxima.

[0020] O dispositivo de medição de força pode ser construído de modos diferentes. De acordo com a presente invenção, tal dispositivo de medição de força precisa transformar a força sobre ele exercida em um sinal elétrico correspondente que então é captado e processado pelo dispositivo de avaliação.

[0021] No caso de um exemplo de execução simples e de fácil fabricação, o dispositivo de medição de força possui pelo menos um condutor de eletricidade, especialmente em forma de um fio, cuja resistência elétrica depende de uma força exercida sobre ele em direção longitudinal. Tal condutor também pode ser fabricado de materiais diferentes, que são escolhidos, por exemplo, visando as condições ambientais, onde o odômetro é utilizado. Com isto, o odômetro de acordo com a presente invenção também pode ser utilizado, substancialmente sem restrições, em meios agressivos, debaixo de água, sob pressão, sob vácuo e semelhantes. Em virtude da construção simples do odômetro não há desgaste e tampouco desgaste dos diversos componentes, de modo que a vida útil é extraordinariamente longa.

[0022] Uma vez que um elemento de mola, via de regra, possui uma característica de amortecimento macia, as respectivas vibrações, impactos ou semelhantes são transmitidos sem influência para o dispositivo de medição de força.

[0023] Tal condutor de eletricidade como dispositivo de medição de força altera, ao exercer uma força de tração correspondente sobre o condutor, sua resistência elétrica e tal alteração da resistência podem ser detectadas através de alterações de tensão e de corrente correspondentes e serem avaliadas no dispositivo de avaliação como sinal.

[0024] Para se determinar de modo simples um ponto zero para a medição da distância, o elemento de mola pode possuir tensão prévia e somente com a tensão posterior do elemento de mola com tensão prévia, um sinal de movimento e de posição correspondente é detectado pelo dispositivo de avaliação.

[0025] Para compensar de modo simples, no caso de um condutor em forma de fio, certas irregularidades estáticas do fio, tais como divergências do diâmetro, alterações na qualidade do material etc., o condutor pode possuir um certo número de fios condutores de eletricidade, dispostos paralelamente entre si. Com isto são compensadas as divergências estáticas correspondentes dos diversos fios, e resulta um dispositivo de medição de força que mede com precisão em toda sua faixa de medição.

[0026] Os fios podem ser fios individuais ou podem ser um único fio colocado em forma de meandro.

[0027] Para poder constatar de modo simples em tal condutor elétrico alterações de resistência, o condutor elétrico pode ser ligado em conexão de ponte, como em uma assim chamada ponte de Wheatstone, e formar pelo menos uma resistência na conexão de ponte. Através de tal conexão em ponte são possíveis medições com precisão o que também resulta em uma precisão alta para a determinação da posição do objeto em movimento.

[0028] Para compensar alterações da resistência do condutor causadas por alterações de temperatura, de modo a que estas não causem nenhuma determinação errada da posição do objeto em movimento, a conexão em ponte pode possuir uma outra resistência análoga àquela formada pelo dispositivo de medição de força. Se o dispositivo de medição de força, por exemplo, for formado por um número de fios, então esta outra resistência é construída do mesmo modo. Porém, ao contrário do dispositivo de medição de força, ela não é submetida a uma força de tração correspondente pelo elemento de mola.

[0029] De acordo com a presente invenção, em virtude da utilização da conexão em ponte e dos fios que conduzem eletricidade como dispositivo de medição de força, resulta uma construção elétrica simples que também só requer elementos simples no dispositivo de avaliação. Por exemplo, um amplificador e / ou diferenciador e / ou um dispositivo de emissão no contexto com um microprocessador ou semelhantes são os únicos componentes eletrônicos necessários. O diferenciador pode ser dispensado, caso seja dispensado, por exemplo, uma determinação da velocidade ou aceleração do objeto em movimento durante o movimento deste. Além disto, dispositivos de outros dispositivos de avaliação podem ser utilizados quando estes podem ser ajustados, por exemplo, por meio de um software.

[0030] Devido à construção simples, robusta e segura do odômetro de acordo com a presente invenção, este é utilizado especialmente para aplicações que ocorrem muito longe e em regiões de difícil acesso. Um campo de aplicação é, por exemplo, a utilização do dispositivo de medição acima mencionado para um objeto em movimento movido linearmente de um dispositivo da extração de óleo e / ou de gás. Dispositivos correspondentes são os assim chamados atuadores, BOP (blow out preventor), válvulas e semelhantes que são necessários na extração de óleo e de gás. Nisto, o campo de uso do odômetro de acordo com a presente invenção não é restrito à aplicação em terra, e sim, devido ao fato de não ser sensível à pressão ou a outras influências do meio ambiente hostil, também é especialmente possível o uso debaixo da água. Isto se aplica analogamente para um uso subterrâneo.

[0031] Cabe mencionar que o odômetro de acordo com a presente invenção logicamente não é restringido a instalações na extração de óleo e / ou gás, e sim, também pode ser utilizado em outras máquinas, na produção, em dispositivos de processamento de terra e semelhantes. O odômetro de acordo com a presente invenção substancialmente pode ser utilizado em todos os lugares onde um objeto em movimento se movimenta através de uma área limitada, especialmente em vaivém linear.

[0032] Na extração de óleo e gás é utilizada especialmente uma série de dispositivos de acionamento linear, um destes, por exemplo, é descrito na patente DE 20 008 415. Tal dispositivo de acionamento linear serve especialmente para a operação de válvulas, estranguladores ou semelhantes na extração de óleo e / ou gás e possui pelo menos um elemento de operação apoiado dentro da caixa de modo linearmente móvel e um dispositivo de acionamento conjugado a este. O elemento de operação pode ser um fuso esférico que é apoiado de modo girável em uma respectiva porca. A porca é ligada pelo movimento com o respectivo dispositivo de trabalho, e uma rotação deste modo induzida da porca é transformada em um movimento longitudinal do fuso esférico. Para uma melhor descrição deste dispositivo de acionamento linear remeteu-se expressamente outra vez à patente DE 20 008 415.

[0033] Para determinar de modo simples em tal dispositivo de acionamento linear a posição do elemento de acionamento em relação à caixa, de acordo com a presente invenção o elemento de acionamento é ligado em uma das extremidades com um elemento de mola, que com sua extremidade afastada do elemento de acionamento é ligado a um dispositivo de medição de força que transmite para um dispositivo de avaliação um sinal elétrico que corresponde a uma força transmitida pelo elemento de mola para o dispositivo de medição de força. Isto significa, o dispositivo de acionamento linear de acordo com a presente invenção destaca-se pelo fato de que o odômetro acima descrito é embutido neste.

[0034] De acordo com isto, o odômetro no dispositivo de acionamento linear pode possuir as mesmas características como o odômetro acima descrito. Da montagem do odômetro dentro do dispositivo de acionamento linear resultam algumas outras realizações, descritas em seguida.

[0035] Por exemplo, para proteger o elemento de mola contra uma danificação por partes em movimentação do dispositivo de acionamento linear, o elemento de mola pode ser disposto e guiado dentro de um tubo.

[0036] Para poder fixar de modo simples o elemento de mola nas suas extremidades tanto no elemento de acionamento como também no dispositivo de medição de força, o elemento de mola pode possuir nas suas extremidades as respectivas peças de conexão. Nestas, o elemento de força pode ser suspenso com uma extremidade e a peça de conexão deve então ser fixada de modo destacável, com parafusos ou semelhantes, no elemento de operação ou no dispositivo de medição de força.

[0037] No caso de um dispositivo de acionamento linear que possui um objeto em movimento que se movimenta linearmente para frente devido a um movimento helicoidal, é vantajoso quando a respectiva rotação do elemento de acionamento não seja transmitida para o elemento de mola, gerando deste modo uma tensão ou força no elemento de mola que não seja causada pelo movimento linear do elemento de acionamento. Para tal, pelo menos a peça de conexão pode possuir, por exemplo, um dispositivo de desacoplamento de rotação entre o elemento de mola e o elemento de acionamento. Por meio deste dispositivo de desacoplamento de rotação somente é transmitido para o elemento de mola o movimento linear do elemento de acionamento, e a rotação é absorvida pelo dispositivo de desacoplamento de rotação.

[0038] O dispositivo de medição de força pode ser executado de modo correspondente para transformar a força de tração exercida sobre ele pelo elemento de mola em um sinal elétrico. Um exemplo simples para tal dispositivo de medição de força pode ser visto no fato de que este possui pelo menos um condutor elétrico de medição, cuja resistência elétrica vai alterando-se em dependência de uma força exercida sobre o condutor de medição.

[0039] Para poder detectar de modo simples as respectivas alterações de resistência através de respectivas alterações de tensão o condutor elétrico de medição pode ser conectado como resistência em uma conexão em ponte, tal como uma assim chamada ponte de Wheatstone.

[0040] O condutor elétrico de medição pode ser realizado por um fio condutor ou por um número de fios condutores dispostos paralelamente. Quando forem usados vários fios condutores, as respectivas divergências estáticas dos fios individuais são compensadas.

[0041] Para poder compensar derivas de temperatura do condutor elétrico de medição, um outro condutor elétrico de medição sem solicitação de força pode ser conectado na conexão de pontes para compensar a temperatura.

[0042] Em seguida, exemplos de execução vantajosos da presente invenção são explicados detalhadamente com a ajuda das figuras anexadas no desenho.

[0043] Elas mostram: Figura 1 - uma vista de cima sobre uma apresentação do princípio de um exemplo de execução de um odômetro de acordo com a presente invenção.

Figura 2 - uma vista de cima, parcialmente cortada, sobre um segundo exemplo de execução.

Figura 3 - uma vista de cima parcialmente cortada sobre um terceiro exemplo de execução.

Figura 4 - uma vista de cima parcialmente cortada sobre um quarto exemplo de execução.

Figura 5 - uma apresentação de um circuito análogo à figura 4.

Figura 6 - um corte longitudinal através de um dispositivo de acionamento linear com um odômetro embutido, em apresentação parcial.

Figura 7 - uma apresentação ampliada de um detalhe “X”; e Figura 8 - uma apresentação ampliada de um detalhe “Y”.

[0044] Na figura 1 pode ser vista uma vista de cima sobre um exemplo de execução a princípio de um odômetro 1 de acordo com a presente invenção. Este possui um elemento de mola 6 como o primeiro componente e um dispositivo de medição de força 7 como o segundo componente 4. O primeiro componente 3, em uma das extremidades 8, é unido com o objeto em movimento 2. Ao mover o objeto em movimento 2 em direção 37, o elemento de mola 6 é esticado, e uma força correspondente é exercida através da extremidade 9 do elemento de mola 6 sobre o segundo componente 4, isto é, o dispositivo de medição de força 7. Por meio do dispositivo de medição de força 7 a força exercida é transformada em um sinal elétrico, a partir do qual o dispositivo de avaliação 5 seguinte determina a respectiva posição do objeto em movimento 2.

[0045] O objeto em movimento 2 vai movendo-se linearmente em direção de movimento 37 e em direção longitudinal 12 do elemento de mola 6 ou do dispositivo de medição de força 7.

[0046] O dispositivo de medição de força 7 é um condutor elétrico 10 que pode compreender um número de fios elétricos 13. Estes alteram sua resistência em função da força exercida sobre eles. Isto significa que uma alteração da resistência dos fios elétricos 13 corresponde a uma força transmitida para o elemento de mola 6, e a força é proporcional a uma deflexão do elemento de mola 6 e, com isto, a uma posição do objeto em movimento 2.

[0047] Os fios elétricos 13 estão dispostos paralelamente e a conexão elétrica também pode ser paralela ou então em série. Os fios elétricos 13 oferecem uma resistência que é a parte de uma conexão em ponte, veja a figura 5. Uma outra resistência 15 desta conexão em ponte também é constituída por um número de fios elétricos e esta outra resistência 15 elétrica corresponde à resistência constituída pelos fios elétricos 13 e serve para a compensação da temperatura.

[0048] Com as resistências formadas pelos fios é conectado um dispositivo offset 31, 32 e um amplificador 16. O amplificador pode emitir os respectivos sinais para uma unidade de emissão do dispositivo de avaliação 5, sendo que este dispositivo de avaliação 5 também pode possuir um diferenciador 17, através do qual podem ser diferenciados os respectivos valores de posição cronologicamente alteráveis do objeto em movimento 2, e com isto, eventualmente podem ser determinadas uma velocidade e eventualmente uma aceleração do objeto em movimento.

[0049] Através do dispositivo offset 31, 32 pode ser ajustado um ponto zero da deflexão do elemento de mola 6. Por exemplo, a mola pode ter uma tensão prévia de 2 até 5 %, para gerar tal ponto zero medível para o movimento do objeto em movimento 2. Um valor de tensão conjugado a esta tensão prévia é regulado para zero através do dispositivo offset 31, 32.

[0050] Para a alimentação com tensão dos fios e do dispositivo de avaliação 5, uma alimentação de tensão 36 é conectada com os fios e o dispositivo de avaliação.

[0051] Na figura 2 é mostrado um outro exemplo de execução de um odômetro de acordo com a presente invenção, análogo ao mostrado na figura 1. O objeto em movimento 2 é constituído por uma punção apoiada de modo móvel em uma caixa na direção do movimento 37. Esta, no seu lado traseiro, é unida com o elemento de mola 6. Um condutor elétrico 10 como dispositivo de medição de força 7 com uma resistência 11 é conectado em série com o elemento de mola 6 que na sua extremidade oposta ao elemento de mola 6 é fixado na caixa. A resistência 11 é conectada através de duas linhas de conexão 38, 39 com uma conexão em ponte correspondente, veja a figura 5.

[0052] Na figura 3 é mostrado um outro exemplo de execução análogo ao da figura 2. Este exemplo de execução corresponde ao exemplo de execução de acordo com a figura 1, sendo que uma resistência 15 é disposta analogamente à resistência 11 e é parte da conexão em ponte de acordo com a figura 5. Graças à resistência 15 na proximidade imediata à resistência 11, por exemplo, é possível uma compensação de temperatura da medição da distância percorrida.

[0053] Na figura 4 é mostrado um quarto exemplo de execução analogamente aos anteriores das figuras 2 e 3. No caso deste exemplo de execução, uma medição de força ocorre por meio de todas as resistências da conexão em ponte de acordo com a figura 5. O elemento de mola 6 age de acordo com isto sobre todos os condutores, que, pelo menos em parte, podem ser formados por elementos de mola individuais. Dependendo da deflexão de uma placa de conexão 40 centralmente unida com o elemento de mola 6, também os respectivos elementos de mola individuais 41 são esticados ou contraídos e as respectivas alterações de resistência são induzidas.

[0054] Um esquema de circuitos para uma conexão em ponte para a determinação de uma alteração de resistência e com isto, de uma alteração de tensão correspondente é mostrado na figura 5 na forma de uma assim chamada ponte de Wheatstone. Tal conexão em si é conhecida. A conexão é formada por pelo menos quatro resistências, das quais, por exemplo, as resistências 29 e 30 têm o mesmo valor de resistência. Pelo menos uma resistência da conexão em ponte é formada pela resistência 11 do condutor elétrico 10, veja a figura 2. Também as resistências 15, 28 podem ser uma resistência independente no que refere-se à medição da distância percorrida. Via de regra, esta, porém, é variável, para inicialmente, antes da deflexão do objeto em movimento, compensar a conexão em ponte para zero.

[0055] No caso do exemplo de execução de acordo com a figura 5, também a resistência 15, veja a figura 3, é constituída por um número de fios elétricos, veja também a figura 1. Neste caso a resistência 15 serve para compensar a temperatura da resistência 11. Um dispositivo offset, isto é, o dispositivo de um ponto zero em elementos de mola 6 levemente tencionado, é possibilitado através de uma resistência 31 em conjunto com a resistência 32.

[0056] Os sinais recebidos são transmitidos através de um amplificador 16, veja também a figura 1, para a continuação do processamento no dispositivo de avaliação 5 do interruptor de ponte 14.

[0057] Uma bifurcação do interruptor de ponte está aterrada, veja "O" e a outra bifurcação está situada no polo positivo de um fornecedor de tensão.

[0058] Na figura 6 está ilustrado um exemplo de realização para um exemplo de execução do odômetro 1. Neste caso o dispositivo 1 está disposto em um dispositivo de acionamento linear 21, como está descrito por exemplo no DE 20 008 415 do mesmo depositante. Um dispositivo de acionamento linear 21 como este apresenta pelo menos um elemento de acionamento 20, que é móvel no direção longitudinal ida e volta. O elemento de acionamento 20 é geralmente um fuso esférico, que está disposto de forma girável em uma porca de percurso esférico. Na rotação da porca de percurso esférico, através de um dispositivo de acionamento 21 ilustrado somente parcialmente na figura 6, ocorre a respectiva rotação do elemento de acionamento 20, e através da rotação relativa a porca de percurso esférico fixada em direção longitudinal, obtém-se um movimento do elemento de acionamento 20 na direção longitudinal.

[0059] O elemento de acionamento 20 está ligado em uma extremidade 22, veja também figura 8, com o elemento de mola 6 do odômetro 1. O elemento de mola é conduzido em um cano 23 através do dispositivo de acionamento 21 e com sua extremidade oposta ao elemento de acionamento 20 com um correspondente dispositivo de medição de força 7 na forma de um condutor elétrico de medição. A transformação da força do elemento de acionamento 20 sobre o elemento de mola 6 em uma tensão correspondente através de um dispositivo de medição de força 7, isto é, do respectivo condutor elétrico de medição 27 ocorre analogamente aos exemplos de execução descritos do odômetro 1.

[0060] O elemento de mola 6 de acordo com a figura 6 a 8 está ligado com o elemento de acionamento 20, isto é, com o condutor elétrico de medição através das peças de conexão 24 e 25. Pelo menos a peça de conexão 24 possui um dispositivo de desacoplamento de rotação 26. Este impede uma transmissão da rotação do elemento de acionamento 20 realizado como fuso esférico para o elemento de mola 6. O dispositivo de desacoplamento de rotação 26 pode ser um parafuso, por exemplo, que é aparafusado no elemento de acionamento 20 na sua extremidade 22 e que é apoiada de modo girável mas fixada em direção longitudinal do elemento de mola 6 na peça de conexão 24.

[0061] A figura 7 corresponde a uma apresentação ampliada do detalhe “X” da figura 6 e a figura 8 é uma apresentação ampliada do detalhe “Y” da figura 6.

[0062] Na figura 7 é mostrada especialmente a união do elemento de mola 6 com a peça de conexão 25. Com esta é unido o condutor elétrico de medição 27 que na sua extremidade oposta ao elemento de mola 6 é fixado em um ponto fixo 25 da caixa 19 do dispositivo de operação linear 18. No condutor elétrico de medição 27 são conectados os respectivos fios de conexão por meio de pontos de solda fina 33, 34 que produzem uma conexão em ponte 14, veja a figura 5.

[0063] De acordo com a presente invenção é possível, de modo simples e econômico, medir especialmente um movimento linear de um objeto em movimento 2. A medição ocorre pelo fato de que na movimentação do objeto em movimento 2 uma força de retenção é exercida através de um elemento de mola 6. Esta, no entanto, é tão pequena que não impede ou impede somente pouco o movimento desejado do objeto em movimento 2. A força de retenção exercida pelo elemento de mola 6 é transmitida para um condutor elétrico como dispositivo de medição de força 7. O condutor elétrico possui, por exemplo, um número de fios, cujos valores de resistência são alterados no exercício de uma força de tração em direção longitudinal dos fios. A alteração do valor de resistência é detectada por uma alteração correspondente de uma tensão que diminui na resistência, sendo que esta alteração de resistência e com isto, também a respectiva alteração de tensão dependem da força exercida. Quando a força for detectada a partir das alterações de resistência por meio dos respectivos cálculos, força esta que é exercida pelo elemento de mola sobre o objeto em movimento 2, então de modo simples pode ser determinada da força, com o devido conhecimento dos respectivos parâmetros (constante de mola) do elemento de mola 6, a deflexão da mola, e com isto, a posição do objeto em movimento 2.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Dispositivo de acionamento linear, especialmente para o acionamento de válvulas, estranguladores ou semelhantes na extração de óleo e / ou de gás, que compreende: um elemento de acionamento (20) linearmente móvel, apoiado no interior de um alojamento (19) e um dispositivo de acionamento linear (21) associado ao alojamento, caracterizado pelo fato de que o elemento de acionamento (20), com sua extremidade (22), é unido com um elemento de mola (6) que com sua extremidade (9) afastada do elemento de acionamento é unido com um dispositivo de medição de força (7) que transmite para um dispositivo de avaliação (5) um sinal elétrico que corresponde à força transmitida pelo elemento de mola (6) para o dispositivo de medição de força (7).

2. Dispositivo de acionamento linear de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola (6) é guiado em um tubo (23).

3. Dispositivo de acionamento linear de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o elemento de mola (6) é fixado nas suas extremidades (8, 9) através de peças de conexão (24, 25) no elemento de acionamento (20) ou no dispositivo de medição de força (7).

4. Dispositivo de acionamento linear de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos a peça de conexão (24) possui um dispositivo de desacoplamento de rotação (26) entre o elemento de mola (6) e o elemento de acionamento (20).

5. Dispositivo de acionamento linear de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de medição de força (7) possui pelo menos um condutor elétrico (10), cuja resistência elétrica (11) depende de uma força exercida sobre o condutor.

6. Dispositivo de acionamento linear de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 5, caracterizado pelo fato de que o condutor elétrico (10) é conectado como resistência (11) em uma conexão de ponte, especialmente de uma assim chamada ponte de Wheatstone.

7. Dispositivo de acionamento linear de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 6, caracterizado pelo fato de que o condutor elétrico (10) possui um número de fios condutores (13) dispostos paralelamente.

8. Dispositivo de acionamento linear de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 7, caracterizado pelo fato de que um outro condutor elétrico (27) é conectado sem solicitação de força na conexão em ponte (14) pelo menos para compensar a temperatura.