ITMI20121890A1 - Dispositivo di misura di parametri, quali l'umidità o la densita¿, di un materiale in polvere o in granuli - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“DISPOSITIVO DI MISURA DI PARAMETRI, QUALI L'UMIDITÀ O LA DENSITÀ’, DI UN MATERIALE IN POLVERE O IN GRANULIâ€

La presente invenzione riguarda un dispositivo di misura di parametri, quali umidità, di un materiale in polvere o in granuli.

In particolare, il dispositivo in accordo con il trovato à ̈ in grado di prelevare campioni di materiale in polvere da un flusso continuo dello stesso per rilevarne il contenuto di umidità.

II dispositivo può essere utilizzato per analizzare prodotti in polvere o in granuli, ad esempio di natura alimentare, farmaceutica o altro ancora, mediante misure non continue del parametro di interesse (ovvero misure effettuate in tempi diversi su campioni di materiale prelevati e quindi restituiti al flusso principale di materiale).

Inoltre lo stesso può essere vantaggiosamente utilizzato in impianti di essiccamento, granulazione, agglomerazione, istantizzazione, rivestimento, stratificazione oppure sferonizzazione, particolarmente del tipo a letto fluido, o altro ancora.

Sono noti e attualmente commercializzati dispositivi di misura dell’umidità di materiali in polvere che sfruttano l’utilizzo di sensori a microonde per rilevare le proprietà chimico-fisiche di interesse operando direttamente sul materiale che si muove in un flusso continuo nelle fasi di processamento di quest’ultimo; tali dispositivi consentono, ad esempio, la raccolta di un campione del materiale direttamente dal flusso ed un’analisi dello stesso,

Tra i dispositivi noti, il brevetto WO 2010/125454 descrive un sistema in grado di prelevare da un flusso continuo di materiale in polvere un prefissato quantitativo dello stesso, convogliandolo in una camera di misura di sagoma cilindrica all’ esterno della quale si trova posizionato il sensore a microonde. Una volta effettuata la misura, un opportuno canale di scarico consente la fuoriuscita del materiale prelevato con movimentazione, tramite una opportuna coclea, del materiale analizzato che viene re-immesso nel flusso principale. In una forma realizzativa alternativa descritta nel medesimo documento, il materiale da campionare viene prelevato tramite un attuatore mobile a va e vieni (ad esempio un pistone) scorrevole all’intemo di una cavità di misura dotata di un accesso/uscita per il materiale coincidenti.

In particolare, un pistone dotato di una testa raschiante si muove all’intemo della citata cavità di misura per consentire un ingresso del materiale e la rilevazione delle sue proprietà, nonché ne comporta la fuoriuscita una volta terminata la misura.

Dal punto di vista strutturale, la camera di misura si presenta delimitata da pareti interne cilindriche ed il sensore a microonde si trova posizionato in esternamente ad una zona intermedia della camera stessa.

Nel dettaglio, una superficie interna del sensore coopera con le pareti cilindriche della camera a definire il volume di misurazione ed à ̈ a diretto contatto con il materiale da sottoporre a misura.

La tipologia di dispositivi di misura, sopra brevemente accennati, pur fornendo misure di umidità con buona approssimazione, appaiono tuttavia migliorabili dal punto di vista della semplicità costruttiva (prima tipologia di dispositivo di misura) e dal punto di vista della precisione e ripetibilità della misura (seconda forma realizzati va).

È altresì noto dal documento americano US 2010/0288040 un dispositivo di campionamento configurato per prelevare un prefissato quantitativo di materiale in polvere da un flusso continuo dello stesso per portarlo, tramite ima traslazione di ima slitta, all’ interno di un dispositivo di misura.

La privativa menzionata illustra esclusivamente la struttura meccanica di movimentazione della slitta, senza fornire alcun dettaglio dei sistemi di misura e del loro funzionamento.

Viene accennata la possibilità di utilizzare diversi sensori, tra cui celle di carico, fotocamere o sensori a microonde.

In questa situazione, uno scopo principale delle forme realizzative di seguito descritto à ̈ quello di migliorare i dispositivi di misura delle proprietà di un materiale in polvere o in granuli.

Un ulteriore scopo à ̈ quello di mettere a disposizione un dispositivo di misura di umidità (utilizzabile per campionare in linea un materiale scorrevole) che sia dotato di una buona precisione di misura e garantisca un’ottima ripetibilità delle misure stesse.

È poi un obiettivo ausiliario quello di migliorare la tenuta nei confronti di un ingresso di polveri e di materiale indesiderato all’ interno della zona di misura. È altresì uno scopo ausiliario quello di mettere a disposizione una procedura di calibrazione, eventualmente configurabile, che consenta un notevole miglioramento delle prestazioni del dispositivo permettendo un’accuratezza di misura difficilmente raggiungibile senza costose scelte progettuali.

Questo ed altri scopi ancora sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo di misura di parametri, quali densità o umidità, di un materiale in polvere o in granuli proveniente da un flusso continuo del materiale stesso, in accordo con una o più delle annesse rivendicazioni.

In un aspetto indipendente à ̈ previsto un dispositivo di misura di parametri, quali densità o umidità, di un materiale in polvere o granuli in un flusso continuo di detto materiale, il dispositivo di misura comprendendo: un telaio fisso di supporto (2) associabile ad una struttura atta a ricevere un flusso del materiale in polvere o granuli, detto telaio fisso (2) avendo una sede di scorrimento (6) presentante un ingresso (7), la sede di scorrimento essendo delimitata da almeno una struttura di contenimento (8); almeno una slitta (3) mobile, relativamente al telaio fisso di supporto (2), nella sede di scorrimento (6) tra ima prima posizione almeno parzialmente estratta rispetto al telaio (2) e rispetto alla sede di scorrimento (6) ed una posizione almeno parzialmente retratta rispetto al telaio (2) verso l'interno della sede di scorrimento (6), detta slitta (3) comprendendo almeno una cavità di raccolta (4) che, nella prima posizione estratta della slitta (3), si trova almeno parzialmente alfintemo del flusso continuo per ricevere materiale in polvere o granuli e, nella posizione retratta della slitta (3), consente la misura di parametri, ed à ̈ contenuta nella sede di scorrimento (6) del telaio fisso di supporto (2); almeno un sensore a microonde (5) per la rilevazione di un segnale indicativo di un valore di detti parametri, detto sensore (5) essendo vincolato al telaio fisso (2) in corrispondenza della struttura di contenimento (8), il sensore (5) presentando una testa (5 a) sostanzialmente piana e la struttura di contenimento (8) presentando una parete di base (9) dotata di una porzione piana (9a) a spessore costante, la testa piana (5a) del sensore a microonde (5) essendo disposta parallelamente, ed in particolare a contatto, con la porzione piana (9a) della parete di base (9) ed essendo posta esternamente alla sede di scorrimento, nella posizione retratta della slitta (3) la cavità di raccolta (4) trovandosi posizionata da parte opposta alla testa (5a) del sensore a microonde (5) rispetto alla parete di base (9).

In un ulteriore aspetto indipendente à ̈ previsto un dispositivo di misura di parametri, quali densità o umidità, di un materiale in polvere o granuli in un flusso continuo di detto materiale, il dispositivo di misura comprendendo: un telaio fisso di supporto (2) associabile ad una struttura atta a ricevere un flusso del materiale in polvere o granuli, detto telaio fisso (2) avendo una sede di scorrimento (6) presentante un ingresso (7), la sede di scorrimento essendo delimitata da almeno una struttura di contenimento (8); almeno una slitta (3) mobile, relativamente al telaio fisso di supporto (2), nella sede di scorrimento (6) tra una prima posizione almeno parzialmente estratta rispetto al telaio (2) e rispetto alla sede di scorrimento (6) ed una posizione almeno parzialmente retratta rispetto al telaio (2) verso l'interno della sede di scorrimento (6), detta slitta (3) comprendendo almeno una cavità di raccolta (4) che, nella prima posizione estratta della slitta (3), si trova almeno parzialmente all'intemo del flusso continuo per ricevere materiale in polvere o granuli e, nella posizione retratta della slitta (3), consente la misura di parametri, ed à ̈ contenuta nella sede di scorrimento (6) del telaio fisso di supporto (2); almeno un sensore a microonde (5) per la rilevazione di un segnale indicativo di un valore di detti parametri, detto sensore (5) essendo vincolato al telaio fisso (2) in corrispondenza della struttura di contenimento (8); e un’unità di controllo (22) configurata per ricevere il segnale indicativo del valore di detto parametro e determinare una lettura dello stesso parametro, l’unità di controllo (22) essendo programmata per effettuare una fase di calibrazione per ottenere una misura accurata, in detta fase di calibrazione l’unità di controllo (22) essendo programmata per ricevere una pluralità di misure del valore del parametro prese, mediante il sensore a microonde (5), su campioni differenti di un medesimo materiale in polvere o granuli di cui à ̈ noto il valore reale del parametro, ad esempio mediante analisi di laboratorio, l’unità di controllo (22) essendo programmata per effettuare la fase di calibrazione mediante una combinazione lineare, opportunamente pesata, tra una regressione multipla lineare dei valori misurati ed una Support Vector Regression dei valori misurati per minimizzare una differenza di lettura del dispositivo rispetto al valore reale del parametro. Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata del dispositivo di misura, come illustrato nelle seguenti figure, fomite a solo scopo esemplificativo, e pertanto non limitativo, in cui:

La figura 1 mostra una vista prospettica del dispositivo di misura accoppiato ad un tratto di canale di un’apparecchiatura per il processamento in continuo di materiale in polvere;

Le figure 2, 3 e 4 mostrano il dispositivo di misura, rispettivamente, in una prima ed in una seconda posizione di estrazione di una slitta rispetto ad un telaio fisso ed in una posizione retratta della slitta all’intemo del telaio fisso;

La figura 5 mostra una sezione longitudinale del dispositivo di misura;

La figura 6 mostra un dettaglio della sezione di figura 5;

La figura 7 mostra un esploso del dispositivo di misura di figura 1 ;

La figura 8 illustra il dispositivo di figura 4 con taluni elementi rimossi in maniera tale da evidenziare la struttura interna dello stesso.

Con riferimento alle figure citate, con 1 à ̈ stato complessivamente identificato un dispositivo di misura di parametri, in particolare di densità o umidità, di un materiale in polvere o in granuli.

In particolare, il dispositivo di misura à ̈ preposto a prelevare un prefissato numero di campioni di materiale da analizzare da un flusso continuo del materiale stesso in attraversamento ad un canale o condotto a cui il dispositivo di misura si trova associato.

Osservando in particolare la figura 1 Ã ̈ ivi rappresentato il dispositivo di misura in situazione di accoppiamento ad un condotto di passaggio 100 (solo parzialmente rappresentato), il quale, in uso, Ã ̈ attraversato dal materiale in polvere o in granuli durante le fasi di processamento del materiale stesso.

In particolare, il dispositivo di misura à ̈ preposto ad operare alLintemo del condotto di passaggio per prelevare un predeterminato quantitativo di materiale in polvere o in granuli, per trasferirlo aH’intemo di una zona di misura, ove avviene il rilevamento (tramite sensore a microonde) del valore del parametro desiderato e quindi per riportare il materiale prelevato all’intemo del flusso principale e rilasciarlo.

In particolare, la configurazione illustrata in figura 1 si riferisce, com’à ̈ meglio chiarito in seguito, ad una prima posizione del dispositivo di misura in cui una slitta mobile 3 si trova almeno parzialmente estratta rispetto ad un telaio fisso; in questa posizione il dispositivo si trova almeno parzialmente all’ interno del flusso continuo di materiale ed à ̈ in grado di prelevare un campione dello stesso. Com’à ̈ altresì visibile in figura 1, il flusso di materiale si muove lungo l’asse del condotto di passaggio 100 nella direzione indicata dalla freccia A.

Il dispositivo di misura 1 si trova esemplificativamente accoppiato al condotto di passaggio 100 mediante l’utilizzo di un adattatore 26 configurato per sposarsi, da un lato, alla superficie esterna del condotto di passaggio e, dall’altro, ad un telaio fisso di supporto 2 del dispositivo sensore.

Passando ad un esame della struttura di quest’ultimo ed in particolare osservando le figure 7 ed 8, si nota come il dispositivo di misura sia dotato innanzitutto di un telaio fisso di supporto 2, il quale, in uso, risulta rigidamente vincolato al condotto di passaggio 100 attraversato dal flusso di materiale in polvere (fig. 1).

Ad esempio, potrà essere presente una flangia 27 di montaggio al condotto stesso o altro analogo sistema di vincolo.

Il telaio fisso 2 si presenta sotto forma di un condotto tubolare definente, al proprio interno, una sede di scorrimento 6 tra un ingresso 7 ed un’uscita 28. In dettaglio, la sede di scorrimento 6 à ̈ delimitata da una struttura di contenimento 8 comprendente una parete di base 9, due pareti laterali 29 emergenti dalla parete di base 9, le quali risultano unite superiormente tra loro tramite una parete superiore 30.

Nell’esempio realizzativo, di cui alle figure 7 ed 8, la sede di scorrimento si presenta di sezione poligonale, in particolare rettangolare, e le superfici interne delle citate parete di base 9, laterali 29 e superiore 30 risultano essere piane (appare tuttavia rilevante che almeno la parete di base 9 abbia una superficie interna esposta piana come meglio spiegato in seguito).

In corrispondenza dell’ingresso 7, à ̈ presente una porzione di supporto 11 che emerge dalla parete di base 9 in allontanamento rispetto alla sede di scorrimento 6. Tale porzione di supporto potrà essere realizzata di pezzo al telaio fisso 2 o vincolata (direttamente o indirettamente) rigidamente a quest’ultimo.

La parete di base 9 e la porzione di supporto 11 definiscono una superficie superiore piana alla medesima altezza e sostanzialmente priva di discontinuità, Com’à ̈ altresì visibile dalla figura 7, la sede di scorrimento 6 presenta una sezione trasversale costante e si estende lungo un asse principale M di sviluppo del telaio fisso.

Osservando in particolare le sezioni di figura 5 e 6, si nota come la parete di base 9 presenti una porzione 9a di spessore ridotto a sezione costante in particolare disposta in prossimità dell’ingresso 7.

Tornando ad osservare le figure 7 e 8, si nota come il dispositivo di misura comprenda anche una slitta 3 mobile, relativamente al telaio fisso di supporto 2, all’interno della sede di scorrimento 6 tra una prima posizione almeno parzialmente estratta rispetto al telaio 2 e rispetto alla sede di scorrimento 6 (fig.

2), una seconda posizione almeno parzialmente estratta rispetto al telaio 2 e rispetto alla sede di scorrimento 6 (fig. 3) ed una posizione almeno parzialmente arretrata rispetto al medesimo telaio ed all’interno della sede di scorrimento 6 (fig- 4).

In particolare, le tre configurazione citate sono chiaramente visibili in figura 2 (prima posizione estratta), in figura 3 (seconda posizione estratta) e figura 4 (posizione retratta).

La slitta 3 si presenta di conformazione allungata e si sviluppa lungo un asse di movimentazione B (si veda la figura 7).

La stessa presenta almeno una cavità di raccolta 4 definita da un foro passante che si sviluppa tra un ingresso superiore 4a e un’uscita inferiore 4b attraverso tutto lo spessore della slitta 3.

A livello esemplificativo, la conformazione della cavità di raccolta 4 à ̈ troncoconica con area dell’ingresso superiore 4a di dimensione minore rispetto all’area dell’uscita inferiore 4b (tronco di cono rovesciato),

Ovviamente, forme realizzative alternative della cavità sono egualmente possibili, quali ad esempio tronco di cono diritto, sagoma cilindrica o a tronco di piramide eventualmente anch’esso rovesciato.

Osservando in particolare la figura 2, si nota come la prima posizione estratta della slitta 3 rispetto al telaio 2 dispone la cavità 4 in sovrapposizione alla porzione di supporto 11, in maniera tale che la superficie superiore di quest’ultima vada ad occludere l’uscita inferiore 4b della cavità.

In particolare, in questa configurazione (che à ̈ anche la configurazione illustrata in figura 1) il materiale in polvere che avanza lungo la direzione di movimentazione A all’intemo del condotto di passaggio 100 viene intercettato dalla slitta 3 e la cavità di raccolta 4 viene riempita di materiale.

Quest’ultimo ovviamente non può fuoriuscire dall’uscita inferiore 4b che risulta intercettata dalla porzione di supporto 11.

Una volta atteso un tempo sufficientemente lungo a consentire il riempimento della cavità 4, la slitta 3 viene movimentata verso l’interno della sede di scorrimento 6 in maniera tale che la cavità 4 (che nella prima posizione estratta si trovava esternamente alla sede di scorrimento 6) venga movimentata aH’intemo della sede stessa del telaio fisso, portando il dispositivo nella configurazione di figura 4 e 5.

La configurazione di figura 4 à ̈ quella in cui avviene la misura del valore del parametro di interesse (ad esempio l’umidità del campione di materiale raccolto).

Tale condizione risulta illustrata nelle sezioni di figura 5 e 6, ove si nota come la cavità di raccolta venga portata in corrispondenza della porzione piana 9a della parete di base 9.

Sempre com’à ̈ visibile nelle citate sezioni, il dispositivo di misura comprende inoltre almeno un sensore a microonde 5 preposto a rilevare un segnale indicativo del valore del parametro di interesse ad esempio proporzionale alla umidità o alla densità del materiale.

Il sensore 5 à ̈ vincolato al telaio fisso 2 in corrispondenza della struttura di contenimento 8 di quest’ultimo ed in particolare presenta una testa superiore 5a con superficie superiore sostanzialmente piana, la quale à ̈ disposta parallelamente, ed in particolare a contatto, rispetto alla porzione piana 9a della parete di base 9.

Il sensore à ̈ posto esternamente alla sede di scorrimento 6, ma risulta vincolato in una sede d’impegno 10 configurata per ricevere e centrare la testa 5a del sensore 5.

Com’à ̈ altresì visibile, la sede d’impegno 10 à ̈ disposta esternamente alla sede di scorrimento 6 e comporta una riduzione di spessore, almeno localizzata, della parete di base 9.

In altri termini, la porzione piana 9a a spessore costante della parete di base sarà in generale controsagomata alla testa 5a del sensore 5 (ad esempio, sarà di sagoma circolare come nella rappresentazione di cui alle unite figure).

In questo modo l’uscita inferiore 4b della cavità di raccolta 4 si trova in sostanziale contatto con la parete di base proprio in corrispondenza della porzione piana 9a e non sono presenti pertanto interstizi tra l’uscita inferiore 4b e la parete di base 9 (non ingannino le sottili distanze della figura 6 riportata solo per evidenziate e distinguere le varie componenti).

Anche la testa 5a del sensore 5 si trova a contatto diretto con la porzione piana 9a, evitando pertanto la presenza di interstizi tra questi ultimi elementi,

Com’à ̈ possibile comprendere pertanto il sensore si trova precisamente posizionato rispetto alla cavità di raccolta 4 e distanziato da quest’ultima del solo spessore della porzione piana 9a (costante e di dimensioni ridotte).

Il sensore stesso non à ̈ mai spostato dalla sua posizione relativa durante le varie misure e pertanto à ̈ sempre sostanzialmente correttamente disposto rispetto al campione da analizzare.

In questo modo, l’accuratezza di misura viene notevolmente migliorata in quanto la posizione relativa tra la testa del sensore ed il materiale risulta essere precisamente controllata.

Com’à ̈ visibile nelle figure da 5 a 8, il sensore a microonde 5 risulta precisamente posizionato e vincolato rispetto al telaio fisso anche grazie alla presenza di flange di montaggio 23 che lo vincolano inamovibilmente e lo mantengono nella corretta posizione relativa durante tutte le fasi di funzionamento del dispositivo di misura.

Com’à ̈ altresì comprensibile osservando le figure 5, 7 ed 8, la slitta 3 risulta essere mobile all’ interno della sede di scorrimento 6 con moto a va e vieni, ovvero risulta essere traslabile rispetto al corpo fisso 2.

A tale scopo à ̈ prevista l’adozione di un meccanismo di movimentazione 12 che consenta allo spostamento tra le citate prima e seconda posizione estratta e la posizione retratta della slitta e viceversa.

Osservando la figura 7, si nota come il meccanismo di movimentazione 12 comprenda almeno un motore 13 attivo su una puleggia o ruota motrice 15 per mettere in movimentazione un’opportuna cinghia 14, opzionalmente una cinghia dentata (non rappresentata), che consenta di controllare in maniera ottimale le posizioni relative della slitta 3 rispetto al telaio fisso 2.

Un’opportuna rotazione del motore 13 comanda una corrispondente movimentazione della cinghia 14 che, a sua volta, trascina solidalmente un elemento di bloccaggio 31 rigidamente impegnato alla slitta 3.

In questo modo vengono comandati gli spostamenti della slitta 3 lungo il proprio asse di movimentazione B coincidente con l’asse della sede di scorrimento M. Sempre osservando le figure 7 ed 8, si nota come il dispositivo di misura comprenda anche un generatore di vibrazioni 16 opportunamente alloggiato all’intemo di una sede d’impegno 17 della medesima slitta 3.

Il generatore di vibrazioni 16 à ̈ attivo sulla slitta 3 per generare un moto vibratorio sulla stessa, almeno nella posizione retratta della slitta 3, com’à ̈ meglio chiarito in seguito.

Va poi notato come il dispositivo di misura sia anche dotato degli opportuni sistemi per evitare l’ingresso di materiale indesiderato, in particolare nella sede di scorrimento 6.

A tal proposito la slitta 3 comprende, in corrispondenza di una propria zona centrale, una guarnizione esterna 32 in grado di evitare l’ingresso di polvere o sporcizia, in particolare attraverso l’uscita 28 della sede di scorrimento 6.

In conispondenza dell’ingresso 7 invece presente un raschiatore 18 attivo sulla slitta 3, particolarmente durante la fase d’ingresso di quest’ultima all’intemo della sede di scorrimento 6.

II raschiatore 18 presenta una porzione attiva raschiante 18a attiva almeno sulla superficie superiore e sulla superficie inferiore della slitta 3.

Com’à ̈ visibile in figura 7, la superficie raschiante 18a à ̈ attiva anche in corrispondenza delle superfici laterali della slitta 3 e definisce di fatto un profilo chiuso sostanzialmente controsagomato ad una sezione trasversale della slitta, II raschiatore 18 viene trattenuto in posizione da una cornice di montaggio 19 impegnata al telaio fisso proprio in corrispondenza del citato ingresso 7.

A tal proposito la cornice di montaggio 19 presenta una foratura passante 20 configurata per consentire un attraversamento da parte della slitta 3.

Il raschiatore 18 si trova interposto tra la cornice di montaggio 19 ed il telaio fisso e presenta una rispettiva foratura passante centrata alla foratura precedentemente descritta con ingombro di preferenza leggermente inferiore all’ingombro della foratura passante 20 della cornice 19.

In questo modo, durante la movimentazione della slitta 3, le superfici esterne di quest’ultima vengono a contatto con la superficie raschiante 18a che impedisce l’ingresso di materiale indesiderato nella sede di scorrimento 6.

Per evitare poi l’ingresso di materiale indesiderato dall’esterno à ̈ anche presente un’ulteriore guarnizione esterna 21 ricevuta in un’opportuna sede frontale della cornice di montaggio 19.

Il dispositivo di misura 1 à ̈ controllato per tramite di un’unità di controllo 22, ad esempio un’unità di controllo a microprocessore (fig. 5), la quale può essere integrata nel dispositivo di misura stesso o collegata tramite connessione esterna.

In altri termini, l’unica di controllo 22 potrebbe eventualmente anche appartenere ad un convenzionale terminale elettronico su una cui memoria à ̈ caricato il software di gestione del dispositivo di misura.

In ogni caso, l’unità di controllo 22 à ̈ configurata per ricevere il segnale indicativo del valore del parametro di interesse e, tramite quest’ultimo, determinare una lettura dello stesso parametro.

Inoltre l’unità di controllo 22 à ̈ attiva sul meccanismo di movimentazione 12 per comandare lo spostamento della slitta tra le varie posizioni operative ed anche per determinare l’azionamento del generatore di vibrazioni 16.

Premesso quanto sopra, descritto in termini strutturali, il dispositivo di misura in accordo con la forma realizzativa appena descritta opera come segue.

Nel momento in cui à ̈ necessario effettuare una rilevazione di un parametro di interesse, ad esempio l’umidità di un materiale in polvere che sta fluendo lungo il condotto di passaggio 100, la slitta 3 viene posizionata rispetto al telaio fisso di supporto 2 in modo da trovarsi nella prima posizione estratta illustrata in figura 1 ed in figura 2.

In questa condizione il materiale in attraversamento al condotto 100 viene intercettato ed un prefissato quantitativo dello stesso si deposita all’intemo della cavità di raccolta 4 e viene trattenuto in posizione grazie alla presenza della porzione di supporto 11.

Trascorso un tempo sufficiente a garantire un sostanziale riempimento della cavità di misura 4, l’unità di controllo 22 provvede a movimentare la slitta 3 attraverso il meccanismo 12 ritraendola della sede di scorrimento 6.

In particolare, la cavità di raccolta 4 viene precisamente posizionata (in asse) rispetto alla testa 5a del sensore a microonde 5, come illustrato in figura 5.

L’unità di controllo 22 provvede ad azionare il generatore di vibrazioni 16 in maniera tale che il materiale contenuto all’interno della cavità di raccolta 4 venga maggiormente compattato grazie al movimento portando le particelle di dimensioni inferiori verso il basso.

Durante tutta la fase di messa in vibrazione della slitta 3, il sensore a microonde 5 effettua rilevazioni in continuo, ovvero effettua una pluralità di letture successive del segnale.

Viene quindi considerata quale lettura affidabile (salvo filtraggi in caso di segnali inconsistenti) quella del segnale di picco che dovrebbe corrispondere alla densità massima del campione raccolto.

Una volta terminate le operazioni di lettura del valore del parametro, l’unità di controllo provvede a interrompere l’azione di vibrazione ed a movimentare il meccanismo di movimentazione 12, così da portare la slitta nuovamente all’ esterno della sede di scorrimento 6 verso la seconda posizione estratta mostrata in figura 3.

In quest’ultima posizione il prefissato quantitativo di materiale che si trovava all’interno della cavità di raccolta 4 à ̈ libero di fuoriuscire attraverso l’uscita inferiore 4B della cavità stessa, rientrando nel flusso principale di materiale ed à ̈ possibile pertanto procedere ad una nuova operazione di misura.

Durante tutte le fasi di movimentazione le guarnizioni 21 e 32, nonché l’elemento raschiante 18 contribuiscono a mantenere pulita la sede di scorrimento 6 evitando impuntamenti o disallineamenti del dispositivo.

Va notato come il sensore a microonde 5, ed in particolare la sua porzione di testa 5a non vengano mai movimentate rispetto al telaio fisso 2 e come la cavità di raccolta 4 sia sempre precisamente posizionata in corrispondenza della porzione piana 9a della parete di base 9 grazie alla precisione di movimento garantita dalla cinghia dentata 14.

Gli accorgimenti di natura meccanica, sopra identificati, contribuiscono a migliorare notevolmente l’accuratezza e la ripetibilità della lettura di umidità. Va tuttavia notato che l’unità di controllo 22, tramite il software di gestione, à ̈ programmata per effettuare una preliminare (prima di effettuare le misure in linea durante le fasi standard di lavoro del dispositivo) fase di calibrazione in grado di incrementare ulteriormente l’accuratezza di lettura.

A tal proposito, durante la fase di calibrazione, l’unità di controllo 22 à ̈ programmata per ricevere una pluralità di misure del valore del parametro prese, mediante il sensore a microonde 5, su campioni differenti di un medesimo materiale in polvere o in granuli di cui à ̈ noto il valore reale del parametro stesso, ad esempio in quanto à ̈ stato misurato con precise analisi di laboratorio. In altri termini, si effettua una rilevazione precisa del parametro di umidità di un materiale in laboratorio e quindi si svolgono una serie di misure successive su un flusso del medesimo materiale, la cui umidità à ̈ nota.

A questo punto il procedimento viene ripetuto in relazione ad una pluralità (almeno due) di valori di umidità (o del parametro) di materiale sempre rilevando e memorizzando una serie di misure sperimentali ottenuti tramite il sensore 5 e confrontandole con un valore di laboratorio.

L’unità di controllo 22 à ̈ a questo punto programmata per elaborare i dati rilevati così da minimizzare l’errore mediante una regressione multipla lineare dei dati stessi (ad esempio, minimizzando l’errore mediante un’ interpolazione ai minimi quadrati).

Altresì l’unità di controllo 22 à ̈ programmata per effettuare una regressione tramite vettori di supporto (Support Vector Regression) sui medesimi dati misurati.

La fase di calibrazione prevede quindi che la correzione della lettura venga completata mediante una combinazione lineare, opportunamente pesata, tra la Regressione Multipla Lineare dei valori misurati e la Support Vector Regression dei valori misurati così da minimizzare la differenza di lettura del dispositivo rispetto al valore reale (di laboratorio) del parametro.

Questa fase di calibrazione consente di minimizzare gli effetti della variazione di densità del prodotto in linea legati alle differenze di granulometria, di formulazione del materiale, del tempo di misura, della temperatura e del umidità stessa dei vari campioni successivi del medesimo materiale che ovviamente non sono costanti.

Inoltre l’unità di controllo à ̈ programmata in maniera tale da poter determinare, anche sperimentalmente, i rispettivi pesi della combinazione lineare delle citate regressioni in maniera tale da poter ottimizzare il risultato.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di misura di parametri, quali densità o umidità, di un materiale in polvere o granuli in un flusso continuo di detto materiale, il dispositivo di misura comprendendo: - un telaio fisso di supporto (2) associabile ad una struttura atta a ricevere un flusso del materiale in polvere o granuli, detto telaio fisso (2) avendo una sede di scorrimento (6) presentante un ingresso (7), la sede di scorrimento essendo delimitata da almeno una struttura di contenimento (8); - almeno una slitta (3) mobile, relativamente al telaio fisso di supporto (2), nella sede di scorrimento (6) tra una prima posizione almeno parzialmente estratta rispetto al telaio (2) e rispetto alla sede di scorrimento (6) ed una posizione almeno parzialmente retratta rispetto al telaio (2) verso l'interno della sede di scorrimento (6), detta slitta (3) comprendendo almeno una cavità di raccolta (4) che, nella prima posizione estratta della slitta (3), si trova almeno parzialmente aH’intemo del flusso continuo per ricevere materiale in polvere o granuli e, nella posizione retratta della slitta (3), consente la misura di parametri, ed à ̈ contenuta nella sede di scorrimento (6) del telaio fisso di supporto (2); - almeno un sensore a microonde (5) per la rilevazione di un segnale indicativo di un valore di detti parametri, detto sensore (5) essendo vincolato al telaio fisso (2) in corrispondenza della struttura di contenimento (8), il sensore (5) presentando una testa (5a) sostanzialmente piana e la struttura di contenimento (8) presentando una parete di base (9) dotata di una porzione piana (9a) a spessore costante, la testa piana (5a) del sensore a microonde (5) essendo disposta parallelamente, ed in particolare a contatto, con la porzione piana (9a) della parete di base (9) ed essendo posta esternamente alla sede di scorrimento, nella posizione retratta della slitta (3) la cavità di raccolta (4) trovandosi posizionata da parte opposta alla testa (5a) del sensore a microonde (5) rispetto alla parete di base (9).
2. 2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, in cui la cavità di raccolta (4) presenta un accesso superiore (4a) ed un’uscita inferiore (4b) tra loro collegate, la cavità di raccolta (4) essendo una cavità passante in attraversamento a detta slitta (3), in particolare l’accesso superiore (4a) avendo un’area minore dell’area dell'uscita inferiore (4b), ad esempio la cavità di raccolta (4) presentando una sagoma cilindrica o tronco-conica.
3. 3. Dispositivo secondo la rivendicazione precedente, in cui, in posizione retratta della slitta (3), l’uscita inferiore (4b) della cavità di raccolta (4) si trova in sostanziale contatto con la parete di base (9) in corrispondenza di detta porzione piana (9a), in particolare non essendo presenti interstizi vuoti tra l'uscita inferiore (4b) e la parete di base (4) e/o tra la testa (5a) del sensore (5) e la porzione piana (9a) della parete di base (9).
4. 4. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la sede di scorrimento presenta una sezione di passaggio sostanzialmente controsagomata ad una corrispondente sezione della slitta (3) per consentire un movimento traslatorio a vai e vieni della slitta (3) nella sede di scorrimento stessa, il dispositivo presentando un meccanismo di movimentazione (12) per consentire almeno lo spostamento tra la prima posizione estratta e la posizione retratta della slitta (3) e viceversa.
5. 5. Dispositivo secondo la precedente rivendicazione, in cui il meccanismo di movimentazione (12) comprende almeno un motore (13) accoppiato, direttamente o indirettamente, ad una cinghia (14), in particolare dentata, mobile attorno ad un prefissato numero di pulegge (15), la slitta (3) essendo vincolata a detta cinghia (14) per essere corrispondentemente movimentata in avanzamento/arretramento aH’intemo della sede di scorrimento (6), in particolare la parete di base (9) presentando una sede di impegno (10) configurata per ricevere e centrare la testa (5a) del sensore (5), la sede di impegno essendo disposta esternamente alla sede di scorrimento (6) e determinando una riduzione di spessore, almeno localizzata, della parete di base (9), detta sede di impegno essendo in particolare di sagoma circolare.
6. 6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il telaio fisso (2) presenta una porzione di supporto (11) emergente in allontanamento dalla parete di base (9) rispetto all'ingresso (7) della cavità di scorrimento (6), detta porzione di supporto (11) cooperando con la cavità di raccolta (4) nella prima posizione estratta per evitare una fuoriuscita di un materiale raccolto dall’uscita inferiore (4b), la slitta (3) essendo mobile verso almeno una seconda posizione estratta in cui il materiale in polvere o granuli può fluire attraverso la cavità di raccolta (4) senza essere intercettato e confinato in detta cavità di raccolta (4).
7. 7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un generatore di vibrazioni (16) attivo sulla slitta (3) per generare un moto vibratorio sulla stessa, almeno nella posizione retratta della slitta (3), in particolare il generatore di vibrazioni (16) essendo vincolato ad una sede di impegno (17) ricavata in una zona posteriore della slitta (3).
8. 8. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre: un raschiatore (18) attivo sulla slitta (3) in corrispondenza dell’ingresso (7) della sede di scorrimento (6), detto raschiatore (18) presentando una porzione raschiante (18a) attiva almeno sulla superficie superiore e sulla superficie inferiore della slitta (3), detta superficie raschiante (18a) essendo in particolare attiva anche in corrispondenza delle superfici laterali della slitta (3) e definendo un profilo chiuso sostanzialmente controsagomato ad una sezione trasversale della slitta (3); e - opzionalmente una cornice di montaggio (19) del raschiatore (18), detta cornice di montaggio (19) essendo impegnata al telaio fisso (2) in corrispondenza dell’ingresso (7) e presentando una foratura passante (20) configurata per consentire un attraversamento da parte della slitta (3), il raschiatore (18) essendo interposto tra la cornice di montaggio (19) ed il telaio fisso (2) ed avendo una rispettiva foratura passante di ingombro preferibilmente leggermente inferiore all’ingombro della foratura passante (20) della cornice (19), in particolare la cornice di montaggio (19) presentando una sede frontale esterna per ricevere una guarnizione (21).
9. 9. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un’unità di controllo (22) configurata per ricevere il segnale indicativo del valore di detto parametro e determinare una lettura dello stesso parametro, l’unità di controllo (22) essendo programmata effettuare una pluralità di letture successive del segnale durante la fase di vibrazione, in particolare per stabilire una lettura di picco del valore, opzionalmente l'unità di controllo (22) essendo attiva su un meccanismo di movimentazione (12) per spostare detta slitta (3) tra la prima e/o la seconda posizione estratta e/o la posizione retratta ed eventualmente per azionare un generatore di vibrazioni (16) attivo sulla slitta (3).
10. 10. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un’unità di controllo (22) configurata per ricevere il segnale indicativo del valore di detto parametro e determinare una lettura dello stesso parametro, l’unità di controllo (22) essendo programmata per effettuare una fase di calibrazione per ottenere una misura più accurata, in detta fase di calibrazione l’unità di controllo (22) essendo programmata per ricevere una pluralità di misure del valore del parametro prese, mediante il sensore a microonde (5), su campioni differenti di un medesimo materiale in polvere o granuli di cui à ̈ noto il valore reale del parametro, ad esempio mediante analisi di laboratorio, l’unità di controllo (22) essendo programmata per effettuare la fase di calibrazione mediante una combinazione lineare, opportunamente pesata, tra una regressione multipla lineare dei valori misurati ed una Support Vector Regression dei valori misurati per minimizzare una differenza di lettura del dispositivo rispetto al valore reale del parametro.