Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos.

1. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, destinado a detectar y medir cambios y/o anomalías producidas internamente en materiales, tanto naturales como conformados, producidas por fatiga, putrefacción o enfermedades y plagas, en caso de materiales orgánicos; caracterizado por estar constituido por un chasis metálico

(1) cerrado por una carcasa (2), que contiene un emisor de microondas sobre la base de un diodo Gum de Arseniuro de Galio (4) alojado en una cavidad resonante o guía de ondas, rectangular, de 16 mm de ancho por 8 mm de alto y 45 mm de largo (5), de dimensiones óptimas para una emisión de microondas de 3 cm de longitud de onda, que en su boca de salida tiene una pared de goma adherida (6), semipermeable a las microondas que actúa como multiplicador de resonancia, proporcionando una salida de emisiones de 3, 6, 9 y 12 cm de longitud de onda respectivamente; y que el conjunto de emisor y pared de goma (4, 5, 6) se hayan unidos por la misma base a un diodo receptor (7) con un espejo metálico cóncavo (8).

2. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, según la primera reivindicación, caracterizado por estar constituido por los elementos descritos como emisor y receptor (4, 5, 6, 7, 8) que se sitúan sobre una base metálica que en su parte inferior está acoplada a una guía (9) que le permite deslizarse 120 mm de longitud alternativamente y de forma paralela al material a analizar (28) por la tracción de un cable de nailon (10) enganchado en los extremos opuestos del conjunto emisor receptor (4, 5, 6, 7, 8) y canalizados por poleas (11, 12, 13, 14) en los extremos y a los lados del que tira un motor (15) con dos tornos (16, 17) a los cuales está enganchado el hilo de nailon (10); que una de las poleas es a su vez un encoder (14) y registra la posición de los elementos emisor y receptor, y que el recorrido del sistema emisor/receptor (4, 5, 6, 7, 8) está limitado por dos conmutadores de rodillo (18, 19) que actúan como tope de seguridad mandando una señal al procesador (20) de fin de carrera.

3. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por estar constituido por un sistema eléctrico que consta de una placa (21) donde se hayan embebidos dos microprocesadores (20, 22); uno (20) que sirve para la gestión de la alimentación del emisor, el control de velocidad y posición del conjunto emisor receptor (4, 5, 6, 7, 8) así como para la digitalización de la señal del receptor (7, 8); y el segundo microprocesador (22) que tiene la función de generar gráficos para visualizar las señales así como el almacenado de las mismas y que dispone, asimismo, de un circuito analógico (23) que contiene el amplificador de señal, reguladores de tensión y dispositivos de seguridad eléctrica.

4. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, según las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado por disponer de una ventana de salida y de entrada de microondas protegida con fieltro (24) para evitar que la suciedad entre en el dispositivo así como un asa (25) con un gatillo (26) a modo de botón disparador para tomar medidas.

5. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque contiene un monitor situado en la parte superior (27) para visualizar la información donde se muestran las gráficas de la medición (29, 30).

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201400263.

Solicitante: FLORES CALLE, José Ángel I.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: FLORES CALLE,José Ángel I.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > G01N22/00 (Investigación o análisis de materiales por la utilización de microondas (G01N 3/00 - G01N 17/00, G01N 24/00 tienen prioridad))
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Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos.
Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos.

OBJETO DE LA INVENCiÓN

La presente memoria descriptiva se refiere a una máquina portátil con capacidad de registro de datos para medir la homogeneidad de forma no destructiva de materiales no metálicos, tales como maderas, resina's, fibra de vidrio, hormigón, cementos y conformados de estos materiales.

Los materiales, sean naturales: árboles, maderas, piedras, etc., o bien conformados:

tableros de maderas, piezas de fibra de vidrio, prefabricados de cementos y hormigón, se deterioran variando su morfología interna, y esto se aprecia en un cambio de homogeneidad en su estructura. La presente invención tiene por objeto detectar estos cambios.

El dispositivo tiene un rango de acción de hasta 300 mm de profundidad dependiendo de su composición. Puede detectar variaciones en la morfología del material a partir del 1%. Un receptor y un emisor realizan un barrido longitudinal de 120 mm tomando medidas milímetro a milímetro y los datos proporcionados son representados en un monitor mediante una gráfica en la que se puede ver el grado o porcentaje de homogeneidad en los diversos puntos del recorrido del barrido. Los datos y gráficas pueden ser almacenadas pudiendo establecer antecedentes e historial de su estado en el momento de la medición, también pueden hacerse comprobaciones posteriores, e incluso se pueden tomar medidas para utilizarlas como patrón de calibración para realizar comparaciones entre materiales del mismo tipo.

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención tiene su aplicación en la industria de fabricación de equipos de medida y control y automatismos.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Ã?rboles, vigas de madera, tableros laminados de construcción así como piezas prefabricadas de cemento, fibra de vidrio o de resina se deterioran internamente por fatiga y/u oxidación, o como en el caso de los árboles, por enfermedades a ellos asociadas o por plagas. Estos danos no suelen estar a la vista en la mayoría de los casos y pasan inadvertidos pudiendo ser peligroso en ciertas situaciones.

Las soluciones que se presentan a esta problemática son diversas dependiendo de los sectores pero ninguna de ellas es universal para todos los materiales, incluso algunas son destructivas. A modo de ilustración podemos citar algunas: Para el hormigón, una de ellas es el dispositivo denominado Esterclerómetro, que es una máquina que genera un impacto y mide la devolución de la energía emitida, hay otras a base de ultrasonidos, pero ninguna de estas técnicas es válida para madera. Para ésta se utilizan los taladros dinamométricos y los sacabocados de material que son claramente invasivos y solo determinan el estado de una parte pequena de la pieza de madera examinada.

La solución a este problema es un dispositivo universal para todos los materiales excepto los metálicos como el que aquí se describe que pueda determinar de forma clara las variaciones que ha sufrido el material, proporcionando, tras la medición, una gráfica o imagen espectral donde se observa claramente si el material está deteriorado, en qué proporción y en qué punto del barrido longitudinal. La rapidez y fiabilidad del dispositivo le hace idóneo como solución.

DESCRIPCION DE LA INVENCiÓN

El dispositivo de medición de homogeneidad en materiales no metálicos que aquí se describe está constituido por un chasis metálico donde se alojan los mecanismos y unido a él, un monitor donde poder leerse las gráficas. También dispone de un asa para facilitar su sujeción. Un botón disparador se sitúa en la parte inferior del asa y sirve para iniciar las medidas. En el interior hay un resonador generador de microondas sobre la base de un diodo de Arseniuro de Galio con una goma porosa, adherida a la boca de salida, que actúa de multiplicador de frecuencia. El conjunto está unido a una antena compuesta por un diodo receptor y un espejo metálico cóncavo. Todo el conjunto emisor y receptor se mueve alternativamente 120 mm longitudinalmente a lo largo de una guia, siendo este movimiento accionado por un motor eléctrico y controlada su posición por un encoder unido al mecanismo de tracción.

El principio de funcionamiento se basa en una emisión de microondas de baja intensidad de longitudes de onda de 3, 6, 9 Y 12 cm, que se emiten en dirección al objeto destino de estudio. Cuando una onda en su trayectoria se encuentra un obstáculo de tamano superior al de su longitud de onda, esta es reflejada; cuando el obstáculo es inferior, lo atraviesa; cuando el obstáculo tiene medidas volumétricas similares a las que correspondería, un resonador de esa longitud de onda, resuena a su vez emitiendo una onda de longitud igual y dirección contraria.

El material a analizar reacciona a la emisión de microondas reflejando, absorbiendo, resonando y emitiendo, pero el conjunto emisor I receptor también lo hace al recibir todas esas senales devueltas creándose entre el objeto de análisis y el emisor I receptor un espacio radioeléctrico único en cada punto de medida a lo largo de la guía de desplazamiento.

El emisor y el receptor se mueven 120 mm longitudinalmente a lo largo de la guía y paralelamente al objeto a analizar, emitiendo microondas y recibiendo las senales que devuelve el objeto. La posición del conjunto emisor I receptor a lo largo de la guía es determinada por un encoder asociado al mecanismo de tracción.

Las senales de intensidad de microondas se convierten en voltaje para su tratamiento. Si el material es homogéneo el voltaje coincidirá con los patrones de voltaje para ese material almacenados en la memoria del aparato. Igualmente, si el material es homogéneo, al desplazar el conjunto emisor I receptor a lo largo de la guia, el voltaje se mantendrá esencialmente invariable, Si el material es homogéneo sólo en parte, cuando el conjunto emisor I receptor llegue a la zona no homogénea cambiará bruscamente los valores.

Para el análisis de materiales conformados se realizan tomas de medidas en piezas que tenemos la certeza de su homogeneidad, almacenando estos datos en el procesador del aparato, los cuales nos servirán de patrón. La comparación de la información de datos de medición con respecto a la muestra patrón se representa en el monitor mediante gráficas. .

Todos los procesos que realiza el dispositivo, desde la alimentación de los sistemas mecánicos y su control, la amplificación de senal y la emisión de microondas, están controlados por un microprocesador. La adquisición y tratamiento de datos, el almacenamiento y la visualización de los mismos en el monitor anexo al aparato, están controlados por un segundo microprocesador.

Dado que el dispositiVO usa microondas, no se puede utilizar con materiales que contengan metales.

DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión del invento, se adjuntan a la presente memoria descriptiva como parte integrante de la misma, dos hojas de planos en las cuales con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Fig. 1 Corresponde a una vista en alzado lateral del dispositivo con sus mecanismos internos.

Fig. 2 Corresponde a imágenes de gráficas de resultados representando, ésta en concreto, una detección homogénea.

Fig. 3 Corresponde a imágenes de gráficas de resultados representando, ésta en concreto, una detección no homogénea.

EXPOSICION DETALLADA DE UN MODO DE REALIZACiÓN DE LA INVENCiÓN

Se presenta un dispositivo electromecánico, como muestra la Fig. 1, instalado en un chasis metálico (1) , cerrado por una carcasa (2) , que contiene un emisor de...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, destinado a detectar y medir cambios y/o anomalías producidas internamente en materiales, tanto naturales como conformados, producidas por fatiga, putrefacción o enfermedades y plagas, en caso de materiales orgánicos; caracterizado por estar constituido por un chasis metálico (1) cerrado por una carcasa (2), que contiene un emisor de microondas sobre la base de un diodo Gum de Arseniuro de Galio (4) alojado en una cavidad resonante o guía de ondas, rectangular, de 16 mm de ancho por 8 mm de alto y 45 mm de largo (5), de dimensiones óptimas para una emisión de microondas de 3 cm de longitud de onda, que en su boca de salida tiene una pared de goma adherida (6), semipermeable a las microondas que actúa como multiplicador de resonancia, proporcionando una salida de emisiones de 3, 6, 9 y 12 cm de longitud de onda respectivamente; y que el conjunto de emisor y pared de goma (4, 5, 6) se hayan unidos por la misma base a un diodo receptor (7) con un espejo metálico cóncavo (8).

2. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, según la primera reivindicación, caracterizado por estar constituido por los elementos descritos como emisor y receptor (4, 5, 6, 7, 8) que se sitúan sobre una base metálica que en su parte inferior está acoplada a una guía (9) que le permite deslizarse 120 mm de longitud alternativamente y de forma paralela al material a analizar (28) por la tracción de un cable de nailon (10) enganchado en los extremos opuestos del conjunto emisor receptor (4, 5, 6, 7, 8) y canalizados por poleas (11, 12, 13, 14) en los extremos y a los lados del que tira un motor (15) con dos tornos (16, 17) a los cuales está enganchado el hilo de nailon (10); que una de las poleas es a su vez un encoder (14) y registra la posición de los elementos emisor y receptor, y que el recorrido del sistema emisor/receptor (4, 5, 6, 7, 8) está limitado por dos conmutadores de rodillo (18, 19) que actúan como tope de seguridad mandando una señal al procesador (20) de fin de carrera.

3. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por estar constituido por un sistema eléctrico que consta de una placa (21) donde se hayan embebidos dos microprocesadores (20, 22); uno (20) que sirve para la gestión de la alimentación del emisor, el control de velocidad y posición del conjunto emisor receptor (4, 5, 6, 7, 8) así como para la digitalización de la señal del receptor (7, 8); y el segundo microprocesador (22) que tiene la función de generar gráficos para visualizar las señales así como el almacenado de las mismas y que dispone, asimismo, de un circuito analógico (23) que contiene el amplificador de señal, reguladores de tensión y dispositivos de seguridad eléctrica.

4. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, según las reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizado por disponer de una ventana de salida y de entrada de microondas protegida con fieltro (24) para evitar que la suciedad entre en el dispositivo así como un asa (25) con un gatillo (26) a modo de botón disparador para tomar medidas.

5. Dispositivo para la medición de homogeneidad en materiales no metálicos, según las anteriores reivindicaciones, caracterizado porque contiene un monitor situado en la parte superior (27) para visualizar la información donde se muestran las gráficas de la medición (29, 30).