Dispositivo de rotación de tubos de resonancia magnética nuclear.

La invención un dispositivo especialmente diseñado para llevar a cabo la agitación de un tubo de resonancia magnética nuclear

(RMN) que comprende: un soporte (2) al que está fijado un motor (3) eléctrico de eje horizontal; un adaptador (4) de tubos (100) de resonancia magnética nuclear fijado al eje del motor (3) eléctrico; un sensor Hall (5) dispuesto para detectar una posición inicial de dicho eje; un medio (6) de procesamiento conectado al motor (3) eléctrico y al sensor Hall (5); un módulo (7) de comunicaciones para llevar a cabo la programación del medio (6) de procesamiento; y una interfaz (8) de control y visualización conectada al medio (5) de procesamiento para operar el dispositivo (1) y visualizar datos acerca de su funcionamiento.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400655.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE ALMERIA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: FERNANDEZ DE LAS NIEVES,IGNACIO, TORRES MORENO,José Luis, ARRABAL CAMPOS,Francisco Manuel, OÑA BURGOS,Pascual, HERRERO SÁNCHEZ,Carlos.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > APARATOS DE LABORATORIO PARA LA QUIMICA O LA FISICA,... > B01L9/00 (Dispositivos de soporte; Dispositivos de sujeción (tenacillas, pinzas B25B))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > Dispositivos o aparatos para la medida de valores... > G01R33/30 (Disposiciones para el tratamiento de muestras, p. ej. células de ensayo, mecanismos rotacionales)
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Dispositivo de rotación de tubos de resonancia magnética nuclear.

Fragmento de la descripción:

DISPOSITIVO DE ROTACIÓN DE TUBOS DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención pertenece al campo de los instrumentos utilizados en un laboratorio, como por ejemplo un laboratorio de química organometálica.

El objeto de la presente Invención es un dispositivo especialmente diseñado para llevar a cabo la agitación de un tubo de resonancia magnética nuclear (RMN).

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Una tarea rutinaria en un laboratorio de química organometálica consiste en la agitación de tubos de RMN dotados de válvula de J-Young, por ejemplo para conseguir la interacción controlada entre un gas y un líquido que son reactivos entre sí. Los tubos de RMN tienen forma cilindrica alargada y en su extremo abierto están cerrados por un tapón que tiene un diámetro algo mayor que el resto del tubo.

Hasta ahora, este trabajo se ha realizado de forma manual, es decir, utilizando dispositivos originalmente destinados a otra finalidad, como es el caso de rotavapores y agitadores mecánicos, los cuales mediante pinzas de fijación se han adaptado para la rotación de los tubos de RMN. Esto presenta diversos inconvenientes relacionados con la escasa reproducibilidad de la agitación, ya que estos aparatos no disponen de control de velocidad y están diseñados para trabajar a altas revoluciones, lo que repercute en una inadecuada mezcla de los componentes líquido-gas y un ajuste de la velocidad de rotación que supone pérdida de tiempo del usuario. Además, estos dispositivos están capacitados para un solo modo de trabajo consistente en un giro de 360° en un único sentido.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención resuelve los problemas anteriores gracias a un novedoso dispositivo diseñado específicamente para la rotación de tubos de RMN que comprende fundamentalmente los siguientes elementos: un soporte al que está fijado un motor eléctrico, un adaptador de tubos de RMN, un sensor Hall, un medio de procesamiento, un módulo de comunicaciones, y una interfaz de control y visualización. A continuación, se define cada

uno de estos elementos con mayor detalle.

a) Soporte

Se trata de un soporte al que está fijado un motor eléctrico que hará girar el tubo de RMN. Este soporte debe tener una altura suficiente como para que los tubos de RMN no choquen durante su giro con la superficie sobre la que se dispone el dispositivo. Para ello, preferentemente comprenden una base de la que sobresale esencialmente en vertical un vástago en cuyo extremo superior está fijado el motor eléctrico.

b) Adaptador de tubos de RMN

El adaptador de tubos de RMN está fijado al eje del motor eléctrico de manera que gira solidariamente con el mismo. El adaptador está preferentemente formado por un elemento de acoplamiento (en este ejemplo concreto adopta forma de disco) con el eje del motor eléctrico, y un alojamiento con forma esencialmente de cilindro hueco que tiene un primer extremo completamente abierto y un segundo extremo con un orificio más pequeño que el diámetro del alojamiento cilindrico hueco. Más preferentemente, el alojamiento cilindrico hueco del adaptador es elástico para atrapar el extremo grueso (es decir, aquel en el que está el tapón) de los tubos de resonancia magnética nuclear.

c) Sensor Hall

El sensor Hall está dispuesto para detectar una posición inicial de dicho eje, de modo que el medio de procesamiento puede saber cuándo el eje del motor pasa por dicha posición y controlar su funcionamiento en función de ello.

El sensor Hall utilizado en este dispositivo está formado fundamentalmente por dos partes; un sensor de campo magnético que está instalado en una posición fija del dispositivo; y un imán fijado al adaptador. Cada vez que, debido al giro del adaptador fijado al eje del motor, el imán pasa frente al sensor de campo magnético, se genera una señal que indica al microcontrolador que el adaptador está en una determinada posición.

d) Medio de procesamiento

El medio de procesamiento está conectado al motor eléctrico y al sensor Hall para realizar el control del dispositivo en función de programas predeterminados almacenados en el mismo o bien en función de órdenes recibidas desde la interfaz de comunicación y control.

En principio, puede tratarse de cualquier tipo de medio de procesamiento capaz de realizar dicho control, como por ejemplo una FPGA, una DSP, un microprocesador, un microcontrolador o un ASIC. Según una realización preferida de la invención, se trata de un microcontrolador.

e) Módulo de comunicaciones

El módulo de comunicaciones está diseñado para para llevar a cabo la programación del medio de procesamiento. Para ello, preferentemente comprende comunicación cableada de tipo USB y comunicación inalámbrica de tipo Bluetooth. También podría incluir conexión y salida RJ45 o Ethernet para comunicaciones TCP/IP, así como una salida de WIFI cámara para monitorización remota.

El usuario puede así diseñar programas predeterminados de funcionamiento según las necesidades de cada aplicación e introducirlos en el medio de procesamiento.

f) Interfaz de comunicación y control

La interfaz de control y visualización está conectada al medio de procesamiento para operar el dispositivo y visualizar datos acerca de su funcionamiento. Para ello, la interfaz preferentemente comprende una pantalla de visualización de estado y uno o varios botones.

En este contexto, se debe interpretar que el término botón incluye de manera general cualquier tipo de elemento, ya sea mecánico (botones o pulsadores convencionales) o electrónico (como por ejemplo pulsadores virtuales o de tipo táctil implementados mediante programación) que permita la selección/deselección de una opción relativa al control de velocidad, cambio de sentido y marcha/parada.

El usuario puede así bien dar órdenes directas, como por ejemplo indicar una

velocidad de giro, modificar el sentido de giro, etc., o bien seleccionar algún programa de funcionamiento predeterminado ya almacenado en el medio de procesamiento. Adicionalmente, la pantalla presenta datos acerca del estado, velocidad de giro, y otros.

En otra realización preferida de la invención, el dispositivo comprende una carcasa que aloja los elementos mencionados.

El funcionamiento de este dispositivo es fundamentalmente el siguiente. En primer lugar, se fija el tubo de RMN objeto de estudio en el adaptador diseñado a tal efecto, quedando así ambos fijados al eje del motor eléctrico. Normalmente, el eje estará en su posición inicial de giro, lo cual es indicado al medio de procesamiento por el sensor Hall. A continuación, el usuario selecciona a través del medio de control y visualización el modo de funcionamiento de entre los programas disponibles. Por ejemplo, se puede seleccionar un modo de giro completo de 360° o un modo pendular de 180°, así como la velocidad de giro que se desea imprimir al tubo de RMN. Se pulsa entonces el botón de marcha/parada que da la orden al medio de procesamiento para que se inicie el proceso. El medio de procesamiento realiza el control de la alimentación del motor eléctrico para hacerlo girar del modo seleccionado. Una vez terminado el programa, o si el usuario así lo indica mediante el botón de detención, se detiene el giro del motor eléctrico y se lleva el adaptador a la posición inicial.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La Fig. 1 muestra un esquema eléctrico y de control simplificado que muestra algunos de los elementos que componen el dispositivo de la invención.

La Fig. 2 muestra una vista en perspectiva de un ejemplo de dispositivo de la presente invención.

La Fig. 3 muestra una vista de despiece en perspectiva...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo (1) de rotación de tubos de resonancia magnética nuclear, caracterizado porque comprende:

- un soporte (2) al que está fijado un motor (3) eléctrico de eje horizontal;

- un adaptador (4) de tubos (100) de resonancia magnética nuclear fijado al eje del motor (3) eléctrico;

- un sensor Hall (5) dispuesto para detectar una posición inicial de dicho eje;

- un medio (6) de procesamiento conectado al motor (3) eléctrico y al sensor Hall (5);

- un módulo (7) de comunicaciones para llevar a cabo la programación del medio (6) de procesamiento; y

- una interfaz (8) de control y visualización conectada al medio (5) de procesamiento para operar el dispositivo (1) y visualizar datos acerca de su funcionamiento.

2. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 1, donde el soporte (2) comprende una base (2a) de la que sobresale esencialmente en vertical un vastago (2b) en cuyo extremo superior está fijado el motor (3) eléctrico.

3. Dispositivo (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el adaptador (4) de tubos (100) de resonancia magnética nuclear comprende un elemento (4a) de acoplamiento con el eje del motor eléctrico (3), y un alojamiento (4b) cilindrico hueco que tiene un primer extremo completamente abierto y un segundo extremo con un orificio más pequeño que el diámetro del alojamiento (4b) cilindrico hueco.

4. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 3, donde el alojamiento (4b) cilindrico hueco del adaptador (4) es elástico para atrapar un extremo grueso de los tubos (100) de resonancia magnética nuclear.

5. Dispositivo (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el medio (6) de procesamiento es un microcontrolador.

6. Dispositivo (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la interfaz (8) de control y visualización comprende una pantalla de visualización de estado y botones para el control de velocidad, cambio de sentido y marcha/parada.

7. Dispositivo (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el módulo (7) de comunicaciones comprende comunicación USB, comunicación Bluetooth, comunicación WIFI, comunicación Ethernet, y una salida de cámara para monitorización remota.

8. Dispositivo (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además comprende una carcasa (9).

9. Dispositivo (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que además 10 comprende una fuente (10) de alimentación conectada al medio (6) de procesamiento.

10. Dispositivo (1) de acuerdo con la reivindicación 9, donde la fuente (10) de alimentación se elige entre unas baterías y la red eléctrica.