Localización de una sonda de control no destructivo.

Sistema de localización (10) de un aparato (4), que comprende:

- un emisor (12) de una señal,

- exactamente dos receptores

(14, 16) de la señal emitida,

- unos medios para activar el emisor (12),

- unos medios para determinar la duración entre la emisión de la señal resultante de la activación y su recepción por cada receptor (14, 16);

siendo los receptores (14, 16) totalmente independientes entre sí e independientes del emisor (12) de tal modo que 15 se pueden situar de forma independiente los unos de los otros, caracterizado porque el aparato es una sonda de medición acoplada al emisor (12) que está en forma de película piezoeléctrica mediante unos medios autoadhesivos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2006/060173.

Solicitante: EUROPEAN AERONAUTIC DEFENCE AND SPACE COMPANY EADS FRANCE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 37, BOULEVARD DE MONTMORENCY 75016 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: ROLET,SÉBASTIEN, CARPENTIER,CAPUCINE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > LOCALIZACION DE LA DIRECCION POR RADIO; RADIONAVEGACION;... > Establecimiento de la posición mediante la coordinación... > G01S5/30 (Por determinación de distancias absolutas a una pluralidad de puntos espaciados de emplazamiento conocido)

PDF original: ES-2463447_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Localización de una sonda de control no destructivo Campo técnico La invención se sitúa en el ámbito del control no destructivo y se refiere, de manera más específica, a las mediciones realizadas in situ.

La invención se refiere a la posibilidad de llevar a cabo un análisis localizado de un material, incluso en forma de levantamiento de un mapa, sin herramientas pesadas de posicionamiento de la sonda de medición. De este modo, la invención se refiere a un procedimiento para determinar la localización de la medición, así como a un sistema que permite estas determinaciones.

Estado de la técnica anterior

En numerosos campos, como por ejemplo en medicina, puede resultar indispensable llevar a cabo análisis y controles de materiales sin alterar sus propiedades.

Un aparato de control no destructivo (CND) comprende habitualmente una sonda de medición, con uno o varios emisores y uno o varios receptores de una característica física o físico-química, conectada a un módulo de procesamiento de las señales. Habitualmente, el módulo de procesamiento está unido de forma funcional a una pantalla que permite mostrar las características obtenidas de este modo.

Las heterogeneidades que se buscan en los materiales que hay que analizar pueden, sin embargo, ser de tamaño variable, y de diversos perfiles: es conveniente entonces el levantamiento de un mapa. Además, el material que hay que probar puede ser parte de un conjunto, y a menudo es preferible no aislarlo de este por motivos de coste del procedimiento.

En particular, en el campo de la aeronáutica, el CND se utiliza para determinar las propiedades de un material por ejemplo que compone el fuselaje de un avión, y verificar su compatibilidad con las normas en vigor (espesor, presencia de fisuras o grietas, de puntos de corrosión...) . Por esta razón, los controles mediante pruebas por ultrasonidos o con corrientes de Foucault son especialmente útiles para evaluar la resistencia a un impacto, por ejemplo, para detectar y medir los defectos de un espécimen.

Un mapa es el resultado de la asociación de una magnitud física dada por una sonda, de CND por ejemplo, a su posición. Por otra parte, en el ámbito de la detección de defectos por ultrasonidos, existen algunos sistemas de posicionamiento, que codifican la posición de la sonda mediante la emisión acústica con unos emisores y unos receptores de tipo cerámica piezoeléctrica (sistema BAT™ de Tecnatom, por ejemplo) . La posición se obtiene, por lo general, mediante un sistema de seguimiento mecánico, de tipo brazo o rampa de desplazamiento de la sonda. Este tipo de localización resulta, sin embargo, complicada de implementar, y precisa habitualmente el desplazamiento de la pieza que hay que analizar para situarla a la altura del sistema de seguimiento, y por lo tanto la existencia de una armadura sobre la cual están fijados los receptores. Por la patente US 4814552 se conoce un sistema de localización de un emisor por dos receptores.

Descripción de la invención La invención ofrece, entre otras ventajas, un sistema y un procedimiento que permite resolver los inconvenientes mencionados con anterioridad de los materiales existentes y realizar, por ejemplo, el levantamiento de un mapa in situ de un material que hay que analizar. En particular, por medio de la invención, se pueden recuperar unas coordenadas, por ejemplo cartesianas, de una sonda de medición, para la creación de un mapa de la salud del material analizado.

De acuerdo con uno de sus aspectos, la invención se refiere a un sistema de localización que comprende un emisor

y dos receptores de una señal, y un dispositivo que permite medir el retardo entre emisión y recepciones. De preferencia, la medición de los retardos, es decir los tiempos correspondientes a los desfases entre las señales, se transmite a unos medios para medir la posición del emisor, por ejemplo mediante triangulación.

El sistema de acuerdo con la invención es especialmente fácil de implementar debido a que cada uno de los receptores y emisor se puede situar de forma independiente. Por ejemplo, cuando la señal utilizada para la determinación de la duración está compuesta por ondas acústicas, los receptores se asocian a unos medios para unirse de forma reversible a una superficie, como unas ventosas, sin estar acoplados entre sí. De acuerdo con la invención, el emisor se presenta en forma de una película piezoeléctrica asociada a un autoadhesivo, de tal modo que se acople al aparato del que se quiere determinar la localización.

La determinación de las distancias entre emisor y receptores se realiza de manera ventajosa por medio de un impulso de sincronización, que se puede emitir a una frecuencia fija en el caso de que se considere el levantamiento de un mapa. Los receptores pueden, por ejemplo, acoplarse a unos medios de medición del tiempo, a los que dispara el impulso al mismo tiempo que se activa el emisor, y que se detienen en el momento en que los receptores reciben la señal emitida durante el impulso.

Esta configuración permite utilizar únicamente, por ejemplo, dos receptores para una determinación bi-dimensional de la localización de la sonda emisora.

De manera ventajosa, los diferentes elementos utilizados para determinar las duraciones están colocados en una caja a la cual están acoplados emisor y receptores mediante conexión por cable. De preferencia, esta información relativa a las duraciones se transmite a un programa informático de determinación de la posición mediante la comunicación de datos, por ejemplo mediante conexión USB. De modo preferente, el programa informático de determinación está asociado al aparato de medición, es decir a los medios de análisis acoplados a la sonda.

Resulta ventajoso que se lleve a cabo una calibración previa de las localizaciones. El sistema puede comprender unos medios para calibrar, y en particular un dispositivo de guía de esta etapa, por ejemplo un programa informático. Puede ser conveniente disponer de un asistente de posicionamiento para acelerar la colocación del emisor durante la calibración.

De acuerdo con otro aspecto, la invención se refiere a un procedimiento de localización de una sonda de medición, que utiliza el acoplamiento de la sonda con un emisor y la localización de este emisor mediante triangulación por medio de dos receptores. De preferencia, se utiliza un sistema de acuerdo con la invención.

De acuerdo con un aspecto preferente, el procedimiento se utiliza en un procedimiento de levantamiento del mapa de una superficie, en el cual se localiza una sonda con una frecuencia, de preferencia, regular, y los datos de localización se asocian a las mediciones de la sonda. Para aumentar la precisión, los receptores están situados fuera de la superficie de la que hay que levantar el mapa.

Los procedimientos de acuerdo con la invención están, de preferencia, precedidos por una calibración que no precisa la medición de la distancia que separa a los receptores. De manera ventajosa, la calibración se lleva a cabo mediante el posicionamiento del emisor en tres puntos espaciados de forma regular a lo largo de la mediatriz de los dos receptores. La calibración puede estar asistida por un programa informático y un asistente de posicionamiento.

Breve descripción de los dibujos Se entenderán mejor las características y ventajas de la invención con la lectura de la descripción que viene a continuación, hecha en referencia a los dibujos adjuntos, que se dan a título ilustrativo y en modo alguno limitativo.

La figura 1 representa de forma esquemática un sistema de localización y de levantamiento de mapas de acuerdo con un modo preferente de realización de la invención.

La figura... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de localización (10) de un aparato (4) , que comprende:

- un emisor (12) de una señal,

- exactamente dos receptores (14, 16) de la señal emitida,

- unos medios para activar el emisor (12) ,

- unos medios para determinar la duración entre la emisión de la señal resultante de la activación y su recepción por cada receptor (14, 16) ;

siendo los receptores (14, 16) totalmente independientes entre sí e independientes del emisor (12) de tal modo que 15 se pueden situar de forma independiente los unos de los otros, caracterizado porque el aparato es una sonda de medición acoplada al emisor (12) que está en forma de película piezoeléctrica mediante unos medios autoadhesivos.

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1 en el cual el emisor (12) comprende unos medios para acoplarse al aparato (4) y/o cada receptor (14, 16) comprende unos medios para asociarse a una superficie (2) .

3. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2 que comprende unos medios para emitir un impulso de sincronización como medios para activar el emisor (12) y en el cual los medios para determinar la duración están acoplados de forma operativa a los medios para emitir el impulso.

4. Sistema de acuerdo con la reivindicación 3 en el cual la señal es de ultrasonidos y los receptores (14, 16) están asociados a unos contadores para medir el retardo entre el impulso y la recepción de los ultrasonidos por los receptores (14, 16) .

5. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 a 4 en el cual los medios para emitir un impulso están adaptados para emitir el impulso de forma repetida, en particular con una frecuencia fija.

6. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 que comprende una caja (20) que comprende unos medios para activar el emisor (12) , los medios para determinar la duración entre la emisión de la señal resultante de la activación y su recepción por cada receptor (14, 16) , y al cual el emisor (12) y los receptores (14, 16) están

acoplados mediante conexiones por cable (18) .

7. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6 que comprende, además, unos medios para determinar la posición del emisor (12) mediante triangulación en función de las duraciones determinadas.

8. Sistema de acuerdo con la reivindicación 6 que comprende, además, unos medios para determinar la posición del emisor (12) mediante triangulación en función de las duraciones determinadas y en el cual la caja comprende un puerto de comunicaciones (22) al cual están conectados los medios para determinar la posición.

9. Sistema de acuerdo con la reivindicación 8 en el cual el puerto de comunicación (22) es un puerto USB. 45

10. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9 que comprende unos medios para calibrar la posición relativa del emisor (12) y de los receptores (14, 16) .

11. Sistema de acuerdo con la reivindicación 10 en el cual los medios para calibrar comprenden un asistente para el posicionamiento (30) y unos medios para guiar el proceso de calibrado.

12. Sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores 1 a 11 en el cual el aparato es una sonda de medición de un aparato de control no destructivo (CND) :

13. Procedimiento para determinar la localización de una sonda de medición (4) en una zona que hay que analizar (1) , que comprende:

- el acoplamiento de la sonda de medición (4) con un emisor de una señal (12) que está en forma de película piezoeléctrica mediante unos medios autoadhesivos;

- la colocación de exactamente dos receptores (14, 16) totalmente independientes entre sí e independientes del emisor (12) , en una superficie (2) que comprende la zona que hay que analizar (1) ;

- la emisión de un impulso para activar el emisor de señal (12) ; 65

- la medición de la duración entre el impulso y la recepción de la señal por los receptores (14, 16) ;

- la determinación de la posición de la sonda (4) mediante triangulación a partir de las duraciones medidas.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13 en el cual la zona que hay que analizar (1) es una parte de una superficie de un material y los receptores (14, 16) están situados sobre la superficie (2) en el exterior de la parte que hay que analizar (1) .

15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 14 que comprende la calibración de la localización de los dos receptores (14, 16) . 10

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15 en el cual la calibración comprende el posicionamiento de la sonda (4) en dos puntos al menos situados sustancialmente en la mediatriz (36) entre dos receptores (14, 16) .

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16 en el cual la calibración comprende el posicionamiento de la 15 sonda (4) en al menos tres puntos separados a intervalos regulares a lo largo de la mediatriz (36) .

18. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 17 en el cual el posicionamiento de la sonda (4) se lleva a cabo por medio de un asistente (30) de posicionamiento.

19. Procedimiento para levantar el mapa de una superficie que utiliza un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 18 en el cual las etapas de emisión, de medición de la duración y de determinación se repiten para cada punto del mapa.

20. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 19 en el cual emisor (12) y receptores (14, 16) 25 utilizan una señal de ultrasonidos.

21. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 20 en el cual emisor y receptores forman parte de un sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12.

22. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 13 a 21 en el cual la determinación de la posición de la sonda (4) está asociada al análisis de la medición de la sonda (4) .