PROCEDIMIENTO PARA LA DETECCIÓN NO DESTRUCTIVA DE UN MOVIMIENTO DE GIRO SOBRE LA SUPERFICIE DE UN OBJETO DE ENSAYO; DISPOSITIVO Y APARATO DE ENSAYO CORRESPONDIENTE.

Dispositivo para la detección no destructiva de un movimiento giratorio de una matriz (200) sobre la superficie de un objeto de ensayo (112),

que presenta las siguientes características: a. un emisor (212/214) configurado para emitir una secuencia temporal de señales de estímulo SI que penetren al menos en parte en el objeto de ensayo (112) e interaccionen con el mismo, b. una matriz (200) formada por varios receptores (212/214) configurados para recibir señales de eco que resultan de la interacción de las señales de estímulo SI emitidas por el emisor con el objeto de ensayo, caracterizada por el hecho de que las señales de eco de una señal de estímulo SI captadas por los receptores (212/214) forman un conjunto M (SI) de valores de medición, c. una unidad de evaluación configurada para determinar un movimiento giratorio de la matriz (200) sobre la superficie partiendo de un número de conjuntos de valores de medición M (SI) correlacionados con señales de estímulo SI que siguen una secuencia temporal

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/057888.

Solicitante: GE SENSING & INSPECTION TECHNOLOGIES GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ROBERT-BOSCH-STR. 3 50354 HÜRTH ALEMANIA.

Inventor/es: KLEINERT,Wolf-Dietrich.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 20 de Junio de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01N29/06C4
  • G01N29/22M
  • G01N29/265 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01N INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION DE SUS PROPIEDADES QUIMICAS O FISICAS (procedimientos de medida, de investigación o de análisis diferentes de los ensayos inmunológicos, en los que intervienen enzimas o microorganismos C12M, C12Q). › G01N 29/00 Investigación o análisis de materiales por el empleo de ondas ultrasonoras, sonoras o infrasonoras; Visualización del interior de objetos por transmisión de ondas ultrasonoras o sonoras a través del objeto (G01N 3/00 - G01N 27/00 tienen prioridad). › mediante el movimiento relativo del sensor respecto a un material estacionario.

Clasificación PCT:

  • G01N27/90 G01N […] › G01N 27/00 Investigación o análisis de materiales mediante el empleo de medios eléctricos, electroquímicos o magnéticos (G01N 3/00 - G01N 25/00 tienen prioridad; medida o ensayo de variables eléctricas o magnéticas o de las propiedades eléctricas o magnéticas de los materiales G01R). › utilizando las corrientes de Foucault.
  • G01N29/07 G01N 29/00 […] › mediante la medida de la velocidad de propagación o del tiempo de propagación de ondas acústicas.
  • G01N29/11 G01N 29/00 […] › mediante la medida de la atenuación de ondas acústicas.
  • G01N29/26 G01N 29/00 […] › Disposiciones para la orientación o el barrido.
  • G01P3/36 G01 […] › G01P MEDIDA DE VELOCIDADES LINEALES O ANGULARES, DE LA ACELERACION, DECELERACION O DE CHOQUES; INDICACION DE LA PRESENCIA, AUSENCIA DE MOVIMIENTO; INDICACION DE DIRECCION DE MOVIMIENTO (midiendo la velocidad angular utilizando efectos giroscópicos G01C 19/00; dispositivos de medida combinados para medir dos o más variables de un movimiento G01C 23/00; medida de la velocidad del sonido G01H 5/00; medida de la velocidad de la luz G01J 7/00; medida de la dirección o de la velocidad de objetos sólidos por reflexión o reradiación de ondas radio u otras ondas basada en los efectos de propagación, p. ej. el efecto Doppler, el tiempo de propagación, la dirección de propagación, G01S; medida de la velocidad de radiaciones nucleares G01T). › G01P 3/00 Medida de la velocidad lineal o angular; Medida de diferencias de velocidades lineales o angulares (G01P 5/00 - G01P 11/00 tienen prioridad; midiendo la velocidad angular utilizando efectos giroscópicos G01C 19/00). › Dispositivos caracterizados por el empleo de medios ópticos, p. ej. utilizando la luz infrarroja, visible o ultravioleta (G01P 3/68 tiene prioridad).
  • G01P3/44 G01P 3/00 […] › para medir la velocidad angular (G01P 3/56 tiene prioridad).
  • G01P3/66 G01P 3/00 […] › utilizando medios eléctricos o magnéticos (G01P 3/80 tiene prioridad).
  • G01P3/68 G01P 3/00 […] › utilizando medios ópticos, es decir, utilizando la luz infrarroja, visible o ultravioleta (G01P 3/80 tiene prioridad).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2368590_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la detección no destructiva de un movimiento de giro sobre la superficie de un objeto de ensayo; Dispositivo y aparato de ensayo correspondientes El objeto de la presente invención es un dispositivo para la detección no destructiva de un movimiento giratorio sobre la superficie de un objeto de ensayo y una unidad de comprobación, que incorpora un dispositivo de este tipo, así como un procedimiento para la detección no destructiva de un movimiento giratorio de un dispositivo sobre la superficie de un objeto de ensayo. En el estado actual de la técnica se conocen los más variados procedimientos y dispositivos, en particular en el ámbito de los ensayos no destructivos de materiales por medio de, por ejemplo, ultrasonidos o corrientes de Foucault, mediante los cuales es posible detectar características estructurales de un objeto de ensayo que pueden referirse por ejemplo al volumen de éste así como a su superficie y mostrar por ejemplo fallos, grietas, cavidades o superficies corroídas, etc. Este tipo de procedimientos y dispositivos se conoce por ejemplo por las patentes US 4235112 y WO 02/086474. Generalmente los dispositivos utilizados para este tipo de comprobaciones se fundamentan en unidades adecuadas de emisión y recepción en forma de una batería de cabezales que generan señales, las cuales se detectan tras una interacción con el objeto de ensayo. De las señales de eco detectadas puede entonces obtenerse información sobre la estructura del objeto de ensayo en el espacio analizado. SI se desplaza la batería de cabezales durante el procedimiento del ensayo sobre la superficie del objeto de ensayo y se registra durante el desplazamiento las características estructurales del objeto de ensayo en relación con la posición del cabezal será posible generar una imagen espacial de las características estructurales de interés del objeto de ensayo. Los procedimientos y los dispositivos habituales en la actualidad consiguen en parte una precisión admirable en la resolución de las características estructurales del objeto de ensayo estudiado. Sin embargo en la mayoría de los casos la resolución conseguida durante el seguimiento del movimiento del cabezal sobre la superficie del objeto de ensayo queda muy lejos de la capacidad de resolución del procedimiento de análisis sensible para detectar la estructura con este ensayo, por ejemplo de un procedimiento de ultrasonido-impulso-eco. Esto se explica por el hecho de que hasta la actualidad prácticamente sólo se aplican detectores de distancia mecánicos para la detección del movimiento del cabezal sobre la superficie del objeto de ensayo. Es inherente a su diseño una desviación relativamente alta en la medición. Hasta el momento no se ha dado a conocer otros sistemas aparte de estos que permitan detectar un movimiento giratorio del cabezal sobre la superficie del objeto de ensayo. Aquí es donde interviene la presente invención, que se ha propuesto ofrecer un procedimiento y un dispositivo para la detección del movimiento de un mecanismo, por ejemplo un cabezal, sobre la superficie de un objeto de ensayo, el cual funcione de forma no destructiva y presente una precisión mejorada con respecto a los procedimientos y dispositivos conocidos hasta el momento. Además de esto se pretende facilitar la detección de movimientos giratorios del dispositivo sobre la superficie del objeto de ensayo. Esta tarea se soluciona mediante un dispositivo con las características de la reivindicación 1 así como mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 9. Además en la reivindicación 7 se menciona una unidad de comprobación que se fundamenta en un mecanismo relativo a la invención. El procedimiento relativo a la invención funciona de forma no destructiva y está concebido para detectar el movimiento giratorio de un dispositivo, por ejemplo un cabezal, sobre la superficie de un objeto de ensayo. Mediante un desarrollo preferido de la invención este procedimiento será especialmente adecuado para detectar de forma general el movimiento de un dispositivo sobre la superficie de un objeto de ensayo, es decir, de los grados de libertad del movimiento tanto rotatorio como traslatorio. El procedimiento comprende en su forma de realización más sencilla los siguientes pasos: a) Emisión de una secuencia temporal de señales de estímulos SI, que al menos en parte penetran en el objeto de ensayo e interactúan con él. b) Recepción de señales de eco que resultan de la interacción de las señales de estímulo SI enviadas por el emisor con el objeto de ensayo por medio de una matriz, constituida por una serie de receptores. De este modo las señales de eco, resultantes de una señal de estímulo SI, registradas por los receptores forman un conjunto M (SI) de valores de medición y c) Determinación de un movimiento giratorio del dispositivo sobre la superficie del objeto de ensayo a partir de un número de conjuntos de valores obtenidos de la medición M (SI) (al menos de dos de estos conjuntos) que guardan correlación con señales de estímulo SI consecutivas. En relación con la presente invención, se entiende por secuencia temporal de señales de estímulo SI generalmente una secuencia por ejemplo de señales en forma de impulso que se repiten a intervalos regulares. En particular puede tratarse 2   en este caso de una secuencia regular de breves impulsos de ultrasonido. El procedimiento, sin embargo, también puede referirse a señales de estímulo continuadas. En esencia, en el marco de la presente invención, se trata de registrar señales de eco del objeto de ensayo por medio de los receptores a intervalos definidos. En caso de una señal de estímulo continuada pueden detectarse las señales de eco, por ejemplo a intervalos fijos de por ejemplo 40 milisegundos, que corresponden a 25 conjuntos de valores obtenidos de la medición M (SI) por segundo. Además es posible sincronizar la secuencia temporal de las señales de estímulo con la secuencia temporal de las señales de eco recibidas. Si la señal de estímulo está formada por una secuencia de impulsos entonces la señal de eco también consta de una secuencia de impulsos. Estos pueden detectarse por ejemplo mediante receptores que funcionen de forma continuada y valorarse posteriormente en el marco de una medición time of flight (TOF) (procedimiento pulso-eco). Las señales de estímulo que se utilicen en el marco del procedimiento relativo a la invención deberán ser de un tipo que permita la interacción con las características estructurales del objeto de ensayo, como por ejemplo estructuras geométricas de una superficie limítrofe o inhomogeneidades de material en el volumen del objeto de ensayo, como por ejemplo superficies corroídas, así como inclusiones o fallos en el volumen del objeto de ensayo tales como oquedades y grietas. En una primera forma de realización preferida del procedimiento relativo a la invención se obtiene información a partir de los ecos recogidos de los impulsos sobre las características estructurales locales del objeto de ensayo. Si se utiliza una matriz de sensores se podrá generar inmediatamente, en caso de proceder de forma adecuada, una imagen espacial de las características estructurales del objeto de ensayo, por ejemplo una representación espacial de la reflectividad local de ultrasonidos en forma de un C-scan, centrado en torno a la posición local X0 de la matriz de receptores. En el caso más sencillo este tipo de imagen representa un modelo de reflexión que se parece al patrón moteado con haces coherentes conocido en óptica, que se obtiene al reflejar un haz de ensayo en una estructura espacial, como puede ser una superficie áspera. Si la matriz de emisores se mueve sobre la superficie del objeto de ensayo hasta una nueva posición X1, se genera una imagen nueva de las características centradas en torno a la nueva posición X1, la cual preferentemente se solapa en parte en el espacio con la imagen generada en la primera posición X0. Al comparar las imágenes en las posiciones X0 y X1 puede entonces deducirse el movimiento de la matriz de sensores sobre la superficie del objeto de ensayo. Para ello puede usarse por ejemplo un algoritmo matemático, como el que se ha indicado en el Anexo 1. Al mismo tiempo, es posible pero no necesario generar una imagen global de la distribución espacial de las características estructurales (también las características utilizadas para la detección del movimiento) del objeto de ensayo a partir de los datos del movimiento y la secuencia de las imágenes. En otra forma de realización preferida del procedimiento relativo a la invención se generan varias imágenes del objeto de ensayo en una posición X de la matriz de sensores, de las cuales al menos una se utiliza como base del algoritmo previamente descrito para la determinación del movimiento de la matriz de sensores.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Dispositivo para la detección no destructiva de un movimiento giratorio de una matriz (200) sobre la superficie de un objeto de ensayo (112), que presenta las siguientes características: a. un emisor (212/214) configurado para emitir una secuencia temporal de señales de estímulo SI que penetren al menos en parte en el objeto de ensayo (112) e interaccionen con el mismo, b. una matriz (200) formada por varios receptores (212/214) configurados para recibir señales de eco que resultan de la interacción de las señales de estímulo SI emitidas por el emisor con el objeto de ensayo, caracterizada por el hecho de que las señales de eco de una señal de estímulo SI captadas por los receptores (212/214) forman un conjunto M (SI) de valores de medición, c. una unidad de evaluación configurada para determinar un movimiento giratorio de la matriz (200) sobre la superficie partiendo de un número de conjuntos de valores de medición M (SI) correlacionados con señales de estímulo SI que siguen una secuencia temporal. 2.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque las señales de estímulo son de un tipo tal que interaccionan con las características estructurales del objeto de ensayo (112), como por ejemplo la estructura geométrica de una superficie limítrofe del objeto de ensayo (112) o una inhomogeneidad en el volumen del objeto de ensayo (112). 3.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque al menos un receptor (212/214) está configurado de tal modo que también puede funcionar como emisor para enviar la secuencia temporal de señales de estímulo SI. 4.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque los receptores (212/214) son receptores de ultrasonidos, sensores de corriente inducida, sensores piezoeléctricos, sensores de campo magnético o sensores de radiación electromagnética. 5.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3 caracterizado porque las señales de estímulo SI son generadas respectivamente por una pluralidad de receptores (212/214) de la matriz (200). 6.- Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la unidad de evaluación está además configurada para determinar un movimiento traslatorio de la matriz sobre la superficie del objeto de ensayo (112) a partir de la mayoría de los conjuntos de valores de medición m (SI). 7.- Unidad de evaluación para la determinación localizada de una característica estructural de un objeto de ensayo (112), un dispositivo que incluye lo indicado en la reivindicación 1, con una configuración de la unidad de evaluación que permite generar una imagen de la distribución espacial de la característica estructural del objeto de ensayo (112) a partir de los datos sobre el movimiento recogidos por el dispositivo y los conjuntos de valores de medición M (SI). 8.- Unidad de evaluación según la reivindicación 7 caracterizada por que los datos del movimiento se refieren tanto al movimiento rotatorio como al traslatorio de la matriz (200) sobre la superficie del objeto de ensayo (112). 9.- Procedimiento para la detección no destructiva de un movimiento giratorio de una matriz (200) sobre la superficie de un objeto de ensayo (112), el cual consta de los siguientes pasos. a. Emisión de una secuencia temporal de señales de estímulo SI, que penetran al menos en parte en el objeto de ensayo (112) e interaccionan con él. b. Captación de señales de eco que resultan de la interacción de las señales de estímulo SI emitidas con el objeto de ensayo (112) por medio de una matriz (200), compuesta de una serie de receptores (212/214), caracterizada porque las señales de eco de la señal de estímulo SI captadas por los receptores (212/214) forman un conjunto M (SI) de valores de medición y c. Determinación de un movimiento giratorio de la matriz (200) sobre la superficie del objeto de ensayo (112) a partir de un número de conjuntos de valores de medición M (SI) que están correlacionados con señales de estímulo SI consecutivas. 10.- Procedimiento según la reivindicación 9 caracterizado porque las señales de estímulo son de un tipo tal que interaccionan con las características estructurales del objeto de ensayo (112), como por ejemplo la estructura geométrica de una superficie limítrofe del objeto de ensayo (112) o una inhomogeneidad en el volumen del material del objeto de ensayo (112). 11.- Procedimiento según la reivindicación 9 caracterizado porque al menos un receptor (212/214) está configurado de tal modo que también pueda funcionar como emisor para enviar la secuencia temporal de señales de estímulo SI. 12.- Procedimiento según la reivindicación 9 caracterizado porque los receptores (212/214) son receptores de 31   ultrasonidos, sensores de corriente de Foucault, sensores piezoeléctricos, sensores de campo magnético o sensores de radiación electromagnética. 13.- Procedimiento según la reivindicación 11 caracterizado porque las señales de estímulo SI son generadas respectivamente por una pluralidad de receptores (212/214) de la matriz (200). 14.- Procedimiento según la reivindicación 9 caracterizado por el siguiente paso adicional del proceso: d. Determinación de un movimiento traslatorio de la matriz (200) sobre la superficie del objeto de ensayo (112) a partir de la pluralidad de conjuntos de valores de medición M (SI). 15.- Procedimiento según la reivindicación 9 caracterizado por el siguiente paso adicional del proceso: d. Generación de una imagen de la distribución espacial de la característica estructural del objeto de ensayo (112) a partir de los datos del movimiento determinados así como los conjuntos de valores de medición M (SI). 16.- Procedimiento según la reivindicación 15 caracterizado porque los datos del movimiento se refieren tanto al movimiento rotatorio como al traslatorio de la matriz (200) sobre la superficie del objeto de ensayo (112). 32   33   34     FIGURA 6 36   37

 

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