Sistema de medida de tensiones en estructuras tensionadas, suspendidas o atirantadas con cable o barra.

El sistema de medida de tensiones se basa en la ubicación y protección de sensores extensiométricos (5) en accesorios (3) correspondientes a terminales (2) de una barra o cable (1) en tensión, todo ello en combinación con una electrónica (8) asociada a un PC. Los sensores (5) quedan protegidos de la intemperie por medio de un protector y se conectan a través de un cableado (7) a unos medios de adquisición de datos que corresponden a la electrónica (8), que se complementa con una pantalla auxiliar (10) que permite realizar lecturas desde lugares apartados.El sistema se basa en integrar y proteger estratégicamente sensores en los terminales de las barras o cables (1) de atirantado, de modo que en base a la electrónica (8) se pueden traducir las señales de los sensores en lecturas de fuerza y obtener factores de seguridad de trabajo y expectativas de fatiga del material.El sistema es aplicable preferentemente en la medida de tensiones en jarcias de buques de vela y estructuras tensionadas similares

Sistema de medida de tensiones en estructuras tensionadas, suspendidas o atirantadas con cable o barra.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de medida de tensiones en estructuras tensionadas, suspendidas o atirantadas con cable o barra, basándose en la disposición y conveniente protección de unos sensores extensiométricos en un accesorio en el que se remata el cable o barra correspondiente a la estructura tensionada que se pretende medir.

El objeto de la invención es conseguir una eficacia en la medida de las tensiones, en base a unos sensores extensiométricos, así como llevar a cabo una óptima protección e integración de tales sensores en los correspondientes terminales o accesorios de estructuras de atirantado.

El sistema de la invención es aplicable preferente y fundamentalmente en el campo de la náutica, concretamente en jarcias de buques a vela, sin descartar cualquier otro supuesto práctico en el que sea factible su aplicación.

Antecedentes de la invención

La determinación de las cargas en cables o barras se suele realizar mediante la utilización de células de carga que obligan a la modificación del montaje original de las estructuras tensadas.

Asimismo, la determinación de las cargas se puede realizar mediante tensiómetros, con los que se puede llevar a cabo la toma de los valores de carga aplicada, aunque de manera poco dinámica.

En el caso concreto de buques a vela, el sistema mas avanzado en la medida de tensiones se basa en la instalación de un bulón de unión entre la bancada y la estructura, instrumentado para realizar medidas de fuerzas.

En cualquier caso, los sistemas de medida conocidos hasta el momento presentan una serie de problemas e inconvenientes entre los que pueden citarse los siguientes:

- Modificación de las medidas funcionales.

- Necesidad de eliminación de los elementos medidores.

- Presencia de elementos no integrados en el conjunto.

Descripción de la invención

El sistema que se preconiza, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, en base a una solución sencilla pero eficaz, basándose en utilizar sensores extensiométricos que se integran y quedan protegidos en lugares propicios de los accesorios utilizados en el atirantado.

Una de las principales ventajas de la utilización de sensores extensiométricos consiste en que los sensores de tensiones por deformación no interfieren en las longitudes de los cables o barras, no necesitando ser alineados ni centrados, debido a la naturaleza de su lugar de instalación.

Mas concretamente, el sistema de la invención comprende un terminal de la barra o cable cuya tensión se pretende medir, en cuya terminal se aplica el sensor en cuestión, materializado en una carga extensiométrica, de manera que del estudio del elemento donde instalar dicho sensor se determina una orientación acorde al tipo del esfuerzo mecánico que éste recibe, mecanizándose un emplazamiento suficientemente pequeño como para no comprometer la resistencia estructural del componente y suficientemente grande como para alojar el sensor-galga y permitir que éste sea sumergido en una solución sintética protectora de sensor y las conexiones que ésta requiere y que a la vez rellena el emplazamiento mecanizado para contener el sensor.

Además de ese terminal o accesorio del cable o barra y lógicamente del sensor aplicado en el mismo, el sistema incluye los correspondientes medios de conexión para transmitir las señales eléctricas del sensor hacia una electrónica establecida para interpretar dichas señales, de manera que para permitir una desconexión en caso de necesidad de mantenimiento de la estructura, la red de conexiones se secciona y se instalan conectores rápidos y apropiados para las condiciones climatológicas en el lugar de la instalación.

La electrónica que interpreta las señales procedentes del sensor, corresponde a un PC "embebido" y equipado con una tarjeta de adquisición de datos de las características necesarias para tales tareas, así como una caja de conexiones y acondicionamiento de la señal.

Obviamente, el conjunto estará adaptado para soportar las condiciones de trabajo y ambientales determinadas y dispondrá de un software que le permitirá computar la fatiga, permitiendo conmutar entre los diferentes sensores, ver en tiempo real los valores de las fuerzas que actúan, lo límites de trabajo del elemento instrumentado, pudiendo tomar lecturas de los equipos de viento y la corredera, en caso de instalación en un buque a vela, para correlacionar los resultados con sus causantes.

Por otro lado, la electrónica se complementará con una pantalla externa de lectura de valores para recibir valores en cubierta en caso de instalación en un barco a vela, pantalla que dispondrá de un conjunto de botones, al igual que la pantalla del conjunto de dicha electrónica, que permite cambiar entre las principales funciones básicas.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra una representación esquemática del conjunto correspondiente al sistema de medida realizado de acuerdo con el objeto de la invención.

La figura 2.- Muestra el elemento o accesorio en el que se instala el sensor extensiométrico.

La figura 3.- Muestra un detalle en sección de la forma de quedar integrado y protegido el sensor extensiométrico en el elemento o accesorio representado en la figura anterior.

Realización preferente de la invención

A la vista de las comentadas figuras, puede observarse una barra o cable (1) cuya tensión se pretende medir, de manera que en el terminal (2) correspondiente a esa barra o cable (1) se monta un accesorio o elemento (3) con un cajeado (4) previsto para la instalación de un sensor o galga extensiométrica (5) que queda oculto por un protector (6), de manera que éste rellena la cavidad o alojamiento (4) del accesorio (3) para proteger el sensor extensiométrico (5), estando preferentemente constituido ese protector (6) mediante resinas y adhesivos de tipo epóxicos adecuados para el ambiente de trabajo.

El sensor (5) integrado de la manera referida, capta las deformaciones del cable o barra (1), concretamente el accesorio (3) situado en el terminar (2) de dicho cableo o barra (1), y las señales correspondientes son enviadas, a través de unos cables (7), hasta una electrónica (8), la cual queda albergada en un PC equipado con una tarjeta de adquisición de datos y una caja de conexiones y acondicionamiento de la señal.

Los cables (7) correspondientes a las conexiones de transmisión de las señales del sensor extensiométrico (5) a la electrónica (8), queda dividido en dos partes (7 y 7'), mediante un elemento intermedio de seccionado (9) que puede estar constituido por conectores rápidos y apropiados para las condiciones climatológicas en el lugar de la instalación, permitiendo la desconexión en caso de necesidad de mantenimiento de la estructura.

La electrónica (8) equipada con la tarjeta de adquisición de datos se complementa con una pantalla exterior (10), como complemento del PC, conectada a través de un cable (11) que permite instalarla, en el caso de un buque de vela, en la bitácora y lugar de fácil acceso en otros tipos de mediciones, pantalla (10) que dispondrá, al igual que la electrónica (8) que cuenta también con su correspondiente pantalla, con un conjunto de botones que permiten cambiar entre las funciones básicas.

Debe tenerse en cuenta que para llegar a una instalación exitosa se inicia un estudio del terminal accesorio (2-3) y del cable o barra (1), en cuyo estudio se debe dar con una sección constante y suficientemente lejos de los puntos de concentraciones de las tensiones de la parte donde se pueda hacer el mecanizado para insertar el sensor o galga extensiométrica (5), de manera que una vez definido ese punto se pasa a la calibración de la propia galga para la sección de instalación, con la particularidad de que dicha calibración y debido a la naturaleza el esfuerzo de tracción en las estructuras...

1. Sistema de medida de tensiones en estructuras tensionadas, suspendidas o atirantadas con cable o barra, que pudiendo ser aplicable en jarcias de buques a vela, o en cualquier otro tipo de estructura tensionada, se caracteriza porque incluye un sensor extensiométrico (5) que se integra en un accesorio (3) montado en el seno de un terminal (2) del correspondiente cable o barra (1) tensionada, con la particularidad de que dicho sensor extensiométrico (5) queda protegido en la cavidad o alojamiento (4) del accesorio (3) mediante una protección (6); habiéndose previsto que la señal del sensor (5) sea tratada por una electrónica (8) de la que forma parte un PC equipado con una tarjeta de adquisición de datos.

2. Sistema de medida de tensiones en estructuras tensionadas, suspendidas o atirantadas con cable o barra, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la conexión entre el sensor o sensores extensiométricos (5) y la electrónica (8) está establecida mediante unos cables o cableado (7-7') con un seccionamiento intermedio (9) que permite la conexión y desconexión entre dichas partes.

3. Sistema de medida de tensiones en estructuras tensionadas, suspendidas o atirantadas con cable o barra, según reivindicación 2ª, caracterizado porque el medio de seccionamiento (9) incluye conectores rápidos apropiados para soportar las condiciones climatológicas en el lugar de la instalación y para permitir el desconexionado ante cualquier eventualidad.

4. Sistema de medida de tensiones en estructuras tensionadas, suspendidas o atirantadas con cable o barra, según reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizado porque la electrónica (8), además del PC asociado a la misma, de los medios de acondicionamiento de la señal y de la tarjeta de adquisición de datos, incluye una pantalla de visualización de dichos datos.

5. Sistema de medida de tensiones en estructuras tensionadas, suspendidas o atirantadas con cable o barra, según reivindicación 4ª, caracterizado porque la electrónica (8) se complementa con una pantalla exterior (10) en conexión con tal electrónica (8) mediante un cableado (11), pantalla (10) que al igual que la establecida en la electrónica (8), incluye botones que permiten cambiar entre las principales funciones básicas.