LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A UN DISPOSITIVO PARA MEDIR DENSIDADES O DETERMINAR LA PRESENCIA Y LA CANTIDAD DE MATERIALES DE DISTINTA DENSIDAD EN UN OBJETO (9,

18) QUE VA A SER MEDIDO, DE UN MATERIAL SOLIDO, LIQUIDO O GASEOSO, DISPOSITIVO QUE COMPRENDE AL MENOS UNA FUENTE DE RADIACION (5, 12) PARA EMITIR RADIACION ELECTROMAGNETICA, Y AL MENOS UN SENSOR (6, 13) PARA MEDIR LA INTENSIDAD DE RADIACION, SITUADO DE FORMA QUE ABSORBA LA RADIACION DE LA FUENTE DE RADIACION (5, 12) Y ESTE CONECTADO A UNA UNIDAD DE CALCULO (8, 16). SEGUN LA INVENCION, EL DISPOSITIVO EMITE RADIACION DE AL MENOS DOS LONGITUDES DE ONDA Y COMPRENDE MEDIOS DE MEDICION PARA DETERMINAR LA EXTENSION DEL OBJETO (9, 18) ENTRE LA FUENTE DE RADIACION (5, 12) Y EL SENSOR (9, 18) ENTRE LA FUENTE DE RADIACION (5, 12) Y EL SENSOR (6, 13). ADEMAS, LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA MEDIR LA DENSIDAD, QUE COMPRENDE LA RADIACION DE RAYOS ELECTROMAGNETICOS A TRAVES DE UN OBJETO (9, 18) QUE VA A SER MEDIDO Y MEDIR LA INTENSIDAD DE RADIACION EN EL LADO DE SALIDA DE LOS RAYOS EN EL OBJETO (9, 18) QUE SE VA A MEDIR. SEGUN EL PROCEDIMIENTO, LA EXTENSION DEL OBJETO (9, 18) SE MIDE A LO LARGO DEL RECORRIDO DE LA RADIACION A TRAVES DEL OBJETO QUE SE VA A MEDIR Y LA RADIACION SE EFECTUA AL MENOS A DOS LONGITUDES DE ONDA DISTINTAS.

Procedimiento y dispositivo para medir la densidad.

Campo técnico La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para medir la densidad y distinguir áreas de diferentes densidades en un objeto de material sólido, líquido o gaseoso, que se quiere medir, comprendiendo dicho dispositivo una fuente de radiación que emite radiación electromagnética, un sensor para medir la intensidad de la radiación tras su paso a través del objeto a medir, y una unidad de cálculo.

Antecedentes

En muchas ocasiones resulta interesante poder medir la densidad de los materiales sin dañarlos o cambiarlos, y poder determinar la presencia y la cantidad de materiales que tienen distintas densidades. Por ejemplo, dentro de la industria forestal, la posibilidad de distinguir entre diferentes calidades cobra cada vez más importancia. Ya en la fase de tala resulta importante conocer la densidad de los troncos, por un lado a fin de poder detectar directamente y rechazar las partes que se han podrido o dañado de cualquier otra manera, y que en consecuencia carecen de valor, y por otro lado para poder calcular el precio de la madera (que al menos en Suecia, hoy en día, se determina en base a la densidad y no al volumen) . También resulta interesante medir la densidad en los aserraderos. Un mayor conocimiento sobre los troncos hace que resulte más fácil clasificar los troncos, permitiendo apartar los troncos dañados, que presenten demasiados nudos o sean resinosos.

También en otros sectores las mediciones de este tipo pueden ser de gran importancia. Por ejemplo, hacen que resulte fácil determinar la calidad del aceite a fin de estimar la cantidad de agua, impurezas metálicas y otros componentes que contiene el mismo, lo cual es importante a fin de permitir realizar los cambios de aceite de los motores a intervalos lo suficientemente frecuentes y evitar desgastes y averías. Además, el procedimiento puede usarse en la manipulación de desechos para clasificarlos por tipos, para determinar la calidad de elementos de la construcción, y así sucesivamente.

Con el fin de medir la densidad, hace tiempo que se conoce el procedimiento de permitir que la radiación electromagnética penetre el objeto a medir y a continuación medir la intensidad y calcular la cantidad de intensidad original que se ha absorbido. Se pueden encontrar ejemplos de dichos procedimientos y dispositivos en los documentos SE 466 365, JP 01-250 743, DE 28 46 702, US 3 136 892 y US 5 105 453. Sin excepción, en estos ejemplos sólo se usa radiación de una única longitud de onda, y en consecuencia sólo se obtiene una indicación de la intensidad de la radiación a lo largo del recorrido de cada radiación a través del objeto a medir. Esta indicación puede usarse para determinar la densidad media del objeto a medir y la variación de la misma a lo largo del objeto, pero no permite distinguir la presencia o la cantidad de distintos tipos de materiales en cada medición. De acuerdo con los ejemplos proporcionados, dicha información sólo puede obtenerse a partir de un gran número de recorridos de radiación que partan de distintos puntos (tomografía) .

El documento EP 0 236 623 desvela un dispositivo para medir el contenido gaseoso y acuoso de un objeto en forma de aceite crudo, usando radiación con tres longitudes de onda para determinar la presencia y cantidad de hasta tres constituyentes distintos. Como caso especial, en la que la longitud del recorrido del haz de radiación es fija, invariable y conocida, sólo se usan dos energías de fotones diferentes. Sin embargo, este documento no desvela ninguna medición de la longitud del recorrido del haz de radiación, y no tiene por objeto usar activamente la medición del espesor como una manera de eliminar la necesidad de una longitud de onda de radiación.

Objeto de la Invención El objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo y un procedimiento para medir la densidad, permitiendo la presencia y la cantidad de distintos tipos de materiales a determinar de forma práctica y sencilla. Este objeto se logra mediante un dispositivo y un procedimiento que se definen en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los Dibujos En los dibujos:

La Fig. 1 es una vista esquemática de una variedad móvil del objeto inventivo para medir la densidad y determinar la presencia y la cantidad de distintas áreas de densidad en troncos, y:

La Fig. 2 es una vista esquemática de una variedad estacionaria del objeto inventivo para medir la correspondiente densidad.

Descripción de realizaciones Preferidas A continuación se explican dos realizaciones preferidas actualmente, a modo de ejemplo y con referencia a los dibujos adjuntos.

La Fig. 1 ilustra un dispositivo móvil para medir la densidad de troncos, de acuerdo con la invención. El dispositivo comprende dos brazos 1, 2 que se conectan de forma móvil, de manera que permitan realizar lecturas con respecto a la distancia entre dos puntos predeterminados, uno en cada brazo. Los brazos podrían, por ejemplo, unirse entre si, de la manera que se ilustra en la Fig. 1. De acuerdo con dicha figura, los brazos 1, 2 se sujetan a una pieza 3 principal, a modo de vástagos, de manera que uno de los vástagos del brazo 2 se conecta rígidamente con la pieza principal, mientras que el brazo 1 opuesto se une de forma móvil a la pieza 3, principal, mediante una pieza 4 de interconexión. De esta manera, se forman calibres mediante los cuales puede leerse la posición de la pieza 4 de interconexión con respecto a la pieza 3 principal, para establecer el espaciado entre los brazos 1, 2. La lectura puede realizarse manualmente, pero preferentemente debería realizarse automáticamente, tras lo cual el resultado se envía mediante cables eléctricos a una interfaz 7 de medición y desde ahí hasta una unidad 8 de cálculo. Sin embargo, el calibre de medición podría tener una configuración diferente. Los brazos podrían, por ejemplo, ser giratorios el uno con respecto al otro, con lo que podría convertirse el ángulo que forman los brazos entre si para establecer la distancia entre dos puntos, uno en cada brazo 1, 2.

Uno de los brazos 1, 2 soporta una fuente 5 de radiación por el extremo del mismo que no se une con la pieza 3, principal. La fuente de radiación tiene por objeto emitir radiación electromagnética, preferentemente dentro del intervalo de los rayos X y que tenga al menos dos longitudes de onda diferentes. La emisión puede hacerse secuencialmente, es decir, la fuente 5 de radiación inicialmente emite rayos que tienen una longitud de onda, y después, alterando la tensión a lo largo del tubo de radiación, una longitud de onda diferente. Como alternativa, la fuente 5 de radiación puede consistir en dos o varios tubos de radiación separados y yuxtapuestos que radian bien simultáneamente o secuencialmente. Lo importante es, sin embargo, que la radiación con distintas longitudes de onda atraviesa el objeto a medir básicamente a lo largo del mismo recorrido. El otro brazo 2 soporta un sensor 6 para medir la intensidad de la radiación que emite la fuente de radiación. El sensor 6 puede consistir en varios sensores parciales independientes. Cuando la fuente 5 de radiación emite radiación con dos (o más) longitudes de onda simultáneamente, la intensidad de las dos señales debe entonces medirse individualmente. Esto puede lograrse directamente tomando disposiciones de manera que ciertos sensores parciales sólo midan por filtración, la radiación que tiene cierto nivel de energía, mientras que los otros miden los demás niveles de energía. También puede lograrse mediante el subsiguiente tratamiento de las señales, permitiendo que las señales superpuestas puedan separarse. Los resultados de la medición se transmiten hasta el interfaz 7 de medición y a desde ahí a la unidad 8 de cálculo. La interfaz 7 de medición, de acuerdo con la Fig. 1 comprende una fuente de tensión para la fuente 5 de radiación. De un modo que se describirá más adelante con más detalle, la unidad 8 de cálculo puede entonces computar la presencia y cantidad de los distintos tipos de materiales.

Durante su uso, los calibres se adosan al objeto 9 que se quiere medir, tras lo cual se lee el diámetro del objeto y los datos de las mediciones obtenidas de este modo, se transfieren a la unidad 8 de cálculo. La fuente 5 de radiación se activa entonces, la energía de radiación penetra a través del objeto 9 a medir y alcanza el sensor 6. El sensor registra la intensidad de la radiación incidente y los datos resultantes se transfieren también a la unidad 8 de cálculo...

1. Un dispositivo para medir la densidad o determinar la presencia y las cantidades de materiales de diferentes densidades en un objeto (9, 18) a medir, consistiendo dicho objeto, al menos principalmente, en un material sólido y que tiene un espesor variable, comprendiendo dicho dispositivo al menos una fuente (5, 12) de radiación para emitir radiación electromagnética, y al menos un sensor (6, 13) para medir la intensidad de la radiación tras su paso a través del objeto (9, 18) a medir, y conectándose a una unidad (8, 16) de cálculo, caracterizado porque la radiación se emite al menos con dos longitudes de onda, y porque el dispositivo comprende medios de medición para determinar la extensión del objeto (9, 18) entre la fuente (5, 12) de radiación y el sensor (6, 13) , y porque la unidad (8, 16) de cálculo se dispone para calcular la presencia y la cantidad de hasta N+1 tipos diferentes de material, en base a los datos de medición que se reciben del sensor (6, 13) con respecto a un número N de diferentes longitudes de onda de radiación, el espesor del objeto (9, 18) , y el conocimiento de los coeficientes de atenuación de los tipos de material implicados.

2. Un dispositivo, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque es móvil y porque los medios de medición comprenden dos brazos (1, 2) interconectados, que se disponen para un movimiento relativo y para soportar el sensor (6) y la fuente (5) de radiación, respectivamente, comunicándose dicho sensor y dicha fuente de radiación, y porque dichos brazos (1, 2) se disponen, debido a sus posiciones mutuas, para proporcionar información sobre la extensión del objeto (9) a medir, cuando los brazos (1, 2) se llevan hasta una posición lo más próxima posible el uno del otro, a uno y otro lado del objeto (9) a medir.

3. Un dispositivo, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque es estacionario y porque los medios de medición comprenden láseres (14, 15) que se posicionan en una relación básicamente opuesta, adyacentes a la fuente (12) de radiación y el sensor (13) respectivamente, usándose los haces de luz que emite el láser y que el objeto (18) que se está midiendo refleja de vuelta, para calcular el espesor del objeto (18) .

4. Un dispositivo, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la radiación electromagnética se encuentra dentro del intervalo de radiación de los rayos X.

5. Un procedimiento para medir la densidad, que comprende la radiación de rayos electromagnéticos a través de un objeto (9, 18) a medir y la medición de la intensidad de la radiación del lado por el que salen los rayos del objeto (9, 18) a medir, caracterizado porque mide la extensión del objeto (9, 18) a lo largo del recorrido de la radiación que atraviesa el objeto y efectúa la radiación al menos con dos longitudes de onda diferentes, y calcula la presencia y cantidad de hasta al menos tres N+1 tipos diferentes de materiales, en base a los datos de medición de la radiación a N longitudes de onda diferentes, de la extensión del objeto (9, 18) a medir y de los coeficientes de atenuación conocidos de los tipos de material que incluye el objeto a medir.