Sistema de detección de vida útil de lámparas de descarga, especialmente de aquéllas cuya vida media sea relativamente larga (de 2 a 5 años),

de forma que se pueda determinar con garantías el tiempo de vida útil remanente de las mismas basado en, una vez establecidos los criterios de aceptación y rechazo de una lámpara, estudiar preferentemente de manera diaria el incremento de resistencia respecto a su valor al comienzo de su vida útil, a temperatura constante y eliminando la influencia en la medición del resto de dispositivos del sistema, para poder conocer cuánto tiempo tardará en llegar a los valores críticos de funcionamiento partiendo de un estado conocido y poder así establecer un plan de mantenimiento predictivo.

Campo de la invención

La presente invención se engloba dentro de los sistemas de mantenimiento predictivo aplicables a las lámparas de descarga, que forman parte normalmente de los alumbrados de exterior y de los alumbrados interiores de edificios industriales y de edificios comerciales.

Base de funcionamiento de la invención

Las lámparas de descarga carecen de filamento, por 10 que se dificulta enormemente el

conocimiento del estado de envejecimiento de las mismas. Se ha obtenido por medio de modelos numéricos computacionales y validado por experimentación, que en las lámparas de descarga a medida que van envejeciendo por las horas de uso, por el número de encendidos, por la temperatura exterior, etc., se detecta un leve incremento de su resistencia óhmica (Fig.04) siempre que realicemos la comparación de las

2 O diferentes medidas de resistencia a la misma temperatura de lámpara, es decir a temperatura constante, que preferentemente hemos establecido en 40° C, ya que lámpara en su funcionamiento normal supera siempre los 40°C. La temperatura ideal debe ser inferior al mínimo que presente la lámpara tras un funcionamiento prolongado, y superior a la temperatura ambiente máxima en la zona de utilización. El

incremento de resistencia L\R, se define a los valores relativos a su estado inicial (el de la lámpara nueva) :

M =R lámpara envejecida -R lámpara nueva

3 O Si medimos a temperaturas diferentes será imposible detectar la citada variación de resistencia debida al envejecimiento de la lámpara, pues influye de forma más importante la temperatura de la lámpara en la variación de la resistencia. Este incremento de su resistencia óhmica no está documentado y hay que obtenerlo por experimentación. Además, como influye la variable temperatura, tendremos una

variación para cada valor de ésta, motivo éste que puede dificultar el muestreo.

También hay que tener en cuenta la influencia en dicha variación de resistencia del resto de los dispositivos auxiliares que acompañan a la lámpara de descarga: reactancia

o balasto, arrancador, condensador, conexiones, etc., ya que la resistencia interna de

ellos varía más que la variación de resistencia debido al envejecimiento de la lámpara 5 de descarga.

Antecedentes de la invención

Son conocidos bastantes sistemas de tele-monitorización de sistemas de alumbrado

exterior, así como de sistemas para detectar fallos en los diferentes elementos (fusibles, reactancia o balasto, arrancador, lámpara) , pero no se conoce ningún sistema que sea capaz de detectar, con la suficiente precisión, la vida útil de lámparas de descarga (detectan normalmente sólo su fallo integral) .

Sistemas como los citados pueden observarse por ejemplo en los documentos: OB2403357; W09636202 también publicado como ES2l6025l T; W00024229 también publicado como ES222l481 T; JP200401431 O; entre otros.

Estos sistemas presentan una problemática que se centra fundamentalmente en los 2 O siguientes aspectos:

No detectan la vida útil de lámparas de descarga, detectando sólo su fallo

integral, bien por colapso de la lámpara o bien por el fallo de alguno de los

sistemas auxiliares como reactancia o balasto y arrancador.

Su uso se limita a lámparas con filamento para poder averiguar el estado de las mismas.

Miden la corriente o la luminancia de la farola o de la lámpara, parámetros que

3 O no dependen exclusivamente de la lámpara, ya que el envejecimiento de reactancias o balastos y arrancadores influyen en esas mediciones, y es sabido que la reactancia o balasto y arrancador no se reemplazan con cada cambio de lámpara, salvo colapso de los mismos, por lo que cuando reemplacemos la lámpara por una nueva, normalmente dichos elementos serán los que había con la lámpara anterior, los cuales estarán ya algo envejecidos, y alterarán por tanto los valores de corriente y de luminancia del sistema, pese a que la lámpara pueda ser nueva.

El sistema que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la 5 problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos

comentados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1, muestra una vista esquemática de una luminaria de exterior (farola) (lOO) , en la que se puede apreciar el alojamiento (H1) donde se ubicará una parte del dispositivo objeto de la invención, y el alojamiento (H2) donde se ubicará otra parte. Además puede verse la red de comunicación de datos (102) y el equipo de supervisión,

control y adquisición de datos (101) .

La figura 2, muestra una vista del esquema eléctrico de una realización del dispositivo, en la que se aprecia la parte que irá aloj ada en H 1 (1) , y la parte que irá aloj ada en H2 (2) .

La figura 3, muestra el diagrama de bloques o de flujo del procedimiento de una realización objeto de la invención.

La figura 4, muestra un diagrama cartesiano, obtenido por experimentación, de la

variación de la resistencia "~R" de una lámpara genérica de descarga utilizada normalmente en alumbrado exterior, a medida que va envejeciendo debido a su normal funcionamiento y para una temperatura de referencia preferente de 40°C.

3 O DECRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA

En la figura 1, se muestra una vista esquemática de una luminaria de exterior (farola) (100) , en la que se puede apreciar el alojamiento (HI) donde se ubicará una parte del dispositivo objeto de la invención, y el alojamiento (H2) donde se ubicará otra parte.

Además puede verse la red de comunicación de datos (102) Y el equipo de supervisión, control y adquisición de datos (10 1) .

En la figura 2, se muestra la Parte 1 (1) y la Parte 2 (2) bien diferenciadas del

dispositivo objeto de la invención. La Parte 2 (2) , es una modificación y ampliación de un esquema convencional de una lámpara de descarga (112) . Los bornes (108) alimentan el circuito general de la lámpara y el condensador (109) para mejora del factor de potencia (cos q»; a continuación se tiene la reactancia o el balasto (110) Y el arrancador (111) , según el tipo de lámpara. Se interrumpe la alimentación a la lámpara

(112) mediante dos conductores (1121) . Por último aparece el sensor (113) , que detecta la temperatura de la lámpara "TL", y los dos cables para transmitir su señal eléctrica (1131) . La Parte 1 (1) dispone de los fusibles (107) , Y bornas de alimentación general (106) , así como de una etapa de medida y registro (104) que mide y registra la resistencia de lámpara "RL" y la temperatura de lámpara "TL"; dicha resistencia se

mide cuando el alumbrado está en modo reposo (día) ; y para evitar que influya en la medida la reactancia o el balasto se emplea un relé (105) cuyos contactos, normalmente cerrado (1052) y normalmente abierto (1051) respectivamente, realizan la función de desconexión de la lámpara del resto del sistema de iluminación (reactancias o balastos y arrancadores) para poder medir la resistencia que corresponde

2 O únicamente a la lámpara; por último se dispone de una etapa de control y comunicación (103) , que activa las mediciones y activa o desactiva el relé (105) . La etapa (103) pasa los datos, de resistencia de lámpara y de temperatura de lámpara, al bus de comunicaciones tipo RS (Red Serie) (102) hasta la etapa de comunicaciones y de supervisión, control y adquisición de datos (10 1) , que además dispone de un

modem GSM para enviar los datos centralizados de todas las luminarias a un centro de mando. La energía para alimentar las etapas (103, 104) , el relé (105) y el sensor de temperatura (113) , se toma de la señal continua del bus de comunicaciones (102) , ya que no se puede tomar de la red de alumbrado porque cuando se activa el procedimiento éste estará a OFF.

En la figura 3 se muestra el diagrama de etapas o de flujo del procedimiento de una realización...

1. Sistema de detección de vida útil de lámparas de descarga caracterizado porque dispone de un sensor (113) para medir la temperatura de lámpara, y dispone de un relé (105) que consta de un contacto normalmente cerrado (1052) Y de un contacto normalmente abierto (1051) , que permite la interrupción del cableado de la lámpara de descarga (112) para poder medir la resistencia exclusivamente de la lámpara de descarga (112) sin que se vea afectada dicha resistencia por un arrancador (111) o por una reactancia o balasto (110) o por un condensador (109) , Y porque dispone de una etapa de medida y registro (104) , para medir y registrar la resistencia de lámpara "RL" y la temperatura de lámpara "TL", y que dispone también de una etapa de control y comunicación (103) , que activa las mediciones y registros y activa o desactiva el relé (105) Y que además envía los datos de resistencia de lámpara "RL" Y de temperatura de lámpara "TL", mediante un bus de comunicaciones tipo RS (102) , hasta una etapa de comunicaciones y de supervisión, control y adquisición de datos (101) , disponiendo esta última etapa de un modem GSM para enviar los datos centralizados de todas las luminarias a un centro de mando.

2. Procedimiento de verificación del estado de lámparas de descarga utilizando un sistema de detección de vida útil de lámparas de descarga, descrito en la reivindicación anterior, caracterizado porque, utilizando la resistencia de lámpara "RL" como variable de diagnosis, comprende las siguientes etapas:

Realizar mediciones de la resistencia de lámpara "RL" a temperatura constante; para ello se procederá a registrar una medición cada vez que la lámpara pase de ON a OFF, normalmente de manera diaria, y se haya activado el relé (105) de interrupción de cableado y se haya esperado a que la lámpara se enfríe hasta la temperatura de referencia, indicada por un sensor de temperatura de lámpara (113) .

Realizar mediciones de la temperatura de lámpara "TL".

Determinar, a partir de la información obtenida en las etapas anteriores,

"RL" para una "TL", y determinar también a partir de la curva que

representa el incremento de la resistencia "~R" en función horas de

funcionamiento (Fig.4) , el estado de la lámpara de descarga. Para ello una

vez obtenido el incremento "~R" se compara con el valor de incremento de

resistencia de defecto "~RD". Si "~R > ~RD", la lámpara está defectuosa y

se propone su cambio inmediato. Si "~R < ~RD", se compara entonces con

el valor de incremento de resistencia de mal estado. Si "~R > ~RME" la

lámpara está en mal estado y se propone programar su cambio. Si ~R no es 10 mayor que ninguno de esos dos valores, ello implica que la lámpara está en

buen estado y no se realiza ningún acción.