Transmisión inalámbrica de datos de proceso desde dentro de recipientes a presión.

Una vasija (26) para proteger un transmisor inalámbrico (28) para ser usado en un ambiente de alta temperatura,

alta presión, especialmente para la transmisión inalámbrica de datos de procesos industriales dentro de un recipientea presión, que comprende:

una caja (55) resistente a la presión para proteger al transmisor (28) de los efectos de la presión en elambiente;

una barrera térmica dentro de la caja (55) para proteger al transmisor (28) de los efectos del calor en elambiente, comprendiendo la barrera térmica un disipador de calor (58) y una cámara de vacío (56) definidosentre la caja (55) y el disipador de calor (58); y

un compartimento (60) dentro del cual se puede colocar el transmisor (28), estando el compartimento (60)rodeado por el disipador de calor (58) para lograr que el compartimento (60) se mantenga substancialmente ala presión atmosférica mientras que la cámara de vacío (56) se mantiene a menor presión.

Transmisión inalámbrica de datos de proceso desde dentro de recipientes a presión.

CAMPO TÉCNICO Esta descripción se refiere en general a técnicas para recoger datos de procesos industriales usando telemetría, y trata más en particular de un sistema y un método para transmitir inalámbricamente datos de proceso desde dentro de un recipiente a presión, tal como un autoclave.

ANTECEDENTES A menudo es deseable medir ciertos parámetros de procesos industriales tales como temperatura, presión o el estado de una reacción del proceso con objeto de optimizarlo. Por ejemplo, capas estratificadas compuestas se pueden colocar en un autoclave con objeto de compactarlas y curarlas a elevadas temperaturas y presiones. Es a veces deseable medir la presión que se aplica en varios lugares sobre el estratificado, ya que estas presiones locales pueden tener efecto sobre la porosidad, y por consiguiente sobre la calidad de la pieza curada compuesta.

El recoger datos del proceso del tipo mencionado anteriormente es más difícil cuando el proceso se realiza bajo condiciones ambientales hostiles, tales como a los elevados niveles de temperatura y presión usados comúnmente en los autoclaves, debido a la sensibilidad de los dispositivos electrónicos de medición a elevadas temperatura y presión. Normalmente, con objeto de medir parámetros tales como la presión aplicada al estratificado y la temperatura, sensores de presión y termopares colocados sobre o cerca del estratificado se conectan por medio de largas líneas que deben estar colocadas y cuidadosamente dispuestas dentro del autoclave. En el caso de detección de vacío o presión, se debe usar una manguera relativamente engorrosa, pesada, para conectar el estratificado con una caja de empalmes en la pared del autoclave. Estas líneas y mangueras se deben conectar individualmente a accesorios en la caja de empalmes con objeto de acoplar los dispositivos de medición al equipo electrónico de recogida de datos en el exterior del autoclave. El acoplar los dispositivos de medición al equipo de captura de datos situado fuera del autoclave requiere múltiples puntos de paso del cableado a través de la pared del autoclave.

El procedimiento descrito anteriormente tiene un cierto número de desventajas, incluyendo el tiempo y la mano de obra necesitados para planear, preparar, orientar y conectar las líneas y las mangueras dentro del autoclave. Los hilos y las mangueras son relativamente costosos, y proporcionan poca o ninguna flexibilidad en el esquema de diseño. Además, los sensores de medición no puede proporcionar datos útiles o herramientas hasta que hayan sido conectados al autoclave, impidiendo por consiguiente la posibilidad de hacer mediciones preliminares antes de que el estratificado esté cargado en el autoclave. De manera similar, los sensores de medida no pueden proporcionar datos útiles o herramientas después de desconectarlos y después de que el estratificado haya sido retirado del autoclave para su enfriamiento posterior.

La patente EP 0604387A1 describe una disposición de medición para autoclaves o disposiciones semejantes bajo duras condiciones climáticas, que incluye al menos una sonda para la medición y electrónica de medición conectada a la sonda de medición por medio de una línea de conexión dispuesta en una vasija aislada térmicamente. La electrónica de medición incluye una unidad transmisora a la cual está asociada una antena transmisora. La vasija aislada térmicamente contiene dos recipientes Dewar orientados en oposición, dispuestos uno dentro del otro, alojando el recipiente interior Dewar la electrónica de medición.

El documento WO 93/21964A1, describe un método y un aparato para comprobar esterilizadores. Una unidad de comprobación consta de dos componentes principales - un módulo de comprobación reemplazable y una unidad de recogida y transmisión de datos.

De acuerdo con ello, existe la necesidad de un sistema para medir y transmitir datos de proceso desde el interior de un autoclave que sea económico, fácil de configurar y que elimine la engorrosa conexión de hilos y mangueras. Además, existe la necesidad de un sistema del tipo anteriormente mencionado que sea altamente flexible y permita la medición de al menos alguno de los parámetros antes de que una pieza estratificada se cargue dentro del autoclave y/o después de que la pieza estratificada haya sido retirada del autoclave.

COMPENDIO Las realizaciones que se describen proporcionan supervisión “in situ” de procesos de autoclave. Una ventaja de las realizaciones que se describen es que se proporciona un sistema para supervisar “in situ” procesos, que elimina ampliamente la necesidad de largas y engorrosas longitudes de mangueras y de hilos de conexión para conectar el equipo de recogida de datos con los sensores de medición sobre o cerca de una pieza de estratificado. Los hilos y mangueras de conexión se eliminan esencialmente por medio del uso de un transmisor inalámbrico que trasmite los datos de la medición desde la pieza de estratificado al equipo de recogida/tratamiento de datos situado en el exterior del autoclave. Sólo es necesario un único paso de cableado en la pared del autoclave con objeto de conectar el equipo externo de recogida de datos a los sensores en el interior del autoclave.

De acuerdo con una realización que se describe, se proporciona una vasija para proteger un transmisor inalámbrico que se usa para transmitir datos desde un entorno de alta temperatura, alta presión. El vasija consta de una caja hermética a presión para proteger al transmisor de los efectos de la presión en un ambiente de alta temperatura, alta presión; un compartimento dentro de la caja dentro del cual se puede colocar el transmisor; y una barrera térmica dentro de la caja que rodea al compartimento y protege al transmisor de los efectos del calor en el ambiente de alta temperatura, alta presión. La barrera térmica puede incluir un cierto volumen de aislante térmico y un disipador de calor que rodee al compartimento del transmisor con objeto de evitar que la temperatura en el compartimento alcance un nivel que pueda dañar al transmisor. El disipador de calor puede incluir una masa térmica tal como hierro, agua o una aleación metálica de cambio de fase que tenga un punto de fusión relativamente bajo.

De acuerdo con otra realización descrita, se proporciona una vasija para proteger un dispositivo electrónico de los efectos del calor y presión externos, que comprende: una caja exterior hermética a la presión, un compartimento dentro del cual se puede albergar un dispositivo electrónico; una cámara de vacío que rodea el compartimento interior, en la cual se evacúa parcialmente el aire para aislar térmicamente el compartimento; y un disipador de calor para absorber el calor que pase a través de la cámara de vacío, rodeando el disipador de calor al compartimento y estando dispuesto entre el compartimento y la cámara de vacío. El disipador de calor puede incluir un depósito adaptado para contener una cierta cantidad de agua. Un pasadizo sitúa al depósito en comunicación de fluido con el vacío, y una conexión de fluido en el alojamiento está adaptada para ser conectada con una fuente de presión reducida para extraer el vapor de agua en la cámara de vacío. El disipador de calor puede incluir una aleación metálica de cambio de fase que contenga Bi, Pb e In. La vasija puede incluir además una antena adaptada para estar conectada al transmisor y montada sobre una superficie exterior de la caja hermética a la presión.

De acuerdo con otra realización descrita, se proporciona un sistema para recoger datos relativos a un proceso realizado dentro de un autoclave, que comprende: al menos un sensor dentro del autoclave para detectar un parámetro relativo al proceso; un transmisor inalámbrico conectado al sensor para transmitir señales desde el interior del autoclave que representan al parámetro detectado; una vasija dispuesta dentro del autoclave, estando la vasija rodeando y protegiendo al transmisor de los efectos del calor y de la presión dentro del autoclave; y un receptor inalámbrico fuera del autoclave y que incluye una antena dentro del autoclave para recibir las señales transmitidas. La vasija puede incluir una caja hermética a la presión, un compartimento en el que se aloja el transmisor, una capa de aislante térmico que rodea al compartimento y un disipador de calor que rodea al compartimento y dispuesto entre la capa de aislante térmico y el compartimento. El receptor incluye cableado que pasa a través del autoclave para conectar la antena receptora a la unidad receptora. El sistema puede incluir opcionalmente un registrador de datos dentro de la vasija para registrar y almacenar los parámetros... [Seguir leyendo]

1. Una vasija (26) para proteger un transmisor inalámbrico (28) para ser usado en un ambiente de alta temperatura, alta presión, especialmente para la transmisión inalámbrica de datos de procesos industriales dentro de un recipiente a presión, que comprende:

una caja (55) resistente a la presión para proteger al transmisor (28) de los efectos de la presión en el ambiente; una barrera térmica dentro de la caja (55) para proteger al transmisor (28) de los efectos del calor en el ambiente, comprendiendo la barrera térmica un disipador de calor (58) y una cámara de vacío (56) definidos entre la caja (55) y el disipador de calor (58) ; y un compartimento (60) dentro del cual se puede colocar el transmisor (28) , estando el compartimento (60) rodeado por el disipador de calor (58) para lograr que el compartimento (60) se mantenga substancialmente a la presión atmosférica mientras que la cámara de vacío (56) se mantiene a menor presión.

2. La vasija (26) de la reivindicación 1, en la que la sección transversal de la cámara de vacío (56) y del disipador de calor (58) tienen cada uno forma de anillo y rodean concéntricamente al compartimento (60) .

3. La vasija (26) de la reivindicación 1, que comprende además una antena (30) adaptada para ser conectada al transmisor (28) y montada sobre una superficie exterior de la caja (55) .

4. Un sistema para recoger datos relativos a un proceso realizado dentro de un autoclave (22) , que comprende:

al menos un sensor (24) dentro del autoclave (22) para detectar un parámetro relacionado con el proceso; un transmisor inalámbrico (28) conectado al sensor (24) para transmitir señales desde dentro del autoclave (22) que representan al parámetro detectado; una vasija (26) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 colocada dentro del autoclave (22) rodeando y protegiendo dicha vasija (26) al transmisor (28) de los efectos del calor y de la presión dentro del autoclave (22) ; y una antena receptora (34) dentro del autoclave (22) para recibir las señales transmitidas.

5. El sistema de la reivindicación 4, que comprende además:

un receptor inalámbrico (32) en el exterior del autoclave (22) y conectado a la antena (34) , y una conexión de cable (33) que pasa a través del autoclave (22) para conectar la antena receptora (34) al receptor (32) .

6. El sistema de la reivindicación 4, que comprende además un registrador de datos (50) dentro de la vasija (26) y conectado al transmisor (28) para capturar y almacenar los parámetros detectados.

7. El sistema de la reivindicación 4, que comprende además:

un útil o herramienta dentro del autoclave (22) que se usa en el proceso, teniendo dicho útil o herramienta una cavidad en la cual está dispuesta la vasija (26) .

8. Un método de recoger datos relativos a un proceso realizado dentro de un autoclave (22) que contiene una vasija

(26) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, comprendiendo dicho método:

detectar datos del proceso dentro del autoclave (22) ; enviar los datos detectados a un transmisor inalámbrico (28) situado en el compartimento (60) de la vasija (26) ; transmitir inalámbricamente los datos; y recibir los datos transmitidos.

9. El método de la reivindicación 8, en el que transmitir inalámbricamente los datos incluye:

transmitir inalámbricamente los datos desde una primera antena (30) a una segunda antena (34) dentro del autoclave (22) , y llevar los datos desde la segunda antena (34) a través de una pared del autoclave (22) a un receptor (32) .