SISTEMA SENSOR.

Aparato que tiene un sistema de sensor para proporcionar información de sensor para una función de monitorización,

control u otra función operativa del aparato, comprendiendo el sistema de sensor: un transductor (16) adaptado para responder a una característica del entorno predeterminada del aparato para proporcionar una salida eléctrica, al menos un sensor (20) dispuesto para operarse mediante potencia derivada de la salida eléctrica para generar una señal de detección, y medios (38, 40) dispuestos para operarse mediante potencia derivada de la salida eléctrica y que responden a la señal de detección, para comunicar información de sensor a una unidad de procesamiento remota del sistema de sensor y asociada con dicha función, caracterizado porque están previstos medios (18) para acentuar dicha característica adyacentes al transductor (16)

Sistema de sensor.

Esta invención se refiere a un sistema de sensor para proporcionar información de sensor para una función de monitorización, control u otra función operativa de un aparato, en particular un vehículo terrestre, marítimo o aéreo.

Se conoce bien en vehículos tales como barcos y aeronaves emplear una pluralidad de sensores conectados entre si y a una unidad de control central remota por medio de conexiones alámbricas para suministrar información de sensor para una función de monitorización, control u otra función operativa del vehículo. Los sistemas de sensor de este tipo son complicados y caros de instalar, en vista de la necesidad de sistemas alámbricos complejos para suministrar potencia a los sensores y para transmitir información de sensor a la unidad de control desde los sensores. Además, el mantenimiento de tales sistemas es caro, en vista de la necesidad de monitorizar la integridad de las conexiones alámbricas individuales y/o construir en redundancia suficiente como para permitir el fallo de conexiones de este tipo sin afectar al funcionamiento global del sistema. Los sistemas de este tipo requieren además una fuente de alimentación central sustancial, que puede ser cara de proporcionar y puede dar como resultado un volumen no deseado en un entorno en el que el ahorro de peso y espacio tienen una importancia fundamental.

El documento EP-A-1022702 da a conocer un transductor autoalimentado para monitorizar condiciones físicas externas, tales como vibraciones en exceso en un cojinete, en el que un transductor detecta la condición física externa y crea una señal de potencia y característica que se usa para alimentar un circuito de transmisión de RF para transmitir una señal de condición de fallo y una dirección del origen de la transmisión.

El documento US-A-6011346 da a conocer un aparato para generar electricidad a partir de energía en una corriente de flujo de fluido que comprende un elemento piezoeléctrico y un restrictor de flujo conectado con el elemento para hacer que partes de una corriente de flujo de fluido fluyan pasando por diferentes lados del elemento de modo que el elemento se deforme para generar electricidad en respuesta a ello.

Es un objetivo de la presente invención superar estos problemas proporcionando una generación de potencia localizada para un sistema de sensor en un aparato de este tipo.

Un objetivo adicional de la invención es proporcionar un sistema de sensor eficaz y económico que tenga generadores de potencia locales dispuestos para aprovechar las características del entorno en cada ubicación de detección para proporcionar las pequeñas cantidades de potencia eléctrica requeridas.

Otro objetivo de la invención es usar las características de una capa limite de fluido que fluye sobre una superficie del aparato o vehículo en el que puede instalarse el sistema de sensor para generar la potencia eléctrica para operar el o cada uno de los sensores.

Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un sistema de sensor en un aparato o vehículo de este tipo con una disposición de comunicación remota para transmitir información de control información a y recibir información de detección desde el sistema de sensor.

Aún otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de sensor de este tipo en un vehículo terrestre, marítimo o aéreo, particularmente una aeronave.

Según la invención se proporciona un aparato que tiene un sistema de sensor para proporcionar información de detección para una función de monitorización, control u otra función operativa del aparato, comprendiendo el sistema de sensor:

un transductor adaptado para responder a una característica del entorno predeterminada del aparato para proporcionar una salida eléctrica,

al menos un sensor dispuesto para operarse mediante potencia derivada de la salida eléctrica para generar una señal de detección, y

medios dispuestos para operarse mediante potencia derivada de la salida eléctrica y que responden a la señal de detección, para comunicar información de sensor a una unidad de procesamiento remota del sistema de sensor y asociada con dicha función,

caracterizado porque están previstos medios para acentuar dicha característica adyacentes al transductor.

El transductor proporciona de manera ventajosa un generador de potencia localizado y es preferiblemente un dispositivo de estado sólido, tal como un dispositivo piezoeléctrico o termoeléctrico. El transductor puede disponerse para responder a al menos uno de: una característica de capa limite de fluido que fluye sobre una superficie del aparato, una característica estructural del aparato, vibración en el aparato, radiación electromagnética, y temperatura o diferencia de temperatura dentro de y/o adyacente al aparato.

De manera conveniente, el propio transductor puede constituir un sensor para medir una de estas características.

En una forma preferida de la invención, el transductor está adaptado para responder a presión, diferencias o gradientes de temperatura, flujo o turbulencia en una capa limite de fluido, tal como aire o agua, que fluye pasando por una superficie del aparato. Más particularmente, el transductor está dispuesto de manera ventajosa para responder a variaciones en una de estas características.

De manera ventajosa, en este caso, una formación pequeña, tal como un saliente, puede proporcionarse sobre o en una superficie del aparato aguas arriba del transductor con el fin de acentuar fluctuaciones o variaciones en el flujo de fluido a través de la superficie.

En otra forma preferida de la invención, el transductor está dispuesto para responder a vibraciones estructurales del aparato. Por ejemplo, tales vibraciones pueden deberse a la turbulencia de una capa limite de fluido que fluye pasando por una superficie del aparato o pueden deberse a vibraciones de maquinaria asociada con el aparato o a un enganche por fricción de partes del aparato con superficies de contacto en el entorno.

El al menos un sensor puede medir características externas del aparato, tales como turbulencia, velocidad y radiación incidente, o características internas tales como vibración, alargamiento, resistencia eléctrica y temperatura, o características fuera de limite.

En una forma preferida de la invención descrita a continuación, el transductor está previsto sobre o incrustado en una superficie del aparato.

En este caso, el o cada sensor puede estar previsto también sobre o incrustado en la misma superficie o una superficie opuesta del aparato.

Algunas o todas las partes del sistema de sensor, incluyendo las conexiones eléctricas, pueden formarse sobre la(s) superficie(s) mediante técnicas de deposición de superficie, tales como técnicas de impresión.

De manera ventajosa, el sistema de sensor incluye también medios para comunicar con una unidad de control remota, por ejemplo usando radiación electromagnética. Los medios de comunicación de este tipo pueden comprender de manera conveniente enlaces de datos inalámbricos de corto alcance.

La invención en su forma preferida descrita en el presente documento usa las características de una capa limite de fluido que fluye pasando por una superficie de un vehículo para suministrar información de sensor. Por ejemplo, el sistema de sensor podría aplicarse a la superficie de ala de una aeronave para proporcionar información de sensor para una función de monitorización o control de la aeronave. De manera alternativa, el sistema de sensor podría usarse en un cilindro de combustión de un motor de un vehículo con el fin de detectar de forma precisa las condiciones en la cámara de combustión, por ejemplo para controlar el suministro de combustible.

De manera similar, la invención podría aplicarse a la monitorización de condiciones dentro de tuberías en las industrias de gas, agua y petróleo usando las características de una capa limite de fluido que fluye a lo largo de la superficie interna de un tubo.

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de sensor para proporcionar información de detección para un sistema de monitorización, control u otro sistema operativo de un aparato, que comprende:

un transductor adaptado para responder a una característica del entorno predeterminada del aparato, tal como flujo de fluido sobre una superficie del aparato, para proporcionar...

1. Aparato que tiene un sistema de sensor para proporcionar información de sensor para una función de monitorización, control u otra función operativa del aparato, comprendiendo el sistema de sensor:

un transductor (16) adaptado para responder a una característica del entorno predeterminada del aparato para proporcionar una salida eléctrica,

al menos un sensor (20) dispuesto para operarse mediante potencia derivada de la salida eléctrica para generar una señal de detección, y

medios (38, 40) dispuestos para operarse mediante potencia derivada de la salida eléctrica y que responden a la señal de detección, para comunicar información de sensor a una unidad de procesamiento remota del sistema de sensor y asociada con dicha función,

caracterizado porque están previstos medios (18) para acentuar dicha característica adyacentes al transductor (16).

2. Aparato según la reivindicación 1, en el que el transductor (16) está dispuesto para responder a al menos uno de: una característica de capa (14) limite de fluido que fluye sobre una superficie (12) del aparato, una característica estructural del aparato, vibración en el aparato, radiación electromagnética, y temperatura o diferencia de temperatura dentro de y/o adyacente al aparato.

3. Aparato según la reivindicación 1 ó 2, en el que el transductor (16) comprende un dispositivo de estado sólido.

4. Aparato según la reivindicación 3, en el que el transductor (16) comprende uno de un dispositivo piezoeléctrico y un dispositivo termoeléctrico.

5. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que el transductor (16) constituye un sensor adicional.

6. Aparato según cualquier reivindicación anterior, en el que el transductor (16) está previsto sobre o al menos parcialmente incrustado en una superficie (12) del aparato.

7. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el transductor (16) está previsto sobre o al menos parcialmente incrustado en una superficie (12) del aparato para responder a una característica predeterminada de una capa (14) limite de fluido que fluye sobre la superficie (12).

8. Aparato según la reivindicación 7, en el que los medios (18) de acentuación comprenden una formación sobre o en la superficie (12) del aparato aguas arriba del transductor (16) dispuesta para acentuar fluctuaciones en la característica de capa limite.

9. Aparato según la reivindicación 6, 7 u 8, en el que el al menos un sensor (20) está ubicado sobre o al menos parcialmente incrustado en la misma superficie o una superficie (12, 22) opuesta del aparato.

10. Método para fabricar el aparato según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que al menos uno del transductor (16), el al menos un sensor (20) y los medios (38, 40) de comunicación está formado mediante técnicas de deposición de capas sobre la o la superficie (12, 22) asociada del aparato.

11. Método para fabricar según la reivindicación 10, en el que al menos uno del transductor (16), el al menos un sensor (20) y los medios (38, 40) de comunicación está formado mediante técnicas de impresión sobre la o la superficie (12, 22) asociada del aparato.

12. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende una pluralidad de los sensores (20), y medios de generación de potencia locales para operar los sensores, incluyendo dichos medios de generación el transductor (16).

13. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 ó 12, en el que los medios (38, 40) de comunicación comprenden medios para transmitir y/o recibir radiación electromagnética.

14. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 ó 12 ó 13, que comprende un vehículo terrestre, marítimo o aéreo.

15. Aparato según la reivindicación 14, que comprende una aeronave.

16. Sistema de sensor para proporcionar información de detección para una función de monitorización, control u otra función operativa de un aparato, que comprende un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19 ó 12 a 14.

17. Dispositivo para generar potencia eléctrica, estando asociado dicho dispositivo en su uso con una superficie sometida a flujo de fluido que fluye por la misma, que comprende un aparato según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 ó 12 a 14.