ES2386180A1

ES2386180A1 - Method and device for the sound-based detection of faults in soil-working machinery

Info

Publication number: ES2386180A1
Application number: ES201030670A
Authority: ES
Inventors: Luis Miguel Bonilla Morte; Epifanio Diez Delso
Original assignee: Universidad de Valladolid
Current assignee: Universidad de Valladolid
Priority date: 2010-05-05
Filing date: 2010-05-05
Publication date: 2012-08-10
Anticipated expiration: 2030-05-05
Also published as: WO2011138488A1; ES2386180B1

Abstract

The machinery is coupled to a vehicle (5) from where it is actuated, the cab (6) of which vehicle includes the device (7) which is connected to a microphone (8) installed on the exterior of the cab (6) in order to capture the sounds produced by the machinery during operation, said sounds being analysed in the device (7) which preferably houses the digital fingerprint of the sound produced when a part of the machinery breaks, such that if the sound captured matches that of the stored fingerprint, the device generates an operator warning signal that warns the user that the part is broken by means of an indicator device (13). The digital fingerprint of the breakage is obtained by testing the part until it breaks and capturing the sound produced. The invention also stores the digital fingerprint of the sound prior to the part breaking in order to provide a warning that the breakage is going to occur. In addition, different digital fingerprints of different parts can be stored such that the breakage of different parts of the machinery can be detected with a single microphone (8).

Description

MÉTODO Y DISPOSITIVO DE DETECCIÓN DE AVERÍAS EN MAQUINARIA METHOD AND DEVICE DETECTION OF TROUBLESHOOTING IN MACHINERY

DE TRABAJO EN CAMPO MEDIANTE SONIDO OBJETO DE LA INVENCIÓN WORK IN THE FIELD BY SOUND OBJECT OF THE INVENTION

La presente invención, tal y como lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un método y un dispositivo que tienen por obj eto permitir efectuar la detección de averías en la maquinaria que se utiliza para trabajar en el campo, realizándose dicha detección a partir del sonido que produce dicha maquinaria cuando esta trabajando. The present invention, as expressed in the description of this specification, refers to a method and a device whose purpose is to allow the detection of faults in the machinery used to work in the field, said detection being carried out. from the sound that this machinery produces when it is working.

Es otro obj eto de la invención el generar una señal indicativa de cuando se produce una avería de la maquinaria, de forma que el operario de la misma pueda conocer esta circunstancia y pueda prevenir que el trabajo se realice en forma correcta, al mismo tiempo que pueda evitar la producción de averías mayores. It is another object of the invention to generate an indicative signal of when a breakdown of the machinery occurs, so that the operator of the same can know this circumstance and can prevent the work is carried out correctly, at the same time as can avoid the production of major breakdowns.

En general, la invención es aplicable en cualquier In general, the invention is applicable in any

sector sector: de la industria en el que se requiera efectuar la from the industry in he that be require make the

detección detection: de averías a partir del sonido que produce la from breakdowns to split of the sound that produces the

maquinaria machinery: en su funcionamiento. Más concretamente la in its functioning. Plus specifically the

invención invention: es aplicable en el sector agrícola, forestal, y is applicable in he sector agricultural, forest, Y

en el de maquinaria de movimiento de tierras, en los que dicha maquinaria se encuentra acoplada a un vehículo desde el que es accionada por un operario. in that of earthmoving machinery, in which said machinery is coupled to a vehicle from which it is operated by an operator.

BACKGROUND OF THE INVENTION

En la actualidad, el sector agropecuario, demanda que los vehículos agrícolas incorporen condiciones de confortabilidad y manejo equiparables a las de un turismo, con el fin de elevar la duración de la jornada de trabajo, reduciendo al mínimo el cansancio y el riesgo de accidentes laborales. At present, the agricultural sector, demands that agricultural vehicles incorporate conditions of comfort and handling comparable to those of a tourism, in order to increase the duration of the workday, minimizing fatigue and the risk of occupational accidents .

En este sentido, en lo que respecta al nivel de aislamiento acústico conseguido en estas máquinas, cabe señalar que se han conseguido niveles de menos de 65 decibelios en el interior de la cabina del vehículo In this regard, with regard to the level of sound insulation achieved in these machines, it should be noted that levels of less than 65 decibels have been achieved inside the cabin of the vehicle

funcionando éste a pleno rendimiento, lo cual equivale al running at full capacity, which is equivalent to

nivel de un turismo de la gama media alta. tourism level of the upper middle range.

La insonorización del habitáculo de trabajo del Soundproofing of the working cabin of the

operario ha supuesto no solo el evitar los ruidos del motor Operator has meant not only avoiding engine noise

5 5: y de la maquinaria que a él se acopla, sino también la and of the machinery that is coupled to it, but also the

insonorización respecto a dicha maquinaria con la cual se soundproofing with respect to said machinery with which

realiza la labor correspondiente, lo que determina que el performs the corresponding work, which determines that the

operario no pueda oír cuando se produce una avería o rotura operator cannot hear when a breakdown or breakage occurs

de alguna de las piezas que constituyen la maquinaria. of any of the pieces that constitute the machinery.

10 10: Para suplir esta deficiencia, los fabricantes de To make up for this deficiency, the manufacturers of

vehículos agrícolas, como son tractores, cosechadoras, agricultural vehicles, such as tractors, combines,

segadoras, vendimiadoras, etc., dotan a la maquinaria de mowers, harvesters, etc., equip the machinery with

una serie de sensores o indicadores del buen funcionamiento a series of sensors or indicators of proper functioning

del mismo: luces o avisadores acústicos, relojes of the same: lights or acoustic warnings, clocks

15 fifteen: indicadores de rendimiento o funcionamiento, sin embargo no performance or performance indicators, however not

se ha tenido en cuenta la cuestión de que el agricultor the question that the farmer has taken into account

trabaja en un medio en el cual el vehículo lleva works in a medium in which the vehicle carries

normalmente acoplado una maquinaria con la cual está normally coupled a machinery with which it is

trabajando: arado, segadora, sembradora, cultivador, working: plow, mower, seeder, cultivator,

2 O 2 o: chisel, remolque, etc., de los cuales no conoce su estado chisel, trailer, etc., of which it does not know its status

de funcionamiento, o de integridad, salvo que lo que of operation, or integrity, except what

visualmente pueda apreciar. En este punto teniendo en visually I can appreciate. At this point taking into

cuenta que es bastante usual que la maquinaria vaya realize that it is quite usual for machinery to go

acoplada en la parte trasera o lateral del vehículo, para coupled to the rear or side of the vehicle, to

25 25: que el operario pueda visualizar la maquinaria, es that the operator can visualize the machinery, is

necesario que gire el cuerpo y la cabeza, lo que resulta it is necessary to turn the body and the head, which results

una postura muy incómoda. Esta situación determina que A very awkward posture. This situation determines that

aunque se produzca la rotura de alguno de los elementos de although the breakage of some of the elements of

la maquinaria como por ejemplo: brazo de cultivador o Machinery such as: cultivator arm or

30 30: sembradora, reja de arado, cuchilla de la segadora, cadena planter, plow fence, mower blade, chain

de la picadora, etc., se da la circunstancia de que la of the chopper, etc., there is the circumstance that the

maquinaria no deja de funcionar, y dado el nivel de machinery does not stop working, and given the level of

aislamiento de la cabina, el operario no se percibe de la cabin insulation, the operator is not perceived as

rotura al carecer de un dispositivo que le avise de que se breakage lacking a device that warns you to

35 35: ha producido tal circunstancia. It has produced such a circumstance.

Para ello la invención proporciona un método y disposi tivo que permite realizar dicha detección mediante la captación del sonido que produce la maquinaria cuando se encuentra funcionando. For this, the invention provides a method and device that allows said detection to be made by capturing the sound produced by the machinery when it is operating.

En el estado de la técnica puede citarse el documento de patente FR-A-2503363 en el que se describe un aparato y un procedimiento para la localización de una avería y de fugas de un tubo, mediante monitorización acústica. Las In the state of the art, patent document FR-A-2503363 can be cited, which describes an apparatus and a procedure for locating a fault and leaking a tube, by acoustic monitoring. The

mediciones measurements: se toman en un número de puntos sobre la be they take in a number from points on the

superficie surface: y las lecturas de cada punto de medición Y the readings from every point from measurement

detectado, detected,: se introduce en una memoria digital para be introduce in a memory digital for

presentar present: un histograma que muestra la distribución del a histogram that sample the distribution of the

ruido noise: a lo largo del tubo. to the long of the tube.

En el documento US-A4697456 se describe un procedimiento de detección de fugas de un depósito de líquido enterrado en el suelo, para lo que se libera una explosión de energía desde un lado del depósito, y mediante una fila de sensores situados en el lado opuesto, se detecta la energía transmitida. En este caso las irregularidades de la energía recibida indican la aparición de un defecto en el tubo. In US-A4697456 a leak detection procedure of a liquid tank buried in the ground is described, for which an energy explosion is released from one side of the tank, and by a row of sensors located on the opposite side , the transmitted energy is detected. In this case the irregularities of the energy received indicate the appearance of a defect in the tube.

En el documento ES 2-190521-T3 se describe un localizador de fugas de un fluido en un tubo subterráneo mediante un detector superficial que detecta el movimiento del terreno. Document ES 2-190521-T3 describes a leak locator of a fluid in an underground pipe by means of a surface detector that detects the movement of the ground.

En el documento ES 2-159-221-B1 se describe un detector por ultrasonidos, de carril roto, deteriorado deformado geométricamente situado en una vía o trazado ferroviario, empleándose el principio de transmisión de ultrasonidos a través de sólidos. Document ES 2-159-221-B1 describes an ultrasonic detector with a broken rail, deteriorated geometrically deformed located on a railway track or track, using the principle of ultrasonic transmission through solids.

También puede citarse el documento ES 2-030-816 en el que se describe un procedimiento y un disposi tivo para el reconocimiento de la presencia de insectos que viven en un substrato sólido, preferentemente madera identificando la frecuencia de las vibraciones generadas por los insectos. Document ES 2-030-816, which describes a procedure and a device for the recognition of the presence of insects living on a solid substrate, preferably wood, identifying the frequency of vibrations generated by insects can also be cited.

En el documento ES 2-321-588-T3 se describe un procedimiento para la supervisión de una instalación de energía eólica, mediante la comparación del espectro de ruidos captado, respecto al espectro grabado de la instalación en circunstancias normales. Document ES 2-321-588-T3 describes a procedure for the supervision of a wind power installation, by comparing the spectrum of noises captured, with respect to the recorded spectrum of the installation under normal circumstances.

Por último, cabe señalar que existen dispositivos para la detección de rotura de cristales que tienen un rango de detección muy limitado a determinados tipos y grosores de cristal, temperatura ambiente, forma de instalación, etc. de modo que cuando las condiciones varían lo más mínimo el detector no es eficaz. Además la sencillez de los detectores implica numerosas falsas alarmas, por lo que son poco fiables. Finally, it should be noted that there are devices for the detection of glass breakage that have a very limited detection range to certain types and thicknesses of glass, ambient temperature, installation method, etc. so that when conditions vary the least the detector is not effective. In addition the simplicity of the detectors implies numerous false alarms, so they are unreliable.

Mediante ninguna de las enseñanzas de los documentos anteriores se permite detectar de manera fiable cuando se produce la rotura de alguno de los elementos de la maquinaria que trabaja en campo. Tampoco permiten detectar By none of the teachings of the previous documents it is possible to detect reliably when the breakage of any of the elements of the machinery working in the field occurs. Nor do they allow detection

un rota rot: sonido ura está previo a próxima DES la rotura que a producirse. CRIPCIÓN DE LA pueda avisar INVENCIÓN de que la ura sound is previous to next DES the break that will occur. CRIPTION OF THE can notify INVENTION That the

Para For: conseguir los objetivos anteriormente indicados, get the objectives previously indicated,

la invención ha desarrollado un nuevo método y dispositivo que permiten efectuar la detección de averías en maquinarias de trabajo en campo mediante sonido, en el que la maquinaria está acoplada a un vehículo desde el que es accionada, y el método se caracteriza porque comprende ubicar una pieza de la maquinaria de la que se desea detectar una posible avería, en una cabina de ensayo en la que se somete periódicamente a múltiples esfuerzos de torsión y flexión, para provocar fisuras y agrietamientos progresivos hasta que se produce su rotura. Simultáneamente se capta en la cabina de ensayo el sonido producido por la rotura de la pieza mediante un sonómetro convencional, y mediante un equipo informático, igualmente convencional, se analiza el sonido captado al producirse la rotura, de modo que se obtiene la huella digital de dicho sonido captado en The invention has developed a new method and device that allows the detection of faults in field work machinery by means of sound, in which the machinery is coupled to a vehicle from which it is driven, and the method is characterized in that it comprises locating a piece of the machinery of which it is desired to detect a possible breakdown, in a test booth in which it is periodically subjected to multiple torsion and bending efforts, to cause cracks and progressive cracking until its breakage occurs. Simultaneously, the sound produced by the breakage of the piece is captured in the test booth by means of a conventional sound level meter, and by means of an equally conventional computer equipment, the sound captured when the breakage occurs is analyzed, so that the fingerprint of said sound captured in

la rotura. A continuación la huella digital obtenida se almacena en un dispositivo electrónico que está montado en el vehículo, dispositivo que además comprende un micrófono de captación de sonido de funcionamiento de la maquinaria trabajando, que está instalado en el exterior de la cabina del vehículo. De esta manera, el disposi tivo electrónico analiza los sonidos captados por el micrófono y detecta cuando se capta un sonido igual al de la huella digital almacenada, en cuyo caso genera una señal de avería que se aplica a un indicador produciendo su activación que avisa al operario del vehículo de que se ha producido la rotura de la pieza cuya huella digital del sonido que produce su rotura está almacenada en el dispositivo. the break. Next, the obtained fingerprint is stored in an electronic device that is mounted on the vehicle, a device that also includes a sound capture microphone for working machinery, which is installed outside the vehicle cabin. In this way, the electronic device analyzes the sounds picked up by the microphone and detects when a sound equal to that of the stored fingerprint is captured, in which case it generates a fault signal that is applied to an indicator producing its activation that alerts the operator of the vehicle from which the part has broken, whose fingerprint of the sound produced by its break is stored in the device.

En consecuencia mediante el método de la invención se comunica al interior del habitáculo de trabajo insonorizado del vehículo cuando se produce la rotura de la maquinaria, evitando que se produzcan averías más graves sin afectar a la calidad de la actividad agropecuaria desarrollada, y todo ello con un alto grado de fiabilidad en la detección. Consequently, by means of the method of the invention, the interior of the soundproofed working cabin of the vehicle is communicated when the breakage of the machinery occurs, preventing the occurrence of more serious breakdowns without affecting the quality of the agricultural activity developed, and all this with a high degree of reliability in detection.

Para lograr una mayor eficacia y fiabilidad en la detección, la invención no compara las frecuencias del sonido producido en la maquinaria sin avería, tal y como se realiza en el estado de la técnica, sino que utiliza el sonido generado en la rotura de la pieza, como herramienta para localizar y situar una avería. To achieve greater efficiency and reliability in the detection, the invention does not compare the frequencies of the sound produced in the machinery without breakdown, as it is done in the state of the art, but uses the sound generated in the breaking of the piece , as a tool to locate and locate a fault.

La captación del sonido producido en la rotura se efectúa mediante una pluralidad de micrófonos pertenecientes al sonómetro que están dispuestos en una estructura ubicada en el interior de la cabina de ensayo y alrededor de la pieza. Los micrófonos se encuentran separados a una distancia equivalente a 3 dE de diferencia de medición que determinan el tamaño de la estructura. Además en el ensayo realizado las perturbaciones acústicas externas al sonido producido en dicho ensayo de la pieza, han de estar en un nivel por debajo de 15 dE. The capture of the sound produced in the break is carried out by means of a plurality of microphones belonging to the sound level meter that are arranged in a structure located inside the test booth and around the part. The microphones are separated at a distance equivalent to 3 dE of measurement difference that determine the size of the structure. Furthermore, in the test performed, the acoustic disturbances external to the sound produced in said test of the piece must be at a level below 15 dE.

La estructura empleada para ubicar los micrófonos, está constituida por un armazón en el que se trazan cuadrículas, en cuyos puntos centrales se disponen los micrófonos. The structure used to locate the microphones, is constituted by a frame in which grids are drawn, in whose central points the microphones are arranged.

El análisis en el tipo de sonido producido en la rotura comprende analizar la potencia sonora, las frecuencias generadas y su sincronización, así como convertir el resultado en valores digitales para obtener la huella digital. The analysis of the type of sound produced in the break includes analyzing the sound power, the generated frequencies and their synchronization, as well as converting the result into digital values to obtain the fingerprint.

Además el procedimiento de la invención prevé una fase en la que se efectúa la captación del sonido previo captado a la rotura, para permitir obtener su huella digital, que se almacena en el disposi tivo electrónico para permitir generar una señal de avisto de la rotura inminente de la pieza. In addition, the process of the invention provides a phase in which the capture of the sound prior to the break is made, to allow obtaining its fingerprint, which is stored in the electronic device to allow generating an warning signal of the impending break. Of the piece.

Además la invención prevé que se almacenes una pluralidad de huellas digitales de diferentes piezas de una maquinaria, lo que permite que mediante un mismo micrófono se pueda realizar la identificación de averías de múltiples piezas de la maquinaria, y de múltiples tipos de máquinas, introduciendo las correspondientes huellas digitales acústicas correspondientes a cada pieza. In addition, the invention provides that a plurality of fingerprints of different parts of a machinery are stored, which allows the identification of faults of multiple pieces of machinery, and of multiple types of machines, by introducing corresponding acoustic fingerprints corresponding to each piece.

En consecuencia la invención permite la detección de la inminente rotura de las diferentes piezas de una maquinaria, y/o de la rotura de las mismas. Consequently, the invention allows the detection of the impending breakage of the different parts of a machinery, and / or the breakage thereof.

Además la invención se refiere a un disposi tivo que partir de la obtención de la huella digital descrita anteriormente, permite realizar la detección y aviso al operario de que se ha producido una avería en la maquinaria. In addition, the invention relates to a device which, based on obtaining the fingerprint described above, allows the operator to be detected and notified that a breakdown has occurred in the machinery.

Para ello el dispositivo se dispone en el interior de la cabina del vehículo en el que está acoplada la maquinaria que comprende un módulo de almacenamiento de la huella digital de la rotura de una pieza de la maquinaria, habiendo sido dicha huella digital previamente obtenida en un ensayo en el que se produce su rotura, tal y como ya fue descrito anteriormente. Además, el dispositivo está dotado de un micrófono de captación de la maquinaria trabaj ando que se encuentra dispuesto en el exterior de la cabina del vehículo. Además el dispositivo está dotado de un módulo de análisis del sonido captado y de comparación de dicho sonido captado con la huella almacenada, para generar una For this, the device is disposed inside the cabin of the vehicle in which the machinery comprising a fingerprint storage module of the breakage of a piece of machinery is coupled, said fingerprint having previously been obtained in a test in which its breakage occurs, as already described above. In addition, the device is equipped with a microphone for picking up the working machinery that is arranged outside the cabin of the vehicle. In addition, the device is equipped with a module for analyzing the sound captured and comparing said sound captured with the stored fingerprint, to generate a

señal signal: indicativa de que se ha producido la rotura de la indicative from that be he has produced the break from the

pieza. piece.: Esta señal se aplica al indicador que avisa al This signal be apply to the indicator that warn to the

operador operator: de que se ha producido dicha rotura. from that be he has produced bliss break.

En el dispositivo también se incluye un filtro que elimina las frecuencias que no están comprendidas entre 400 y 2500 Hz que está conectado a un amplificador, cuya salida se aplica al módulo de análisis del sonido captado y de comparación de dicho sonido captado con la huella almacenada, teniendo en cuenta que la mayor parte de energía acústica que se produce en la rotura de las piezas se encuentra en la banda comprendida entre 500 y 2000 Hz. The device also includes a filter that eliminates frequencies that are not between 400 and 2500 Hz that is connected to an amplifier, whose output is applied to the module for analysis of the sound captured and for comparison of said sound captured with the stored fingerprint. , taking into account that most of the acoustic energy produced in the breaking of the pieces is in the band between 500 and 2000 Hz.

En el módulo de almacenamiento se almacenan las diferentes huellas digitales de acuerdo con lo comentado en el procedimiento de la invención para conseguir la señalización de la rotura y/o rotura inminente de una pluralidad de piezas de la maquinaria cuando se encuentra trabajando. The different fingerprints are stored in the storage module in accordance with the comments made in the process of the invention to achieve the signaling of the breakage and / or imminent breakage of a plurality of parts of the machinery when it is working.

El indicador puede ser acústico y/o óptico y ubicarse en el panel del vehículo y/o en proximidad al asiento del conductor para favorecer la señalización cuando se produce una avería. The indicator can be acoustic and / or optical and located on the vehicle panel and / or in proximity to the driver's seat to favor signaling when a fault occurs.

Además el disposi tivo de la invención está dotado de un elemento de desactivación manual del indicado una vez que éste ha sido activado. In addition, the device of the invention is provided with a manual deactivation element of the indicated once it has been activated.

En el ejemplo de realización de la invención el módulo de análisis del sonido captado, el módulo de comparación de dicho sonido captado con la huella almacenada, y el módulo de almacenamiento se han implementado mediante un microprocesador. In the exemplary embodiment of the invention, the module for analyzing the sound captured, the module for comparing said sound captured with the stored fingerprint, and the storage module have been implemented by means of a microprocessor.

En consecuencia la invención avisa de las roturas que se producen o van a producirse y evita males mayores que en ocasiones pueden ser incluso peligros para el medio ambiente, como por ej emplo cuando la avería se produce en un equipo de distribución de fi tosani tarios o fertilizantes. Accordingly, the invention warns of breakages that occur or will occur and avoids major evils that can sometimes even be dangerous for the environment, such as when the fault occurs in a distribution equipment of phytosanitary or fertilizers

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva, y formando parte integrante de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención. In order to facilitate a better understanding of this descriptive report, and being an integral part thereof, a series of figures are attached in which the object of the invention has been shown as an illustrative and non-limiting nature.

BREVE ENUNCIADO DE LAS FIGURAS BRIEF STATEMENT OF THE FIGURES

Figura 1.-Muestra una vista esquemática de la estructura que soporta los micrófonos que permiten realizar la captación del sonido de rotura en el cabina de ensayo. Figure 1.- Shows a schematic view of the structure that supports the microphones that allow the capture of the breaking sound in the test booth.

Figura 2.-Muestra un diagrama de bloques funcional de un posible ej emplo de realización del disposi tivo de la invención. Figure 2.- Shows a functional block diagram of a possible embodiment of the device of the invention.

Figura 3. -Muestra un posible ej emplo de aplicación del dispositivo de la invención. Figure 3. - It shows a possible application example of the device of the invention.

DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas. Below is a description of the invention based on the figures mentioned above.

La invención se refiere a un método y dispositivo que permiten la detección de averías en maquinaria de trabaj o en campo, a partir de determinadas propiedades físicas del sonido producido al generarse dichas averías. The invention relates to a method and device that allow the detection of faults in work machinery or in the field, from certain physical properties of the sound produced when said failures are generated.

El ejemplo de realización se describe para un vehículo 5, por ej emplo puede ser un tractor, en el que se acopla una maquinaría, como por ejemplo puede ser una arado, segadora, etc., que se acciona por un operario desde la cabina 6 del tractor 5. The exemplary embodiment is described for a vehicle 5, for example it can be a tractor, in which a machine is coupled, such as a plow, mower, etc., which is operated by an operator from the cab 6 of the tractor 5.

El procedimiento de la invención comprende ubicar una pieza de la maquinaria de la que se desee detectar una posible avería, en la maquinaria de ensayo 2 de una cabina The process of the invention comprises locating a piece of the machinery of which it is desired to detect a possible fault, in the test machinery 2 of a cabin

de ensayo 1, en la que se produce la rotura de la pieza simulando las condiciones normales de su rotura en campo, esto es, que ésta se produzca no por una flexión o torsión excesiva en un solo intento, sino que estos esfuerzos a los que se somete a la pieza tengan carácter periódico, ya que se ha comprobado en la rotura producida en el primer caso, es decir cuando la misma se produce en una sola acción de presión del cilindro mecánico de la máquina de ensayos, el análisis de sonido es distinto al producido en piezas sometidas a múltiples actuaciones del mencionado cilindro. ello es debido a que los distintos materiales probados de piezas suministradas, con el uso continuado, van sufriendo test 1, in which the breakage of the piece occurs simulating the normal conditions of its breakage in the field, that is, that it is produced not by excessive bending or twisting in a single attempt, but that these efforts to which It is subjected to the piece having a periodic nature, since it has been verified in the breakage produced in the first case, that is, when it occurs in a single pressure action of the mechanical cylinder of the testing machine, the sound analysis is different from that produced in parts subjected to multiple actions of the mentioned cylinder. This is due to the fact that the different materials tested of parts supplied, with continued use, suffer

fisuras fissures: y agrietamientos progresivos, con lo que la Y cracking progressive, with the that the

superficie surface: resistente va disminuyendo llegando al punto de resistant goes diminishing arriving to the point from

rotura break: cuando la solicitación excede a la capacidad de when the Solicitation, request, appeal exceeds to the capacity from

resistencia. resistance.: En definitiva, cuando la pieza se rompe, la In definitive when the piece be break up the

superficie surface: sometida a flexión o torsión es menor que la subdued to flexion or twist is Minor that the

inicial. Por ello a las piezas se las somete, en función del tipo de pieza a un número mínimo de actuaciones de la máquina de ensayos 2, hasta que se origina su rotura definitiva. initial. Therefore, the pieces are subjected, depending on the type of piece, to a minimum number of performances of the testing machine 2, until its definitive breakage originates.

Por tanto la pieza que se somete a ensayo, se le aplican periódicamente múltiples esfuerzos de torsión y flexión, provocando fisuras y agrietamientos progresivos hasta que se produce su rotura. Therefore the piece under test, periodically apply multiple torsion and bending stresses, causing cracks and progressive cracking until breakage occurs.

La cabina de ensayo 1 incluye un sonómetro de última generación que capta el sonido producido por la rotura. Estos datos son transmitidos a un equipo informático que a través de un software específico analiza el tipo de ruido producido. La correcta captación del sonido se logra mediante una estructura constituida por un armazón 3 que simula la superficie de medida, sobre el cual se instalan los micrófonos 4 de captación de sonido, tal y como se muestra en la figura 1. Test booth 1 includes a state-of-the-art sound level meter that captures the sound produced by the breakage. This data is transmitted to a computer team that analyzes the type of noise produced through specific software. Correct sound pick-up is achieved by a structure consisting of a frame 3 that simulates the measuring surface, on which the sound pick-up microphones 4 are installed, as shown in Figure 1.

El armazón 3 se dispone rodeando la maquinaria de Frame 3 is arranged around the machinery of

ensayo 2 con el fin de mantener los micrófonos 4 en una test 2 in order to keep the microphones 4 in a

posición fija. fixed position

El armazón 3 tiene forma de caj a, con cuadrículas en Frame 3 is shaped like a box, with grids in

5 5: cada cara en el punto central de las cuales se dispone cada each face at the center point of which each

micrófono 4 para realizar las medidas puntuales. En 4 microphone to perform specific measurements. In

consecuencia mediante el armazón 3 se construye una red consequence by the framework 3 a network is built

física que simula la superficie de medida para realizar las physics that simulates the measurement surface to perform the

medidas de intensidad sonora requeridas. Sound intensity measures required.

10 10: La invención concreta que para lograr unos resultados The concrete invention that to achieve results

de medición correctos, el tamaño del armazón 3 para correct measurement, frame size 3 for

realizar el ensayo se determina al establecer en 3 dB de performing the test is determined by setting at 3 dB of

diferencia entre puntos de medición, lo que determina el difference between measurement points, which determines the

tamaño de dicho armazón en el momento de realizar el size of said framework at the time of making the

15 fifteen: ensayo. Además las perturbaciones acústicas externas a las test. In addition to acoustic disturbances external to

fuentes de ruido baj o ensayo deben estar en niveles por Low noise sources or rehearsal must be at levels per

debaj o de 15 dB respecto a los niveles de sonido que se 15 dB gap with respect to the sound levels that are

producen durante el ensayo. They produce during the test.

La máquina de ensayo 2 utilizada para la simulación de The test machine 2 used for the simulation of

2 O 2 o: las condiciones de trabaj o en campo y la generación de la field work conditions and the generation of

rotura de la pieza se ha implementado mediante una máquina piece breakage has been implemented using a machine

estática Microtest con procesamiento de datos a través de Microtest static with data processing through

un software de control para la realización de ensayos a control software for testing

denominado SCM3000 95. called SCM3000 95.

25 25: El equipo informático que analiza los sonido captados, The computer equipment that analyzes the captured sounds,

efectúa dicho análisis por frecuencias, nivel de intensidad perform said analysis by frequencies, intensity level

detectado y sincronismo entre las distintas frecuencias, de detected and synchronism between the different frequencies, of

forma que crea la huella digital acústica mediante un way that creates the acoustic fingerprint through a

software de simulación convencional, como puede ser un conventional simulation software, such as a

30 30: analizador acústico modular de presión tipo Bruel & Kj aer modular acoustic pressure analyzer type Bruel & Kj aer

2260 Investigator, con sonda de intensidad tipo 3595 del 2260 Investigator, with type 3595 intensity probe

mismo fabricante. same manufacturer.

La aplicación instalada en este analizador se denomina The application installed in this analyzer is called

Sound Intensity. Sound Intensity

35 35: El analizador se calibra "in-situ" mediante un The analyzer is calibrated "in-situ" by means of a

calibrador sonoro tipo 4231 del mismo fabricante. Type 4231 sound calibrator from the same manufacturer.

En la creación de la huella digital acústica mediante el software de simulación los datos analizados en las diferentes bandas de frecuencia están comprendidas entre los 400Hz y los 2500Hz teniendo en cuenta que la mayor parte de energía acústica se produce en las bandas de octava comprendidas entre 500 y 2000 Hz. In the creation of the acoustic fingerprint through the simulation software, the data analyzed in the different frequency bands are between 400Hz and 2500Hz, taking into account that the majority of acoustic energy is produced in the octave bands between 500 and 2000 Hz.

La huella digital de sonido obtenida se almacena en un dispositivo electrónico 7 que se monta en la cabina 6 de un vehículo 5, contando el dispositivo electrónico 7 con un micrófono 8 que se instala en el exterior de la cabina 6 del vehículo 5 para realizar la captación del sonido producido por la maquinaria trabajando. The sound fingerprint obtained is stored in an electronic device 7 that is mounted in the cabin 6 of a vehicle 5, the electronic device 7 having a microphone 8 that is installed outside the cabin 6 of the vehicle 5 to perform the Sound capture produced by the machinery working.

Para ello el dispositivo electrónico 7 esta dotado de un módulo de almacenamiento 9 de la huella digital de la rotura de la pieza de la maquinaria, que se implementa mediante un microprocesador. For this, the electronic device 7 is provided with a storage module 9 of the fingerprint of the breakage of the machinery part, which is implemented by means of a microprocessor.

El cual incorpora un módulo de análisis 10 de sonido captado y de comparación de dicho sonido captado con la huella almacenada, para generar una señal indicativa de que se ha producido la rotura de la pieza. Which incorporates an analysis module 10 of captured sound and comparison of said captured sound with the stored fingerprint, to generate an indicative signal that the piece has broken.

Además el dispositivo electrónico 7 está dotado de un filtro de frecuencias 11 que elimina aquéllas que no estén comprendidas entre los 400 y los 2500Hz, comprendiendo continuación un amplificador 12 que hace llegar la señal al microprocesador 9-10 que identifica únicamente aquellos sonidos que coinciden con las frecuencias de rotura programadas mediante la huella digital previamente obtenida. En el caso de que el sonido analizado coincida con la huella digital almacenada, el microprocesador genera una señal de activación de un indicador 13 acústico y/o óptico mediante el cual se señaliza al operario de la cabina 6 del vehículo 5 que se ha producido la rotura de una pieza de la maquinaria que se encuentra realizando la labor en el campo. In addition, the electronic device 7 is equipped with a frequency filter 11 that eliminates those that are not between 400 and 2500Hz, then comprising an amplifier 12 that sends the signal to the microprocessor 9-10 that identifies only those sounds that coincide with the breaking frequencies programmed by the previously obtained fingerprint. In the event that the analyzed sound coincides with the stored fingerprint, the microprocessor generates an activation signal of an acoustic and / or optical indicator 13 by means of which the operator of the cabin 6 of the vehicle 5 is signaled that the breakage of a piece of machinery that is doing the work in the field.

Para evitar falsas alarmas, el análisis se realiza en cuatro bandas de frecuencia distintas. To avoid false alarms, the analysis is carried out in four different frequency bands.

La The: invención permite detectar la rotura de cualquier invention It allows detect the break from any

tipo kind: de pieza, sobre todo de aquéllas que sufran roturas from piece, on all from those that suffer breakages

más plus: frecuente en las condiciones de trabajo, para lo que se frequent in the terms from job, for the that be

obtiene gets: la huella digital de sonido que produce su rotura the paw print digital from sound that produces its break

5 5: en la cabina de ensayo 1 de la forma que ya fue comentada. in the cabin from test one from the shape that already it was commented.

La The: huella digital obtenida se almacena en el paw print digital obtained be store in he

microprocesador microprocessor: de forma que con un único micrófono 8 se from shape that with a only microphone 8 be

permite It allows: detectar la rotura de diferentes piezas de la detect the break from different pieces from the

maquinaria. machinery.

10 10: Además la invención permite obtener la huella digital further the invention It allows obtain the paw print digital

de from: sonido producido por la pieza en ensayo en el instante sound produced by the piece in test in he instant

antes before: en el que se produce su rotura, lo que además permite in he that be produces its break, the that also It allows

que that: almacenando esta huella en el microprocesador, el storing is paw print in he microprocessor, he

dispositivo device: pueda señalizar cuando una pieza de la can signal when a piece from the

15 fifteen: maquinaria está a punto de romperse. machinery is to point from break.

Por By: tanto, mediante el dispositivo de la invención se so much, through he device from the invention be

avisa warn: al operario a través del indicador 13 acústico y/o to the operator to through of the indicator 13 acoustic I

óptico optical: cuando se va producir la rotura, de forma que si el when be goes produce the break, from shape that yes he

operario operator: continúa el trabajo y se rompe la pieza, el keep going he job Y be breaker the piece, he

2 O 2 o: disposi tivo vuelve a visar al operario de la rotura en la device returns to visar to the operator from the break in the

maquinaria. machinery.

• •

Claims

one . -METHOD OF DETECTION OF FAULTS IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, in which the machinery is coupled to a vehicle (5) since it is operated, characterized in that it comprises the following phases:

locate a piece of machinery that you want to detect a possible breakdown, in a test booth (1) in which by means of a test machine (2) periodically subjected to multiple torsion and bending stresses, to cause cracks and progressive cracking until breakage occurs, capture in the test booth (1) the sound produced by the breakage of the piece, using a sound level meter,

analyze the sound captured at breakage by conventional computer equipment, and obtain the fingerprint of said sound captured at breakage,

store the fingerprint on a device

electrónico electronic: (7) montado en el vehículo (5), que además (7) mounted in he vehicle (5), that also

comprende understands: un micrófono (8) de captación del sonido de a microphone (8) from catchment of the sound from

funcionamiento functioning: de la maquinaria trabajando, que está from the machinery working, that is

instalado installed: en el exterior del vehículo (5), in the outside of vehicle (5),

analyze by electronic device (7) the

sounds picked up by the microphone (8), detect by electronic device 7 when the microphone (8) captures a sound equal to that of the fingerprint Digital stored.

generate the electronic device (7) a signal of

failure to perform such detection, apply the fault signal to an indicator (13) that is activate and notify the operator of the vehicle (5) that it has been The breakage occurred.

2 . - METHOD OF DETECTION OF FAULTS IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claim 1, characterized in that the capture of the sound produced in

the break is made by a plurality of microphones

(4) belonging to the sound level meter, which are arranged in a structure (3) located inside the test booth (1) and around the test machine (2), said microphones (4) being separated by an equivalent distance 3 dB of measurement difference, which determines the size of the structure (3).

: 3 . -MÉTODO DE DETECCIÓN DE AVERÍAS EN MAQUINARIA DE TRABAJO EN CAMPO MEDIANTE SONIDO, según reivindicación 2, en el que las perturbaciones acústicas externas al sonido producido en el ensayo de la pieza han de estar en un nivel por debajo de 15 dB. 3 . - METHOD OF DETECTION OF FAULTS IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claim 2, in which the acoustic disturbances external to the sound produced in the test of the piece must be at a level below 15 dB.

: 4 . -MÉTODO DE DETECCIÓN DE AVERÍAS EN MAQUINARIA DE TRABAJO EN CAMPO MEDIANTE SONIDO, según reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque la estructura (3) es un armazón Four . METHOD OF DETECTION OF FAULTS IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claims 2 or 3, characterized in that the structure (3) is a frame

(3) in which grids are drawn, at whose central points and vertices the microphones (4) are arranged.

: 5 . -MÉTODO DE DETECCIÓN DE AVERÍAS EN MAQUINARIA DE TRABAJO EN CAMPO MEDIANTE SONIDO, según reivindicación 1, caracterizado porque el análisis del tipo de sonido producido en la rotura comprende analizar la potencia sonora, las frecuencias generadas y su sincronización, así como convertir el resultado en valores digitales, para obtener la huella digital. 5 . - METHOD OF DETECTION OF FAULTS IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claim 1, characterized in that the analysis of the type of sound produced in the break comprises analyzing the sound power, the generated frequencies and its synchronization, as well as converting the result into digital values, to obtain the fingerprint.

: 6 . -MÉTODO DE DETECCIÓN DE AVERÍAS EN MAQUINARIA DE TRABAJO EN CAMPO MEDIANTE SONIDO, según reivindicación 1, caracterizado porque comprende una fase de captación de un sonido previo al captado a la rotura, obtener su huella digital, almacenarla en el dispositivo electrónico (7) para generar una señal de aviso de la rotura inminente de la pieza. 6. - METHOD OF DETECTION OF FAULTS IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claim 1, characterized in that it comprises a phase of capturing a sound prior to the capture at breakage, obtaining its fingerprint, storing it in the electronic device (7) for generate a warning signal of the impending breakage of the piece.

: 7 . -MÉTODO DE DETECCIÓN DE AVERÍAS EN MAQUINARIA DE TRABAJO EN CAMPO MEDIANTE SONIDO, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende almacenar una pluralidad de huellas digitales de diferentes piezas de una 7. - METHOD OF DETECTION OF FAULTS IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to previous claims, characterized in that it comprises storing a plurality of fingerprints of different parts of a

machinery, for detection of the sound selected from a pre-break sound, break sound and combination thereof; of a working machinery.

8.-DEVICE DETECTION DEVICE IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, which is arranged in a vehicle (5) in which the machinery is coupled, characterized in that it comprises:

a storage module (9) of the fingerprint of the breakage of a piece of machinery, previously obtained in a test in which its breakage occurs,

a microphone (8) for capturing the sound of the working machinery, arranged outside the

cabina cabin: (6) del vehículo (5), (6) of the vehicle (5),

un a: indicador (13) seleccionado entre un indica dor indicator (13) selected between a indicates dor

óptico, optical,: acústico y combinación de ambos; y acoustic Y combination of both of them; Y

un a: módulo de análisis (10) del sonido captado y de module from analysis (10) of the sound captured Y from

comparison of said sound captured with the stored fingerprint, to generate a signal indicating that the piece has broken, a signal that is applied to the indicator (13).

9.-DEVICE DETECTION DEVICE IN WORK MACHINERY IN THE FIELD BY SOUND, according to claim 8, characterized in that it comprises a filter (11) for eliminating frequencies that are outside the range between 400 and 2500Hz, which is connected to a amplifier (12), whose output is applied to the analysis module (10) of the captured sound and of comparison of said captured sound with the stored fingerprint.

10.-DEVICE DETECTION DEVICE IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claim 8, characterized in that the storage module (9) stores a sound fingerprint prior to the breakage of the tested part, to generate a signal of notice of the impending breakage of the piece.

.

11.-DEVICE DETECTION DEVICE IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claims 8 or 9, characterized in that the storage module (9) stores a plurality of fingerprints of different parts of a machinery, to generate a signal of warning selected between a warning signal of the impending breakage of a piece, a warning signal of the breakage of a piece and combination of both; of said plurality of machinery parts when working.

12.-DEVICE DETECTION DEVICE IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claim 8, characterized in that the indicator (13) is selected from an acoustic, optical indicator and combination of both,

y Y: está dispuesto en una posición seleccionada entre el is ready in a position selected between he

panel panel: de la cabina de un vehículo (5), en proximidad al from the cabin from a vehicle (5), in proximity to the

asiento del seat of: conductor y combinación de ambos. driver Y combination of both of them.

13.-DEVICE DETECTION DEVICE IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claim

8, characterized in that it comprises a manual deactivation element of the indicator (13) once it has been activated.

14.-DEVICE DETECTION DEVICE IN WORK MACHINERY IN FIELD BY SOUND, according to claim 8, characterized in that the analysis module (10) of the sound captured and comparison of said sound captured by the stored fingerprint, as well as the module of storage

(9) are implemented by a microprocessor.