BR112017005346B1 - dispositivo transdutor e de chassi transdutor, e, sistema e método para emissão e recepção de sinal ultrassônico - Google Patents

Abstract

Método, sistema e dispositivo para emissão de sinal ultrassônico e recepção de sinal ultrassônico refletido permitindo análise não destrutiva de material sólido tal como em estradas, pontes, e outras construções. O dispositivo sendo formado como uma roda (1) onde a roda (1) compreende uma matriz de transdutores (20) arranjada em uma base (3) afixada a um eixo geométrico (2) e uma seção do pneu (10) provendo um recinto vedado (7) em torno da matriz de transdutores (20) em que a seção do pneu compreende uma pluralidade de seções protuberantes circulares (12) compreendendo uma seção de rodagem do pneu (11, 22, 24, 25), e um fluido de acoplamento (26) no recinto vedado (7) provendo uma transparência acústica entre a matriz de transdutores e pontos de contato (27) para a seção de rodagem do pneu (11, 24) voltada para um material de teste (15).

Description

[001] A presente invenção refere-se a emissão do sinal ultrassônico e recepção de sinal ultrassônico refletido permitindo análise não destrutiva de material sólido, tal como em estradas, pontes, construções.

[002] É um problema facilitar métodos de inspeção satisfatórios e dispositivos para a coleta de dados para a imagem latente do próprio material e de construções internas, tais como reforços, e ou falhas e defeitos, para construções tais como estradas, pontes ou semelhantes.

[003] Soluções foram facilitadas para inspeção de instalações tais como oleodutos, recipientes, vias férreas de trens e similares para coletar dados e para mapear fraquezas e falhas em potencial. Comum para estas são que a superfície do material a ser inspecionado é lisa e o contato de acoplamento entre as instalações e os transdutores podem ser compostos por um fluxo contínuo de água entre os instrumentos e as instalações, ou por exemplo preparação das instalações com gel de acoplamento, antes da execução da coleta de dados ultrassônicos.

[004] Os problemas surgem quando grandes construções estão para ser pesquisadas utilizando a emissão de sinal ultrassônico e recepção de imagens do subsolo, uma vez que as ferramentas disponíveis são mais adequadas para amostragem aleatória de pequenas áreas. Se estas ferramentas são aplicadas a grandes construções, o consumo de tempo vai ser muito alto, se a coleta de dados para a geração de uma cobertura completa, ou perto de 100%, análise do material de construção é necessária.

[005] Um outro problema é que os instrumentos de inspeção dinâmica de material são normalmente feitos para a inspeção de tubos de via férrea e semelhantes, em que as superfícies das construções são lisas e uniforme, e em que a superfície das construções a ser testada é facilmente mapeada em que os instrumentos são guiados ao longo das construções por meio da forma física das construções, ou seja, ao longo de uma via férrea, ao longo de um tubo etc. Usando estes tipos de instrumentos em superfícies de concreto ou outras semelhantes irá gerar grande número de medidas com falhas devido à falta de contato entre o instrumento e o material em teste, por exemplo, bolsas de ar surgem entre o instrumento e a superfície de teste devido a protrusões na superfície, objetos e obstáculos na superfície ou superfície irregular, o que proíbe que o sinal ultrassônico se desloque para o material de teste.

[006] Não há soluções conhecidas provendo a coleta de dados ultrassônicos para a geração de uma cobertura completa, ou perto de 100%, análise subterrânea utilizando inspeção ultrassônica aos meios de grandes construções, material de teste, tais como pontes e edifícios. Material de teste pode, por exemplo, ser infraestruturas de concreto com barras de reforço em camadas enterradas de concreto, tipicamente a 2 - 15 cm abaixo da superfície do material de teste, que são vulneráveis ao desgaste, e o estado do concreto e dos reforços dita a capacidade da construção. Um ponto fraco não detectado no concreto pode fazer com que toda a construção entre em colapso com potenciais de danos às pessoas e bens. Inspeções utilizando técnicas de medição com capacidade limitada são demoradas, e uma cobertura completa, ou perto de 100%, análise de material de construção é muitas vezes muito cara, e em muitos casos elas são omitidas, resultando em inspeções deficientes.

[007] Inspeção de construções maiores é frequentemente realizada como inspeção visual, e o uso de instrumentos disponíveis são utilizados, se os pontos fracos forem visualmente detectados. Muitas vezes, o método envolve tomar uma amostra do núcleo da própria construção, e enviar esta para um laboratório para teste adicional e avaliação, o que leva muito tempo e exige muitos recursos. Métodos e dispositivos baseados em rodas ultrassônicas são muitas vezes baseados na emissão de sinal de alta frequência e em mecanismos de medição, tipicamente, na faixa de vários MHz. Mecanismos de controle do sinal de alta frequência não são adequados para os materiais, tais como concreto e madeira.

[008] Mecanismos de medição e de emissão de sinal de baixa frequência existentes na faixa de kHz de ultrassons de frequência mais baixa, de 25 kHz - 500 kHz, são limitados para o equipamento de teste estacionário usando sondas que estão dispostas em, por exemplo, um ponto fraco suspeito, e em seguida, uma sequência de teste de emitir um sinal ultrassônico, e receber e armazenar/ analisar o sinal recebido pelo local específico é realizada. Em seguida, a sonda é movida para outro local e o processo é repetido. O método é muito demorado, e exclui em todo o sentido prático a inspeção de grandes áreas com cobertura completa, ou perto de 100%.

[009] Um problema em análise de construções subterrâneas é detectar rachaduras verticais nas construções. Medição baseada em reflexão apenas a partir de uma rachadura vertical deve, se for detectada, ser submetida a análise de mais testes detalhados e demorados.

[0010] A única alternativa prática para testar grandes construções que utilizam tecnologias disponíveis é usar soluções baseadas em radar. Sistemas e dispositivos baseados em tecnologia de radar podem cobrir grandes áreas, mas baixa resolução representa um problema sem solução para essas tecnologias, e eles não são adequados para encontrar falhas ou indicações de falhas em evolução que requerem formação de imagens de alta resolução para a detecção. Estes tipos de falhas podem ser representados por reforços começando a se deteriorar, bolsas de ar pequenas ou rachaduras em concreto, áreas ocultas do radar por causa de áreas de sombra atrás de rochas, reforços, seções contendo líquido, umidade ou líquido saturado ou outros componentes da construção.

[0011] A presente invenção proporciona um dispositivo para a emissão e recepção de sinal ultrassônico para a análise de grandes construções de material de teste, incluindo o material de teste com superfícies irregulares, e a coleta de dados ultrassônicos. A presente invenção é adequada para uso analisando em várias profundidades, a faixa de profundidade compreendendo também a camada desde a superfície e até 15 - 20 cm no material de teste, mas não excluindo outras camadas mais enterradas. Dependendo dos requisitos para a razão S / N dos dados recebidos, a frequência do sinal do transdutor emitido e força, taxa de amostragem, a faixa de profundidade da análise do material de teste pode ser substancialmente variada. O objetivo é o de permitir a identificação de pontos fracos e falhas no subsolo do material de construção / teste, tais como reforços deficientes ou deteriorados em uma construção de concreto, pontos fracos devido às ramificações escondidas ou partes podres em uma construção de madeira, ou outros parâmetros defeituosos em tais construções ou semelhantes. A presente invenção proporciona uma coleta eficiente de dados utilizam a tecnologia de transdutor ultrassônicos, com a capacidade de utilizar a emissão de baixa frequência na faixa ultrassônica kHz frequência mais baixa, de preferência entre 25 kHz e 500 kHz, ou mais de preferência entre 75 kHz e 225 kHz, para um melhor desempenho no material de teste, tais como concreto e madeira ou semelhante.

[0012] A presente invenção pode ainda ser usada para a emissão de sinais ultrassônicos em maior frequência varia até faixa de vários MHz, de preferência entre 0,5 MHz - 10 MHz, ou mais preferivelmente, entre 2 MHz e 6 MHz, ou mesmo mais preferivelmente entre 4 e MHz 5 MHz, para a coleta de dados ultrassônicos a partir de material de teste mais compactos, tal como o aço, fibra de carbono, fibra de vidro ou semelhantes.

[0013] Apesar de algumas faixas de frequências terem sido especificamente discutidas neste documento, estas não devem limitar a presente invenção, e outras frequências podem ser facilmente escolhidas.

[0014] A presente invenção proporciona ainda um dispositivo que compreende uma roda compreendendo transdutores ultrassônicos para a emissão e recepção de sinal refletido, a roda que compreende uma pluralidade de seções circulares dispostas na direção do piso do pneu/ direção de rolamento, em que cada seção está alinhada perpendicularmente a um ou a um grupo de transdutores, e cada seção inclui uma seção do piso do pneu original. No caso de um obstáculo ser alcançado quando a roda está em movimento de rolamento, a influência do obstáculo está afetando principalmente as seções de piso do pneu que entram em contato com o obstáculo, deixando todas as outras seções não afetadas.

[0015] Aspectos da presente invenção pode assim compreender a melhorar a resolução da imagem resultante da coleta e análise de dados, e para melhorar a razão S/ N na amostragem em conjunto com menos consumo de tempo para a amostragem / inspeções que cobrem grandes áreas de material de construções/ teste, tais como pontes, edifícios ou outras construções usando um conceito da roda de rolamento acoplado seco. Exemplos de outras construções podem ser, por exemplo, uma construção de asa de avião, ou um tanque de gás/ navio destinado ao transporte de GLP, GNL ou gases liquefeitos químicos a granel ou outros semelhantes. Para alcançar esta tarefa, é necessário melhorar a taxa de coleta de dados, e ainda também combinar a taxa de coleta de dados, com mecanismos que melhoram a razão S / N nas medições, e, opcionalmente, proporcionar características de posicionamento absoluto ou posicionamento relativo ou ambos e incluir esta informação nos dados coletados.

[0016] A presente invenção é otimizada para melhorar a eficiência na emissão de sinais ultrassônicos e a coleta de dados ultrassônicos para a análise de materiais, mesmo quando as superfícies de materiais que não são mesmo, ou seja, por causa do desgaste e desgaste ou pela forma de construção.

[0017] A presente invenção também fornece um método e sistema para a pesquisa rápida e fiável de um grande construções onde será insatisfatória ou impossível controlar manualmente o que porções da construção já está coberta por dados/ amostras coletadas de teste, assim, a invenção apresenta um sistema e método para manter um registo automático das partes da construção abrangido pelo dispositivo de teste, e assegurar uma cobertura eficaz de coleta de dados a partir de todas as porções do material de construção / em teste e um custo de maneira eficiente o tempo.

[0018] A invenção é ainda definida pelas reivindicações independentes anexas, e outras modalidades da invenção são definidas pelas reivindicações dependentes associadas anexas.

[0019] Material de teste deve neste documento ser entendido como compreendendo qualquer material sólido, tal como um mineral, de metal ou de polímero, ou compósitos destes. Isto inclui, mas não está limitado ao concreto, cerâmica, ferro, aço, alumínio, madeira, fibra de carbono, fibra de vidro, etc.

[0020] A emissão do sinal ultrassônico deve neste documento ser entendida como compreendendo a emissão de qualquer onda acústica, incluindo pulsos, viajando por meio de oscilações, incluindo compressão e descompressão, o meio no qual ele se propaga. Para um meio sólido, a onda acústica pode assumir modos diferentes incluindo, mas não se limitando a, ondas de pressão longitudinal, onda transversal de corte, onda de superfície (Rayleigh) e outras.

[0021] Coleta de dados ultrassônicos deve neste documento ser entendida como compreendendo a detecção e o processamento de reflexões ou transmissões de sinais ultrassônicos emitidos mencionados acima. Diferentes propriedades dos sinais podem ser coletadas e analisadas, incluindo, mas não limitado a amplitude, o tempo de propagação, fase e conteúdo de frequência.

[0022] GPS deve neste documento significar Sistema de Posicionamento Global.

[0023] Posição absoluta deve neste documento ser entendida como incluindo os dados de posição geográfica, tal como definido por uma antena de GPS ou triangulação de antena ou semelhantes.

[0024] Dados de posição relativa devem neste documento ser entendidos como compreendendo qualquer definição da posição relativa de um ponto predefinido da posição fixa. A descrição relativa posição pode compreender distância em até 3 dimensões e outros parâmetros, tais como tempo e de volume.

[0025] Lógica de controle deve neste documento ser entendida como incluindo qualquer meio de instrumentação e de informática, remotos e no dispositivo ou portátil, utilizado para: controle dos transdutores, - coletar, armazenar e transmitir os dados dos transdutores, o controle da posição e da direção de movimento dos sistemas da invenção, posicionamento real numa área predefinida acima da seção de um material de teste, comunicação de estado e exibição dos referidos acima processamento dos dados coletados e geração de resultado da análise

[0026] Ao longo da pista deve, no presente documento, significar a direção do movimento do dispositivo da invenção.

[0027] Do outro lado do trilho deve, no presente documento, significar a direção perpendicular ao movimento do dispositivo da invenção.

[0028] Transdutor ou matriz de transdutor deve, neste documento, significar todos os tipos de transdutores ultrassônicos, também fora da prateleira ou módulos transdutores personalizados que compreendem a lógica de controle e outros recursos.

[0029] Reforços devem, neste documento, ser entendidos como incluindo todos os tipos de material que são usados para aplicar um material de uma estrutura, que pode ser encontrado nomeado em publicações como vergalhão, blindagem, barra de reforço e outros, por exemplo. Embora qualquer material com resistência suficiente à tração poderia ser potencialmente utilizado para reforçar concreto (fibras de vidro e de basalto também são comuns), aço e concreto têm coeficientes semelhantes de expansão térmica: um membro estrutural de concreto reforçado com aço irá experimentar o mínimo de tração como um resultado das expansões diferenciais dos dois materiais interligados causados por mudanças de temperatura.

[0030] Membrana e seção de piso do pneu deverão neste documento ser entendidas como incluindo a estrutura do pneu da roda, também a banda pura e a banda de rodagem, e outras construções/ partes do pneu de suporte ou parte da banda de rodagem e da banda pura.

[0031] Fluido de acoplamento deve, neste documento, ser entendido como compreendendo qualquer fluido com propriedades de transparências requeridas ou correspondentes para a transmissão ultrassônicos transmitidas através do fluido. A água pode ser usada em muitos casos.

[0032] A invenção é ainda explicada nas figuras anexas, que devem ser interpretadas como ilustrações das modalidades possíveis da invenção, mas não representam qualquer limitação do âmbito da invenção.

[0033] FIG. 1 é uma vista em perspectiva de uma unidade de rolamento.

[0034] FIG. 2A é uma vista seccional de corte do rolamento por meio de uma linha central vertical.

[0035] FIG. 2B é um detalhe perfil de uma modalidade de seções da roda alinhada com transdutores correspondentes.

[0036] FIG. 2C é um detalhe perfil de uma modalidade de seções da roda alinhada com transdutores correspondentes.

[0037] FIG. 3 é uma vista em perspectiva do interior da unidade de rolamento.

[0038] FIG. 4 é uma vista frontal do interior da unidade de rolamento.

[0039] FIG. 5 é uma vista de frente da unidade de rolamento.

[0040] FIG. 6 é uma vista de fundo do interior da unidade de rolamento.

[0041] FIG. 7 é uma vista em perspectiva de uma unidade de dois rolamentos com uma seção de roda do pneu parcialmente transparente.

[0042] FIG. 8 é uma vista de topo de uma unidade de dois rolamentos.

[0043] FIG. 9 é uma vista lateral de uma unidade de três rolamentos portáteis.

[0044] FIG. 10 é uma vista de fundo de uma unidade de três rolamentos portáteis.

[0045] FIG. 11 é uma vista de topo de uma unidade de três rolamentos portáteis.

[0046] FIG. 12 é uma vista frontal de topo em perspectiva de uma unidade de três rolamentos portáteis.

[0047] FIG. 13 é um diagrama mostrando exemplo de geometria ao longo do trilho de emitir e receber matrizes de transdutores.

[0048] FIG. 14 é um diagrama, mostrando exemplo de geometria de trilho transversal de emitir e receber transdutores.

[0049] FIG. 15 é um sistema de transporte de dois rolamentos triplos móveis.

[0050] FIG. 16 é uma visão geral de um cenário de trajeto de rastreamento para o transporte móvel.

[0051] A presente invenção é um dispositivo para a emissão do sinal ultrassônico e recepção de sinal refletido para a análise de material de teste, o dispositivo compreendendo uma matriz de transdutores ultrassônicos dentro de uma construção de roda com um pneu segmentado adaptável flexível em torno da matriz de transdutores para fornecer uma característica de movimento de rolamento que é também um invólucro enchido com líquido vedado em torno da matriz de transdutores para fornecer um fluido de acoplamento entre os transdutores e o material de pneu que se encontra em contato de rolamento com o material de teste.

[0052] A presente invenção proporciona ainda um dispositivo para a emissão do sinal ultrassônico e recepção de sinal refletido para a análise não invasiva de uma substância de teste. O dispositivo compreende mais do que uma matriz de transdutores dentro de construções de roda separadas com um pneu segmentado adaptável flexível em torno das matrizes de transdutores para fornecer uma característica de movimento de rolamento que é também um invólucro enchido com líquido vedado em torno das matrizes de transdutores que fornecem um meio de acoplamento entre as matrizes de transdutores e o material de pneu que está em contato de rolamento com o material de teste.

[0053] A presente invenção proporciona adicionalmente um método para a emissão do sinal ultrassônico e recepção de sinal refletido para a análise de um material de teste, usando um dispositivo da invenção.

[0054] A presente invenção proporciona adicionalmente um sistema para a emissão do sinal ultrassônico e recepção de sinal refletido para a análise de um material de teste, usando um dispositivo da invenção.

[0055] A presente invenção é exemplificada nas figuras.

[0056] A construção da roda do dispositivo ultrassônico 1 de uma modalidade da invenção provê um invólucro na forma de um pneu 10 como mostrado na figura 1 e 2.

[0057] O dispositivo ultrassônico compreende um eixo geométrico 2 provê uma base 3 afixada ao eixo geométrico sobre o qual uma matriz de transdutores 20 está disposta.

[0058] Os transdutores 20 são ilustrados como transdutores de forma cilíndrica, mas qualquer forma de transdutor 20 pode ser utilizada, e a forma e tamanho pode prover as características específicas relacionadas com a direção de abertura do sinal a ser emitido pelos transdutores 20. O formato pode ser otimizado para faixas de frequências específicas do sinal emitido.

[0059] Tamanho e formato do transdutor 20 podem também ser personalizados para desempenho otimizado em relação a saber se é para ser usado apenas para emissão de sinal, receber o sinal refletido a partir do material de teste, ou ambos.

[0060] A fase de industrialização da invenção será usada para encontrar o tamanho ideal, formato e tecnologia dos transdutores 20. O contorno da frente pode compreender, mas não ser limitado por: cilíndrico, retangular, quadrado, elíptico, e outros, enquanto que o formato da superfície do transdutor (frente) pode compreender, mas não se limitar por esfera protuberante, côncava, e convexa, curvada única ou curvada dupla, pirâmide ou outro. Combinações de diferentes formatos podem ser escolhidas.

[0061] Cabos de alimentação e de sinalização 4 podem ser fornecidos para o contato entre o controle lógico (não representado) dos transdutores 20 e meios externos, como fonte de energia, instrumento (s), computador (es) e semelhantes. Os cabos podem ser totalmente ou parcialmente substituídos por meios de comunicação sem fio ou meios de armazenamento destacáveis.

[0062] O eixo geométrico 2 provê um meio de afixação periférica para rolamentos 5, tais como os rolamentos de esferas de vedação que mais uma provêm as bases de afixação 6 para uma seção do pneu/ pneu 10. O pneu é afixado à base de fixação do pneu de um modo vedante, ou seja, com cola, tubo de preensão, soldadura ou semelhante.

[0063] O pneu 10 e a parte externa do rolamento 5 vão girar de modo correspondente para o movimento do dispositivo sobre o material de teste 15, enquanto que o eixo geométrico 2, a base do transdutor 3 e os transdutores 20 permanecerão em uma posição angular fixa em relação ao material de teste 15 otimizado para a emissão do sinal ultrassônico refletido e a recepção do sinal a partir do material de teste 15.

[0064] A posição e direção da matriz de transdutor podem ser configuradas em um certo número de posições predefinidas para prover mais do que um possível ângulo e/ ou distância dos transdutores ultrassônicos em relação ao material a ser testado/ inspecionado. Dependendo do material e da forma da roda, o material de teste e se o transdutor é utilizado para emitir ou receber ou ambos, a posição ideal e o ângulo do transdutor em relação ao material de teste serão definidos. A posição e o ângulo podem, em uma modalidade da invenção ser alterados ou alternados entre posições e ângulos predefinidos durante a operação.

[0065] Num cenário de utilização, será vantajoso ser capaz de assegurar que o ângulo do sinal de emissores é vertical em relação ao material de teste. Mecanismos adicionais tomados da tecnologia do estado da técnica podem ser utilizados em combinação com a presente invenção para assegurar que o sinal de emissão é sempre perpendicular à superfície do material de teste ou em um anjo predefinido em relação à superfície do material de teste.

[0066] Um tal estado da técnica pode ser montar um sensor de roda solicitada (não mostrado) que é mantido em contato com a superfície do material de teste de tal modo que a posição do material de teste é sempre conhecida com relação à matriz de transdutores.

[0067] Em outras situações, pode ser desejável angular os transdutores em um ângulo definido com relação à superfície do material de teste. Isto pode ser alcançado por mecanismos similares, tal como definido acima ou por outros mecanismos.

[0068] As várias implementações da presente invenção irão proporcionar dados de posição que podem ser ligados aos dados de sinal recebidos. Os dados de posição podem compreender uma posição absoluta definida por um GPS ou outro dispositivo capaz de definir a posição absoluta, e/ ou uma posição relativa definida por uma posição inicial definida especificamente para a construção a ser analisada, e pelo movimento medido/ calculado do ponto de partida definido. Por exemplo, isto pode ser para fazer da quina sudeste da ponte um ponto de partida, e deixar uma esfera de rastreamento (não mostrada) montada em um transporte da invenção medir qualquer movimento relativo ao longo da superfície a partir do ponto de partida. Entrada da esfera de rastreamento e do ponto de partida conhecido pode então ser usada para definir uma posição absoluta de cada objeto descrito na análise resultante construída dos dados refletidos ultrassônicos recebidos. Em vez de uma esfera de rastreamento, outro exemplo seria a utilização de técnicas de laser e giroscópio para medir a distância para um ponto de referência conhecido e movimento. Movimento também pode ser medido por detecção do movimento real dos pneus da invenção. Outras ferramentas de definição de posição geográficas/ relativas também são abrangidas, embora não explicitamente discutidas, neste documento.

[0069] Um aspecto vantajoso em potencial da presente invenção é o de ser capaz de inspecionar o mesmo material de teste várias vezes, em que cada teste é realizado em tempos diferentes. Por exemplo, a cada 5 anos, a cada ano, a cada mês, ou a cada dia e outras faixas. Como os dados de posição é conhecida, é possível detectar mudanças no exato mesmo local da análise anterior.

[0070] O pneu 10 prevê um invólucro vedado em torno do eixo geométrico 7, a base de matriz do transdutor e a matriz de transdutores. O invólucro é enchido parcialmente ou completamente com um fluido de acoplamento 25, tal como a água. O fluido de acoplamento provê uma melhor transmissão do sinal entre o transdutor 20 e a seção do pneu 11, 22, 24, 25 que está em contato com o material de teste 15.

[0071] Acoplamento sem paralelo à superfície irregular é realizado usando um material elástico para a construção da roda, em que a adaptação à topografia da superfície é parcialmente utilizada pelas propriedades elásticas inerentes das seções de pneus 11, 22, 24 em si. A adaptação pode também ser ainda melhorada pelo formato das seções de pneus 11, 22, 24. Formatos podem incluir, mas não estão limitados a: cilíndrico, retangular, quadrado, pirâmide, cônico, protuberante e/ ou de esfera circular ou qualquer outra forma de protrusões, côncava e convexa. Cada seção do pneu pode ser concebida como uma forma contínua ou de repetição de um ziguezague, retangular, triangular, e arqueada ou até pneu de base de botão/ arraste pode intensificar o desempenho do sinal de emissão e de recepção. Prefere-se assegurar o contato entre o pneu e o material de teste quando a emissão e recepção de sinal acontecem. Combinações de diferentes formas podem ser escolhidas.

[0072] O material elástico pode ser suportado por um material mais duro 25, tal como ilustrado na Fig. 2C. O material de suporte pode ter as propriedades correspondentes acústicas/ de transparência para o material de acoplamento elástico 24 no seu exterior, e o fluido de acoplamento 26 no seu interior. O material de suporte pode ser, mas não se limitando a, um tipo de composto de polímero, tal como um tipo de plástico.

[0073] Outro método para o acoplamento com superfícies irregulares pode ser a utilização de uma solução de membrana, tal como ilustrado na Fig. 2B, em que a adaptação à topografia da superfície é utilizada pela presença de um fluido de acoplamento 26, por trás de uma membrana 11, 22 composta por uma seção do piso do pneu 11 e uma banda pura 22. O fluido pode ser pressurizado.

[0074] A seção do piso do pneu 11, 24 em contato com o material de teste 15 pode para ambos os métodos de acoplamento ser um material elástico. A seção do piso do pneu 11, 24 poderia ser, mas não se limitando a, um elastômero ou de borracha, como material, tal como um tipo de poliuretano ou borracha de nitrila, ou outras borrachas sintéticas ou naturais, ou outros tipos ou compostos de material de polímero com propriedades elásticas.

[0075] O material utilizado na seção do piso do pneu 11, 24, e o material de suporte 25 podem variar, devido a diferentes propriedades dependentes da frequência do sinal emitido, de tal modo que o material pode ser diferente para utilização em material de teste que requer uma faixa de frequência, comparado com outro material de teste exige uma outra faixa de frequências. A seção do piso do pneu 11, 24 é formada de tal modo que uma seção 12 da seção do piso do pneu 11, 24 está alinhada para entrar em contato com o material de teste, num ponto de contato 27 sobre uma linha reta que une um transdutor ou um número de transdutores adjacentes e o teste material.

[0076] A seção do piso do pneu 11, 24 é otimizada no formato e no número de seções 12 de tal modo que as bolsas de ar entre a seção do piso do pneu 11, 24 e a superfície do material de teste 15 são minimizadas ou eliminadas, quer por uma forma que será espremer potencialmente o ar preso para fora, ou pelo padrão de rosca na seção do piso do pneu.

[0077] O acoplamento pobre devido a irregularidades na superfície do material de teste 15 será minimizado devido à segmentação do seccionamento 12 da roda, e do formato e elasticidade da seção do piso do pneu 11, 24.

[0078] Em uma modalidade, a seção do piso do pneu 11 do pneu 10 é formada como uma matriz de seções circulares 12, cada seção 12 é alinhada de tal modo que quando o pneu 10 rola sobre o material de teste 15, cada uma das seções do piso do pneu 11 fornece uma seção dedicada da roda 1, que em qualquer ponto no tempo compreende o trajeto de sinal natural para o sinal ultrassônico emitido e/ ou recebido entre o transdutor e o material de teste.

[0079] Comparada com a técnica anterior, a presente invenção é muito menos vulnerável a manchas irregulares na superfície do material de teste, uma vez que funciona sobre um obstáculo, tal como um pequeno cristal, só irá causar perda menor de dados de amostragem, por exemplo 1/12 da roda recebe nenhum sinal de resposta ou sinal fraco do subsolo. As limitações nos dados de resposta dependem do número de seções circulares 12 da roda que são afetadas pelo cristal. Um instrumento da técnica anterior iria, para comparação com o mesmo exemplo de cristal, obter uma amostra errada da parte completa, ou da parte maior da faixa de teste. O processo principal para a resposta do sinal deteriorado na técnica anterior é a existência de bolsas de ar entre a membrana de instrumento e a superfície de teste. O ponto cego para tal instrumento da técnica anterior será grande e depende do tamanho do cristal. O efeito negativo de que funciona sobre um obstáculo pode ser ainda mais reduzido na presente invenção, dependendo da flexibilidade do material das seções do piso do pneu. Se um material flexível é escolhido, pode ser possível manter contato com a superfície do material de teste para todas as seções das rodas, se um obstáculo for atropelado.

[0080] A roda 1 é, pelo menos, parcialmente enchida com um fluido de acoplamento 26 a um nível que garante que a matriz de transdutores seja completamente envolvida no fluido de acoplamento 26, onde o fluido de acoplamento 26 também preenche o espaço entre a membrana 11 da seção do pneu e do transdutor correspondente no trajeto de sinal natural para o sinal ultrassônico emitido e/ ou recebido entre o transdutor e o material de teste.

[0081] O dispositivo ultrassônico 1 da invenção descrito acima pode ser montado numa estrutura 70, tal como mostrado na figura 7 -8. As figuras mostram como duas rodas da invenção são montadas em suportes/ estruturas 70, por meios de montagem 71. Os cabos de sinalização 74 são conduzidos através da estrutura 70.

[0082] Outra modalidade da invenção está ilustrada na Figura 9 - 12, que mostra três rodas da inovação montadas numa estrutura portátil 120, onde um manípulo 121 está montado na estrutura 120. O dispositivo portátil da presente invenção pode ser operado para armazenar sinais recebidos em conjunto com os dados de posição calculados para fora a partir de um ponto de partida predefinido registando o movimento através do material de teste pelo movimento de rolamento das rodas da invenção ou de outros mecanismos, tais como por exemplo um dispositivo mouse do computador (não mostrado) ou meios de medição por raios infravermelhos ou semelhantes (não mostrados).

[0083] O dispositivo portátil pode ter acesso a bordo ou afixável a ele, via cabo, indução ou comunicação sem fio a: fonte de energia, memória, lógica de controle, portas de controle de entrada e de saída, tela e áudio.

[0084] Luzes de aviso 150 pode ser disposta sobre a estrutura para fins, tais como uma indicação de estado do contato entre o dispositivo e o material de teste, o estado de alarme se o padrão de sinal predefinido é recebido, ou se o sinal recebido numa posição específica não é válido.

[0085] Luzes de aviso podem ser um código de cores, tal como, por exemplo a luz vermelha, se nenhum contato ou luz verde quando o contato é detectado entre o dispositivo e o material de teste. Outras cores e padrões de comutação podem ser usados para diferentes fins. Um tal efeito pode ser como um indicador do autoteste a ser executado antes de cada trabalho. É também possível utilizar luzes em uma rotina de calibragem, onde por exemplo o dispositivo pode ser enrolado ao longo de um material de teste conhecido, com uma superfície conhecida com um resultado de teste conhecido esperado quando transdutores emitem sinais em conformidade com um padrão de teste predefinido e frequências. Se o sinal recebido esperado é verificado o dispositivo é liberado para operação. Dispositivo verificado pode ser identificado por um padrão de luz predefinido apresentado pelas luzes de aviso 150.

[0086] Um computador ligado também pode ser utilizado para fins de armazenamento, calibragem, teste e avaliação dos resultados do teste. O computador pode ser ligado por cabo, comunicação sem fios ou através de transferência de dados através de um dispositivo de memória de armazenamento. Um dispositivo de memória de armazenamento pode ser montado de modo destacável nos circuitos eletrônicos no dispositivo, ou pode ser ligado através de uma interface, no momento da operação de transferência.

[0087] A matriz de transdutores pode ser usada de modos diferentes. Dois modos diferentes são mostrados nas figuras 13 e 14. Outros modos podem ser utilizados.

[0088] Na figura 13, é mostrado um modo de inspeção ao longo do trilho. Uma variedade de transdutores, por exemplo, a roda traseira da presente invenção, é utilizada para emitir sinais para o subsolo do material de teste, e uma matriz de transdutores, por exemplo, a roda dianteira da invenção é usada como meio de recepção para receber os sinais emitidos que viajaram para dentro e através do material de teste e foram refletidos a partir deste.

[0089] Na figura 14, é mostrado um modo para a inspeção transversal. Isto é conseguido através da atribuição de um número de transdutores em uma matriz de transdutores para emitir o sinal ultrassônico, e um número de transdutores da mesma matriz de transdutores para receber o sinal quando refletida a partir do material de teste. Um transdutor pode emitir e receber ambos. Em um cenário, um transdutor na seção periférica da matriz de transdutores emite sinais para o subsolo do material de teste e um ou mais transdutores no meio da seção da matriz de transdutores recebem os sinais refletidos.

[0090] É possível utilizar mais do que uma matriz de transdutores para a recepção, ou seja, para o dispositivo portátil descrito acima: m transdutor na matriz traseira de transdutores pode emitir, enquanto as duas matrizes dianteiras de transdutores recebem, ou mesmo todas as matrizes de transdutores podem ser configuradas para receber matrizes de transdutores onde uma ou mais matrizes de transdutores também emitem.

[0091] Uma configuração provavelmente em um sistema que compreende 3 matrizes de transdutores/ rodas, tal como no exemplo portátil acima é a utilização de transdutores na matriz média de transdutores para emissão de sinais ultrassônicos, e as duas matrizes externas dos transdutores/ rodas para receber o sinal refletido a partir do material de teste.

[0092] É também possível usar um único dispositivo ultrassônico 1 da invenção, utilizando a geometria transversal descrita acima.

[0093] Transdutores podem ser utilizados para a emissão ou a recepção apenas, e ambas emissão e recepção, de sinais ultrassônicos e reflexões. Um transdutor que serve tanto como transdutor de emissão ou recepção para o mesmo sinal ultrassônico, ou seja, o transdutor emite um sinal ultrassônico e, em seguida, espera as reflexões do sinal e, em seguida, recebe o sinal refletido, só vai receber e detectar reflexos de objetos ou semelhante ou material no trajeto do sinal emitido. Se o objeto é uma pequena rachadura vertical abaixo do transdutor, o sinal refletido pode ser muito fraco e difícil de detectar. Na presente invenção será uma matriz de transdutores, em que cada transdutor tanto emite quanto recebe um sinal ultrassônico, não só sinais refletidos medidos, mas também mede o sinal transmitido através do material de teste, e, portanto, é capaz de medir a falta de reflexão, ou por exemplo, a difração de tempo de voo. Estes tipos de medições irão proporcionar uma melhor razão S/N nos dados de medição. Tal configuração será capaz de detectar a omissão de um sinal refletido. Por exemplo, se o sinal é obstruído por uma bolsa de ar no material de teste, e, portanto, a propagação de sinal é obstruída, o transdutor de recepção irá detectar que o sinal não é recebido como esperado, e uma conclusão pode, então, indicar que existe um bloqueio médio entre a emissão e recepção do transdutor, tal como uma rachadura, orifício, meio de não afinação ou outro.

[0094] A capacidade adicional acima para detectar omissão de uma reflexão pode ser utilizada por uma única configuração de transdutor de roda da invenção, tal como explicado para a figura 14 acima. Intensificar o efeito de análise adicional pode ser alcançado com a presente invenção, combinando o recurso explicado na Figura 14 com as características da utilização de mais do que uma matriz de transdutores (rodas) como, um exemplo do qual é explicado para a configuração do transdutor na Figura 13 acima. Em relação às rachaduras, obstruções e bolsas de ar, as diferentes configurações de transdutor podem ser otimizadas adicionalmente para detectar ao longo das rachaduras orientadas do trilho, bolsas de ar, obstruções, com a característica de inspeção de trilho transversal conforme explicado na figura 14 acima, ou rachaduras orientadas de trilho oposto, bolsas de ar, obstruções, com a característica de inspeção ao longo do trilho como explicada na figura 13.

[0095] Em uma modalidade da invenção, a invenção pode ser usada para encontrar bolsas de laminação/ ar em estruturas do tipo sanduíche, tais como os usados em navios ou asas (aviões, turbinas eólicas). Tais estruturas em sanduíche podem ser construídas de várias camadas de materiais diferentes. Tudo com a resposta potencialmente diferente apresenta sinais ultrassônicos relativos de frequências específicas. A presente invenção pode ser controlada de um modo a otimizar a resposta a uma profundidade específica do material de teste, onde uma interface de camada específica em sanduíche está localizada. Pode-se, por exemplo, analisar a interface entre a camada mais interna de fibra de vidro e o material do núcleo numa construção de três camadas, compreendendo uma camada de fibra de vidro interna, uma camada de fibra de vidro externa e uma camada de núcleo de poliestireno. Podem ser utilizados outros materiais e outro número de camadas.

[0096] Um outro exemplo de modalidade é a utilização da invenção para detectar destacamentos/ bolsas de ar sob telhas de construção, tal como num piso de banheiro, onde a camada externa é de cerâmica, e a camada interna é de concreto ou de madeira, possivelmente com uma estrutura de membrana impermeável à água entre elas.

[0097] É também possível maximizar a capacidade de detecção por meio da execução de um regime de emissão e recepção de sinal refletido em que um padrão mais complexo de deslocamento da característica de cada transdutor individual dinamicamente conforme a coleta de dados ultrassônicos é realizada. Um padrão seria deixar cada transdutor, por sua vez agir como a única fonte emissora de um sinal ultrassônico, e deixar todos os transdutores de todas as rodas (se houver mais de uma) receberem o sinal emitido. Desta forma, é possível mapear a parte subterrânea em muitas direções da direção de movimento perpendicular a ambos os lados do transdutor de emissão. Um exemplo delineando um transdutor de emissão e 7 transdutores de recepção indicado pelas setas 170 está indicado na Figura 17. Aqui são utilizadas três matrizes 221, 222, 223 (rodas) de transdutores. Todas as outras combinações podem ser utilizadas a partir de 1 emissor e de 1 a 48 (48 não é uma limitação, mas o número usado na Figura 17) receptores. Podem ser utilizadas outras combinações de transdutor.

[0098] O padrão final é o de permitir que todos os transdutores, por sua vez, sejam o transdutor de emissão, e permitir que todos os transdutores atuem como receptores para todas as reflexões de um sinal emitido. Desta forma, é possível mapear todo o material de teste a partir de todos os ângulos, para os lados, para a frente, para trás, inclinado em todas as direções e diretamente abaixo. Usando o movimento do dispositivo da invenção como um outro parâmetro, é possível fazer várias dessas medições quando se deslocam sobre o material de teste. Por exemplo, uma bolsa de ar no concreto seria então explorada exaustivamente a partir de várias direções várias vezes, e não haverá falhas "ocultas".

[0099] Não há limites para o tamanho das matrizes de transdutores ou das rodas utilizadas.

[00100] Exemplos de regimes de execução podem incluir, mas não estão limitados a diferentes técnicas de formação de feixe. Um exemplo de um regime de execução pode ser SAFT (abertura técnica de focalização sintética).

[00101] Quanto mais dados de detecção são coletados, melhor a relação S/ N será possível atingir no processo de análise quando os dados são analisados.

[00102] Análise dos dados recebidos a partir do material de teste pode prever a compilação de imagens detalhadas em 2D e/ ou 3D do material de teste a várias profundidades abaixo da superfície do material de teste, tipicamente 0 - 15 cm abaixo da superfície do material de teste.

[00103] A Figura 15 mostra um sistema em que três pares de dispositivos ultrassônicos 1 da invenção são combinados para proporcionar um sistema de inspeção de grandes volumes de material de teste. Cada par de rodas é montado para um suporte individual 70, e o três suportes são montados em um transporte 200. O transporte compreende ainda um meio de computação/ controle 204, um dispositivo de medição a laser 202, e uma unidade de visualização 201. Cada par de rodas está individualmente se adaptando à superfície, à medida que cada seção 12 de cada uma das rodas está se adaptando individualmente à superfície.

[00104] O dispositivo na Figura 15, ou qualquer variação de um dispositivo da invenção pode ter acesso a bordo ou afixável a ele, via cabo, indução ou comunicação sem fio a: fonte de energia, armazenamento de dados, lógica de controle, portas de controle de entrada e de saída, tela e áudio.

[00105] Luzes de aviso, tal como descrito para o dispositivo portátil acima (não mostrado na Figura 16) podem ser constituídas, neste sistema, bem como em todas as versões de modalidades da invenção, e para os mesmos fins, como discutido acima.

[00106] O transporte pode compreender meios para acionar o transporte, por exemplo um motor elétrico (não mostrado), as características do controlador remoto, e ainda compreender a fonte de energia ou fontes, manípulos 205 para empurrar e/ ou direcionar manualmente o transporte e meios para a comunicação sem fio com uma unidade de controle externa (não mostrada).

[00107] A unidade de controle pode ser pré-programada para guiar o transporte para cobrir todos os segmentos de material de teste, tal como ilustrado na figura 16. Aqui uma representação de vida real mostra a posição do transporte 200, a direção do movimento 211, e as áreas que foram 212, 213, 214/ e não foram 215 inspecionadas ainda. Pode até ser possível distinguir entre o trilho anterior de inspeção 212, o trilho atual de inspeção 213, e a sobreposição 214 do trilho atual 213 de inspeção em relação ao trilho anterior 212 de inspeção.

[00108] Ao comparar os dados recebidos e o resultado da análise deste com a inspeção previamente realizada correspondente, é possível detectar as mudanças no subsolo do material de teste. Por exemplo, pode ser possível seguir a deterioração da barra de reforço em concreto de uma ponte, e iniciar ações corretivas em um estágio inicial de deterioração.

[00109] A unidade de laser pode ser utilizada para medição de distância, a fim de definir a posição do transporte no material de teste.

[00110] Outra modalidade exemplificativa é a utilização de um dispositivo da presente invenção para amostrar uma construção de aço pintado. A presente invenção é capaz de coletar amostras de sinais ultrassônicos refletidos que permitem a análise de dados para descobrir rachaduras e defeitos de forma ímpar, sem a necessidade de remover a tinta ou outras camadas de proteção fixas à superfície da construção de aço. Reivindicações antigas do pedido de prioridade, agora incluídas como parte da descrição: 1.

[00111] Dispositivo para a emissão e recepção de sinal ultrassônico, o dispositivo a ser formada como uma roda de (1), onde a roda (1) compreendendo ainda: uma matriz de transdutores (20) arranjada em uma base (3) afixada a um eixo de rodas (2); uma seção do pneu (10) provendo um recinto vedado (7) em torno da matriz de transdutores (20), a seção do pneu compreendendo uma pluralidade de seções protuberantes circulares (12) compreendendo uma seção de rodagem do pneu (11, 22, 24, 25), um fluido de acoplamento (26) no recinto vedado (7) provendo uma transparência acústica entre a matriz de transdutores e pontos de contato (27) para a seção de rodagem do pneu (11, 24) voltada para um material de teste (15). 2.

[00112] Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, em que a seção do piso do pneu (11, 22, 24, 25) é feita de um material elástico. 3.

[00113] Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreendendo adicionalmente: meios de afixação (8) para meios de apoio (5) arranjados em ambas as extremidades periféricas do eixo geométrico (2); meios de apoio (5) afixados aos meios de afixação (8), e a seção do pneu (10) afixada a bases de afixação (6) providas nos meios de apoio (5) para prover uma capacidade de rolagem da roda (1) para contato de rolagem com o material de teste (15). 4.

[00114] Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de rodagem do pneu (11,22) é formada em seções circulares e em que cada seção é alinhada para se estender sobre um ou mais transdutores (20), e em que a seção de rodagem do pneu (11,22) está em contato direto com o fluido de acoplamento (26) no lado da seção de rodagem do pneu voltado para os transdutores (20). 5.

[00115] Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de rodagem do pneu (24,25) compreende um material de suporte (25) compreendendo um primeiro lado provendo uma superfície de contato para o fluido de acoplamento (26), e um segundo lado provendo uma superfície à qual um material de acoplamento (24) é afixado, o material de acoplamento (24) formando as seções circulares do pneu 10. 6.

[00116] Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as extremidades periféricas do eixo de rodas (2) têm meios de afixação (71) para afixar o dispositivo a uma estrutura (70, 120). 7.

[00117] Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cabos elétricos (74) são providos para conectar a matriz de transdutores à potência. 8.

[00118] Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cabos elétricos (74) são providos para conectar os transdutores (20) à lógica de controle. 9.

[00119] Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende meios para transmissão sem fio de dados de controle e dados de sinal recebidos. 10.

[00120] Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a matriz de transdutores (20) compreende meios de afixação ajustáveis a uma base (3) ou ao eixo de rodas (2), de forma a alterar o ângulo e/ou distância da matriz de transdutores (2) em relação ao material de teste (15). 11.

[00121] Dispositivo para emissão e recepção de sinal ultrassônico refletido a partir de um material de teste (15), o dispositivo compreendendo duas ou mais rodas (1) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que as rodas (1) são afixadas a uma estrutura (70, 120). 12.

[00122] Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada transdutor individual (20) em cada uma das matrizes de transdutores (20) age como transdutor de emissão ou transdutor de recepção, ou ambos, transdutor de emissão e tradutor de recepção. 13.

[00123] Sistema para emissão e recepção de sinal ultrassônico, o sistema compreendendo: um ou uma pluralidade de dispositivos/ rodas como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, o sistema compreende adicionalmente um chassi (120, 200) ao qual uma ou uma pluralidade de rodas (1) é montada, um mecanismo de controle para direcionar o transporte ao longo de um trajeto (211) sobre a superfície de um material de teste (15), lógica de controle (204) para controlar o transporte, os transdutores, e o armazenamento e comunicação de dados. 14.

[00124] Sistema de acordo com a reivindicação 13, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de navegação (202) para prover posição absoluta. 15.

[00125] Sistema de acordo com a reivindicação 13 e 14, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de exibição (150, 201). 16.

[00126] Sistema de acordo com a reivindicação 13 a 15, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de rastreamento para prover posição relativa. 17.

[00127] Sistema de acordo com a reivindicação 13 a 16, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de controle para conduzir o chassi é um manípulo (121, 205) para orientação manual ou um motor controlado remotamente conectado a meios de direção para mover o chassi. 18.

[00128] Sistema de acordo com a reivindicação 13 a 17, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de computador para receber os dados de sinal ultrassônico recebidos e para processar os dados. 19.

[00129] Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que os meios de computador são meios de computador remotos. 20.

[00130] Método para emissão e recepção de sinal ultrassônico para permitir análise de um material de teste (15), o método compreendendo as etapas de: prover um ou uma pluralidade de sistemas de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 19, o método compreendendo as etapas de: emitir sinais ultrassônicos a partir de pelo menos um transdutor (20); receber reflexões dos sinais ultrassônicos emitidos a partir do material de teste (15) com um ou uma pluralidade de transdutores (20); armazenar e transferir os sinais ultrassônicos recebidos a um meio de computador e analisar os sinais ultrassônicos recebidos. 21.

[00131] Método de acordo com a reivindicação 20, o método caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de:

[00132] mover o chassi (120, 200) ao longo de um trajeto predefinido (211);

[00133] emitir sinais ultrassônicos de transdutores individuais (20) de acordo com um padrão de emissão predefinido; receber o sinal ultrassônico refletido a partir do material de teste (15) com um ou uma pluralidade de transdutores da matriz de transdutores (20) configurada para receber transdutores para o sinal ultrassônico individual emitido. 22.

[00134] Método de acordo com a reivindicação 20 ou 21, o método caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente comparar o resultado da análise de uma seção de um material de teste com uma análise prévia da mesma seção do material de teste e identificar alterações no material de teste. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo transdutor para emissão e recepção de sinal ultrassônico, o dispositivo sendo formado como uma roda (1), em que o dispositivo transdutor é caracterizado pela roda (1) compreendendo adicionalmente: uma matriz de transdutores (20) arranjada em uma base (3) afixada a um eixo de rodas (2); uma seção do pneu (10) provendo um recinto vedado (7) em torno da matriz de transdutores (20), a seção do pneu compreendendo uma pluralidade de seções protuberantes circulares (12) compreendendo uma seção de rodagem do pneu (11, 22, 24, 25), um fluido de acoplamento (26) no recinto vedado (7) provendo uma transparência acústica entre a matriz de transdutores e pontos de contato (27) para a seção de rodagem do pneu (11, 24) voltada para um material de teste (15), e em que a seção de rodagem do pneu (11, 22, 24, 25) é feita de um material elástico. 2. Dispositivo transdutor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreendendo adicionalmente: meios de afixação (8) para meios de apoio (5) arranjados em ambas as extremidades periféricas do eixo de rodas (2); meios de apoio (5) afixados aos meios de afixação (8), e a seção do pneu (10) afixada a bases de afixação (6) providas nos meios de apoio (5) para prover uma capacidade de rolagem da roda (1) para contato de rolagem com o material de teste (15), 3. Dispositivo transdutor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de rodagem do pneu (11,22) é formada em seções circulares e em que cada seção é alinhada para se estender sobre um ou mais transdutores (20), e em que a seção de rodagem do pneu (11,22) está em contato direto com o fluido de acoplamento (26) no lado da seção de rodagem do pneu voltado para os transdutores (20). 4. Dispositivo transdutor de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de rodagem do pneu (24,25) compreende um material de suporte (25) compreendendo um primeiro lado provendo uma superfície de contato para o fluido de acoplamento (26), e um segundo lado provendo uma superfície à qual um material de acoplamento (24) é afixado, o material de acoplamento (24) formando as seções circulares do pneu 10. 5. Dispositivo transdutor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as extremidades periféricas do eixo de rodas (2) têm meios de afixação (71) para afixar o dispositivo a uma estrutura (70, 120). 6. Dispositivo transdutor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cabos elétricos (74) são providos para conectar a matriz de transdutores (20) à potência. 7. Dispositivo transdutor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cabos elétricos (74) são providos para conectar os transdutores (20) à lógica de controle. 8. Dispositivo transdutor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende meios para transmissão sem fio de dados de controle e dados de sinal recebidos. 9. Dispositivo transdutor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a matriz de transdutores (20) compreende meios de afixação ajustáveis a uma base (3) ou ao eixo de rodas (2), de forma a alterar o ângulo e/ou distância da matriz de transdutores (2) em relação ao material de teste (15). 10. Dispositivo transdutor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada transdutor individual (20) em cada uma das matrizes de transdutores (20) age como transdutor de emissão ou transdutor de recepção, ou ambos, transdutor de emissão e tradutor de recepção. 11. Dispositivo de chassi transdutor para emissão e recepção de sinal ultrassônico refletido a partir de um material de teste (15), o dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende dois ou mais dispositivos transdutores (1) como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que as rodas (1) são afixadas a uma estrutura (70, 120). 12. Sistema para emissão e recepção de sinal ultrassônico, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um ou uma pluralidade de dispositivos transdutores como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, o sistema compreende adicionalmente um chassi (120, 200) ao qual uma ou uma pluralidade de rodas (1) é montada, um mecanismo de controle para conduzir o chassi ao longo de um trajeto (211) sobre a superfície de um material de teste (15), lógica de controle (204) para controlar o chassi, os transdutores, e armazenamento e transmissão de dados recebidos pelos transdutores. 13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de navegação (202) para prover posição absoluta. 14. Sistema de acordo com a reivindicação 11 e 12, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de exibição (150, 201). 15. Sistema de acordo com a reivindicação 11 a 14, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de

Claims (21)

1. Dispositivo transdutor para emissão e recepção de sinal ultrassônico, o dispositivo sendo formado como uma roda (1), compreendendo: uma matriz de transdutores (20) arranjada em uma base (3) afixada ao eixo da roda (2); e um fluido de acoplamento (26) no recinto vedado (7) provendo uma transparência acústica entre a matriz de transdutores (20) e pontos de contato (27) para a seção de rodagem do pneu (11, 24) voltada para um material de teste (15), em que a seção de rodagem do pneu (11, 22, 24, 25) é feita de um material elástico, caracterizado por: uma seção do pneu (10) provendo um recinto vedado (7) em torno da matriz de transdutores (20), a seção do pneu compreendendo uma seção de rodagem do pneu (11, 22, 24, 25) com uma pluralidade de seções protuberantes circulares (12).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreendendo adicionalmente: meios de afixação (8) para meios de apoio (5) arranjados em ambas as extremidades periféricas do eixo de rodas (2); meios de apoio (5) afixados aos meios de afixação (8), e a seção do pneu (10) afixada a bases de afixação (6) providas nos meios de apoio (5) para prover uma capacidade de rolagem da roda (1) para contato de rolagem com o material de teste (15).

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada seção circular é alinhada para se estender sobre um ou mais transdutores (20), e a seção de rodagem do pneu (11, 22) está em contato direto com o fluido de acoplamento (26) no lado da seção de rodagem do pneu voltado para os transdutores (20).

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a seção de rodagem do pneu (24, 25) compreende um material de suporte (25) compreendendo um primeiro lado provendo uma superfície de contato para o fluido de acoplamento (26), e um segundo lado provendo uma superfície à qual um material de acoplamento (24) é afixado, o material de acoplamento (24) formando as seções circulares do pneu (10).

5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as extremidades periféricas do eixo de rodas (2) têm meios de afixação (71) para afixar o dispositivo a uma estrutura (70, 120).

6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que cabos elétricos (74) são providos para conectar a matriz de transdutores (20) à potência.

7. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que cabos elétricos (74) são providos para conectar os transdutores (20) à lógica de controle.

8. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende ainda meios para transmissão sem fio de dados de controle e dados de sinal recebidos.

9. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a matriz de transdutores (20) compreende meios de afixação ajustáveis a uma base (3) ou ao eixo de rodas (2), de forma a alterar o ângulo e/ou distância da matriz de transdutores (2) em relação ao material de teste (15).

10. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que cada transdutor individual (20) em cada uma das matrizes de transdutores (20) age como transdutor de emissão ou transdutor de recepção, ou ambos, transdutor de emissão e tradutor de recepção.

11. Dispositivo de chassi transdutor para emissão e recepção de sinal ultrassônico refletido a partir de um material de teste (15), caracterizado pelo fato de que compreende uma estrutura (70, 120) e dois ou mais dispositivos como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, em que as rodas (1) são afixadas a uma estrutura (70, 120).

12. Sistema para emissão e recepção de sinal ultrassônico, caracterizado pelo fato de que compreende: um ou uma pluralidade de dispositivos como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, o sistema compreende adicionalmente um chassi (120, 200) ao qual uma ou uma pluralidade de rodas (1) é montada; um mecanismo de controle para conduzir o chassi ao longo de um trajeto (211) sobre a superfície de um material de teste (15); e uma lógica de controle (204) para controlar o chassi, os transdutores, e armazenamento e transmissão de dados recebidos pelos transdutores.

13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de navegação (202) para prover uma posição absoluta.

14. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de exibição (150, 201).

15. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de rastreamento para prover posição relativa.

16. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 15, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de controle para conduzir o chassi é um manípulo (121, 205) para orientação manual ou um motor controlado remotamente conectado a meios de direção para mover o chassi.

17. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 16, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente meios de computador para receber os dados de sinal ultrassônico recebidos e para processar os dados.

18. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que os meios de computador são meios de computador remotos.

19. Método para emissão e recepção de sinal ultrassônico para permitir análise de um material de teste (15), caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: prover um ou uma pluralidade de sistemas para emissão e recepção de sinal ultrassônico como definidos em qualquer uma das reivindicações 12 a 19; emitir sinais ultrassônicos a partir de pelo menos um transdutor de uma matriz de transdutores (20) de pelo menos um dos sistemas; receber reflexões dos sinais ultrassônicos emitidos a partir do material de teste (15) com um ou uma pluralidade de transdutores da matriz de transdutores (20); e armazenar e transferir os sinais ultrassônicos recebidos a um meio de computador e analisar os sinais ultrassônicos recebidos.

20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de: mover o chassi (120, 200) ao longo de um trajeto predefinido (211); emitir sinais ultrassônicos a partir de transdutores individuais da matriz de transdutores (20) de acordo com um padrão de emissão predefinido; e receber o sinal ultrassônico refletido a partir do material de teste (15) com um ou uma pluralidade de transdutores da matriz de transdutores (20) configurada para receber transdutores para o sinal ultrassônico individual emitido.

21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 19 ou 20, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente comparar o resultado da análise de uma seção de um material de teste com uma análise prévia da mesma seção do material de teste e identificar alterações no material de teste.

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