BR112019013052A2 - estrutura de transdutor, transdutor compreendendo tal estrutura de transdutor e sensor compreendendo dito transdutor - Google Patents

estrutura de transdutor, transdutor compreendendo tal estrutura de transdutor e sensor compreendendo dito transdutor Download PDF

Info

Publication number
BR112019013052A2
BR112019013052A2 BR112019013052A BR112019013052A BR112019013052A2 BR 112019013052 A2 BR112019013052 A2 BR 112019013052A2 BR 112019013052 A BR112019013052 A BR 112019013052A BR 112019013052 A BR112019013052 A BR 112019013052A BR 112019013052 A2 BR112019013052 A2 BR 112019013052A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
transducer
transducer structure
side bars
end plates
fact
Prior art date
Application number
BR112019013052A
Other languages
English (en)
Inventor
James Rosser Christopher
Lamb Gordon
Edward Brock Martin
Murray Fry Thomas
Kalogeropoulos Xenofon
Original Assignee
Pietro Fiorentini Spa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pietro Fiorentini Spa filed Critical Pietro Fiorentini Spa
Publication of BR112019013052A2 publication Critical patent/BR112019013052A2/pt

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/093—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by photoelectric pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
    • G01L1/183—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material by measuring variations of frequency of vibrating piezo-resistive material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H9/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means
    • G01H9/004—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by using radiation-sensitive means, e.g. optical means using fibre optic sensors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/24—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet
    • G01L1/242—Measuring force or stress, in general by measuring variations of optical properties of material when it is stressed, e.g. by photoelastic stress analysis using infrared, visible light, ultraviolet the material being an optical fibre
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/09—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by piezoelectric pick-up
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
    • G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
    • G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
    • G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
    • G01P15/122—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance by metal resistance strain gauges, e.g. wire resistance strain gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/18—Receiving elements, e.g. seismometer, geophone or torque detectors, for localised single point measurements
    • G01V1/181—Geophones
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/18—Receiving elements, e.g. seismometer, geophone or torque detectors, for localised single point measurements
    • G01V1/181—Geophones
    • G01V1/182—Geophones with moving coil

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41) para converter uma deformação ao longo de um eixo em uma deformação correspondente em um plano ortogonal ao próprio eixo, compreendendo: duas placas de extremidade (2, 3) voltadas uma para a outra e alinhadas ao longo de um eixo de referência comum (x); membros de conexão (4) projetando-se radialmente a partir de cada placa de extremidade (2, 3) de acordo com as respectivas direções diferentes; barras laterais (5) conectando as placas de extremidade (2, 3) uma à outra através de dois membros de conexão (4). os membros de conexão (4) são deformáveis dentro de respectivos planos de deformação para permitir movimentos relativos entre as placas de extremidade (2, 3) e as barras laterais (5) de tal modo a converter um movimento axial de aproximação mútua entre as duas placas de extremidade (2, 3) em um movimento radial correspondente das barras laterais (5) para longe do eixo de referência (x) e vice-versa.

Description

ESTRUTURA DE TRANSDUTOR, TRANSDUTOR COMPREENDENDO TAL ESTRUTURA DE TRANSDUTOR E SENSOR COMPREENDENDO DITO TRANSDUTOR
Campo da invenção [0001] A presente invenção diz respeito ao campo dos transdutores de fibra óptica, em particular transdutores de força e deslocamento, mais particularmente transdutores adequados para ser usados em sensores de vibração como, por exemplo, geofones.
Fundamentos da invenção [0002] São conhecidos sensores que transduzem uma grandeza física externa, por exemplo, temperatura, pressão ou tensão, em uma mudança mensurável nas propriedades ópticas de uma fibra óptica. A mudança nas propriedades ópticas pode ser, então, medida por equipamento de processamento localizado remotamente a partir da localização do sensor.
[0003] Os sensores mencionados acima oferecem uma série de vantagens sobre os sensores convencionais. Em particular, eles podem operar a altas temperaturas e pressões e na presença de fortes distúrbios eletromagnéticos. Eles também permitem que o equipamento de medição também conhecido como interrogador - seja localizado a uma distância de muitos quilômetros do local de medição. Em alguns casos, eles também podem oferecer maior sensibilidade intrínseca do que os sensores convencionais, por exemplo, quando um interferômetro óptico é utilizado para medir mudanças de comprimento muito pequenas.
[0004] Como resultado, sensores de fibra óptica são particularmente adequados para realizar medições dentro do furo de um sensor de fundo de poço de petróleo ou de gás natural. Nesses locais, as temperaturas podem ultrapassar 200 O e as pressões podem ultrapassar 1000 bar. O local de medição pode estar a muitos quilômetros abaixo do
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 11/48
2/28 solo e, portanto, a muitos quilômetros de onde qualquer equipamento eletrônico complexo possa ser localizado.
[0005] Uma classe de sensores de fundo de poço é representada pelos geofones. Estes sensores convertem o movimento do solo, como deslocamento, velocidade ou aceleração, resultantes de ondas sísmicas, em um sinal mensurável. Normalmente, uma série de geofones é colocada em um poço de petróleo ou de gás e usada para registrar os sinais sísmicos recebidos a partir de uma fonte sísmica, por exemplo, uma explosão ou outro grande choque na superfície. Os sinais recebidos a partir dos múltiplos geofones são, então, correlacionados e pós-processados para produzir uma estimativa da geologia de subsuperfície e, assim, determinar onde os reservatórios de petróleo ou de gás podem ser localizados, ou para monitorar quão efetivamente estes reservatórios estão sendo esgotados.
[0006] Como é conhecido, geofones de fibra óptica compreendem um transdutor com uma massa de teste suspensa a partir de uma mola. Em resposta à aceleração do solo, a inércia relativa da massa de prova faz com que a mola sofra compressão ou expansão. Uma fibra ótica é anexada à mola ou, em alguns casos, ela mesma forma uma mola e é submetida a uma variação de tensão dependendo da expansão ou compressão da mola. Esta variação de tensão é, então, percebida remotamente, tanto interferometricamente quanto medindo a alteração de comprimento de onda de uma grade de Bragg em fibra incorporada à fibra.
[0007] Os sinais sísmicos em questão são normalmente muito pequenos, uma vez que acelerações do solo são, normalmente, entre um milionésimo e um bilionésimo da gravidade da Terra. Um transdutor de fibra óptica altamente sensível é, portanto, normalmente necessário e métodos interferométricos são, portanto, normalmente utilizados para medir as mudanças no comprimento das fibras resultantes da variação de tensão na fibra.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 12/48
3/28 [0008] Geralmente, atingir alta sensibilidade também requer um longo comprimento de fibra a ser tensionada. Uma vez que este sinal óptico mensurável total é proporcional à mudança total no comprimento da fibra, um comprimento de fibra maior resultará em uma maior mudança de comprimento geral para uma determinada tensão externa e, portanto, um sinal óptico maior. Entretanto, o ambiente de fundo de poço tem muita restrição de espaço. Um geofone de fundo de poço tem um diâmetro normal máximo de cerca de 5 cm e um comprimento de algumas dezenas de centímetros. Como resultado, a fim de esticar um comprimento de fibra longo, a fibra deve ser espiralada múltiplas vezes e um mecanismo deve ser usado para converter o movimento das molas mencionadas acima em uma tensão ao longo do comprimento total da fibra espiralada.
[0009] O estado da técnica divulga um número de diferentes disposições para tal transdutor de fibra óptica.
[0010] Em uma primeira disposição, divulgada, por exemplo, nos documentos US 4.322.829, US 6.575.033 e US 9.097.505, a massa de teste é suspensa a partir de uma fibra ótica, possivelmente enrolada em voltas, atuando como uma mola. A fibra de detecção é disposta paralela ao eixo no qual movimento está sendo detectado. Se múltiplas voltas são usadas, as voltas são enroladas em torno de um eixo que é perpendicular ao eixo no qual o movimento está sendo detectado.
[0011] Como resultado, a disposição mencionada acima requer um envoltório de espaço alongado para acomodar o espaço linear para as fibras de suspensão em cada lado da massa de teste. Em uma aplicação de fundo de poço é normalmente desejável medir vibrações sísmicas que ocorrem em todos os três eixos Cartesianos independentemente. No entanto, as restrições de espaço do ambiente de fundo de poço limitam o formato de um geofone a um cilindro longo e fino. Como resultado, o mecanismo de suspensão do transdutor somente pode ser prontamente usado para o eixo alinhado com o eixo do cilindro e não para os eixos
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 13/48
4/28 transversais. Isso limita a funcionalidade dos sensores de geofone baseados em transdutores de acordo com a disposição acima.
[0012] Uma alternativa conhecida para a limitação mencionada acima, divulgada, por exemplo, no documento US 6.891.621, é usar um mecanismo de articulação para converter o movimento em um eixo transversal em movimento ao longo do eixo longitudinal. No entanto, este mecanismo depende de um rolamento mecânico e, portanto, está sujeito à fricção estática e cinética e ao desgaste, que limitam a sua sensibilidade e confiabilidade. Adicionalmente, a eficácia do mecanismo depende fortemente do geofone permanecer substancialmente vertical, o que muitas vezes não é o caso em muitos poços de exploração de petróleo ou gás que podem ser inclinados ou mesmo totalmente horizontais.
[0013] Uma disposição adicional que é mais adequada às restrições de espaço de um ambiente de fundo de poço, independentemente da orientação do poço de exploração, é divulgada, por exemplo, nos documentos US 4.893.930, US 5.825.489 e US 7.463.555. De acordo com essa disposição, esquematicamente mostrada na Figura 1, um transdutor de fibra óptica 100 compreende um invólucro 101 no qual uma massa de teste 102 é suspensa por meio de dois cilindros 103 de um material de borracha, cada um dos quais sendo conhecido no jargão técnico como um mandril, que estão dispostos nos respectivos lados opostos da massa de teste 102. Um determinado número de bobinas de fibra óptica 104 é enrolado ao redor de cada cilindro 103. De acordo com uma variante conhecida, divulgada no documento US 4.534.222, as bobinas de fibra são embutidas em um bloco de material de borracha. Devido à natureza relativamente incompressível da borracha, uma redução no comprimento axial de tal mandril de borracha resulta em um correspondente aumento no seu diâmetro de modo que o volume total permanece constante. O aumento no diâmetro indicado acima faz com que todas as bobinas de fibra óptica sejam tensionadas.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 14/48
5/28 [0014] O uso de um mandril de borracha, como descrito acima, é atraente por causa de sua relativa resistência aos choques externos, devido à sua compacidade, uma vez que nenhum excesso de volume é necessário além do volume ocupado pelas bobinas de fibra e devido ao grande número de bobinas que podem ser enroladas em torno do mandril de borracha, o que leva à alta sensibilidade. No entanto, o uso de um mandril de borracha tem algumas desvantagens significativas para uso em aplicações de fundo de poço.
[0015] Uma das desvantagens mencionadas acima é que a borracha tipicamente tem um alto coeficiente de expansão térmica. Como resultado, ao ser aquecida a partir da temperatura ambiente para uma temperatura típica de fundo de poço, a borracha expande em quantidade suficiente para aplicar uma grande tensão à fibra, afetando adversamente sua confiabilidade ou possivelmente até mesmo quebrando a fibra completamente. Além disso, a confiabilidade a longo prazo de um mecanismo à base de borracha a altas temperaturas é incerta. Finalmente, a razão de acoplamento de um mandril de borracha, definida como a razão entre a compressão axial e a expansão radial de um mandril de borracha, é estabelecida pela geometria do cilindro de borracha e não pode ser mudada sem mudança do cilindro e não pode ser ajustada, limitando, assim, a versatilidade do sensor.
[0016] De acordo com uma disposição adicional conhecida, divulgada nos documentos US 5.317.929, US 5.903.349 e US 6.563.967, um sensor de deslocamento ou força de fibra óptica conta com uma bobina de fibra espiral plana em repouso sobre a superfície de um disco sólido. Deslocamento, força ou aceleração fazem com que o disco deforme, resultando em uma mudança mensurável no comprimento da fibra. Tais sensores são bastante robustos, mas oferecem sensibilidade limitada devido à razão de acoplamento relativamente baixa entre o deslocamento
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 15/48
6/28 aplicado e a mudança no comprimento da fibra. Como resultado, eles não são adequados para uso em geofones de alta sensibilidade.
[0017] Uma disposição adicional conhecida, divulgada no documento US 6.955.085, compreende um mecanismo de flexão usado para esticar uma fibra em resposta a uma força ou deslocamento aplicado à mesma. No entanto, esta técnica só é capaz de esticar um comprimento de fibra curto, reto, e não um comprimento longo enrolado em múltiplas bobinas. Como resultado, sua sensibilidade é baixa se comparada com um projeto baseado em mandril, limitando sua utilidade para geofones.
[0018] A presente invenção visa à superação de todas as desvantagens e limitações mencionadas acima em relação às conhecidas disposições do estado da técnica para transdutores de fibra óptica.
[0019] Em particular, é um objetivo da invenção prover uma estrutura de transdutor para converter deformação ao longo de um eixo em deformação em um plano ortogonal a ele.
[0020] É um objetivo adicional da presente invenção que a estrutura de transdutor seja adequada para suportar um determinado número de voltas de uma fibra óptica para detectar uma deformação ao longo do eixo mencionado acima.
[0021] É um objetivo adicional da presente invenção que a estrutura de transdutor tenha sensibilidade à temperatura mais baixa e maior confiabilidade em comparação com os mandris de borracha conhecidos, ainda que mantendo as características vantajosas de mandris deformáveis conhecidos no estado da técnica, em particular, atingindo alta sensibilidade quando múltiplas voltas de fibra são acopladas com o transdutor, volume em excesso mínimo comparado com aquele ocupado pelas voltas de fibra, robustez e relativa insensibilidade aos movimentos de cisalhamento.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 16/48
7/28 [0022] É um objetivo adicional da presente invenção que a estrutura de transdutor permita que a razão do acoplamento de compressão axial para expansão radial seja perfeitamente regulada.
[0023] É um objetivo adicional da presente invenção prover um transdutor cujas dimensões e desempenhos de transdução sejam comparáveis com os de transdutores à base de mandris de borracha conhecidos.
[0024] Os objetivos acima são atingidos através de uma estrutura de transdutor de acordo com a reivindicação 1.
[0025] Os objetivos mencionados acima também são atingíveis por um transdutor compreendendo a estrutura de transdutor acima, de acordo com a reivindicação 20.
[0026] Os objetivos mencionados acima também são atingidos por um sensor de vibração compreendendo o transdutor acima, de acordo com a reivindicação 28.
[0027] Modalidades variantes adicionais da presente invenção são especificadas nas reivindicações dependentes.
[0028] Vantajosamente, a estrutura de transdutor da invenção é aplicável a qualquer situação em que for necessário um sensor de fibra óptica compacto, de alta sensibilidade, para medição de força aplicada ou deslocamento.
[0029] Ainda vantajosamente, a estrutura de transdutor da presente invenção é adequada para qualquer aplicação onde é benéfico converter uma pequena deformação ao longo de um eixo em uma deformação radial correspondente sobre tal eixo ou vice-versa. Por exemplo, a estrutura de transdutor pode ser utilizada para esticar um dispositivo piezoelétrico, película de PVDF (fluoreto de polivinilideno) ou extensômetro resistive colocado em torno dela, de acordo com um eixo em resposta ao deslocamento linear ao longo de tal eixo.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 17/48
8/28 [0030] Ainda vantajosamente, a estrutura de transdutor da presente invenção pode ser usada para converter uma deformação radial em uma força axial ou deslocamento atuando em uma fibra óptica linear ou outro deslocamento linear ou sensor de força.
[0031] Mais vantajosamente, a estrutura de transdutor da presente invenção é particularmente adequada para ser usada em sensores de fibra óptica para uso em geofones.
Resumo da invenção [0032] De acordo com um primeiro aspecto, a invenção diz respeito a uma estrutura de transdutor compreendendo um corpo de suporte deformável ao longo de um eixo longitudinal e em que uma ou mais flexões ou articulações atuam como um mecanismo para converter a deformação mencionada acima em uma deformação radial correspondente substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal. O corpo de suporte compreende duas superfícies de extremidade situadas perpendiculares ao eixo longitudinal e separadas ao longo deste eixo, e uma superfície de suporte lateral disposta em torno do eixo longitudinal.
[0033] O mecanismo de articulação ou flexão conecta as superfícies de extremidade à superfície de suporte lateral a fim de mudar a circunferência da superfície de suporte lateral em resposta a uma mudança na distância entre as superfícies de extremidade ou vice-versa.
[0034] De acordo com um aspecto adicional da invenção, o corpo de suporte compreende uma pluralidade de colunas laterais, cada uma substancialmente alinhada com o dito eixo longitudinal mencionado acima, um mecanismo sendo provido para acoplar cada coluna lateral em suas extremidades opostas a um disco de topo e um disco de fundo, respectivamente, os discos sendo rígidos e substancialmente perpendiculares ao eixo longitudinal e formando as superfícies de extremidade do transdutor, e através do qual as superfícies das colunas laterais opostas do eixo longitudinal formam a superfície lateral do
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 18/48
9/28 transdutor. O mecanismo atua como uma alavanca mecânica para converter o movimento relativo dos discos de acordo com o eixo longitudinal, ou seja, a deformação axial do transdutor, em um movimento relativo das colunas laterais perpendiculares ao eixo longitudinal, ou seja, a deformação radial do transdutor.
[0035] Em uma variante da presente invenção, as colunas laterais e seus respectivos mecanismos são formados a partir de um único componente, uma porção do qual é projetada para mover-se ou deformarse de modo a atuar como descrito acima.
[0036] Em uma variante da presente invenção, os mecanismos acima assumem a forma de flexões elasticamente deformáveis.
[0037] De acordo com outro aspecto, a presente invenção diz respeito a um transdutor compreendendo a estrutura de transdutor mencionada anteriormente, em conjunto com meios elásticos para enviesar as superfícies de extremidade e a superfície de suporte lateral em direção a uma configuração de repouso predefinida.
[0038] De acordo com outro aspecto, o transdutor compreende uma fibra óptica enrolada em uma ou mais voltas sobre a superfície lateral do corpo de suporte.
[0039] Em um aspecto adicional da presente invenção, as extremidades da fibra óptica são restringidas ao corpo de suporte, de modo a evitar o escorregamento. Como resultado, qualquer expansão radial do transdutor necessariamente resulta em uma tensão da fibra, a mudança total no comprimento na fibra sendo a tensão em cada volta multiplicada pelo comprimento de cada volta e, então, multiplicada pelo número de voltas.
[0040] O transdutor pode ser construído de qualquer material adequado. Uma construção de metal é preferencial devido à alta confiabilidade e baixo coeficiente de expansão de metais comuns. Um metal particularmente preferencial é aço.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 19/48
10/28 [0041] Em uma modalidade variante da presente invenção, a extremidade superior da estrutura de transdutor é um disco adicional conectado ao disco superior do corpo de suporte, através de um mecanismo disposto para ter alta rigidez compressiva, mas baixa rigidez de cisalhamento. Isso permite que o transdutor como um todo atue em movimentos compressivos, ainda que sendo relativamente pouco afetado por movimentos de cisalhamento. Preferencialmente, o mecanismo acima assume a forma de uma haste fina.
[0042] Em uma variante da presente invenção, múltiplas hastes finas paralelas podem ser usadas no lugar de uma haste única. Tal configuração é vantajosa onde é desejável aumentar a rigidez torcional do transdutor, ainda que mantendo alta rigidez compressiva e baixa rigidez de cisalhamento.
[0043] Em uma modalidade variante adicional da presente invenção, um material diferente que pode ser usado para o elemento de detecção em vez da dita fibra óptica. Os exemplos incluem, mas não estão limitados a, um extensômetro resistive, uma película de PVDF (fluoreto de polivinilideno) ou material piezoelétrico.
[0044] Ainda em uma modalidade variante adicional da presente invenção, o sentido de operação do transdutor é reverso para converter força ou deslocamento radial em força ou deslocamento axial. Por exemplo, o transdutor pode ser configurado para esticar linearmente uma fibra óptica correndo ao longo do eixo longitudinal e presa aos discos superior e inferior em resposta à compressão radial. Tal configuração pode ser útil, por exemplo, para medir a variação no diâmetro de uma estrutura de transdutor com um diâmetro que é pequeno demais para permitir que uma fibra óptica seja enrolada ao redor, ou para medir a força radial atuando sobre dita estrutura de transdutor.
[0045] Em uma modalidade variante adicional da presente invenção, a estrutura de transdutor é usada como um acionador em vez de
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 20/48
11/28 um sensor. Tanto um gerador de força radial, por exemplo, um cilindro piezoelétrico, pode ser disposto para exercer uma força dirigida para mutuamente aproximar ou afastar as colunas laterais, que é convertida em uma força atuando sobre os discos de acordo com o eixo longitudinal, quanto um gerador de força linear, tal como um acionador solenoide ou acionador piezoelétrico linear, é disposto para conectar os dois discos para gerar uma força axial, que é convertida em uma força radial.
Breve descrição dos desenhos [0046] A invenção é divulgada com referência não limitante aos desenhos anexos, como segue:
- A Figura 1 mostra, esquematicamente, um transdutor à base de mandris de borracha de acordo com o estado da técnica;
- A Figura 2 mostra uma vista axonométrica de um transdutor compreendendo a estrutura de transdutor da presente invenção;
- A Figura 3 mostra uma vista plana do transdutor da Figura 2;
- A Figura 4 mostra uma vista em seção transversal do transdutor da Figura 2;
- A Figura 5 mostra uma vista detalhada da Figura 4;
- A Figura 6 mostra uma vista em seção transversal lateral simplificada do transdutor, ilustrando a forma como ele opera;
- A Figura 7 mostra um transdutor compreendendo uma estrutura de transdutor de acordo com uma modalidade variante da presente invenção, particularmente adequado para uso em situações onde uma rigidez de cisalhamento mais baixa e/ou ajuste de pré-carga são necessários;
- A Figura 8 mostra o transdutor de acordo com uma modalidade variante da presente invenção, em que as barras laterais e articulações são formadas integralmente.
Descrição detalhada de algumas modalidades preferenciais da invenção
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 21/48
12/28 [0047] Observa-se aqui que, para fins de clareza, quando os desenhos representam um número de elementos que claramente têm a mesma função, o número de referência é reportado apenas para um desses elementos, sendo entendido que o mesmo número de referência se aplica a todos os outros desses elementos.
[0048] A Figura 2 mostra um transdutor 10, de acordo com a presente invenção, compreendendo uma estrutura de transdutor 1 adaptada para converter uma deformação ao longo de um eixo de referência X em uma deformação radial ortogonal àquele eixo de referência X.
[0049] Nesta modalidade preferencial, o eixo de referência X é o eixo ao longo do qual se deseja medir força ou deslocamento.
[0050] A estrutura de transdutor 1 compreende duas placas de extremidade 2, 3, preferencialmente em forma de disco, que são dispostas ao longo do eixo de referência X e voltadas mutuamente entre si. Preferencialmente, os centros de massa de ambas as placas de extremidade 2, 3 estão alinhados com o eixo de referência X.
[0051] A estrutura de transdutor 1 também compreende uma pluralidade de barras laterais 5, dispostas em torno do eixo de referência X, de forma que suas superfícies laterais 8 opostas do eixo de referência X, tomadas em sua totalidade, definem uma superfície de suporte desenvolvida em torno do eixo de referência X.
[0052] Preferencialmente, as barras laterais 5 são conectadas de modo a permitir que se movam uma em relação à outra em um plano ortogonal ao eixo de referência X. O efeito mencionado pode ser alcançado pela separação das barras laterais 5 no dito plano, como é o caso com as modalidades representadas nos desenhos, onde as barras laterais 5 são conectadas entre si apenas em suas extremidades, mas não ao longo de suas bordas longitudinais, como será explicado mais tarde.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 22/48
13/28 [0053] De acordo com uma modalidade diferente, não mostrada nos desenhos, as barras laterais 5 podem ser conectadas mutuamente ao longo de suas bordas longitudinais através de elementos deformáveis que permitem seu movimento relativo.
[0054] Preferencialmente, cada barra lateral 5 é disposta paralela ao eixo de referência X, em um padrão substancialmente circular.
[0055] Cada barra lateral 5 tem cada uma de suas extremidades opostas respectivamente conectadas a duas placas de extremidade 2, 3 através de dois respectivos membros de conexão 4.
[0056] A Figura 8 mostra uma seção transversal de uma variante do transdutor na qual os membros de conexão 4 e as barras laterais 5 são formados a partir de um único elemento em um formato tal que uma deformação ao longo do eixo X causa uma deformação perpendicular correspondente ao eixo X.
[0057] Como melhor observado na Figura 3, os membros de conexão (4) projetam-se radialmente a partir de cada placa de extremidade (2, 3) de acordo com respectivas direções mutuamente diferentes.
[0058] Os membros de conexão 4 atuam como alavancas para converter uma aproximação mútua entre as placas de extremidade 2, 3 de acordo com o eixo de referência X, ou seja, uma deformação axial da estrutura de transdutor 1, em um movimento correspondente das barras laterais 5 para longe do eixo de referência X, isto é, uma deformação radial da estrutura de transdutor 1 e vice-versa.
[0059] Para obter o resultado mencionado, os membros de conexão 4 são deformáveis nos respectivos planos de deformação passando através do eixo de referência X. Os membros de conexão 4 podem tornar-se deformáveis equipando-os com porções elasticamente deformáveis e/ou com porções de articulação conectando partes adjacentes dos membros de conexão 4, a fim de permitir o movimento mútuo de ditas partes adjacentes.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 23/48
14/28 [0060] Como será melhor explicado adiante, nas modalidades representadas nas figuras 2-7 os membros de conexão 4 compreendem articulações 4a, em que, na modalidade representada na Figura 8, os membros de conexão 4 compreendem partes elasticamente deformáveis.
[0061] Evidentemente, a estrutura de transdutor 1 descrita acima é funcionalmente equivalente a um mandril de borracha de tipo conhecido. Em particular, se um elemento de detecção 9 é enrolado em torno da superfície de suporte definida pelas superfícies laterais 8 das barras laterais 5, é possível detectar qualquer mudança na distância entre as placas de extremidade 2, 3 pela detecção da mudança no comprimento do elemento de detecção 9.
[0062] De fato, uma redução da distância entre as placas de extremidade 2, 3 causa um aumento correspondente no diâmetro efetivo da superfície de suporte que, por sua vez, estica o elemento de detecção 9. Este evento é esquematicamente mostrado na Figura 6, onde o transdutor 10 é representado em duas configurações diferentes, a saber, uma configuração de repouso em linhas contínuas e uma configuração comprimida axialmente em linhas pontilhadas.
[0063] A estrutura de transdutor 1 pode ser feita em qualquer material com propriedades mecânicas adequadas, em particular com um coeficiente de expansão térmica menor do que o da borracha. Isto permite atingir um dos objetivos da presente invenção, ou seja, obter uma estrutura de transdutor 1 com sensibilidade à temperatura mais baixa e maior confiabilidade em comparação com aquela dos mandris de borracha conhecidos, ainda que mantendo as características vantajosas dos mandris de borracha conhecidos no estado da técnica.
[0064] Com respeito ao que foi dito acima, a estrutura de transdutor 1 pode ser construída de qualquer material adequado, mas uma construção de metal, por exemplo, aço, parece ser particularmente vantajosa.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 24/48
15/28 [0065] Além disso, os materiais usados para a estrutura de transdutor 1 têm, preferencialmente, rigidez tal que a deformação da estrutura de transdutor 1, em operação substancialmente normal, ocorre no nível dos membros de conexão 4, ainda que estando substancialmente ausente em outros elementos da estrutura de transdutor 1.
[0066] Preferencialmente, cada membro de conexão 4 é conectado à placa de extremidade 2, 3 correspondente e à barra lateral 5 correspondente por meio de dois respectivos elementos de articulação 11, de modo que a conversão de um movimento mútuo das placas de extremidade 2, 3 ao longo do eixo de referência X em um movimento mútuo das barras laterais 5 perpendicular ao eixo de referência X ocorre através de uma rotação de parte dos membros de conexão 4 com relação às placas de extremidade 2, 3 e as barras laterais 5, ainda que o comprimento dos membros de conexão 4 permaneça inalterado. Os membros de articulação 11 podem ser formados a partir de rolamentos mecânicos como em uma articulação convencional, ou eles podem consistir em porções de articulação deformáveis 4a dentro dos membros de conexão 4, conforme representado na Figura 5.
[0067] Preferencialmente, e como pode ser visto na Figura 5, uma segunda porção 4c do membro de conexão 4 compreendida entre os dois elementos de articulação 11 é inclinada, com relação ao eixo de referência X, por um ângulo θ. O ângulo Θ é regido pelas posições dos dois elementos de articulação 11 e deve ser ajustado de modo a maximizar a razão de acoplamento total da estrutura de transdutor 1. Para a maioria das aplicações, uma razão de acoplamento ideal pode ser obtida com o ângulo Θ entre 40° e 50°.
[0068] Para uma típica estrutura de transdutor com um diâmetro de 20 mm, coeficiente de elasticidade de 1N/pm ao longo do eixo de referência X e um elemento de detecção compreendendo 50 voltas de
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 25/48
16/28
50μιτι de fibra óptica de silica, o valor ideal de Θ pode ser demonstrado como compreendido entre 40°e 50°e, preferencialme nte, perto de 45°.
[0069] Cada membro de conexão 4 pode ser formado a partir de componentes discretos com elementos de articulação 11 entre eles.
[0070] No entanto, o membro de conexão 4 é, preferencialmente, uma única peça de material e compreende duas primeiras porções 4b para conectar às placas de extremidade 2, 3 e às barras laterais 5. O membro de conexão 4 também compreende uma segunda porção 4c disposta entre as primeiras porções 4b acima e conectada a elas através de respectivas porções de articulação 4a correspondentes aos elementos de articulação 11 indicados acima.
[0071] Em particular, as porções de articulação 4a têm uma menor rigidez no plano de deformação comparado com as porções 4b e 4c, a fim de permitir que o membro de conexão 4 prontamente se curve em ditas porções de articulação 4a. Vantajosamente, tal membro de conexão 4 em uma única peça permite simplificar o processo de produção e melhorar a confiabilidade da estrutura de transdutor 1.
[0072] Preferencialmente, as porções de articulação 4a são mantidas o mais curtas possível para evitar flambagem do material nestas regiões, enquanto a segunda porção 4c é projetada para ser suficientemente rígida para evitar flambagem ou outras deformações sob cargas aplicadas.
[0073] Preferencialmente, o corpo único tem o formato de um corpo laminar, que pode ser obtido por corte de uma folha laminar ou por qualquer outro processo adequado. Nesta modalidade, o menor coeficiente de elasticidade das porções de articulação 4a pode ser facilmente obtido mediante a atribuição a estas porções de uma redução da seção transversal comparada com a seção transversal da segunda porção 4c, por exemplo, através de uma redução da espessura das porções de articulação
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 26/48
17/28
4a e/ou através de perfuração ou corte de entalhes no corpo laminar nos locais de articulação.
[0074] A escolha da espessura da segunda porção 4c e a espessura reduzida das porções de articulação 4a é regida pela carga máxima que pode ser provida para ser aplicada aos membros de conexão 4. Ambas as espessuras devem ser suficientes para impedir a flambagem ou deformação plástica sob carregamento. No entanto, espessura em excesso nas porções de articulação 4a aumenta a rigidez inerente da estrutura de transdutor 1, diminuindo, assim, sua razão de acoplamento total e reduzindo seu desempenho.
[0075] A largura dos membros de conexão 4 é regida por considerações semelhantes, com a complicação adicional de que a rigidez de cisalhamento da estrutura de transdutor 1 aumenta com o aumento da largura dos membros de conexão 4.
[0076] Por exemplo, em uma estrutura de transdutor 1 submetida a uma carga máxima de 20N, distribuída em oito barras laterais de aço 5 e com um ângulo Θ de inclinação da segunda porção 4c com relação ao eixo de referência X igual a 45°, uma es pessura de 250pm para a segunda porção 4c sendo reduzida a 75pm nas porções de articulação 4a e uma largura de 3,2 mm provêm um fator de segurança de aproximadamente 2:1 contra flambagem ou deformação plástica.
[0077] Possíveis técnicas de fabricação para o membro de conexão 4 laminar acima incluem, mas não estão limitadas a, tratamento químico e eletrodeposição.
[0078] Preferencialmente, o membro de conexão 4 é feito a partir de uma mola de aço que é plasticamente deformada no formato requerido e, então, é tratada termicamente para obter alta resistência e rigidez.
[0079] Preferencialmente, todos os membros de conexão 4 associados a cada placa de extremidade 2 ou 3 pertencem a um corpo
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 27/48
18/28 laminar único, que é provido de um elemento anular 6, mostrado na Figura 5, a partir do qual os membros de conexão 4 se projetam. O elemento anular 6 pode ser usado para fixar o corpo laminar à placa de extremidade 2, 3.
[0080] Em relação às barras laterais 5, seu número é um consenso entre complexidade de fabricação e eficiência. A redução do número de barras simplifica o processo de montagem, mas quanto menor o número, menos circular a superfície de suporte sobre a qual o elemento de detecção 9 é enrolado. Uma vez que a eficiência total do transdutor 10 depende do comprimento total do elemento de detecção em torno do transdutor, e uma vez que este comprimento é maximizado por um círculo, o que exigiría um número infinito de barras, qualquer número finito de barras terá eficiência reduzida. Na prática, uma configuração de oito barras laterais foi definida como um bom consenso, lidando com uma perda de eficiência de somente em torno de 2% comparada com o caso circular teórico.
[0081] Preferencialmente, as barras laterais 5 são projetadas para fornecer acoplamento eficiente à estrutura de transdutor 1 ainda que não tensionando indevidamente o elemento de detecção 9.
[0082] Uma barra lateral mais ampla resultará em uma tensão menos concentrada sobre o elemento de detecção. No entanto, para um transdutor 10 eficiente, o elemento de detecção deve ser livre para deslizar sobre as barras laterais 5, de modo que a circunferência inteira do elemento de detecção seja tensionada, não apenas as porções entre as barras. Se as barras laterais são grandes demais, o aumento resultante no atrito do cabrestante limita a eficiência do transdutor 10. Para um diâmetro típico de cerca de 20 mm a partir da superfície de suporte, uma largura de cerca de 6 mm para as barras laterais 5 é um bom consenso.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 28/48
19/28 [0083] Preferencialmente, as superfícies laterais 8 das barras laterais 5 têm um perfil convexo em um plano perpendicular ao eixo de referência X, de modo a promover os efeitos explicados acima.
[0084] Ainda preferencialmente, o perfil convexo acima tem um formato circular e o seu raio é menor em comparação com o raio do cilindro tangente à superfície lateral 8 de cada barra lateral 5 quando o transdutor 10 está em uma configuração de repouso na ausência de forças externas.
[0085] Vantajosamente, isso garante que a superfície lateral 8 de cada barra lateral 5 se curva para longe do elemento de detecção 9 no ponto onde este passa para uma barra adjacente. Isso é benéfico, uma vez que evita o risco de que as bordas afiadas nas barras laterais 5, que podem estar presentes devido a limitações de fabricação, possam danificar o elemento de detecção 9.
[0086] Com relação ao elemento de detecção 9, este é preferencialmente uma fibra óptica, mas em diferentes modalidades da presente invenção podería ser um extensômetro resistive, uma fibra elétrica e/ou um elemento piezoelétrico, por exemplo, uma película de PVDF (fluoreto de polivinilideno).
[0087] A fibra óptica é enrolada em uma pluralidade de voltas substancialmente horizontais ao redor da superfície de suporte definida pelas superfícies laterais 8 das barras laterais 5, de modo que cada volta se situa em um plano substancialmente perpendicular ao eixo de referência X.
[0088] De acordo com uma modalidade variante da estrutura de transdutor da presente invenção, mostrada na Figura 4 e aqui indicada com o número 21, um corpo espaçador 22 é provido, interposto entre as placas de extremidade 2, 3, a fim de limitar a quantidade de movimento de aproximação entre as duas placas de extremidade 2, 3 com respeito à configuração de repouso na ausência de forças externas.
[0089] Vantajosamente, o corpo espaçador 22 mencionado acima atua como um interruptor de sobrecurso para limitar a compressão
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 29/48
20/28 da estrutura de transdutor 21 em resposta a forças que, de outra forma, danificariam os membros de conexão 4 ou o elemento de detecção 9.
[0090] Preferencialmente, o corpo espaçador 22 mencionado acima se projeta a partir da placa de extremidade 2 e se estende para a placa de extremidade 3 oposta, deixando apenas uma pequena abertura.
[0091] Às vezes é desejável ter uma estrutura de transdutor que permite alcançar rigidez muito menor em cisalhamento do que em compressão.
[0092] Isso é facilmente alcançado através dos mandris de borracha conhecidos na técnica, uma vez que um movimento de cisalhamento não resulta em esticamento concreto da fibra, já que as bobinas estão livres para deslizar umas sobre as outras. No entanto, a situação é mais complexa com a estrutura de transdutor da presente invenção. Em princípio, a baixa rigidez de cisalhamento pode ser alcançada por redução da largura dos membros de conexão 4 nas porções de articulação 4a. No entanto, isso reduz a carga máxima que pode ser transmitida pelos membros de conexão 4 sem deformação plástica.
[0093] A redução na carga máxima mencionada acima é evitada por uma estrutura de transdutor 31 e um transdutor 30 correspondente, de acordo com uma modalidade da presente invenção, como mostrado na Figura 7. Componentes da estrutura de transdutor 31 mencionados acima que são funcionalmente equivalentes aos componentes das modalidades anteriores são indicados na Figura 7 com os mesmos números de referência.
[0094] A estrutura de transdutor 31 compreende duas placas de extremidade 2, 3, barras laterais 5 e membros de conexão 4 com as mesmas funções dos componentes correspondentes das modalidades discutidas acima.
[0095] Além disso, a estrutura de transdutor 31 compreende uma unidade de desacoplamento de cisalhamento 39 com uma rigidez
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 30/48
21/28 menor sob uma deformação ortogonal ao eixo de referência X do que em uma deformação paralela ao eixo de referência X.
[0096] Preferencialmente, a unidade de desacoplamento de cisalhamento 39 compreende uma haste de desacoplamento 33 com uma extremidade firmemente conectada a uma primeira placa de extremidade 2, preferencialmente, através de um colar roscado 37, soldado ou unido de outra forma à haste de desacoplamento 33, que é, então, aparafusada na primeira placa de extremidade 2.
[0097] Uma placa de extremidade adicional 34 também é provida, de frente para a primeira placa de extremidade 2 e estando firmemente conectada à extremidade oposta da haste de desacoplamento 33 através de meio de conexão 35.
[0098] A placa de extremidade adicional 34 atua como a superfície de suporte superior da estrutura de transdutor 31 no lugar da primeira placa de extremidade 2.
[0099] A unidade de desacoplamento de cisalhamento 39 permite movimentos relativos entre a placa de extremidade adicional 34 e a primeira placa de extremidade 2 em uma direção ortogonal ao eixo de referência X, ainda que evitando movimentos relativos entre os mesmos elementos em uma direção paralela ao eixo de referência X.
[00100] A escolha adequada das dimensões da haste de desacoplamento 33 pode reter a rigidez suficiente de ter efeito desprezível sobre o desempenho da estrutura de transdutor 31 em compressão, e ainda assim ser suficientemente fraca em cisalhamento para reduzir a rigidez de cisalhamento geral da estrutura de transdutor para que seja uma pequena fração de sua rigidez compressiva. Por exemplo, em uma estrutura de transdutor com uma rigidez de 2N/pm sem a haste de desacoplamento, uma haste de desacoplamento de aço de 10 milímetros de comprimento e 1,1 milímetro de diâmetro reduz a rigidez de compressão da estrutura de
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 31/48
22/28 transdutor em menos de 10%, ainda que reduzindo sua rigidez de cisalhamento para menos de 10% de sua rigidez axial.
[00101] Preferencialmente, a primeira placa de extremidade 2 tem uma área central 32 que é reduzida em direção à segunda placa de extremidade 3, de modo a criar um canal central em que a maior parte da haste de desacoplamento 33 está disposta. Isto permite que a dimensão axial da estrutura de transdutor 31 seja minimizada.
[00102] Em uma modalidade variante da presente invenção, não mostrada nas figuras, a unidade de desacoplamento de cisalhamento 39 pode compreender uma pluralidade de hastes finas mutuamente paralelas, em vez de uma única haste de desacoplamento do tipo mencionado acima. Tal configuração tem a vantagem de aumentar a rigidez torcional da estrutura de transdutor comparada à que pode ser obtida com uma haste única, ainda que mantendo uma baixa rigidez de cisalhamento.
[00103] De acordo com outra modalidade variante da presente invenção, não mostrada nas figuras, a unidade de desacoplamento de cisalhamento 39 pode compreender uma pluralidade de flexões retangulares finas dispostas em dois grupos. As flexões no primeiro grupo são todas substancialmente do mesmo tamanho e situam-se paralelas entre si e perpendiculares à primeira placa de extremidade 2. Cada flexão no primeiro grupo tem uma borda rigidamente montada na primeira placa de extremidade 2 e a extremidade oposta rigidamente montada em uma placa espaçadora intermediária situada paralela à primeira placa de extremidade 2. As flexões no segundo grupo estão dispostas acima das flexões do primeiro grupo e são todas do mesmo tamanho, paralelas entre si e perpendiculares à primeira placa de extremidade, mas também perpendiculares ao primeiro grupo de flexões. Cada flexão no segundo grupo tem uma borda rigidamente montada na placa espaçadora intermediária e a borda oposta montada na placa de extremidade adicional 34, opcionalmente através de meio de conexão similar ao descrito acima.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 32/48
23/28
Vantajosamente, a disposição mencionada permite obter uma estrutura de transdutor com maior rigidez torcional em comparação com as modalidades mencionadas previamente.
[00104] Preferencialmente, o meio de conexão 35 entre a haste de desacoplamento 33 e a placa de extremidade adicional 34 é operável para ajustar a distância entre a primeira placa de extremidade 2 e a placa de extremidade adicional 34. O ajuste mencionado acima permite modificar a quantidade de compressão que é aplicada à estrutura de transdutor 31 de quando ela é inserida em um determinado espaço, por exemplo, o espaço entre a concha de um sensor de vibração e uma massa de teste disposta dentro dela. Isto permite que a força de pré-carga na estrutura de transdutor 31 seja precisamente ajustada para garantir que o elemento de detecção 9 esteja em contato adequado com todas as barras laterais 5, mesmo quando nenhuma carga axial é aplicada à estrutura de transdutor.
[00105] A fim de permitir o ajuste mencionado acima, o meio de conexão 35 preferencialmente compreende um corpo tubular 36 interposto entre a primeira placa de extremidade 2 e a placa de extremidade adicional 34. O corpo tubular 36 compreende uma rosca interna 36a e uma rosca externa 36b com a mesma direção e inclinações ligeiramente diferentes. Os segmentos 36a, 36b são conjugados com, respectivamente, uma rosca externa anexada à haste de desacoplamento 33 e uma rosca interna anexada à placa de extremidade adicional 34. Preferencialmente, a rosca externa anexada à haste de desacoplamento 33 pertence a um segundo colar rosqueado 38 soldado ou unido, de outra forma, à haste de desacoplamento 33.
[00106] Como resultado das duas roscas 36a, 36b mencionadas acima, girar o corpo tubular 36 quando a placa de extremidade adicional 34 e a segunda placa de extremidade 3 estão fixas de modo giratório faz com que a haste de desacoplamento 33 se mova axialmente com uma inclinação efetiva igual à diferença na inclinação das duas roscas.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 33/48
24/28 [00107] Por exemplo, se uma M2,5x0,45 para a rosca interna e uma M5,5x0,5 para a rosca externa são usadas, uma rotação completa do corpo tubular 36 resulta em um deslocamento axial da placa de extremidade adicional 34 de 50pm com relação à haste de desacoplamento 33. Com uma rigidez de estrutura de transdutor de 2N/pm, a pré-carga pode ser variada em 0,3N/graus de rotação do corpo tubular 36. Tipicamente, uma pré-carga de 12±2N é aplicada, correspondendo a uma rotação de 43±7° graus. Vantajosamente, esta é faci Imente alcançável por ajuste manual.
[00108] De acordo com um aspecto, a presente invenção diz respeito a um transdutor composto por uma estrutura de transdutor de acordo com a divulgação acima, à qual um elemento de detecção 9 é acoplado, de modo que uma deformação da estrutura de transdutor causa uma deformação correspondente do elemento de detecção 9.
[00109] Modalidades preferenciais são os transdutores 10, 20, 30 descritos acima e, respectivamente, compreendendo as estruturas de transdutor 1,21,31.
[00110] Preferencialmente, o elemento de detecção 9 é disposto de modo a conectar duas ou mais das barras laterais 5 da estrutura de transdutor, de modo que uma força de compressão atuando para empurrar as duas placas de extremidade 2, 3 uma em direção à outra, de acordo com o eixo de referência X da estrutura de transdutor, causa uma deformação do elemento de detecção 9 em um plano ortogonal ao eixo de referência X.
[00111] Ainda preferencialmente, o elemento de detecção 9 é enrolado ao redor e por fora das barras laterais 5 de modo que um movimento das barras laterais 5 para longe uma da outra faz com que o elemento de detecção 9 seja esticado.
[00112] Ainda preferencialmente, o elemento de detecção 9 é um corpo alongado em forma de rosca ou em forma de fita enrolado em uma pluralidade de voltas ao redor de ditas barras laterais 5.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 34/48
25/28 [00113] Ainda preferencialmente, o corpo alongado em forma de rosca ou em forma de fita tem suas duas extremidades opostas fixas nas barras laterais 5. Isso podería ser alcançado por clampeamento mecânico, colagem, soldagem em um revestimento metalizado no corpo alongado, ou pelo uso de selagens vidro-metal para manter o corpo alongado em um tubo de metal anexado à estrutura de transdutor. Para aplicações a alta temperatura, é preferencial o uso de uma solda de baixa fluência e alta temperatura. Qualquer que seja o processo de anexação utilizado, deve ser tomado o cuidado para que somente a primeira e a última voltas do corpo alongado sejam imobilizadas. Qualquer volta intermediária imobilizada além da primeira e da última reduzirá o comprimento total do corpo alongado que pode ser estendido pela estrutura de transdutor, reduzindo assim a sua eficiência.
[00114] Como discutido acima, o corpo alongado preferencialmente compreende uma fibra óptica. A fibra deve ser escolhida de forma a ter o menor diâmetro possível para o máximo de sensibilidade, uma vez que isso reduz a área da seção transversal da fibra e aumenta o número de voltas que pode ser acondicionado em uma determinada altura.
[00115] Preferencialmente, a estrutura de transdutor 1, 21, 31 é pré-carregada, para que, em uma configuração de repouso na ausência de forças externas, o elemento de detecção 9 seja tensionado. A pré-carga pode ser alcançada através do meio de conexão ajustável 35 mencionado acima, ou através de qualquer outro sistema adequado.
[00116] Em todas as modalidades descritas acima, meios elásticos são fornecidos para enviesar as placas de extremidade 2, 3 e as barras laterais 5 em direção à configuração de repouso mencionada acima.
[00117] Preferencialmente, os meios elásticos mencionados acima compreendem um ou mais membros de conexão 4, em que cada um destes é parcialmente ou totalmente deformável elasticamente dentro do plano de deformação correspondente. Por exemplo, referindo-se à
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 35/48
26/28 modalidade da Figura 5, a elasticidade dos membros de conexão 4 está localizada em suas porções de articulação 4a. Ao contrário, na modalidade da Figura 8, é todo o membro de conexão 4 que é elasticamente deformável.
[00118] De acordo com uma modalidade adicional, o meio elástico compreende o elemento de detecção 9, que é elasticamente deformável, de modo a enviesar as placas de extremidade 2, 3 e as barras laterais 5 em direção à configuração de repouso.
[00119] De acordo com uma modalidade diferente da presente invenção, não mostrada nos desenhos anexos, o elemento de detecção 9 pode ser disposto de modo a conectar as duas placas de extremidade 2, 3 da estrutura de transdutor 1, 21, 31. Preferencialmente, o elemento de detecção 9 é fixo às duas placas de extremidade 2, 3 em extremidades opostas das mesmas, de modo que um movimento das placas de extremidade 2, 3 para longe uma da outra faz com que o elemento de detecção 9 seja esticado. Neste caso, o elemento de detecção 9 é usado para detectar uma força de compressão agindo radialmente para empurrar as barras laterais 5 para o eixo de referência X.
[00120] De acordo com um aspecto diferente, a presente invenção diz respeito a um sensor de vibração, não mostrado nos desenhos, compreendendo uma estrutura de suporte, por exemplo, uma concha de contenção, e uma massa de teste suspensa à dita estrutura de suporte por meio de um ou mais transdutores de acordo com a presente invenção, por exemplo, os transdutores 10, 20, 30 divulgados acima, que são interpostos entre a estrutura de suporte e a massa de teste.
[00121] Um movimento da massa de teste com relação à estrutura de suporte resulta em uma força aplicada sobre os transdutores, cujos eixos de referência não são ortogonais à direção do movimento. A força resultante pode então ser percebida pelos respectivos elementos de detecção.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 36/48
27/28 [00122] Evidentemente, o sensor acima pode ser configurado como um geofone, ou seja, como um sensor para detecção de vibrações sísmicas.
[00123] Preferencialmente, o sensor compreende vários transdutores, cujos eixos de referência são orientados de acordo com direções mutuamente diferentes, a fim de ser capaz de detectar os movimentos da massa de teste em todas as três direções espaciais.
[00124] Preferencialmente, cada transdutor 10, 20, 30 está conectado à estrutura de suporte através de um ou mais elementos roscados 7, por exemplo, furos roscados, pertencentes a uma ou ambas as placas de extremidade 2, 3 e/ou à placa de extremidade adicional 34.
[00125] De acordo com um aspecto diferente, a presente invenção diz respeito a um transdutor acionador adaptado para converter um sinal elétrico em uma força.
[00126] O transdutor acionador acima, não mostrado nos desenhos, compreende uma estrutura de transdutor de acordo com a presente invenção, por exemplo, uma das estruturas de transdutor 1,21,31 divulgadas acima, e um acionador operável para forçar um movimento relativo entre as barras laterais 5 de acordo com uma direção perpendicular ao eixo de referência X, ou um movimento relativo entre as placas de extremidade 2, 3 de acordo com uma direção paralela ao eixo de referência X.
[00127] A estrutura de transdutor 1, 21, 31 converte a força exercida pelo acionador em um movimento correspondente perpendicular à direção da força.
[00128] Preferencialmente, o acionador compreende um acionador piezoelétrico e/ou um acionador solenoide.
[00129] A partir da descrição acima, está claro que a presente invenção atinge a todos os objetivos estabelecidos.
Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 37/48
28/28 [00130] Em particular, a estrutura de transdutor de acordo com a presente invenção é capaz de converter deformação ao longo de um eixo em deformação em um plano ortogonal a ela.
[00131] Além disso, as barras laterais da estrutura de transdutor definem uma superfície adequada para suportar um número de voltas de uma fibra óptica para detectar uma deformação ao longo do eixo mencionado acima.
[00132] Adicionalmente, a estrutura de transdutor é adaptada para ser construída usando materiais com sensibilidade à temperatura mais baixa em comparação com aquela dos mandris de borracha conhecidos, oferecendo assim maior confiabilidade.
[00133] Ao mesmo tempo, a estrutura de transdutor é funcionalmente semelhante aos mandris de borracha conhecidos e, como tal, mantém as mesmas vantagens destes últimos, em particular, para atingir alta sensibilidade quando múltiplas voltas de fibra são acopladas com o transdutor, volume em excesso mínimo comparado àquele ocupado pelas voltas da fibra, robustez e relativa insensibilidade aos movimentos de cisalhamento.
[00134] Além disso, o meio de conexão para ajustar a distância entre a primeira placa de extremidade e a placa de extremidade adicional permite que a razão do acoplamento de compressão axial para expansão radial seja perfeitamente regulada.
[00135] Onde características técnicas mencionadas em qualquer reivindicação são seguidas por sinais de referência, estes sinais de referência foram incluídos com o único propósito de aumentar a inteligibilidade das reivindicações e, por conseguinte, tais sinais de referência não têm qualquer efeito limitante sobre a proteção de cada elemento identificado a título de exemplo por tais sinais de referência.

Claims (28)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41) para converter uma deformação ao longo de um eixo em uma deformação correspondente em um plano ortogonal ao dito eixo, caracterizada pelo fato de que compreende:
    duas placas de extremidade (2, 3) voltadas uma para a outra e alinhadas ao longo de um eixo de referência comum (X);
    uma pluralidade membros de conexão (4) projetando-se radialmente a partir de cada placa de extremidade (2, 3) de acordo com respectivas direções mutuamente diferentes;
    uma pluralidade de barras laterais (5), cada uma conectando ditas placas de extremidade (2, 3) uma à outra através de dois dos respectivos ditos membros de conexão (4);
    em que ditos membros de conexão (4) são deformáveis dentro de respectivos planos de deformação para permitir movimentos relativos entre ditas placas de extremidade (2, 3) e ditas barras laterais (5) de modo a converter um movimento axial de aproximação mútua entre ditas duas placas de extremidade (2, 3) em um movimento radial correspondente de ditas barras laterais (5) para longe de dito eixo de referência (X) e viceversa.
  2. 2. Estrutura de transdutor (1; 21; 31), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada membro de conexão (4) compreende um ou dois elementos de articulação (11), cada elemento de articulação (11) sendo configurado para permitir rotação mútua entre duas partes mutuamente adjacentes dentro de dito membro de conexão (4) de acordo com um eixo de articulação correspondente ortogonal ao respectivo plano de deformação.
  3. 3. Estrutura de transdutor (1; 21; 31), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que dito membro de conexão (4) compreende um corpo laminar, em que pelo menos um de ditos
    Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 39/48
    2/6 elementos de articulação (11) é uma porção de articulação (4a) pertencente ao dito corpo laminar e conecta uma primeira porção (4b) com uma segunda porção (4c), ambas pertencentes ao dito corpo laminar, em que dita porção de articulação (4a) tem uma menor rigidez sob dobramento sobre o respectivo eixo de articulação do que dita segunda porção (4c).
  4. 4. Estrutura de transdutor (1; 21; 31), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que dita porção de articulação (4a) tem uma espessura menor em comparação com a espessura de dita segunda porção (4c).
  5. 5. Estrutura de transdutor (1; 21; 31), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de dita porção de articulação (4a) é definida por perfurações ou entalhes no dito corpo laminar.
  6. 6. Estrutura de transdutor (1; 21; 31), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 3 a 5, caracterizada pelo fato de que dita segunda porção (4c) é inclinada com relação ao dito eixo de referência (X), em um ângulo (Θ) compreendido entre 40°e 50°.
  7. 7. Estrutura de transdutor (41), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que cada barra lateral (5) e seus respectivos membros de conexão (4) são formados integralmente.
  8. 8. Estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de que todos os membros de conexão (4) associados a uma de ditas placas de extremidade (2, 3) são rigidamente conectados a um elemento anular correspondente (6) que é fixo em dita placa de extremidade (2, 3).
  9. 9. Estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizada pelo fato de que cada uma de ditas barras laterais (5) compreende uma superfície lateral (8) voltada opostamente ao dito eixo de referência (X), dita superfície lateral (8) com um perfil convexo em um plano perpendicular ao dito eixo de referência (X).
    Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 40/48
    3/6
  10. 10. Estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41), de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que dito perfil convexo tem um formato circular e seu raio é menor do que o raio do cilindro tangente à dita superfície lateral (8) de cada uma de ditas barras laterais (5), pelo menos quando dita estrutura de transdutor (1; 21; 31, 41) se encontra em uma primeira configuração de operação.
  11. 11. Estrutura de transdutor (21), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizada pelo fato de que compreende um corpo espaçador (22) interposto entre ditas duas placas de extremidade (2, 3) e configurado para limitar a quantidade do movimento de aproximação entre ditas duas placas de extremidade (2, 3).
  12. 12. Estrutura de transdutor (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizada pelo fato de que compreende uma placa de extremidade adicional (34) voltada para uma primeira (2) dentre ditas placas de extremidade (2, 3) e conectada à dita primeira placa de extremidade (2) através de uma unidade de desacoplamento de cisalhamento (39) com uma menor rigidez sob uma deformação ortogonal ao dito eixo de referência (X) do que sob uma deformação paralela ao dito eixo de referência (X) para permitir movimentos relativos entre dita placa de extremidade adicional (34) e dita primeira placa de extremidade (2) em uma direção ortogonal ao dito eixo de referência (X), ao impedir ditos movimentos relativos em uma direção paralela ao dito eixo de referência (X).
  13. 13. Estrutura de transdutor (31), de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que dita unidade de desacoplamento de cisalhamento (39) compreende uma haste de desacoplamento (33) com uma extremidade rigidamente presa à dita primeira placa de extremidade (2) e a extremidade oposta rigidamente presa à dita placa de extremidade adicional (34) através de meios de conexão (35).
    Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 41/48
    4/6
  14. 14. Estrutura de transdutor (31), de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que ditos meios de conexão (35) são operáveis para ajustar a distância entre dita primeira placa de extremidade (2) e dita placa de extremidade adicional (34).
  15. 15. Estrutura de transdutor (31), de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que ditos meios de conexão (35) compreendem um corpo tubular (36), interposto entre dita primeira placa de extremidade (2) e dita placa de extremidade adicional (34), dito corpo tubular (36) compreendendo uma rosca interna (36a) e uma rosca externa (36b) com a mesma direção e inclinações ligeiramente diferentes, ditas roscas (36a, 36b) sendo conjugadas, respectivamente, com uma rosca externa anexada à dita haste de desacoplamento (33) e uma rosca interna anexada à dita placa de extremidade adicional (34).
  16. 16. Estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 15, caracterizada pelo fato de que compreende meios elásticos para enviesar ditas placas de extremidade (2, 3) e ditas barras laterais (5) em direção a uma configuração de repouso predefinida.
  17. 17. Estrutura de transdutor (41), de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que ditos meios elásticos compreendem um ou mais membros de conexão (4), em que cada um de ditos um ou mais membros de conexão (4) é elasticamente deformável dentro do plano de deformação correspondente.
  18. 18. Estrutura de transdutor, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 17, caracterizada pelo fato de que compreende um acionador operável para forçar um movimento relativo entre ditas barras laterais (5) de acordo com uma direção perpendicular ao dito eixo de referência (X), ou entre ditas placas de extremidade (2, 3) de acordo com uma direção paralela ao dito eixo de referência (X).
    Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 42/48
    5/6
  19. 19. Estrutura de transdutor, de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que dito acionador compreende um acionador piezoelétrico e/ou um acionador solenoide.
  20. 20. Transdutor (10; 20; 30; 40) compreendendo uma estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41) e um elemento de detecção (9) conectado à dita estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41), de modo que uma deformação de dita estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41) causa uma deformação correspondente de dito elemento de detecção (9), caracterizado pelo fato de que dita estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41) está de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 17, dito elemento de detecção (9) sendo disposto de modo a conectar pelo menos duas barras laterais (5) da dita estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41), ou ditas duas placas de extremidade (2, 3) de dita estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41), de tal modo que um movimento relativo entre ditas pelo menos duas barras laterais (5) ou entre ditas duas placas de extremidade (2, 3) causa uma deformação correspondente de dito elemento de detecção (9).
  21. 21. Transdutor (10; 20; 30; 40), de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que dito elemento de detecção (9) compreende uma fibra ótica, um extensômetro resistive ou um elemento piezoelétrico, por exemplo, uma película de PVDF (fluoreto de polivinilideno).
  22. 22. Transdutor (10; 20; 30; 40), de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 ou 21, caracterizado pelo fato de que dita estrutura de transdutor (1; 21; 31; 41) é pré-carregada, de modo que, quando não está sujeita a forças externas, assume uma configuração estática de equilíbrio na qual dito elemento de detecção (9) é tensionado.
  23. 23. Transdutor (10; 20; 30; 40), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 20 a 22, caracterizado pelo fato de que dito elemento de detecção (9) é elasticamente deformável de modo a enviesar ditas placas de extremidade (2, 3) e ditas barras laterais (5) para uma configuração de repouso predefinida.
    Petição 870190057911, de 24/06/2019, pág. 43/48
    6/6
  24. 24. Transdutor (10; 20; 30; 40), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 20 a 23, caracterizado pelo fato de que dito elemento de detecção (9) é disposto em torno, e fora, de ditas barras laterais (5), de modo que um movimento de ditas barras laterais (5) para longe uma da outra faz com que dito elemento de detecção (9) seja esticado.
  25. 25. Transdutor (10; 20; 30; 40), de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que dito elemento de detecção (9) é um corpo alongado em forma de rosca ou em forma de fita enrolado em uma pluralidade de voltas ao redor de ditas barras laterais (5).
  26. 26. Transdutor (10; 20; 30; 40), de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que dito corpo alongado tem as duas extremidades opostas fixas às ditas barras laterais (5).
  27. 27. Transdutor, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 20 a 23, caracterizado pelo fato de que dito elemento de detecção (9) é fixo em ditas duas placas de extremidade (2, 3) em extremidades opostas destas, de modo que um movimento de ditas placas de extremidade (2, 3) para longe uma da outra faz com que dito elemento de detecção (9) seja esticado.
  28. 28. Sensor de vibração, caracterizado pelo fato de que compreende uma estrutura de suporte e uma massa de teste suspensa à dita estrutura de suporte através de pelo menos um transdutor (10; 20; 30; 40) conforme qualquer uma das reivindicações de 20 a 27.
BR112019013052A 2016-12-22 2017-12-21 estrutura de transdutor, transdutor compreendendo tal estrutura de transdutor e sensor compreendendo dito transdutor BR112019013052A2 (pt)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102016000129935A IT201600129935A1 (it) 2016-12-22 2016-12-22 Struttura di trasduttore, trasduttore comprendente tale struttura di trasduttore, e sensore comprendente detto trasduttore
PCT/IB2017/058251 WO2018116226A1 (en) 2016-12-22 2017-12-21 Transducer structure, transducer comprising such transducer structure, and sensor comprising said transducer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BR112019013052A2 true BR112019013052A2 (pt) 2020-02-04

Family

ID=58545160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112019013052A BR112019013052A2 (pt) 2016-12-22 2017-12-21 estrutura de transdutor, transdutor compreendendo tal estrutura de transdutor e sensor compreendendo dito transdutor

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11326965B2 (pt)
EP (1) EP3559680B1 (pt)
BR (1) BR112019013052A2 (pt)
CA (1) CA3045770A1 (pt)
IT (1) IT201600129935A1 (pt)
SA (1) SA519402218B1 (pt)
WO (1) WO2018116226A1 (pt)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3786596B1 (en) * 2019-08-27 2023-06-07 Sulzer Management AG A vibration detection instrument assembly and method of assembling a vibration detection instrument assembly

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL175856C (nl) * 1979-12-21 1987-12-16 Terra Dynamics B V Omzetter voor het opnemen van mechanische trillingen en een met een dergelijke omzetter gevormde seismometer, benevens een schakeling voor het in subgroepen onderverdelen van een aantal van zulke seismometers.
US4322829A (en) 1980-09-11 1982-03-30 Dynamic Systems, Inc. Fiber optic accelerometer and method of measuring inertial force
US4534222A (en) 1983-08-08 1985-08-13 Mcdonnell Douglas Corporation Fiber-optic seismic sensor
US4893930A (en) 1988-01-25 1990-01-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multiple axis, fiber optic interferometric seismic sensor
FR2668836B1 (fr) * 1990-11-06 1993-04-30 Schlumberger Services Petrol Transducteur acoustique de puits.
US5317929A (en) 1991-02-07 1994-06-07 Brown David A Fiber optic flexural disk accelerometer
US5825489A (en) 1994-02-28 1998-10-20 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Mandrell based embedded planar fiber-optic interferometric acoustic sensor
US5903349A (en) 1997-04-21 1999-05-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Fiber optic accelerometer sensor and a method of constructing same
CN1153054C (zh) * 1998-12-04 2004-06-09 塞德拉公司 布拉格光栅压力传感器
US6575033B1 (en) 1999-10-01 2003-06-10 Weatherford/Lamb, Inc. Highly sensitive accelerometer
US6563967B2 (en) 2000-01-27 2003-05-13 Northrop Grumman Corporation Fiber optic displacement sensor
DE60234992D1 (de) 2001-02-06 2010-02-25 Optoplan As Hochempfindlicher transversaler beschleunigungsaufnehmer
US6955085B2 (en) * 2003-06-02 2005-10-18 Weatherford/Lamb, Inc. Optical accelerometer or displacement device using a flexure system
FR2888339B1 (fr) * 2005-07-07 2007-09-21 Sercel Sa Capteur sismique a fibre optique
US7463555B2 (en) 2006-05-04 2008-12-09 Northrop Grumman Corporation Tri axis high frequency fiber optic acoustic sensor
CA2690893A1 (en) * 2006-11-20 2008-05-29 Technological Resources Pty Limited A gravity gradiometer
WO2011050227A2 (en) 2009-10-23 2011-04-28 Us Sensor Systems, Inc. Fiber optic transducers, fiber optic accelerometers and fiber optic sensing systems
JP5375624B2 (ja) * 2010-01-18 2013-12-25 セイコーエプソン株式会社 加速度センサー、及び加速度検出装置
WO2016182431A1 (en) * 2015-05-08 2016-11-17 Fugro Technology B.V. Optical sensor device, sensor apparatus, cable and method of manufacturing
AU2015394911A1 (en) * 2015-05-08 2017-11-30 Fugro Technology B.V. Optical sensor device, sensor apparatus and cable

Also Published As

Publication number Publication date
US11326965B2 (en) 2022-05-10
US20200011748A1 (en) 2020-01-09
EP3559680B1 (en) 2022-09-07
SA519402218B1 (ar) 2022-07-06
CA3045770A1 (en) 2018-06-28
EP3559680A1 (en) 2019-10-30
WO2018116226A1 (en) 2018-06-28
IT201600129935A1 (it) 2018-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9932816B2 (en) Mounting bracket for strain sensor
AU2002229908B2 (en) Highly sensitive cross axis accelerometer
US9593569B2 (en) Portable attachment of fiber optic sensing loop
Au et al. Temperature-insensitive fiber Bragg grating based tilt sensor with large dynamic range
US6575033B1 (en) Highly sensitive accelerometer
RU2377404C2 (ru) Способ измерения нагрузки, действующей на скважинный буровой инструмент
AU2002229908A1 (en) Highly sensitive cross axis accelerometer
CN101175970A (zh) 将应变传感器设置于圆柱形构件的方法
BRPI0904633A2 (pt) sistema para determinar a fonte de vibraÇço de um conjunto de rolo pinÇado, e, mÉtodo para avaliar vibraÇço em um rolo industrial
BRPI1106161A2 (pt) sistema para facilitar a perfuraÇço de um poÇo, mÉtodo para facilitar a perfuraÇço de um poÇo, e sistema para medir de deformaÇço em uma aplicaÇço de poÇo
KR20160003088A (ko) 이분된 센서 어레이
US7612886B2 (en) Fiber-optic seismic sensor
BR112019013052A2 (pt) estrutura de transdutor, transdutor compreendendo tal estrutura de transdutor e sensor compreendendo dito transdutor
US8188882B2 (en) Depth measurement by distributed sensors
Konstantinidis et al. In-situ condition assessment of seismic fluid dampers: experimental studies and challenges
CN103697828B (zh) 一种支持解耦温度和应变的光纤光栅应变传感器
US10545166B2 (en) Optical sensor device, sensor apparatus and cable comprising such device
US10392923B2 (en) System and methodology for determining forces acting on components
EP3100008B1 (en) A method and apparatus for a structural monitoring device adapted to be locatable within a tubular structure
KR100909650B1 (ko) 광섬유센서를 이용한 경사계 및 이를 이용한 대상물 경사측정방법
Zhou et al. A novel ice-pressure sensor based on dual FBGs
Lan et al. A highly reliable liquid pressure sensor based on dual FBGs
Kelly Dimitrios Konstantinidis, Nicos Makris

Legal Events

Date Code Title Description
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]
B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]
B06A Patent application procedure suspended [chapter 6.1 patent gazette]
B11B Dismissal acc. art. 36, par 1 of ipl - no reply within 90 days to fullfil the necessary requirements