ES2251954T3 - Metodo y dispositivo para pesar. - Google Patents
Metodo y dispositivo para pesar.Info
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Abstract
Un método para pesar una carga móvil, método que comprende las etapas de - medir un peso cinético de la carga, donde peso cinético significa el peso de la carga cuando está en movimiento, mediante, por lo menos, un sensor de peso (110), - medir en el, por lo menos un, sensor de peso, su componente vertical de aceleración, y/o su ángulo vertical, donde el mencionado ángulo vertical significa la posición del eje de medida del sensor de peso, respecto de la dirección vertical, por medio de un sensor de aceleración (120), - suministrar los resultados de la medida, desde los mencionados sensor de peso y sensor de aceleración, a una unidad de tratamiento de datos (130), - calcular un peso estático (140) de la carga, mediante contrarrestar el valor medido del peso cinético, con la componente vertical del valor de la aceleración y/o el ángulo vertical, en base a los resultados de la medida, donde peso estático significa el peso de la carga cuando no está en movimiento, caracterizado porque el método comprende, además, las etapas de: - determinar un valor límite para la carga y/o la aceleración, y/o las variaciones en la carga y/o las aceleraciones, - comparar, por lo menos un resultado medido, con el mencionado valor limite, y - cuando el resultado de la medida está fuera del mencionado valor limite, informar de la violación del valor límite (160).
Description
Método y dispositivo para pesar.
La invención se refiere a un método y dispositivo
para pesar. Más en concreto, la invención se refiere a un método y
un dispositivo para producir resultados de pesada fiables, en
aplicaciones para pesar. La invención se refiere, además, a un
método y dispositivo para controlar las condiciones, en un aparato
para pesar.
En las soluciones del arte previo se pesa los
pesos móviles usando, típicamente, métodos de procesado de señal, en
el ánimo de filtrar un error provocado por la aceleración, en un
instrumento para pesar. Hay, además, métodos disponibles en los que
se calcula el resultado final del peso, a partir de una multitud de
muestras.
El arte previo involucra considerables
desventajas. Ambos métodos del arte previo son bien tediosos. El
filtrado de una señal de perturbación, producida por aceleraciones
en un instrumento para pesar, es muy tediosa e, independientemente
de un filtrado meticuloso, a menudo los resultados de la pesada son
imprecisos. Tomar una pluralidad de muestras es, además, muy lento
puesto que cuanto más factores perturbativos aparecen en conexión
con una medida, más significativa es la varianza , en el promedio de
un conjunto de medidas, y más resultados de medidas se necesita,
para poner a la desviación típica dentro de un rango
estadísticamente tolerable.
El documento EP - A - 1 076 229, que cae bajo EPC
Art. 54 (3) y (4), revela un sistema de medida para pesar vehículos
móviles. El sistema comprende sensores de corrección, para
contrarrestar los efectos del movimiento del vehículo sobre los
resultados de la pesada. El documento JP - A - 08 313 331 revela
otro sistema de peso, para pesar un vehículo móvil. Este sistema
incluye una cámara para determinar la aceleración del vehículo, y el
valor de la medida de las celdas de carga se compensa, en función de
la aceleración determinada. Sin embargo, estos sistemas no revelan
como pesar una carga móvil que está localizada en un vehículo. Los
documentos US - A -
3 556 127 y US - A - 4 553 618, revelan básculas para medir una carga sometida a movimiento. El sistema comprende acelerómetros para contrarrestar el efecto de la aceleración de la carga. Para conseguir resultados precisos de las medidas de pesada, se necesita que el acelerómetro sea lineal, en un amplio rango de aceleraciones.
3 556 127 y US - A - 4 553 618, revelan básculas para medir una carga sometida a movimiento. El sistema comprende acelerómetros para contrarrestar el efecto de la aceleración de la carga. Para conseguir resultados precisos de las medidas de pesada, se necesita que el acelerómetro sea lineal, en un amplio rango de aceleraciones.
Es un objetivo de la invención, eliminar los
inconvenientes mencionados. Los presentes método inventivo y
dispositivo, pueden ser usados para eliminar, de forma rápida y
fiable, factores de error provocados por la aceleración y, así,
mejorar la recopilación de resultados de medida en términos de
fiabilidad y velocidad.
Todos los beneficios anteriores asociados con una
solución de la invención, pueden conseguirse por medio de una
realización, en la que un sensor o transductor de aceleración,
separado, es adaptado para medir una masa a ser pesada, y un sensor
de peso separado, para medir peso cinético de aquella. Los
resultados de medidas del sensor de aceleración, pueden usarse para
determinar un peso adicional, provocado por la aceleración para,
así, calcular el peso estático de una masa, a partir del peso
cinético de esta. El sensor de aceleración puede estar localizado en
contacto con, o separado espacialmente respecto de, el sensor
de
peso.
peso.
Los valores de calibración para las
configuraciones de los sensores, están almacenados en un instrumento
de registro incluido en el mismo dispositivo de medida que los
sensores, siendo reemplazable el dispositivo de medida discutido,
sin procedimientos de calibración especiales.
Cuando las básculas constituyen una parte del
equipo de carga, transporte o embarque, el sensor de aceleración
compensa las aceleraciones verticales, el ángulo vertical de la
propia máquina, así como las aceleraciones verticales que se
producen en un terreno desigual, cuando la máquina está en
movimiento.
Un método para pesar, de la invención, está
caracterizado por la reivindicación 1.
Un dispositivo para pesar, de la invención, está
caracterizado por la reivindicación 9.
El uso de un dispositivo para pesar, de la
invención, está caracterizado por la reivindicación 15.
También se revela realizaciones preferidas de la
invención, en las reivindicaciones no independientes 2 a 8, y 10 a
14.
Ahora se describirá realizaciones preferidas de
la invención, con más detalle, haciendo referencia a los dibujos
anexos, en los cuales:
la figura 1 muestra una realización para un
método de la invención, en un diagrama de flujo,
la figura 2A muestra una realización para un
dispositivo de la invención, en un diagrama de bloques,
la figura 2B muestra un diagrama de bloques, que
representa una realización de un dispositivo de la invención, que
presenta el uso de varios sensores,
la figura 2C muestra un diagrama de bloques, que
representa una segunda realización de un dispositivo de la
invención, que muestra el uso de varios sensores,
la figura 2D muestra un diagrama de bloques, que
representa una realización de un dispositivo de la invención, con
una característica especial relativa al uso de memorias intermedias
en serie, y
la figura 3 muestra un diagrama de bloques, que
representa una realización de un dispositivo de la invención, con
una característica especial relacionada con un tratamiento de datos
más sofisticado.
La figura 1 describe un diagrama de flujo, que
representa una realización de un método de la invención, que
comprende inicialmente una secuencia 110, para medir un peso
cinético por medio de sensores de peso. A esto sigue por una
secuencia 120, para medir un componente vertical de aceleración, por
medio de sensores de aceleración. A saber, el sensor de aceleración
también está adaptado para medir un ángulo vertical del sensor, en
relación con un plano horizontal. Los resultados de la medida pueden
ser entregados en modo de comunicación en serie, a una unidad de
tratamiento de datos, en una secuencia 130. Alternativamente, la
unidad de tratamiento de datos puede estar localizada en
comunicación con los sensores, haciendo innecesaria la transferencia
en modo serie. Una secuencia 140 comprende medir un peso estático,
por medio de una unidad de tratamiento de datos. La unidad de
tratamiento de datos puede ser un PC, u otro aparato relevante,
preferentemente informatizado, tal como un Psion o Apple Macintosh,
o un dispositivo de comunicación móvil, tal como u dispositivo de
comunicación móvil UMTS (Sistema Universal de Telecomunicaciones
Móviles), GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles),
CDMA
(Acceso Múltiple por División de Código), WCDMA (Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha), NMT, Iridium, Inmarsat o TelDesc.
(Acceso Múltiple por División de Código), WCDMA (Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha), NMT, Iridium, Inmarsat o TelDesc.
En la disposición de la figura 2, se conecta un
sensor 210 a un convertidor A/D 220, por medio de una conexión 212.
El convertidor A/D está, a su vez, conectado a memorias intermedias
de comunicación en serie 230, por medio de una conexión 223. Las
memorias intermedias en serie 230 están conectadas a una unidad de
tratamiento de datos 240, por medio de una conexión de comunicación
234. En algunas realizaciones, las memorias intermedias de señal
230 puede ser preferentemente del tipo RS 232C, RS 422/485, CAN, u
otro tipo similar. En las realizaciones preferidas, puede
proporcionarse el enlace de comunicación a una unidad de tratamiento
de datos, por medio de una red local u otro bus de comunicaciones
fijas, o mediante radio. Alternativamente, la unidad de tratamiento
de datos puede estar localizada en contacto con, o en la vecindad
de, una unidad de sensor, mediante lo que la comunicación en modo
serie y las memorias intermedias en serie, no son absolutamente
necesarias. El sensor 210 comprende tanto un sensor de peso, como un
sensor de aceleración, en algunas realizaciones preferidas, pero
también es posible que el sensor de peso y el sensor de aceleración
estén localizados a cierta distancia entre sí.
Las conexiones 212, 223 son, típicamente,
conductores. En una realización, el convertidor A/D 220 y las
memorias intermedias en serie 230, están ubicados en un circuito IC
(Circuito Integrado) común. También es posible que el convertidor
A/D 220 y las memorias intermedias en serie 230, estén ubicadas en
el mismo circuito IC que un procesador de señal digital (DSP), y/o
un módem (modulador - desmodulador). La conexión 234 comprende,
preferentemente, una conexión de comunicación no móvil, o una
conexión de comunicación UMTS, GSM, CDMA, WCDMA, NMT, Iridium,
Inmarsat o TelDesic, implementada por medio de una radio.
El sensor de aceleración puede estar integrado en
contacto con el sensor de peso, o puede estar separado espacialmente
respecto del sensor de peso. En una realización preferida, el sensor
210, el convertidor A/D 220 y los memorias intermedias en serie 230,
están integrados en un solo aparato de medida. Adicionalmente,
cuando el sensor tiene los valores de calibración de sus parámetros
de calibración, almacenados en el aparato de medida discutido, el
aparato de medida será reemplazable sin calibrar la unidad de
tratamiento de datos, puesto que la señal de salida del aparato de
medida puede ser ajustada de modo que sea la misma entre varios
dispositivos de medida, cuando tales dispositivos son fabricados. En
algunas realizaciones también es posible que la unidad de
tratamiento de datos 240 sea un simple circuito de microprocesador
que, en algunas realizaciones inventivas preferidas, está integrado
como parte del aparato o dispositivo de medida. En este caso, no se
necesita que la comunicación entre sensores y la unidad de
tratamiento de datos, sea una conexión de comunicación en serie, ni
es absolutamente necesario tener memorias intermedias en serie
230.
La figura 2B muestra una realización 21, que
observa preferentemente diversas posibilidades de aplicación para
convertidores A/D, igualmente. Un sensor de aceleración 250 está
preferentemente en comunicación con el convertidor A/D 220, bien
mediante un sensor de peso 210 sobre las conexiones 251, 212, o
mediante una conexión 252. En una realización preferida, el
convertidor A/D tiene su entrada multiplexada. A esto sigue el
llevar la señal de, tanto el sensor de peso 210 como el sensor de
aceleración 250, a la unidad de tratamiento de datos 240, desde la
memoria intermedia en serie 230, mediante de la conexión 234.
En una realización particularmente adecuada para
equipo móvil, el sensor de aceleración se usa para medir
aceleraciones de la propia máquina. Así, el sensor de aceleración
está, preferentemente, adaptado para medir, además, un ángulo de
movimiento en relación con un plano horizontal, y/o aceleraciones
verticales de una máquina, que pueden aparecer como resultado de un
terreno desigual de conducción.
La figura 2C describe una realización 22, en la
que el multiplexado es preferentemente innecesario. Cada sensor 210,
250 está provisto con convertidores A/D asignados 220, 221, y
memorias intermedias de comunicación en serie 230, 231. En algunas
realizaciones, las memorias intermedias en serie 230, 231 pueden ser
preferentemente del tipo RS 232C,
RS 422 /485, CAN o algunos otros tipos correspondientes. En algunas realizaciones preferidas, sin embargo, el número de unidades de tratamiento de datos 240, es de una.
RS 422 /485, CAN o algunos otros tipos correspondientes. En algunas realizaciones preferidas, sin embargo, el número de unidades de tratamiento de datos 240, es de una.
Por otra parte, en la figura 2D se usa una sola
memoria intermedia en serie 230, para procesar señales de dos
conexiones de señal provistas con un convertidor A/D (220, 221). Sin
embargo, incluso en esta realización, el número de unidades de
tratamiento de datos 240 es de una, pero es posible que algunas
realizaciones de la invención estén provistas con varias unidades de
tratamiento de datos. En este caso, se divide diversas funciones de
tratamiento de datos, entre las unidades de tratamiento de datos,
preferentemente de modo que las funciones de tratamiento de datos
asignadas, sean co-procesadas por la unidades de
tratamiento de datos.
La figura 3 muestra una realización 30, que
comprende una secuencia 110 para medir un peso cinético. Esto se
sigue de una medida de una componente vertical de la aceleración,
y/o un ángulo vertical del sensor de peso, por medio de los sensores
de aceleración, en una secuencia 120. En una secuencia 130 se
transfiere los resultados de las medidas, en modo de comunicación en
serie, a una unidad de tratamiento de datos. Se calcula un peso
estático, por medio de la unidad de tratamiento de datos, en una
secuencia 140.
Una secuencia 150 comprende registrar las cargas
y aceleraciones principales, en una unidad de tratamiento de datos.
En algunas realizaciones preferidas de la invención, la unidad de
tratamiento de datos se usa para recopilar un fichero de registro
separado, relativo a violaciones de valores límite durante una serie
de pesadas. Finalmente, se transmite las violaciones de los valores
límite a un usuario, en una secuencia 160. Así, el usuario puede
adoptar las acciones necesarias para asegurarse de que el aparato
para pesar, no se ve expuesto a una sobrecarga brusca o
peligrosa.
En algunas realizaciones preferidas de la
invención, el sistema está provisto con una, llamada, característica
de cálculo de la carga efectiva. En este caso, la carga está
controlada preferentemente como una relación y/o función del tiempo.
La carga se usa, preferentemente, para establecer un tiempo
operativo efectivo, que involucra la carga y/o el tiempo. En algunas
realizaciones preferidas, el momento operativo efectivo puede
calcularse con diversos métodos, de acuerdo con instrucciones del
fabricante de un aparato a ser controlado. En las realizaciones más
sencillas, los datos de pesada, carga y/o aceleración, o
combinaciones de estos, son recopilados a ciertos intervalos. En
algunas realizaciones inventivas, la rutina de registro está
determinada mediante un algoritmo que, preferentemente, controla la
rutina de registro de acuerdo con la capacidad de medida y/o la
carga del equipo de medida.
Arriba ha sido descrita la invención, con
referencia a las realizaciones ejemplares, anexas. Es obvio que el
método inventivo y la disposición, pueden ser aplicados en básculas
concernientes a coches, furgonetas, grúas, cargadores por rueda,
carretillas elevadoras, transportadores de paletas, camiones de
alcance, carretillas pórtico, camiones de basura, soportes de
madera, excavadoras, camiones grúa, y otras básculas y sistemas de
pesado preferidos. Las realizaciones preferidas de la invención son
aplicables, preferentemente, en máquinas y equipamiento usado para
elevar, transportar, embarcar, cargar, bienes o
similares.
similares.
Igualmente es obvio que, en diversas
realizaciones, una sola unidad de tratamiento de datos 240 es capaz
de procesar un número ilimitado de señales, dentro de su capacidad
de tratamiento de señal.
Arriba se ha descrito la invención con referencia
a las realizaciones preferidas ejemplares, anexas, revelando
diversos beneficios industriales principales, obtenidos mediante el
método inventivo. Los presentes método y dispositivo, inventivos,
pueden usarse para eliminar, de forma rápida y fiable, factores de
error provocados por la aceleración y, así, para mejorar la toma de
resultados de medida, en términos de fiabilidad y rapidez.
Arriba se ha descrito la invención con referencia
a las realizaciones preferidas anexas. En obvio, no obstante, que la
invención no está limitada exclusivamente a tales realizaciones,
sino que abarca todas las realizaciones que caen dentro del alcance
de las reivindicaciones anexas.
Claims (15)
1. Un método para pesar una carga móvil, método
que comprende las etapas de
- -
- medir un peso cinético de la carga, donde peso cinético significa el peso de la carga cuando está en movimiento, mediante, por lo menos, un sensor de peso (110),
- -
- medir en el, por lo menos un, sensor de peso, su componente vertical de aceleración, y/o su ángulo vertical, donde el mencionado ángulo vertical significa la posición del eje de medida del sensor de peso, respecto de la dirección vertical, por medio de un sensor de aceleración (120),
- -
- suministrar los resultados de la medida, desde los mencionados sensor de peso y sensor de aceleración, a una unidad de tratamiento de datos (130),
- -
- calcular un peso estático (140) de la carga, mediante contrarrestar el valor medido del peso cinético, con la componente vertical del valor de la aceleración y/o el ángulo vertical, en base a los resultados de la medida, donde peso estático significa el peso de la carga cuando no está en movimien- to,
caracterizado porque el método comprende,
además, las etapas de:
- -
- determinar un valor límite para la carga y/o la aceleración, y/o las variaciones en la carga y/o las aceleraciones,
- -
- comparar, por lo menos un resultado medido, con el mencionado valor limite, y
- -
- cuando el resultado de la medida está fuera del mencionado valor limite, informar de la violación del valor límite (160).
2. Un método para pesar, como el expuesto en la
reivindicación 1, caracterizado porque una unidad de
tratamiento de datos (240), comprende un PC o algún otro aparato
informatizado relevante, preferido, tal como un Psion o un
Macintosh, o un aparato de comunicación móvil, tal como un aparato
de comunicación móvil UMTS, GSM, CDMA, WCDMA, NMT, Iridium, Inmarsat
o TelDesic.
3. Un método para pesar, como el expuesto en la
reivindicación 1, caracterizado porque son registradas las
mayores y menores cargas y/o aceleraciones, y/o variaciones en la
carga y/o aceleraciones.
4. Un método para pesar, como el expuesto en la
reivindicación 1, caracterizado porque
- -
- se digitaliza, por lo menos, una señal analógica de salida de, por lo menos, un sensor (210, 250),
- -
- la mencionada señal digital se transmite en modo serie, a la unidad de tratamiento de datos (240), desde las memorias intermedias de comunicación en serie (230, 231).
5. Un método para pesar, como el expuesto en la
reivindicación 1, caracterizado porque el sensor de
aceleración (250) permanece midiendo el ángulo de un movimiento, y/o
una máquina/un sensor, respecto del plano horizontal del
terreno.
6. Un método para pesar, como el expuesto en la
reivindicación 1, caracterizado porque se registra las
mayores y menores cargas y/o aceleraciones, y/o variaciones de carga
y/o aceleraciones, en base a un algoritmo de registro, que establece
una rutina de registro en base a la capacidad de medida y/o
de
carga.
carga.
7. Un método para pesar, como el expuesto en la
reivindicación 1, caracterizado porque, por lo menos, un
valor de calibración para un parámetro de configuración de, por lo
menos, un sensor, se registra en comunicación con el mismo aparato
que el mencionado sensor.
8. Un método para pesar, como el expuesto en la
reivindicación 1, caracterizado porque el mencionado método
se aplica a básculas concernientes a coches, furgonetas, grúas,
cargadores por rueda, carretillas elevadoras, transportadores de
paletas, camiones de alcance, carretillas pórtico, camiones de
basura, soportes de madera, excavadoras, camiones grúa, y otras
básculas y sistema para pesar.
9. Una disposición para pesar, para la pesada de
una carga móvil, que comprende
- -
- por lo menos un sensor de peso (110), para medir un peso cinético de la carga, donde peso cinético significa el peso de la carga sometida a movimiento,
- -
- un sensor de aceleración (120), para medir en el, por lo menos un, sensor de peso, su componente de aceleración vertical, y/o ángulo vertical, donde el mencionado ángulo vertical significa la posición del eje de medida del sensor de peso, en relación con la dirección vertical.
- -
- una unidad de tratamiento de datos (130),
- -
- un medio para entregar los mencionados resultados de medida, desde el sensor de peso y el sensor de aceleración, a la unidad de tratamiento de datos (130),
comprendiendo, la mencionada unidad de
tratamiento de datos, medios para calcular un peso estático (140) de
la carga, en base a los mencionados resultados de medida, donde peso
estático significa el peso de la carga cuando no está en
movimiento,
estando, la disposición, caracterizada
por
- -
- medios para comparar, por lo menos un resultado de medida, con un valor límite predeterminado, para la carga y/o la aceleración, y/o las variaciones en la carga y/o en las aceleraciones, y
- -
- medios para informar de la violación del valor límite (160), cuando el resultado de medida está fuera del mencionado valor límite.
10. Una disposición como la expuesta en la
reivindicación 9, caracterizada por comprender
- -
- medios para digitalizar una señal,
- -
- medios de comunicación en serie (230, 231), para llevar la mencionada señal digital, en modo serie, a una unidad de tratamiento de datos (240).
11. Una disposición como la expuesta en la
reivindicación 10, caracterizada porque hay un sensor de
aceleración (250), un sensor de peso (210), por lo menos un
convertidor A/D (220, 221), y/o por lo menos una memoria intermedia
de comunicación en serie (230, 321), integrados en un solo aparato
de medida.
12. Una disposición como la expuesta en la
reivindicación 9, caracterizada porque la unidad de
tratamiento de datos (240) comprende un PC, u otro aparato
informatizado preferido, tal como un Psion o un Apple Macintosh, o
un aparato de comunicación móvil, tal como un aparato de
comunicación móvil UMTS, GSM, CDMA, WCDMA, NMT, Iridium, Inmarsat o
TelDesic.
13. Una disposición como la expuesta en la
reivindicación 9, caracterizada porque la unidad de
tratamiento de datos (240) comprende un circuito microprocesador,
que está integrado como parte de un aparato de medida.
14. Una disposición como la expuesta en la
reivindicación 9, caracterizada por comprender medios para
registrar un valor de calibración para, por lo menos, un parámetro
de configuración de, por lo menos, un sensor, estando, el mencionado
medio de registro, incluido en el mismo aparato de medida que el
mencionado sensor.
15. El uso de una disposición para pesar, como la
expuesta en la reivindicación 9, en básculas concernientes a coches,
furgonetas, grúas, cargadores por rueda, carretillas elevadoras,
transportadores de paletas, camiones de alcance, carretillas
pórtico, camiones de basura, soportes de madera, excavadoras,
camiones grúa, y otras básculas y sistema para pesar.
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