ES2380741B1 - Dispositivo para la recoleccion de muestras de liquido y el procedimiento para su control - Google Patents

Abstract

Dispositivo para la recolección de muestras de líquido y el procedimiento para su control.#Dispositivo para la recolección de muestras de líquido, compuesto por un cuerpo que está formado por una parte superior (4), una parte inferior (5) y un elemento de transmisión cinemático (3) que conecta dichas partes (4, 5), un mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3), y primeros contenedores (1) para las muestras de líquido situados en la parte inferior (5) del cuerpo.#El procedimiento para su control se caracteriza porque se reduce al máximo la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3), y a continuación se coloca el dispositivo en el líquido y se regula la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) hasta el momento en el que se alcanza la longitud correspondiente a la profundidad deseada para la recolección de muestras.

Description

Dispositivo para la recolección de muestras de líquido y el procedimiento para su control.

Objeto de la invención

La invención pertenece al campo de la robótica, y se puede utilizar particularmente para la automatización del proceso de recolección de muestras de líquido a profundidades programadas. La invención se refiere a un dispositivo para la recolección de muestras de líquido y el procedimiento para su control, que permite la recolección de varias muestras simultáneamente, con gran precisión en la determinación de la profundidad a la que se recoge la muestra, que adicionalmente permite la recolección de muestras de forma automática.

Antecedentes de la invención

En el documento de patente SU1613914 se utiliza un contenedor hermético para la recolección de muestras de agua, que se abre y se cierra manualmente con la ayuda de un cable. En esta solución, sólo se puede tomar una muestra por cada inmersión. Además, el proceso de toma de muestras no se realiza de forma automática, ni tampoco se conoce con exactitud la profundidad a la cual se lleva a cabo la recolección de la muestra.

En la patente RU 2119652 se utilizan dos contenedores cilíndricos y herméticos para la toma de muestras de agua, y dos cables, uno de los cuales se encarga de abrir o cerrar simultáneamente las tapas de los dos contenedores, y el otro cable se utiliza para bajar y subir los contenedores. En esta solución se pueden tomar dos muestras de agua, pero ambas a la misma profundidad. Además, al igual que en la patente anterior, el proceso de toma de muestras no se realiza de forma automática, ni tampoco se conoce con exactitud la profundidad a la cual se lleva a cabo la recolección de las muestras.

Descripción de la invención

1. Breve descripción de la invención

Dispositivo para la recolección de muestras de líquido, compuesto de un cuerpo que contiene al menos un primer contenedor (1) hermético para las muestras de líquido con una válvula controlada (2) y un elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible, y que se caracteriza porque el cuerpo está formado por una parte superior (4), una parte inferior (5) y el elemento de transmisión cinemático (3) que conecta dichas partes (4, 5), y el dispositivo contiene un mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) que consta de un primer actuador (7) y un sensor de longitud (8) para la medición de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3), y el primer actuador (7), el sensor de longitud (8) y la válvula controlada (2) se encuentran conectados a un sistema de control (9) con fuente de alimentación (10), y los primeros contenedores (1) para las muestras de líquido están situados en la parte inferior (5) del cuerpo, y el volumen exterior de la parte inferior (5) del cuerpo es escogido de modo que se cumpla la condición F1 = F2 -F3, donde F1 es el peso del líquido en el volumen igual al volumen exterior de la parte inferior (5) del cuerpo, F2 es el peso de esta parte inferior (5) del cuerpo y F3 es una cantidad establecida de antemano, y el volumen y el peso de la parte superior (4) del cuerpo son escogidos de tal forma que se cumpla la condición F4 = F5 + F6, donde F4 es el peso del líquido en el volumen igual al volumen exterior de todo el cuerpo del dispositivo, F5 es el peso de todo el dispositivo con los primeros contenedores (1) para las muestras de líquido llenos, y F6 es una cantidad establecida de antemano.

2. Descripción detallada de la invención

La presente invención hace referencia a un dispositivo para realizar la recolección de muestras de líquido, por ejemplo, muestras oceanográficas, y al procedimiento para su control. Su diseño permite automatizar el proceso de toma de muestras de líquido e incrementar notablemente la precisión con la cual puede llevarse a cabo dicha tarea a diversas profundidades programadas.

El dispositivo está compuesto de un cuerpo que contiene uno o varios primeros contenedores (1) herméticos para las muestras de líquido y un elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible. Cada uno de los primeros contenedores (1) herméticos contiene además, una válvula controlada (2) que permite la recolección de las muestras de líquido. El cuerpo está formado por una parte superior (4), una parte inferior (5) y el elemento de transmisión cinemático (3) que conecta dichas partes (4, 5). El dispositivo contiene también un mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) que permite la variación de la posición relativa de la parte inferior (5) del cuerpo con respecto a la parte superior (4) del cuerpo. Para tal fin, el mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) consta de un primer actuador (7) (por ejemplo, un motor eléctrico o un cilindro hidráulico) y un sensor de longitud (8) para la medición de la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) (un codificador óptico incremental o un sensor de ultrasonidos, por ejemplo). Tanto el primer actuador (7) y el sensor de longitud (8), como la válvula controlada (2) del primer contenedor (1) hermético, se encuentran conectados a un sistema de control (9) con fuente de alimentación (10). El sistema de control (9) puede encontrarse situado en la parte superior (4) del cuerpo, en la parte inferior (5) del cuerpo, o distribuido en ambas partes (4, 5). Dado que durante el proceso de obtención de muestras la parte superior (4) del cuerpo permanecerá inmóvil en el eje vertical y la parte inferior (5) del cuerpo será la que varíe su posición, los primeros contenedores (1) para las muestras de líquido se sitúan en la parte inferior (5) del cuerpo, de modo que la recolección pueda realizarse a profundidades programadas. El volumen exterior de la parte inferior (5) del cuerpo es escogido de modo que se cumpla la condición F1 = F2 -F3, donde F1 es el peso del líquido en el volumen igual al volumen exterior de la parte inferior

(5) del cuerpo, F2 es el peso de la parte inferior (5) del cuerpo (con los primeros contenedores (1) para las muestras de líquido vacíos o llenos, dependiendo de la configuración de los elementos de la parte inferior (5) del cuerpo) y F3 es una cantidad establecida de antemano. De esta forma, se garantiza la flotabilidad negativa de la parte inferior (5) del cuerpo si F3 > 0. El valor de F3 influirá en la velocidad de descenso de la parte inferior (5) del cuerpo. El volumen y el peso de la parte superior (4) del cuerpo son escogidos de tal forma que se cumpla la condición F4 = F5 + F6, donde F4 es el peso del líquido en el volumen igual al volumen exterior de todo el cuerpo del dispositivo, F5 es el peso de todo el dispositivo con los primeros contenedores (1) para las muestras de líquido llenos, y F6 es una cantidad establecida de antemano. De esta forma se garantiza la flotabilidad positiva del dispositivo si F6 > 0. El valor de F6 influirá en la velocidad de ascenso de la parte inferior (5) del cuerpo. Así pues, la solución técnica descrita permite automatizar el proceso de recolección de muestras de líquido e incrementar considerablemente la precisión con la cual puede realizarse dicha tarea a profundidades programadas.

El dispositivo para la toma de muestras de líquido puede tener en la parte superior (4) del cuerpo un sensor de la profundidad (11) que mide la profundidad de inmersión de un punto predefinido sobre la parte superior (4) del cuerpo conectado al sistema de control (9). La utilización de este sensor de profundidad (11) es de gran importancia, porque conociendo la profundidad a la que se encuentra el punto predefinido sobre la parte superior (4) del cuerpo, se puede realizar el posicionamiento vertical preciso de la parte inferior (5) del cuerpo a la profundidad deseada. Como sensor de profundidad (11) se puede utilizar un sensor de presión o un sensor de ultrasonidos.

El dispositivo para la recolección de muestras de líquido puede tener en la zona superior de la parte inferior (5) del cuerpo un sensor de tensión (12) que mida la tensión del elemento de transmisión cinemático (3) y que se encuentre conectado al sistema de control (9). La utilización de este sensor de tensión (12) contribuye a disminuir los errores de posicionamiento de la parte inferior (5) del cuerpo en el eje vertical. Este sensor de tensión (12) también puede ser muy útil para ajustar la velocidad de cambio de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3). Así pues, si la velocidad de cambio establecida al aumentar la longitud del elemento de transmisión cinemático (3) es mayor que la velocidad máxima posible en estas condiciones para la parte inferior (5) del cuerpo, la longitud del elemento de transmisión cinemático (3) será mayor que la distancia en línea recta que existe entre la parte superior

(4)

del cuerpo y la parte inferior (5) del cuerpo, por lo que el elemento de transmisión cinemático (3) perderá tensión y se deformará, perdiendo su forma rectilínea. Esta situación podrá ser detectada por el sensor de tensión (12) del elemento de transmisión cinemático (3) y corregida por el sistema de control (9) mediante el ajuste apropiado de la velocidad de cambio de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3). Este sensor de tensión (12) puede implementarse mediante un rodillo (51) que está en contacto con el elemento de transmisión cinemático (3) y conectado a una corredera (52), cuyo otro extremo se encuentra conectado a un resorte (53) y a un imán (54). El resorte

(53)

se encarga tanto de sujetar la corredera (52), como de proporcionar la fuerza suficiente para detectar el contacto con el elemento de transmisión cinemático (3). El imán (54), dependiendo de su posición, activará o desactivará un interruptor magnético (55) que está fijado en la parte inferior (5) del cuerpo y conectado al sistema de control (9). El rodillo (51) que está sujeto a la corredera (52) se colocará entre otros dos rodillos (51) que están en contraposición al primer rodillo (51), y que también se encuentran en contacto con el elemento de transmisión cinemático (3). Así pues, mientras el elemento de transmisión cinemático (3) tenga la tensión apropiada, el rodillo (51) estará en contacto con el elemento de transmisión cinemático (3), lo que producirá el deslizamiento de la corredera (52), que acercará al imán

(54)

al interruptor magnético (55), generando la señal de control correspondiente. Por el contrario, si no existe tensión suficiente en el elemento de transmisión cinemático (3), este elemento de transmisión cinemático (3) se deformará, por lo que el resorte (53) empujará hacia fuera el rodillo (51) y alejará al imán (54) del interruptor magnético (55), lo que generará un tipo de señal de control diferente a la anterior.

El dispositivo para la recolección de muestras de líquido puede tener en la parte inferior (5) del cuerpo un sensor de ángulo de inclinación (13) conectado al sistema de control (9). La utilización de este sensor de ángulo de inclinación

(13)

también contribuye a disminuir los errores de posicionamiento de la parte inferior (5) del cuerpo y a ajustar la velocidad de cambio de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3), ya que, si la velocidad de cambio establecida al aumentar la longitud del elemento de transmisión cinemático (3) es mayor que la velocidad máxima posible en estas condiciones para la parte inferior (5) del cuerpo, la longitud del elemento de transmisión cinemático (3) será mayor que la distancia en línea recta entre la parte superior (4) del cuerpo y la parte inferior (5) del cuerpo, por lo que el elemento de transmisión cinemático (3) se deformará perdiendo su forma rectilínea, lo que puede producir la inclinación de la parte inferior (5) del cuerpo con respecto al eje vertical. Por tanto, en este caso, el sensor de ángulo de inclinación (13) detectaría la situación mencionada y se podría ajustar la velocidad de cambio de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) a través del sistema de control (9). Como sensor de ángulo de inclinación (13) se puede utilizar, por ejemplo, un gyro rate o un sensor de dirección de gravedad.

El dispositivo para la recolección de muestras de líquido puede tener en la parte superior (4) del cuerpo o en la parte inferior (5) del cuerpo un segundo contenedor variable (14) con capacidad para variar su volumen por medio de un segundo actuador (15) que se encuentra conectado al sistema de control (9). El segundo actuador (15) puede realizarse mediante un pistón o un émbolo conectado a un motor eléctrico. Este segundo contenedor variable (14) permite modificar la flotabilidad del dispositivo para la toma de muestras de líquido, de manera que se pueda realizar un ajuste estático de la profundidad deseada o un ajuste dinámico para compensar las influencias de las olas del mar. Básicamente, este segundo contenedor variable (14), al variar su volumen, modifica el volumen externo del cuerpo del dispositivo.

El dispositivo para la recolección de muestras de líquido puede contener en la parte inferior (5) del cuerpo un sensor de presión externa (16) que se encuentre conectado al sistema de control (9). Este sensor de presión externa

(16)

se utiliza principalmente para detectar el movimiento de la parte inferior (5) del cuerpo; a partir de las medidas registradas se podrá determinar si la parte inferior (5) del cuerpo está ascendiendo (si los valores de las medidas de presión registradas decrecen de forma continua) o descendiendo (si los valores de las medidas de presión registradas aumentan de forma continua). Si los valores de las medidas de presión presentan oscilaciones, se podrá afirmar que el cuerpo no se está moviendo, y que las oscilaciones observadas se deben al efecto de las olas marinas. No obstante, este sensor de presión externa (16) también se puede utilizar para calcular la profundidad a la que se encuentra la parte inferior (5) del cuerpo.

El dispositivo para la recolección de muestras de líquido puede contener en la parte inferior (5) del cuerpo un sensor de temperatura externa (17) que se encuentre conectado al sistema de control (9). Hay que tener en cuenta que con la variación de la profundidad se produce una variación considerable de la temperatura. Estos cambios de temperatura provocan dilataciones o contracciones en el material que compone el elemento de transmisión cinemático (3), modificando, por tanto, su longitud. Así pues, las mediciones registradas con el sensor de temperatura externa

(17)

resultan muy útiles para compensar estas variaciones de longitud, incrementando la precisión del mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3).

El elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible puede realizarse en forma de cable (18), y el mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) puede realizarse en forma de un primer cilindro (19) con ranuras en espiral conectado cinemáticamente a un motor (20), con un sensor de posición angular (21) (por ejemplo, un codificador óptico incremental) y un sistema de frenado (22) del cable (18). El sistema de frenado (22) del cable (18) puede realizarse utilizando un electroimán (49) y una pastilla de freno (50) en cada ramal del cable (18). El electroimán (49) es el elemento que se encarga de mover la pastilla de freno (50), de tal forma que libere el cable (18), o active su frenado mediante la fricción producida por el contacto del cable (18) con la pastilla de freno (50). Si en un ramal del cable (18) está activado el frenado, en el otro estará desactivado, y viceversa. Este sistema de frenado (22) garantiza la tensión en ambos ramales del cable (18), evitando el deslizamiento del cable (18) en el primer cilindro (19).

El elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible puede realizarse en forma de cadena (23), y el mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) puede realizarse en forma de piñón (24) conectado cinemáticamente a un motor (20), con un sensor de posición angular (21) (por ejemplo, un codificador óptico incremental) y un primer sistema limitador (25), de la marcha de la cadena (23). Este primer sistema limitador (25) puede implementarse con una pieza metálica que rodee el piñón (24) y se encargue de guiar el movimiento de la cadena (23), obstaculizando el salto de la cadena (23) a través de los dientes del piñón (24).

El elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible puede realizarse en forma de correa dentada (26), y el mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) puede realizarse en forma de polea dentada (27) conectada cinemáticamente a un motor (20), con un sensor de posición angular (21) (por ejemplo, un codificador óptico incremental) y un segundo sistema limitador (28), de la marcha de la correa dentada (26). Este segundo sistema limitador (28) puede implementarse con una pieza metálica que rodee la polea dentada (27) y se encargue de guiar el movimiento de la correa dentada (26), obstaculizando el salto de la correa dentada (26) a través de los dientes de la polea dentada (27).

El dispositivo para la recolección de muestras de líquido puede tener en la parte inferior (5) del cuerpo un segundo cilindro (29) auxiliar bilateral con un primer émbolo (30) en su interior que separa ambos lados del segundo cilindro

(29)

y que está conectado a un tercer actuador (31) (por ejemplo, un motor eléctrico o un cilindro hidráulico) que a su vez se encuentra conectado al sistema de control (9). El segundo cilindro (29) auxiliar bilateral puede tener dos primeras salidas (32, 33), una primera salida superior (32) que está abierta y en contacto con el líquido que rodea el dispositivo, y una primera salida inferior (33) que se encuentra conectada a los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras de líquido. La primera salida superior (32) permite la entrada o salida de líquido externo en uno de los lados del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral en función de la acción del primer émbolo (30), mientras que la primera salida inferior (33) permite, en el otro lado del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral, el intercambio de líquido con los primeros contenedores (1) herméticos. Además, en el mismo lado donde se encuentra la primera salida inferior (33), puede haber una conexión hidráulica (34) adicional con el líquido externo que contenga al menos una válvula pasiva (35). Esta válvula pasiva (35) puede realizarse con un resorte (53) en la parte superior y una bola (56) de caucho en la parte inferior. El resorte (53) sujeta la bola (56) de caucho y ejerce una fuerza sobre ella, manteniendo la conexión hidráulica (34) adicional cerrada mientras la presión interna del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral sea mayor que la presión externa. Por el contrario, si la presión interna del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral es menor que la presión externa, el resorte (53) no tendrá la fuerza necesaria para mantener la bola

(56)

de caucho en la posición establecida para cerrar la conexión hidráulica (34) adicional, por lo que se producirá la entrada de líquido en el lado inferior del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral. Así pues, esta válvula pasiva (35) puede ser útil para la toma de muestras de líquido en la parte inferior del cilindro, desde donde serán redistribuidas a los primeros contenedores (1) herméticos correspondientes. También se puede utilizar otra válvula pasiva (35) similar, pero realizada de forma opuesta a la anterior, es decir, con la bola (56) de caucho en la parte superior y el resorte (53) en la parte inferior. Esta segunda válvula pasiva (35) servirá de protección en caso de que se tenga una presión muy elevada en el segundo cilindro (29) auxiliar bilateral, permitiendo la salida de líquido del segundo cilindro (29) para disminuir la presión. Con la realización del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral presentada se consigue que el peso

de la parte inferior (5) del cuerpo se mantenga constante, independientemente de que se esté llevando a cabo o no el proceso de recolección de muestras con los primeros contenedores (1) herméticos.

Cada uno de los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras de líquido puede realizarse en forma de cilindro bilateral con un segundo émbolo (36) pasivo en su interior, y con dos segundas salidas (37, 38), una segunda salida inferior (37) que está dotada de una válvula controlada (2) y conectada de forma paralela con las segundas salidas inferiores (37) de los otros primeros contenedores (1) herméticos, y una segunda salida superior (38) que está abierta y en contacto con el líquido que rodea el dispositivo. La segunda salida superior (38) permitirá que, inicialmente, el lado superior del cilindro bilateral se llene de líquido externo, y posteriormente, permitirá la salida de este líquido en el momento en que se produzca la recolección de la muestra de líquido a la profundidad deseada en el lado inferior del cilindro bilateral. Esta recolección en el lado inferior del cilindro bilateral es posible gracias a la segunda salida inferior (37),yala apertura de la válvula controlada (2), que permiten el paso de la muestra de líquido procedente de la parte inferior del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral. De esta forma, los primeros contenedores

(1) herméticos estarán siempre llenos de líquido, y por lo tanto, el peso de la parte inferior (5) del cuerpo se mantendrá constante, independientemente de que se esté llevando a cabo o no el proceso de recolección de muestras.

La válvula controlada (2) de cada uno de los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras de líquido puede estar realizada de forma tradicional utilizando por ejemplo una válvula solenoide, con el solenoide conectado al sistema de control (9). Sin embargo, también puede realizarse en forma de disco (39) con un orificio (40), y conectado a un cuarto actuador (41) (un motor paso a paso o un cilindro hidráulico, por ejemplo). El disco (39) se sitúa en el plano horizontal y entre los puntos de ruptura de los tubos de los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras de líquido, estando los tubos dispuestos de forma simétrica con respecto al eje de rotación del disco (39). De esta forma, cuando el orificio (40) se encuentre alineado con la segunda salida inferior (37) de alguno de los primeros contenedores (1) herméticos, dicha segunda salida inferior (37) estará abierta, permitiendo el llenado del primer contenedor (1). Por el contrario, cuando el orificio (40) no se encuentre alineado con ningún tubo, funcionará como una válvula cerrada para cada uno de los primeros contenedores (1) herméticos (1). Esta última realización es especialmente útil cuando el número de primeros contenedores (1) herméticos para las muestras de líquido es elevado, ya que sólo sería necesario un cuarto actuador (41) para controlar el cierre y la apertura de todos los primeros contenedores (1) herméticos, mientras que con la realización tradicional, necesitaríamos un solenoide por cada primer contenedor (1), aumentando no sólo el número de elementos requeridos, sino también el número de conexiones y el área de ocupación de los mismos.

Todos los primeros contenedores (1) herméticos, pueden contener un elemento compensador (42) para compensar la diferencia de presión que existe entre el interior de los primeros contenedores (1) herméticos y el líquido externo que rodea el dispositivo. Como los líquidos son de naturaleza prácticamente incompresible, basta con variar ligeramente el volumen de los primeros contenedores (1) herméticos mediante el elemento compensador (42) para compensar las altas presiones. El elemento compensador (42) puede realizarse en forma de elemento flexible, por ejemplo, utilizando un tubo de polímero plástico, una membrana o un fuelle.

La superficie de la zona superior e inferior de la parte superior (4) del cuerpo puede contener al menos una concavidad (43). De esta forma se incrementa la resistencia hidrodinámica de la parte superior (4) del cuerpo, lo que puede ayudar a reducir los movimientos de dicha parte superior (4) en el eje vertical debido a perturbaciones que provoquen fuerzas temporales en la parte inferior (5) del cuerpo, como por ejemplo, la que se produce al salir el líquido de la parte inferior del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral a través de la válvula pasiva (35) de la conexión hidráulica

(34) adicional, que podría ocasionar un movimiento de la parte superior (4) del cuerpo en el eje vertical. Por tanto, esta realización puede ser muy ventajosa para incrementar la precisión del posicionamiento durante el proceso de recolección de muestras de líquido.

La parte superior (4) del cuerpo puede contener al menos un elemento vertical (44) adicional. La superficie promedio de la sección transversal horizontal de este elemento vertical (44) adicional puede ser K veces menor que la superficie promedio de la sección transversal horizontal de la parte superior (4) del cuerpo, siendo K un número predefinido de antemano, y el volumen del elemento vertical (44) adicional se elegiría de tal modo que se cumpla la condición F4 -F7 < F5, donde F7 es el peso del líquido en el volumen igual al volumen del elemento vertical (44) adicional. Con esta configuración se conseguiría que la parte superior (4) del cuerpo esté cerca de la superficie, pero completamente sumergida, y que sea tan sólo una parte del elemento vertical (44) adicional la que se encuentre fuera del líquido. De esta forma se podría, por ejemplo, reducir considerablemente la influencia de las olas marinas en la parte superior (4) del cuerpo, lo que a su vez influiría en el posicionamiento vertical preciso de la parte inferior (5) del cuerpo.

El dispositivo para la recolección de muestras de líquido puede contener un sistema de posicionamiento global (GPS) (45) conectado al sistema de control (9), de modo que se conozca en todo momento la ubicación del dispositivo. La antena de recepción (46) del GPS (45) puede fijarse en la parte superior del elemento vertical (44) adicional, que se encuentra en la superficie, fuera del líquido. Con las coordenadas geográficas proporcionadas por el GPS (45) es posible también ajustar en el sistema de control (9) algunos parámetros importantes como la salinidad y la aceleración de la gravedad, que pueden variar considerablemente de una ubicación terrestre a otra, y que influyen directamente en la relación existente entre la presión y la profundidad. Por lo tanto, en caso de que se esté utilizando, por ejemplo, un sensor de presión para la medición de la profundidad, el GPS (45) puede desempeñar un papel fundamental en la introducción de las correcciones necesarias para incrementar la precisión en el posicionamiento vertical de la parte inferior (5) del cuerpo. Con el GPS (45) también se puede tener un conocimiento preciso de las mareas en la hora y en el lugar preciso donde se esté llevando a cabo la recolección de las muestras de líquido. Esta información también puede ser muy valiosa, ya que la variación en el nivel del mar puede afectar en el cálculo de la profundidad deseada para la toma de muestras; por tanto, su utilización en este caso también mejoraría la exactitud del posicionamiento. Además, el GPS (45) puede ser útil para obtener la tercera coordenada espacial.

El dispositivo para la recolección de muestras de líquido puede contener al menos una hélice (47) y al menos un timón de dirección (48) en la parte superior (4) del cuerpo. Tanto la hélice (47), como el timón de dirección

(48)

pueden ser accionados por medio de actuadores que se encuentren conectados al sistema de control (9). De esta forma, el dispositivo podría modificar la posición de la parte superior (4) del cuerpo. Así pues, si el dispositivo está equipado con una hélice (47), un timón de dirección (48), un GPS (45) y un gran número de primeros contenedores

(1)

herméticos, podría llevar a cabo de forma autónoma la recolección de muestras de líquido a diversas profundidades de distintas regiones o zonas programadas. Incluso, una vez terminado el proceso de recolección de muestras, podría regresar autónomamente a una costa o a una estación biológica determinada.

Descripción del funcionamiento del dispositivo

Se parte de una configuración básica que carece de segundo cilindro (29) auxiliar bilateral y en la que los primeros contenedores (1) herméticos para las muestras de líquido no están realizados en forma de cilindro bilateral, por lo que carecen de segundo émbolo (36) pasivo y tan sólo cuentan con una válvula controlada (2). Así pues, inicialmente, se reduce al máximo posible, la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) y se coloca el dispositivo en el líquido, por ejemplo, en el mar, con el segundo contenedor variable (14) con capacidad para variar su volumen ajustado al mínimo volumen y con los primeros contenedores (1) herméticos para las muestras de líquido vacíos y con sus válvulas controladas (2) cerradas. A continuación, se empieza a aumentar la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) mediante el mecanismo de regulación (6) hasta que se alcance una longitud L0 definida previamente. Luego se reduce la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) mediante el mecanismo de regulación

(6) hasta el momento en el que se alcance la longitud correspondiente a la profundidad deseada para la toma de muestras. Alcanzada la profundidad deseada, se abre la válvula controlada (2) del primer contenedor (1) hermético para las muestras de líquido durante un tiempo T1 determinado previamente, y a continuación se cierra, siendo el valor de T1 mayor que el tiempo necesario para llenar completamente un primer contenedor (1) hermético. Los dos últimos pasos mencionados se repiten tantas veces como sea necesario realizar la toma de muestras de líquido a las profundidades correspondientes utilizando primeros contenedores (1) diferentes. Una vez recolectadas todas las muestras requeridas, se reduce al máximo la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3), con el fin de acercarlas a la superficie.

El aumento de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) se puede realizar a una velocidad menor que la velocidad V1 establecida previamente. Esta limitación de velocidad puede resultar bastante útil, pues si la velocidad de cambio establecida al aumentar la longitud del elemento de transmisión cinemático (3) fuese mayor que la velocidad máxima posible en estas condiciones para la parte inferior (5) del cuerpo, la longitud del elemento de transmisión cinemático (3) sería mayor que la distancia en línea recta que existe entre la parte superior (4) del cuerpo y la parte inferior (5) del cuerpo, por lo que el elemento de transmisión cinemático (3) perdería tensión y se deformaría, perdiendo su forma rectilínea, lo que podría provocar además, la inclinación de la parte inferior (5) del cuerpo. De esta forma se pueden minimizar los errores de posicionamiento de la parte inferior (5) del cuerpo. Esta limitación de velocidad también puede ayudar a reducir el movimiento ascendente de la parte superior (4) del cuerpo.

La reducción de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) se puede realizar a una velocidad menor que la velocidad V2 establecida previamente. De esta forma se minimiza el movimiento descendente de la parte superior (4) del cuerpo durante el proceso de reducción de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3).

El proceso de cambio de longitud del elemento de transmisión cinemático (3) puede detenerse temporalmente en el momento en que la profundidad de hundimiento de la parte superior (4) del cuerpo es mayor que la profundidad L1 definida previamente, y puede reestablecerse nuevamente cuando la profundidad de la parte superior (4) del cuerpo es menor que la profundidad L2 establecida previamente. Así se garantiza que el posicionamiento de la parte inferior

(5)

del cuerpo con respecto a la superficie del mar se realice sólo mientras la referencia esté fija o cercana al punto de operación deseado, lo que minimiza los errores y aumenta la precisión del posicionamiento de la parte inferior (5) del cuerpo a distintas profundidades.

Si en lugar de utilizar la configuración básica del dispositivo, se decide utilizar la configuración que consta de un segundo cilindro (29) auxiliar bilateral y en la que los primeros contenedores (1) herméticos para las muestras de líquido están realizados en forma de cilindros bilaterales con segundos émbolos (36) pasivos en su interior, se debe tener en cuenta que, antes de usar el dispositivo, los segundos émbolos (36) pasivos de los primeros contenedores

(1)

herméticos para la recolección de muestras de líquido deben ser trasladados a las posiciones más cercanas a las válvulas controladas (2), y el primer émbolo (30) del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral debe trasladarse a la posición más próxima a la primera salida inferior (33) de este segundo cilindro (29), de modo que todos los primeros contenedores (1) herméticos se llenen de líquido externo. Además, en el intervalo de tiempo que transcurre entre la apertura y el cierre de la válvula controlada (2) del primer contenedor (1) hermético que se desea llenar con la muestra de líquido a la profundidad deseada, se traslada el primer émbolo (30) del segundo cilindro (29) auxiliar

bilateral a la posición donde la distancia es máxima con respecto a la primera salida inferior (33), y después dicho primer émbolo (30) regresa a su posición anterior. De esta forma, se realiza la toma de muestra de líquido en la parte inferior del segundo cilindro auxiliar (29) bilateral, desde donde es redistribuida al primer contenedor (1) hermético correspondiente, y todo ello, sin modificar el peso de la parte inferior (5) del cuerpo.

Adicionalmente, es posible establecer un retardo entre dos operaciones, por ejemplo, después de reducir la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) hasta el momento en que se alcanza la longitud correspondiente a la profundidad deseada para la recolección de muestras, se puede esperar un tiempo predefinido antes de abrir la válvula controlada (2) del primer contenedor (1) hermético correspondiente.

Descripción de los dibujos

Para la mejor comprensión de cuanto queda escrito en esta memoria, se acompañan unos dibujos en los que, tan sólo a título de ejemplo, se representan casos prácticos de realización del dispositivo.

La figura 1 muestra la configuración del cuerpo del dispositivo para la toma de muestras de líquido, que está compuesto por una parte superior, una parte inferior y el elemento de transmisión cinemático que conecta dichas partes.

La figura 2 muestra la configuración del cuerpo del dispositivo para la toma de muestras de líquido, incluyendo el sistema de control, el segundo contenedor variable, algunos sensores y algunos actuadores.

La figura 3 hace referencia a la parte inferior del cuerpo, que consta de dos contenedores herméticos para las muestras de líquido, cada uno de los cuales tiene una válvula controlada para la recolección de las muestras, un sensor de presión externa, un sensor de temperatura externa, un sensor del ángulo de inclinación y un sistema de control.

La figura 4 hace referencia a un ejemplo de realización del sensor de tensión del elemento de transmisión cinemático.

La figura 5 hace referencia a un ejemplo de realización en el que el elemento de transmisión cinemático unilateral flexible no extensible se realiza en forma de cable, y el mecanismo de regulación de la longitud eficaz del elemento de transmisión se realiza en forma de un cilindro con ranuras en espiral conectado cinemáticamente a un motor, que a su vez se encuentra conectado al sistema de control.

La figura 6 hace referencia a un ejemplo de realización del sistema de frenado del cable.

La figura 7 hace referencia a un ejemplo de realización en el que el elemento de transmisión cinemático unilateral flexible no extensible se realiza en forma de cadena, el mecanismo de regulación de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático se realiza en forma de piñón, y el primer sistema limitador de la marcha de la cadena se implementa con una pieza plástica que rodea el piñón.

La figura 8 hace referencia a un ejemplo de realización en el que el elemento de transmisión cinemático unilateral flexible no extensible se realiza en forma de correa dentada, y el mecanismo de regulación de la longitud eficaz del elemento de transmisión se realiza en forma de polea dentada, y el segundo sistema limitador de la marcha de la correa dentada se implementa con una pieza metálica que rodea la polea dentada.

La figura 9 hace referencia a un ejemplo de realización de la parte inferior del cuerpo que cuenta con un segundo cilindro auxiliar bilateral con un primer émbolo en su interior que separa ambos lados del segundo cilindro y que está conectado a un actuador que a su vez se encuentra conectado al sistema de control.

La figura 10 hace referencia a un ejemplo de realización en el que las válvulas controladas de los contenedores herméticos para la recolección de muestras de líquido están realizadas en forma de un único disco con un orificio, de modo que, cuando el orificio se encuentre alineado con la segunda salida inferior de alguno de los contenedores herméticos, dicha segunda salida inferior estará abierta, permitiendo el llenado del contenedor. Por el contrario, cuando el orificio no se encuentre alineado con ningún tubo, funcionará como una válvula cerrada para cada uno de los contenedores herméticos. Esta realización es especialmente útil cuando el número de contenedores herméticos para las muestras de líquido es elevado, ya que sólo sería necesario un cuarto actuador para controlar el cierre y la apertura de todos los contenedores herméticos. Para evitar problemas de pérdida de líquido en el interior de la parte inferior del cuerpo cuando el orificio del disco empieza a coincidir con el tubo de la segunda salida inferior pero sin llegar a estar completamente alineados todavía, es posible realizar las terminaciones de los tubos en los puntos de ruptura con bridas de tubería.

La figura 11 muestra varios ejemplos de realización del cuerpo del dispositivo para la toma de muestras de líquido: en el primer ejemplo, tanto la superficie inferior como la superficie superior de la parte superior del cuerpo presentan una forma completamente cóncava; en el segundo ejemplo, la parte superior del cuerpo sólo tiene dos concavidades en la superficie superior; en el tercer ejemplo, tanto la superficie superior como la inferior de la parte superior del cuerpo presentan una serie de concavidades.

Lista de designaciones

1.

Primer contenedor hermético para las muestras de líquido.

2.

Válvula controlada.

3.

Elemento de transmisión cinemático unilateral flexible no extensible.

4.

Parte superior del cuerpo.

5.

Parte inferior del cuerpo.

6.

Mecanismo de regulación de la longitud eficaz del elemento de transmisión.

7.

Primer actuador del mecanismo de regulación.

8.

Sensor de longitud para la medición de la longitud eficaz del elemento de transmisión.

9.

Sistema de control.

10.

Fuente de alimentación.

11.

Sensor de la profundidad de inmersión.

12.

Sensor de tensión del elemento de transmisión cinemático.

13.

Sensor del ángulo de inclinación.

14.

Segundo contenedor variable con capacidad para variar su volumen.

15.

Segundo actuador del segundo contenedor variable con capacidad para variar su volumen.

16.

Sensor de presión externa.

17.

Sensor de temperatura externa.

18.

Cable.

19.

Primer cilindro con ranuras en espiral.

20.

Motor.

21.

Sensor de posición angular.

22.

Sistema de frenado del cable.

23.

Cadena.

24.

Piñón.

25.

Primer sistema limitador de la marcha de la cadena.

26.

Correa dentada.

27.

Polea dentada.

28.

Segundo sistema limitador de la marcha de la correa dentada.

29.

Segundo cilindro auxiliar bilateral.

30.

Primer émbolo.

31.

Tercer actuador del émbolo.

32.

Primera salida superior del cilindro auxiliar bilateral.

33.

Primera salida inferior del cilindro auxiliar bilateral.

34.

Conexión hidráulica adicional.

35.

Válvula pasiva.

36.

Segundo émbolo pasivo.

37.

Segunda salida inferior.

38.

Segunda salida superior.

39.

Disco.

40.

Orificio.

41.

Cuarto actuador del disco.

42.

Elemento compensador para compensar la diferencia de presión.

43.

Concavidad.

44.

Elemento vertical adicional.

45.

Sistema de posicionamiento global (GPS).

46.

Antena de recepción del GPS.

47.

Hélice.

48.

Timón de dirección.

49.

Electroimán.

50.

Pastilla de freno.

51.

Rodillo.

52.

Corredera.

53.

Resorte.

54.

Imán.

55.

Interruptor magnético.

56.

Bola.

Realización preferente de la invención

La presente invención se ilustra adicionalmente con el siguiente ejemplo, el cual no pretende ser limitativo de su alcance.

Ejemplo 1

El dispositivo para la recolección de muestras de agua marina está compuesto de un cuerpo que está formado por una parte superior (4) de 5 kg (incluyendo la masa del elemento vertical (44) adicional, pero excluyendo la masa del elemento de transmisión cinemático (3)), una parte inferior (5) de 15 kg y una cadena (23) de 5 m y 2 kg, que conecta dichas partes (4, 5), y que actúa como elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible. Tanto la superficie superior como la superficie inferior de la parte superior (4) del cuerpo tienen una concavidad (43) para aumentar la resistencia hidrodinámica. La parte superior (4) del cuerpo cuenta con un elemento vertical (44) adicional de 1 m de largo, 3.3 cm de diámetro y 3.5 kg, y un mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) que permite la variación de la posición relativa de la parte inferior (5) del cuerpo con respecto a la parte superior (4) del cuerpo, y que está realizado en forma de piñón (24) conectado cinemáticamente a un motor eléctrico que cuenta con un codificador óptico incremental para medir el ángulo de giro. El mecanismo de regulación (6) cuenta además con un primer sistema limitador (25) de la marcha de la cadena (23), realizado con una pieza plástica que rodea el piñón (24) y que se encarga de guiar el movimiento de la cadena (23), obstaculizando el salto de la cadena (23) a través de los dientes del piñón (24). Tanto el motor eléctrico como el codificador óptico incremental se encuentran conectados al sistema de control (9) con fuente de alimentación (10). El sistema de control (9) se encuentra situado en la parte superior (4) del cuerpo y está basado en un pc/104-plus, con toda la electrónica necesaria para la adquisición de las señales procedentes de los sensores y para la activación de los motores y los electroimanes.

Dado que durante el proceso de obtención de muestras la parte superior (4) del cuerpo permanecerá inmóvil cerca de la superficie y la parte inferior (5) del cuerpo será la que varíe su posición en el eje vertical, los primeros contenedores (1) para las muestras de líquido se sitúan en la parte inferior (5) del cuerpo, de modo que la recolección pueda realizarse a las profundidades programadas de 1.5my3m medidas desde la superficie. Así pues, la parte inferior (5) del cuerpo contiene dos primeros contenedores (1) herméticos realizados en forma de cilindro bilateral de 2 cm de diámetro y 10 cm de largo, con un segundo émbolo (36) pasivo en su interior y con dos segundas salidas (37, 38), una segunda salida superior (38), y una segunda salida inferior (37) que contiene una válvula solenoide conectada al sistema de control (9). La parte inferior (5) del cuerpo contiene además, un segundo cilindro (29) auxiliar bilateral de 2 cm de diámetro y 12 cm de largo, con un primer émbolo (30) en su interior que separa ambos lados del segundo cilindro (29) y que está conectado por medio de un sistema de transmisión tornillo-tuerca a un motor eléctrico que a su vez se encuentra conectado al sistema de control (9). El segundo cilindro (29) auxiliar bilateral tiene dos primeras salidas (32, 33), una primera salida superior (32) que está abierta y en contacto con el líquido que rodea el dispositivo, y una primera salida inferior (33) que se encuentra conectada a los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras. Además, en el mismo lado donde se encuentra la primera salida inferior (33), se tiene una conexión hidráulica (34) adicional con el líquido externo que contiene dos válvulas pasivas (35). La primera válvula pasiva (35) está realizada con un resorte (53) en la parte superior y una bola (56) de caucho en la parte inferior. El resorte (53) sujeta la bola (56) de caucho y ejerce una fuerza sobre ella, manteniendo la conexión hidráulica (34) adicional cerrada mientras la presión interna del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral sea mayor que la presión externa. Por el contrario, si la presión interna del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral es menor que la presión externa, el resorte (53) no tendrá la fuerza necesaria para mantener la bola (56) de caucho en la posición establecida para cerrar la conexión hidráulica (34) adicional, por lo que se producirá la entrada de líquido en el lado inferior del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral. Así pues, esta válvula pasiva (35) permite la toma de muestras de líquido en la parte inferior del segundo cilindro (29), desde donde serán redistribuidas a los primeros contenedores (1) herméticos correspondientes. La segunda válvula pasiva (35) se realiza de forma similar, pero opuesta a la anterior, es decir, con la bola (56) de caucho en la parte superior y el resorte (53) en la parte inferior. Esta segunda válvula pasiva (35) servirá de protección en caso de que se tenga una presión muy elevada en el segundo cilindro (29) auxiliar bilateral, permitiendo la salida de líquido del mismo para disminuir la presión.

El volumen de la parte inferior (5) del cuerpo es de 13 litros, de modo que se cumple la condición F1 = F2 -F3, donde F1 = 130 N, F2 = 150 N y F3 = 20 N. El volumen de la parte superior (4) del cuerpo es de 12 litros (incluyendo el volumen del elemento de transmisión cinemático (3) y el volumen del elemento vertical (44) adicional), de modo que se cumple la condición F4 = F5 + F6, donde F4 = 250 N, F5 = 220 N y F6 = 30 N. El volumen del elemento vertical (44) adicional es de 3.5 litros, de modo que se cumple la condición F4 -F7 < F5, donde F7 = 35 N. En estas condiciones, tan sólo 14 cm de largo del elemento vertical (44) adicional estarán sumergidos. La superficie promedio de la sección transversal horizontal de este elemento vertical (44) adicional es K veces menor que la superficie promedio de la sección transversal horizontal de la parte superior (4) del cuerpo, siendoK=20.

El procedimiento para la toma de muestras marinas se caracteriza porque, inicialmente, se reduce al máximo posible, la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) y se coloca el dispositivo en el en el mar, con los segundos émbolos (36) pasivos de los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras de líquido en las posiciones más cercanas a las válvulas controladas (2), y con el primer émbolo (30) del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral en la posición más próxima a la primera salida inferior (33) de este segundo cilindro (29), de modo que las partes superiores de todos los primeros contenedores (1) herméticos se llenen con agua del mar. A continuación, se empieza a aumentar la longitud eficaz de la cadena (23) mediante la rotación del piñón (24) a una velocidad de 0.5 m/min hasta que se alcance una longitud de 3.2 m. Luego se reduce la longitud eficaz de la cadena (23) mediante la rotación del piñón (24) en sentido contrario con una velocidad de 0.5 m/min, y hasta el momento en el que se alcanza la longitud correspondiente a la profundidad deseada de 3 m para la toma de muestras. Alcanzada la profundidad deseada, se espera 1 s, se abre la válvula controlada (2) de uno de los primeros contenedores (1) herméticos para las muestras de líquido durante 10 s, y a continuación se cierra. En el intervalo de tiempo que transcurre entre la apertura y el cierre de la válvula controlada (2) del primer contenedor (1) hermético que se desea llenar con la muestra de líquido a la profundidad deseada, se traslada el primer émbolo (30) del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral a la posición donde la distancia es máxima con respecto a la primera salida inferior (33), y después dicho primer émbolo (30) regresa a su posición anterior. De esta forma, se realiza la toma de muestra de líquido en la parte inferior del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral, desde donde es redistribuida al primer contenedor (1) hermético correspondiente, y todo ello, sin modificar el peso de la parte inferior (5) del cuerpo. Luego se reduce la longitud eficaz de la cadena (23) mediante la rotación del piñón (24) a una velocidad de 0.5 m/min hasta el momento en el que se alcanza la longitud correspondiente a la profundidad deseada de 1.5 m para la toma de muestras. Alcanzada la profundidad mencionada, se espera 1 s, se abre la válvula controlada (2) del otro primer contenedor (1) hermético para las muestras de líquido durante 10 s, y a continuación se cierra. Nuevamente, en el intervalo de tiempo que transcurre entre la apertura y el cierre de la válvula controlada (2) del segundo primer contenedor (1) hermético que se desea llenar con la muestra de líquido tomada a la profundidad deseada de 1.5 m, se traslada el primer émbolo (30) del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral a la posición donde la distancia es máxima con respecto a la primera salida inferior (33), y después dicho primer émbolo (30) regresa a su posición anterior. De esta forma, se realiza la toma de muestra de líquido en la parte inferior del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral, desde donde es redistribuida al segundo primer contenedor

(1) hermético, y todo ello, sin modificar el peso de la parte inferior (5) del cuerpo. Una vez recolectadas todas las muestras requeridas, se reduce al máximo la longitud eficaz de la cadena (23) mediante la rotación del piñón (24) a una velocidad de 0.5 m/min, con el fin de acercar las muestras a la superficie.

Claims (24)

1. REIVINDICACIONES

   1.

   Dispositivo para la recolección de muestras de líquido, compuesto de un cuerpo que contiene al menos un primer contenedor (1) hermético para las muestras de líquido con una válvula controlada (2) y un elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible, y que se caracteriza porque el cuerpo está formado por una parte superior (4), una parte inferior (5) y el elemento de transmisión cinemático (3) que conecta dichas partes (4, 5), y el dispositivo contiene un mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) que consta de un primer actuador (7) y un sensor de longitud (8) para la medición de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3), y el primer actuador (7), el sensor de longitud (8) y la válvula controlada (2) se encuentran conectados a un sistema de control (9) con fuente de alimentación (10), y los primeros contenedores (1) para las muestras de líquido están situados en la parte inferior (5) del cuerpo, y el volumen exterior de la parte inferior (5) del cuerpo es escogido de modo que se cumpla la condición F1 = F2 -F3, donde F1 es el peso del líquido en el volumen igual al volumen exterior de la parte inferior (5) del cuerpo, F2 es el peso de la parte inferior (5) del cuerpo y F3 es una cantidad establecida de antemano, y el volumen y el peso de la parte superior (4) del cuerpo son escogidos de tal forma que se cumpla la condición F4 = F5 + F6, donde F4 es el peso del líquido en el volumen igual al volumen exterior de todo el cuerpo del dispositivo, F5 es el peso de todo el dispositivo con los primeros contenedores (1) para las muestras de líquido llenos, y F6 es una cantidad establecida de antemano.

2. 2.

   Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según la reivindicación 1, que se caracteriza porque la parte superior (4) del cuerpo contiene por lo menos un sensor de la profundidad (11) de inmersión de un punto predefinido sobre la parte superior (4) del cuerpo, y ese sensor de profundidad (11) se encuentra conectado al sistema de control (9).

3. 3.

   Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-2, que se caracteriza porque la parte inferior (5) del cuerpo contiene en la parte superior un sensor de tensión (12) del elemento de transmisión cinemático (3), y ese sensor de tensión (12) se encuentra conectado al sistema de control (9).

4. 4.

   Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-3, que se caracteriza porque la parte inferior (5) del cuerpo contiene un sensor de ángulo de inclinación (13), y ese sensor de ángulo de inclinación

   (13) se encuentra conectado al sistema de control (9).

5. 5.

   Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-4, que se caracteriza porque el cuerpo contiene al menos un segundo contenedor variable (14), con capacidad para variar su volumen por medio de un segundo actuador (15) que se encuentra conectado al sistema de control (9).

6. 6.

   Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-5, que se caracteriza porque la parte inferior (5) del cuerpo contiene un sensor de presión externa (16) que se encuentra conectado al sistema de control (9).

7. 7.

   Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-6, que se caracteriza porque la parte inferior (5) del cuerpo contiene un sensor de temperatura externa (17) que se encuentra conectado al sistema de control (9).

8. 8.

   Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-7, que se caracteriza porque el elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible es realizado en forma de cable (18), y el mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) es realizado en forma de un primer cilindro (19) con ranuras en espiral conectado cinemáticamente al motor (20), con un sensor de posición angular (21) y un sistema de frenado (22) del cable (18).

9. 9.

   Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-7, que se caracteriza porque el elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible es realizado en forma de cadena (23), y el mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) es realizado en forma de un piñón

   (24)

   conectado cinemáticamente al motor (20), con un sensor de posición angular (21) y un primer sistema limitador

   (25)

   de la marcha de la cadena (23) que se encarga de obstaculizar el salto de la cadena (23) a través de los dientes del piñón (24).

10. 10. Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-7, que se caracteriza porque el elemento de transmisión cinemático (3) unilateral flexible no extensible es realizado en forma de correa dentada (26), y el mecanismo de regulación (6) de la longitud eficaz del elemento de transmisión (3) es realizado en forma de polea dentada (27) conectada cinemáticamente al motor (20), con un sensor de posición angular (21) y un segundo sistema limitador (28) de la marcha de la correa dentada (26) que obstaculiza el salto de la correa dentada

    (26) a través de los dientes de la polea dentada (27).
11. 11. Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-10, que se caracteriza porque la parte inferior (5) del cuerpo contiene un segundo cilindro (29) auxiliar bilateral con un primer émbolo (30) en su interior que está conectado a un tercer actuador (31) que a su vez se encuentra conectado al sistema de control (9), y el segundo cilindro (29) auxiliar bilateral contiene dos primeras salidas (32, 33), una primera salida superior (32) que está abierta y en contacto con el líquido que rodea el dispositivo, y una primera salida inferior (33) que se encuentra conectada a los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras de líquido, y en el mismo lado donde se encuentra la primera salida inferior (33), hay una conexión hidráulica (34) adicional con el líquido externo y que contiene al menos una válvula pasiva (35).

12. 12.

    Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-11, que se caracteriza porque cada uno de los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras de líquido se realiza en forma de cilindro bilateral con segundo émbolo (36) pasivo, y con dos segundas salidas (37, 38), una segunda salida inferior (37) que está dotada de una válvula controlada (2) y conectada de forma paralela con las segundas salidas inferiores (37) de los otros primeros contenedores (1) herméticos, y una segunda salida superior (38) que está abierta y en contacto con el líquido que rodea el dispositivo.

13. 13.

    Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-12, que se caracteriza porque la válvula controlada (2) de todos los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras de líquido está realizada en forma de disco (39) con un orificio (40), y conectado a un cuarto actuador (41), y situado entre los puntos de ruptura de los tubos de los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras de líquido, estando los tubos dispuestos de forma simétrica con respecto al eje de rotación del disco (39).

14. 14.

    Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-4, 6-13, que se caracteriza porque todos los primeros contenedores (1) herméticos contienen un elemento compensador (42) para compensar la diferencia de presión que existe entre el interior de los primeros contenedores (1) herméticos y el líquido externo que rodea el dispositivo, y este elemento compensador (42) es realizado en forma de elemento flexible.

15. 15.

    Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-14, que se caracteriza porque la superficie de la zona superior e inferior de la parte superior (4) del cuerpo contiene al menos una concavidad (43).

16. 16.

    Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-15, que se caracteriza porque la parte superior (4) del cuerpo contiene al menos un elemento vertical (44) adicional, y la superficie promedio de la sección transversal horizontal de este elemento vertical (44) adicional es K veces menor que la superficie promedio de la sección transversal horizontal de la parte superior (4) del cuerpo, donde K es un número predefinido de antemano, y el volumen del elemento vertical (44) adicional es escogido de modo que se cumpla la condición F4 -F7 < F5, donde F7 es el peso del líquido en el volumen igual al volumen del elemento vertical (44) adicional.

17. 17.

    Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-16, caracterizado porque contiene un sistema de posicionamiento global (GPS) (45) conectado al sistema de control (9), y cuya antena de recepción (46) está fijada en la parte superior del elemento vertical (44) adicional.

18. 18.

    Dispositivo para la recolección de muestras de líquido según las reivindicaciones 1-17, caracterizado porque contiene al menos una hélice (47) y al menos un timón de dirección (48) en la parte superior (4) del cuerpo, y tanto la hélice (47), como el timón de dirección (48) se encuentran conectados al sistema de control (9).

19. 19. Procedimiento para el control del dispositivo según las reivindicaciones 1-18, que se caracteriza porque

    -

    se reduce lo máximo posible la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3),

    -

    se coloca el dispositivo en el líquido,

    -

    se empieza a aumentar la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) hasta que se alcance la longitud L0 definida previamente,

    -

    se comienza a reducir la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) hasta el momento en el que se alcanza la longitud correspondiente a la profundidad deseada para la recolección de muestras,

    -

    se abre la válvula controlada (2) del primer contenedor (1) hermético para las muestras de líquido durante un tiempo T1 determinado previamenteyacontinuación se cierra,

    -

    se repiten los dos puntos anteriores tantas veces como sea necesario realizar la recolección de muestras de líquido a las profundidades correspondientes utilizando primeros contenedores (1) diferentes,

    -

    se reduce lo máximo posible la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3).

20. 20. Procedimiento para el control del dispositivo según la reivindicación 19, que se caracteriza porque el aumento de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) se realiza a una velocidad menor que la velocidad V1 establecida previamente.

21. 21.

    Procedimiento para el control del dispositivo según las reivindicaciones 19-20, que se caracteriza porque la reducción de la longitud eficaz del elemento de transmisión cinemático (3) se realiza a una velocidad menor que la velocidad V2 establecida previamente.

22. 22.

    Procedimiento para el control del dispositivo según las reivindicaciones 19-21, que se caracteriza porque se detiene temporalmente el proceso de cambio de longitud del elemento de transmisión cinemático (3) en el momento en que la profundidad de hundimiento de la parte superior (4) del cuerpo es mayor que la profundidad L1 establecida previamente, y se restablece nuevamente el proceso cuando la profundidad de la parte superior (4) del cuerpo es menor que la profundidad L2 establecida previamente.

23. 23. Procedimiento para el control del dispositivo según las reivindicaciones 19-22, que se caracteriza porque

    -

    antes de usar el dispositivo, los segundos émbolos (36) pasivos de los primeros contenedores (1) herméticos para la recolección de muestras son trasladados a las posiciones más cercanas a las válvulas controladas (2), y el primer émbolo (30) del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral se traslada a la posición más próxima a la primera salida inferior (33) de este segundo cilindro (29), de modo que todos los primeros contenedores (1) herméticos se rellenan de líquido externo,

    -

    y en el intervalo de tiempo que transcurre entre la apertura y el cierre de la válvula controlada (2) del contenedor hermético (1) que se desea llenar con la muestra de líquido a la profundidad deseada, se traslada el primer émbolo (30) del segundo cilindro (29) auxiliar bilateral a la posición donde la distancia es máxima con respecto a la primera salida inferior (33), y después dicho primer émbolo (30) regresa a su posición anterior.

    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

    N.º solicitud: 200930093

    ESPAÑA

    Fecha de presentación de la solicitud: 23.04.2009

    Fecha de prioridad:

    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

    51 Int. Cl. : G01N1/10 (2006.01)

    DOCUMENTOS RELEVANTES

    Categoría

    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

    A A

    JP 2007255137 A (NAT AGRICULTURE & FOOD RES ORG ) 04/10/2007, & base de datos wpi; an 2007-888575,thomson:londres, resumen y figuras 1-4 EP 0496652 A1 (GEOSTOCK ) 29/07/1992, resumen; figura 4 1 1

    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

    Fecha de realización del informe 27.04.2012

    Examinador M. P. Pérez Moreno Página 1/4

    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

    Nº de solicitud: 200930093

    Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) G01N Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

    búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

    OPINIÓN ESCRITA

    Nº de solicitud: 200930093

    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 27.04.2012

    Declaración

    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-23 SI NO

    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-23 SI NO

    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

    Base de la Opinión.-

    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

    OPINIÓN ESCRITA

    Nº de solicitud: 200930093

    1. Documentos considerados.-

    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

    Documento

    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

    D01

    JP 2007255137 A (NAT AGRICULTURE & FOOD RES ORG ) 04.10.2007

    D02

    EP 0496652 A1 (GEOSTOCK ) 29.07.1992

24. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

    De todos los documentos recuperados del estado de la técnica se considera que el documento D01 es el más cercano a la solicitud que se analiza. Este documento describe un dispositivo para el muestreo de agua y un método para dicho muestreo. Con relación a la reivindicación 1, el documento divulga un dispositivo que comprende un cuerpo, un cable y una unidad de control. El cuerpo tiene un tubo para muestreo, con un extremo por el que entra agua y el otro extremo que comunica con el pequeño deposito de agua vía una primera válvula. También tiene un tubo de ventilación que por un extremo superior comunica con una abertura h1 y por el extremo inferior, comunica con el depósito de agua vía una segunda válvula. El controlador queda en tierra y provoca que las dos válvulas abran y cierren. El aire es sellado en el pequeño depósito y el cuerpo del dispositivo se cuelga y se baja hasta la posición deseada para recoger agua en el depósito, y el electrodo de chequeo es chequeado. A continuación el depósito es sellado y el cuerpo del dispositivo el elevado. El sistema preconizado por el documento D02 para abrir la botella de muestreo es a la vez simple, fiable y fácil de poner en práctica en el fondo del lecho en agujeros de unos pocos centímetro de diámetro y alcanza un profundidad máxima de 300

    m. Utiliza una unidad de control preferiblemente neumática, permitiendo el control de la superficie de un orificio lateral de un cilindro de la cabeza con una abertura de un canal dentro de la unidad estacionaria de pistón, comunicando con la botella, que puede ser abierta y cerrada a la profundidad de recogida del agua colectada como muestra, que permanece prácticamente siempre a la presión hidrostática adecuada. Ambos documentos son ejemplos dispositivos para la recogida de muestras de agua, pero simplemente forman parte del estado de la técnica. En consecuencia, ninguno de los documentos citados, tomados solos o en combinación, revelan la invención definida en la reivindicación 1 y la solución al problema planteado en esta reivindicación se considera que implica novedad y actividad inventiva,de acuerdo con los artículos 6 y 8 de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes

    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4