ES2469851T3 - Indicador de deformaciones y sistema de localización espacial de dichos indicadores - Google Patents

Indicador de deformaciones y sistema de localización espacial de dichos indicadores Download PDF

Info

Publication number
ES2469851T3
ES2469851T3 ES10761054.5T ES10761054T ES2469851T3 ES 2469851 T3 ES2469851 T3 ES 2469851T3 ES 10761054 T ES10761054 T ES 10761054T ES 2469851 T3 ES2469851 T3 ES 2469851T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
indicator
deformation
structural element
contrast
indicators
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES10761054.5T
Other languages
English (en)
Inventor
Nicolas Swiergiel
Catherine Bosquet
S�Bastien Didierjean
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Airbus Group SAS
Original Assignee
European Aeronautic Defence and Space Company EADS France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by European Aeronautic Defence and Space Company EADS France filed Critical European Aeronautic Defence and Space Company EADS France
Application granted granted Critical
Publication of ES2469851T3 publication Critical patent/ES2469851T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges
    • G01L1/2287—Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges constructional details of the strain gauges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0016—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings of aircraft wings or blades
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M5/00—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings
    • G01M5/0091—Investigating the elasticity of structures, e.g. deflection of bridges or air-craft wings by using electromagnetic excitation or detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/46—Indirect determination of position data

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

Indicador de deformaciones que comprende un sustrato (2) de soporte de un elemento (3) destinado a extenderse reversiblemente por la acción de un esfuerzo aplicado al producirse una variación en su resistencia eléctrica, extendiéndose dicho elemento (3) a lo largo de un eje de medición de dicho indicador (1), comprendiendo dicho indicador por lo menos una diana de contraste (5, 6) apta para reflejar un haz de luz incidente, disponiéndose dicha por lo menos una diana de contraste (5, 6) en dicho indicador de deformaciones en una posición predeterminada que permite la determinación del centro y del eje de medición (4) de dicho indicador de deformaciones (1) mediante la detección de la posición de dicha por lo menos una diana de contraste (5, 6), caracterizado porque dicha por lo menos una diana de contraste (5, 6) es una diana retrorreflectora

Description

Indicador de deformaciones y sistema de localización espacial de dichos indicadores
La presente invención se refiere a un indicador de deformaciones cuya posición y orientación sobre la superficie de un objeto se puede detectar �pticamente. La presente invención se refiere asimismo un sistema y un método de localización espacial de dichos indicadores dispuestos en la superficie de un objeto tal como una estructura de aeronave.
Se conoce la realización de ensayos de estructuras en aeronaves completas para validar los cálculos predictivos realizados aguas arriba, mediante modelizaciones numéricas, del rendimiento estructural de nuevas estructuras aeronáuticas (ala de avión...). Dichos cálculos predictivos permiten que los fabricantes tomen efectivamente decisiones estratégicas tempranas durante el desarrollo de los productos.
Dichos ensayos de estructuras son habitualmente de dos tipos: ensayos de carga est�tica y ensayos de fatiga dinámica. Durante dichos ensayos, unos gatos crean unas cargas que se aplican sobre la estructura de la aeronave, por ejemplo para reproducir determinadas cargas que se producen durante el vuelo.
El comportamiento de la estructura como respuesta a dichos esfuerzos se sigue de un modo permanente mediante unos sensores dispuestos en la superficie de la estructura que se est� estudiando.
Dichos sensores son indicadores de deformaciones, denominados asimismo extens�metros, midiendo cada uno la deformación local de la estructura.
Cada uno de dichos indicadores de deformaciones comprende por lo tanto un elemento destinado a extenderse reversiblemente por la acción de un esfuerzo aplicado al producirse una variación de su resistencia. Dicho alargamiento se produce a lo largo de un eje que define el eje de medición del indicador. Al medir dicha variación muy reducida en la resistencia, se pueden considerar las deformaciones que se ejercen en la zona de medición del indicador en la estructura que se est� estudiando.
Sin embargo, se requiere una pluralidad de indicadores, habitualmente superior a 1000 para los ensayos de estructuras a gran escala, lo que implica la utilización de sistemas multicanal y especializados de captura de datos.
Cada uno de dichos indicadores se monta manualmente en la estructura por operarios cualificados. Dicho montaje constituye una tarea particularmente laboriosa ya que resulta necesario para cablear y calibrar cada indicador.
Cada indicador debe presentar una posición definida estrictamente en la estructura para corresponder a los cálculos e identificarse individualmente a fin de permitir la asociación de una medida con una zona puntual precisa de la estructura real que se est� estudiando.
Sin embargo, se observan imprecisiones en el posicionamiento de determinados indicadores que pueden producir, por ejemplo, inexactitudes en la orientación angular del eje de medición de dichos indicadores, incluso en su punto de disposición real con respecto a la posición teórica.
Dichas imprecisiones provocan diferencias residuales que distorsionan de este modo la comparación entre la resistencia calculada y la resistencia real a los esfuerzos de las partes estructurales.
Los documentos DE10038450 y JP09005013 describen indicadores de deformaciones que se basan en la variación de la resistencia eléctrica con las marcas visuales de alineación.
Resultar�a, por lo tanto, muy interesante disponer un sistema que permitiera identificar fácilmente la posición exacta y la orientación de los indicadores de deformaciones en la estructura real para permitir una comparación más precisa entre el comportamiento de la estructura real y los valores estimados mediante simulación numérica.
Por consiguiente, el objetivo de la presente invención es proporcionar un indicador de deformaciones simple en su diseño y en su modo de funcionamiento, económico, que permita una lectura precisa de la posición del indicador en la superficie de una estructura, as� como de su eje de medición.
Un objetivo adicional de la presente invención es un sistema y un método de localización espacial de dichos indicadores de deformaciones dispuestos en la superficie exterior de un objeto, tal como una estructura de una aeronave, simples en su diseño y en su modo de funcionamiento, fiables y que permitan capturar directamente las posiciones de los indicadores en la superficie de dicho objeto.
Para ello, la presente invención se refiere a un indicador de deformaciones que comprende un sustrato de soporte de un elemento destinado a extenderse reversiblemente debido a la acción de un esfuerzo aplicado al producirse una variación de su resistencia eléctrica, extendiéndose dicho elemento a lo largo de un eje de medición de dicho indicador.
Seg�n la presente invención, el indicador de deformaciones comprende por lo menos una diana de contraste apto para reflejar un haz de luz incidente, disponiéndose dicha por lo menos una diana de contraste en el indicador en una posición predeterminada que permita determinar el centro y el eje de medición de dicho indicador de deformaciones para detectar la posición de dicha por lo menos una diana de contraste, siendo dicha diana de contraste una diana retrorreflectora.
Preferentemente, dicha detección de las dianas de contraste y, por consiguiente, de los indicadores, se realiza mediante la proyección de un patrón de luz emitido por una fuente luminosa, tal como una fuente de láser, sobre la superficie de las dianas y la detección del reflejo de dicho patrón de luz mediante la estructura y dichas dianas.
En diversas formas de realización de dicho indicador de deformaciones, la presente invención se refiere asimismo a las características siguientes que deben considerarse independientemente o según cualquier combinación técnicamente posible:
-
dicha por lo menos una diana de contraste se dispone en la superficie exterior del sustrato de soporte de dicho indicador de deformaciones.
De este modo, dicha por lo menos una diana de contraste se puede integrar directamente al indicador de deformaciones.
Alternativamente, se puede(n) añadir dicha(s) diana(s) de contraste. A título puramente ilustrativo, dicha(s) diana(s) de contraste se pueden disponer de este modo sobre un soporte tal como un parche, comprendiendo dicho soporte una abertura destinada a alojar el indicador de deformaciones de tal modo que la(s) diana(s) de contraste se disponen alrededor de dicho indicador, entrando este último directamente en contacto con la superficie del objeto a medir. Dicho soporte puede presentar por lo tanto forma de C, de U, de T, o incluso presentar una forma cuadrada o rectangular con una abertura central con las dimensiones del indicador de deformaciones.
-
el indicador de deformaciones comprende una única diana de contraste, que comprende por lo menos un elemento de marcado que permite determinar el eje de medición de dicho indicador de deformaciones.
A título puramente ilustrativo, dicha diana de contraste es un disco que presenta una ranura de posicionamiento que marca el eje de medición del indicador de deformaciones. Alternativamente, dicha diana de contraste puede presentar forma de elipse, o respectivamente de cruz, con uno de los ejes de la elipse, o respectivamente uno de los brazos de dicha cruz definiendo el eje de medición del indicador de deformaciones. La posición del centro del indicador de deformaciones estar� por lo tanto predeterminada y se conocer� con respecto al centro de dicha diana de contraste.
-
el indicador comprende dos dianas de contraste alineadas a lo largo del eje de medición y dispuestas equidistantes del centro de dicho indicador de deformaciones,
-
el indicador comprende tres dianas de contraste no alineadas y dispuestas en la superficie exterior de dicho sustrato de tal modo que se permita una determinación del centro de dicho indicador de deformaciones por triangulación, presentando una de dichas dianas de contraste una forma y/o unas dimensiones distintas de las otras dos dianas de contraste y disponiéndose en dicho eje de medición pasando por el centro de dicho indicador de deformaciones,
-
dichas dianas de contraste son dianas circulares retrorreflectoras,
-
el indicador comprende además un elemento de identificación dispuesto en la superficie exterior de dicho sustrato, permitiendo dicho elemento de identificación identificar individualmente dicho indicador.
Dicho elemento de identificación puede ser una etiqueta que presente un signo de autentificaci�n registrado sin codificación, tal como un código de barras, introduciéndose las características de dicho signo en una base de datos para vincular la posición del indicador con su identificación. Preferentemente, dicha etiqueta comprende en su superficie posterior una cara adhesiva cuya posición se puede corregir. Alternativamente, dicha etiqueta puede comprender un ribete met�lico con una composición particular de aleación que responda únicamente a una frecuencia determinada.
La presente invención se refiere por último a un sistema de localización espacial de indicadores de deformaciones dispuestos en la superficie exterior de un elemento estructural.
Seg�n la presente invención,
-
dichos indicadores de deformaciones son indicadores de deformaciones tales como se ha descrito anteriormente, -dicho sistema comprende un sistema de medición óptica que permite determinar, en una zona de observación de dicho sistema, la posición tridimensional de la(s) diana(s) de contraste de cada uno de dichos indicadores de deformaciones en un sistema de coordenadas vinculado a dicho elemento estructural, y
-
una unidad de cálculo que permite determinar, a partir de la posición tridimensional de dichas dianas de contraste dispuestos en la zona de observación, la posición del centro de cada indicador y la orientación de dicho indicador en el sistema de coordenadas vinculado con dicho elemento estructural.
Dicho sistema de medición óptica es un sistema de medición sin contacto.
En diversas formas de realización de dicho sistema de localización, la presente invención se refiere asimismo a las características siguientes que deben considerarse independientemente o según cualquier combinación técnicamente posible:
-
el sistema de medición óptica comprende además un dispositivo de lectura para cada uno de dichos elementos de identificación para relacionar con la posición del centro de cada indicador y con su orientación en el sistema de coordenadas vinculado a dicho elemento estructural, una identificación del indicador.
El elemento de identificación del indicador puede comprender dos pestañas unidas entre s� por una línea de separación, tal como una línea de menor resistencia o una línea precortada, de tal modo que una pestaña se puede desmontar para fijarse al cableado del indicador. Cada una de dichas pestañas presenta, de este modo, el mismo signo de autentificaci�n.
-
el sistema de medición óptica comprende un sensor de medición tridimensional manual autoposicionado que comprende un proyector de patrones de luz láser, un par de por lo menos dos objetivos y fotodetectores, generando dicho sensor imágenes bidimensionales de cada fotodetector y, por lo menos, un procesador de imágenes para procesar dicho par de imágenes bidimensionales.
Se entiende por "autoposicionado" que el sistema calcule de un modo continuo su propia posición y orientación a partir de las observaciones durante la exploración de la forma geométrica de la superficie del elemento estructural. Para ello, el sistema utiliza un principio de triangulación e incorpora un sensor que capta tanto los puntos bidimensionales de la superficie procedentes de la reflexión del patrón de luz láser sobre la superficie del elemento estructural y los elementos de posicionamiento bidimensional procedentes de la observación de los elementos de posicionamiento.
Preferentemente, el sistema de medición óptica comprende un sensor de medición que comprende un proyector de patrones de luz para formar un patrón de luz en la superficie de dicho elemento estructural, por lo menos en dicha zona de observación, un par de cámaras destinadas a la captura de un par de imágenes bidimensionales de dicho patrón de luz sobre la superficie de dicho elemento estructural y por lo menos una parte de una pluralidad de elementos de posicionamiento, y un sistema de coordenadas del sensor de medición, fijándose dichos elementos de posicionamiento a dicho miembro estructural de tal modo que dicho elemento estructural y, por consiguiente, dicho sistema de coordenadas del elemento estructural se puede desplazar en el espacio mientras dichos elementos de posicionamiento se detienen en dicho elemento estructural; un procesador de imágenes destinado a obtener a partir de dicho par de imágenes bidimensionales, un par de conjuntos de puntos de superficie bidimensionales procedentes del patrón de luz y un par de conjuntos de elementos de posicionamiento bidimensionales procedentes de dicha por lo menos una parte de una pluralidad de elementos de posicionamiento; un calculador de un punto de superficie tridimensional destinado a calcular una pluralidad de puntos de superficie tridimensionales en dicho sistema de coordenadas del sensor de medición utilizando dicho par de conjuntos de puntos de superficie bidimensionales; un calculador de elementos de posicionamiento tridimensionales destinado a calcular de una pluralidad de elementos de posicionamiento tridimensional en dicho sistema de coordenadas del sensor de medición utilizando dicho par de conjuntos de elementos de posicionamiento bidimensionales; un adaptador de elementos de posicionamiento destinado a calcular los parámetros de transformada para caracterizar una transformación espacial entre dicho sistema de coordenadas del sensor de medición y dicho sistema de coordenadas del elemento estructural, acoplando los elementos correspondientes entre dicho conjunto de elementos de posicionamiento tridimensionales calculados en dicho sistema de coordenadas del sensor de medición y una pluralidad de elementos de posicionamiento tridimensional de referencia en dicho sistema de coordenadas del elemento estructural, obteniéndose dicho conjunto de elementos de posicionamiento tridimensionales a partir de observaciones anteriores; un transformador de puntos de superficie tridimensionales destinado a dicho conjunto de punto de superficie tridimensionales calculados en dicho sistema de coordenadas del sensor de medición en una pluralidad de puntos de superficie tridimensionales transformados en dicho sistema de coordenadas del elemento estructural utilizando dichos parámetros de transformada, un transformador de elementos de posicionamiento tridimensional destinado a transformar dicho conjunto de elementos de posicionamiento tridimensionales calculados en dicho sistema de coordenadas del sensor de medición en una pluralidad de elementos de posicionamiento tridimensional transformados en dicho sistema de coordenadas del elemento estructural de coordenadas utilizando dichos parámetros de transformada, y un generador de elementos de posicionamiento de referencia destinado a acumular dicho conjunto de elementos de posicionamiento tridimensionales para proporcionar y aumentar dicho conjunto de elementos de posicionamiento tridimensional de referencia. Dicho sistema de medición óptica se describe en la solicitud de patente WO 2006/094409 a nombre de la empresa CREAFORM Inc.
En este sentido, el escáner láser tridimensional manual, comercializado con la denominación HANDYSCAN 3D, por la empresa CREAFORM Inc., B�l-Air Street, L�vis, Quebec G6V 6K9 CANADá, resulta particularmente apropiado para aplicar la presente invención.
Por supuesto, los puntos de superficie de la zona de observación obtenidos a partir de la proyección de un patrón de luz y que permiten determinar la forma geométrica del elemento estructural, comprenden las dianas de contraste de cada indicador.
Ventajosamente, dichos elementos de posicionamiento son elementos naturales de dicho elemento estructural o elementos añadidos.
El sistema de medición óptica comprende un emisor inalámbrico destinado a transmitir dicho par de imágenes bidimensionales del sensor de medición tridimensional manual al procesador de imágenes.
La unidad de cálculo se conecta mediante un enlace a una unidad de almacenamiento que comprende por lo menos un archivo que recibe la posición y la orientación de cada indicador en un sistema de coordenadas vinculado a dicho elemento estructural, as� como la medición de la variación de su resistencia y opcionalmente la identificación de dicho indicador.
La presente invención se refiere por último a un sistema de medición de tensiones de un elemento estructural, comprendiendo dicho sistema una pluralidad de indicadores de deformaciones destinados a disponerse en la superficie exterior de dicho elemento estructural para detectar cada una de las tensiones aplicadas en la zona de dicho elemento estructural con la que dicho indicador de deformaciones se encuentra en contacto como un cambio en la resistencia eléctrica de dicho indicador de deformaciones; y una unidad de circuito eléctrico conectada a dicho indicador de deformaciones y que convierte dicho cambio en la resistencia eléctrica en una señal de salida.
Seg�n la presente invención,
-
dichos indicadores de deformaciones son indicadores de deformaciones tales como se ha descrito anteriormente,
-
dicho sistema comprende un sistema de medición óptica que permite determinar, en una zona de observación de dicho sistema de medición, la posición tridimensional de las dianas de contraste de cada uno de dichos indicadores de deformaciones en un sistema de coordenadas vinculado a dicho elemento estructural, y
-
una unidad de cálculo que permite determinar, a partir de la posición tridimensional de dichas dianas de contraste dispuestas en dicha zona de observación, la posición del centro de cada indicador y la orientación de dicho indicador en el sistema de coordenadas vinculado con dicho elemento estructural.
La presente invención se describir� más detalladamente haciendo referencia a la figura única adjunta que representa una vista en planta superior de un indicador de deformaciones según una forma de realización preferida de la presente invención.
La figura única representa una vista en planta superior de un indicador de deformaciones según una forma de realización preferida de la presente invención. Dicho indicador de deformaciones 1 comprende un sustrato de soporte 2 de un elemento 3 destinado a extenderse reversiblemente debido a la acción de un esfuerzo aplicado al producirse una variación de su resistencia, extendiéndose dicho elemento 3 a lo largo de un eje de medición 4 de dicho indicador.
El substrato 2 puede ser un soporte flexible, aislante y extensible para seguir la deformación de la estructura, pudiendo dicho sustrato recubrirse con una capa protectora del elemento 3 destinado a extenderse.
Dicho indicador 1 comprende dos dianas de contraste 5, 6 aptas para reflejar un haz de luz incidente, disponiéndose dichas dianas de contraste 5, 6 en la superficie exterior del sustrato de soporte 2 en posiciones predeterminadas que permiten determinar la posición del centro teórico y del eje de medición 4 del indicador de deformaciones para la detección óptica de las posiciones de dichas dianas de contraste 5, 6.
Ambas dianas de contraste 5, 6 se alinean a lo largo del eje de medición 4 del indicador y se disponen equidistantes desde el centro teórico de dicho indicador de deformaciones 1 de tal modo que la detección de dichas dianas 5, 6 permite determinar muy fácilmente y la posición del centro y el eje de medición del dicho indicador 1.
Dichas dianas de contraste 5, 6 son dianas circulares retrorreflectoras.
Dicha detección de las dianas de contraste 5, 6 se realiza ventajosamente mediante la proyección de un patrón de luz emitido por un escáner laser tridimensional manual sobre la superficie de dichas dianas y la detección del reflejo de dicho patrón de luz mediante el elemento estructural y las dianas de contraste 5, 6 de los indicadores 1.
El indicador comprende además un elemento de identificación 7 dispuesto en la superficie exterior de dicho sustrato 2, permitiendo dicho elemento de identificación 7 identificar individualmente dicho indicador 1. Elemento de identificación 7 es en este caso una etiqueta que comprende un código de barras.
Un lector óptico montado en el escáner láser tridimensional manual permite determinar simultáneamente la posición de las dianas de contraste 5, 6 en un sistema de coordenadas vinculado al elemento estructural de la aeronave y la identificación del indicador 1 para relacionar dichas medidas, que se envían a través de un emisor inalámbrico del escáner láser tridimensional manual hacia una unidad de procesamiento que comprende un procesador de imágenes para tratar las imágenes bidimensionales captadas por el escáner láser tridimensional manual.
Dicho escáner láser tridimensional manual de posicionamiento automático, permite ventajosamente captar directamente las posiciones de las dianas de contraste 5, 6.
A título meramente ilustrativo, el patrón de luz proyectado por dicho escáner láser tridimensional en la superficie del elemento estructural puede ser una cruz.
La presente invención se refiere asimismo a un método de localización espacial de indicadores de deformaciones dispuestos en la superficie exterior de un elemento estructural. Cada uno de dichos indicadores de deformaciones un sustrato de soporte de un elemento destinado a extenderse reversiblemente debido a la acción de un esfuerzo aplicado al producirse una variación de su resistencia, extendiéndose dicho elemento a lo largo de un eje de medición del indicador.
Cada uno de dichos indicadores de deformaciones comprende además por lo menos una diana de contraste apta para reflejar un haz de luz incidente, disponiéndose dichas dianas de contraste en cada uno de estos indicadores en una posición predeterminada que permite la determinación del centro y del eje de medición del indicador de deformaciones correspondiente mediante la detección de la posición de dichas dianas de contraste.
Se define un sistema de coordenadas vinculado al elemento estructural. A continuación se desplaza a la superficie exterior de dicho elemento estructural un sistema de medición óptica que permite determinar, en una zona de observación de dicho sistema, la posición tridimensional de la(s) diana(s) de contraste de cada uno de dichos indicadores de deformaciones en un sistema de coordenadas.
Se determina, a partir de la posición tridimensional de dichas dianas de contraste dispuestas en dicha zona de observación, la posición del centro de cada indicador y la orientación de dicho indicador en el sistema de coordenadas vinculado con dicho elemento estructural.
Preferentemente, se determina simultáneamente el elemento de identificación de cada indicador de deformaciones dispuesto en la zona de observación.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Indicador de deformaciones que comprende un sustrato (2) de soporte de un elemento (3) destinado a extenderse reversiblemente por la acción de un esfuerzo aplicado al producirse una variación en su resistencia eléctrica, extendiéndose dicho elemento (3) a lo largo de un eje de medición de dicho indicador (1), comprendiendo dicho indicador por lo menos una diana de contraste (5, 6) apta para reflejar un haz de luz incidente, disponiéndose dicha por lo menos una diana de contraste (5, 6) en dicho indicador de deformaciones en una posición predeterminada que permite la determinación del centro y del eje de medición (4) de dicho indicador de deformaciones (1) mediante la detección de la posición de dicha por lo menos una diana de contraste (5, 6), caracterizado porque dicha por lo menos una diana de contraste (5, 6) es una diana retrorreflectora.
  2. 2.
    Indicador según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende una única diana de contraste retrorreflectora (5, 6), comprendiendo dicha diana por lo menos un elemento de marcado que permite determinar el eje de medición (4) de dicho indicador de deformaciones (1).
  3. 3.
    Indicador según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende dos dianas de contraste retrorreflectoras (5, 6) alineadas a lo largo del eje de medición (4) y dispuestas equidistantes del centro de dicho indicador de deformaciones (1).
  4. 4.
    Indicador según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende tres dianas de contraste retrorreflectoras no alineadas y dispuestas en la superficie exterior de dicho sustrato (2) de tal modo que se permite una determinación del centro de dicho indicador de deformaciones (1) por triangulación, presentando una de dichas dianas de contraste (5, 6) una forma y/o unas dimensiones distintas de las otras dos dianas de contraste (5, 6) y disponiéndose en dicho eje de medición (4) pasando por el centro de dicho indicador de deformaciones.
  5. 5.
    Indicador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dichas dianas de contraste (5, 6) son dianas circulares retrorreflectoras.
  6. 6.
    Indicador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende además un elemento de identificación (7) dispuesto en la superficie exterior de dicho sustrato (2), permitiendo dicho elemento de identificación (7) identificar individualmente dicho indicador.
  7. 7.
    Sistema de localización espacial de indicadores de deformaciones dispuestos en la superficie exterior de un elemento estructural, en el que:
    -
    dichos indicadores de deformaciones son indicadores de deformaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
    -
    dicho sistema comprende un sistema de medición óptica que permite determinar, en una zona de observación de dicho sistema de medición, la posición tridimensional de la(s) diana(s) de contraste (5, 6) de cada uno de dichos indicadores de deformaciones en un sistema de coordenadas vinculado a dicho elemento estructural, y
    -
    una unidad de cálculo que permite determinar, a partir de la posición tridimensional de dichas dianas de contraste (5, 6) dispuestas en dicha zona de observación, la posición del centro de cada indicador y la orientación de dicho indicador en el sistema de coordenadas vinculado con dicho elemento estructural.
  8. 8.
    Sistema según la reivindicación 7, en el que dicho sistema de medición óptica comprende además un dispositivo de lectura para cada uno de dichos elementos de identificación (7) para relacionar con la posición del centro de cada indicador (1) y con su orientación en el sistema de coordenadas vinculado a dicho elemento estructural, una identificación de dicho indicador.
  9. 9.
    Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, en el que dicho sistema de medición óptica comprende un sensor de medición tridimensional manual autoposicionado que comprende un proyector de patrones de luz láser, un par de por lo menos dos objetivos y fotodetectores, generando dicho sensor imágenes bidimensionales de cada fotodetector y, por lo menos, un procesador de imágenes para procesar dicho par de imágenes bidimensionales.
  10. 10.
    Sistema según la reivindicación 9, en el que dicho sistema de medición óptica comprende un emisor inalámbrico destinado a transmitir dicho par de imágenes bidimensionales del sensor de medición tridimensional manual a dicho procesador de imágenes.
  11. 11.
    Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que dicha unidad de cálculo se conecta mediante un enlace a una unidad de almacenamiento que comprende por lo menos un archivo que recibe la posición y la orientación de cada indicador en un sistema de coordenadas vinculado a dicho elemento estructural, as� como la medición de la variación de su resistencia eléctrica y opcionalmente la identificación de dicho indicador.
  12. 12.
    Método de localización espacial de indicadores de deformaciones dispuestos en la superficie exterior de un elemento estructural, en el que
    -
    dichos indicadores de deformaciones son indicadores de deformaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
    -
    se define un sistema de coordenadas vinculado a dicho elemento estructural,
    -
    se desplaza a la superficie exterior de dicho elemento estructural un sistema de medición óptica que permite determinar, en una zona de observación de dicho sistema, la posición tridimensional de la(s) diana(s) de contraste retrorreflectoras (5, 6) de cada uno de dichos indicadores de deformaciones en un sistema de coordenadas, y
    -
    se determina, a partir de la posición tridimensional de dichas dianas de contraste retrorreflectoras (5, 6) dispuestas en dicha zona de observación, la posición del centro de cada indicador y la orientación de dicho indicador en el sistema de coordenadas vinculado con dicho elemento estructural.
  13. 13.
    Método de localización según la reivindicación 12, caracterizado porque se determina simultáneamente el elemento de identificación (7) de cada uno de dichos indicadores de deformaciones dispuestos en dicha zona de observación.
  14. 14.
    Sistema de medición de tensiones de un elemento estructural, comprendiendo dicho sistema una pluralidad de indicadores de deformaciones destinados a disponerse en la superficie exterior de dicho elemento estructural para detectar cada una de las tensiones aplicadas en la zona de dicho elemento estructural con la que dicho indicador de deformaciones se encuentra en contacto como un cambio en la resistencia eléctrica de dicho indicador de deformaciones; y una unidad de circuito eléctrico conectada a dicho indicador de deformaciones y que convierte dicho cambio en la resistencia eléctrica en una señal de salida, caracterizado porque
    -
    dichos indicadores de deformaciones son indicadores de deformaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
    -
    dicho sistema comprende un sistema de medición óptica que permite determinar, en una zona de observación de dicho sistema de medición, la posición tridimensional de la(s) diana(s) de contraste retrorreflectoras (5, 6) de cada uno de dichos indicadores de deformaciones en un sistema de coordenadas vinculado a dicho elemento estructural, y
    -
    una unidad de cálculo que permite determinar, a partir de la posición tridimensional de dichas dianas de contraste (5, 6) dispuestas en dicha zona de observación, la posición del centro de cada indicador y la orientación de dicho indicador en el sistema de coordenadas vinculado con dicho elemento estructural.
    REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN
    La presente lista de referencias citadas por el solicitante se presenta únicamente para la comodidad del lector y no
    5 forma parte del documento de patente europea. Aunque la recopilación de las referencias se ha realizado muy cuidadosamente, no se pueden descartar errores u omisiones y la Oficina Europea de Patentes declina toda responsabilidad en este sentido.
    Documentos de patente citados en la descripción
ES10761054.5T 2009-08-17 2010-08-12 Indicador de deformaciones y sistema de localización espacial de dichos indicadores Active ES2469851T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0955694A FR2949152A1 (fr) 2009-08-17 2009-08-17 Jauge de deformation et systeme de localisation spatiale de telles jauges
FR0955694 2009-08-17
PCT/FR2010/051708 WO2011020968A1 (fr) 2009-08-17 2010-08-12 Jauge de déformation et système de localisation spatiale de telles jauges

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2469851T3 true ES2469851T3 (es) 2014-06-20

Family

ID=41478478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES10761054.5T Active ES2469851T3 (es) 2009-08-17 2010-08-12 Indicador de deformaciones y sistema de localización espacial de dichos indicadores

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9200889B2 (es)
EP (1) EP2467671B1 (es)
CN (1) CN102549376B (es)
BR (1) BR112012003736A2 (es)
CA (1) CA2770597A1 (es)
ES (1) ES2469851T3 (es)
FR (1) FR2949152A1 (es)
IN (1) IN2012DN01294A (es)
RU (1) RU2596064C2 (es)
WO (1) WO2011020968A1 (es)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9631923B2 (en) * 2014-09-22 2017-04-25 The Boeing Company Real-time non-linear optical strain gauge system
CN104634249B (zh) * 2015-02-06 2017-08-29 南京理工大学 推进剂加注过程中运载火箭运动信号探测定位方法
CN104677531B (zh) * 2015-03-05 2017-03-01 西安电子科技大学 基于混合特征选择算法的飞机机翼载荷实测方法
US9909860B2 (en) 2015-04-15 2018-03-06 General Electric Company Systems and methods for monitoring component deformation
US9557164B2 (en) 2015-04-15 2017-01-31 General Electric Company Data acquisition devices, systems and method for analyzing strain sensors and monitoring turbine component strain
US10697760B2 (en) 2015-04-15 2020-06-30 General Electric Company Data acquisition devices, systems and method for analyzing strain sensors and monitoring component strain
US9932853B2 (en) 2015-04-28 2018-04-03 General Electric Company Assemblies and methods for monitoring turbine component strain
CN105136345A (zh) * 2015-08-21 2015-12-09 河海大学 一种手持式应力检测仪及其检测方法
US10682498B2 (en) 2015-09-24 2020-06-16 Silicon Microstructures, Inc. Light shields for catheter sensors
US10041851B2 (en) * 2015-09-24 2018-08-07 Silicon Microstructures, Inc. Manufacturing catheter sensors
US10641672B2 (en) 2015-09-24 2020-05-05 Silicon Microstructures, Inc. Manufacturing catheter sensors
FR3043194B1 (fr) * 2015-11-02 2019-04-19 Mesure-Systems3D Dispositif de controle tridimensionnel sans contact de pale pour turbomachine, en particulier pour reacteur ou turbine d’aeronef
US9846933B2 (en) 2015-11-16 2017-12-19 General Electric Company Systems and methods for monitoring components
US9953408B2 (en) 2015-11-16 2018-04-24 General Electric Company Methods for monitoring components
US10012552B2 (en) 2015-11-23 2018-07-03 General Electric Company Systems and methods for monitoring component strain
CN105424721B (zh) * 2015-12-11 2018-07-13 南京神源生智能科技有限公司 一种金属应变计缺陷自动检测系统
US9967523B2 (en) 2015-12-16 2018-05-08 General Electric Company Locating systems and methods for components
US9879981B1 (en) 2016-12-02 2018-01-30 General Electric Company Systems and methods for evaluating component strain
US10132615B2 (en) 2016-12-20 2018-11-20 General Electric Company Data acquisition devices, systems and method for analyzing passive strain indicators and monitoring turbine component strain
US10126119B2 (en) 2017-01-17 2018-11-13 General Electric Company Methods of forming a passive strain indicator on a preexisting component
US10872176B2 (en) 2017-01-23 2020-12-22 General Electric Company Methods of making and monitoring a component with an integral strain indicator
US11313673B2 (en) 2017-01-24 2022-04-26 General Electric Company Methods of making a component with an integral strain indicator
US10345179B2 (en) 2017-02-14 2019-07-09 General Electric Company Passive strain indicator
US20180238755A1 (en) * 2017-02-21 2018-08-23 General Electric Company Methods of Making and Monitoring Components with Integral Strain Indicators
US10502551B2 (en) 2017-03-06 2019-12-10 General Electric Company Methods for monitoring components using micro and macro three-dimensional analysis
US10451499B2 (en) 2017-04-06 2019-10-22 General Electric Company Methods for applying passive strain indicators to components
JP2023501158A (ja) 2019-10-31 2023-01-18 シェブロン・オロナイト・カンパニー・エルエルシー 官能化オレフィンオリゴマー
DE102019219387A1 (de) * 2019-12-11 2021-06-17 MTU Aero Engines AG Verfahren und vorrichtung zum bestimmen von aufwertefaktoren für dehnungsmessungen an maschinenelementen

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1414145A (en) * 1972-05-11 1975-11-19 Vickers Ltd Optical devices
US4123158A (en) * 1975-05-09 1978-10-31 Reytblatt Zinovy V Photoelastic strain gauge
DE4204521C1 (es) * 1992-02-15 1993-06-24 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De
FR2706045B1 (fr) * 1993-06-04 1995-08-11 Espace Ind Controles Cible rétro-réfléchissante et son procédé de fabrication.
JPH095013A (ja) * 1995-06-22 1997-01-10 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 定点目盛付きひずみゲージ
JP4794708B2 (ja) * 1999-02-04 2011-10-19 オリンパス株式会社 ３次元位置姿勢センシング装置
DE10038450A1 (de) * 2000-08-07 2002-02-21 Hbm Mes Und Systemtechnik Gmbh Dehnungsmeßstreifen und Verfahren zum Positionieren von Dehnungsmeßstreifen auf einem Dehnungskörper
CA2600926C (en) * 2005-03-11 2009-06-09 Creaform Inc. Auto-referenced system and apparatus for three-dimensional scanning
US7434480B2 (en) * 2005-12-14 2008-10-14 The Boeing Company Methods and systems for using active surface coverings for structural assessment and monitoring
EP1914684A1 (en) * 2006-10-17 2008-04-23 Jose Maria De Espona Delgado Identification label containing graphic and/or electromagnetic references for relating a tridimensional shape to a real world object, and method for use thereof
JP2009047501A (ja) * 2007-08-17 2009-03-05 Ricoh Co Ltd 光学式歪測定素子、装置、システムおよび方法
US9243895B2 (en) * 2009-09-18 2016-01-26 Illinois Tool Works Inc. Remote displacement sensor, including an optical strain gauge, an assembly and system therewith

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012105634A (ru) 2013-10-27
US20120147384A1 (en) 2012-06-14
RU2596064C2 (ru) 2016-08-27
CN102549376A (zh) 2012-07-04
BR112012003736A2 (pt) 2016-04-12
FR2949152A1 (fr) 2011-02-18
CN102549376B (zh) 2016-08-17
WO2011020968A1 (fr) 2011-02-24
US9200889B2 (en) 2015-12-01
IN2012DN01294A (es) 2015-06-05
EP2467671B1 (fr) 2014-03-05
EP2467671A1 (fr) 2012-06-27
CA2770597A1 (fr) 2011-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2469851T3 (es) Indicador de deformaciones y sistema de localización espacial de dichos indicadores
CN104335067B (zh) 坐标测量系统与方法
CN111044990B (zh) 机载激光雷达光束指向标定方法、系统及激光光斑探测器
JP5881969B2 (ja) 光学式測定システム
US20080183065A1 (en) Medical laser target marker and its use
US8467072B2 (en) Target apparatus and method of making a measurement with the target apparatus
JP4553573B2 (ja) 測定系の較正のための方法と装置
ES2558022T3 (es) Procedimiento y dispositivo para la determinación de la posición de un vehículo, programa de ordenador y producto de programa de ordenador
US8319979B2 (en) Single laser beam measurement system
BR112015024512B1 (pt) Método e sistema para determinar a estrutura espacial de um objeto, método para determinar o efeito óptico dependente de localização e direção de um objeto e uso de um sistema
JP5556598B2 (ja) 架空設備用支持物の負荷応力推定方法及び柱状構造物の形状測定方法
ES2854774T3 (es) Procedimiento para determinar un poder refringente local y dispositivo para el mismo
CN102538693A (zh) 基于激光和视觉技术的立木直径检测方法
US20160071272A1 (en) Noncontact metrology probe, process for making and using same
CN102589455B (zh) 基于激光和视觉技术的立木直径检测装置
CN107110122B (zh) 用于检测在风能源设备的动叶片上的负载的方法和控制装置
JP6325834B2 (ja) 整備支援システムおよび整備支援方法
CN103941415B (zh) 反射式同心光学系统的快速装调方法
CN105180827A (zh) 一种检测起重机主梁上拱曲线的装置
US20140176935A1 (en) Measuring Method And System For Measuring Positions Of Elements Of A Structure
CN105091797A (zh) 一种单ccd的强度关联自准直仪
CN212646044U (zh) 一种照度均匀度测量装置及测量系统
CN103543075B (zh) 高低温环境下抗弯刚度测试方法及装置
CN102736140B (zh) 光学器件、定位方法和定位装置
WO2012098279A1 (es) Sistema inalámbrico de bajo coste con localización automática basada en el tratamiento de imágenes para ensayos dinámicos de infraestructuras