ES2933040T3 - Aparato y dispositivo para comprobar un componente mediante ultrasonidos - Google Patents

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Abstract

Un aparato para probar un componente por medio de ultrasonidos comprende una pluralidad de dispositivos idénticos (1). Cada dispositivo (1) tiene varios canales (76) de transductores ultrasónicos (4) así como un controlador maestro (73). Los dispositivos individuales (1) están conectados en cadena y controlados por uno de sus controladores maestros (73). Los conectores mecánicos (32) se pueden usar para acoplar mecánicamente dispositivos adyacentes (1). Además, se proporciona una serie de mangos de diferentes formas (30, 44), todos los cuales pueden acoplarse a una interfaz de mango común (18). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y dispositivo para comprobar un componente mediante ultrasonidos
Campo técnico
La invención se refiere a un aparato para comprobar un componente, tal como un cuerpo de hormigón u otro componente de construcción, mediante ultrasonidos.
Técnica antecedente
La comprobación no destructiva de componentes mediante ultrasonidos proporciona una herramienta importante en diversos campos de la tecnología. Por ejemplo, puede usarse para localizar refuerzos, huecos, grietas o inhomogeneidades en materiales de construcción, tales como hormigón.
En el documento US 7587943 se muestra un dispositivo de este tipo. Comprende múltiples transductores ultrasónicos dispuestos en una carcasa. Se proporcionan electrónicas de accionamiento para enviar y/o recibir señales de manera individual a través de los transductores.
Para operar el dispositivo, el usuario sostiene el mismo contra el componente a comprobar y, a continuación, los transductores se hacen funcionar para realizar una operación de escaneo.
El documento US 2013018525 divulga un método y un aparato para inspeccionar un objeto. El movimiento de los vehículos de inspección con relación a una superficie del objeto se controla usando un controlador. La generación de datos relacionados con el objeto mediante sistemas de sensores configurados para generar los datos cuando los sistemas de sensores se encuentran en una configuración con respecto a una ubicación en el objeto para la inspección y la recepción de energía desde los vehículos de inspección se controla usando el controlador. Los datos generados por los sistemas de sensores se almacenan.
Divulgación de la invención
En un primer aspecto (no según la invención), el problema a resolver es proporcionar un aparato y un dispositivo de este tipo que sea fácil de manipular por un usuario.
Este problema se resuelve mediante un dispositivo para comprobar un componente mediante ultrasonidos que comprende los siguientes elementos:
- Una carcasa: La carcasa forma el bastidor mecánico del dispositivo.
- Múltiples transductores ultrasónicos: Los transductores están dispuestos en un lado de sondeo de la carcasa. Son transductores bidireccionales y pueden ser operados tanto para recibir como para emitir ondas ultrasónicas. La medición puede realizarse sosteniendo el lado de sondeo de la carcasa con los transductores contra el componente a comprobar. - Electrónica de accionamiento: La electrónica de accionamiento está dispuesta en la carcasa y está adaptada y estructurada para operar los transductores.
- Una interfaz de mango mecánico dispuesta en la carcasa: La interfaz de mango mecánico está conformada para montar al menos un mango en la carcasa.
- Un conjunto de mangos conformados de manera diferente: Cada mango está estructurado para ser montado en la interfaz de mango mecánico.
Al proporcionar al dispositivo un conjunto de mangos conformados de manera diferente, este puede adaptarse más fácilmente a las necesidades del usuario.
Debe entenderse que el "conjunto de mangos conformados de manera diferente" comprende múltiples mangos, con al menos dos de estos mangos conformados de manera diferente uno del otro.
De manera ventajosa, la interfaz de mango mecánico del dispositivo está estructurada y adaptada para recibir de manera alternada uno y dos de los mangos a la vez. En otras palabras, dependiendo de los requisitos actuales (por ejemplo, dependiendo de cuántas manos desea usar para sostener el dispositivo), el usuario puede montar un mango, pero también puede montar dos mangos.
La interfaz de mango mecánico puede comprender múltiples adaptadores mecánicos situados en un "primer lado de montaje" de la carcasa. Este primer lado de montaje, que en particular puede ser una superficie plana o curva del dispositivo, está dispuesto transversalmente, en particular perpendicularmente, al lado de sondeo de la carcasa. En este contexto, "perpendicular" es indicativo, de manera ventajosa, de un ángulo de 90° /- 10°. El primer lado de montaje se extiende entre una primera cara extrema y una segunda cara extrema de la carcasa.
De manera ventajosa, el conjunto de mangos comprende al menos un "primer mango". Este primer mango tiene una sección de pata adaptada y estructurada para conectarse a al menos uno de los adaptadores, en particular, al estar conformada para acoplarse con dicho al menos un adaptador. Tiene también una sección de agarre para ser agarrada por un usuario. La sección de agarre está posicionada de manera que, cuando el primer mango se monta en la carcasa, la sección de agarre se extienda alejándose desde dicha carcasa en un centro entre la primera cara extrema y dicha segunda cara extrema de la carcasa. En este contexto, "en un centro" se entiende, de manera ventajosa, de manera que las distancias de la sección de agarre desde la primera cara extrema y la segunda cara extrema difieran en no más del 10%.
Dicho primer mango permite sostener el dispositivo de manera central, típicamente con una sola mano.
El dispositivo puede comprender también al menos un "segundo mango". El segundo mango tiene una sección de pata adaptada y estructurada para conectarse a al menos uno de los adaptadores, en particular al estar conformada para acoplarse con dicho al menos un adaptador. Tiene también una sección de agarre para ser agarrada por el usuario. El segundo mango está conformado de manera que, cuando dicho segundo mango se monta en la carcasa, la sección de agarre se proyecte sobre la primera cara extrema o la segunda cara extrema de la carcasa.
En este caso, el conjunto de mangos comprende, de manera ventajosa, al menos dos de los segundos mangos, y la interfaz de mango mecánico está adaptada y estructurada para recibir dos de los segundos mangos al mismo tiempo, con las secciones de agarre de los mangos montados dispuestas en lados opuestos de dicha carcasa. Esta configuración es especialmente conveniente cuando el usuario desea sostener el dispositivo con ambas manos.
En otra realización ventajosa, el dispositivo comprende además una interfaz de mango eléctrico dispuesta en su carcasa. Esta interfaz de mango eléctrico está estructurada para proporcionar una conexión eléctrica a al menos uno de los mangos montados en la interfaz de mango mecánico. Además, al menos parte de los mangos comprende un elemento operable por el usuario, tal como un botón, un control deslizante o un interruptor, mediante el cual el dispositivo puede controlarse a través de la interfaz de mango eléctrico. En este contexto, el término "control" debe entenderse como una operación que controla al menos un aspecto del dispositivo. Por ejemplo, el elemento operable por el usuario puede usarse para desencadenar una medición, para ajustar una amplificación, para cambiar un modo de medición o para cambiar el modo de funcionamiento de una pantalla en el dispositivo, etc.
De manera ventajosa, la interfaz de mango eléctrico comprende un conjunto de miembros de contacto en el lado del dispositivo, así como en el lado del mango, que contactan automáticamente entre sí cuando el mango se monta en el dispositivo.
El primer aspecto se refiere también a un aparato para comprobar un componente mediante ultrasonidos. El aparato comprende varios dispositivos del tipo indicado anteriormente, así como al menos un conector mecánico. En otras palabras, el aparato es un conjunto de varios de los dispositivos y comprende además dicho conector mecánico. El conector mecánico está estructurado y adaptado para conectar mecánicamente dos de los dispositivos entre sí al fijarse a las interfaces de mango mecánico de estos dos dispositivos.
En un segundo aspecto (según la invención), el problema a resolver es proporcionar un aparato para comprobar un componente mediante ultrasonidos que proporcione libertad para configurar una medición según las necesidades de un usuario.
Este problema se resuelve mediante un aparato según la reivindicación 1 que comprende múltiples dispositivos idénticos, en el que cada dispositivo comprende
- Una carcasa: La carcasa forma el bastidor mecánico del dispositivo.
- Múltiples transductores ultrasónicos: Los transductores están dispuestos en un lado de sondeo de la carcasa. Son transductores bidireccionales y pueden ser operados tanto para recibir como para emitir ondas ultrasónicas. La medición puede realizarse sosteniendo el lado de sondeo de la carcasa con los transductores contra el componente a comprobar.
- Electrónica de accionamiento: Las electrónicas de accionamiento están dispuestas en la carcasa y están adaptadas y estructuradas para operar los transductores.
- Interfaz de dispositivo homólogo: Esta interfaz está adaptada y estructurada para establecer comunicación con al menos otro dispositivo de entre los dispositivos del aparato.
- Un controlador maestro: El controlador maestro está adaptado y estructurado para controlar dicho al menos otro dispositivo a través de la interfaz de dispositivo de homólogo.
En otras palabras, el aparato comprende múltiples dispositivos idénticos. Cada uno de estos dispositivos comprende transductores ultrasónicos, así como dicha interfaz de dispositivo homólogo y dicho controlador maestro. El controlador maestro es capaz de controlar al menos uno, en particular la totalidad, de los otros dispositivos del aparato a través de la interfaz de dispositivo homólogo. Por lo tanto, cada dispositivo en el aparato puede actuar como un dispositivo maestro que es capaz de controlar uno o más dispositivos del aparato. Esto mejora la flexibilidad cuando se montan varios dispositivos en una arquitectura de medición compleja.
En el presente contexto, se considera que dos dispositivos son "idénticos" si tienen el mismo diseño funcional, eléctrico y mecánico, así como el mismo firmware. Sin embargo, pueden diferir en aspectos no funcionales, tales como su color o su número de serie.
Cada dispositivo comprende varios canales, incluyendo cada canal al menos uno de los transductores. En otras palabras, cada transductor se atribuye a un canal. Cada canal tiene un modo de envío para enviar señales ultrasónicas, así como un modo de recepción para recibir señales ultrasónicas. El controlador maestro de cada dispositivo está adaptado y estructurado
- para controlar local e individualmente el modo de los canales en el mismo dispositivo, así como
- para controlar remota e individualmente el modo de los canales en dicho al menos otro dispositivo.
Por lo tanto, en esta realización, un controlador maestro puede controlar individualmente los canales en el dispositivo al que pertenece, así como el modo de funcionamiento de los canales de otro dispositivo a través de la interfaz de dispositivo homólogo. Esto hace que la arquitectura sea más versátil en el sentido de que un único controlador maestro puede controlar un mayor número de canales. En particular, el controlador maestro está adaptado para configurar algunos de los canales de otro dispositivo en modo de envío y algunos otros en modo de recepción.
La interfaz de dispositivo homólogo comprende, de manera ventajosa, un enlace de datos adaptado y estructurado para transmitir información que describe una señal a ser generada en dicho modo de envío y/o que describe una señal recibida en dicho modo de recepción, permitiendo de esta manera que el controlador maestro (actualmente activo) controle las señales enviadas y/o recopile las señales recibidas de los canales individuales de su propio dispositivo y otros dispositivos.
Además del enlace de datos, la interfaz de dispositivo homólogo puede comprender un enlace desencadenante en tiempo real adaptado y estructurado para sincronizar los dispositivos en el tiempo. En este caso, el enlace de datos puede formar una conexión no en tiempo real entre los dispositivos. En este contexto, la expresión "conexión no en tiempo real" se refiere, de manera ventajosa, a una conexión cuyas señales no están sincronizadas con los pulsos ultrasónicos.
El aparato puede comprender además una unidad host adaptada y estructurada para controlar el aparato. En otras palabras, la unidad host proporciona un medio para que el usuario controle el funcionamiento del aparato. Esta unidad host está separada de los dispositivos y, de manera ventajosa, tiene una carcasa separada de las carcasas de los dispositivos. En este caso, los dispositivos pueden permanecer idénticos y simples, existiendo una pieza de equipo dedicada que forma un control central del aparato.
En este caso, cada dispositivo comprende además una interfaz de datos host adaptada y estructurada para conectar el controlador maestro del dispositivo a la unidad host. La unidad host está adaptada y estructurada para conectarse al controlador maestro de un primer dispositivo de entre los primeros dispositivos y para controlar todos los dispositivos a través del controlador maestro de este primer dispositivo. En otras palabras, es suficiente conectar la unidad host a un solo dispositivo de entre los dispositivos para controlar todos ellos.
Con el fin de realizar un ajuste fino de una medición a través de la unidad host, la interfaz de datos host puede estar adaptada y estructurada para transmitir información que describe la señal a ser generada en el modo de envío y/o que describe la señal recibida en el modo de recepción de manera individual para cada uno de los canales del aparato. Por lo tanto, la unidad host puede controlar cada canal de manera individual y/o puede recibir la señal medida desde cada canal individual.
Además, la interfaz de datos host puede estar adaptada y estructurada para controlar de manera individual el modo de todos los canales de dicho aparato. Esto permite configurar completamente los patrones de envío y recepción de todo el aparato a través de la unidad host.
El aparato y el dispositivo (este último no según la presente invención) pueden usarse para sondear cualquier tipo de muestra, en particular muestras de hormigón.
Breve descripción de los dibujos
La invención se entenderá mejor y los objetos distintos a los establecidos anteriormente se harán evidentes cuando se considere la siguiente descripción detallada de la misma. Esta descripción hace referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 muestra un dispositivo para comprobar un componente mediante ultrasonidos desde su primer lado de montaje,
La Fig. 2 muestra el dispositivo de la Fig. 1 desde su segundo lado de montaje,
La Fig. 3 muestra el dispositivo de la Fig. 1 con un primer mango fijado al mismo,
La Fig. 4 muestra el dispositivo de la Fig. 1 con dos segundos mangos fijados al mismo,
La Fig. 5 muestra un único segundo mango del dispositivo,
La Fig. 6 muestra dos dispositivos conectados mecánicamente de la Fig. 1 con dos de los segundos mangos fijados a los mismos,
La Fig. 7 es un diagrama de bloques de un aparato que comprende múltiples dispositivos,
La Fig. 8 es un diagrama de bloques de un único dispositivo, y
La Fig. 9 es un diagrama de bloques de un canal de un dispositivo.
Nota: Las Figs. 3-6 se centran en aspectos mecánicos que no forman parte de la invención reivindicada.
Mejor manera de llevar a cabo la invención
Diseño de la carcasa:
El dispositivo 1 mostrado en la Fig. 1 puede usarse para la comprobación no destructiva de un componente mediante ultrasonidos.
Comprende una carcasa 2, por ejemplo, de diseño sustancialmente cuboidal.
La carcasa 2 tiene un lado 3 de sondeo, que se observa mejor en la Fig. 2. De manera ventajosa, el lado 3 de sondeo es plano.
Múltiples transductores 4 ultrasónicos bidireccionales están dispuestos en el lado 3 de sondeo de la carcasa 2. De manera ventajosa, cada transductor 4 comprende un actuador piezoeléctrico equipado con una punta 5 y montado elásticamente en un soporte 6, por ejemplo, del tipo descrito en el documento WO 2016/029326.
De manera ventajosa, los transductores 4 están dispuestos en una matriz rectangular de filas y columnas. En la presente realización, esta matriz tiene tres de dichas filas y ocho columnas. Los transductores 4 en una única columna pueden ser parte, por ejemplo, de un único canal del dispositivo, tal como se describirá más detalladamente a continuación.
La carcasa 2 comprende además lados 8, 9 de montaje primero y segundo. Ambos son transversales, en particular perpendiculares, al lado 3 de sondeo. Se extienden, al igual que el lado 3 de sondeo, entre una primera cara 10 extrema y una segunda cara 11 extrema de la carcasa 2.
Finalmente, la carcasa 2 comprende una superficie 14 de interfaz de usuario, que está situada de manera ventajosa opuesta a la superficie 3 de sondeo. T al como se muestra en la Fig. 1, la superficie 14 de interfaz de usuario puede contener elementos de interfaz de usuario, tales como una pantalla 15 y controles 16 operables por el usuario.
Tal como se observa mejor en la Fig. 1, una interfaz de mango mecánico, indicada generalmente con el número de referencia 18, está dispuesta en el primer lado 8 de montaje. La interfaz 18 de mango comprende múltiples adaptadores 20 mecánicos, de manera ventajosa al menos cuatro de los mismos. En la realización de la Fig. 1, los adaptadores 20 mecánicos están dispuestos en una fila.
Además, una interfaz 22 de mango eléctrico está dispuesta también en el lado 8 de montaje. De manera ventajosa, la interfaz 22 de mango eléctrico comprende al menos dos conectores 24 con miembros 25 de contacto. En la realización de la Fig. 1, los conectores 24 están dispuestos en una fila con los adaptadores 20 mecánicos.
En particular, puede haber cuatro adaptadores 20 mecánicos en una fila y dos conectores 24 eléctricos. En este caso, cuando se enumeran los adaptadores mecánicos a lo largo de la fila como un primer a un cuarto adaptador mecánico, el primer conector 24 está situado entre los adaptadores mecánicos primero y segundo, mientras que el segundo conector 24 está situado entre los adaptadores mecánicos tercero y cuarto. En este caso, los adaptadores eléctricos pueden ser contactados no solo por un mango simétrico, tal como se muestra, por ejemplo, en la Fig. 3, sino que puede ser también un mango lateral que se conecta solo a los dos adaptadores mecánicos más exteriores, tal como se muestra en las Figs.
4 y 5 y se describe más detalladamente a continuación.
Tal como se muestra en la Fig. 2, el dispositivo puede comprender además una interfaz 26 mecánica auxiliar, una vez más formada, por ejemplo, por múltiples adaptadores 20 mecánicos dispuestos en el segundo lado 9 de montaje.
Diseño del mango (no según la invención):
El dispositivo está diseñado para conectarse a múltiples mangos diferentes, tal como se muestra en las Figs. 3 y 4. El propósito de estos mangos es proporcionar un mango para que el usuario sostenga el dispositivo mientras realiza una medición.
La Fig. 3 muestra un primer mango 30, que está destinado a permitir que el usuario sostenga el dispositivo con una única mano.
El primer mango 30 tiene un diseño simétrico y comprende una sección 32 de pata, así como una sección 34 de agarre. La sección 32 de pata está adaptada y estructurada para conectarse a al menos uno, en particular a al menos dos, de los adaptadores 20, en la presente realización a todos los adaptadores 20. Por ejemplo, unos tornillos 36 pueden estar situados en la sección 32 de pata, estando cada tornillo atornillado en uno de los adaptadores 20.
De manera ventajosa, la sección 34 de agarre está montada en el centro de la sección 32 de pata con el fin de que tenga una distribución de fuerzas simétrica.
De manera ventajosa, la sección 34 de agarre comprende una superficie 38 de agarre diseñada para proporcionar un agarre firme al usuario.
Cuando el primer mango 30 está montado en la carcasa 2, la sección 34 de agarre está situada en el centro entre la primera y dicha segunda caras 10, 11 extremas del dispositivo 1 y se extiende alejándose desde la carcasa 2. De manera ventajosa, la sección 34 de agarre se extiende perpendicularmente a una línea que conecta las caras 10, 11 extremas primera y segunda.
El primer mango 30 comprende además un elemento 40 operable por el usuario para controlar al menos una operación del dispositivo 1 mediante la interfaz 22 de mango eléctrico.
Mientras el primer mango 30 está diseñado para sostener el dispositivo 1 con una sola mano, las Figs.4 y 5 muestran dos segundos mangos 44, que están optimizados para sostener el dispositivo con dos manos.
Cada segundo mango 44 tiene una sección 46 de pata y una sección 48 de agarre. La sección 46 de pata está adaptada y estructurada para conectarse a al menos uno, en particular a al menos dos, de los adaptadores 20, en la presente realización a la mitad de los adaptadores 20 de la interfaz 18 de mango mecánico del dispositivo 1. Una vez más, unos tornillos 36 pueden estar situados en la sección 46 de pata y pueden atornillarse en los adaptadores 20 mecánicos.
Tal como puede verse mejor en las Figs.4 y 5, la sección 48 de agarre se extiende transversalmente, de manera ventajosa, perpendicularmente, a la sección 46 de pata, de manera que cada segundo mango tenga sustancialmente forma de L.
Cuando un segundo mango 44 está montado en la carcasa 2, la sección 48 de agarre se extiende más allá de la primera cara 10 extrema o la segunda cara 11 extrema de la carcasa 2.
Tal como se muestra en la Fig. 4, la interfaz 18 de mango mecánico está estructurada para recibir dos de los segundos mangos 44 al mismo tiempo, con sus secciones 48 de agarre dispuestas en lados opuestos de la carcasa 2, es decir, la carcasa 2 está situada entre las secciones 48 de agarre de los dos segundos mangos 44.
De manera ventajosa, cada segundo mango 44 está provisto también de un elemento 40 operable por el usuario para controlar al menos una operación del dispositivo 1.
En particular, el elemento 40 operable por el usuario de los mangos 30, 44 primero y/o segundo puede controlar al menos una de las siguientes funciones del dispositivo 1:
- Puede usarse para desencadenar una medición.
- Puede usarse para almacenar una medida.
- Puede usarse para seleccionar una ganancia de los canales que están en modo de recepción.
- Puede usarse para seleccionar otro parámetro de la medición, tal como un modo de filtrado o una forma de pulso.
La Fig.5 muestra la manera en la que un conector 50, que se acopla con el conector 24 del dispositivo 1, puede disponerse en la sección 46 de pata del segundo mango 44. Comprende un número de miembros 51 de contacto que entran en contacto con los miembros 25 de contacto del conector 24 cuando el mango se monta en el dispositivo. Al menos un conector similar puede estar situado también en la sección 32 de pata del primer mango 30.
El usuario puede decidir si el dispositivo se operará con el primer mango 30 o los segundos mangos 44, dependiendo del modo de uso previsto. Los mangos pueden intercambiarse fácilmente.
Pueden incluirse otros tipos de mangos con el aparato. Por ejemplo, un mango puede tener también una sección de agarre situada por encima (es decir, en un espacio que se extiende perpendicularmente hacia el exterior desde) la superficie 14 de interfaz de usuario.
Interconexión del dispositivo (no según la invención):
Tal como se describirá más detalladamente a continuación, varios de los dispositivos 1 pueden montarse en un aparato con el fin de aumentar la cantidad de canales de medición y/o la distancia entre los mismos.
En este caso, cada dispositivo 1 puede ser sostenido por un usuario individualmente. Sin embargo, en una realización ventajosa, el aparato comprende al menos un conector mecánico estructurado y adaptado para conectar mecánicamente entre sí al menos dos de los dispositivos 1. Esto se ilustra en la Fig. 6.
En la realización de la Fig. 6, el conector 52 mecánico está diseñado para fijarse a las interfaces 18 de mango mecánico de los dos dispositivos 1.
De manera ventajosa, los dispositivos 1 y el conector 52 mecánico están estructurados de manera que los dispositivos 1 puedan montarse con la segunda cara 11 extrema de un primer dispositivo de entre los dispositivos adyacente a la primera cara 10 extrema de un segundo dispositivo de entre los dispositivos. Para ello, el conector 52 mecánico se monta a una primera parte de los adaptadores 20 mecánicos en el primer lado 8 de montaje de las carcasas 1 de los dispositivos primero y segundo.
En la realización de la Fig. 6, el conector 52 mecánico está montado a la mitad de los adaptadores 20 mecánicos de la interfaz 18 de mango mecánico de cada dispositivo 1.
En esta configuración, y tal como se muestra en la Fig. 6, dos de los segundos mangos 44 pueden montarse a la segunda parte de los adaptadores 20 mecánicos de la interfaz 18 de mango mecánico de cada dispositivo 1.
Con el fin de reforzar la conexión mecánica entre los dos dispositivos, puede montarse también un segundo conector mecánico, de manera ventajosa del mismo diseño que el conector 52 mecánico, a los conectores 20 mecánicos en el segundo lado 9 de montaje de cada dispositivo.
Circuitería del aparato:
Cuando se operan varios dispositivos 1 en un único aparato, debe haber disponibles medios para la sincronización y para el control central. Para este propósito, cada dispositivo 1 está equipado de manera ventajosa con una interfaz de dispositivo homólogo, así como con una interfaz de host. Ambas de estas interfaces pueden ser por cable o inalámbricas.
En la realización de las Figs. 1 - 6, las interfaces de dispositivo homólogo están equipadas con conectores 60 para formar una conexión en serie de todos los dispositivos 1 del aparato.
De manera similar, en la realización de la Fig. 1 - 6, la interfaz de host de cada dispositivo está equipada con un conector 62.
En la Fig. 7 se muestra una posible arquitectura de un aparato 64 completo con varios dispositivos 1.
El aparato 64 comprende una unidad 66 host conectada a uno de los dispositivos 1 mediante una conexión 68 host, mientras que los dispositivos 1 están conectados en serie mediante conexiones 70 de dispositivo.
La unidad 66 host puede ser, por ejemplo, una tableta electrónica. Típicamente, comprende una pantalla 72 para mostrar datos de medición y una interfaz gráfica de usuario, así como controles de usuario, por ejemplo, implementados usando un dispositivo sensible al tacto como la pantalla 72.
La unidad 66 host forma la unidad de control central del aparato 64. Es capaz de recibir datos de configuración desde el usuario, por ejemplo, una especificación de cuáles de los canales del dispositivo deben emitir una señal y cuáles de ellos deben recibir señales. También es capaz de enviar las entradas de usuario como comandos a los dispositivos 1, hacerlos funcionar de manera correspondiente y recibir datos de medición como respuesta. Puede procesar estos datos de medición y puede mostrar los resultados de una manera legible por el usuario en la pantalla 72. Puede comprender también medios para almacenar o procesar adicionalmente los datos de medición.
La Fig. 8 muestra un diagrama de bloques de un único dispositivo 1. Tal como se ha indicado, cada dispositivo comprende una interfaz 72 de dispositivo homólogo para establecer comunicación con al menos otro dispositivo del aparato, por ejemplo, en una configuración en serie, tal como se ha descrito anteriormente, a través de las conexiones 70 de dispositivo.
Comprende también un controlador 73 maestro que es capaz de controlar los otros dispositivos del aparato.
Además, cada dispositivo comprende una interfaz 74 de datos host para conectar el controlador 73 maestro a la unidad 66 host a través del conector 68 host.
Finalmente, cada dispositivo 1 comprende múltiples canales 76, cada uno de los cuales incluye al menos uno de los transductores 4. En la realización mostrada en este caso, cada canal 76 comprende tres de los transductores 4.
Las funciones de estos componentes se describen más detalladamente a continuación.
El controlador 73 maestro se usa para controlar la función de su propio dispositivo, así como la función de los otros dispositivos del aparato. En otras palabras, si el aparato 64 comprende N > 1 dispositivos 1, comprende también N controladores 73 maestros, cada uno de los cuales es teóricamente capaz de controlar todos los demás dispositivos. Sin embargo, solo el controlador 73 maestro cuyo dispositivo 1 está conectado a la unidad 66 host a través de la interfaz 74 de datos host asumirá este papel (actuando de esta manera como el "controlador maestro activo"), mientras que los otros controladores 73 maestros solo actuarán como controladores locales para sus dispositivos respectivos.
De manera alternativa, o adicional, el controlador maestro activo puede ser el controlador en el extremo de la conexión en serie de los dispositivos 1.
De manera ventajosa, el controlador 73 maestro comprende una CPU, así como circuitería FPGA, interconectados, por ejemplo, por medio de un bus serie rápido. La FPGA se usa para generar todas las señales digitales para las que se requiere una sincronización precisa, por ejemplo, para generar las señales de reloj para los convertidores analógico/digital de los canales. La CPU, por otra parte, controla el procedimiento de medición y los aspectos de alto nivel de la comunicación con los otros dispositivos, es decir, es responsable de aquellas tareas en las que no se requiere una sincronización precisa.
Cada uno de los canales 76 tiene un modo de envío para enviar señales ultrasónicas, así como un modo de recepción para recibir señales ultrasónicas. El controlador 73 maestro es capaz de controlar localmente el modo de los canales 76 en su propio dispositivo. Además, el controlador 73 maestro activo, por ejemplo, el que está conectado directamente a la unidad 66 host, es capaz de controlar de manera remota el modo de los canales 76 en los otros dispositivos 1 enviando señales apropiadas a través de la interfaz 72 de dispositivo homólogo.
La interfaz 72 de dispositivo homólogo comprende un enlace 78 de datos para transmitir información que describe una señal a generar en el modo de envío de los canales individuales, así como para describir una señal recibida en el modo de recepción por los canales individuales.
De manera ventajosa, el enlace 78 de datos está configurado para transmitir uno o más de los siguientes elementos de información:
- Información acerca de qué canales están en "modo de recepción", es decir, configurados para recibir señales, o en "modo de envío", es decir, configurados para enviar señales. Esta información se envía desde el controlador 73 maestro activo a los canales 76 individuales.
- Información que describe la señal a generar por aquellos canales que están en modo envío. Esta información puede incluir la forma de la señal, la amplitud de la señal, la fase de la señal (o retardo de la señal), y se envía desde el controlador 73 maestro activo a los canales 76 individuales.
- Información que describe la señal recibida por los canales. Esta información puede contener, por ejemplo, una serie de amplitudes de señal muestreadas durante un intervalo de tiempo determinado, y se envía desde los canales 76 individuales al controlador 73 maestro activo.
- Información acerca de la configuración del receptor, tal como la ganancia del amplificador, la frecuencia de muestreo y/o los parámetros del filtro.
La interfaz 72 de dispositivo homólogo comprende también un enlace 80 desencadenante adaptado y estructurado para sincronizar todos los dispositivos 1 en el tiempo. En otras palabras, aunque cada dispositivo 1 tiene típicamente su propio generador de reloj, puede enviarse una señal desencadenante desde el controlador maestro activo a todos los dispositivos con el fin de establecer una referencia de tiempo común en todos ellos, permitiendo de esta manera enviar señales que están mutuamente sincronizadas y recibir datos de señal con una base de tiempo común. El enlace 80 desencadenante puede ser, por ejemplo, una línea de señal simple que conmuta su nivel cuando debe iniciarse una medición, una vez que se ha distribuido toda la información de configuración necesaria a través del enlace 78 de datos.
Tal como se ha indicado anteriormente, el enlace 78 de datos forma, de manera ventajosa, una conexión no en tiempo real, permitiendo de esta manera que los datos se transfieran de manera asíncrona entre los dispositivos 1. Esto es particularmente útil cuando debe transferirse una gran cantidad de datos de medición desde los dispositivos 1 individuales al controlador maestro activo.
Con el fin de poder muestrear, en tiempo real, los datos de medición que describen las señales recibidas desde los canales 76 mientras las mismas se transmiten más tarde, no en tiempo real, al controlador maestro activo, cada controlador maestro comprende de manera ventajosa una memoria 75 adaptada para almacenar temporalmente los datos de medición desde los canales 76.
Con el fin de aumentar el procesamiento de datos, y tal como se muestra en la Fig. 8, cada canal 76 tiene su propia conexión 77 de datos a su controlador 73 maestro local, aumentando de esta manera la velocidad de transferencia de datos entre los canales 76 y el controlador 73 maestro en comparación con una comunicación a través de un bus de datos común en la que los canales 76 deben direccionarse y consultarse de manera consecutiva.
La Fig. 9 muestra finalmente un diagrama de bloques de un único canal 76. Comprende una interfaz 82 de canal para interactuar con el controlador 73 maestro local del mismo dispositivo. Hay provista electrónica 84 de accionamiento para generar señales eléctricas con el fin de activar los transductores 4 del canal, así como para recibir y amplificar las señales recibidas por los transductores 4. La electrónica 84 de accionamiento puede contener convertidores analógico-digitales, así como digitales-analógicos, en cuyo caso la transferencia de datos a través de la interfaz 82 de canal al controlador 73 maestro local puede ser digital.
Notas
La interfaz 18 de mango puede usarse también para conectar componentes distintos de mangos. En particular, la interfaz 18 de mango puede usarse para montar el dispositivo 1 en un manipulador robótico que mueve automáticamente el dispositivo a las ubicaciones de medición deseadas en una muestra a examinar. En este caso, los adaptadores 20 mecánicos se usan para establecer una conexión mecánica con el manipulador, mientras que la interfaz 22 de mango eléctrico puede establecer una conexión electrónica que permite desencadenar automáticamente una medición.
El adaptador 20 puede comprender, por ejemplo, proyecciones que se extienden sobre el lado 8 de montaje, y las secciones de pata de los mangos pueden incluir rebajes para recibir estas proyecciones, o viceversa, formando de esta manera una conexión de acoplamiento entre la sección de pata y los adaptadores.
El aparato es altamente escalable. El número de dispositivos 1 en un aparato puede ser elevado si debe realizarse una medición compleja.
Los dispositivos 1 de un aparato pueden estar acoplados mecánicamente entre sí, tal como se muestra en la Fig. 6, o pueden estar separados unos de otros, solo conectados entre sí electrónicamente a través de las interfaces 72 de dispositivos homólogos.
Los dispositivos 1 pueden usarse para medir señales reflejadas, así como las transmitidas.
Los modos "modo de envío" y "modo de recepción" no son excluyentes. En particular, un canal puede estar configurado para estar en modo de envío, pero al mismo tiempo en modo de recepción, por ejemplo, con el fin de recibir un eco después de enviar un pulso.
El aparato es particularmente adecuado para crear una matriz en fase en la que los canales generan señales con fase mutuamente desplazada. De manera alternativa, o adicional, el aparato puede operarse en modo SAFT en el que un canal está en modo de envío y los otros están en modo de recepción, con el controlador maestro cambiando el canal que está en modo de envío entre mediciones consecutivas.
Las mediciones individuales pueden desencadenarse por medio del controlador maestro activo y/o por la unidad 66 host. Las mediciones pueden realizarse continuamente con el fin de obtener una imagen en tiempo real en la pantalla 72 de la unidad 66 host. En este caso, las mediciones individuales pueden almacenarse, por ejemplo, operando el elemento 40 operable por el usuario en uno de los mangos.
Cada dispositivo 1 puede tener su propia fuente de alimentación, tal como una batería recargable.
Aunque en el presente documento se muestran y se describen realizaciones preferidas en la presente de la invención, debe entenderse claramente que la invención no está limitada a las mismas, sino que, por el contrario, puede ponerse en práctica de diversas maneras dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Aparato para comprobar un componente mediante ultrasonidos que comprende múltiples dispositivos (1) idénticos, en el que cada dispositivo comprende
una carcasa (2);
múltiples transductores (4) ultrasónicos bidireccionales idénticos dispuestos en o sobre dicha carcasa (2), electrónica (84) de accionamiento dispuesta en dicha carcasa (2) para operar dichos transductores (4), una interfaz (72) de dispositivo homólogo para establecer comunicación con al menos otro dispositivo de entre dichos dispositivos (1), y
un controlador (73) maestro adaptado y estructurado para controlar dicho al menos otro dispositivo a través de dicha interfaz (72) de dispositivo homólogo,
en el que cada dispositivo comprende varios canales (76), incluyendo cada canal (76) al menos uno de dichos transductores (4) y teniendo un modo de envío para enviar señales ultrasónicas, así como un modo de recepción para recibir señales ultrasónicas, en el que el controlador (73) maestro de cada dispositivo está adaptado y estructurado para controlar local e individualmente el modo de los canales (76) en el mismo dispositivo, así como
para controlar remota e individualmente el modo de los canales (76) en dicho al menos otro dispositivo.
2. Aparato según la reivindicación 1, en el que cada canal (76) incluye varios de dichos transductores (4).
3. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha interfaz (72) de dispositivo homólogo comprende un enlace (78) de datos adaptado y estructurado para transmitir información que describe una señal a generar en dicho modo de envío y/o que describe una señal recibida en dicho modo de recepción.
4. Aparato según la reivindicación 3, en el que dicha interfaz (72) de dispositivo homólogo comprende un enlace (80) desencadenante adaptado y estructurado para sincronizar dichos dispositivos (1) en tiempo real, en el que dicho enlace (78) de datos forma una conexión no en tiempo real.
5. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho controlador maestro comprende una memoria (75) para almacenar temporalmente los datos de medición que describen la señal recibida por dichos canales (76).
6. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
en el que dicho aparato comprende además una unidad (66) host para controlar dicho aparato, en el que dicha unidad (66) host está separada de dichos dispositivos (1),
en el que cada dispositivo comprende además una interfaz (74) de datos host adaptada y estructurada para conectar el controlador (73) maestro de dicho dispositivo a dicha unidad (66) host, y
en el que dicha unidad host está adaptada y estructurada para conectarse al controlador (73) maestro de un primer dispositivo de entre dichos dispositivos para controlar la totalidad de dichos dispositivos a través del controlador (73) maestro del primer dispositivo.
7. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha interfaz (74) de datos host está adaptada y estructurada para transmitir información que describe una señal a generar en dicho modo de envío y/o que describe una señal recibida en dicho modo de recepción individualmente para cada uno de los canales (76) del aparato.
8. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en el que dicha interfaz (74) de datos host está adaptada y estructurada para controlar individualmente el modo de todos los canales (76) de dicho aparato.
9. Uso del aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores para comprobar hormigón.
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