ES2934098T3 - Aparato para probar un componente por medio de 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 para probar un componente por medio de ultrasonidos
Campo técnico
La invención se refiere a un aparato para probar un componente, tal como un cuerpo de hormigón u otro componente de construcción, por medio de ultrasonidos.
Antecedentes de la técnica
La prueba sin destrucción de componentes por medio de ultrasonidos proporciona una herramienta importante en diferentes campos de la tecnología. Puede, p. ej., utilizarse para localizar refuerzos, huecos, grietas o falta de homogeneidad en materiales de construcción, tales como el hormigón.
Un dispositivo de este tipo se ha mostrado en el documento US 7587943. Comprende una pluralidad de transductores ultrasónicos dispuestos en un alojamiento. La electrónica del controlador se proporciona para enviar y/o recibir señales individualmente a través de los transductores.
Para hacer funcionar el dispositivo, el usuario sujeta el mismo contra el componente que se ha de probar, y luego se hacen funcionar los transductores para realizar una operación de escaneo.
El documento EP 2 044 887 A1 describe un dispositivo de diagnóstico por ultrasonidos portátil en el que una empuñadura para facilitar el transporte está acoplada de forma extraíble a un cuerpo principal.
Descripción de la invención
En un primer aspecto de la invención, el problema que se ha de resolver es proporcionar un aparato de este tipo que sea fácil de manejar por un usuario.
Este problema se resuelve mediante un aparato para probar un componente por medio de ultrasonidos. El aparato comprende varios dispositivos del tipo siguiente, 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 estando unido a las interfaces de la empuñadura mecánica de estos dos dispositivos.
Cada dispositivo comprende los siguientes elementos:
- Un alojamiento: El alojamiento forma la estructura mecánica del dispositivo.
- Una pluralidad de transductores ultrasónicos: Los transductores están dispuestos en un lado de prueba del alojamiento. Son transductores bidireccionales y pueden ser hechos funcionar para recibir y emitir ondas ultrasónicas. La medición se puede llevar a cabo sujetando el lado de prueba del alojamiento con los transductores contra el componente que se ha de probar.
- Electrónica del controlador: La electrónica del controlador está dispuesta en el alojamiento y está adaptada y estructurada para hacer funcionar los transductores.
- Una interfaz de empuñadura mecánica dispuesta en el alojamiento: La interfaz de empuñadura mecánica está conformada para montar al menos una empuñadura en el alojamiento.
- Un conjunto de empuñaduras de diferentes formas: Cada empuñadura está estructurada para montarse en la interfaz de empuñadura mecánica.
Al dotar al dispositivo de un conjunto de empuñaduras de diferentes formas, se puede adaptar más fácilmente a las necesidades del usuario.
Se ha de entender que el "conjunto de empuñaduras de diferentes formas" comprende una pluralidad de empuñaduras, con al menos dos de estas empuñaduras de formas diferentes entre sí.
Ventajosamente, la interfaz de empuñadura mecánica del dispositivo está estructurada y adaptada para recibir alternativamente una o dos de las empuñaduras a la vez. En otras palabras, dependiendo de los requisitos actuales (p. ej., dependiendo de cuántas manos quiera utilizar para sujetar el dispositivo), el usuario puede montar una empuñadura, pero también puede montar dos empuñaduras.
La interfaz de empuñadura mecánica puede comprender una pluralidad de adaptadores mecánicos ubicados en un "primer lado de montaje" del alojamiento. Este primer lado de montaje, que puede ser en particular una superficie plana o curvada del dispositivo, está dispuesto transversalmente, en particular perpendicularmente, al lado de prueba del alojamiento. En este contexto, "perpendicular" es ventajosamente indicativo de un ángulo de 90° /- 10°. El primer lado de montaje se extiende entre una primera y una segunda cara de extremo del alojamiento.
Ventajosamente, el conjunto de empuñaduras comprende al menos una "primera empuñadura". Esta primera empuñadura tiene una sección de pie adaptada y estructurada para conectarse con al menos uno de los adaptadores, en particular estando conformada para acoplarse con dicho al menos un adaptador. También tiene una sección de agarre para ser agarrado por un usuario. La sección de agarre está posicionada de tal manera que, cuando la primera empuñadura está montada en el alojamiento, la sección de agarre se extiende alejándose de dicho alojamiento en un centro entre la primera y dicha segunda cara de extremo del alojamiento. En este contexto, "en un centro" se entiende ventajosamente de tal manera que las distancias de la sección de agarre desde la primera y la segunda caras de extremo difieren en no más del 10%.
Tal primera empuñadura permite sujetar el dispositivo en el centro, normalmente con una sola mano.
El dispositivo también puede comprender al menos una "segunda empuñadura". La segunda empuñadura tiene una sección de pie adaptada y estructurada para conectarse con al menos uno de los adaptadores, en particular estando conformada para acoplarse con dicho al menos un adaptador. También tiene una sección de agarre para ser agarrado por el usuario. La segunda empuñadura es confirmada de tal manera que, cuando dicha segunda empuñadura está montada en el alojamiento, la sección de agarre sobresale sobre la primera o la segunda cara de extremo del alojamiento.
En este caso, el conjunto de empuñaduras comprende ventajosamente al menos dos de las segundas empuñaduras, y la interfaz de empuñadura mecánica está adaptada y estructurada para recibir dos de las segundas empuñaduras al mismo tiempo, estando dispuestas las secciones de agarre de las empuñaduras montadas en lados opuestos de dicho alojamiento. Esta configuración es especialmente conveniente cuando el usuario quiere sujetar el dispositivo con ambas manos.
En otra realización ventajosa, el dispositivo comprende además una interfaz de empuñadura eléctrica dispuesta en su alojamiento. Esta interfaz de empuñadura eléctrica está estructurada para proporcionar una conexión eléctrica a al menos una de las empuñaduras montadas en la interfaz de empuñadura mecánica. Además, al menos parte de las empuñaduras comprende un elemento operable por el usuario, tal como un botón, un control deslizante o un interruptor, por medio del cual se puede controlar el dispositivo a través de la interfaz de empuñadura eléctrica. En este contexto, el término "control" ha de entenderse como una operación que controla al menos un aspecto del dispositivo. Por ejemplo, el elemento operable por el usuario se puede utilizar para activar una medición, para ajustar una amplificación, para cambiar un modo de medición o para cambiar el modo de funcionamiento de un dispositivo de visualización en el dispositivo, etc.
Ventajosamente, la interfaz de empuñadura eléctrica comprende un conjunto de miembros de contacto en el lado del dispositivo, así como en el lado de la empuñadura que automáticamente entran en contacto entre sí cuando la empuñadura está montada en el dispositivo.
En un segundo aspecto de la invención reivindicado sólo en combinación con el primer aspecto anterior en las reivindicaciones dependientes, el problema que se ha de resolver es proporcionar un aparato para probar un componente por medio de ultrasonidos que proporcione libertad para configurar una medición según las necesidades del usuario.
Este problema se resuelve mediante un aparato que comprende una pluralidad de dispositivos idénticos, en el que cada dispositivo comprende
- Un alojamiento: El alojamiento forma el marco mecánico del dispositivo.
- Una pluralidad de transductores ultrasónicos: Los transductores están dispuestos en un lado de prueba del alojamiento. Son transductores bidireccionales y pueden ser hechos funcionar para recibir y emitir ondas ultrasónicas. La medición se puede realizar sujetando el lado de prueba del alojamiento con los transductores contra el componente que se ha de probar.
- Electrónica del controlador: la electrónica del controlador está dispuesta en el alojamiento y está adaptada y estructurada para hacer funcionar los transductores.
- Una interfaz de dispositivo de par: Esta interfaz está adaptada y estructurada para establecer comunicación con al menos otro dispositivo de 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 par.
En otras palabras, el aparato comprende una pluralidad de dispositivos idénticos. Cada uno de estos dispositivos comprende transductores ultrasónicos, así como dicha interfaz de dispositivo de par y dicho controlador maestro.
El controlador maestro puede controlar al menos uno, en particular todos, de los otros dispositivos del aparato a través de la interfaz de dispositivo de par. Por lo tanto, cada dispositivo en el aparato puede actuar como un dispositivo maestro que puede controlar uno o más dispositivos del aparato. Esto mejora la flexibilidad al ensamblar varios dispositivos en una arquitectura de medición compleja.
En el presente contexto, dos dispositivos se consideran "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 en su color o su número de serie.
Ventajosamente, 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 de forma remota e individual 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 de par. Esto hace que la arquitectura sea más versátil, ya que un solo 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 para que estén en modo de envío y algunos otros en modo de recepción.
La interfaz de dispositivo de par comprende ventajosamente un enlace de datos adaptado y estructurado para transmitir información que describe una señal que ha de ser generada en dicho modo de envío y/o que describe una señal recibida en dicho modo de recepción, permitiendo así que el controlador maestro (actualmente activo) controle las señales enviadas y/o recopile las señales recibidas de los canales individuales propios y de otros dispositivos.
Además del enlace de datos, la interfaz de dispositivo de par puede comprender un enlace de activación en tiempo real adaptado y estructurado para sincronizar los dispositivos en el tiempo. En este caso, el enlace de datos puede formar una conexión en tiempo no real entre los dispositivos. En este contexto, el término "conexión en tiempo no real" se refiere ventajosamente a una conexión cuyas señales no están sincronizadas con los pulsos ultrasónicos.
El aparato puede comprender además una unidad central adaptada y estructurada para controlar el aparato. En otras palabras, la unidad central proporciona un medio para que el usuario controle el funcionamiento del aparato. Esta unidad central está separada de los dispositivos, y tiene ventajosamente un alojamiento separado de los alojamientos de los dispositivos. En este caso, los dispositivos pueden permanecer idénticos y simples mientras todavía haya una pieza dedicada de equipo que forme un control central del aparato.
En este caso, cada dispositivo comprende además una interfaz central de datos adaptada y estructurada para conectar el controlador maestro del dispositivo a la unidad central. La unidad central está adaptada y estructurada para conectarse al controlador maestro de uno primero de los dispositivos y para controlar todos los dispositivos a través del controlador maestro de este primer dispositivo. En otras palabras, es suficiente conectar la unidad central a uno solo de los dispositivos para controlarlos a todos.
Para ajustar con precisión una medición a través de la unidad central, la interfaz central de datos se puede adaptar y estructurar para transmitir información que describa la señal que se ha de generar en el modo de envío y/o que describa la señal recibida en el modo de recepción individualmente para cada uno de los canales del aparato. Por lo tanto, la unidad central puede controlar cada canal individualmente y/o recibir la señal medida del canal individual de aprendizaje.
Además, la interfaz central de datos se puede adaptar y estructurar para controlar individualmente el modo de todos los canales de dicho aparato. Esto permite configurar completamente los patrones de envío y de recepción de todo el aparato a través de la unidad central.
El aparato según la presente invención se puede utilizar para probar cualquier tipo de muestra, en particular muestras de hormigón.
Breve descripción de los dibujos
La invención se entenderá mejor y los objetos distintos de los expuestos 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 probar un componente por medio de 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 una primera empuñadura unida al mismo,
La Fig. 4 muestra el dispositivo de la Fig. 1 con dos segundas empuñaduras unidas al mismo,
La Fig. 5 muestra una única segunda empuñadura del dispositivo,
La Fig. 6 muestra dos dispositivos conectados mecánicamente de la Fig. 1 con dos de las segundas empuñaduras unidas a ellos,
La Fig. 7 es un diagrama de bloques de un aparato que comprende una pluralidad de los 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.
Modos para poner en práctica la invención
Diseño de alojamiento:
El dispositivo 1 mostrado en la Fig. 1 se puede utilizar para la prueba no destructiva de un componente por medio de ultrasonidos.
Comprende un alojamiento 2 de, p. ej., diseño sustancialmente en forma cubo.
El alojamiento 2 tiene un lado 3 de prueba, que se ve mejor en la Fig. 2. Ventajosamente, el lado 3 de prueba es plano. Una pluralidad de transductores ultrasónicos bidireccionales 4 está dispuesta en el lado 3 de prueba del alojamiento 2. Cada transductor 4 comprende ventajosamente un activador piezoeléctrico equipado con una punta 5 y montado elásticamente en un soporte 6, p. ej., del tipo descrito en el documento WO 2016/029326.
Los transductores 4 están dispuestos ventajosamente en una matriz rectangular de filas y columnas. En la presente realización, esta matriz tiene tres filas y ocho columnas. Los transductores 4 en una única columna pueden, p. ej., ser parte de un único canal del dispositivo, como se describirá con más detalle a continuación.
El alojamiento 2 comprende además un primer y un segundo lado 8, 9 de montaje. Ambos son transversales, en particular perpendiculares, al lado 3 de prueba. Se extienden, al igual que el lado 3 de prueba, entre una primera cara 10 de extremo y una segunda cara 11 de extremo del alojamiento 2.
Finalmente, el alojamiento 2 comprende una superficie 14 de interfaz de usuario, que está ubicada ventajosamente opuesta a la superficie 3 de prueba. Como se ha mostrado en la Fig. 1, la superficie 14 de interfaz de usuario puede contener elementos de interfaz de usuario, tales como un dispositivo 15 de visualización y controles 16 operables por el usuario.
Como se ve mejor en la Fig. 1, una interfaz de empuñadura mecánica, generalmente indicada por 18, está dispuesta en el primer lado 8 de montaje. La interfaz 18 de empuñadura comprende una pluralidad de adaptadores mecánicos 20, ventajosamente al menos cuatro de ellos. En la realización de la Fig. 1, los adaptadores mecánicos 20 están dispuestos en una fila.
Además, una interfaz 22 de empuñadura eléctrica también está dispuesta en el lado 8 de montaje. Ventajosamente, la interfaz 22 de empuñadura eléctrica 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 mecánicos 20.
En particular, puede haber cuatro adaptadores mecánicos 20 en una fila y dos conectores eléctricos 24. En este caso, al numerar los adaptadores mecánicos a lo largo de la fila como primer a cuarto adaptador mecánico, el primer conector 24 está ubicado entre el primer y segundo adaptador mecánico, mientras que el segundo conector 24 está ubicado entre el tercer y cuarto adaptador mecánico. En este caso, los adaptadores eléctricos pueden ponerse en contacto no solo con una empuñadura simétrica, como se ha mostrado, p. ej., en la Fig. 3, sino también ser una empuñadura lateral que se conecte únicamente a los dos adaptadores mecánicos más exteriores, tal como se ha mostrado en las Figs. 4 y 5 y descrito con más detalle a continuación.
Como se ha mostrado en la Fig. 2, el dispositivo puede comprender además una interfaz mecánica auxiliar 26, nuevamente formada, p. ej., por una pluralidad de adaptadores mecánicos 20, dispuestos en el segundo lado 9 de montaje.
Diseño de la empuñadura:
El dispositivo está diseñado para conectarse a una pluralidad de empuñaduras diferentes, como se ha mostrado en las Figs. 3 y 4. El propósito de estas empuñaduras es proporcionar un asidero para que el usuario sujete el dispositivo mientras realiza una medición.
La Fig. 3 muestra una primera empuñadura 30, que está destinada a permitir que el usuario sujete el dispositivo con una sola mano.
La primera empuñadura 30 tiene un diseño simétrico y comprende una sección 32 de pie, así como una sección 34 de agarre. La sección 32 de pie 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, los tornillos 36 pueden estar ubicados en la sección 32 de pie, y atornillándose cada tornillo en uno de los adaptadores 20.
La sección 34 de agarre está montada ventajosamente en el centro de la sección 32 de pie para tener una distribución simétrica de fuerzas.
Ventajosamente, la sección 34 de agarre comprende una superficie 38 de agarre diseñada para proporcionar un agarre firme al usuario.
Cuando la primera empuñadura 30 está montada en el alojamiento 2, la sección 34 de agarre está ubicada en el centro entre la primera y la segunda caras 10, 11 de extremo del dispositivo 1 y se extiende alejándose del alojamiento 2. Ventajosamente, la sección 34 de agarre se extiende perpendicularmente a una línea que conecta la primera y segunda caras 10, 11 de extremo.
La primera empuñadura 30 comprende además un elemento 40 operable por el usuario para controlar al menos una operación del dispositivo 1 a través de la interfaz 22 de empuñadura eléctrica.
Aunque la primera empuñadura 30 está diseñada para sujetar el dispositivo 1 con una sola mano, las Figs. 4 y 5 muestran dos segundas empuñaduras 44, que están optimizadas para sujetar el dispositivo con las dos manos.
Cada segunda empuñadura 44 tiene una sección 46 de pie y una sección 48 de agarre. La sección 46 de pie 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 empuñadura mecánica del dispositivo 1. Nuevamente, los tornillos 36 pueden estar ubicados en la sección de pie 46 y estar atornillados en los adaptadores mecánicos 20.
Como puede verse mejor en las Figs. 4 y 5, la sección 48 de agarre se extiende de forma transversal, ventajosamente de forma perpendicular, a la sección 46 de pie, de tal manera que cada segunda empuñadura tiene sustancialmente forma de L.
Cuando se monta una segunda empuñadura 44 en el alojamiento 2, la sección 48 de agarre se extiende más allá de la primera o la segunda cara 10, 11 de extremo del alojamiento 2.
Como se ha mostrado en la Fig. 4, la interfaz 18 de empuñadura mecánica está estructurada para recibir dos de las segundas empuñaduras 44 al mismo tiempo, estando dispuestas sus secciones 48 de agarre en lados opuestos del alojamiento 2, es decir, el alojamiento 2 está ubicado entre las secciones 48 de agarre de las dos segundas empuñaduras 44.
Cada segunda empuñadura 44 también está ventajosamente provista 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 la primera y/o segunda empuñadura 30, 44 puede controlar al menos una de las siguientes funciones del dispositivo 1:
- Se puede utilizar para activar una medición.
- Se puede utilizar para almacenar una medición.
- Se puede utilizar para seleccionar una ganancia de los canales que están en modo de recepción.
- Se puede utilizar para seleccionar otro parámetro de la medición, tal como un modo de filtrado o una forma de pulso.
La Fig. 5 muestra cómo se puede colocar un conector 50, que se acopla con el conector 24 del dispositivo 1, en la sección 46 de pie de la segunda empuñadura 44. Comprende una serie de elementos 51 de contacto que entran en contacto con los elementos 25 de contacto del conector 24 cuando la empuñadura está montada en el dispositivo. También se puede ubicar al menos un conector similar en la sección 32 de pie de la primera empuñadura 30.
Depende del usuario decidir si el dispositivo debe ser hecho funcionar con la primera empuñadura 30 o con la segunda empuñadura 44, dependiendo del modo de uso previsto. Las empuñaduras se pueden intercambiar fácilmente.
Se pueden incluir otros tipos de empuñaduras con el aparato. Por ejemplo, una empuñadura también puede tener una sección de agarre ubicada arriba (es decir, en un espacio que se extiende perpendicularmente hacia fuera desde) la superficie 14 de la interfaz de usuario.
Interconexión de dispositivos:
Como se describirá con más detalle a continuación, varios de los dispositivos 1 pueden ensamblarse en un aparato para aumentar el número de canales de medición y/o la distancia entre ellos.
En este caso, cada dispositivo 1 puede ser sujetado por un usuario individualmente. Sin embargo, en una realización ventajosa, el aparato comprende al menos un conector mecánico estructurado y adaptado para conectar mecánicamente al menos dos de los dispositivos 1 entre sí. Esto se ilustra en la Fig. 6.
En la realización de la Fig. 6, el conector mecánico 52 está diseñado para unirse a las interfaces 18 de empuñadura mecánica de los dos dispositivos 1.
Ventajosamente, los dispositivos 1 y el conector mecánico 52 están estructurados de tal manera que los dispositivos 1 pueden montarse con la segunda cara frontal 11 de un primero de los dispositivos siendo adyacente a la primera cara 10 de extremo de un segundo de los dispositivos. Para ello, el conector mecánico 52 se monta en una primera parte de los adaptadores mecánicos 20 en el primer lado 8 de montaje de los alojamientos 1 del primer y segundo dispositivo.
En la realización de la Fig. 6, el conector mecánico 52 está montado en la mitad de los adaptadores mecánicos 20 de la interfaz 18 de empuñadura mecánica de cada dispositivo 1.
En esta configuración, y como se ha mostrado en la Fig. 6, dos de las segundas empuñaduras 44 se pueden montar en la segunda parte de los adaptadores mecánicos 20 de la interfaz 18 de empuñadura mecánica de cada dispositivo 1.
Para reforzar la conexión mecánica entre los dos dispositivos, también se puede montar un segundo conector mecánico, ventajosamente del mismo diseño que el conector mecánico 52, en los conectores mecánicos 20 en el segundo lado 9 de montaje de cada dispositivo.
Circuito del aparato:
Cuando se hacen funcionar varios dispositivos 1 en un único aparato, deben estar disponibles medios de sincronización y control central. Para ello, cada dispositivo 1 está equipado ventajosamente con una interfaz de dispositivo de par, así como con una interfaz de anfitrión. Ambas interfaces pueden estar conectadas por cable o de forma inalámbrica.
En la realización de las Figs. 1 - 6, las interfaces de dispositivo de par están equipadas con conectores 60 de enchufe para formar una cadena de todos los dispositivos 1 del aparato.
De manera similar, en la realización de las Figs. 1 - 6, la interfaz de anfitrión de cada dispositivo está equipada con un conector 62 de enchufe.
Una posible arquitectura de un aparato completo 64 con varios dispositivos 1 se ha mostrado en la Fig. 7.
El aparato 64 comprende una unidad central 66 conectada a uno de los dispositivos 1 por medio de una conexión 68 de anfitrión, mientras que los dispositivos 1 están conectados en cadena por medio de conexiones 70 de dispositivos.
La unidad central 66 puede, p. ej., ser una tableta. Normalmente, comprende un dispositivo 72 de visualización para mostrar datos de medición y una interfaz gráfica de usuario, así como controles de usuario, p. ej., implementándose mediante la utilización de un dispositivo sensible al tacto como dispositivo 72 de visualización.
La unidad central 66 forma la unidad de control central del aparato 64. Puede recibir datos de configuración del usuario, p. ej., una especificación de cuáles de los canales del dispositivo son para emitir una señal y cuáles de ellos son para recibir señales. También puede enviar las entradas del usuario como comandos a los dispositivos 1, hacerlos funcionar en consecuencia y recibir datos de medición a cambio. Puede procesar estos datos de medición y mostrar los resultados de una manera legible por el usuario en el dispositivo 72 de visualización. También puede comprender medios para almacenar o procesar más los datos de medición.
La Fig. 8 muestra un diagrama de bloques de un único dispositivo 1. Como se ha mencionado, cada dispositivo comprende una interfaz 72 de dispositivo de par para establecer comunicación con al menos otro dispositivo del aparato, p. ej., en una configuración de cadena como se ha descrito anteriormente, a través de las conexiones 70 de dispositivos.
También comprende un controlador maestro 73 que puede controlar los otros dispositivos del aparato.
Además, cada dispositivo comprende una interfaz 74 de datos de anfitrión para conectar el controlador maestro 73 a la unidad central 66 a través del conector 68 de anfitrión.
Finalmente, cada dispositivo 1 comprende una pluralidad de canales 76, cada uno de los cuales incluye al menos uno de los transductores 4. En la realización mostrada aquí, cada canal 76 comprende tres de los transductores 4.
Las funciones de estos componentes se describen ahora con más detalle.
El controlador maestro 73 se utiliza 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, también comprende N controladores maestros 73, cada uno de los cuales teóricamente puede controlar todos los demás dispositivos. Sin embargo, solo el controlador maestro 73 cuyo dispositivo 1 está conectado a la unidad central 66 a través de la interfaz 74 de datos de anfitrión asumirá esta función (actuando, así como el "controlador maestro activo"), mientras que los otros controladores maestros 73 solo actuarán como controladores locales para sus dispositivos respectivos.
Alternativamente, o además de eso, el controlador maestro activo puede ser el único controlador en el extremo de la conexión en cadena de los dispositivos 1.
El controlador maestro 73 comprende ventajosamente una CPU, así como un circuito FPGA, interconectados, p. ej., mediante un bus serie rápido. El FPGA se utiliza para generar todas las señales digitales para las que se requiere una sincronización precisa, p. ej., para generar las señales de reloj para los convertidores analógico/digital de los canales. La CPU, por otro lado, 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 maestro 73 puede controlar localmente el modo de los canales 76 en su propio dispositivo. Además, el controlador maestro activo 73, p. ej., el que está conectado directamente a la unidad host 66, puede controlar de forma remota el modo de los canales 76 en los otros dispositivos 1 mediante el envío de señales apropiadas a través de la interfaz 72 de dispositivo de par.
La interfaz 72 de dispositivo de par comprende un enlace 78 de datos para transmitir información que describe una señal que se ha de 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.
El enlace 78 de datos está ventajosamente configurado para transmitir uno o más de los siguientes artículos de información:
- Información sobre 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 maestro activo 73 a los canales individuales 76.
- Información que describe la señal que se ha de generar por los canales que están en modo de envío. Esta información puede incluir la forma de la señal, la amplitud de la señal, la fase de la señal (o el retraso de la señal), y se envía desde el controlador maestro activo 73 a los canales individuales 76.
- Información que describe la señal recibida por los canales. Esta información puede, p. ej., contener una serie de amplitudes de señal muestreadas durante un cierto intervalo de tiempo, y se envía desde los canales individuales 76 al controlador maestro activo 73.
- 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 de par también comprende un enlace 80 de activación adaptado y estructurado para sincronizar todos los dispositivos 1 a tiempo. En otras palabras, aunque cada dispositivo 1 normalmente tiene su propio generador de reloj, se puede enviar una señal de activación desde el controlador maestro activo a todos los dispositivos para establecer una referencia de tiempo común en todos ellos, permitiendo así enviar señales que son mutuamente sincronizadas y para recibir datos de señal con una base de tiempo común. El enlace 80 de activación puede, p. ej., ser una línea de señal simple que cambia su nivel cuando se va a iniciar una medición, una vez que toda la información de configuración necesaria ha sido distribuida a través del enlace 78 de datos.
Como se mencionó anteriormente, el enlace 78 de datos forma ventajosamente una conexión en tiempo no real, permitiendo así que los datos se transfieran de forma asíncrona entre los dispositivos 1. Esto es particularmente útil cuando se ha de transferir una gran cantidad de datos de medición desde los dispositivos individuales 1 al controlador maestro activo.
Para poder muestrear, en tiempo real, los datos de medida que describen las señales recibidas de los canales 76 mientras se transmiten posteriormente, en tiempo no real, al controlador maestro activo, cada controlador maestro comprende ventajosamente una memoria 75 adaptada para almacenar temporalmente los datos de medición de los canales 76.
Para aumentar el rendimiento de datos, y como se ha mostrado en la Fig. 8, cada canal 76 tiene su propia conexión 77 de datos a su controlador maestro local 73, aumentando así la velocidad de transferencia de datos entre los canales 76 y el controlador maestro 73 en comparación con una comunicación a través de un bus de datos común donde los canales 76 tienen que ser direccionados y consultados consecutivamente.
La Fig. 9 finalmente muestra un diagrama de bloques de un solo canal 76. Comprende una interfaz de canal 82 para interactuar con el controlador maestro local 73 del mismo dispositivo. La electrónica 84 del controlador se proporciona para generar señales eléctricas para activar los transductores 4 del canal, así como para recibir y amplificar las señales recibidas por los transductores 4. El controlador electrónico 84 puede contener convertidores analógico-digital, así como digital-analógico, en cuyo caso la transferencia de datos a través de la interfaz de canal 82 al controlador maestro local 73 puede ser digital.
Notas:
La interfaz 18 de empuñadura también se puede utilizar para unir componentes que no sean empuñaduras. En particular, la interfaz 18 de empuñadura se puede utilizar para montar el dispositivo 1 en un manipulador robótico que mueve automáticamente el dispositivo a las ubicaciones de medición deseadas en una muestra que se ha de examinar. En este caso, los adaptadores mecánicos 20 se utilizan para establecer una conexión mecánica con el manipulador, mientras que la interfaz 22 de empuñadura eléctrica puede establecer una conexión electrónica que permita activar automáticamente una medición.
El adaptador 20 puede, p. ej., comprender salientes que se extienden sobre el lado 8 de montaje, y las secciones de pie de las empuñaduras pueden incluir rebajes para recibir estos salientes, o viceversa, formando así una conexión de acoplamiento entre la sección de pie y los adaptadores.
El aparato es altamente escalable. El número de dispositivos 1 en un aparato puede ser grande si se va a llevar a cabo una medición compleja.
Los dispositivos 1 de un aparato pueden acoplarse mecánicamente entre sí, como se ha mostrado en la Fig. 6, o pueden estar separados entre sí, solo conectados entre sí electrónicamente a través de las interfaces 72 de dispositivo de par.
Los dispositivos 1 se pueden utilizar para medir señales reflejadas, así como transmitidas.
Los modos "modo de envío" y "modo de recepción" no son exclusivos. En particular, un canal puede estar configurado para estar en modo de envío, pero al mismo tiempo en modo de recepción, p. ej., para recibir un eco después de enviar un pulso.
El aparato es particularmente adecuado para crear una matriz en fase donde los canales generan señales desfasadas mutuamente. Alternativamente, o además de eso, el aparato puede ser hecho funcionar en modo SAFT donde 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 activarse por medio del controlador maestro activo y/o la unidad central 66. Las mediciones pueden ejecutarse continuamente para obtener una imagen en tiempo real en el dispositivo de visualización 72 de la unidad central 66. En este caso, las mediciones individuales se pueden almacenar, p. ej., haciendo funcionar el elemento 40 operable por el usuario en una de las empuñaduras.
Cada dispositivo 1 puede tener su propia fuente de alimentación, tal como una batería recargable.
Si bien se han mostrado y descrito realizaciones actualmente preferidas de la invención, ha de entenderse claramente que la invención no se limita a las mismas, sino que puede realizarse y ponerse en práctica de otra manera dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato para probar un componente por medio de ultrasonidos que comprende varios dispositivos (1), en el que cada dispositivo (1) comprende
un alojamiento (2),
una pluralidad de transductores ultrasónicos bidireccionales (4) dispuestos en un lado (3) de prueba de dicho alojamiento (2),
electrónica (84) de controlador dispuesta en dicho alojamiento (2) para hacer funcionar dichos transductores (4),
una interfaz (18) de empuñadura mecánica dispuesta en dicho alojamiento (2) para montar una empuñadura (30, 44), y
un conjunto de empuñaduras (30, 44) de diferentes formas, en el que cada empuñadura está estructurada para ser montada en dicha interfaz (18) de empuñadura mecánica,
en el que el aparato comprende, además
al menos un conector mecánico (52), en el que dicho conector mecánico (52) está estructurado y adaptado para conectar mecánicamente al menos dos de dichos dispositivos (1) entre sí estando unidos a dichas interfaces (18) de empuñadura mecánica de los dos dispositivos (1).
2. El aparato según la reivindicación 1, en el que dicha interfaz (18) de empuñadura mecánica está estructurada para recibir una, así como dos de dichas empuñaduras (30, 44) a la vez.
3. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha interfaz (18) de empuñadura mecánica comprende una pluralidad de adaptadores mecánicos (20) ubicada en un primer lado (8) de montaje de dicho alojamiento (2), en la que dicho primer lado (8) de montaje es transversal, en particular perpendicular, a dicho lado (3) de prueba y se extiende entre una primera y una segunda cara (10, 11) de extremo del alojamiento (2).
4. El aparato según la reivindicación 3, que comprende al menos una primera empuñadura (30) que tiene una sección (32) de pie adaptada y estructurada para conectarse a al menos uno de dichos adaptadores (20) así como una sección (34) de agarre que ha de ser agarrada por un usuario, en la que, cuando dicha primera empuñadura (30) está montada en dicho alojamiento (2), dicha sección (34) de agarre está ubicada en un centro entre dicha primera y dicha segunda cara (10, 11) de extremo y se extiende alejándose de dicho alojamiento (2).
5. El aparato según la reivindicación 4, en el que dicha sección (32) de pie está adaptada y estructurada para conectar a al menos dos de dichos adaptadores (20) cuando están siendo montados en dicho alojamiento (2) y en el que dicha sección (34) de agarre está montada en el centro de dicha sección (32) de pie.
6. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5 que comprende al menos una segunda empuñadura (44) que tiene una sección (46) de pie adaptada y estructurada para conectar a al menos uno de dichos adaptadores (20) así como una sección (48) de agarre que ha de ser agarrada por el usuario, en la que, cuando dicha segunda empuñadura (44) está montada en dicho alojamiento (2), dicha sección (48) de agarre sobresale sobre la primera y segunda cara (10, 11) de extremo del alojamiento (2).
7. El aparato según la reivindicación 6, que comprende al menos dos de dichas segundas empuñaduras (44), en el que dicha interfaz (18) de empuñadura mecánica está adaptada y estructurada para recibir dos de dichas segundas empuñaduras (44) a la vez, estando dispuestas las secciones (48) de agarre de dichas segundas empuñaduras (44) en lados opuestos de dicho alojamiento (2).
8. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en el que dicha sección (48) de agarre de dicha segunda empuñadura (44) se extiende transversalmente, en particular perpendicularmente, a la sección (46) de pie de dicha segunda empuñadura (44).
9. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende además una interfaz (22) de empuñadura eléctrica dispuesta en dicho alojamiento (2) para proporcionar una conexión eléctrica a al menos una de dichas empuñaduras (30, 44) montada en dicha interfaz (18) de empuñadura mecánica, y en la que al menos parte de dichas empuñaduras (30, 44) comprende un elemento (40) operable por el usuario para controlar el aparato a través de dicha interfaz (22) de empuñadura eléctrica.
10. El aparato según la reivindicación 3, en el que dichos dispositivos (1) y dicho conector mecánico (52) están estructurados de tal manera que dichos dispositivos (1) pueden montarse con la segunda cara (11) de extremo de un primero de dichos dispositivos (1) siendo adyacente a la primera cara (10) de extremo de un segundo de dichos dispositivos (1) montando dicho conector mecánico (52) en una primera parte de dichos adaptadores mecánicos (20) en el primer lado (8) de montaje del alojamiento (2) del primer y del segundo dispositivo (1).
11. El aparato según la reivindicación 10 y en el que los dispositivos (1) son según la reivindicación 6, en el que, cuando dichos primer y segundo dispositivos (1) están montados con las caras (10, 11) de extremo adyacentes entre sí y dicho conector mecánico (52) está montado en dicha primera parte de dichos adaptadores mecánicos (20), dos de dichas segundas empuñaduras (44) pueden estar montadas en una segunda parte de dichos adaptadores mecánicos (20).
12. El aparato según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada dispositivo comprende, además una interfaz (72) de dispositivo de par para establecer comunicación con al menos otro dispositivo de dichos dispositivos (1), y
un controlador maestro (73) adaptado y estructurado para controlar dicho al menos otro dispositivo a través de dicha interfaz (72) de dispositivo de par, en el que la pluralidad de transductores ultrasónicos bidireccionales son idénticos.
13. El aparato según la reivindicación 12, en el que cada dispositivo comprende varios canales (76), incluyendo cada canal (76) al menos uno de dichos transductores (4), en particular varios 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 maestro (73) 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 a distancia e individualmente el modo de los canales (76) en dicho al menos otro dispositivo.
14. El aparato según la reivindicación 13, en el que dicha interfaz (72) de dispositivo de par comprende un enlace (78) de datos adaptado y estructurado para transmitir información que describe una señal que se ha de generar en dicho modo de envío y/o que describe una señal recibida en dicho modo de recepción.
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