ES2997532T3 - Digital voltage detection device - Google Patents

Abstract

Un dispositivo de detección de voltaje digital incluye componentes de hardware de circuito configurados para detectar una fuente de voltaje presente dentro de una proximidad particular de una ubicación del dispositivo de detección de voltaje digital, y detectar una dirección en la que se encuentra la fuente de voltaje con respecto a la ubicación del dispositivo de detección de voltaje digital. La dirección es una dirección aproximada. El dispositivo de detección de voltaje digital incluye además un componente de indicación electrónica acoplado con los componentes de hardware de circuito para indicar la dirección en la que se encuentra la fuente de voltaje con respecto a la ubicación del dispositivo de detección de voltaje digital. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo digital de detección de tensión

Referencia cruzada a solicitudes de patente relacionadas

Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional estadounidense número 62/432.817, presentada el 12 de diciembre de 2016, titulada “ Dispositivo de detección de energía” ; “ La solicitud de patente provisional estadounidense número 62/534.922, presentada el 20 de julio de 2017, titulada “ Dispositivo de advertencia de detección de energía” , y la solicitud de patente no provisional estadounidense número 15/809.958, presentada el 10 de noviembre de 2017.

Antecedentes

Campo técnico

Esta descripción se refiere a un dispositivo que proporciona una notificación de advertencia de seguridad (alerta, alarma, aviso, etc.) a un usuario del dispositivo cuando el usuario se acerca a un conductor energizado. Además, el dispositivo descrito en la presente memoria puede proporcionar una notificación que indique una dirección aproximada al conductor energizado en relación con la orientación del dispositivo con el usuario.

Descripción de la técnica relacionada

Desde el descubrimiento de la capacidad de aprovechar y manipular la energía eléctrica, la energía eléctrica ha tenido una gran demanda en todo el mundo. En algunos casos, los trabajadores de la industria energética están instalando nuevos sistemas de energía para suministrar energía a lugares que aún no están conectados. En otros casos, los trabajadores están actualizando o mejorando los sistemas establecidos, o reparando o reconstruyendo los sistemas de energía dañados por causas naturales y/o eventos accidentales. Sin embargo, en otros casos, a los trabajadores se les puede encomendar la tarea de retirar un sistema de energía de un área donde ya no se necesita o no se desea energía. Independientemente de la tarea, los trabajadores de la industria energética participan constantemente en actividades relacionadas con los sistemas de energía que conllevan peligros inherentes que podrían dañar a los trabajadores.

A pesar de las normas y prácticas de seguridad diseñadas para prevenir accidentes en la industria energética, siguen ocurriendo lesiones y muertes de personas. En un año reciente, el número anual de muertes relacionadas con la electricidad seguía superando las 130 solo en EE. UU. Por lo tanto, se necesitan medidas de seguridad adicionales.

Los dispositivos convencionales que proporcionan una advertencia personal de un riesgo de alta tensión suelen ser dispositivos analógicos voluminosos. Algunos dispositivos convencionales se pueden llevar alrededor del cuello del trabajador o sujetarlos al bolsillo frontal, al casco o al cinturón del usuario, pero pueden resultar engorrosos debido a su tamaño. En un caso, un dispositivo convencional está integrado directamente en el casco del trabajador. Los dispositivos convencionales generalmente producen advertencias simples basadas únicamente en la detección de la presencia de un campo eléctrico o magnético cercano, a menudo solo una vez que se detecta un umbral de intensidad de campo particular. Se conocen ejemplos de dispositivos de detección de conductores convencionales a partir de los documentos US20131.278.278A1, EP1296150A1 y EP3.312.620A1, siendo este último de la técnica anterior en el sentido del artículo 54 (3) del EPC. En algunos casos, los dispositivos convencionales son demasiado sensibles y generan advertencias innecesarias.

En consecuencia, los dispositivos convencionales tienen varios problemas y limitaciones.

Breve descripción de los dibujos

La Descripción Detallada se expone con referencia a las figuras adjuntas. En las figuras, el/los dígito(s) más a la izquierda de un número de referencia identifica la figura en la que aparece primero el número de referencia. El uso de los mismos números de referencia en diferentes figuras indica artículos similares o idénticos. Además, los dibujos pueden considerarse que proporcionan una representación aproximada de los tamaños relativos de los componentes individuales dentro de las figuras individuales. Sin embargo, los dibujos no están a escala y los tamaños relativos de los componentes individuales, tanto dentro de las figuras individuales como entre las diferentes figuras, pueden variar de lo que se representa. En particular, algunas de las figuras pueden representar componentes de un cierto tamaño o forma, mientras que otras figuras pueden representar los mismos componentes en una escala más grande o en forma diferente para mayor claridad.

La figura 1 ilustra una vista esquemática de la interacción entre una señal de campo y un dispositivo de advertencia de detección de energía según una realización de la presente descripción.

La figura 2 ilustra un esquema eléctrico de una realización de un dispositivo de advertencia de detección de energía.

La figura 3 ilustra un esquema eléctrico de una realización de un flujo de proceso de señales en un dispositivo de advertencia de detección de energía.

La figura 4 ilustra un esquema eléctrico de una realización de un flujo de proceso de señales que puede ocurrir dentro del microcontrolador de un dispositivo de advertencia de detección de energía.

La figura 5 ilustra un esquema eléctrico de una realización de un flujo de proceso de señales que puede ocurrir dentro del microcontrolador de un dispositivo de advertencia de detección de energía.

La figura 6 ilustra una vista esquemática de una realización de una disposición de antenas para la detección direccional de campos electromagnéticos.

La figura 7 ilustra una vista lateral de un usuario que lleva puesta una versión portátil de un dispositivo de advertencia de detección de energía, y una vista inferior de un casco con el dispositivo conectado al mismo.

La figura 8 ilustra una vista en perspectiva de un dispositivo de advertencia de detección de energía según una realización de la presente descripción en la figura 7.

La figura 9 ilustra una vista inferior, superior y lateral del dispositivo de advertencia de detección de energía de la figura 7 según una realización de la presente descripción.

La figura 10 ilustra una vista esquemática de los componentes del dispositivo de advertencia de detección de energía de la figura 7 según una realización de la presente descripción.

La figura 11 ilustra otra vista esquemática de los componentes del dispositivo de advertencia de detección de energía de la figura 7 según una realización de la presente descripción.

La figura 12 ilustra variaciones de realizaciones de sensores de campo eléctrico según la presente descripción.

La figura 13 ilustra una vista esquemática de los componentes de una realización de un sensor según la presente descripción.

La figura 14 ilustra los efectos de un magnetómetro y un concentrador de flujo según una realización de la presente descripción.

La figura 15 ilustra a un usuario en un entorno con un conductor energizado oculto y gráficos relacionados con el campo medido cuando un dispositivo portátil de advertencia de detección de energía se inclina y gira según una realización de la presente descripción.

La figura 16 ilustra una representación esquemática de una máquina de estado finito utilizada para la detección direccional de la tensión, tal como se usa en una realización de la presente descripción.

La figura 17 ilustra un escenario ejemplar de un usuario en presencia de un campo magnético y gráficos relacionados con la medición y los datos asociados con la detección del campo magnético utilizado para la detección direccional de un cable portador de corriente, según una realización de la presente descripción.

La figura 18 ilustra una realización de un esquema de proceso de flujo de control según la presente descripción.

La figura 19 ilustra representaciones esquemáticas y gráficos que se correlacionan con una realización de un proceso de detección direccional según la presente descripción.

Descripción detallada

Descripción general

La siguiente descripción describe varias características y conceptos para su implementación en un dispositivo de advertencia de detección de energía. Es decir, si bien la descripción describe “ un” o “ el” dispositivo de advertencia de detección de energía, el artículo (por ejemplo, “ un” , “ un” o “ el” ) utilizado antes del “ dispositivo de advertencia de detección de energía” no pretende indicar una limitación de las características del dispositivo en sí, a menos que se indique lo contrario. De hecho, pueden ser posibles múltiples realizaciones de un dispositivo de advertencia de detección de energía utilizando una o más de las diversas características y conceptos en diferentes implementaciones y/o combinaciones. Por ejemplo, si bien las figuras pueden representar una realización de un dispositivo portátil de advertencia de detección de energía, se contempla que una o más características y conceptos descritos en la presente memoria en relación con el dispositivo portátil puedan implementarse en otras realizaciones no portátiles, tales como, por ejemplo, una realización de las características integradas en un vehículo configuradas para alertar a los ocupantes de un vehículo de posibles riesgos.

Además, se observa que, a lo largo de la descripción, los términos “ dispositivo” , “ dispositivo de advertencia” , “ dispositivo de detección de energía” , “ dispositivo portátil” y “ dispositivo de advertencia de detección de energía” se pueden usar indistintamente para referirse a una o más realizaciones variables del “ dispositivo de advertencia de detección de energía” mencionado anteriormente.

Un dispositivo de advertencia de detección de energía tal como se describe en la presente memoria puede tener la función principal de detectar conductores energizados cercanos y alertar a los usuarios sobre la presencia de los mismos mediante una o más notificaciones sensoriales. Tales notificaciones se emiten con la intención de reducir la incidencia de lesiones por electrocución. Este objetivo puede lograrse cuando el dispositivo de advertencia se usa en un entorno en el que la ubicación de un conductor energizado puede ser desconocida. Por lo tanto, una versión portátil del dispositivo puede beneficiar en gran medida a los operarios de servicios públicos, los electricistas, el personal de rescate en caso de desastre, etc. Además, el dispositivo puede ser lo suficientemente compacto como para llevarlo en una variedad de lugares sin molestar al usuario ni causar molestias.

En una realización, un dispositivo portátil de advertencia de detección de energía puede sujetarse al ala de un casco, lo que puede proporcionar ventajas en la detección y la indicación de la ubicación debido a la relativa estabilidad en la orientación. Si bien esta realización en la que los clips a un casco se pueden llevar en cualquier parte de la ropa o el cuerpo del usuario mediante la misma acción de enganche o una acción similar, se contempla que el dispositivo de advertencia de detección de energía pueda estructurarse en otras configuraciones (diferentes a las mostradas) con diferentes medios de conexión (no mostrados), que pueden ser más compatibles con la fijación en lugares a la ropa o al cuerpo de un usuario (no se muestran) distintos del ala de un casco. En dichas realizaciones alternativas, se contempla que las características y los procesos ejecutados por el dispositivo de advertencia de detección de energía puedan ser los mismos o similares a los descritos en la presente memoria. Además, también se entiende que en tales configuraciones estructurales alternativas, los procesos descritos en la presente memoria pueden modificarse en comparación con los que se describen a continuación en la presente memoria para compensar el cambio de estructura y/o la diferencia en el posicionamiento relativo, etc. Por lo tanto, se puede formar un dispositivo de advertencia de detección de energía en otras realizaciones estructurales que incluyen, pero no se limitan a, una estructura configurada para usarse en la muñeca de un usuario (no se muestra). De ello se deduce además que la disposición y la orientación de los componentes internos en un modelo que lleva puesto una pulsera pueden alterarse a partir de la descripción de la presente memoria para adaptarse a las diferencias que puedan existir en la forma de detección según los movimientos comunes de la muñeca de un usuario, en comparación con los movimientos de la cabeza de un usuario sobre la que se apoya un casco que lleva un dispositivo de advertencia.

Independientemente de la configuración estructural, en una realización, la ubicación de un conductor energizado puede detectarse convirtiendo una señal analógica en una señal digital, y se puede iniciar una notificación de seguridad para alertar al usuario sobre la presencia y ubicación de un conductor energizado peligroso. Incluso si la distancia precisa entre un conductor energizado y el dispositivo no se determina fácilmente, el dispositivo de detección proporciona al usuario un “ sexto sentido” de la existencia de un conductor energizado potencialmente dañino dentro de una proximidad particular alrededor del usuario. Por lo tanto, el dispositivo de advertencia de detección de energía puede mejorar la seguridad en un entorno de trabajo y ayudar al trabajador cuando trabaja cerca de un equipo de alta tensión.

El dispositivo de advertencia de detección de energía puede usar cualquier combinación de notificaciones visuales, auditivas o táctiles para alertar al usuario cuando se acerca y/o entra en una proximidad particular de un conductor energizado. Las notificaciones de advertencia pueden iniciarse mediante una señal emitida por un microcontrolador (también denominado en la presente memoria la unidad central de procesamiento “ CPU” , que incluye varios componentes de hardware y/o software que se describen con más detalle en la presente memoria a continuación). En un nivel alto, el dispositivo de advertencia puede implementar sensores (por ejemplo, uno o más componentes de antena) que están configurados para detectar un conductor energizado con una proximidad determinada del mismo. En una realización, la proximidad particular, en la que se puede iniciar una notificación de advertencia, puede definirse, por ejemplo, como una distancia de aproximadamente seis veces la distancia mínima de aproximación (“ MAD” ) estándar de la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (“ OSHA” ) entre un usuario y un conductor energizado. El MAD varía con respecto a la tensión del campo detectado. La distancia de la proximidad particular alrededor del conductor energizado puede variar desde 10 veces la MAD hasta menos de 6 veces la MAD. Aunque el dispositivo de advertencia puede programarse para que se active a distancias inferiores a las normas MAD establecidas por la OSHA, tal realización puede considerarse insegura y, por lo tanto, poco práctica.

Cabe señalar que muchos, si no todos, los conductores energizados pueden ser peligrosos según las circunstancias. Sin embargo, el riesgo de daño aumenta a medida que aumenta la energía potencial que se puede liberar (es decir, una tensión más alta se relaciona con un mayor potencial de daño físico grave); y a medida que aumenta la cantidad de energía eléctrica en la proximidad, la magnitud de la señal de campo a detectar también aumenta, lo que permite que el dispositivo detecte conductores que transportan alta tensión a mayores distancias. En cualquier caso, el dispositivo de advertencia de detección de energía puede configurarse para detectar campos eléctricos o magnéticos que tengan al menos una magnitud predeterminada mínima para indicar así que es posible un mayor riesgo de daño. En un ejemplo, cuando un usuario que lleva puesto un dispositivo portátil de advertencia de detección de energía se acerca a una toma de corriente eléctrica estándar que funciona correctamente, donde el riesgo de daño es bajo para un trabajador, no es probable que el dispositivo inicie una advertencia a menos que el dispositivo esté colocado a la altura de la toma de corriente y a unos pocos centímetros de ella. Por el contrario, en una realización de un dispositivo de advertencia de detección de energía configurado para emitir una notificación de advertencia dentro de seis veces el MAD, cuando un usuario que lleva puesto el dispositivo de advertencia de detección de energía se acerca a un cable con corriente que transporta 1,1 KV o más, el dispositivo de advertencia de detección de energía puede iniciar una advertencia cuando el usuario se encuentre a aproximadamente 12 pies del cable con corriente (suponiendo que el MAD mida entre 24 a 25 pulgadas), por ejemplo.

En el caso de que un usuario se acerque a un conductor energizado, es útil saber que existe un conductor cerca. Sin embargo, sin tener una idea de dónde está el conductor, el mero conocimiento de que el conductor está en algún lugar cercano puede no ser suficiente para proteger adecuadamente al usuario, ya que el conductor energizado puede permanecer oculto o pasar desapercibido hasta que sea demasiado tarde, y el usuario podría lesionarse. En consecuencia, como se describe en la presente memoria, más allá de simplemente detectar la presencia de un conductor energizado, el dispositivo de advertencia de detección de energía de la presente descripción también puede alertar al usuario de la dirección en la que se encuentra el conductor energizado en relación con la orientación del dispositivo, junto con un nivel de riesgo de electrocución. Cuando un usuario se mueve en una zona, el dispositivo puede usar uno o más componentes de notificación de advertencia para indicar además la dirección aproximada del conductor energizado desde el dispositivo, ya sea a la izquierda o a la derecha del usuario, o directamente delante o detrás del dispositivo, ya que está orientado hacia un usuario.

Dado que los conductores energizados pueden emitir un campo eléctrico debido a la carga en el conductor y un campo magnético debido a la corriente que fluye a través del conductor, el dispositivo de advertencia de detección de energía descrito en la presente memoria puede configurarse para detectar campos eléctricos y/o campos magnéticos. Usando datos históricos de uno o ambos campos detectados, el dispositivo de advertencia puede aproximarse a la direccionalidad de un conductor energizado con respecto a la posición del dispositivo.

Por ejemplo, en una versión portátil, en donde el dispositivo se engancha a la parte delantera del casco del usuario, el dispositivo puede determinar una orientación absoluta del dispositivo basándose, al menos en parte, en el vector gravitacional y el vector del campo magnético terrestre, de forma similar a cómo funciona una brújula para determinar el norte magnético. Una vez que se determina la orientación absoluta, el movimiento del usuario, ya sea moviendo todo el cuerpo del usuario (por ejemplo, caminando, corriendo, siendo transportado, etc.) o simplemente girando o inclinando la cabeza del usuario, puede determinarse en relación con la orientación absoluta, y si, durante el movimiento, se detecta una señal de campo eléctrico y/o magnético, se pueden activar uno o más componentes de notificación de advertencia (por ejemplo, auditivo, visual, sensorial) para indicar la dirección en la que se detecta el pico del campo eléctrico y/o magnético.

En una realización, tras la detección de un conductor energizado, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede accionar uno o más LED para orientar al usuario en la dirección relativa del conductor energizado. Esto puede lograrse, por ejemplo, iluminando una serie de LED con niveles crecientes de brillo dispuestos secuencialmente en todo el dispositivo en la dirección del conductor energizado, de tal modo que el LED más brillante esté ubicado en el lado del dispositivo correspondiente a la dirección del conductor energizado; iluminar uno o más LED con niveles de brillo que aumentan gradualmente como un grupo, a medida que el dispositivo se orienta hacia la dirección del conductor energizado; iluminar una serie de LED, ya sea completamente encendidos o completamente apagados de forma intermitente, en una secuencia a lo largo del dispositivo en la dirección del conductor energizado; iluminar, ya sea completamente encendidos o completamente encendidos/apagados de forma intermitente, uno o más LED dispuestos en un lado del dispositivo correspondiente a la dirección relativa del conductor energizado; o una combinación de más de uno de los ejemplos antes mencionados, etc. Además, a medida que el dispositivo se mueve con el usuario en la dirección indicada, el dispositivo puede alterar el accionamiento de uno o más LED cuando el dispositivo está orientado en una alineación sustancial con la dirección en la que se detecta el pico del campo eléctrico y/o magnético. Una alteración del accionamiento puede incluir, por ejemplo, acciones como que el dispositivo pueda: dejar de iluminar la serie de LED de forma secuencial; iluminar completamente uno o más LED simultáneamente; ralentizar la secuencia de iluminación; dejar de iluminar uno o más LED por completo, etc.

Además, y/o alternativamente, tras la detección de un conductor energizado, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede accionar uno o más motores vibracionales para orientar al usuario en la dirección relativa del conductor energizado. Esto puede lograrse, por ejemplo, accionando una serie de motores vibracionales a niveles crecientes de intensidad vibratoria dispuestos secuencialmente a través del dispositivo en la dirección del conductor energizado, de tal modo que el motor que vibra más intensamente esté ubicado en el lado del dispositivo correspondiente a la dirección del conductor energizado; accionar uno o más motores vibracionales con niveles de intensidad que aumentan gradualmente como un grupo, a medida que el dispositivo se orienta hacia la dirección del conductor energizado; accionar una serie de motores vibratorios a una intensidad similar, encendidos o apagados intermitentemente, en una secuencia, a través del dispositivo en la dirección del conductor energizado; accionar uno o más motores vibracionales dispuestos en un lado del dispositivo correspondiente a la dirección relativa del conductor energizado; o una combinación de más de uno de los ejemplos mencionados anteriormente, etc. Además, a medida que el dispositivo se mueve con el usuario en la dirección indicada, el dispositivo puede alterar el accionamiento de uno o más motores vibratorios cuando el dispositivo está orientado en una alineación sustancial con la dirección en la que se detecta el pico del campo eléctrico y/o magnético. Una alteración del accionamiento puede incluir, por ejemplo, acciones tales como que el dispositivo pueda: dejar de accionar los motores vibracionales de forma secuencial; activar completamente todos los motores vibracionales simultáneamente; ralentizar la secuencia vibratoria; detener completamente la vibración de los motores vibratorios, etc.

Además, y/o alternativamente, tras la detección de un conductor energizado, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede iniciar una o más señales auditivas, a través de un altavoz, por ejemplo, para orientar al usuario en la dirección relativa del conductor energizado. Esto puede lograrse emitiendo un sonido o un lenguaje, por ejemplo: accionando una serie de altavoces a niveles de volumen crecientes dispuestos secuencialmente en todo el dispositivo en la dirección del conductor energizado, de tal modo que el altavoz más fuerte esté ubicado en el lado del dispositivo correspondiente a la dirección del conductor energizado; accionar uno o más altavoces con niveles de tonalidad y/o intensidad que aumentan gradualmente como un grupo, a medida que el dispositivo está orientado hacia la dirección del conductor energizado, y el tono y/o la intensidad pueden ser más altos cuando el usuario mira directamente en la dirección del conductor energizado (en relación con el valor de campo de energía medido más alto); accionar una serie de altavoces con una intensidad similar, encendidos o apagados de forma intermitente, en una secuencia, a través del dispositivo en la dirección del conductor energizado; accionar uno o más altavoces dispuestos en un lado del dispositivo correspondiente a la dirección relativa del conductor energizado; accionar un altavoz para indicar la dirección verbalmente (por ejemplo, derecha, izquierda, adelante, detrás, etc.); enviar una dirección sonora o verbal a los auriculares de un usuario (no mostrados) en uno o ambos lados; o una combinación de más de uno de los ejemplos mencionados anteriormente, etc. Además, a medida que el dispositivo se mueve con el usuario en la dirección indicada, el dispositivo puede alterar el accionamiento de uno o más altavoces cuando el dispositivo está orientado en una alineación sustancial con la dirección en la que se detecta el pico del campo eléctrico y/o magnético. Una alteración del accionamiento puede incluir, por ejemplo, acciones tales como que el dispositivo pueda: dejar de accionar los altavoces de forma secuencial; activar completamente todos los altavoces simultáneamente; ralentizar la secuencia auditiva; detener completamente la activación de los altavoces, etc.

Además, y/o alternativamente, tras la detección de un conductor energizado, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede accionar una o más pantallas digitales para orientar al usuario en la dirección relativa del conductor energizado. Esto puede lograrse, por ejemplo, accionando una pantalla iluminada por LED para representar las palabras “ izquierda” , “ derecha” , “ frontal” , “ atrás” , etc., o simplemente con una flecha que apunta hacia el lado del dispositivo correspondiente a la dirección del conductor energizado; u otra visualización visualmente descriptiva de la ubicación; o una combinación de más de uno de los ejemplos mencionados anteriormente, etc. Además, a medida que el dispositivo se mueve con el usuario en la dirección indicada, el dispositivo puede alterar el accionamiento de una o más pantallas digitales cuando el dispositivo está orientado en una alineación sustancial con la dirección en la que se detecta el pico del campo eléctrico y/o magnético. Una alteración del accionamiento puede incluir, por ejemplo, acciones tales como que el dispositivo deje de accionar la pantalla digital, mostrar un símbolo indicativo diferente (por ejemplo, una línea ondulada, una señal de parada, un signo de exclamación, etc.), ilumine toda la pantalla de forma continua o parpadeante, etc.

En una realización, el dispositivo de advertencia de detección de energía puede implementar un proceso de detección de sensibilidad adaptativa (“ASD” ). En términos generales, la sensibilidad de detección del dispositivo se adapta al entorno para ser útil sin ser excesiva, de modo que los usuarios no se molesten con notificaciones innecesarias y acaben retirando el dispositivo. Por lo tanto, el dispositivo de advertencia puede funcionar con sensibilidad en un área libre de campos electromagnéticos (“ EMF” ), así como en un área intensa de campos electromagnéticos (por ejemplo, una subestación eléctrica). En una realización que utiliza el proceso ASD, el dispositivo puede emitir notificaciones de alerta basadas en los cambios históricos en los campos detectados desde un conductor energizado. Es decir, cuando un usuario entra en una proximidad particular en la que se puede detectar un campo eléctrico y/o magnético, el dispositivo de advertencia mide un cambio positivo en el campo detectado. Al detectar el cambio positivo, el dispositivo de advertencia puede iniciar una notificación de advertencia que dura un período de tiempo predeterminado (por ejemplo, aproximadamente 10 segundos, aproximadamente 20 segundos, aproximadamente 30 segundos, etc.). Al final del período de tiempo predeterminado, el umbral operativo puede ajustarse al nivel detectado de la EMF en el entorno actual. Posteriormente, cada vez que el usuario se acerca al conductor energizado, se mide un cambio positivo adicional en el campo detectado y se emite nuevamente una notificación de advertencia. En una realización, el umbral de activación para la intensidad de la notificación de advertencia puede escalar con el umbral operativo ajustado, de modo que las notificaciones de advertencia sigan más de cerca la forma de curva exponencial natural del<e>M<f>medido.

Al usar el proceso ASD, el dispositivo de advertencia puede detectar un conductor energizado dentro de una proximidad particular del conductor energizado. El dispositivo puede configurarse además de tal modo que, después de emitir una notificación de advertencia para la detección del conductor energizado en esa proximidad particular durante un período de tiempo predeterminado, el dispositivo adapte el proceso de advertencia al nivel de tensión detectado actualmente, de modo que no se vuelva a emitir ninguna notificación de advertencia al usuario mientras el dispositivo permanezca dentro de la misma proximidad. En una realización, el dispositivo que usa ASD puede configurarse además de tal modo que no se inicie una notificación de advertencia posterior a menos que: 1) un usuario restablezca el umbral de notificación de advertencia del dispositivo, ya sea automática o manualmente (por ejemplo, un usuario permanece dentro de la misma proximidad del conductor energizado que cuando se inició la notificación de advertencia anterior); 2) la proximidad del dispositivo al conductor energizado disminuya (por ejemplo, el usuario se acerca al conductor con el dispositivo); o 3) el dispositivo se vuelve a adaptar a un nivel de tensión detectado más bajo antes de volver a detectar el nivel de tensión previamente detectado (por ejemplo, el usuario se aleja del conductor con el dispositivo y luego vuelve a entrar en la proximidad particular).

En consecuencia, en una realización que implementa el proceso ASD, un usuario que esté trabajando sustancialmente en una ubicación estática durante un período de tiempo superior al período de tiempo predeterminado de la notificación de advertencia (por ejemplo, un operario de línea que esté trabajando en lo alto de un poste de servicio público en una posición esencialmente estática con respecto a una línea activa durante un período de tiempo prolongado), no necesita estar sujeto a notificaciones de advertencia prolongadas o interminables, ya que el operario no puede abandonar la proximidad particular en la que la advertencia se inició la notificación, ni el operario recibe ninguna más cerca del conductor. Además, el dispositivo de advertencia de detección de energía puede incluir un elemento accionable (por ejemplo, un botón, un interruptor, etc.) que el usuario puede accionar manualmente para terminar la notificación de advertencia antes del final del período de tiempo predeterminado. El botón puede accionarse adicional y/o alternativamente para hacer que el dispositivo se adapte instantáneamente al nuevo nivel de tensión detectado.

Como puede desearse garantizar que un dispositivo de advertencia de detección de energía funciona correctamente antes de usarlo en un trabajo, se puede incorporar una función de autocomprobación en una realización del dispositivo. Más específicamente, el microcontrolador puede aplicar periódicamente señales de prueba a pequeña escala al (los) sensor(es) (p. ej., sensores de campo eléctrico y/o magnético), para garantizar que el (los) sensor(es) funciona(n) correctamente. Dado que el (los) sensor(es) puede(n) ser susceptibles de sobreexposición después de su uso, se puede realizar la autocomprobación para determinar si se debe utilizar el dispositivo.

Además, en una realización, el dispositivo de advertencia puede grabar en la memoria, integrada en el dispositivo de advertencia, datos relativos al uso del dispositivo de advertencia. Dichos datos pueden incluir, pero no se limitan a: la identificación del usuario, la duración del uso, la forma de uso (por ejemplo, la orientación del dispositivo durante el uso, la cantidad de advertencias emitidas, el cumplimiento por parte del usuario de las notificaciones de advertencia, etc.), los errores encontrados, la ubicación geográfica del dispositivo y la ubicación donde se emitieron las notificaciones de advertencia, etc. Estos datos pueden ser recopilados y organizados por el dispositivo de advertencia y/o por un dispositivo receptor destinado a recibir los datos. Los datos se pueden transferir mediante una transferencia por cable o inalámbrica al dispositivo receptor. Los datos pueden analizarse además mediante el dispositivo receptor y/o los datos pueden transferirse además a un servidor para un análisis posterior y/o adicional. Los datos pueden incluir información para analizar las métricas de seguridad en el lugar de trabajo para evaluar las prácticas de seguridad de los trabajadores. Los ejemplos de posibles dispositivos de recepción pueden incluir un teléfono móvil, una tableta, un ordenador portátil, un ordenador de sobremesa o cualquier otro dispositivo electrónico capaz de recibir los datos. Además, el dispositivo de advertencia puede estar equipado con una conexión por cable y/o hardware y/o software de transferencia inalámbrica de datos para transferir los datos fuera del dispositivo de advertencia, momento en el que la memoria puede borrarse y restablecerse para almacenar datos adicionales. En una realización, el dispositivo de advertencia puede usar la tecnología Bluetooth ® para transferir los datos desde el dispositivo de advertencia a un dispositivo receptor de forma constante o intermitente.

Realizaciones ilustrativas de un dispositivo de advertencia de detección de energía

En la figura 1 se muestra una vista esquemática de una realización de un dispositivo 100 de advertencia de detección de energía. El dispositivo 100 puede incluir uno o más sensores 102 de detección de campo configurados para detectar una señal de campo FS que es al menos una de una señal de campo eléctrico o una señal de campo magnético. Tras la detección de una señal de campo FS por uno o más sensores 102 de detección de campo, la señal detectada puede pasar a un amplificador 104, que está configurado para amplificar la señal detectada. La señal amplificada puede pasar después a una CPU 106 (por ejemplo, un microcontrolador). La CPU 106 puede procesar la señal amplificada mediante un convertidor analógico a digital 108 (“ADC” ). La señal digital convertida puede procesarse posteriormente a través de un filtro digital 110. Una vez filtrada, la CPU 106 determina si debe emitir una notificación de advertencia a través del sistema 112 de notificación que puede comparar la señal con una señal de umbral predeterminada, así como procesar la señal con las mediciones históricas de la señal (descritas más adelante en la presente memoria). Se pueden implementar hardware y/o módulos de proceso 130 adicionales, como la memoria, para ayudar a las funciones de la CPU 106.

T ras la determinación de que se debe iniciar una notificación de advertencia, la CPU 106 puede ejecutar una operación para hacer que uno o más Componentes 114 de notificación comiencen una notificación de advertencia, como se describió en detalle anteriormente. Por ejemplo, uno o más de los Componentes 114 de notificación pueden incluir, pero no se limitan a: uno o más LED 116, uno o más altavoces 118, uno o más motores 120 de vibración o una o más pantallas digitales 122.

En una realización, los uno o más sensores 102 de detección de campo pueden incluir antenas acopladas capacitivamente para detectar la señal de campo FS y determinar la direccionalidad del lugar donde se origina la señal de campo FS. La conducción se puede usar para detectar la presencia de un conductor energizado a través de un aislante de alta tensión. En general, ningún material es un aislante perfecto y, por lo tanto, al menos una pequeña cantidad de corriente conduce a través del aislante. Esta cantidad “ pequeña” puede medirse y detectarse mediante un dispositivo 100 de advertencia de detección de energía, según una realización descrita en la presente memoria.

En la figura 2, se representan más detalles de una realización de un dispositivo 200 de advertencia de detección de energía en un esquema eléctrico. Un sensor 202 de detección de campo está configurado para medir la señal de campo FS de un conductor energizado EC. Por ejemplo, el sensor 202 de detección de campo puede incluir al menos una de: una o más antenas acopladas capacitivamente para medir el campo eléctrico, una o más antenas acopladas inductivamente para medir el campo magnético o un magnetómetro. Se proporcionan antenas y/o un magnetómetro para ayudar a determinar la dirección de la señal de campo FS con respecto al dispositivo. Por lo tanto, en presencia de la señal de campo FS, una variación de carga en el conductor energizado EC induce una variación “ acoplada” (con carga opuesta) en el sensor 202 de detección de campo, tal como una antena capacitiva.

Posteriormente, la señal de campo medida FS puede pasar a través de un filtro de paso bajo 204 para extraer un término de 60 Hz, que está directamente correlacionado con la frecuencia de un sistema de alimentación. Además, para detectar señales más pequeñas, la señal puede amplificarse mediante un amplificador 206, lo que mejora la calidad de la señal y aumenta la magnitud de la señal. El acondicionamiento de la señal puede realizarse mediante un módulo de compensación de corriente continua 208 para hacer que la señal sea compatible con un microcontrolador 210.

El microcontrolador 210 puede implementar un convertidor analógico a digital 212 para convertir la señal medida, que es un valor analógico, en un valor digital que se procesa adicionalmente usando algoritmos de software y/o hardware adicional, representados colectivamente como el recuadro 214.

Tras la recepción de una señal digital convertida, el microcontrolador 210 procesa además la señal para activar el sistema de notificación. La figura 3 representa una realización de un esquema 300 que muestra elementos de un microcontrolador para refinar aún más la señal, por ejemplo, y cumplir una o más funciones de los algoritmos de software y/o hardware adicional representados como el recuadro 214 en la figura 2.

Con respecto a la señal digital convertida, como se ve en la figura 3, se puede aplicar un filtro 302 para producir solo la señal acoplada de 60 Hz del sistema de alimentación. En una realización, el filtro 302 puede incluir un filtro de filtro de CC y un filtro de paso bajo. Tras el filtro 300, el valor cuadrático medio (RMS) de la señal (también conocido como equivalente de CC) puede calcularse en el módulo RMS 304. El valor RMS filtrado puede pasar después a un módulo lógico de detección de cambios y adaptación sensorial 306. En el módulo 306, el historial de los valores detectados puede analizarse con respecto a un AVG de ventana corta (SWA) y un AVG de ventana larga (LWA), donde “AVG” representa la señal de campo detectada promedio dentro de un período de tiempo anterior. Como se representa en el gráfico insertado(Time(t) vs.RMSV_Antenna)en la figura 3, la señal promedio detectada del SWA se determina usando la señal de campo promedio detectada durante un primer período de tiempo predeterminado mirando hacia atrás desde el instante durante el tiempo de uso del dispositivo. Además, la señal promedio detectada del LWA se determina usando la señal de campo promedio detectada durante un segundo período de tiempo predeterminado mirando hacia atrás desde el instante de tiempo. El segundo período de tiempo predeterminado es más largo que el primer período de tiempo predeterminado y se superpone al primer período de tiempo predeterminado. Una vez calculados el SWA y el<l>W<a>, la diferencia entre ellos se emite para una evaluación adicional con respecto a una notificación. Es decir, la diferencia (ARMSHistory) entre el SWA y el LWA se puede calcular para detectar un cambio en la señal normal medida en un entorno en el que se está utilizando el dispositivo y, basándose, al menos en parte, en un cambio detectado, el dispositivo de advertencia de detección de energía puede iniciar una notificación de advertencia.

Como se mencionó anteriormente, una realización del dispositivo de advertencia de detección de energía puede incluir una función de proceso de detección de sensibilidad adaptativa (“ASD” ). En el caso de que la distancia entre el dispositivo y el conductor energizado permanezca sustancialmente igual durante un período de tiempo determinado, y/o en el caso de que la señal medida permanezca constante, la salida del módulo 306 se normaliza (es decir, el cambio entre SWA y LWA se acerca a cero). Cuando la salida del módulo 306 se normaliza, el dispositivo de advertencia de detección de energía se adapta al nuevo entorno y no se iniciará una nueva notificación de advertencia mientras la salida del módulo 306 permanezca sustancialmente constante. Sin embargo, si hay un cambio repentino en la señal, la salida del módulo 306 no será cero y se puede iniciar una nueva advertencia de notificación.

La figura 4 representa un esquema 400 del flujo del proceso de señal que puede ocurrir dentro del microcontrolador del dispositivo para determinar si se debe iniciar una notificación de advertencia. En una realización, se puede iniciar una notificación de advertencia cuando el valor ARMSHistory supera un umbral predeterminado AVth1 durante un período de tiempo predeterminado trm. En algunos casos, el flujo del proceso de señales de la figura 4 puede mejorar la fiabilidad del dispositivo y también puede reducir las notificaciones de advertencia innecesarias. Obsérvese que ARMSHistory utilizado como entrada en la figura 4 se determinó previamente y se emitió como se describe con respecto a la figura 3. Además, cuando el valor ARMSHistory es inferior al umbral AV th1 o inferior al umbral AV th1 durante la cantidad de tiempo predeterminada trm, el temporizador se restablece.

De manera similar a la figura 4, la figura 5 representa un esquema 500 del flujo del proceso de señal que puede ocurrir dentro del microcontrolador del dispositivo para determinar si se debe iniciar una notificación de advertencia posterior (N), donde la notificación de advertencia anterior está representada por N-1. En una realización, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede iniciar notificaciones de advertencia posteriores por etapas y/o, alternativamente, en respuesta a los cambios en los niveles detectados según la característica del proceso de ASD descrita anteriormente. Por ejemplo, se puede iniciar una notificación de advertencia posterior cuando el valor de ARMSHistory supera un umbral predeterminado AVTHn durante un periodo de tiempo predeterminado tTHn. Además, cuando el valor ARMSHistory es inferior al umbral AV THn o inferior al umbral AV THn durante la cantidad de tiempo predeterminada trm, el temporizador se restablece.

Realización ilustrativa de la detección direccional para un dispositivo de advertencia

Haciendo referencia a una realización de un dispositivo 600 de advertencia de detección de energía, tal como se representa en la figura 6, dado que 1) la amplitud de la señal acoplada depende del acoplamiento capacitivo del conductor a la placa capacitiva, y 2) el acoplamiento capacitivo depende de la distancia al conductor energizado, la dirección de origen de la señal acoplada en relación con el dispositivo 600 de advertencia de detección de energía puede hacerse utilizando la amplitud de las señales recibidas en las antenas capacitivas 602.

Usando los valores RMS para las señales detectadas en cada una de las antenas capacitivas 602, se puede calcular un vector direccional de la señal detectada usando el valor RMS de cada antena 602 respectiva como un componente en las direcciones i(pi), -i(ni), j(pj), and j(nj), como se representa en la figura 6, y como entrada en la Ecuación 1 a continuación.

Ecuación 1:

Vector de acoplamiento: Dc = VRMSp.i+VRMSni( - Q VRMSp.( j) VRMSjij( - j )

Después de calcular el vector direccional usando la Ecuación 1, el vector (|Mag| = 1) puede normalizarse para encontrar la verdadera dirección de la señal detectada, según la Ecuación 2 siguiente.

Conociendo la verdadera dirección, en una realización, se puede emitir una notificación de advertencia orientada direccionalmente de la siguiente manera. Por ejemplo, en una realización dispuesta como se muestra en la Figura 6, se pueden colocar uno o más LED alineados con cada una de las antenas 602. Al descomponer el vector direccional verdadero en los respectivos componentes direccionales normalizados, se puede mostrar al usuario la dirección de una superficie energizada variando el brillo, el estado de alimentación y/o la intensidad de uno o más LED asignados a las respectivas antenas 602. El ajuste del estado del LED se basa en los resultados del cálculo, que pueden determinarse como se muestra en las Ecuaciones 3-6 siguientes. Obsérvese que en las Ecuaciones 3-6, Re corresponde a la componente i del vector e Im corresponde a la componente j.

Ecuación 3:

(R e(D irc ) >0)LEDpiln te n s ity=R e(D irc) [% ]; entonces LEDpiln te n s ity= 0

Ecuación 4:

s i(R e(D irc) <0)LEDníIn te n s ity — R e(D irc) [%] ;entonces LEDn iIn te n s ity —0

Ecuación 5:

s i(Im (D irc) > 0)LEDpjIn te n s ity=Im (D irc) [% ]; entonces LEDp jIn te n s ity= 0 Ecuación 6

s i ( Im (D irc )<O ^LED njIn tensity=¡m (D irc)[% \; entonces LEDnjIn te n s ity= O

Realizaciones ilustrativas adicionales de un dispositivo de advertencia de detección de energía

Además, y/o alternativamente, como se explicó anteriormente, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede estructurarse de diversas formas según el uso (por ejemplo, portátil manualmente, transportado en vehículo, ubicación en el cuerpo para modelos portátiles, etc.). En la figura 7, se representa una realización portátil de un dispositivo 700 de advertencia de detección de energía tal como lo lleva puesto un usuario, asegurado al ala de un casco 702. También se representa una vista del dispositivo 700 unido al casco 702 desde un lado inferior del casco 702. Como se muestra, el dispositivo 700 puede tener una estructura curva a lo largo de un lado frontal que complementa la curvatura del ala del casco 702. Además, cuando se coloca en el ala del casco 702, el dispositivo 700 se coloca directamente en la línea de visión del usuario, lo que puede ayudar al usuario a confirmar la dirección en la que el dispositivo 700 puede indicar que es la dirección de un conductor energizado al emitir una notificación de advertencia.

La figura 8 representa una vista en perspectiva del dispositivo 700 de advertencia de detección de energía. El dispositivo 700 puede incluir una carcasa compacta 800, dimensionada para no obstruir la línea de visión principal del usuario, así como fácilmente portátil. En el exterior de la carcasa 800, uno o más LED 802 orientados hacia abajo pueden sobresalir, total o parcialmente (es decir, de un lado u otro), de un lado inferior del dispositivo 700, como se muestra, o pueden estar alineados con la carcasa 800 (no se muestra). Los LED 802 pueden incluirse como un componente de notificación de advertencia visual y pueden ser blancos y/o de uno o más colores. Los uno o más LED 800 pueden alinearse con la curvatura del dispositivo 700, para alinearse también con el ala del casco. Como se describió anteriormente, los LED 802 pueden usarse para comunicar información sobre el nivel de amenaza, el tipo de amenaza (alta tensión o alta corriente) y la ubicación de la fuente al usuario, tras el inicio de una notificación de advertencia.

La carcasa 800 también puede incluir un conmutador 804, tal como un botón pulsador (mostrado) u otro tipo de conmutador. La palanca 804 puede usarse para encender o apagar el dispositivo 700 y/o actuar como un elemento interactivo con una o más funciones tales como: silenciar alertas, comprobar el estado de duración de la batería, ajustar la sensibilidad de las alertas, etc. Se pueden realizar múltiples funciones, por ejemplo, manteniendo pulsados los botones diferentes, cambiando el número de pulsaciones consecutivas, presionando en diferentes lados/áreas de la palanca 804, etc. La carcasa 700 también puede incluir uno o más mecanismos 806 de sujeción, como los clips de bisagra inclinados y dinámicos que se muestran, que se curvan contra la parte superior de la carcasa 800 para fijar el dispositivo 700 al ala de un casco u otro marco de tamaño similar para su fijación. Es decir, la inclinación de los clips de bisagra flexibles puede ser tal que la cantidad de flexión sea suficiente para permitir insertar el ala de un casco entre la parte superior de la carcasa 800 y los clips, mientras que, al soltarlos, los clips se flexionan en una posición de sujeción. Se contempla la posibilidad de utilizar mecanismos de sujeción alternativos adecuados en lugar de los clips de bisagra flexibles mostrados.

En la Figura 9, se muestra una vista desde arriba, una vista desde abajo y una vista lateral del dispositivo 700. La vista lateral representa un puerto de conexión 900 a través del cual se puede cargar el dispositivo 700 y/o a través del cual se puede acceder a los datos hacia o desde la memoria en el dispositivo 700. El puerto de conexión 900 puede ser cualquier tipo de puerto adecuado para cargar una batería y/o acceder a los datos. Por ejemplo, el puerto de conexión 900 puede ser un conector USB 3.0 micro-B, pero no se limita a ello.

Como se ve en la vista esquemática de la figura 10, una realización de un dispositivo 700 de advertencia de detección de energía puede tener un hardware de sensor adicional que incluye un acelerómetro 1000 y un magnetómetro 1002 de 3 ejes de alta sensibilidad que está emparejado con un concentrador 1004 de flujo de 3 ejes de alta permeabilidad usado para medir el campo magnético en una señal de campo. En la figura 11, el hardware de sensor adicional puede incluir un sensor 1100 para medir el campo eléctrico en una señal de campo. También se representa esquemáticamente un paquete de baterías 1102, tal como un paquete de baterías de polímero de iones de litio recargable. Pueden ser adecuados otros tipos de paquetes de baterías. La figura 11 ilustra además: un microcontrolador 1104 para controlar el dispositivo 700; un circuito de carga de batería 1106 a través del cual se puede cargar el paquete de baterías 1102; y uno o más altavoces 1108 a través de los cuales se pueden emitir notificaciones de advertencia audibles. Los uno o más altavoces 1108 pueden incluir una variedad de altavoces, tales como, por ejemplo, un altavoz piezoeléctrico.

Realizaciones ilustrativas adicionales de la detección direccional para un dispositivo de advertencia

La figura 12 ilustra tres variaciones de las configuraciones 1200A, 1200B y 1200C de antenas de campo eléctrico que pueden usarse como sensores de campo eléctrico. La configuración 1200A representa un sensor 1202, como el sensor 1100 mostrado en la figura 11, que es una antena de placa paralela de PCB acoplada capacitivamente. La configuración 1200B representa una realización de un sensor 1204 de una antena de campo eléctrico capacitiva de placas triparalelas. La configuración 1200C representa una realización de un sensor 1206 de una antena de red de paneles de PCB acoplada capacitivamente.

El sensor 1202 mostrado en la configuración 1200A es una única antena capacitiva de PCB sintonizada direccionalmente. En una realización, el sensor 1202 puede incluir dos placas paralelas conductoras de PCB 1202 (1), 1202 (2) que se cortocircuitan a través de una impedancia 1208. Un campo eléctrico de corriente alterna excita la carga para que se redistribuya hacia atrás y hacia delante en las placas paralelas 1202 (1), 1202 (2), que viajan a través de la impedancia cortocircuitada 1208. La carga que fluye a través de la impedancia 1208 puede generar una tensión AC medible 1210, que corresponde al campo eléctrico medido. El sensor 1202 produce una tensión AC 1210 máxima medida cuando las placas paralelas 1202 (1), 1202 (2) están orientadas perpendicularmente a las líneas de campo eléctrico. Por lo tanto, la orientación de un dispositivo de advertencia de detección de energía que utiliza un sensor 1202, en donde se mide la tensión máxima, puede indicar la dirección de un conductor energizado con respecto al dispositivo.

Como se indicó anteriormente, con las antenas de placas paralelas, se puede detectar una tensión máxima inducida cuando el campo eléctrico de un conductor energizado emana en una dirección sustancialmente perpendicular a la dirección longitudinal de extensión de las placas paralelas. Además, un campo eléctrico que emana en una dirección sustancialmente paralela o alineada con la dirección longitudinal de extensión de las placas paralelas puede no inducir una tensión. Por lo tanto, se contempla que, en algunos casos, cuando se usa el sensor 1202, pueda ocurrir una situación en la que el dispositivo no detecte con precisión la presencia o ubicación de un campo eléctrico, por ejemplo, cuando la dirección del campo eléctrico está orientada en paralelo a la dirección de extensión de la antena.

Por consiguiente, en una realización alternativa, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede incluir el sensor 1204 de la configuración 1200B de una antena de campo eléctrico capacitiva de placas triparalelas. A diferencia del sensor 1202, el sensor 1204 implementa tres antenas de placas paralelas de PCB acopladas capacitivamente, cada una de las cuales funciona de manera similar a la descrita anteriormente con respecto al sensor 1202. Además, como se ilustra en la figura 13, al orientar cada una de un conjunto de tres antenas de placas paralelas perpendicularmente entre sí, independientemente de la dirección de emisión, al menos una de las antenas de placas paralelas puede detectar un campo eléctrico cercano, ya que el campo eléctrico no puede ser paralelo con las tres antenas al mismo tiempo. Por lo tanto, utilizando el sensor 1204 y suponiendo que al menos dos de las tres antenas de placas paralelas detecten un campo eléctrico (véase el gráfico 1300), el ángulo direccional desde el que emanó el campo eléctrico detectado puede determinarse calculando el arcotangente del cociente de las magnitudes RMS detectadas entre dos de las tres antenas de placas paralelas con respecto a un plano entre las dos antenas (véase el gráfico 1302 y la ecuación 7 a continuación).

En otra realización alternativa, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede implementar la configuración 1200C con el sensor 1206. Como se indicó anteriormente, el sensor 1206 puede incluir una antena de conjunto de almohadillas de PCB acoplada capacitivamente, que usa una pluralidad de almohadillas 1212 dispuestas en lugar de placas paralelas. En el sensor 1206, se puede medir la diferencia de potencial creada por el campo eléctrico entre la matriz de almohadillas 1212. Tras la detección de un campo eléctrico, se pueden analizar los valores de tensión RMS medidos detectados por las diversas almohadillas 1212 y, dado que las almohadillas más cercanas al conductor energizado pueden experimentar una tensión inducida ligeramente mayor que las almohadillas colocadas más alejadas, se puede determinar una indicación general de la dirección de la ubicación del conductor energizado según la posición de las almohadillas en la matriz.

Independientemente de la realización del sensor de campo eléctrico que se seleccione, un componente que puede ayudar a localizar el conductor energizado es el acelerómetro 1000, mencionado anteriormente. En una realización, el acelerómetro 1000 se usa para medir el alabeo y la inclinación del dispositivo de advertencia, cuando se lleva puesto en el casco de un usuario. Las medidas de alabeo y cabeceo se pueden usar para calcular la inclinación compensada por orientación para lograr mediciones confiables de los grados de inclinación de la brújula con cualquier cambio de alabeo o cabeceo. Además, los cálculos de inclinación con compensación de inclinación pueden usarse para las técnicas de detección direccional de la tensión, que hacen coincidir los picos del campo eléctrico con los grados de inclinación cuando el usuario, cuando lleva puesto el dispositivo de advertencia en un casco, mueve su cabeza hacia atrás y hacia un cuarto de forma natural.

Volviendo a la detección de un campo magnético, como se indicó anteriormente, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede incluir un magnetómetro de 3 ejes de alta sensibilidad emparejado con un concentrador de flujo de 3 ejes de alta permeabilidad, por ejemplo. La figura 14 representa una simulación 1400 de un campo magnético 1402 afectado por un magnetómetro digital 1404 y un concentrador de flujo 1406, según una realización de la presente descripción. Usando el magnetómetro digital 1404 y el concentrador de flujo 1406 para enfocar el flujo magnético en el área del sensor del magnetómetro digital 1404, se puede calcular la información vectorial del campo magnético.

En consecuencia, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede incorporar tanto un sensor de campo eléctrico como un sensor de campo magnético, y puede usar mediciones de uno o ambos sensores para proporcionar al usuario una dirección aproximada de la ubicación de un conductor energizado con respecto a la ubicación y orientación del dispositivo.

Realizaciones ilustrativas adicionales de la detección direccional para un dispositivo de advertencia

Con respecto a la Figura 15, un usuario 1500 puede llevar puesta una versión portátil de un dispositivo de advertencia de detección de energía en el ala de un casco, como se muestra, mientras trabaja. En caso de que el usuario 1500 desconozca un conductor energizado 1502 que pueda estar oculto, el dispositivo puede ayudar al usuario 1500 a detectar y localizar el conductor energizado 1502 mientras el usuario 1500 escanea un área con rotación e inclinación naturales de la cabeza del usuario, ya sea en reposo o caminando. Por ejemplo, En una realización, un dispositivo de advertencia puede medir un valor de tensión RMS más alto cuando el dispositivo y el usuario miran directamente en la dirección del conductor energizado 1502. Por lo tanto, a medida que la cabeza del usuario gira de lado a lado o hacia arriba y hacia abajo, la magnitud del campo eléctrico medido puede alcanzar su punto máximo cuando se mira directamente al punto de contacto más cercano en el conductor energizado 1502. Este pico en la magnitud del campo eléctrico está asociado a un valor de grado de inclinación con compensación de inclinación (consulte el gráfico 1504, por ejemplo) o a un valor grados de inclinación (consulte el gráfico 1506, por ejemplo), que depende de si la cabeza del usuario giraba de lado a lado o de arriba a abajo.

Haciendo referencia a la figura 16, en una realización, el microcontrolador puede determinar una dirección del conductor energizado utilizando una máquina 1600 de estados finitos para reconocer el patrón de picos. Las entradas a la máquina de estados 1600 pueden incluir: la pendiente de la magnitud del campo eléctrico medido (“ dE/dT” ), el tiempo (“ t” ), los grados de inclinación con compensación (“ H” ) (en adelante, “ grados de inclinación” ) y el tono (“ P” ). La pendiente del campo eléctrico medido puede calcularse usando una matriz de barras 1602 para mejorar la estabilidad del cálculo, donde la pendiente se calcula como la ecuación 8 a continuación, donde “ primero” y “ último” son los elementos primero y último de la matriz de memoria.

Comenzando en el estado 1 S<1>, la máquina de estados 1600 permanece en el estado 1 S<1>hasta que la pendiente dE/dT cruza un umbral de activación TH 1604. Cuando la pendiente dE/dT cruza el umbral de activación TH, la máquina de estados 1600 avanza del estado 1 S<1>al estado 2 S<2>.

Al principio del estado 2 S<2>, se guardan en la memoria una marca de tiempo inicial (t_start), grados de inclinación iniciales (heading_start) y un tono inicial (pitch_start). En este punto, el pico positivo 1606 y el cruce cero 1608 de la pendiente dE/dT se guardan en la memoria. El cruce cero de la pendiente dE/dT corresponde al pico de la magnitud del campo eléctrico (es decir, la pendiente es cero en el pico). En el punto en el que la pendiente dE/dT alcanza el punto de cruce cero, el valor de cada uno de los grados de inclinación 1610 y de cabeceo 1612 en ese instante se asocia con ese punto, ya que los grados de inclinación 1610 y de cabeceo 1612 se refieren a la dirección del conductor energizado. En el punto en que la pendiente dE/dT es menor que un valor negativo del umbral de activación TH (p. ej. - (TH)), la máquina de estados 1600 avanza del estado 2 S<2>al estado 3 S<3>. Sin embargo, en el caso de que la máquina de estados 1600 permanezca inactiva en el estado 2 S<2>durante más de un período de tiempo T<tiempo de inactivación>desde t_start (t_now - t_start > T<tiempo de inactivación>), la máquina de estados 1600 agota el tiempo de inactivación y se restablece del estado 2 S<2>al estado 1 S<1>.

En el estado 3 S<3>, se evalúa el pico negativo 1614 de la pendiente dE/dT. Durante la evaluación, si se evalúa que el pico negativo 1614 para la pendiente De/dt es inferior a un valor calculado de -0.75 *dE/dt*pico positivo, la máquina de estados 1600 avanza del estado S<3>al estado 4 S<4>. Sin embargo, en el caso de que la máquina de estados 1600 permanezca inactiva en el estado 3 S<3>durante más de un período de tiempo T<tiempo de inactivación>desde t_start (t_now -t_start > T<tiempo de inactivación>), la máquina de estados 1600 agota el tiempo de inactivación y se restablece del estado 3 S<3>al estado 1 S<1>.

En el estado 4 S<4>, la máquina de estados 1600 está configurada para verificar si el pico de magnitud del campo eléctrico se debió a un movimiento de la cabeza y no a una acción diferente. Durante la fase 4 S<4>, se miden un cambio de grados de inclinación 1616 (“AH” ) y un cambio de tono (“ AP” ) de 1618. En el caso de que el cambio de los grados de inclinación 1616 o el cambio de tono 1618 superen los umbrales de los grados de inclinación y cabeceo de activación (p. ej. H_TH y P_TH), respectivamente, la máquina de estado 1600 avanza 4 S<4>al estado 5 S<5>. Sin embargo, en el caso de que la pendiente dE/dT supere el valor negativo del umbral de activación -(TH), la máquina de estados 1600 se restablece, volviendo del estado 4 S<4>al estado 1 S<1>.

En el estado 5 S<5>, los grados de inclinación 1610 o cabeceo 1612 con respecto al conductor energizado se confirman y actualizan en el firmware como el valor que se registró cuando la pendiente dE/dT alcanzó el punto de cruce por cero 1608 en el estado 2 S<2>. Una vez completado el registro de los grados de inclinación 1610 o cabeceo 1612, la máquina de estados 1600 se restablece del estado 5 S<5>al estado 1 S<1>.

Además, y/o alternativamente, en una realización del dispositivo de advertencia de detección de energía, la dirección aproximada de un conductor energizado también puede determinarse usando mediciones de campo magnético. Con respecto a la figura 17, el campo magnético 1700 para un conductor energizado 1702 (por ejemplo, una línea eléctrica activa como se muestra) que transporta corriente, se encuentra usando la regla de la mano derecha y se puede dibujar como un círculo alrededor del conductor energizado 1702, donde el campo magnético 1700 es siempre perpendicular al conductor energizado 1702.

En una realización del dispositivo de advertencia que incluye un sensor de campo magnético de 3 ejes de alta resolución (como se ha descrito anteriormente), se miden las señales de campo magnético AC variables en el tiempo 1704 creadas a partir del conductor energizado 1702. Las salidas medidas de un magnetómetro de 3 ejes pueden incluir datos 1704 de campo magnético sinusoidal variable en el tiempo en el eje X, el eje Y y el eje Z. El valor AC RMS del eje Y del campo magnético 1706 corresponde al componente vectorial del eje Y del vector de campo magnético B 1708, donde se añade un signo negativo a los componentes del eje 180 grados fuera de la fase 1710 con el eje de referencia, donde el eje x se elige como eje de referencia. De manera similar, los componentes AC RMS del eje X y del eje Z del campo magnético corresponden a los componentes X y Z del vector de campo magnético 1708, respectivamente.

En el caso de que el componente RMS del eje Z del campo magnético sea mayor que el componente del eje Y o del eje X, el conductor energizado 1702 puede detectarse como orientado horizontalmente. Por el contrario, en el caso de que el componente RMS del eje X o del eje Y del campo magnético sea mayor que el componente del eje Z, el conductor energizado 1702 puede detectarse como orientado verticalmente.

El vector de dirección D 1712, que representa la dirección hacia el conductor energizado, puede determinarse tomando el campo magnético y proyectándolo sobre el eje x-y. Esto produce un vector de doble dirección, donde el vector D 1712 podría ser uno de los dos vectores direccionales (B1, B2) que están desfasados 180 grados. Para determinar el vector D 1712, se guardan los datos de campo de un rango de encabezamientos. Del rango activo de datos guardados, el rango se divide por la mitad y se pueden calcular las áreas (A1, A2) bajo la curva de datos del campo magnético, como se muestra en el gráfico 1712a. La mitad que tenga un área mayor puede determinar qué vector direccional es la dirección verdadera. Además, los grados de inclinación 1714 y cabeceo 1716 con respecto al conductor energizado 1702 pueden calcularse como el arco tangente del cociente del componente del eje X dividido por el componente del eje Y, así como el arco tangente del cociente del componente del eje Z dividido por el componente del eje Y del vector de dirección 1712, respectivamente.

Realización ilustrativa de un método del dispositivo de advertencia

En la Figura 18, se ilustra una realización de un diagrama de flujo de control 1800, según una realización. El diagrama de flujo de control 1800 describe cómo un dispositivo de advertencia de detección de energía puede procesar la información de los sensores, determina cómo comunicar la información de riesgo a un usuario, emite información de advertencia utilizando el hardware del sistema de notificación al usuario, optimiza la duración de la batería y obtiene y comunica la información de seguridad relevante a un servidor basado en la nube. En general, el microcontrolador puede: digitalizar las salidas analógicas de los sensores, convertir los valores del campo eléctrico y magnético de corriente alterna en valores RMS equivalentes a corriente continua, comparar estos valores con los umbrales de alerta según los ajustes de sensibilidad controlables por el usuario, utilizar el hardware de notificación para emitir alertas audibles, visuales y táctiles en función del nivel de amenaza y la dirección a la fuente, etc. El método puede optimizar aún más la duración de la batería al poner el dispositivo de advertencia en un estado de reposo de bajo consumo cuando no estar en uso (por ejemplo, no moverse o usar un acelerómetro), así como cuando la intensidad de cualquier campo eléctrico y magnético ambiental está por debajo de un umbral seguro.

En una realización, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede implementar un proceso de “ activación y detección” , que puede prolongar la duración de la batería y, al mismo tiempo, permitir que el dispositivo se encienda de forma sustancialmente continua. Por ejemplo, el procesador y el hardware pueden funcionar en un estado de reposo de bajo consumo durante al menos una parte del tiempo en que el dispositivo de advertencia se encuentra en un entorno seguro, o cuando el dispositivo de advertencia no está en servicio según lo previsto, lo que puede depender de la realización particular, si se puede llevar puesto, se puede transportar, etc., y está parado durante un período de tiempo prolongado. Además, cuando los valores del campo medido (eléctrico y magnético) están por debajo de un umbral de reposo, tal como un campo ambiental normal, un dispositivo de advertencia puede configurarse para reposar durante un período de tiempo T<reposo>, activarse según un ciclo periódico predeterminado y detectar/observar el entorno en busca de un campo eléctrico o magnético peligroso durante un tiempo T<activo>Durante el tiempo de activación, si los campos medidos permanecen por debajo de un umbral seguro, el dispositivo de advertencia puede volver al estado de reposo durante un período de tiempo T<reposo>. Sin embargo, si, durante el tiempo de activación, los valores de campo medidos aumentan y cruzan el umbral seguro, el dispositivo de advertencia se enciende por completo, se activa y comienza a rastrear las magnitudes históricas de las señales de campo y determina si emitir señales de advertencia, por ejemplo, cuando las magnitudes de la señal cruzan los umbrales de alerta.

En consecuencia, una realización del método 1800 según la presente descripción puede incluir una etapa de activación 1802. En la etapa 1804, se pueden calcular los valores RMS de los campos eléctricos y/o magnéticos ambientales. Con los valores de RMS calculados en la etapa 1804, los valores pueden compararse con valores de umbral de alerta/advertencia predeterminados como en la etapa 1806. Como se indicó anteriormente, si se determina en la etapa 1806 que el valor RMS calculado es mayor que el umbral de alerta, después se determina en la etapa 1808 si hay suficiente información para emitir alertas direccionales. Si no hay suficiente información, entonces el método 1800 avanza a la etapa 1810, en la que se pueden emitir alertas en un modo de proximidad. En el modo de proximidad, el dispositivo de advertencia detecta un campo que tiene un nivel de amenaza significativo en un conductor energizado, pero la información es insuficiente para indicar también la dirección del conductor energizado. Sin embargo, en la etapa 1808, en el caso de que haya suficiente información para una alerta direccional, el método 1800 avanza a la etapa 1812, en la que se puede emitir una alerta de advertencia en modo direccional, mediante la cual el dispositivo de advertencia puede indicar a un usuario la ubicación direccional aproximada de un conductor energizado. Tras la etapa 1810 y/o la etapa 1812, el método 1800 puede configurarse para volver a la etapa 1804 (es decir, el dispositivo de advertencia se silencia o la duración de la alarma caduca a medida que el dispositivo se adapta a los niveles de campo detectados), y el dispositivo de advertencia se restablece para que esté disponible para empezar a determinar si se debe emitir otra alerta, como se ha explicado anteriormente.

Volviendo a la etapa 1806 del método, en el caso de que el valor del campo RMS calculado esté por debajo del umbral de alerta, el método 1800 puede omitir las etapas 1808, 1810 y 1812, avanzando directamente a la etapa 1814. En la etapa 1814, el dispositivo de advertencia puede estar en reposo durante el período de tiempo predeterminado T<reposo>, antes de volver a la etapa 1802, momento en el que el dispositivo de advertencia se activa.

Realización ilustrativa de la autocomprobación de un dispositivo de advertencia

En una realización, un dispositivo de advertencia de detección de energía puede configurarse además para ejecutar una autocomprobación a fin de garantizar la funcionalidad adecuada en un entorno de trabajo. Por ejemplo, en algunos casos, un dispositivo de advertencia puede incluir una antena PCB secundaria dispuesta cerca de una antena primaria. La antena secundaria puede aplicar una señal de onda cuadrada (PWM) de 60 Hz, que se acopla a la antena principal para verificar el comportamiento correcto del hardware/firmware. Además, en una autocomprobación interna del magnetómetro, una bobina de PCB alrededor del magnetómetro puede generar un pequeño campo magnético, que el sensor lee. Además, en una realización, la autocomprobación puede emitirse periódicamente. En el caso de que se descubra un fallo en el sensor, el dispositivo de advertencia puede entrar en un estado de fallo/modo, tiempo durante el cual el hardware de notificación puede emitir una o más advertencias. Por ejemplo, el dispositivo de advertencia puede programarse para que tenga indicadores LED iluminados en rojo en caso de que no se supere la autocomprobación.

Ejemplo de implementación del proceso de detección direccional

Con respecto a los esquemas y gráficos (1900a-1900e) representados en la figura 19, la siguiente descripción explica un ejemplo de un proceso de detección direccional según una realización de la presente aplicación. Las siguientes etapas o fases del proceso pueden ocurrir, por ejemplo, cuando un usuario se acerca a un conductor energizado mientras lleva puesto un dispositivo de advertencia de detección de energía, tiempo durante el cual, el dispositivo de advertencia está tomando medidas de los campos eléctricos y/o magnéticos ambientales.

Activador de acción inicial: En respuesta a un campo medido |E| que cruza un umbral de activación, un proceso de detección direccional se activa durante 10 segundos, por ejemplo. Tras la activación, la inclinación inicial h<st>se guarda en una memoria del dispositivo. Mientras el proceso está activo, el campo |E| se asocia a los grados de inclinación actual guardando los valores en una matriz con 360 elementos, donde el elemento n-ésimo representa la magnitud del campo en los grados de inclinación (de 0 a 360 grados). Tenga en cuenta que, en una realización, el rango de inclinación completo (de 0 a 360 grados) puede dividirse en un rango de 2 grados a 5 grados, por ejemplo, por enésimo elemento para optimizar la eficiencia del procesamiento. Además, las magnitudes del campo eléctrico pueden guardarse en el elemento de matriz (correspondiente a la dirección actual) utilizando un filtro IIR, no sobrescrito. Además, los elementos de la matriz pueden depreciarse lentamente por igual hasta que los valores respectivos sean cero.

Desencadenador de acción posterior: El proceso continúa agregando datos a la matriz hasta que se haya capturado un rango en grados de información (por ejemplo, 20 grados, 30 grados, 40 grados, etc.). En respuesta a que la diferencia entre la inclinación inicial y la inclinación actual Ah sea mayor que h_TH, el umbral del rango de activación (por ejemplo, 20 grados, 30 grados, 40 grados, etc.), el dispositivo está configurado para comprobar el conjunto de datos para detectar una condición máxima de campo eléctrico, que puede representar una dirección hacia una fuente de campo (es decir, un conductor energizado).

Pico y promedio (AVG) calculados: Si Ah > 30 grados, por ejemplo, el proceso puede continuar escaneando el conjunto de datos observando el rango activo, que son valores por encima de un cierto umbral que significan que se registraron los datos en la ubicación. Al escanear los datos, se determinan el pico y el promedio. El promedio del conjunto de datos se calcula para medir qué tan drástica es la curva de campana, por ejemplo, para la confiabilidad del proceso. En general, para perturbaciones relativamente pequeñas en el conjunto de datos, no es necesario activar una notificación de advertencia. Como tal, (peak > X*A<v>G) es un término de control de activación.

Condición de pico: En respuesta a la localización del pico, el proceso puede verificar la condición del pico validando una pendiente positiva a la izquierda del pico y una pendiente negativa a la derecha del pico. En una realización, las pendientes se pueden determinar usando lo siguiente: E_per_deg[n_mode] - E_per_deg[n_mode - 5] > 0 (debe ser superior a cero) (o > slope_TH) y E_per_deg[n_mode] - E_per_deg[n_mode 5] < 0 (debe ser inferior a cero) (o < slope_TH).

Ejemplos de usos del seguimiento inteligente de datos con un dispositivo de advertencia

Como se describió anteriormente, el dispositivo de advertencia de detección de energía puede incluir hardware y/o software de transmisión de datos y memoria para permitir la comunicación con el dispositivo en cualquier momento. Esta transmisión puede lograrse mediante cualquier medio adecuado conocido para la intercomunicación entre otros dispositivos electrónicos (por ejemplo, teléfonos, conexiones de vehículos inteligentes, tabletas, ordenadores portátiles, etc.), incluidos, entre otros: Bluetooth ®, transferencia digital de datos celulares, cableado, inalámbrico, radio wave, li-fi, wi-fi, etc.

En una realización, si bien se puede alertar a un usuario de la presencia de un conductor energizado, el dispositivo también puede, inmediatamente o en un momento posterior, transmitir un aviso de la detección a una empresa matriz para su análisis. Una notificación inmediata y automática puede ayudar a una empresa a proporcionar atención urgente en caso de que se produzca un accidente después de la notificación, por ejemplo, si un usuario está herido y no puede notificar físicamente a alguien. Estos datos también pueden ser visibles en conjunto y pueden usarse para determinar: las características/tendencias del comportamiento de los empleados y/o del equipo y/o gerencial, ya sean buenas o malas; frecuencia con la que los usuarios se encuentran en situaciones peligrosas; reducción del riesgo; reducción de costes; oportunidades de mejora para los esfuerzos de seguridad y eficiencia; frecuencia de situaciones que estuvieron a punto de terminar en accidentes; tendencias geográficas con respecto al riesgo y al comportamiento de los empleados, así como el seguimiento de la ubicación de los usuarios y el etiquetado de los equipos comprometidos; áreas de mejora con problemas de conectividad de comunicación; seguimiento del tiempo de trabajo, ya sea para determinar la inactividad o el exceso de actividad; complementar las necesidades de los trabajadores de forma instantánea (por ejemplo, enviar ayuda o a los empleados sénior según sea necesario); si los usuarios utilizan el dispositivo correctamente (por ejemplo, ¿llevan puesto el casco?); duración de la exposición a entornos llenos de riesgos (p. ej., campos electromagnéticos, mal tiempo, lugares estrechos, etc.); mejoras de eficiencia; etc.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   i. Un dispositivo (100; 200; 600; 700) digital de detección de tensión, que comprende:

   uno o más componentes de hardware de circuito configurados para:

   detectar una fuente de tensión (EC; 1502; 1702) presente dentro de una proximidad particular de una ubicación del dispositivo digital de detección de tensión, y

   detectar una dirección en la que se encuentra la fuente de tensión con respecto a la ubicación del dispositivo digital de detección de tensión detectando la orientación absoluta utilizando un vector gravitacional y un vector de campo magnético terrestre y asociar una orientación con un pico en un valor de campo eléctrico o magnético, cuando el dispositivo está inclinado o girado, respectivamente, siendo la dirección una dirección aproximada; y

   un componente (112; 114; 116; 118; 120; 122; 802; 1108) de indicación electrónico junto con uno o más componentes de hardware del circuito, el componente de indicación electrónico está configurado para indicar la dirección en la que se encuentra la fuente de tensión con respecto a la ubicación del dispositivo digital de detección de tensión.
2. 2. El dispositivo digital de detección de tensión según la reivindicación 1, en donde el dispositivo digital de detección de tensión se puede llevar puesto en al menos un casco (702), una camisa, un cinturón o un bolsillo.
3. 3. El dispositivo digital de detección de tensión según las reivindicaciones 1 o 2, en donde uno o más componentes de hardware del circuito están configurados además para detectar la dirección de una fuente de corriente presente dentro de la proximidad particular de la ubicación del dispositivo digital de detección de tensión.
4. 4. El dispositivo digital de detección de tensión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde uno o más componentes de hardware del circuito están configurados además para ejecutar un ajuste de reposo/activación para conservar la duración de la batería.
5. 5. El dispositivo digital de detección de tensión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el dispositivo digital de detección de tensión está configurado para detectar un cambio positivo en un nivel de tensión, evaluado históricamente, de tal modo que cuando el cambio positivo alcanza o supera un nivel umbral con respecto a la tensión, se inicia una notificación de la fuente de la tensión, y

   en donde el dispositivo digital de detección de tensión está configurado además para adaptarse al nivel umbral, y en respuesta a la adaptación al nivel umbral, el dispositivo digital de detección de tensión desactiva la notificación.
6. 6. El dispositivo digital de detección de tensión según la reivindicación 5, en donde, en respuesta a una detección posterior de un cambio positivo en el nivel de tensión, evaluado históricamente, el dispositivo digital de detección de tensión está configurado además para reiniciar la notificación de la fuente de la tensión.
7. 7. El dispositivo digital de detección de tensión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde uno o más componentes de hardware del circuito están configurados además para ejecutar una autocomprobación a fin de garantizar que el dispositivo funciona.
8. 8. El dispositivo digital de detección de tensión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, configurado además para detectar una distancia aproximada entre la fuente de tensión y el dispositivo digital de detección de tensión.
9. 9. El dispositivo digital de detección de tensión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende un acelerómetro (1000) dispuesto para medir el alabeo y cabeceo del dispositivo digital de detección de tensión cuando se lleva puesto en el casco de un usuario; el dispositivo digital de detección de tensión está dispuesto para realizar cálculos de inclinación con compensación de inclinación utilizando el alabeo y cabeceo medidos.
10. 10. El dispositivo digital de detección de tensión según la reivindicación 9, configurado para utilizar los cálculos de inclinación con compensación de inclinación para técnicas de detección direccional de la tensión que hacen coincidir los picos del campo eléctrico con los grados de inclinación cuando un usuario que lleva el dispositivo de advertencia en un casco mueve su cabeza hacia adelante y hacia atrás de forma natural.
11. 11. El dispositivo digital de detección de tensión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el componente de indicación electrónico incluye al menos una de una pluralidad de fuentes (116; 122; 802) de luz dispuestos para indicar la direccionalidad, uno o más altavoces (118; 1108) dispuestos para indicar la direccionalidad, o uno o más motores vibracionales (120) dispuestos para indicar la direccionalidad.
12. 12. El dispositivo digital de detección de tensión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que se puede llevar puesto en un casco (702), en donde el componente de indicación electrónico incluye una pluralidad de fuentes de luz (116; 122; 802), y en donde, para realizar la indicación de la dirección mediante el componente de indicación electrónico, un microcontrolador del dispositivo digital de detección de tensión provoca la iluminación de una o más de la pluralidad de fuentes de luz orientadas en un lado lateral del casco que corresponde a la dirección detectada.
13. 13. El dispositivo digital de detección de tensión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que se puede llevar puesto en un casco (702), en donde el componente de indicación electrónico incluye uno o más altavoces (118; 1108), en donde, para realizar la indicación de la dirección mediante el componente de indicación electrónico, un microcontrolador del dispositivo digital de detección de tensión hace que se emita una señal de notificación auditiva desde al menos uno de los uno o más altavoces, la señal de notificación auditiva que indica la dirección detectada a través del sonido incluye una o más de una declaración verbal, un ruido predeterminado o tonos variables, y en donde el sonido se emite desde un solo altavoz orientado a un lado del casco que corresponde a la dirección detectada o desde uno o más altavoces dispuestos en una zona central del casco.
14. 14. El dispositivo digital de detección de tensión según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que se puede llevar puesto en un casco (702), en donde el componente de indicación electrónico incluye uno o más motores vibratorios (120) y en donde, para realizar la indicación de la dirección mediante el componente de indicación electrónico, un microcontrolador del dispositivo digital de detección de tensión provoca la vibración de al menos uno de los uno o más motores vibracionales orientados en un lado lateral del casco que corresponde a la dirección detectada.