IT8224374A1 - Metodo e dispositivo per mettere in una posizione relativa determinata due elementi immersi in un mezzo liquido conduttore - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione che ha per titolo:

"METODO E DISPOSITIVO PER METTERE IN UNA POSIZIONE RELATl VA DETERMINATA DUE ELEMENTI IMMMERSI IN UN MEZZO LIQUIDO CONDUTTORE"

R I ASSUNTO

Metodo e dispositivo per mettere in una posizione relativa determinata due elementi (3 e 4) immersi in un mezzo liquido conduttore.

Si realizza inizialmente un avvicinamento reografico degli elementi per disporre un punto A di un elemento

(4) sull'asse dell7altro elemento (3), poi si combina

al metodo reografico un metodo acustico, iI che consente di porre gli elementi (3 e 4) in una posizione in cui i

Ioro assi sono sostanzialmente allineati.

L'invenzione ? applicabile al montaggio od alla determinazione della posizione di elementi immersi come canalizzazioni installazioni petro Iifere ecc ...

(f i gur a 4) .

La presente invenz ione reaIizzata in collaborazione con Cof Iex ip e con il Laboratoire d'Automat ?que e d'Analyse des Syst?mes, concerne un metodo e un dispositivo per porre in una posizione relativa determinata due elementi immersi in un mezzo liquido conduttore.

Nel corso di lavori effettuati sul fondo del mare, si ? ad esempio portati a disporre due elementi distinti in una posizione relativa determinata, in particolare allo scopo di realizzare il loro raccordo (vedere il brevetto francese N? 2 136 291). Questi elementi possono essere due canalizzazioni che devono essere fissate di testa mediante un connettore, od ancora una canaIizzaz ione

i

ed una struttura immersa quale un pozzo od un collettore immerso del tipo collettore petrolifero ecc.

Queste operazioni, gi? difficili da realizzare quando .sono effettuate sotto ?l controllo diretto di sommozzatori, pongono dei problemi quando si utilizzano dei "robots" dotati di almento una telecamera

e di un materiale di illuminazione. In questo caso I'o? per atore, che si trova in superficie, controlla visivamente le operazioni di montaggio e comanda di conseguenza i bracci manipolatori del robot.

Questa soluzione, oltre ad un costo elevato, presenta degli inconvenienti che derivano dal fatto che lo spazio controllato visivainente daII'operatore ? di dimensione reIativamente ridotta? Infatti, l'illuminazione permette al massimo una visione entro uno spazio di qualche metro di diametro e spesso non superiore ai due metri. Inoltre, questo campo ottico ? spesso oscurato dai sedimenti mobili del fondo del mare che sono rimossi dallo spostamento dell'acqua conseguente al movimento dei pezzi da montare. Infine, la precisione del montaggio ? limitata dal fatto che, iI pi? spesso, l'operatore ha a dispo.sizione soltanto un^immagine a due dimensioni per il controllo visivo.

Per limitare questi inconvenienti, sono stati pr?posti dei sistemi di identificazione uti l izzanti almeno un emettitore-ricevitore acustico solidale ad uno degli elementi da montare, l'altro elemento essendo dotato

di mezzi d? risposta acustica (brevetti inglesi

1 597 3.78 e2 034 471). Questa soluzione permette d? avvicinare l'uno all'altro i due elementi da montare, ma non

consente di assicurare un posizionamento sufficientemente preciso di questi eIementi per realizzare in tutta sicurezza i raccordi meccanici che richiedono determinati connettori. Inoltre, le particelle in sospensione nell'acqua, provenienti ad esempio dal rimescolamento dei terreni mo

bili che si trovano sul fondo dell'acqua, costituiscono un ostacolo al buon funzionamento di questi dispositivi, poich? queste particelle possono formare degli schermi contro la propagazione delle onde acustiche.

Si potrebbe anche prevedere di determinare la posizione relativa di due pezzi a partire dalla misura dell'effetto capacitivo, ma tale misura non ? possibile In un mezzo conduttore, e non pu? essere utilizzata nel caso considerato. Una variante d? questa tecnica anteriore ? descritta nel brevetto USA 3497869.

La presente invenzione permette la realizzazione del posizionamento relativo desiderato per i due elementi, mediante un metodo ed un'apparecchiatura di concezione senipiice e di costo reIativamente ridotto e che non presenta gli inconvenienti dei dispositivi precedenti.

In modo generale, il metodo previsto dalla presente invenzione per porre due elementi immersi in un liquido conduttore in una posizione relativa determinata, almeno uno di tali elementi essendo dotato di diversi elettrodi alimentati con corrente elettrica e di emettitori-ricevitori di onde acustiche,? caratterizzato dalle fasi seguenti, ciascuna di esse essendo effettuata almeno una volta:

a) si m isura almeno una grandezza e lettrica legata a lla corrente che passa per c iascuno deg li e lettrod i,

b) si sposta uno deg li e Iement?rispetto all'a ltro f ino ad una posizione per la qua le la detta grandezza ? uguale per almeno due e lettrod i, questa posizione corr ispondendo sostanzialmente a II'aIIineamento di un punto centrale de lla facc ia esterna di un e lemento con l'asse de ll'altro e lemento, c) si procede ad un' em issione di onda acust ica a part ire da almeno due emett ?tori-r icevitori post i su uno degli e lement i e si m isura l'intervallo di tempo che separa l'em issione dalla ricezione de lle dette onde, in modo da determ inare la d istanza che separa i due e lement i e l'inclinazione de ll'uno r ispetto alI'altro,

d) s? sposta uno deg li e lement i r ispetto a ll'a ltro in modo da rendere m inim i i valori di distanza e di inc linazione fra gli e lement i, portando cos? quest i u lt imi suff icientemente vicini l'uno all'altro per consent ire la messa in posizione e I'aIIineamento de i dett i e lement i mediante una fase di guida comp lementare.

Pi? part ico larmente,

a)si associa a ciascuno di questi elementi un complesso di elettrodi disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un primo punto dell'asse dell'elemento considerato, b) si associa a ciascuno di questi elementi un gruppo di organi acustici disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un secondo punto dell'asse dell'elemento considerato, c) si porta ad un primo vaIore il potenziale elettrico degli elettrodi di uno dei detti complessi e si porta ad un secondo valore, diverso dal primo, il potenziale elettrico degli elettrodi dell'altro complesso, d) si determinano i valori di un parametro legato alle correnti elettriche che attraversano gli elettrodi di almeno uno dei detti complessi di elettrodi, e) si fanno propagare delle onde acustiche fra gli organi acustici dei due gruppi, f) si determinano i valori di una grandezza rappresentativa della propagazione di queste onde acustiche, e

g? si modifica la posizione relativa dei due elementi in modo che, da una parte, i valori determinati in (d) siano uguali a dei valori predeterminati stabiliti in funzione delle configurazioni geometriche degli eIettrodi ed in modo che, d'altra parte, i valori della detta grandezza rappresentativa della propagazione delle onde acustiche raggiungano limiti predeterminati stabiIiti in funzione delle configurazioni geometriche dei gruppi di organi acustici.

II metodo secondo I'invenzione permette iI montaggio dei due elementi avvicinandoli l'uno all'altro in modo che i valori del detto parametro e quelli della grandezza rappresentativa della propagazione delle onde acustiche fra i due gruppi di organi acustici siano tali che i due elementi restino sostanzialmente aIIi- ; neati su uno stesso asse nel corso deIl'avvicinamento, La messa in posizione e l'allineamento preciso sono realizzati tramite dei mezzi di guida compIementari.

E' pure possibile determinare la posizione di un elemento immerso in un mezzo conduttore, sfruttando un organo spostabile nel detto mezzo conduttore, questo organo comportando dei mezzi di identificazione precisa della sua posizione rispetto ad un sistema di riferimento determinato spostando il detto organo secondo il metodo indicato precedentemente, per porlo in contatto con l'elemento immerso e deducendone la posizione del detto elemento immerso nel sistema di riferimento.

Il dispositivo secondo l'invenzione, per mettere

in una posizione relativa determinata due elementi posti in un mezzo liquido conduttore, almeno uno di questi

elementi essendo associato a dei mezzi capaci di assicurare iI suo spostamento nel Iiquido, comporta:

- un primo complesso di elettrodi solidali ad un primo di questi elementi e disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un punto dell'asse di questo elemento, - un secondo complesso di elettrodi solidali al secondo elemento e disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un punto dell'asse di questo elem?nto, - una sorgente di tensione elettrica, un morsetto di uscita della quale ? collegato elettricamente agli elettrodi di uno dei complessi, mentre l'altro morsetto di uscita ? collegato elettricamente agli elettrodi dell'altro complesso,

- dei m?zzi di misura dei valori di un parametro legato alle correnti elettriche che attraversano gli elettrodi di uno dei complessi, - un primo gruppo di organi acustici solidali ad uno degli eIementi,disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un punto dell'asse di questo elemento,

- un -secondo gruppo di organi acustici solidali all'altro elemento, disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un punto dell'asse di questo elemento, gli organi acustici di almeno uno di questi gruppi essendo atti ad emettere delle onde acustiche, - dei mezzi di misura di una grandezza caratteristica della propagazione delle onde acustiche fra gli organi acustici dei due gruppi, e - dei mezzi di guida complementare.

Secondo una forma di reaIizzazione, i mezzi di misura dei valori del detto parametro legato alle correnti elettriche ed i mezzi di misura della grandezza caratteristica della propagazione delle onde acust?che sono atti ad emettere dei segnali rappresentativ? dei valori assunti rispettivamente dal detto parametro e dalla detta grandezza caratteristica della propagazione delle onde acustiche. Inoltre, il dispositivo comporta dei mezzi automatici di comando che, alla ricezione dei detti segnali, azionano automaticamente i mezzi di spostamento per uguagliare fra loro i valori del detto parametro misurati per i diversi elettrodi e per uguagliare fra loro i valori della grandezza caratteristica della propagazione delle onde acustiche misurate in corrispondenza ai diversi emettitori-ricevitori.

L'invenzione potr? essere ben compresa e tutti i suoi vantaggi emergeranno chiaramente dalla lettura della descrizione seguente, iIIustrata dalle figure allegate, in cui:

- la f igura 1 rappresenta schemat icamepte il d isposit ivo di r ilevazione di posizione secondo

l'invenzione, ut ilizzato per assicurare l'allineamento de ll'asse d i una condotta con que llo di un e lemento al quale la condotta deve essere raccordata;

- la f igura 1A rappresenta una forma d i rea lizzazione deg li e lettrodi;

- la f igura 2 illustra la disposizione di una rete di ident if icazione e lettrica;

- la f igura 3 mostra la disposizione di una rete di ident if icazione acust ica ut ilizzata in comb inazione con la rete di ident ificazione e lettr ica;

- le f igure da 4A a 4C illustrano schemat icamente il funzionamento de ll'invenzione;

- la f igura 5 rappresenta una var iante d i realizzazione di un manipo latore secondo l'invenzione;

- la f igura 6 mostra un disposit ivo complementare di posizionamento de lla condotta;

- la f igura 7 rappresenta una var iante di rea lizzazione de l disposit ivo comp lementare di posizionamento;

- la f igura 8 mostra un esemp io d? realizzazione1; e - le f igure 9 e 10 mostrano un'altra ut ilizzazione de l d isposit ivo secondo l'invenzione?

In quanto segue,ci si rifer isce all'esempio non lim i tativo di utilizzazione del sistema di rilevazione di posizionamento secondo 1/invenzione, per il montaggio, sul tondo del mare, dell'estremit? di una condotta o canalizzazione 1 con un elemento 2 che si appoggia sul fondo dell'acqua, questo montaggio essendo realizzato con l'aiuto di un raccordo o connettore di qualunque tipo noto, composto da due parti complementari 3 e 4, una delle quali ? solidale all'elemento 2 mentre l'altra ? fissata all'estremit? della condotta 1.

L'elemento 2 potr? essere, per esempio, una canalizzazione od una installazione fissa rispetto al fondo del mare, oppure giacente sul fondo dell'acqua quale una testa d? pozzo petrolifero, un serbat?io immerso, un collettore petrolifero, ecc.

Il raccordo potr? essere effettuato sia per mezzo di sommozzatori, sia per mezzo di un robot o manipolatore 5 telecomandato, dotato di mezzi di propulsione che assicurano il suo spostamento nell'acqua Questo manipolatore potr? essere, ad esempio, del tip d? quello descritto nel brevetto francese N? 79 29655 depositato il 3 dicembre 1979 ed avente per titolo "Dispositivo comandabile a distanza per l'intervento su delle strutture immerse, in particolare di raccordo di canalizzazioni sottomarine".

Dei mezzi di identificaz?one;che possono essere di qualunque tipo noto, sono associati a questo manipolatore e consentono di posizionare la condotta 1 in modo tale che la distanza tra i pezzi 3 e 4 del connettore sia prossima ad un valore determinato D, ad esempio daII'ordine da 1,5 a 2 metri, senza che questi valori possano essere considerati come limitativi, ed in modo che gli assi dei pezzi 3 e 4 formino fra di loro un angolo al massimo uguale ad un valore predeterminato ?' che in pratica ha raggiunto 45?.

Il dispositivo secondo l'invenzione comporta un complesso di rilevazione indicato con 6 sulla figura 1. Questo dispositivo ? solidale ad uno degli elementi da montare. Nel caso deIla figura 1, il complesso di riievazione 6 ? fissato sulla parte 3 del raccordo mediante qualunque mezzo noto, come ad esempio del le viti 7 o eventualmente dei mezzi che permettano iI recupero di questo complesso dopoilmontaggio degli elementi. I1 corpo 8 -di questo dispositivo di rilevazione presenta la forma di una corona il cui alesaggio interno 9 ha un diametro superiore al diametro esterno degli elementi del raccordo 3-4. U corpo 8 ? disposto in modo tale che iI suo asse si confonda con quello de! pezzo 3 del

connettore.

II corpo 8 ? dotato di una prima rete comprendente almeno tre rilavatori 10, di preferenza regolarmente ripartiti su una circonferenza centrata sull'asse del corpo 8.

Il corpo 8 porta una seconda rete di almeno tre rilevatori 11, di preferenza regolarmente ripartiti su una circonferenza centrata sull'asse del corpo 8.

Nel caso della figura 1, ogni rete comporta quattro?' riIevatori disposti a 90? l'uno dall'altro? ! rilevatori 10 della prima rete sono ad esempio costituiti da quattro elettrodi 10a, 10b, 10c e 10d elettricamente isolati dal corpo 8.

La figura 1A mostra, solamente a titolo di esempio, una particolare forma di realizzazione di un elettrodo che ha dato completa soddisfazione.

Questo elettrodo ? costituito da una sfera metallica cava 100 ricoperta da uno strato di platino. Questa sfera ? fissata ad esempio mediante una filettatura all'estremit? di un'asta metallica 101 coIIegata eIettricamente ad un conduttore 102, a sua volta collegato alla sorgente di corrente, non rappresentata. L'asta 101 ? isolata eIettricamente tramite una guaina 103 ?d.? posta in un tubo isolante 104 fissato sulla corona 8, essendo ad esempio forzato in un alloggiamento 105 previsto a questo scopo, la tenuta del tubo essendo assicurata da una guarnizione 106, ad esempio in silastene.

Questi elettrodi da 10a a 10d sono collegati ad uno dei morsetti di una sorgente di tensione elettrica alternata o continua 12 ( Figura 2) attraverso un interruttore di comando 12a, l'altro morsetto di questa sorgente essendo posto a massa. Degli organi di misura da 13a a 13d determinano il vaIore delle correnti elettriche la Ib, le e ld che attraversano i diversi elettrodi. Questi organi di misura da 13a a 13d sono atti ad emettere dei segnali rappresentativi dei valori delle correnti da la a Id? Questiisegnali sono trasmessi ad un circuito 14 che assicura la trasmissione dei segnali in modo di per?s? noto? L'utilit? di questi segnali sar? indicata in seguito.

I rilevatori della seconda rete sono ad esempio costituiti da quattro emettitori-ricevitori 11a, 11b Ile e lld di onde acustiche (figura 3). Questi emettitori sono ad esempio del tipo piezo-eIettrico?

Al ricevimento di un segnale elettrico prodotto da un -circuito di comando 15, ad esempio telecomandato, ciascun emettItore-ricev?tore emette un treno di onde acustiche ed al. ricevimento di un'onda acustica ciascun ricevitore fornisce un segnale elettrico trasmesso ad un circuito di trattamento 16 sincronizzato con iI circuito di comando 15.

Questo circuito di trattamento, la cui realizzazione ? al la portata del tecnico ( vedere ad esempio "IBM Technical Disclosure Bulletin" Voi. 18 N?8 gennaio 1976) elabora per ciascun emettitore-ricevitore un segnale rappresentativo delI'intervaIIo di tempo che separa l'emissione dalla ricezione dell'onda acustica. Un circuito 17 assicura la trasmissione di questi segnali in modo di per s? noto.

Ben inteso, i segnali acustici potranno essere caratteristici deII'emettitore-ricevitore che li ha prodotti, questa caratteristica potendo essere ad esempio la frequenza, una codificazione particolare degli impIu!si costituenti il treno di onde acustiche, ecc.

I diagrammi di emissione degli emettitori- ricevitori sono scelti in modo che questi emettitori-ricevitori possano funzionare come indicato in seguito.

Le figure da 4A a 4-C illustrano schematicamente la messa in opera dell'invenzione.

Inizialmente, mediante telecomando del manipolatore 5, l'estremit? 4 della condotta 1 ? avvicinata ad una distanza determinata D o ad una distanza inferiore a D, all'estremit? del pezzo 3 (figura 4A). Questa distanza ?, ad esempio, dell'ordine da 1,5 m a 2 m. L'asse della condotta 1 forma allora con l'asse dell'elemento 1 un angolo ? al massimo uguale ad un valore determinato ?0

1I pezzo 4 ? mantenuto al potenziale elettrico della massa? Si collegano gli elettrodi da 10a a 10d alla sorgente di tensione elettrica 12 chiudendo 1'iriterruttore 12a. Si stab?Iisce allora una corrente eIettrica fra ciascun elettrodo da 10a a 10d e il pezzo 4.

Le correnti la, lb, le e ld vengono misurate. Si aziona aIIora il manipolatore 5 in modo che queste diverse correnti elettriche siano sostanzialmente uguali. A questo istante, il centro deII'estremit? del pezzo 4 ? sostarziaImente suII'asse dell'elemento 2 (figura 4B). In aItre parole, gli assi degli elementi1 e 2 sono concorrenti in un punt? A situato ail'estremit? del pezzo 4.

In questo istante, viene attivata la rete di rilevatori acustici* Ciascun emettitore-ricevitore emette un segnale acustico che si riflette sulla faccia terminale del pezzo 4 perpendicolare all'asse di questo pezzo? Per ciascun emettitore ricevitore si misura l'intervallo di tempo che separa l'emissione dalla ricezione dell'onda acustica.e si aziona i| manipolatore 5 in modo che questi intervalli di tempo siano sostanzialmente uguali? Quando queste condizioni sono soddisfatte , l'asse dell'elemento 1 ? sostanzialmente coincidente con l'asse dell'elemento 2 (figura 4C), Pu? essere necessario ripetere pi? volte almeno una delle operazioni precedenti fino all'ottenimento di un allineamento soddisfacente. ;I| manipolatore ? azionato per spostare la condotta 1 nel senso della freccia F in modo che a ciascun istante le condizioni indicate precedentemente vengano rispettate, cio? che simuItaneamente le correnti elettriche emesse da ciascun elettrodo da 10a a10d restino sostanzialmente uguali e che i tempi dei percorsi delle onde acustiche fra gli emettitori e I' estremit? del pezzo 4 restino sostanzialmente uguali fra Ioro. ;Come si vede da quanto precede, iI .diagramma di emissione degli emettitori-ricevitori acustici in una direzione sostanzialmente parallela all'asse del pezzo di raccordo 3, deve permettere la riflessione delle onde acustiche fino a quando l'estremit? del pezzo 4 si trovi sostanzialmente nel piano contenente gli emettitori. L'inserzione finale dei pezzi 3 e 4 del connettore sar? faciIitata assegnando agli stessi delle forme complementari comportanti almeno:una superficie di rotazione, ad esempio conica ? Il posizionamento del pezzo 4 potr? essere meglio controllato utilizzando una piastra piana 18 che riflette le onde acustiche, ad esempio fissata al manipolatore 5, perpendicoIarmente all'asse dell'elemento 2 (figura 5), in associazione con degli emettitori-ricevitori aventi dei diagrammi di emissione direttivi. ;La trasmissione dei segnali a partire dai dispositivi di trasmissione 14 e 17 pu? essere effettuata mediante cavo o vantaggiosamente mediante treni di onde acustiche codificate, il che elimina qualunque collegamento materiale. ;Questa trasmissione pu? effettuarsi verso la superficie, dove il valore dei segnali pu? essere rilevato, e servire da informazione alI'operatore che telecomanda il manipolatore 5. ;Tuttavia, secondo una forma particolare di realizzazione, i mezzi di trasm?ssione 14 e 17 assicurano una trasmissione acustica delle informazioni verso un ricevitore portato dal manipolatore 5. Dei circuiti di asservimento collegati al ricevitore e la cui realizzazione ? alla portata del tecnico, azionano automaticamente i mezzi di spostamento del manipolatore 5 per mantenere allineati gli assi degli elementi 1 e 2 durante la fase di avvicinamento di questi eIementi. ;Ben inteso, il dispositivo 6 pu? essere anche sol?dale al pezzo 4 o al manipolatore 5. ;Le prove realizzate hanno permesso di mantenere l'al-Iineamento degli assi nei limiti seguenti: ;- angolo formato fra gli assi degli elementi 1 e 2 inferiore a 3?, ;- decentraggio degli assi inferiore ad 1 cm. ;L'allineamento preciso degli assi degli elementi 1 e 2 al momento del loro raccordo ? ottenuto mediante l'impiego di mezzi gu ida comp lementare, ad esempio ut iIizzando, in comhinazione con Ie ret i di r ilevazione sopra descritte, una rete di centraggio comp lementare iIlustrata schemat icarnente su IIa f igura 6. Questa cete comporta a (mento tre emett itor i-ricevitor i acust ic i dispost i ne ll'alesaggio 9 de l corpo 8 e in un piano sostanzia lmente perpendico Iare all'asse de l pezzo 3 de l connettore . Quest i emett rtori-ricevitor? emettono rad ia 1mente . ;Per una posizione de l pezzo 4 si m isura allora, per c iascun emett itore-ricevitore, l'intervallo di tempo che ,separa l'em issione de ll'onda acust ica da lla r icezione de ll'onda acust ica rif lessa e po i, dopo uno spostamento assiale ?L del pezzo 4, si ripetono le misure e si modifica la posizione del manipolatore 5 in modo che L tempi di percorso misurati per tutti gli emettitori-ricevitori siano identici, cio? in modo da porre in coincidenza gli assi dei pezzi 3 e 4. ;Secondo un'altra forma di realizzazione illustrata dalla figura 7, la rete d? centraggio complementare comporta almeno due coppie di emettitori-ricevitor? 20 e 21 disposti nell'alesaggio 9 del corpo 8 e che emettono radialmente. Una deille coppie ? disposta in un primo piano perpendico1are all'asse del pezzo 3 e la seconda coppia ? posta in un secondo piano perpendicoIare a questo stesso asse. Le due coppie sono situate in piani radiali diversi- In queste condizioni l'allineamento degli assi dei pezzi 3 e 4 pu? essere realizzato misurando per ciascun1emettitore-ricevitore l'intervallo di tempo che separa l'emissione dell'onda acustica dalla ricezione dell'onda acustica riflessa e modificando la posizione del pezzo 3 in modo che questi intervalli di tempo siano uguali. Si ottiene allora un disassamento inferiore al decimo di millimetro ed un angolo formato dagli assi degli elem?nti inferiore a 0?15. ;Delle modifiche potranno essere apportate senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Infatti, in quanto precede si ? considerato il montaggio di due pezzi 3 e 4 aventi delle forme d? rotazione centrate sugli assi che devono essere allineati. ;Nel caso in cui non fosse cos?, sarebbe facile associare al pezzo 4 degli elettrodi ripartiti opportunamente attorno all'asse di questo pezzo, questi elettrodi essendo mantenuti ad uno stesso potenziale e-Iettrico,diverso da quello applicato agli elettrodi da 10a a 10d. ;Sarebbe pure possibile associare al pezzo 4 dei ricevitori acustici e misurare il tempo de! percorso delle onde fra gli emettitori riportati dal pezzo 3 e i ricevitori solidali al pezzo 4. ;In modo generale, gli elettrodi e gli organi acustici associati ad uno degli elementi saranno disposti secondo una configurazione geometrica determinante almeno un punto dell'asse di questo elemento, le grandezze misurate relative alle correnti elettriche ed alla propagazione delle onde acustiche dovendo avere dei valori predeterminati in funzione delle configurazioni geometriche, quando gli assi dei due elementi sono allineati. ;inoltre, la ripartizione degli elettrodi o degli organi acustici attorno agli assi dell'elemento al quale essi sono associati, potr? essere scelta opportunamente, non solo per permettere l'allineamento degli assi dei due elementi, ma anche per permettere un posizionamento re1ativo determinato di questi eIementiattorno all'asse di a11ipeamento. ;In quanto precede ? stato indicato che si misura la corrente elettrica emessa dagli elettrodi 10a?>?In modo generale si misura una grandezza legata alla corrente elettrica, come ad esempio la tensione degli elettrodi, la resistenza elettrica fra gli elettrodi 10a ... ed il pezzo 4, ecc... ;A titolo di esempio, ? stato realizzato un dispositivo secondo l'invenzione comportante quattro elettrodi 10a, 10b,10c e 10d disposti sulla corona 8 e diametra(mente opposti due a due. ;La rilevazione era effettuata associando due a due gli elettrodi come ? mostrato nella figura 8. I due elettrodi 10a e 10c erano alimentati, in parallelo da una sorgente di corrente alternata 107 attraverso due resistenze uguali R. Le correnti emesse dagli elettrodi 10a e 10b si chiudevano sul pezzo 4. Le resistenze p^ e ?2 esistenti fra il pezzo 4 e gli elettrodi 10a e 10c costituivano, con le resistenze R un ponte di wheatstone-La tensione fra gli elettrodi U rappresentava cos? la posizione del pezzo 4 rispetto agli elettrodi e si annuIIava quando iI centro deI pezzo 4 era posto suIIa mediana del segmento delimitato dai due elettrodi. Questa tensione,trattata da un convertitore aIternata/continua 108, che emetteva una tensione u, permetteva di visualizzare su uno schermo catodico la posizione del pezzo 4. ;Negli esempi iI1ustrati nelle figure precedenti, il complesso di rilevazione 6 ? portato da quello dei pezzi da montare che ? immobile. Ben inteso, non si uscirebbe dall'ambito della presente invenzione fissando il dispositivo 6 sul pezzo mobile 4. ;In quanto precede, s? ? ammesso che le estremit? di uno deg li e lement i da montane era spostab ile in modo da effettuane il naccondo fra quest i due e lement i. In prat ica, questo non ? sempre possib ile per iI fatto de l peso e de lle d imensioni di quest i e lement i. Ad esempio, dopo immersione su l fondo de l mare, ? diff icile spostare luna r ispetto all'altra le due estrem it? di due tratt i di condotta di lunghezze mo lto grandi. ;Spesso, dopo l'immersione, le estremit? di due tratt i 3 e 4 (f igura 9) sono in prossimit? I'una de ll'a ltra, ma non possono essere raccordate direttamente . Si ut ilizza allora un raccordo intermed io 109 rappresentato tratteggiato su lla f igura 9. Questo raccordo, spesso designato con il term ine "manicotto" ? realizzato su m isura dopo che un sommozzatore ha r ilevato la posizione re Iat iva de IIe estrem it? deg li element i 3 e 4 grazie ad una sagoma. ;La presente invenzione permette di e lim inare l'intervento de l sommozzatore e rende questo metodo d i raccordo ut ilizzabile anche per grandi profondit?, dove l'intervento di sommozzator i non ? possib ile . ;Per questo, il disposit ivo 6 secondo l'invenzione ? associato ad un organo di spostamento 110 d? qualunque t ipo noto e la cu i posizione pu? essere determinata in qualunque istante con precisione r ispetto ad un sistema di riferimento. ;

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI ;

   1) Metodo per porre due elementi immersi in un liquido conduttore in una posizione relativa determinata, uno di questi elementi essendo dotato di diversi elettrodi alimentati con corrente elettrica e di emettitoriricevitori di onde acustiche, caratterizzato dalle fasi seguenti, ciascuna delle quali ? effettuata almen? una volta: ;a) si misura almeno una grandezza elettrica legata alla corrente che passa da ciascuno degli elettr od i, b) si sposta uno degli elementi r ispetto all'altro fino ad una posizione per la quale la detta grandezza ? la stessa per almeno due elettrodi, questa posizione corrispondendo sostanzialmente all'allineamento di un punto centrale del la faccia esterna di un elemento con l'asse dell'altro elemento, ;c) si procede ad una emissione di onde acustiche a partire da almeno due emett itor i-r ice v itor i posti su uno degli e Iement i e si misura I' ?nter va 1Io di tempo che separa l'emissione dalla ricezione delle dette onde, in modo da determinare la distanza che separa i due elementi e l'inclinazione de Il'u no r ispetto all'altro, d) si sposta uno degli e lement i r ispetto al I'altro in modo da rendere minimi i valori di distanza e di inclinazione fra gli elementi, portando cos? questi ultimi sufficientemente vicini l'uno all'altro per permettere la messa in posizione e l'allineamento dei detti elementi tramite una fase di guida comp Iement are . ;2) Metodo secondo la r ivendicazi one 1, caratteri zzato dal fatto che: ;a) si associa a ciascuno di questi elementi un complesso di elettrodi disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un primo punto dell'asse dell'elemento considerato, b) si associa a ciascuno di questi elementi un gruppo di organi acustici disposti secondo una conf?gurazione geometrica che permette di definire almeno un secondo punto dell'asse delI'eIernento corisiderato, c) si porta ad un primo valore il potenziale elettrico degli elettrodi di uno dei detti complessi e si porta ad un secondo valore,-diverso dal pr?mo, iI potenziale elettrico degli elettrodi dell'altro complesso, d) si determinano i valori di un parametro legato alle correnti elettriche che attraversano gli elettrodi di almeno uno dei detti complessi di elettrodi, e) si fanno propagare delle onde acustiche fra gli organi acustici dei due gruppi, f) si determinano i valori di una grandezza rappresentativa della propagazione di queste onde acustiche, e g) si modifica la posizione relativa dei due elementi in modo che, da un lato, i valori determinati in (d) siano uguali a dei valori predeterminati stabiliti in funzione delle configurazioni geometriche degli elettrodi ed in modo che, dall'altro lato, i valori della detta grandezza rappresentativa della propagazione delle onde acustiche raggiungano delle grandezze predeterminate, stabilite in funzione delle configurazioni geometriche dei gruppi di organi acustici ? ;3) Metodo secondo la rivendicazione 2, che permette il montaggio di due elementi, car atter izzato dal fatto che si avvicinano questi e Iement i uno all'altro in modo che i valori del detto parametro e quelli della grandezza rappresentat i va della propagazione delle onde acustiche fra i due gruppi degli organi acustici siano tali che i due e Iement i rest ino allineati su uno stesso asse nel corso de II'avv ic inamento . ;4) Metodo per allineare gli assi di due elementi immersi in un mezzo liquido conduttore, un primo di questi elementi essendo elettricamente conduttore ed avendo alla sua estremit? una forma di rotazione centrata sull'asse dell'elemento, car atter izzato dal fatto che: a) si associano al secondo elemento almeno tre elettrodi disposti attorno all'asse di questo elemento in un piano sostanzialmente perpendico Iare a questo asse, b) si associa ad uno degli elementi una superficie acusticamente riflettente, sostanzialmente perpend i co Iare all'asse di questo e Iement o e si associano all'altro el emento almeno tre emettitori-ricev?tori di onde acustiche disposti attorno all'asse di quest o elemento in un piano sostanzialmente per pend ico Iare a questo asse, questi emettitori-ricevitori potendo emettere d irett ainente del le onde acustiche in una direzione sostanzialmente parallela all'asse di questo elemento, c) si porta ad un prirno valore iI potenziale elettrico dei tre elettrodi e ad un secondo valore, diverso dal primo, il potenziale elettrico deIl'e -stremit? del primo elemento, d) si misurano i valori di una grandezza legata alle correntielettriche che attraversano i tre elettrodi, ;e) si azionano i tre emett?tori-ricevitori di onde acust iche/ ;f) si modif ica la posizione re Iat iva de i due e lement i ?n modo che i valor i m isurat i de l detto parametro siano sostanzialmente uguali, ;9) si m isura , per c iascun emett itore-r icevitore, l'intervallo di tempo che separa l'em issione de ll'onda acust ica dalla ricezione de ll'onda acust ica rif lessa dalla superf icie r if lettente, h) ^si modif ica la posizione re lat iva de i due e Iement i in modo che g li interva lli di tempo m isurat i.per ciascun emett itore-ricev?tore siano sostanzialmente ident ici fra loro, mantenendo sostanzialmente uguali i valor i de lle corrent i e lettriche, e ;i) si realizza una fase di guida complementare. ;5) Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti carcitterizzato dal fatto che si realizza la fase di guida complementare per mezzo di onde acustiche. ;6) Metodo d? assemblaggio di due elementi mediante avvicinamento di questi, dopo il loro allineamento preliminare secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la fase di guida complementare realizza un allineamento pi? preciso degli assi degli elementiall'atto del loro assemblaggio, per mezzo di almeno tre emettitori-ricevitori acustici disposti in uno stesso piano perpendicoIare all'asse di un elemento e che emettono radialmente rispetto a questo asse, misurando per aImeno due posizioni successive dell'altro eIemento, e per ciascun emettitore-ricevitore, l'intervallo fra l'istante di emissione e l'istante di ricezione dell'onda acustica che si ? riflessa sull'altro elemento, e modificando la posizione relativa dei due elementi in funzione dei valori misurati dei detti intervalli di tempo per far coincidere con precisione gli assi dei due elementi.? ;7) Metodo d? assemblaggio di due elementi mediante avvicinamento di questi dopo il loro aIIineamento preliminare secondo la rivendicazione 5, caratter?zzato dal fatto che la fase di guida coinpIementare realizza un allineamento pi? preciso degli assi degli elementi al momento del loro assemblaggio, per mezzo di almeno due coppie rivendicazione 8, |a posizione di ciascuno dei detti elementi rispetto ad un sistema di riferimento e s? determina, a partire da due posizioni cos? rilevate, la configurazione di un pezzo che permette di assicurare il raccordo dei due elementi. ;10) Dispositivo per porre in una posizione relativa determinata due elementi disposti in un mezzo liquido conduttore, almeno uno di questi elementi essendo associato a dei mezzi in grado di assicurare il suo spostamento nel liquido, caratterizzato dal fatto di comportare: ;- un primo complesso di elettrodi solidali ad un primo dei detti elementi e disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un punto dell'asse di questo elemento, ;- un secondo complesso di elettrodi solidali al secondo elemento e disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un punto dell'aia ;.se di questo elemento, ;- una sorgente di tensione elettrica, un morsetto di uscita della quale ? collegato elettricamente agli elettrodi di uno dei complessi, mentre l'altro morsetto di uscita ? collegato eIettricamente agli elettrodi dell'altro complesso, ;- dei mezzi di misura dei valori di un parametro legato alle correnti elettriche che attraversano gli ;d i emett itor i-ricevitori acust ici, dispost i in due p iani dist int i perpendico Iar i all'asse d i uno deg li e lement i, le due coppie di emett itori-r?cevitor i emettendo radialmente rispetto a questo asse e non essendo poste in uno stesso p iano contenente l'asse de ll'e lemento, dal fatto che si m isura , per ciascun emett itore-ricevitore, l'intervallo fra l'istante d i em issione e I'istante d i?r icezione de ll'onda acust ica che si ? rif lessa su ll'altro e lemento, e da l fatto che s? modif ica la posizione re lat iva dei due e lement i in funzione dei dett i interva lli di tempo m isurat i, per porre in esatta-coineidenza g licassi de i due e lement i. ;8) Metodo per determ inare la posizione di un e lemento immerso in un mezzo conduttore, ut iIizzando un organo spostatiile ne l detto mezzo conduttore, questo organo comportando dei mezzi d i ident ificazione prec?sa de lla sua posizione r ispetto ad un sistema di rifer imento determ inato, caratterizzato dal fatto che si sposta i1 detto organo secondo ?I metodo de IIa r ivend icazione 1, per por lo in contatto con l'e lemento immerso, e se ne deduce la posizione de l detto e lemento immerso ne l sistema d i rifer imento *

   9) Metodo che permette di realizzare il raccordo d i due e lement i f issi l'uno r ispetto a ll'altro, caratterizzato dal fatto che s? rileva secondo iI metodo de lla elettrodi di uno dei complessi, - un primo gruppo di organi acustici solidali ad uno degli elementi, disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un punto deII'asse di questo elemento,

   - un secondo gruppo di organi acustici solidali all'altro elemento, disposti secondo una configurazione geometrica che permette di definire almeno un punto dell'asse di questo elemento, gli organi acustici di almeno uno di questi gruppi essendo atti ad emettere delle onde acustiche,

   - dei mezzi di misura di una grandezza caratterist?ca della propagazione delle onde acustiche fra gli organi acustici dei due gruppi, e

   - dei mezzi di guida complementare.

   11) Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che i mezzi di misura dei valori del detto parametro legato alle correnti elettriche ed i mezzi di misupa della grandezza caratteristica della propagazione delle onde acustiche sono atti ad emettere dei segnali rappresentativi dei valori assunti rispettivamente dal detto parametro e dalla detta grandezza caratteristica della propagazione delle onde acustiche, e dal fatto che esso comporta dei mezzi automatici di comando che, alla ricezione dei detti segnali, azionano automaticamente i mezzi di spostamento per rendere uguali fra di loro i valori del detto parametro misurati per ? diversi elettrodi e per rendere uguali fra di loro i valori della grandezza caratteristica della propagazione delle onde acustiche misurate in corrispondenza dei diversi emettitori-ricevitori.

   12) Dispositivo secondo la rivendicazione ?0, caratterizzato dal fatto che ciascun complesso di elettrodi comporta almeno tre elettrodi regolarmente ripartiti su una circonferenza centrata suI1'asse deI-l'elemento a cui questi elettrodi sono solidali e perpendicolare ad esso-13) Dispositivo secondo la rivendicazione 10, in cui una delle estremit? del secondo elemento presenta una forma di rotazione attorno al proprio asse ed ? elettricamente conduttrice, caratterizzato dal fatto che la detta estremit? sostituisce il detto secondo complesso di elettrodi, e dal fatto che il detto primo complesso di elettrodi comporta almeno tre elettrodiregoIarmente ripartiti su una circonferenza perpendicolare al l 'asse del primo elemento e centrata su questo asse.

   14) Dispositivo secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che gli organi acustici di uno dei gruppi sono costituiti da almeno tre emettitoriricevitori d? onde acustiche ripartiti regolarmente

   su una circonferenza centrata su l l 'asse del l 'elemento a cui questi organi acustici sono sol idal i e perpend?co lare a questo asse, e dal fatto che i detti emettitori-ricevitori emettono del le onde acusti che i n una direzione sostanzi almente parallel a al l 'asse di questo e lemento ?

   15) Di sposit i vo secondo l a r ivendicazione 14, caratter izzato dal fatto che i I gruppo di organi acustici de l l 'altro e lemento ? cost ituito da una superfice acusticamente riflettente e disposta perpendicolarmente all'asse dell'elemento a cui essa ? solidale, e dal fatto che la grandezza caratteristica della propagazione delle onde acustiche ? l'intervallo di tempo che separa l'emissione delle ondeacustiche dalla loro ricezione da parte dei detti emettitor i-r icevitor i, dopo rif lessione su l l a detta superfici e r if Iettente?

   16) Dispositivo secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che la detta superficie riflettente ? la faccia anteriore dell'elemento corrispondente?

   17) Dispositivo secondo le rivendicazioni 13 e 15, caratterizzato dal fatto di comportare un corpo jdi forma anulare solidale al primo elemento, e dal fatto che i detti elettrodi e i detti emett?tori-ricevitori sono portati dal detto corpo e sono ripartiti su

   una stessa circonferenza.

   ! 18) Dispositivo secondo la rivendicazione 17, caratter izzato dal fatto di comportare nell'alesaggio del detto corpo una pluralit? di emett itor i-r icevitori acustici posti ?n almeno un piano per pe nd ico Iare all'asse di questo corpo ed emettenti radialmente, nonch? dei mezzi, associati a ciascun emett itore-r ice v itore per determinare l'intervallo di tempo fra I'istante di emissione e l'istante di ricezione dell'onda acustica rif lessa.

   19 ) D ispositivo secondo uaa delle rivendicazioni da 10 a 18, caratter izzato dal fatto che i mezzi di guida complementare comportano degl i organi acustici .

   20) D isposi tivo secondo la .rivendicazione 19 , caratterizzato dal fatto che gli organi acustici dei mezzi di guida complementare comportano almeno tre emett itor i-r icev itor i acustici disposti in un piano sostanzialmente perpend ico Iare all'asse di uno degli elementi ed emettenti radialmente rispetto a questo asse .

   21) Dispositivo secondo la r ivend icaz ione 19,

   car atter izzato dal fatto che gli organi acustici dei mezzi di guida complementare comportano almeno due coppie di emett itor i r icev itor i acustici, disposte in due

   piani dist? nti sostanzialmente perpend i co I ar I al l 'asse d? uno degli elementi, le due coppie di emettitoriricevitori emettendo radialmente rispetto a questo asse e non essendo situate in uno stesso piano contenente I'asse delI'eIemento.