ITRM20070059A1 - Metodo di rilevamento di una impronta sonica di un oggetto tridimensionale e relativo apparato - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell’invenzione industriale dal titolo: “Metodo di rilevamento di una impronta sonica di un oggetto tridimensionale e relativo apparato”

Campo dell’invenzione

La presente invenzione si riferisce ad un metodo di rilevamento di una “impronta sonica” di oggetti tridimensionali, in particolare di opere d’arte, e ad un relativo apparato di rilevamento.

Stato della tecnica

Lo studio e l’analisi dei beni culturali (statue, vasi, ceramiche, oggetti in ottone, suppellettili varie, pitture, ecc.) è sempre più importante ed urgente, vista l'abbondanza del patrimonio culturale in diversi paesi del mondo e lo stato di degrado in cui molti beni versano.

In particolare, quando i beni sono movimentabili e, come è oggi molto frequente, vengono spediti per l’esposizione in vari musei nazionali ed internazionali, risulta importante effettuare controlli in uscita ed in ingresso da parte del museo preposto alla tutela dei beni. Ciò avviene non solo per il controllo e la verifica di eventuali episodi di danneggiamento ma anche per assicurare un controllo dell’identità del bene, visti i pericoli di clonazione e sostituzione.

Inoltre spesso è molto utile, ai fini di stabilire i livelli di salvaguardia, una valutazione dei livello di rischio per ogni tipo di incidente possibile: anche in questi casi una valutazione precisa di parametri dei beni risulta molto utile.

Fino ad oggi le tecniche più diffuse ed utilizzate per il riconoscimento ed il controllo dell'identità delle opere d’arte comprendono:

- microanalisi con varie tecniche, quali microscopia ottica, spettroscopia e diffrattometria, SEM, TEM, SIMS, PIXE, microsonde con luce di sincrotrone, microanalisi con raggi X, EDS - WDS, effettuate su piccoli o piccolissimi campioni appartenenti ai beni culturali indagati;

- tecniche di tomografia con campi di onde elettromagnetiche ad alta frequenza (raggi x) sia per trasparenza sia per modalità tomografiche particolari (TAC);

- controlli speciali, ad esempio tecniche nucleari, termoluminescenza, radioattività naturale o indotta ecc., per riconoscere speciali caratteristiche (età, composizione, ecc.) dei pezzi analizzati.

Tutti questi metodi presentano diversi svantaggi, alcuni dei quali non consentono di ottenere una buona ed univoca identificazione del manufatto. Essi, infatti, presentano inconvenienti legati alle dimensioni dei volumi ispezionabili, con problemi di scarsa rappresentatività, nonché al loro costo generalmente elevato ed alla invasività, spesso elevata, degli interventi, sia pure su campioni piccoli o piccolissimi.

Esistono .già metodi di identificazione non invasivi comprendenti:

- tecniche di rilievo dell’aspetto, della forma, delle dimensioni, mediante strumentazioni quali quelle utilizzate nel campo delia fotografia, micro fotografia, delle immagini laser;

- tecniche di rilievo della massa, mediante strumentazioni, quali quelle utilizzate nel campo delle bilance di precisione;

- tecniche di rilievo della distribuzione dei colori, mediante strumentazioni, quali quelle utilizzate nel campo della colorimetria.

Svantaggiosamente, però, dette tecniche non invasive di riconoscimento delle proprietà dell'oggetto in esame risultano essere poco precise e non molto idonee per l'identificazione delle opere d’arte. Oggi, infatti, utilizzando la tecnologia laser o la riflettografia multispettrale, è possibile riprodurre molte proprietà dei pezzi originali, in particolare la forma, le dimensioni, il peso, l’aspetto, i colori e la tessitura, con la precisione desiderata.

Allo stato della tecnica appartengono, inoltre, diversi metodi e relativi apparati per realizzare una analisi spettrale di oggetti sottoposti a vibrazioni, in modo da identificarne difetti interni o altre loro caratteristiche. Tali metodi ed apparati non sono però adatti ad essere applicati nel campo dei beni culturali, in quanto la sorgente di vibrazioni adoperata influisce notevolmente sull'analisi spettrale, non assicurando quindi una corretta identificazione dell'oggetto sottoposto a vibrazioni. Inoltre questi metodi, piuttosto che all’identificazione degli oggetti, sono indirizzati alla rivelazione di un difetto interno, di qualsiasi tipo (fratture, lesioni, cavità, intaccature): in sostanza, sono essenzialmente destinati al controllo di qualità di pezzi di fabbrica. Un esempio di questi metodi è descritto nel documento brevett US5144838.

E’ pertanto sentita l'esigenza di realizzare un innovativo metodo per il riconoscimento ed il controllo dell’identità dei beni culturali, che possano rappresentare lo stato fisico complessivo dell’intero manufatto, ed un relativo apparato, che consentano di superare i suddetti inconvenienti.

Sommario dell'invenzione

Scopo primario della presente invenzione è quello di realizzare un metodo di rilevamento di una “impronta sonica” di oggetti tridimensionali, in particolare di opere d’arte, totalmente non invasivo ed in grado di identificare univocamente qualsiasi manufatto dotato di uno specifico grado di rigidezza.

Un ulteriore scopo dell'invenzione è quello di realizzare un relativo apparato di rilevamento di detta impronta sonica, che sia economico e semplice da utilizzare.

La presente invenzione, pertanto, si propone di raggiungere gli scopi sopra discussi realizzando un metodo di rilevamento di una impronta sonica di oggetti tridimensionali, in particolare di opere d’arte, in cui è prevista una pluralità di mezzi di rilevamento di vibrazioni, fissati solidalmente in predeterminati primi punti di rilevamento sulla superficie esterna dell'oggetto, che, conformemente alla rivendicazione 1 , comprende i seguenti stadi:

a) innesco delle vibrazioni mediante una sorgente di sollecitazione meccanica in un punto di predeterminati secondi punti di applicazione di detta sollecitazione;

b) acquisizione, mediante mezzi di acquisizione, di segnali analogici provenienti da detti mezzi di rilevamento e loro conversione in segnali digitali;

c) ripetizione degli stadi a) e b) per un numero predeterminato di volte; d) ripetizione degli stadi da a) a c) per i rimanenti predeterminati punti di applicazione della sollecitazione;

e) analisi dello spettro di frequenze di risonanza per ciascun mezzo di rilevamento e per ciascuna serie di inneschi di vibrazioni in uno stesso punto di applicazione della sollecitazione;

f) normalizzazione degli spettri di frequenze ottenuti e selezione degli spettri normalizzati similari;

g) elaborazione della media tra detti spettri normalizzati similari con ottenimento di almeno uno spettro normalizzato mediato definente l'impronta sonica dell’oggetto.

Un ulteriore aspetto dell'invenzione è quello di prevedere un apparato di rilevamento di una impronta sonica di oggetti tridimensionali, idoneo ad eseguire il metodo suddetto, che conformemente alla rivendicazione 6 comprende una sorgente di sollecitazione meccanica, idonea ad innescare vibrazioni in detto oggetto, una pluralità di mezzi di rilevamento delle vibrazioni, mezzi di fissaggio di detti mezzi di rilevamento sulla superficie dell’oggetto in predeterminati punti di rilevamento, mezzi di acquisizione di segnali analogici, connessi ai mezzi di rilevamento, idonei a convertire detti segnali analogici in digitali, mezzi di elaborazione di detti segnali digitali, idonei ad eseguire gli stadi da e) a g).

L’"impronta sonica” ottenuta con il metodo e relativo apparato della presente invenzione è praticamente "unica”; cioè è una caratteristica univocamente legata ad ogni oggetto fisico capace di vibrare, cioè caratterizzato da rigidezza e da comportamento elastico della materia, e non ve locemente alterabile nel tempo. Due opere d’arte all'apparenza uguali differiscono almeno per i difetti interni, sempre presenti, che alterano più o meno l’impronta sonica. Basti pensare che alcuni strumenti musicali che si desidera da tempo clonare, ad esempio il violino Stradivari, malgrado innumerevoli sforzi tecnologici non si riescono a riprodurre con lo stesso suono, cioè con le stesse frequenze di vibrazione.

Un ulteriore vantaggio è rappresentato dal fatto che l'impronta sonica ottenuta è rappresentativa dell'intero oggetto, non di una sua piccola o piccolissima parte, come avverrebbe per un’analisi microscopica di un piccolo frammento. Scegliendo in modo opportuno i diversi punti di rilevamento sulla superficie esterna dell'oggetto è possibile, inoltre, ottenere una quasi-indipendenza spettrale dalla sorgente adoperata per l’energizzazione, rendendo trascurabile l'influenza della sorgente sui risultati finali. Vantaggiosamente si utilizza un elevato numero di punti di rilevamento, e quindi di sensori, e si selezionano a posteriori quelli in cui l'impronta sonica, ossia lo spettro di frequenze normalizzato mediato, risulta sovrapponibile.

Se un congruo numero di sensori mostra movimenti vibrazionali differenti possono crearsi due impronte, ciascuna relativa ad un gruppo di sensori con risposta similare, che insieme identificheranno l’oggetto indagato. Questo si verifica, spesso, per il fatto che i sensori, sensibili lungo una direzione (sensori 1D) o lungo un piano (sensori radiali) sono posizionati in modo da rilevare direzioni diverse dell'accelerazione dei movimenti vibrazionali.

li metodo dell’invenzione può rilevare anche le eventuali variazioni dell'impronta sonica nel tempo, sia quelle molto lente legate all’inevitabile degrado, sia quelle rapide, legate ad un degrado improvviso dell’oggetto dovuto, ad esempio, a lesioni, fratture, imbibizioni, ecc. In vista di controlli successivi dell’impronta sonica è pertanto preferibile memorizzare, ad esempio mediante foto, i punti della superficie selezionati rispettivamente per l'applicazione della sollecitazione e l’applicazione dei sensori.

Questo consente vantaggiosamente di effettuare accurati controlli su oggetti di pregio, spesso movimentati per mostre o esposizioni in tutto il mondo.

L’applicazione del metodo dell’invenzione, prima e dopo la movimentazione dell’opera, può essere eseguita anche da personale non altamente specializzato. Questo la distingue da altre metodologie, che richiedono maggiori competenze tecnico-scientifiche, quali radiografie, laserscan, spettrografie.

Il rilievo dell'impronta sonica con il metodo e l'apparato dell’invenzione è, inoltre, relativamente rapido. Il tempo di un rilievo può variare da poche decine di minuti a qualche ora.

Vantaggiosamente, partendo dallo spettro delle frequenze registrato in vari punti dell’oggetto stesso, il metodo suddetto consente anche di costruire una specie di “cartellino" analogico dell’opera, simile ad esempio ai codici a barre utilizzati commercialmente. Pertanto con il metodo dell'invenzione è possibile realizzare un controllo sistematico delle opere d'arte presenti nei musei, arricchendo adeguatamente le schede tecniche di archivio.

Le rivendicazioni dipendenti descrivono realizzazioni preferite dell’invenzione.

Breve descrizione delle Figure

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, di un metodo e relativo apparato di rilevamento di impronta sonica illustrato, a titolo esemplificativo e non limitativo, con l’ausilio delle unite tavole di disegno in cui:

la Fig. 1 rappresenta alcuni componenti dell'apparato secondo l’invenzione;

la Fig. 2 rappresenta un vaso sul quale sono applicati altri componenti dell'apparato dell’invenzione secondo una modalità;

la Fig. 3 rappresenta un piatto sul quale sono applicati i componenti di Fig. 2 secondo una ulteriore modalità;

la Fig. 4 rappresenta uno schema dell’apparato dell’invenzione;

la Fig. 5 rappresenta un esempio di un codice vibrazionale a barre analogico ottenuto con il metodo dell'invenzione.

Descrizione in dettaglio di forme di realizzazione preferite dell’invenzione Il metodo della presente invenzione permette l’identificazione delle caratteristiche fisiche di oggetti in materiale lapideo naturale o artificiale, metallico, vetro, cristallo, legno, materiale corneo ecc., attraverso la tecnica del rilievo dei movimenti vibrazionali liberi o forzati, in seguito ad una sollecitazione meccanica di innesco o durante l’applicazione di una forzante, e la successiva analisi delle frequenze di vibrazione per il riconoscimento delle risonanze. In tal modo si riesce ad identificare l'oggetto in modo univoco e certo, monitorandone l’eventuale degrado delle caratteristiche meccaniche nel tempo nonché la sua integrità.

I moti vibrazionali di un oggetto dipendono infatti dalla forma geometrica dell’oggetto stesso, dalla sua composizione fisica, dai suoi moduli di elasticità e dai suoi difetti interni, unici per ogni pezzo da esaminare, specialmente se realizzato a mano. L'analisi delle risonanze permette di ottenere, mediante il metodo dell'invenzione, un codice vibrazionale ottenuto da uno spettro di frequenze normalizzato mediato che rappresenta quella che qui viene definita “impronta sonica” dell’oggetto. Le frequenze d'interesse sono preferibilmente comprese tra 0 e 6000 Hz, in dipendenza anche dalla geometria e dal quadro delle discontinuità interne presenti nell’oggetto.

Un apparato per l’esecuzione del metodo, oggetto della presente invenzione, per il rilevamento di una impronta sonica di oggetti, quali ad esempio statue, vasi, suppellettili di vario genere ecc., comprende:

- una sorgente di sollecitazione meccanica, idonea a far vibrare l'oggetto in esame;

- una pluralità di mezzi di rilevamento delle vibrazioni trasmesse, da fissare solidalmente alla superficie dell’oggetto in esame, aventi massa piccolissima, trascurabile rispetto alla massa di detto oggetto;

- mezzi di fissaggio di detti mezzi di rilevamento sulla superficie dell’oggetto, anche questi aventi massa trascurabile rispetto alla massa di detto oggetto;

- mezzi di acquisizione dei segnali analogici che giungono dai mezzi di rilevamento, idonei a convertire detti segnali analogici in digitali;

- eventuali mezzi di controllo dell’istante di sollecitazione, per innescare l'avvio dell'acquisizione dei segnali analogici;

- mezzi di elaborazione dei segnali digitali, idonei a rappresentare l’impronta sonica dell'oggetto.

La sorgente di sollecitazione meccanica può essere costituita, ad esempio, da un martello gommato azionabile manualmente.

In alternativa tale sorgente di sollecitazione può comprendere un vibratore meccanico o un altoparlante guidato da una sorgente di segnale e da un amplificatore di potenza. In questi casi la sorgente di sollecitazione non è necessariamente messa a contatto con la superficie dell’oggetto, ed è utilizzabile sia per sollecitazioni impulsive sia per sollecitazioni continuative.

Vantaggiosamente il vibratore meccanico o l’altoparlante possono essere utilizzati sia come sorgente impulsiva per l’analisi dei moti vibrazionali legati alle oscillazioni libere smorzate, con analisi nel dominio del tempo, sia come sorgente forzante a varie frequenze per l’analisi dei moti vibrazionali legati alle oscillazioni forzate, con analisi nel dominio della frequenza.

Nel caso di utilizzo di una sorgente impulsiva è previsto l’utilizzo di mezzi di controllo dell'avvio dell'acquisizione dei segnali, ad esempio un trigger meccanico o elettronico, per i rilievi nel dominio del tempo. Il trigger non è invece necessario per i rilievi nel dominio delle frequenze.

Se viene -utilizzato come sorgente impulsiva un martello gommato 3, il trigger 13 può comprendere una piastra metallica 1 su cui si battono i colpi di martello 3, come illustrato in Fig. 1. Detta piastra 1 prevede sulla superficie superiore una lamella 2 che, colpita dai martello 3, chiude un circuito per dare ai mezzi di acquisizione ristante della battuta del colpo. La piastra 1 ha preferibilmente una superficie inferiore gommata 5. Il trigger può essere provvisto di un manico 4 per facilitare il suo appoggio sull'oggetto in esame e tenerlo durante la percussione del colpo. La piastra 1 è preferibilmente circolare e può avere un diametro di circa 2÷3 cm; il manico 4 ha preferibilmente una lunghezza di circa 20 cm e larghezza di circa 1 cm e serve per assicurare una aderenza, lieve ma stabile, durante la percussione.

I mezzi di rilevamento da fissare solidalmente alla superficie dell’oggetto in esame possono comprendere trasduttori piezoelettrici o elettromagnetici di ottima qualità, tutti caratterizzati dallo stesso fattore di trasduzione e stabili nel tempo (buona durabilità) nonché da una risposta in frequenza il più possibile costante fino alla frequenza di almeno 6000 Hz. Il numero dei trasduttori utilizzati sugli oggetti può essere compreso tra quattro, nel caso di oggetti molto piccoli con dimensioni lineari fino ad un massimo di circa 20 centimetri, e dodici per oggetti con dimensioni lineari del metro, specie se di forma complessa come sono, in genere, le statue. In funzione delle caratteristiche geometriche dell’oggetto da analizzare il numero dei trasduttori può essere comunque maggiore.

Tali trasduttori hanno vantaggiosamente un peso inferiore a circa 1 grammo, in modo da non alterare in modo significativo la distribuzione spaziale della massa e, quindi, la risposta vibrazionale alle sollecitazioni meccaniche. Tra le diverse tipologie di trasduttori è preferibile utilizzare, per la loro efficacia, accelerometri sensibili ai moti vibrazionali radiali, quali ad esempio pasticche di piezotite (ceramiche), particolarmente leggere (peso inferiore ad 1 g) e sottili (circa 2 mm di spessore). In alternativa possono anche essere utilizzate puntine piezoelettriche o elettromagnetiche, similari alle puntine da giradischi di tipo LP.

Per il fissaggio solidale dei trasduttori in punti predeterminati della superficie dell’oggetto in esame sono vantaggiosamente utilizzate fasce elastiche e/o pinze in materiale plastico. Sia le fasce che le pinze devono essere leggerissime in modo da non alterare la risposta vibrazionale alle sollecitazioni meccaniche. Preferibilmente si utilizzano fasce o bende elastiche larghe pochi centimetri, ad esempio 5-6 cm, e con una espansione elastica pari al 150-250%; in corrispondenza di bordi o nel caso di oggetti di forma anche parzialmente appiattita si utilizzano preferibilmente pinze costituite, ad esempio, da semplici anelli in plastica spezzati, di diametro pari a circa 5-8 cm e di sezione pari a circa 10-20 mm<2>, allarga per recuperare la tensione necessaria a tenere ì trasduttori ben accoppiati all'oggetto da cui ricavare l'impronta sonica.

A titolo di esempio, la Fig. 2 mostra un vaso 6 sul quale i trasduttori 7 sono stati fissati mediante fasce elastiche 8. La Fig. 3 mostra, invece, un piatto 9 sul quale i trasduttori 7 sono stati fissati mediante pinze 10 in forma di anello.

I trasduttori 7, che percepiscono le vibrazioni in arrivo, sono collegati a mezzi di acquisizione comprendenti una scheda di acquisizione multicanale 11, con un numero di canali almeno pari al numero dei trasduttori utilizzati. Il segnale analogico acquisito da ogni canale viene convertito dalla scheda in segnale digitale, con una frequenza di campionamento di almeno 20 kHz per garantire una buona riproducibilità delle frequenze dei segnali fino a oltre 6 kHz, e memorizzato. La scheda di acquisizione 11 è provvista di un ingresso per il trigger 13, per l'acquisizione dei dati nel dominio del tempo, in modo da innescare l'avvio delle registrazioni al momento della chiusura del suddetto circuito.

Con l’acquisizione dei segnali i mezzi di elaborazione 12, cooperanti con i mezzi di acquisizione 11 e comprendenti un software, eseguono i seguenti passi:

- analisi della variabilità tra i diversi segnali acquisiti sugli stessi tragitti (da sorgente a trasduttore) per eventualmente eliminare quei segnali anomali che si discostano in modo netto dagli altri, a causa di colpi effettuati male ovvero acquisiti durante un intervallo di tempo caratterizzato da un rumore ambientale abnorme;

- pulizia dei segnali acquisiti, per ciascun traduttore, dal cosiddetto “rumore ambientale casuale” (con media temporale prossima alio zero) mediante un algoritmo di “stacking”, ossia un processo di media, per migliorare il rapporto segnale-rumore;

- analisi dello spettro delle frequenze di risonanza per ciascun trasduttore e per ciascuna serie di inneschi di vibrazioni in uno stesso punto della superficie esterna dell’oggetto in esame;

- normalizzazione degli spettri e confronto tra gli spettri normalizzati, con eventuale selezione di più di un gruppo di spettri similari tra loro, generalmente ottenendo un unico gruppo o due gruppi di spettri;

- elaborazione di media per ciascun gruppo di spettri normalizzati similari, generalmente ottenendo un unico o un doppio spettro normalizzato mediato;

- codifica di ciascuno spettro normalizzato mediato ottenuto.

La codifica dello spettro mediato delle frequenze di risonanza può prevedere vantaggiosamente la costruzione di un codice a barre '‘analogico”, da associare all'oggetto. Nel caso di più spettri mediati si ottiene un numero di codici a barre analogici pari ai numero di detti spettri mediati. Questo si verifica, in particolare, per oggetti geometricamente molto articolati e/o costituiti da materiali differenti,

Il codice a barre “analogico” può essere realizzato mediante una trasposizione dello spettro in termini di barre verticali di eguale altezza e di spessore differente. Lo spettro di partenza viene normalizzato, cioè la massima ampiezza avrà valore 1 e tutte le altre frequenze di risonanza dei moti vibrazionali avranno ampiezza compresa tra 0 ed 1. Un esempio di codice a barre “analogico" , illustrato in Fig. 2, ha le seguenti caratteristiche:

- una predeterminata larghezza, ad esempio 12 cm, proporzionale linearmente all'intervallo di frequenza tra 0 e 6 kHz (1000 Hz corrispondono a 2 centimetri);

- una predeterminata altezza, ad esempio 2 cm;

- lo spessore di ciascuna barra verticale è proporzionale all’ampiezza della corrispondente frequenza di risonanza, ad esempio la barra più stretta ha uno spessore di 0,2 mm, la più barra larga 1 mm.

Sul codice a barre “analogico” vengono riportate tutte le frequenze risonanti, secondo le loro corrispondenti ampiezze relative. Ad esempio se una ampiezza supera il 10% di quella massima riscontrata si ha una barra spessa 0,2 mm; se supera il 20% si ha una barra di 0,3 mm; se supera il 30% si ha una barra di 0,4 mm; se supera il 40% si ha una barra di 0,5 mm; se supera il 50% si ha una barra di 0,6 mm; se supera il 60% si ha una barra di 0,7 mm; se supera il 70% si ha una barra di 0,8 mm; se supera il 80% si ha una barra di 0,9 mm; se supera il 90% si ha una barra di 1 mm.

Il codice a barre “analogico” può anche avere due barre laterali di controllo per la lettura con rilevatore ottico, dello spessore ad esempio di 1 ,2 mm ciascuna.

Il codice a barre “analogico" risulta vantaggioso per analizzare l’oggetto in modo speditivo. Infatti, un esperto può riconoscere facilmente, confrontando visivamente questo codice con il precedente, se si tratta dello stesso oggetto; se non esiste un codice precedentemente rilevato, può grossolanamente valutare alcune caratteristiche generali dell'oggetto (dimensioni, materiale, ecc.).

Per conservare in archivio dati maggiormente precisi sull’opera d’arte esaminata la codifica dello spettro può avere come output un codice a barre digitale criptato, ovvero una targhetta-chip tipo RFID, contenente tutti i valori delle frequenze di risonanza e le loro ampiezze relative, utile per una facile e precisa fruizione del dato archiviato.

In questo caso la precisione sarà molto più alta di quella del codice analogico; frequenze ed ampiezze relative saranno valutate con la precisione dell’unità, cioè le frequenze a 4 cifre (0000-6000 Hz) e le ampiezze a 2 cifre (00-99%). Ad esempio, per opere che mostrano trenta frequenze risonanti, il codice criptato dovrà contenere, per lo spettro, circa 200 caratteri: il numero delle frequenze rappresentative, seguito da tutti i valori delle frequenze e delle ampiezze relative. Il codice viene comunque criptato per accrescere la sicurezza della segretezza identificativa di precisione.

Utilizzando un apparato come quello appena descritto è possibile eseguire il metodo di rilevamento dell’impronta sonica nel dominio del tempo di un oggetto tridimensionale comprendente gli stadi di:

1) fissaggio solidale dei trasduttori mediante i suddetti mezzi di fissaggio in predeterminati primi punti della superficie esterna dell’oggetto, per l’acquisizione dei moti vibrazionaii, o semplicemente vibrazioni;

2) innesco delle vibrazioni nell’oggetto mediante la sorgente di sollecitazione meccanica in un punto di predeterminati secondi punti per l'applicazione della sollecitazione;

3) acquisizione, mediante la scheda di acquisizione multicanale con inizio innescato dal trigger, dei segnali analogici provenienti da tutti i trasduttori e loro conversione in segnali digitali;

4) ripetizione dell’innesco delle vibrazioni {stadio 2), preferibilmente da 3 a 10 volte;

5) ripetizione degli stadi da 2) a 4) per i rimanenti predeterminati secondi punti;

6) elaborazione dei segnali digitali su circa il 90% del tempo di acquisizione per ogni canale della scheda di acquisizione, con esecuzione dei passi del software precedentemente descritti fino alla codifica di ciascuno spettro mediato delle frequenze di risonanza ottenuto.

Vantaggiosamente nello stadio 6) di elaborazione dei segnali acquisiti non viene preso in considerazione circa il 10% del tempo di acquisizione per ogni canale, leggermente influenzato dalla sorgente di sollecitazione. Nell'esempio di un tempo di acquisizione pari a 100 ms, si elaborano pertanto i tratti di segnale da 10 a 90 ms.

Nel caso in cui il rilievo dell'impronta sonica si effettua nel dominio della frequenza lo stadio 2) prevede l’innesco delle vibrazioni mediante una sorgente di sollecitazione a frequenza variabile.

Può essere utilizzato un vibratore meccanico a frequenza variabile oppure un altoparlante guidato da uno sweep di ampiezza costante e frequenza variabile tra 0 e 6000 Hz. La variabilità della frequenza è vantaggiosamente lenta - ad esempio sweep di 6 s - e controllata.

In questo caso lo stadio 3) di acquisizione dei segnali analogici provenienti da tutti i trasduttori viene avviato poco prima dell'innesco della sollecitazione, manualmente o da un eventuale trigger ad interruttore, ed ha una durata pari alla durata delle vibrazioni {almeno 6 s, ossia il tempo dello sweep); inoltre lo stadio 6) di elaborazione dei segnali digitali utilizza tutta la durata dell'acquisizione o registrazione (6 s) su ogni canale della scheda.

Prima di eseguire il metodo di rilevamento dell'invenzione è preferibile appoggiare l'oggetto da esaminare su uno strato di polistirolo o altro idoneo materiale isolante per impedire la trasmissione delle vibrazioni al suolo che potrebbe falsare i risultati finali. Alternativamente si può lasciare l'oggetto sul suo supporto, per esempio quello di esposizione, purché l'esame venga ripetuto sempre in queste condizioni. L’oggetto esaminato diventa, in questo caso, l'ogge,ppiato a detto supporto.

Sfruttando, quindi, il fatto che i modi norme degli oggetti da esaminare sono inequivocabilmente staorietà (geometriche e meccaniche, legate alla distribuzietri meccanoelastici e ad ogni particolare “difetto” fisico) essi il metodo ed il relativo apparato, oggetto della prese consentono mediante una accurata analisi sonica diunivocamente l’oggetto in esame mediante la sua “imprConfrontando l’impronta ottenuta successivamente sullo o con quella preesistente in archivio, se l’oggetto è già stamente analizzato ed archiviato, è facilmente e rapidamee l’autenticità dell’opera.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di rilevamento di una impronta sonica di un oggetto tridimensionale in cui è prevista una pluralità di mezzi di rilevamento di vibrazioni, fissati solidalmente in predeterminati primi punti di rilevamento sulla superficie esterna dell’oggetto, il metodo comprendente i seguenti stadi: a) innesco delle vibrazioni mediante una sorgente di sollecitazione meccanica in un punto di predeterminati secondi punti di applicazione di detta sollecitazione; b) acquisizione, mediante mezzi di acquisizione, di segnali analogici provenienti da detti mezzi di rilevamento e loro conversione in segnali digitali; c) ripetizione degli stadi a) e b) per un numero predeterminato di volte; d) ripetizione degli stadi da a) a c) per i rimanenti predeterminati punti di applicazione della sollecitazione; e) analisi dello spettro di frequenze di risonanza per ciascun mezzo di rilevamento e per ciascuna serie di inneschi di vibrazioni in uno stesso punto di applicazione della sollecitazione; f) normalizzazione degli spettri di frequenze ottenuti e selezione degli spettri normalizzati similari; g) elaborazione della media tra detti spettri normalizzati similari con ottenimento di almeno uno spettro normalizzato mediato definente l'impronta sonica dell’oggetto.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui è previsto una codifica di detto almeno uno spettro normalizzato mediato avente come output un codice a barre digitale criptato o un codice a barre analogico.
3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui il codice digitale ottenuto è in forma di una targhetta-chip tipo RFID.
4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui prima dello stadio e) è prevista l’elaborazione dei segnali digitali comprendente una analisi della variabilità tra i diversi segnali acquisiti su uno stesso percorso tra sorgente di sollecitazione e mezzo di rilevamento per l'eventuale eliminazione di segnali anomali, ed un processo di media dei segnali acquisiti per ciascun mezzo di rilevamento per un migliore rapporto segnale-rumore.
5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 1 , in cui detto numero predeterminato di volte è compreso preferibilmente fra 3 e 10.
6. 6. Apparato di rilevamento, idoneo ad eseguire un metodo dì rilevamento di una impronta sonica di un oggetto tridimensionale secondo la rivendicazione 1 , comprendente - una sorgente di sollecitazione meccanica (3), idonea ad innescare vibrazioni in detto oggetto; - una pluralità di mezzi di rilevamento (7) delle vibrazioni; - mezzi di fissaggio (8, 9) di detti mezzi di rilevamento (7) sulla superficie dell’oggetto in predeterminati punti di rilevamento; - mezzi di acquisizione (11) di segnali analogici, connessi ai mezzi di rilevamento, idonei a convertire detti segnali analogici in digitali; - mezzi di elaborazione (12) di detti segnali digitali, idonei a d eseguire gli stadi-da e) a g).
7. 7. Apparato secondo la rivendicazione 6, in cui sono previsti mezzi di controllo dell’istante di innesco delle vibrazioni (13) connessi a detti mezzi di acquisizione (11) per innescare l’avvio dell’acquisizione dei segnali.
8. 8. Apparato secondo la rivendicazione 6, in cui la sorgente di sollecitazione meccanica è di tipo impulsiva o forzante a frequenza variabile.
9. 9. Apparato secondo la rivendicazione 6, in cui i mezzi di rilevamento comprendono trasduttori (7) piezoelettrici o elettromagnetici.
10. 10. Apparato secondo la rivendicazione 6, in cui detti mezzi di fissaggio comprendono fasce elastiche (8) e/o pinze (9) in materiale plastico.