ITRM20120353A1 - Dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitata - Google Patents
Dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitata Download PDFInfo
- Publication number
- ITRM20120353A1 ITRM20120353A1 IT000353A ITRM20120353A ITRM20120353A1 IT RM20120353 A1 ITRM20120353 A1 IT RM20120353A1 IT 000353 A IT000353 A IT 000353A IT RM20120353 A ITRM20120353 A IT RM20120353A IT RM20120353 A1 ITRM20120353 A1 IT RM20120353A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- processing unit
- monitoring device
- sensor
- digital data
- critical system
- Prior art date
Links
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 title claims description 33
- 230000003862 health status Effects 0.000 title claims description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 52
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 12
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 7
- 230000036541 health Effects 0.000 claims description 5
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D9/00—Recording measured values
- G01D9/005—Solid-state data loggers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
- F41A31/00—Testing arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B35/00—Testing or checking of ammunition
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
- Alarm Systems (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Description
“Dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitataâ€
DESCRIZIONE
La presente descrizione si riferisce al settore tecnico dei sistemi di monitoraggio e riguarda in particolare un dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitata.
Si definiscono sistemi critici dei sistemi che nel caso di fallimento nel loro funzionamento possono provocare pesanti conseguenze quali:
- morte o gravi rischi alle persone;
- perdita o grave danneggiamento di mezzi e materiale;
- gravi danni ambientali.
Ad esempio, nel caso in cui il sistema critico sia rappresentato da un armamento, tale sistema può definirsi critico perché un suo malfunzionamento può mettere a repentaglio una missione militare e dunque la vita delle persone ad essa legate.
E’ noto che vi sono una serie di fattori esterni che degradano le prestazioni di un sistema o un dispositivo, e dunque ne alterano lo stato di salute, anche se questo non viene utilizzato. Tale degradazione viene denominata invecchiamento.
I suddetti fattori, che possono agire singolarmente o in combinazione fra loro, sono ad esempio rappresentati dalla temperatura di stoccaggio, dall’umidità , dalle vibrazioni o dagli shock meccanici.
I sistemi critici, proprio in vista delle conseguenze legate ad un loro possibile malfunzionamento, sono sistemi a vita limitata, in quanto presentano una durata di vita entro la quale il degrado si mantiene entro limiti accettati.
Sulla base di considerazioni statistiche à ̈ possibile stimare in modo predittivo lo stato di salute e la durata di vita di un sistema critico, al fine ad esempio di programmare la sostituzione dei sistemi al termine della loro durata di vita e/o di evitare di usare sistemi oltre la loro durata di vita. E’ chiaro che il suddetto approccio statistico non à ̈ ottimale, in primo luogo perché richiede la previsione di opportuni ed ampi margini al fine di garantire delle esigenze di sicurezza ed in secondo luogo non può tener conto di circostanze particolarmente eccezionali alle quali può essere soggetto un sistema critico. Inoltre il suddetto approccio statistico richiede di effettuare delle lunghe e costose procedure di test.
Lo scopo della presente descrizione à ̈ quello di mettere a disposizione un dispositivo che consenta di monitorare in tempo reale lo stato di salute di un sistema critico a vita limitata.
Tale scopo viene conseguito mediante una dispositivo di monitoraggio così come definito in generale nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e vantaggiose del suddetto dispositivo sono definite nelle annesse rivendicazioni dipendenti.
L’invenzione sarà meglio compresa dalla seguente descrizione dettagliata di una particolare forma di esecuzione fatta a titolo esemplificativo e, pertanto, in nessun modo limitativo, in riferimento ai disegni allegati, in cui:
- la figura 1 mostra uno schema a blocchi esemplificativo di un sistema di monitoraggio comprendente un dispositivo di monitoraggio preposto al monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico; e
- la figura 2 mostra un schema a blocchi esemplificativo del dispositivo di monitoraggio di figura 1.
Nelle figure, elementi uguali o simili saranno indicati mediante i medesimi riferimenti numerici.
In figura 1 Ã ̈ schematicamente mostrata una forma di realizzazione non limitativa di un sistema di monitoraggio 1 in tempo reale dello stato di salute di un sistema critico 2.
Nel particolare esempio rappresentato, senza per questo introdurre alcuna limitazione, il sistema di monitoraggio 1 à ̈ preposto al monitoraggio dello stato di salute di una pluralità di sistemi critici 2, che ad esempio rappresentano delle munizioni 2 all’interno di un magazzino di stoccaggio. Nell’esempio rappresentato, ciascuna di dette munizioni 2 à ̈ alloggiata in un rispettivo contenitore 3. I contenitori 3 comprendono un corpo di contenimento al quale sono associati, e più precisamente meccanicamente accoppiati, rispettivi dispositivi di monitoraggio 10.
Nel particolare esempio rappresentato, il sistema di monitoraggio 1 comprende un terminale mobile di interrogazione 4, ad esempio un dispositivo palmare provvisto di un display 5 ed una antenna 6, adatto ad interrogare a distanza i dispositivi di monitoraggio 10 associati alle rispettive munizioni 2. In alternativa o in aggiunta può essere prevista almeno una stazione fissa di interrogazione 8, adatta ad interrogare a distanza i dispositivi di monitoraggio 10, ad esempio essendo provvista di una antenna 7.
In accordo ad una forma di realizzazione, il dispositivo di interrogazione mobile 4 e/o la stazione fissa di interrogazione 8 sono configurati per trasmettere ad un server remoto 9 le informazioni acquisite tramite le interrogazioni, ad esempio per riversare tali informazioni su un database remoto di gestione logistica.
Il terminale mobile di interrogazione 4 e/o la stazione fissa di interrogazione 8 sono dispositivi lettori RFID (Radio Frequency IDentification devices) o analoghi dispositivi.
In merito ai possibili sistemi critici 2 da monitorare, Ã ̈ chiaro che questi sistemi possono includere dispositivi meccanici, elettronici, elettromeccanici eventualmente anche comprendenti sostanze chimiche, quali ad esempio esplosivi, propellenti, etc.
In figura 2 à ̈ mostrato uno schema funzionale a blocchi di una forma di realizzazione di un dispositivo di monitoraggio 10 dello stato di salute dell’associato sistema critico 2 a vita limitata.
Il dispositivo di monitoraggio 10 comprende almeno un sensore di misura S1-S4 adatto a misurare una grandezza adatta ad influenzare lo stato di salute del sistema critico 2, fornendo in uscita un segnale elettrico recante informazioni correlate a tale grandezza. In accordo ad una forma di realizzazione il suddetto sensore di misura S1-S4 à ̈ un sensore di temperatura. In accordo ad una forma di realizzazione il suddetto sensore S1-S4 à ̈ un sensore di umidità . In accordo ad una ulteriore forma di realizzazione il suddetto sensore S1-S4 à ̈ un sensore di vibrazioni e/o di shock meccanici. In accordo ad una forma di realizzazione il dispositivo di monitoraggio 10 comprende una pluralità di sensori di misura S1-S4 di differenti tipologie ad esempio, un sensore di temperatura S1, un sensore di umidità S2, un sensore di vibrazioni S3, ad esempio un sensore di accelerazione, ed un sensore di shock S4. D’ora in avanti nella presente descrizione si farà riferimento, senza per questo introdurre alcuna limitazione, al caso in cui il dispositivo di monitoraggio comprenda una pluralità di sensori di misura S1-S4.
Il dispositivo di monitoraggio 10 comprende inoltre almeno una unità di elaborazione 13 operativamente connessa ai sensori di misura S1-S4 ed adatta a ricevere e campionare i segnali elettrici forniti dai sensori S1-S4 per rendere disponibili dati digitali correlati alle grandezze misurate dai sensori di misura S1-S4. Ad esempio, la suddetta unità di elaborazione 13 comprende un microcontrollore e più preferibilmente un microcontrollore a basso consumo.
Il dispositivo di monitoraggio 10 comprende inoltre almeno una memoria 15 adatta a memorizzare i dati digitali campionati dall’unità di elaborazione 13 e/o dati digitali ottenuti dall’unità di elaborazione 13 elaborando detti dati digitali campionati. Nell’esempio non limitativo rappresentato in figura 2, la suddetta memoria 15 à ̈ rappresentata esterna all’unità di elaborazione. In una variante realizzativa tale memoria 15 potrebbe essere interna all’unità di elaborazione 13, o potrebbero essere previste più unità di memoria, ad esempio una unità di memoria interna ed una unità di memoria esterna.
Il dispositivo di monitoraggio 10 comprende un sistema di alimentazione 18 dell’unità di elaborazione 13. Tale sistema di alimentazione 18 può essere preposto anche ad alimentare direttamente o indirettamente (nell’esempio rappresentato tramite l’unità di elaborazione 13) i sensori di misura S1-S4, nel caso in cui tali sensori S1-S4 richiedano per il loro funzionamento una sorgente di alimentazione. In accordo ad una forma di realizzazione il suddetto sistema di alimentazione 18 comprende una batteria. In accordo ad una ulteriore forma di realizzazione il suddetto sistema di alimentazione 18 comprende un dispositivo di energy harvesting, interno o esterno all’unità di elaborazione 13.
Il dispositivo di monitoraggio 10 comprende un transponder RFID passivo 16 adatto a ricevere una richiesta da un dispositivo di interrogazione RFID esterno, ad esempio dal terminale mobile di interrogazione 4 e/o dalla stazione fissa di interrogazione 8, e fornire in risposta al dispositivo di interrogazione 4,8 i dati digitali memorizzati.
In accordo ad una forma di realizzazione preferita il suddetto trasponder RFID 16 comprende una antenna 19 PIFA (Planar Inverted F Antenna) ad esempio realizzata in microstriscia su un substrato 11, che ad esempio rappresenta una scheda a circuito stampato sulla quale sono montati i vari componenti elettronici del dispositivo di monitoraggio 10.
Il trasponder RFID passivo 16 può essere un componente esterno all’unità di elaborazione 13 ed a questa operativamente connesso tramite opportuni collegamenti elettrici o può essere un modulo previsto all’interno dell’unità di elaborazione 13, salvo per quanto concerne l’antenna 19 che sarebbe comunque esterna. Nella prima delle suddette forme di realizzazione la memoria 15 potrebbe essere una memoria, ad esempio una EPROM, interna al trasponder RFID 16. Nell’altra delle suddette forme di realizzazione detta memoria 15 può essere una memoria esterna alla quale accede l’unità di elaborazione 13 quando il trasponder RFID interno all’unità di elaborazione 13 viene energizzato da un dispositivo di interrogazione esterno fisso o mobile 4,8. In tal caso l’unità di elaborazione 13 à ̈ ad esempio energizzata per effettuare la suddetta lettura dallo stesso transponder RFID interno. Nelle operazioni di campionamento e/o elaborazione dei dati digitali l’unità di elaborazione 13 à ̈ invece alimentata dal sistema di alimentazione 18. Per questo motivo il funzionamento del dispositivo 10 può essere definito semi-passivo, cioà ̈ attivo durante l’acquisizione e l’elaborazione dei dati e passivo nella lettura di tali dati in risposta ad una interrogazione di un dispositivo esterno 4,8. Per il suddetto motivo, in figura 2 fra il trasponder RFID 16 e l’unità di elaborazione 13 e fra il sistema di alimentazione 18 e l’unità di elaborazione 13 sono stati rappresentati due diodi con il fine di indicare che in presenza di un link RFID il trasponder 16 può alimentare l’unità di elaborazione 13 mentre in assenza di tale link, per l’acquisizione e la memorizzazione dei campioni l’unità di elaborazione 13 à ̈ normalmente alimentata dal sistema di alimentazione 18.
In accordo ad una forma di realizzazione l’unità di elaborazione 13 à ̈ programmata per commutare fra due possibili stati di consumo energetico, in cui uno di detti stati à ̈ uno stato di consumo relativamente contenuto rispetto all’altro, ad esempio uno stato cosiddetto di powerdown. In tale forma di realizzazione l’unità di elaborazione 13 à ̈ tale da permanere normalmente e prevalentemente nello stato di consumo relativamente contenuto per commutare nell’altro stato ad intervalli di tempo prestabiliti al fine di campionare i segnali elettrici resi disponibili dai sensori S1-S4. Ad esempio tale campionamento avviene ogni mezz’ora, o ogni ora. In questo esempio à ̈ chiaro dunque come l’unità di elaborazione 13 permanga prevalentemente nello stato di consumo energetico relativamente ridotto.
In accordo ad una forma di realizzazione, il dispositivo di monitoraggio 10 comprende un sensore passivo di movimento S5 operativamente connesso all’unità di elaborazione 13. In accordo ad una forma di realizzazione tale sensore passivo di movimento S5 à ̈ un sensore a massa inerziale connesso a due pin dell’unità di elaborazione 13, in cui una massa mobile a seguito di una movimentazione del dispositivo di monitoraggio 10 à ̈ tale da determinare un interrupt fra i pin dell’unità di elaborazione 13 al fine di determinare un risveglio di tale unità di elaborazione 13 a partire da uno stato di powerdown.
L’unità di elaborazione 13 à ̈ tale da commutare dallo stato di consumo relativamente ridotto all’altro stato quando il sensore passivo di movimento S5 rileva un movimento che presenta una ampiezza eccedente una determinata soglia. Nella suddetta forma di realizzazione à ̈ possibile prevedere che fra i sensori di misura S1-S4 sia compreso un sensore di vibrazioni e/o un sensore di shock meccanico adatto a fornire in uscita un segnale elettrico ed in cui a seguito di detta commutazione l’unità di elaborazione 13 à ̈ tale da campionare il segnale elettrico fornito dal suddetto sensore di vibrazione e/o di shock e memorizzare dati digitali correlati ai valori di vibrazione e/o di shock se questi ad esempio superano delle prefissate soglie. In tal modo, vantaggiosamente, le misure di shock o di vibrazione sono attivate ad evento, evitando di acquisire misure periodiche inutili quando il sistema critico non à ̈ soggetto a vibrazioni e/o shock.
In accordo ad una forma di realizzazione il sensore di misura S1-S4 comprende un sensore di temperatura. In questo caso l’unità di elaborazione 13 à ̈ configurata e programmata per calcolare il tempo equivalente di stoccaggio del sistema critico 2 ad una data temperatura di riferimento, ad esempio a 25°C. Questa misura consente di capire quanto il sistema critico 2 à ̈ invecchiato rispetto ad uno stoccaggio in condizioni ideali e fornisce dunque una misura utile a conoscere lo stato di salute del sistema e dunque anche la vita residua del sistema.
In particolare, in accordo alla suddetta forma di realizzazione l’unità di elaborazione 13 à ̈ configurata e programmata per calcolare il tempo equivalente di stoccaggio del sistema critico 2 ad una temperatura di riferimento in accordo alla legge di Arrhenius. In base a tale legge à ̈ possibile calcolare un fattore di accelerazione AF come:
AF = exp [(-EaA/k)*((1/Tint)-(1/Tref))] (1.1)
In cui:
EaA= à ̈ l’energia di attivazione in J/mol (valori programmabili e salvati in memoria) del processo di degradazione;
Tref= temperatura di riferimento in °K (ad esempio pari a 293,15 °K per 20 °C o 298,15 °K per 25 °C);
Tint= à ̈ la temperatura attuale all’interno del sistema critico 2 in °K k = à ̈ la costante universale dei gas (8.314472 J/mol/°K).
Vantaggiosamente la temperatura Tintpuò essere una temperatura stimata sulla base di una misura di temperatura esterna.
Il tempo equivalente di stoccaggio T25 (nell’ipotesi non limitativa in cui la temperatura di riferimento sia 25° C) si ottiene integrando nel tempo il fattore di accelerazione AF.
Poiché l’unità di elaborazione 13 à ̈ tale da operare nel dominio discreto dei dati campionati, l’unità di elaborazione 13 può essere programmata e configurata per calcolare il suddetto integrale ad ogni passo, cioà ̈ dopo l’acquisizione di ogni campione, secondo una formula ricorsiva in base alla quale il tempo equivalente di stoccaggio T25 al passo attuale “t†à ̈ uguale alla somma del tempo equivalente di stoccaggio al passo precedente “t-1†e di un contributo aggiuntivo accumulato nell’intervallo di tempo intercorso fra il passo precedente “t-1†ed il passo attuale “t†. Tale contributo à ̈ dato dal prodotto dell’intervallo di campionamento (ad esempio 0,5 ore) per il fattore di accelerazione AFtcalcolato al passo t, vale a dire :
T25t=T25t-1+0,5 AF. (1.2)
Nel caso in cui la temperatura di riferimento sia 25°C il fattore di accelerazione AF si può calcolare come exp(k*(Tc-25)/(Tc+273), in cui Tc rappresenta una stima della temperatura interna Tintottenuta a partire dai campioni della temperatura esterna misurata tramite il sensore di temperatura.
Nella formula (1.1) del fattore di accelerazione AF la temperatura Tintrappresenta la temperatura reale del sistema critico 2. Poiché, in una forma di realizzazione non limitativa, si può ipotizzare che tale temperatura sia dipendente da una funzione di trasferimento del primo ordine dalla temperatura campionata Ts dall’unità di elaborazione 13, à ̈ possibile dimostrare che la temperatura Tc può essere ottenuta come prodotto scalare fra un vettore Ts di campioni di lunghezza predefinita memorizzati nel vettore di campioni Ts secondo una tecnica di memorizzazione FIFO, in cui ad ogni passo, cioà ̈ ad ogni campionamento, viene inserito in coda l’ultimo campione acquisito con shift degli altri campioni nel vettore Ts verso il primo elemento del vettore (il cui campione dunque viene sovrascritto ed esce dal vettore), ed un vettore vet_e di numeri reali che rappresentano valori di incrementi di esponenziali. Per fare un esempio, si ipotizzi che:
- t_sam rappresenti l’intervallo di campionamento;
- T1 rappresenti la temperatura memorizzata dal sensore e campionata;
- la temperatura iniziale all’interno del sistema critico 2 sia, per semplicità e senza per questo introdurre alcuna limitazione, pari a 0°C.
A partire dall’istante iniziale dopo il primo passo, cioà ̈ dopo un intervallo t_sam, la temperatura all’interno del sistema critico sarà T1*(1-e<-t_sam/Ï„>) in cui Ï„ rappresenta la costante di tempo del sistema. Al passo successivo dopo un intervallo t_sam si ipotizzi che T2 rappresenti la temperatura memorizzata dal sensore e campionata. Il gradino di temperatura T2-T1 darà un contributo (T2-T1)*(1-e<-t_sam/Ï„>) mentre T1 darà un contributo pari a T1*(1-e<-2t_sam/Ï„>). Al passo successivo dunque la temperatura stimata all’interno del sistema critico sarà T 3*(1-e<-t_sam/Ï„>)+ T2*( e<-t_sam/Ï„>-e<-2t_sam/>c= T<Ï„>)+ T1* (e<-2t_sam/Ï„>-e<-3t_sam/Ï„>). Questo matematicamente rappresenta un prodotto scalare tra un vettore Ts di temperature campionate [T3 T2 T1], cioà ̈ un vettore Ts di campioni di temperatura, ed un vettore di incrementi di esponenziali. Si à ̈ osservato che si ottengono degli ottimi risultati anche se il vettore Ts di temperature campionate à ̈ un vettore di un numero limitato di elementi, ad esempio di circa dieci elementi. Questo tipo di calcolo consente di risparmiare tempo di elaborazione e potenza dissipata. Inoltre permette di stimare la temperatura interna del sistema critico 2 a partire da quella esterna, ad esempio a partire dalla temperatura misurata dal dispositivo di monitoraggio 10 in corrispondenza del contenitore 3 del sistema critico 2, o in genere in un punto esterno rispetto all’interno sistema critico 2.
In base alla suddetta descrizione à ̈ chiaro dunque che in accordo ad una forma di realizzazione vantaggiosa, al fine di calcolare il tempo equivalente di stoccaggio l’unità di elaborazione 13 à ̈ programmata per:
- campionare il segnale fornito dal sensore di temperatura per ottenere un campione digitale e memorizzarlo in un vettore di campioni Ts di lunghezza limitata e predefinita secondo una tecnica di memorizzazione FIFO;
- ad ogni passo di campionamento effettuare il prodotto scalare fra detto vettore di campioni Ts ed un vettore, ad esempio pre-memorizzato nel dispositivo 10, di numeri reali che rappresentano valori di incrementi di esponenziali.
In modo del tutto simile, se à ̈ previsto sia un sensore di temperatura sia un sensore di umidità , à ̈ possibile calcolare l’invecchiamento secondo il modello di Eyring-Peck-Arrhenius (modello combinato temperatura-umidità ).
Analogamente se à ̈ previsto un sensore di vibrazioni à ̈ possibile calcolare l’invecchiamento secondo il modello della potenza inversa.
In accordo ad ulteriori forme di realizzazione, il dispositivo di monitoraggio 10 à ̈ in grado di monitorare l’invecchiamento, dunque lo stato di salute del sistema critico 2, mediante ulteriori modelli quali ad esempio: - controllo sulle soglie (OS - out of specification): viene annotato se c'à ̈ il superamento di soglie prefissate di temperatura, umidità , vibrazione, shock, pressione; - accensione/spegnimento: si annota il numero dei cicli di accensione e spegnimento;
- ore di funzionamento: si annotano le ore di funzionamento del sistema connesso.
In accordo ad una ulteriore forma di realizzazione, l’unità di memoria 13 à ̈ tale da memorizzare nella memoria 15 almeno un vettore di dati che rappresenta un istogramma e l’unità di elaborazione 13 confrontando detti dati digitali con delle soglie à ̈ tale da memorizzare i dati digitali in specifici elementi di detto vettore al fine di rendere disponibile detto istogramma. Si osservi che nel caso in cui tale istogramma sia un istogramma di temperature risulta conveniente memorizzare in tale istogramma, ad esempio ad ogni passo, la Tccioà ̈ la temperatura interna stimata del sistema critico 2 nel modo sopra descritto.
Dalla descrizione appena fatta à ̈ possibile comprendere come un dispositivo di monitoraggio del tipo sopra descritto raggiunga pienamente gli scopi prefissi. Prove sperimentali sul campo hanno dimostrato che un dispositivo di monitoraggio del tipo sopra descritto consente di effettuare con una notevole autonomia un monitoraggio preciso ed affidabile dello stato di salute di sistemi critici a vita limitata.
Ovviamente, al dispositivo di monitoraggio sopra descritto un tecnico del ramo, allo scopo di soddisfare esigenze contingenti e specifiche, potrà apportare numerose modifiche e varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di protezione dell’invenzione, quale definito dalle seguenti rivendicazioni.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di monitoraggio (10) dello stato di salute di un sistema critico (2) a vita limitata, comprendente: - almeno un sensore di misura (S1-S4) adatto a misurare una grandezza adatta ad influenzare lo stato di salute del sistema critico (2) fornendo in uscita un segnale recante informazioni correlate a tale grandezza; - almeno una unità di elaborazione (13) operativamente connessa al sensore (S1-S4) ed adatta a ricevere e campionare detto segnale per rendere disponibili dati digitali correlati a tale grandezza; - almeno una memoria (15) adatta a memorizzare detti dati digitali o dati digitali ottenuti a partire da questi tramite detta unità di elaborazione (13); - un sistema di alimentazione (18) del sensore di misura (S1-S4) e dell’unità di elaborazione (13); - un transponder RFID passivo (16) adatto a ricevere una richiesta da un dispositivo di interrogazione RFID esterno (4,8) e fornire in risposta, accedendo alla memoria, detti dati digitali al dispositivo di interrogazione (4,8).
- 2. Dispositivo di monitoraggio (10) secondo la rivendicazione 1, in cui l’unità di elaborazione (13) à ̈ programmata per commutare fra due stati di consumo energetico, in cui uno di detti stati à ̈ uno stato di consumo relativamente contenuto rispetto all’altro, l’unità di elaborazione (13) essendo tale da permanere normalmente e prevalentemente in detto stato di consumo relativamente contenuto per commutare nell’altro stato ad intervalli di tempo prestabiliti al fine di campionare detto segnale.
- 3. Dispositivo di monitoraggio (10) secondo la rivendicazione 2, comprendente un sensore passivo di movimento (S5) operativamente connesso all’unità di elaborazione (13), in cui l’unità di elaborazione (13) à ̈ tale da commutare dallo stato di consumo relativamente ridotto all’altro stato quando il sensore passivo di movimento (S5) rileva un movimento che presenta una ampiezza eccedente una determinata soglia.
- 4. Dispositivo di monitoraggio (10) secondo la rivendicazione 3, in cui detto almeno un sensore di misura (S1-S4) comprende un sensore di vibrazioni e/o shock meccanico adatto a fornire in uscita un segnale elettrico ed in cui a seguito di detta commutazione l’unità di elaborazione (13) à ̈ tale da campionare detto segnale elettrico fornito dal sensore di vibrazioni e/o shock.
- 5. Dispositivo di monitoraggio (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il sensore di misura (S1-S4) comprende un sensore di temperatura, in cui i dati digitali comprendono dati correlati alla temperatura di stoccaggio del sistema critico (2) ed in cui l’unità di elaborazione (13) à ̈ programmata per calcolare il tempo equivalente di stoccaggio ad una temperatura di riferimento calcolando un fattore di accelerazione in accordo alla legge di Arrhenius.
- 6. Dispositivo di monitoraggio (10) secondo la rivendicazione 5, in cui al fine di calcolare detto tempo equivalente di stoccaggio l’unità di elaborazione (13) à ̈ programmata per: - campionare detto segnale per ottenere un campione digitale e memorizzarlo in un vettore di campioni di lunghezza predefinita secondo una tecnica di memorizzazione FIFO; - ad ogni campionamento effettuare il prodotto scalare fra detto vettore di campioni ed un vettore di numeri reali che rappresentano valori di incrementi di esponenziali.
- 7. Dispositivo di monitoraggio (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui l’unità di elaborazione (13) à ̈ tale da memorizzare in detta memoria (15) almeno un vettore di dati che rappresenta un istogramma ed in cui l’unità di elaborazione (13) confrontando detti dati digitali con delle soglie à ̈ tale da memorizzare i dati digitali in specifici elementi di detto vettore al fine di rendere disponibile detto istogramma fruibile tramite detto dispositivo di interrogazione RFID esterno (4,8).
- 8. Dispositivo di monitoraggio (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detto trasponder RFID (16) comprende una antenna (19) PIFA -Planar Inverted F Antenna.
- 9. Sistema di monitoraggio (1) comprendente almeno un dispositivo di monitoraggio (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni ed almeno un dispositivo di interrogazione RFID (4,8) atto ad interagire operativamente con detto dispositivo di monitoraggio (10).
- 10. Contenitore (3) per un sistema critico (2) comprendente un corpo di contenimento adatto ad alloggiare al proprio interno un sistema critico (2) e caratterizzato dal fatto di comprendere almeno un dispositivo di monitoraggio (10) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni da 1 ad 8 meccanicamente accoppiato a detto corpo di contenimento.
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000353A ITRM20120353A1 (it) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | Dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitata |
| PE2015000074A PE20150867A1 (es) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Dispositivo para monitorizar el estado de salud de un sistema critico de vida limitada |
| ES13739994T ES2914122T3 (es) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Dispositivo para monitorizar el estado de salud de un sistema crítico de vida limitada |
| PCT/EP2013/065381 WO2014016232A1 (en) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Device for monitoring the health status of a limited life critical system |
| PT137399945T PT2875308T (pt) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Dispositivo para monitorização do estado de saúde de um sistema crítico de vida limitada |
| BR112015001505A BR112015001505A2 (pt) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | dispositivo para monitoramento do estado de funcionamento de um sistema crítico de vida útil limitada |
| CA2879138A CA2879138A1 (en) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Device for monitoring the health status of a limited life critical system |
| AU2013295141A AU2013295141A1 (en) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Device for monitoring the health status of a limited life critical system |
| EP13739994.5A EP2875308B1 (en) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Device for monitoring the health status of a limited life critical system |
| US14/416,157 US20150177108A1 (en) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Device for monitoring the health status of a limited life critical system |
| SG11201500470VA SG11201500470VA (en) | 2012-07-23 | 2013-07-22 | Device for monitoring the health status of a limited life critical system |
| CL2015000151A CL2015000151A1 (es) | 2012-07-23 | 2015-01-22 | Dispositivo para monitorizar estado de salud de un sistema crítico de vida limitada, que comprende al menos un sensor de medición para medir una magnitud adaptada para afectar al estado de salud del sistema crítico, al menos una unidad de procesamiento, al menos una memoria, un sistema de suministro de energía, un transpondedor rfid pasivo adaptado para recibir una solicitud de un dispositivo de consulta rfid externo; sistema de monitorización; recipiente para sistema crítico |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT000353A ITRM20120353A1 (it) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | Dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitata |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITRM20120353A1 true ITRM20120353A1 (it) | 2014-01-24 |
Family
ID=46845914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| IT000353A ITRM20120353A1 (it) | 2012-07-23 | 2012-07-23 | Dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitata |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20150177108A1 (it) |
| EP (1) | EP2875308B1 (it) |
| AU (1) | AU2013295141A1 (it) |
| BR (1) | BR112015001505A2 (it) |
| CA (1) | CA2879138A1 (it) |
| CL (1) | CL2015000151A1 (it) |
| ES (1) | ES2914122T3 (it) |
| IT (1) | ITRM20120353A1 (it) |
| PE (1) | PE20150867A1 (it) |
| PT (1) | PT2875308T (it) |
| SG (1) | SG11201500470VA (it) |
| WO (1) | WO2014016232A1 (it) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITRM20130297A1 (it) * | 2013-05-20 | 2014-11-21 | Mbda italia spa | Dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitata comprendente una unita' di visualizzazione dati |
| GB2554685A (en) | 2016-10-03 | 2018-04-11 | Airbus Operations Ltd | Component monitoring |
| CN109799009A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-05-24 | 上海市计量测试技术研究院 | 一种用于疫苗冷链系统的远程温度校准方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030058130A1 (en) * | 2001-09-26 | 2003-03-27 | Leslie Kramer | Remote monitoring of munition assets |
| EP1992904A2 (de) * | 2007-05-15 | 2008-11-19 | LFK-Lenkflugkörpersysteme GmbH | Verfahren zur Zustandsüberwachung einer intelligenten Waffe und intelligente Waffe |
| WO2011072674A1 (de) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg | Treibladung mit temperatursensor sowie vorrichtung und verfahren zur ermittlung einer feuerleitlösung |
-
2012
- 2012-07-23 IT IT000353A patent/ITRM20120353A1/it unknown
-
2013
- 2013-07-22 PT PT137399945T patent/PT2875308T/pt unknown
- 2013-07-22 EP EP13739994.5A patent/EP2875308B1/en active Active
- 2013-07-22 AU AU2013295141A patent/AU2013295141A1/en not_active Abandoned
- 2013-07-22 PE PE2015000074A patent/PE20150867A1/es not_active Application Discontinuation
- 2013-07-22 WO PCT/EP2013/065381 patent/WO2014016232A1/en active Application Filing
- 2013-07-22 BR BR112015001505A patent/BR112015001505A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2013-07-22 CA CA2879138A patent/CA2879138A1/en not_active Abandoned
- 2013-07-22 SG SG11201500470VA patent/SG11201500470VA/en unknown
- 2013-07-22 ES ES13739994T patent/ES2914122T3/es active Active
- 2013-07-22 US US14/416,157 patent/US20150177108A1/en not_active Abandoned
-
2015
- 2015-01-22 CL CL2015000151A patent/CL2015000151A1/es unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030058130A1 (en) * | 2001-09-26 | 2003-03-27 | Leslie Kramer | Remote monitoring of munition assets |
| EP1992904A2 (de) * | 2007-05-15 | 2008-11-19 | LFK-Lenkflugkörpersysteme GmbH | Verfahren zur Zustandsüberwachung einer intelligenten Waffe und intelligente Waffe |
| WO2011072674A1 (de) * | 2009-12-17 | 2011-06-23 | Krauss-Maffei Wegmann Gmbh & Co. Kg | Treibladung mit temperatursensor sowie vorrichtung und verfahren zur ermittlung einer feuerleitlösung |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20150177108A1 (en) | 2015-06-25 |
| ES2914122T3 (es) | 2022-06-07 |
| EP2875308A1 (en) | 2015-05-27 |
| SG11201500470VA (en) | 2015-02-27 |
| PT2875308T (pt) | 2022-05-30 |
| CL2015000151A1 (es) | 2015-08-07 |
| EP2875308B1 (en) | 2022-04-27 |
| BR112015001505A2 (pt) | 2017-07-04 |
| AU2013295141A1 (en) | 2015-02-05 |
| CA2879138A1 (en) | 2014-01-30 |
| PE20150867A1 (es) | 2015-06-07 |
| WO2014016232A1 (en) | 2014-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8152367B2 (en) | Insulated container having a temperature monitoring device | |
| US20080216561A1 (en) | Transdermal Portable Alcohol Monitor and Methods for Using Such | |
| TW200606761A (en) | Shelf-life monitoring sensor-transponder system | |
| ATE265673T1 (de) | Elektronischer kopplungszapfen für ein schwingungsmessungssystem | |
| EP2913643A2 (en) | Vibration sensor | |
| WO2007100856A3 (en) | Environmental sensing | |
| US10416235B2 (en) | Component monitoring | |
| BR102014017270A2 (pt) | sistema de sensor de combustível sem fio e método | |
| US20220180139A1 (en) | Temperature indicator | |
| ITRM20120353A1 (it) | Dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitata | |
| US8659422B2 (en) | Condition, health, and usage monitoring system | |
| ITRM20130297A1 (it) | Dispositivo di monitoraggio dello stato di salute di un sistema critico a vita limitata comprendente una unita' di visualizzazione dati | |
| WO2014010436A1 (ja) | センサタグ、および、センサネットワークシステム | |
| RU2673414C1 (ru) | Система контроля и регистрации условий транспортирования ракетной и ракетно-космической техники | |
| US20150051873A1 (en) | Device for the surveillance of a weapon system, particularly of missile type | |
| CN104969051B (zh) | 具有带有无源rfd接口的传感器的氧气系统 | |
| EP2096417A1 (en) | Data logger with indicia surface | |
| CN210322082U (zh) | 一种表贴式温度监测装置 | |
| EP3916368A2 (en) | System and method for monitoring a container environment | |
| KR20220031172A (ko) | 무전원 센서 디바이스 | |
| Dudnikov et al. | Measurement techniques for environmental parameters, strain, and acceleration using a wireless system based on RFID | |
| Rouet et al. | Use of MEMS Sensors to Design a Life Consumption Monitoring System for Electronics | |
| Cheng et al. | 16 Applications of Sensor | |
| KR20210126286A (ko) | 전자체온계 | |
| IT201600071387A1 (it) | Dispositivo rilevatore di manomissione, particolarmente per registratori di dati ambientali in ambienti a condizioni controllate, e relativo metodo. |