ITUB20151812A1

ITUB20151812A1 - Dispositivo di rilevazione dell'integrita strutturale di un oggetto campione

Info

Publication number: ITUB20151812A1
Application number: ITUB2015A001812A
Authority: IT
Inventors: Marco Caniato
Original assignee: Univ Degli Studi Di Trieste
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-01-02
Also published as: EP3112836B1; EP3112836A3; EP3112836A2

Description

DESCRIZIONE

“DISPOSITIVO DI RILEVAZIONE DELL’INTEGRITÀ STRUTTURALE DI

UN OGGETTO CAMPIONE”

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione.

In particolare, la presente invenzione è rivolta a un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale configurato per determinare la presenza di difetti in materiali resilienti come, ad esempio, polimeri consolidati o materiali metallici o materiali di altro tipo impiegati neN’ambito industriale in genere. In altri termini, la presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione che trova impiego nel settore edile/meccanico/industriale in genere (quindi oggetti in materiali cementizi, fibre composite, plastica, metalli e simili).

Inoltre, la presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale configurato per realizzare un test di tipo non distruttivo su di un oggetto campione.

A titolo esemplificativo, la presente invenzione può essere utilizzata nell’ambito dell’edilizia per controllare l’integrità strutturale e/o per determinazione la presenza di difetti in un oggetto campione realizzato in un materiale specifico. In particolare, nel settore edile, il dispositivo della presente invenzione permette di definirne quantitativamente le caratteristiche resilienti dei materiali impiegati come isolanti acustici.

Inoltre, la presente invenzione è rivolta a un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione che presenta una notevole flessibilità d’impiego: Infatti, in un caso, il dispositivo di rilevazione della presente invenzione permette di effettuare la rilevazione istantanea su di un oggetto campione durante la fase di produzione dello stesso materiale. In un ulteriore caso, il dispositivo di rilevazione della presente invenzione permette di monitorare un degrado delle caratteristiche meccaniche e/o fisiche di un materiale/e le mento strutturale nel corso della vita utile dello stesso.

Oggigiorno è fondamentale una validazione finale di un prodotto/materiale affinché si possa garantire che esso presenti tutte le caratteristiche fisiche/chimiche/meccaniche prestabilite. E’ noto che la validazione finale summenzionata è ottenibile mediante diversi test di controllo svolti con dei rispettivi dispositivi di rilevazione, ciascuno caratterizzato dal principio fisico di base di funzionamento.

Allo stato dell’arte sono noti dispositivi di rilevazione che permettono di effettuare test di controllo di tipo distruttivo oppure permettono di effettuare test di controllo di tipo non distruttivo.

I dispositivi di rilevazione configurati per i test di controllo distruttivi generalmente hanno un principio di funzionamento di tipo meccanico e/o termico. Pertanto, i test di controllo distruttivi sono del tipo meccanico e/o termico e prevedono sollecitazioni meccanicamente e/o termiche sul prodotto campione. I dispositivi di rilevazione per i test di controllo distruttivi sono discretamente sofisticati e richiedono spazi ed ambienti controllati per garantire almeno la ripetibilità del test. I test di controllo del tipo meccanico e/o termico prevedono la realizzazione di campioni di materiale da testare (detti provini) che generalmente sono campioni a perdere perché durante la prova sono sollecitati a un punto tale da cambiarne le caratteristiche fisiche/chimiche/meccaniche e renderli pertanto inutilizzabili successivamente. Allo stato dell’arte sono noti dispositivi di rilevazione configurati per rilevare le anomalie direttamente su campioni che sono elementi strutturali aventi forma e dimensioni prestabilite perché sono prodotti semilavorati inseriti nella struttura complessiva, per esempio, di un ponte autostradale oppure nella struttura di un aeromobile.

A titolo esemplificativo, il documento W09119173A1 riguarda un metodo e un sistema per la valutazione non distruttiva dell’integrità strutturale di un prodotto meccanico realizzato con fibre composite. Il metodo del documento summenzionato è rivolto in particolare a valutare la rigidità, la resistenza e le caratteristiche di smorzamento di una struttura composita. Allo stato deH’arte, sono noti anche dispositivi di rilevazione configurati per i test di controllo non distruttivi che generalmente hanno un principio di funzionamento “non invasivo”, come per esempio gli ultrasuoni, raggi X o altre tecniche simili. Pertanto, i test di controllo non distruttivi sono condotti mediante dispositivi abbastanza complessi, generalmente costosi e che richiedono laboratori specializzati adeguatamente allestiti.

Si possono citare altri dispositivi di rilevazione per i test non distruttivi, oltre a quelli summenzionati, come ad esempio i dispositivi di rilevazione con sistema magnetoscopico, i dispositivi di rilevazione con sistema a correnti indotte oppure i dispositivi di rilevazione con sistema di tipo vibrazionale. A titolo esemplificativo, il documento US 5533399A riguarda un metodo meccanico non distruttivo per determinare le proprietà elastiche di un materiale strutturale mediante un impulso impartito da un martelletto attrezzato con un trasduttore di forza del tipo piezoelettrico a un campione lastriforme a sua volta attrezzato con un sensore piezoelettrico miniaturizzato.

In generale, nel caso si debba controllare un prodotto/materiale fabbricato in una linea produttiva altamente industrializzate, si richiede che le tecniche di indagine qualitativa siano integrabili il più possibile alla linea produttiva stessa enfatizzando ancora di più le caratteristiche basilari di velocità, precisione e affidabilità. A tale scopo, sono stati creati dispositivi di rilevazione che utilizzano delle tecniche specifiche per ranalisi veloce e non distruttiva di campioni da compiere direttamente lungo la linea di produzione. Tra queste tecniche note si può citare la tecnica acustica che, rispetto ad altre tecniche, meglio si presta alla determinazione delle caratteristiche qualitative del prodotto/materiale nelle condizioni di produzione in linea. Generalmente, l’indagine acustica di un oggetto permette di individuare la tipologia e la posizione del difetto sul prodotto/materiale mediante l’analisi (di solito mediante tecnica FFT) delle risposte acustiche registrate. Una particolare variante della tecnica d’indagine acustica prevede l’analisi delle componenti modali su prodotti metallici finiti da comparare a quella di un provino-standard di riferimento, sostanzialmente si tratta di una tecnica d’indagine acustica comparativa. A titolo esemplificativo, il documento EP371631A2 mostra un metodo di analisi e il relativo apparato per effettuare un’analisi qualitativa su elementi strutturali sollecitati da carichi strutturali transitori.

Ciò detto, i dispositivi di rilevazione per effettuare i test di controllo distruttivi e non distruttivi noti soffrono tutti di alcune limitazioni d’impiego e altre controindicazioni che spesso li rendono difficilmente utilizzabili e comunque forniscono un esito del test poco affidabile.

In particolare, i test di controllo distruttivi del tipo meccanico e termico richiedono una fase di preparazione dei provini in accordo con requisiti normativi che ne prescrivono forma e dimensioni. Inoltre, come già accennato, i provini realizzati sono da dedicare solo alla sessione di test di controllo non essendo più in condizioni di essere riutilizzati in altro modo. In aggiunta, i dispositivi di rilevazione per i test di controllo di tipo termico sono in funzione per parecchio tempo a causa della durata piuttosto lunga dei test di controllo, che possono durare anche qualche ora. In particolare, i test di tipo meccanico richiedono una lunga preparazione dei campioni ed è spesso necessario sacrificare dei manufatti dai quali ricavare i provini oppure è necessario prevedere la preparazione di provini speciali. In altri termini, i dispositivi di rilevazione per i test distruttivi meccanici sono poco adattabili e flessibili nell’impiego, comportando costi rilevanti e diverso tempo per la realizzazione dei provini. Questi aspetti di costi e tempi di realizzazione dei provini sono indotti anche dai requisiti normativi obbligatori che prescrivono forma e dimensioni dei campioni in modo preciso.

Per quanto riguarda i dispositivi di rilevazione per condurre i test di controllo del tipo non distruttivo summenzionati, anch’essi soffrono di alcune limitazioni che talvolta ne precludono l’utilizzo e/o l’efficacia di funzionamento del dispositivo stesso. In particolare, come per altro già accennato sopra, i dispositivi di rilevazione per i test di controllo non distruttivi del tipo noto sono piuttosto costosi e richiedono ambienti attrezzati e ben isolati dal resto dell’ambiente (come per esempio un laboratorio separato dal reparto produttivo) e soprattutto l’impiego di personale altamente qualificato ed esperto.

Inoltre, i dispositivi di rilevazione mediante i test di controllo non distruttivi possono essere impiegati su alcuni materiali ma non per altri. Infatti, i dispositivi di rilevazione per i test di controllo non distruttivi possono comportare l’impiego di materiali conduttivi/magnetici che, di fatto, rendono il test basato su questa tecnica specifica non applicabile a determinate categorie di materiali quali, per esempio, i materiali a base polimerica.

Un altro esempio della limitazione dei dispositivi di rilevazione mediante i test di controllo di tipo acustico, risiede nel fatto che essi non sono adatti a essere utilizzati in uno stabilimento industriale dove il rumore di fondo delle lavorazioni di contorno può interferire con il segnale e con l’elaborazione dei dati falsando i risultati finali.

Come già accennato, i dispositivi di rilevazione mediante i test di controllo di tipo non distruttivo spesso presentano il problema di realizzare emissioni potenzialmente pericolose o pericolose per il tecnico addetto come, per esempio, emissioni di raggi X, emissioni ionizzanti, ultrasuoni, emissioni cancerogene. Si ravvisa inoltre che i residui di materiali o sostanze speciali (come quelle radioattive) utilizzate dai dispositivi di rilevazione non distruttiva del tipo noto devono essere smaltite in modo adeguato.

In questo contesto, il compito tecnico alla base della presente invenzione è proporre un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione che superi gli inconvenienti e le limitazioni della tecnica nota sopra citati.

In particolare, è scopo della presente invenzione mettere a disposizione un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione che permette di condurre i test di controllo non distruttivo e senza invalidare in alcun modo l’oggetto campione testato.

Ulteriore scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione che sia adattabile alle esigenze produttive in ambito industriale, ovvero sia flessibile nell’impiego che pertanto può essere svolto direttamente lungo una linea produttiva.

Un ulteriore e diverso scopo della presente invenzione è mettere a disposizione un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione che permetta di condurre i test di controllo senza produrre emissioni potenzialmente pericolose per l’utilizzatore, come per esempio raggi X; ultrasuoni, emissioni ionizzanti o cancerogene in genere. In aggiunta, un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione che permette di effettuare dei test di controllo in modo totalmente automatico e senza necessitare di laboratori o manodopera specializzata.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni.

Le rivendicazioni dipendenti corrispondono a possibili forme di realizzazione dell'invenzione.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno maggiormente chiari dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione come illustrato negli uniti disegni in cui:

- la figura 1A illustra una vista schematica di una configurazione operativa d’uso del dispositivo di rilevazione in accordo con la presente invenzione; - la figura 1B illustra schematicamente un modello fisico del tipo massamolla che riproduce le caratteristiche strutturali del dispositivo di figura 1A; - la figura 2A illustra schematicamente l’andamento in frequenza di un segnale di risposta ottenuto mediante il dispositivo della presente invenzione;

- la figura 2B illustra schematicamente l’andamento in frequenza di un segnale di risposta diverso ottenuto mediante il dispositivo della presente invenzione;

- la figura 3 illustra schematicamente una parte del dispositivo di figura 1A senza alcune parti per meglio rendere visibili quelle altrimenti nascoste. Con riferimento alla figura 1 annessa è rappresentato un dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione, indicato con il riferimento numerico 1.

Il presente dispositivo 1 di rilevazione permette di effettuare un test di controllo per determinare la presenza di difetti in materiali resilienti come, ad esempio, polimeri consolidati o materiali per applicazioni meccanico/edile/industriale. In particolare, la porzione di materiale da sottoporre al test è denominata oggetto campione 100.

Nella forma realizzativa preferita della presente invenzione, il dispositivo 1 di rilevazione comprende almeno un elemento battente 2, un corpo inerziale 3 e dei mezzi di acquisizione 4. Di seguito nella descrizione tutti questi elemento sono definiti in modo più dettagliato.

L’elemento battente 2 è configurato per impartire una sollecitazione meccanica di tipo impulsivo almeno sull’oggetto campione 100.

Il corpo inerziale 3 rigido è configurato per sostenere almeno l’oggetto campione 100 e per contrastare in modo rigido la sollecitazione meccanica impartita sull’oggetto campione 100 durante lo svolgimento del test di controllo.

1 mezzi di acquisizione 4 sono configurati per monitorare un segnale di risposta proveniente almeno dall’oggetto campione 100 durante lo svolgimento del test di controllo.

In accordo con la presente invenzione, il dispositivo 1 di rilevazione comprende un corpo eccitante 5 attivabile sull’oggetto campione 100 durante lo svolgimento del test di controllo. L’impatto dell’elemento battente 2 sul corpo eccitante 5 permette di impartire la sollecitazione meccanica all’oggetto campione 100. Preferibilmente, l’elemento battente 2 entra in contatto con il corpo eccitante 5 mediante una superficie d’impatto 5a del corpo eccitante 5.

In una configurazione operativa d’uso del dispositivo 1 di rilevazione, il corpo eccitante 5 è sovrapposto e a contatto con l’oggetto campione 100, il quale a sua volta è operativamente associato ai mezzi di acquisizione 4, preferibilmente l’oggetto campione 100 è sovrapposto e a contatto con i mezzi di acquisizione 4. I mezzi di acquisizione 4 sono a loro volta operativamente associati almeno al corpo inerziale 3 summenzionato, preferibilmente i mezzi di acquisizione 4 sono sovrapposti e a contatto con il corpo inerziale 3.

Vantaggiosamente, mediante la configurazione strutturale del dispositivo 1 sopra descritta, il dispositivo 1 di rilevazione permette di determinare la presenza di difetti strutturali nell’oggetto campione 100 mediante la determinazione della rigidità dinamica dell’oggetto campione 100 stesso. In altri termini, facendo riferimento alla figura 1 B annessa, il dispositivo 1 di rilevazione sfrutta la risonanza misurabile di un sistema schematizzato in massa 5-molla 100-massa infinita 3 dove la molla 100 è proprio l’oggetto campione 100 sottoposto ad indagine.

In particolare, il corpo eccitante 5 e l’oggetto campione 100 sono rispettivamente configurabili per realizzare un sistema massa-molla supportato dal corpo inerziale 3. Preferibilmente, il corpo eccitante 5 e/o il corpo inerziale 3 sono realizzati in forma e/o in materiale a rigidezza infinita rispetto ad una rigidezza dell’oggetto campione 100.

Il modello fisico sopra descritto, ovvero il sistema composto dall’oggetto campione 100 e dal corpo eccitante 5, quanto eccitato da una sorgente impulsiva, come l’elemento battente 2, fornisce di rimando ai mezzi di acquisizione 4 un segnale di risposta contenente almeno una frequenza di vibrazione dell’oggetto campione 100. In particolare, se il materiale dell’oggetto campione 100 è omogeneo e integro strutturalmente, il segnale di risposta si presenta graficamente con un picco “P” a una determinata frequenza, come illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo nella figura 2A annessa. Nel caso in cui il materiale dell’oggetto campione 100 non è omogeneo e integro strutturalmente il segnale di risposta si presenta graficamente con più di un picchi “P” a frequenze diverse, come illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo nella figura 2B annessa.

In accordo con una soluzione ricompresa nel concetto inventivo della presente invenzione, non illustrata nelle figure annesse, l’elemento battente 2 è operativamente associato al corpo eccitante 5 e comprende un elemento eccentrico rotante in cui una porzione eccentrica dell’elemento eccentrico entra in contatto con il corpo eccitante 5 ad ogni rotazione di detto elemento eccentrico. Preferibilmente, la porzione eccentrica entra in contatto con la superficie d’impatto 5a del corpo eccitante 5.

In accordo con una diversa soluzione, non illustrata nelle figure annesse e ricompresa nel concetto inventivo della presente invenzione, l’elemento battente 2 è operativamente associato al corpo eccitante 5 e comprende un impianto con un fluido comprimibile in cui almeno una valvola di apertura deirimpianto è configurabile per realizzare delle onde acustiche dirette verso la superficie d’impatto 5a del corpo eccitante 5. Preferibilmente, le onde acustiche generate dall’elemento battente 2 sono onde supersoniche.

In riferimento ora al corpo inerziale 3 del dispositivo 1, il corpo inerziale è un elemento di forma e dimensioni prestabilite e con una rigidezza molto elevata rispetto ad una rigidezza nota dell’oggetto campione 100. Preferibilmente, il corpo inerziale 3 è indeformabile (ha una rigidezza infinita) rispetto all’oggetto campione 100. Preferibilmente, il corpo inerziale 3 è realizzato in un materiale minerale selezionato tra marmo, granito o più in generale con qualsiasi altro materiale - anche metallico, ad esempio - che abbia una densità sufficientemente elevata rispetto a quella dell’oggetto campione: a titolo semplificativo si possono indicare materiali aventi una densità elevata almeno in rapporto 3:1, ma volendo anche superiore (4:1 , 5:1 e così via) rispetto ad una densità del materiale costitutivo dell’oggetto campione 100.

Il corpo inerziale 3 presenta una superficie di appoggio 3a configurata per andare a contatto con i mezzi di acquisizione 4 e per sostenere almeno i mezzi di acquisizione 4, l’oggetto campione 100 e il corpo eccitante 5 in una configurazione operativa d’uso del dispositivo 1 di rilevazione.

Preferibilmente (ma non limitativamente, ad esempio in funzione della possibilità di testare pezzi di materiale particolarmente estesi), la superficie di appoggio 3a del corpo inerziale 3 è una superficie piana ed ha un’estensione compresa tra circa 5 cm<2>e circa 1 m<2>.

In riferimento ora al corpo eccitante 5, il corpo eccitante 5 è un elemento di forma e dimensioni prestabilite e con una rigidezza prestabilita, preferibilmente una rigidezza paragonabile ad un valore di rigidezza del corpo inerziale 3.

Preferibilmente, il corpo eccitante 5 è realizzato in un materiale metallico selezionato tra acciaio, ghisa, allumino e più in generale selezionato tra materiali metallici (ma a seconda delle esigenze può anche essere realizzato in altri materiali, quali ad esempio materiali minerali come marmo o granito o comunque con "densità elevata” e sostanziale grado di indeformabilità come già descritto a proposito dei materiali costitutivi del corpo inerziale).

Il corpo eccitante 5 presenta una superficie di trasmissione 5b, opposta alla superficie di impatto 5a, configurata per andare a contatto con una rispettiva porzione superficiale dell’oggetto campione 100.

Preferibilmente, la superficie d’impatto 5a del corpo eccitante 5 è una superficie avente un’estensione compresa tra circa 5 cm<2>e circa 1 m<2>.

Preferibilmente, la superficie di trasmissione 5b del corpo eccitante 5 è una superficie piana avente un’estensione compresa tra circa 5 cm<2>e circa 1 m<2>.

In analogia con le misure sopra fornite relative all’estensione superficiale della superficie di appoggio 3a, della superficie d’impatto 5a e della superficie di trasmissione 5b, l’oggetto campione 100 presenta una forma lastriforme preferibilmente quadrata e con un lato di lunghezza preferibilmente compreso tra circa 1 mm e circa 1000 mm.

Si descrive ora in sequenza la struttura del dispositivo 1 di rilevazione in uso, raffigurata a titolo esemplificativo nella figura 1A annessa, in cui l’elemento battente 2 impatta sulla superficie d’impatto 5a del corpo eccitante 5 e contemporaneamente trasmette all’oggetto campione 100 la sollecitazione meccanica di tipo impulsivo sulla superficie 101 a contatto con la superficie di trasmissione 5b.

L’oggetto campione 100 è adagiato sui mezzi di acquisizione 4 mediante una superficie 102 ulteriore opposta alla superficie 101. L’oggetto campione 100 e i mezzi di acquisizione 4 sono a loro volta appoggiati sulla superficie di appoggio 3a del corpo inerziale 3.

I mezzi di acquisizione 4 permettono di rilevare il segnale di risposta sopra citato proveniente dall’oggetto campione 100 e/o dal corpo eccitante 5 in seguito alla sollecitazione impulsiva generata dall’elemento battente 2. A tale scopo, i mezzi di acquisizione 4 comprendono almeno un trasduttore 4a configurato per percepire il segnale di vibrazione dell’oggetto campione 100 ed emettere un equivalente segnale. In altri termini, il trasduttore 4a è interposto tra l’oggetto campione 100 e la superficie di appoggio 3a del corpo inerziale 3 che offre una base di contrasto infinitamente rigida rispetto alla rigidezza dell’oggetto campione 100.

Preferibilmente, i mezzi di acquisizione 4 comprendono una scheda 4b di acquisizione multicanale collegabile ad almeno un trasduttore 4a, come illustrato schematicamente a titolo esemplificativo nella figura 1 A annessa. In accordo con la forma realizzativa preferita della presente invenzione, i mezzi di acquisizione 4 comprendono una pluralità di trasduttori 4a operativamente associati al corpo inerziale 5 ed aventi una disposizione prestabilita.

II trasduttore 4a della presente invenzione è un accelerometro e/o un congegno di tipo NEMS e/o un congegno di tipo MEMS (e comunque, in accordo con la presente invenzione potrà essere usato un qualsivoglia trasduttore di tipo noto, purché sia adatto a captare con la dovuta accuratezza e risoluzione i segnali di frequenza necessari al funzionamento dell'invenzione stessa).

In accordo con una soluzione compresa nel concetto inventivo della presente invenzione, la pluralità di trasduttori 4a è disposta secondo una griglia avente un predeterminato numero di righe e colonne e in cui ad ogni punto d’incrocio tra una riga ed una colonna della griglia è posizionato un trasduttore 4a, come schematicamente illustrato a titolo esemplificativo e non limitativo nella figura 3 annessa.

In accordo con ulteriori e diverse soluzioni comprese nel concetto inventivo della presente invenzione, la pluralità di trasduttori 4a può essere organizzata in accordo a un sistema di riferimento di coordinate cartesiane oppure con un sistema di riferimento di coordinate polari oppure con un sistema di riferimento con assi logaritmici in cui a ogni punto d’incrocio delle suddette coordinate è posizionato un trasduttore 4a. In accordo con la disposizione dei trasduttori 4a è prevista una scheda 4b di acquisizione multicanale interfacciabile con un calcolatore configurato per elaborare ed emettere dei valori come esito del test di controllo.

La presente invenzione ha raggiunto gli scopi prefissati.

Vantaggiosamente, il dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione permette di realizzare un test di controllo di tipo non distruttivo e direttamente in linea di produzione in un contesto di reparto produttivo industriale.

Vantaggiosamente, il dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione della presente invenzione permette di condurre test di controllo su di un oggetto campione in tempi molto ridotti e con costi molto contenuti rispetto a quanto noto.

Vantaggiosamente, il dispositivo di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione della presente invenzione non genera/funzione mediante materiali speciali che implicano rischi per l’operatore addetto e/o che presentano costi di smaltimento elevati, come invece è noto allo stato deH’arte.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) di rilevazione dell’integrità strutturale di un oggetto campione (100), comprendente: - un elemento battente (2) configurato per impartire una sollecitazione meccanica di tipo impulsivo su detto oggetto campione (100); - un corpo inerziale (3) rigido configurato per sostenere detto oggetto campione (100) e contrastare in modo rigido detta sollecitazione meccanica; - mezzi di acquisizione (4) per monitorare un segnale di risposta da almeno detto oggetto campione (100) sollecitato e operativamente associati almeno a detto corpo inerziale (3); caratterizzato dal fatto che detto dispositivo (1) di rilevazione comprende un corpo eccitante (5) attivabile su detto oggetto campione (100), detto oggetto campione (100) essendo a sua volta operativamente associato a detti mezzi di acquisizione (4), detto elemento battente (2) essendo tale da impartire una sollecitazione meccanica a detto oggetto campione (100) impattando su detto corpo eccitante (5).
2. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui detto corpo eccitante (5) e detto oggetto campione (100) sono rispettivamente configurabili per realizzare un sistema massa-molla supportato da detto corpo inerziale (3), il corpo eccitante (5) e/o il corpo inerziale (3) essendo preferibilmente realizzati in forma e/o in materiale a rigidezza infinita rispetto ad una rigidezza di detto oggetto campione (100).
3. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di acquisizione (4) comprendono almeno un trasduttore (4a) configurato per rilevare un segnale di risposta almeno da detto oggetto campione (100) e/o da detto corpo eccitante (5) in una configurazione operativa d’uso di detto dispositivo (1), detto segnale di risposta essendo preferibilmente un segnale contenente almeno una frequenza di vibrazione dell’oggetto campione (100).
4. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di acquisizione (4) comprendono una pluralità di trasduttori (4a) operativamente associati a detto corpo inerziale (3) e distribuiti su di una superficie di appoggio (3a) di detto corpo inerziale (3).
5. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 4, in cui detta pluralità di trasduttori (4a) è organizzata in modo tale da interessare in modo completo una porzione di lavoro di detta superficie di appoggio (3a) ed una rispettiva superficie (102) ulteriore di detto oggetto campione (100) in una configurazione operativa d’uso di detto dispositivo (1) di rilevazione.
6. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 4 o 5, in cui detta pluralità di trasduttori (4a) è disposta secondo una griglia avente un predeterminato numero di righe e colonne ed in cui ad ogni punto d’incrocio tra una riga ed una colonna di detta griglia è posizionato un trasduttore (4a).
7. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 4 o 5, in cui detta pluralità di trasduttori (4a) è organizzata in accordo ad un sistema di riferimento di coordinate cartesiane oppure un sistema di riferimento di coordinate polari oppure un sistema di riferimento con assi logaritmici ed in cui ad ogni punto d’incrocio di dette coordinale è posizionato un trasduttore (4a).
8. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 3 o 4, in cui detto trasduttore (4a) è un accelerometro e/o un congegno di tipo NEMS e/o un congegno di tipo MEMS.
9. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 3, in cui detti mezzi di acquisizione (4) comprendono una scheda di acquisizione (4b) multicanale collegabile ad almeno un trasduttore (4a).
10. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui detto corpo inerziale (3) è un elemento di forma e dimensioni prestabilite e con una rigidezza molto maggiore, preferibilmente essendo indeformabile rispetto all’oggetto campione (100), di una rigidezza nota di detto oggetto campione (100), preferibilmente detto corpo inerziale (3) essendo ancor più preferibilmente realizzato in un materiale minerale selezionato tra marmo, granito e/o altri materiali aventi una densità elevata almeno in rapporto 3:1 rispetto ad una densità del materiale costitutivo dell’oggetto campione (100).
11. Dispositivo (1) in accordo con una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-10, in cui detto corpo inerziale (3) presenta una superficie di appoggio (3a) configurata per andare a contatto con detti mezzi di acquisizione (4) e per sostenere almeno detti mezzi di acquisizione (4), detto oggetto campione (100) e detto corpo eccitante (5) in una configurazione operativa d’uso di detto dispositivo (1), preferibilmente detta superficie di appoggio (3a) essendo una superficie piana ed avente una estensione compresa tra circa 5 cm<2>e circa 1 m<2>.
12. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 1, in cui detto corpo eccitante (5) è un elemento di forma e dimensioni prestabilite e con una rigidezza prestabilita, preferibilmente detto corpo eccitante (5) essendo realizzato in un materiale metallico.
13. Dispositivo (1) in accordo con una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni 1-12, in cui detto corpo eccitante (5) presenta una superficie di impatto (5a) configurata per impattare con detto elemento battente (2) ed una superficie di trasmissione (5b) configurata per andare a contatto con una rispettiva superficie (101) di detto oggetto campione (100) in una configurazione operativa d’uso di detto dispositivo (1), preferibilmente detta superficie di impatto (5a) essendo una superficie avente una estensione compresa tra circa 5 cm<2>e circa 1 m<2>.
14. Dispositivo (1) in accordo con la rivendicazione 13, in cui detta superficie di trasmissione (5b) è una superficie piana avente una estensione compresa tra circa 5 cm<2>e circa 1 m<2>.
15. Dispositivo (1) in accordo con una o più delle precedenti rivendicazioni 1-14, in cui detto elemento battente (2) comprende un elemento eccentrico rotante operativamente associato a detto corpo eccitante in cui una porzione eccentrica di detto elemento eccentrico entra in contatto con detto corpo eccitante (5) ad ogni rotazione di detto elemento eccentrico, preferibilmente detta porzione eccentrica entrando in contatto con una superficie di impatto (5a) di detto corpo eccitante (5).
16. Dispositivo (1) in accordo con una o più delle precedenti rivendicazioni 1-14, in cui detto elemento battente (2) comprende un impianto con un fluido comprimibile in cui almeno una valvola di apertura di detto impianto è configurabile per realizzare delle onde acustiche dirette verso una superficie d’impatto (5a).