MXPA04006146A

MXPA04006146A - Sistema inteligente de perfilado sismico.

Info

Publication number: MXPA04006146A
Application number: MXPA04006146A
Authority: MX
Inventors: Rioux Daniel
Original assignee: Global E Bang Inc
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2005-05-16
Also published as: CA2366030A1; US20030174579A1; JP4602669B2; US7069798B2; US7073405B2; WO2003054583A3; JP2009186483A; JP5023098B2; CN1618029A; WO2003054583A2; US20030174580A1; EP1470435A2; US20070113651A1; JP2005513487A; AU2002351607A8; US20030174578A1; EP2259090A2; EP2259089A2; JP2009186484A; JP2011232356A

Abstract

Se describe un sistema total para el analisis no intrusito de un medio bajo de superficie, y una presentacion de sus resultados. El sistema detecta la velocidad de ondas de esfuerzo cortante, la analiza y presenta los resultados. El sistema comprende tres unidades: un ensamble de percepcion, un generador de impulso de energia y una interfase de computo de usuario.

Description

SISTEMA INTELIGENTE DE PERFILADO SISMICO REFERENCIA CRUZADA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica el beneficio de prioridad bajo 35 U.S.C § 119 de la Solicitud de Patente Canadiense No. 2,366,030 presentada el 20 de diciembre de 2001, cuya descripción se incorpora por referencia como si se expusiera en su totalidad en este documento.

CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere al campo de pruebas no intrusivas de un medio colocado bajo una superficie. Más específicamente, la presente invención está relacionada con un sistema inteligente de perfilado que permite la caracterización mecánica de un medio bajo una superficie.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION En el campo de la exploración geofísica, por ejemplo, se han buscado y desarrollado técnicas no molestas como un suplemento o una alternativa para técnicas de prueba in situ convencionales que involucran perforación porque estás técnicas son no destructivas. En algunos casos donde la perforación no es factible, por ejemplo en suelos granulares, tales técnicas no intrusivas son el único modo de explorar bajo tierra. También, son generalmente más costosas. Las técnicas no intrusivas se usan también para explorar un medio situado debajo de una superficie en varios otros campos, por ejemplo, para evaluar las condiciones de desgaste de carreteras, de puentes, uniones de vigas en edificios, de paredes de concreto, etc., o para detectar cavidades debajo de la superficie en aplicaciones de minería o militares. De manera interesante, las ondas superficiales, y especialmente las ondas de Rayleigh, son muy útiles en el campo de pruebas no intrusivas. Uno de los métodos bien conocidos en la técnica es el Análisis Espectral de Onda Superficial ("SASW"), por ejemplo, que hace uso de ondas superficiales para determinar perfiles de velocidad de corte bajo tierra sin intrusión. Este método involucra un para de sensores, por lo menos una fuente de impulsos, y un sistema de procesamiento de señales. Aunque tal técnica que usa ondas superficiales permite la exploración de un amplio rango de espesores de suelos, cambiando la distancia entre los dos sensores y usando diferentes fuentes de impulsos, en el caso de SASW discutido antes en la presente por ejemplo, su operación requiere generalmente acciones de un trabajador altamente calificado experto en el campo con el fin de obtener información útil en el medio bajo tierra en investigación. Por lo tanto, a pesar de los esfuerzos en el campo, aún existe una necesidad de un sistema que permita perfilar un medio bajo una superficie, que comprende sensores, un generador de impulsos y una interfase usuario-computadora, y que permite recolectar, analizar y procesar la información para despliegue y uso de un no experto.

OBJETIVOS DE LA INVENCION Un objetivo de la presente invención es, por lo tanto, proporcionar un sistema de perfilado mejorado.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En una de sus modalidades, la presente invención comprende un sistema de perfilado para obtener una caracterización de un medio bajo una superficie. El sistema de perfilado comprende una pluralidad de componentes del sistema que intercambian mensajes a través de una interfase de comunicación. Los componentes del sistema comprenden un generador de impulso de energía, un ensamble sensor y una interfase usuario-computadora. El generador, para transferir un pulso de energía a la superficie, comprende medios de comunicación del generador para intercambiar los mensajes con otros componentes del sistema. El ensamble sensor incluye sensores. Cada uno de los sensores comprende un acelerometro para detectar una aceleración en la superficie resultante del pulso de energía y producir una señal representativa de la aceleración. Cada uno de los sensores comprende también un medio de comunicación de interfase para transmitir la señal representativa de la aceleración e intercambiar mensajes con otros componentes del sistema a través de la interfase de comunicación. La interfase usuario-computadora comprende medios de comunicación de interfase para recibir la señal representativa de la aceleración e intercambiar mensajes con otros componentes del sistema a través de la interfase de comunicación. La interfase usuario-computadora comprende también un procesador de interfase para procesar la señal recibida representativa de la aceleración para producir la caracterización del medio bajo la superficie. En otra modalidad, la presente invención se refiere a un sensor para detectar una aceleración en una superficie. El sensor intercambia mensajes con un medio de computación a través de una interfase de comunicación. El sensor comprende un acelerometro para producir una señal representativa de la aceleración y una unidad de interfase que comprende un circuito de transmisión. La unidad de interfase recibe la señal representativa de la aceleración y la modula para transmisión al medio de computación. En otra modalidad, la presente invención se refiere a un sensor para detectar una aceleración en una superficie. El sensor intercambia mensajes con un medio de computación a través de una interfase de comunicación. El sensor comprende un substrato que comprende un acelerometro para producir una señal representativa de la aceleración. El sensor comprende además una masa unida al substrato. La masa se mueve en respuesta a la aceleración. El sensor incluye también una unidad de interfase como se describe en la presente. En una de sus modalidades, la presente invención se refiere a un generador de impulsos de energía para transferir un pulso de energía a una superficie. El generador intercambia mensajes con un medio de computación a través de una interfase de comunicación. El generador comprende un alojamiento. El generador comprende además un ensamble de impacto montado de manera movible dentro del alojamiento entre por lo menos una posición de reposo, una posición sujetada con pestillo y una posición de impacto. En la posición de impacto, el ensamble de impacto transfiere el pulso de energía a la superficie. El generador incluye también un medio de almacenamiento de energía unido al ensamble de impacto. En la posición con pestillo, el medio de almacenamiento de energía es capaz de liberar una cantidad específica de energía al ensamble de impacto de manera que al liberar la cantidad específica de energía el ensamble de impacto se mueve desde la posición con pestillo a la posición de impacto, después regresa a la posición de reposo. El medio de computación controla la liberación de la cantidad específica de energía al ensamble de impacto.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS En los dibujos adjuntos: La Figura 1 es una representación esquemática de un sistema de perfilado de acuerdo con una modalidad de la presente invención; La Figura 2 es una vista en perspectiva de un sensor de desplazamiento usado en el sistema de perfilado de la Figura 1; La Figura 3 es una vista de planta superior del sensor de desplazamiento de la Figura 2; La Figura 4 es una vista de sección tomada a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 3; La Figura 5 es una vista superior del substrato del sensor de desplazamiento de la Figura 2; La Figura 6 es un diagrama de un circuito equivalente al sensor de desplazamiento de la Figura 5; La Figura 7 es una vista de sección esquemática de un generador de impulsión de energía usado en el sistema de perfilado de la Figura 1 ; y La Figura 8 es un diagrama de bloques de un sensor de acuerdo con otra modalidad de la invención.

DESCRIPCION DE LA MODALIDAD PREFERIDA Planteado de manera general, el sistema de la presente invención permite un análisis físico no intrusivo de las características mecánicas de un medio ubicado bajo una superficie, y un exhibidor de los resultados del mismo. Tal medio separado de la exploración directa por una superficie puede ser bajo tierra, el espesor de una pared de concreto, el espesor de una viga de unión y similares. Para propósitos de ilustración, la presente invención será descrita usando una modalidad que trata con el ensayo geofísico. Por lo tanto, en lo que sigue, el medio a ser estudiado es una región bajo la superficie bajo la tierra, a través de la superficie del mismo. Más precisamente, el sistema de la presente invención hace uso de sensores que detectan la velocidad de ondas de corte inducidas en la región bajo la superficie en prueba por medio de una excitación generada por un generador de impulsos. Volviendo ahora a la Figura 1 de los dibujos adjuntos, se describirá el sistema de acuerdo con una modalidad de la presente invención. Generalmente hablando, el sistema 10 comprende tres unidades o componentes del sistema: un ensamble 12 sensor; un generador 14 de impulsos de energía (aludido en lo que sigue como EIG); y una ¡nterfase 16 de usuario computadora, aludido en lo que sigue como UCI). Como se puede ver en la Figura 1, el ensamble 12 de sensor comprende sensores 18 de desplazamiento colocados en varias ubicaciones en una superficie 20. El ensamble 12 de sensor puede comprender un número de sensores 18 comprendidos entre un sensor 18, el cual se coloca sucesivamente en varias ubicaciones, y una pluralidad de sensores 18. En una modalidad específica de un sistema 10 de acuerdo con la presente invención, el ensamble 12 sensor comprende cuatro sensores 18. Obviamente, son posibles también otras cantidades de sensores. El papel de los sensores 18 es detectar un movimiento en respuesta a una oleada de impactos generados por el generador 14 de impulsos de energía en la superficie 20. Cada uno de los sensores 18 de desplazamiento del ensamble 12 sensor, y el generador 14 de impulsos de energía, están conectados a la interfase 16 de usuario-computadora por medio de una interfase 21 de comunicación. Se pueden usar muchas técnicas diferentes para interconectar los sensores 18 a la interfase 16 de usuario-computadora. Por ejemplo, la interfase 21 de comunicación puede incluir cables de fibra óptica, cables coaxiales, cables de conductores múltiples, un vínculo óptico, un vínculo de RF, mostrado en la Figura 1 bajo la etiqueta 22. Alternativamente, se pueden considerar medios múltiplex para la interfase de comunicación 21. La interfase 21 de comunicación se usa para transmitir mensajes, comprimir instrucciones y/o información, entre los componentes del sistema. Como se muestra en la Figura 2 a 4, el sensor 18 está protegido dentro de un alojamiento. El alojamiento puede incluir una placa 27 y una caja 24 cerrada mediante una cubierta 25 superior. Cuando la superficie 20 no es muy dura, el sensor 18 de desplazamiento se une a la superficie 20 por medio de un accesorio 26 con rosca montado en una placa 27 en el cual se puede insertar la caja 24 y asegurar mediante bordes 28 de la placa 27 (ver Figura 2a). Alternativamente, en el caso donde la superficie 20 es muy dura, la placa 27 se puede fijar a la misma por medio de un adhesivo 29 (ver Figura 2b), o aún simplemente depositada en la superficie 20. La caja 24 está provista con un conector 30 de comunicación (ver Figura 3) para conexión a la interfase 16 de usuario-computadora por medio de una conexión 22 de la interfase de comunicación 21 (ver Figura 1). Es de notarse que la cubierta 25 superior soporta también un elemento 32 amortiguador y un elemento 34 amortiguador, los cuales están colocados simétricamente con relación a un elemento 32' amortiguador y un elemento 34' amortiguador unidos a la caja 24, y pueden soportar una antena 36 de comunicación opcional o un difusor óptico (no mostrado). Un substrato 42 semiconductor está protegido dentro de la caja 24, como se muestra en la sección transversal de la Figura 4. Una masa 38 está soportada dentro de una abertura 40 del substrato 42 semiconductor que soporta calibradores 44 de deformación y resistores 46 y 48 (mostrados en la Figura 5). Se permite que la masa 38 se mueva en respuesta a la aceleración. Como se entenderá fácilmente por alguien experto en la técnica, el movimiento de la masa 38 inducido por ondas de corte generadas en la región subterránea bajo la superficie 20 causa deformaciones en el substrato 42 semiconductor. Una persona experta en la técnica entenderá que el substrato 42 semiconductor y los elementos que soporta (masa 38, calibradores 44 de deformación, resistores 46, etc.) pueden ser aludidos de manera amplia como un acelerómetro o un ensamble o unidad de acelerómetro. Un acelerómetro puede definirse en términos amplios como un dispositivo cuya respuesta es linealmente proporcional a la aceleración del material (por ejemplo, en este caso una superficie) con el cual está en contacto. Una persona experta en la técnica entenderá que el acelerómetro o sensor 18 no necesita estar en contacto directo con la superficie. Se considera también el contacto vía otros elementos o medios intermediarios. Como se muestra en la Figura 6, el circuito equivalente al sensor 18 de desplazamiento comprende cuatro calibradores 44 de deformación y dos resistores 46 que forman un puente de Wheatstone. Una diagonal del puente está conectada a una fuente 50 de voltaje de CD, mientras que la otra diagonal del puente sirve como una salida del circuito sensible a la deformación y está conectada a una unidad 52 de amplificación. Como se explicará más adelante en la presente, los calibradores 44 de deformación se usan como transductores para transformar una deformación mecánica en el substrato 42 semiconductor en una señal eléctrica (u otro tipo de señal que llevan información). El resistor 48 se usa para propósitos de calibración, como se describirá más adelante en la presente. Los calibradores 44 de deformación se usan para registrar el movimiento de la región subterránea bajo prueba, transmitido al sensor 18 de desplazamiento mediante la masa 38. Están compensados por temperatura por medio de los resistores 46 igualados. Es de notarse que la alta simetría del circuito sensor de la Figura 5 contribuye también a la compensación de temperatura permitiendo que se equilibre el puente de Wheatstone en un rango de temperatura. Los calibradores 44 de deformación pueden ser pegados con pegamento en la parte superior del substrato 42 semiconductor, acumulados por depósito sobre el substrato 42, directamente grabados al mismo. El grabado directo del substrato 42 semiconductor, mediante técnicas conocidas en la técnica, asegura una ubicación perfecta de los calibradores 44 de deformación junto con una desigualdad de temperatura minimizada, por lo tanto, una concentración de tensiones minimizada, permitiendo así la fabricación de un sensor 18 de desplazamiento altamente sensible. El sensor 18 de desplazamiento comprende además un tablero 53 de interfase (aludido también en la presente como una unidad de interfase), mostrado en la Figura 4, el cual soporta el circuito de comunicación requerido unido al conector 30 de comunicación y/o la antena 36. Una de las funciones de los circuitos de comunicación es modular la señal representativa de la aceleración superficial (obtenida a partir, por ejemplo, del puente de Wheatstone). La modulación incluye cualquier transformación de una señal para preparar la transmisión sobre la interfase 21 de comunicación. Como se ve en la Figura 6, el sensor 18 de desplazamiento puede incluir además un convertidor 47 análogo a digital, un circuito 49 de transmisión (aludido también como medio de comunicación de sensor) y un circuito 57 de control. El circuito 57 de control se usa para el manejo de la energía, para ajustar el nivel de amplificación de la unidad 52 de amplificación y su desviación, durante la calibración para un valor prefijado. Se pueden agregar en el substrato 42 medios de filtración de frecuencia (no mostrados), medios de compensación y linearización (no mostrados) para alterar la señal eléctrica del puente de Wheatstone. En una modalidad de la invención, el substrato 42 incluye también medios de memoria y procesador (ninguno se muestra en las Figuras 2 a 6). El circuito 57 de control permite también el establecimiento del rango dinámico del convertidor 57 análogo a digital. Por supuesto, el tipo de circuitos depende en parte del tipo de comunicación 22 de la interfase 21 de comunicación entre los sensores 18 de desplazamiento y la interfase 16 de usuario-computadora. El sensor 18 de desplazamiento puede ser energizado ya sea externa o internamente por medio de una fuente 54 de poder integrada tales como baterías ubicadas por debajo del substrato 42 semiconductor (ver Figura 4). Tales baterías pueden colocarse dentro de la caja siempre que sea conveniente, o aún en una caja extra fuera de la caja 24. En otra modalidad de ja invención, el sensor 18 puede ser energizado externamente mediante señales de radiofrecuencia. Como se explicó anteriormente en la presente con relación a las Figuras 2a y 2b, cada sensor 18 de desplazamiento puede ser depositado simplemente en la superficie 20, o asegurado a la misma por medio de un adhesivo 29 (Figura 2b), o sujetado a la misma por medio de un accesorio 26 con rosca (Figura 2a).

El elemento 34 amortiguador unido a la cubierta 25 superior, y el elemento 34' amortiguador correspondiente unido a la caja 24, pueden hacerse de material elástico o similar a gel. Asegurando una absorción constante de energía en un rango de temperatura, y cuando estén hechos de un material que tiene resistencia a la fatiga tal como neopreno o silicón por ejemplo, optimizan el factor amortiguador y contribuyen a maximizar la calidad de la señal. De hecho, el comportamiento del sensor 18 de desplazamiento, evaluado en términos de amplitud y distorsión de fase, depende principalmente del factor de amplificación y el factor amortiguador del dispositivo. Los atenuadores 32 y 32' de amortiguación son eficientes en la protección del sensor 18 de desplazamiento contra choque excesivo, por ejemplo durante su manejo. Entre la cubierta 25 y la caja 24 se proporcionan juntas 55 de hule o producto sellante, termoplástico elástico para sellar el sensor 18 de desplazamiento y proteger contra el ambiente adverso (ver Figura 4). Se debe señalar que el hecho de que el sensor 18 de desplazamiento de la presente invención comprende un substrato 42 semiconductor que tiene integrados calibradores 44 de deformación, medios 52 de amplificación y circuitos 57 de control, permite reducir la relación de ruido a señal y por lo tanto la contaminación de señal durante la transmisión a la UIC 16. La posibilidad de que el sensor 18 de desplazamiento incluya un inversor 47 de análogo a digital en caso de que tal artículo sea necesario, contribuye también a la reducción de la relación de ruido a señal durante la transmisión. Además, la gente en la técnica estará consciente de que el uso de calibradores 44 de deformación de semiconductor permite alcanzar una ganancia superior a aquella obtenida mediante el uso de calibradores de deformación de hoja convencionales. También se subraya que el uso de una masa 38 contribuye a incrementar la respuesta y, por lo tanto, la capacidad de medición del ensamble de calibradores de deformación. Como se sabe generalmente en la técnica, el sensor 18 de desplazamiento de acuerdo con la presente descripción opera como sigue: cuando se alimenta energía al circuito en ausencia de aceleración, el substrato 42 no es deformado y la resistencia de los calibradores 44 de deformación se mantiene en su nivel original de manera que la señal de salida del circuito es cero. A medida que ocurre una aceleración, se aplica una fuerza externa sobre la masa 38, lo cual causa la deformación del substrato 42 resultando en un cambio de valores de resistencia eléctrica de los elementos de resistencia ya que el substrato 42 dobla y deforma los calibradores 44. Esta deformación cambia la resistencia nominal de los calibradores 44, causando que las condiciones de equilibrio del puente de Wheatstone se rompan, dando origen a una salida de voltaje del circuito. Alguien experto en la técnica entenderá que el análisis de este voltaje de salida permite obtener las características de la región bajo la superficie sometida a prueba.

Volviendo a la Figura 7 de los dibujos adjuntos, se describirá ahora el generador 14 de impulsos de energía. El generador 14 de impulso de energía comprende un resorte 60 que se pone en compresión mediante un ensamble 62 de motor para almacenar energía y para jalar un ensamble 64 de cabeza de impacto a través de un pestillo 66. El ensamble 64 de cabeza de impacto es liberado mediante la activación de un solenoide 68 que jala el pestillo 66, destrabando así el ensamble 64 de cabeza de impacto, permitiendo la extensión del tornillo 60. Obviamente, la fuente de poder para el resorte 60, ejemplificada aquí como el ensamble 62 de motor, podría ser una fuente neumática, hidráulica, eléctrica o mecánica. El resorte 60 se usa contra la inercia del ensamble 64 de cabeza de impacto y da impulso en el momento de un impacto, y también como un medio para contener el ensamble 64 de cabeza de impacto para evitar que rebote después de un impacto. Un circuito 63 de calibrador de deformación (aludido también más ampliamente como un dispositivo de medición de deformación), colocado en el pestillo 66, por ejemplo, o un acelerómetro 67 colocado en el ensamble 64 de cabeza de impacto, se usa para monitorear la energía, la cual está almacenada en el resorte 60, en comparación con el comando de energía transmitido mediante la UCI al circuito de control de EIG 14. Un amortiguador 72 se proporciona para absorber el choque producido en el ensamble, mientras que el generador 14 de impulsos 1 de energía transmite así una oleada de energía mediante el impacto del ensamble 64 de cabeza de impacto sobre un elemento a ser analizado. Un circuito de control (no mostrado) permite monitorear la cantidad de liberación de energía y la operación global del EIG 14. El EIG 14 puede incluir también otros circuitos (no mostrados) tales como un procesador que opera y maneja el EIG 14; y medio de memoria. El medio de memoria incluye varios tipos de memoria tales como Memoria de Acceso Aleatorio (Random Access Memory RAM), Memoria de Sólo Lectura (Read-Only Memory ROM), ROM Programable Que se Puede Borrar Eléctricamente (Electrically Erasable Programmable ROM, EEPROM), etc. La RAM se usa durante cálculos, para almacenaje de información y para registro de tiempo de estampado (a partir del procesador 84 o una unidad sensora y para ser transmitido o retrasado). La ROM comprende códigos de iniciación, secuencias de arranque, etc. La EEPROM puede comprender algoritmos de operación, tablas, identificación de sensor, etc. La información de la EEPROM puede recibirse vía la interfase 21 de comunicación. Se proporciona un paquete 65 de energía para sujetar una batería. También agrega peso a la estructura global del EIG 14. El paquete 65 de energía puede incluir baterías recargables. Las baterías se pueden recargar en un modo de contacto o libre de contacto (por ejemplo, vía RF). El suministro de energía a través de alimentación por cable directo es una opción también.

El EIG 14 se sujeta a la superficie 20 usando el accesorio 26 concuerda u otro medio de unión esencialmente similar a aquellos usados para el sensor 18 de desplazamiento y descritos anteriormente en la presente. Otros ejemplos de medios de unión incluyen un material magnético, de peso, material adhesivo, un "Ramset" o medio de anclaje de tipo impulsado por explosivo, etc. Se entiende que estos tipos de medios de unión pueden usarse también para el sensor 18. La energía para activar el proceso antes descrito de generación de impacto se libera por medio de un comando emitido a partir de la inferíase 16 de computadora de usuario (UCI) y transmitido al EIG 14 a través de un cable, una señal óptica o una señal de radiofrecuencia. Este comando dispara la carga y descarga del mecanismo y así la entrega de un pulso de energía mediante el EIG 14. La interfase (UCI) 16 de usuario-computadora, ejemplificada en la Figura 1, comprende un número de subsistemas: un sistema de interfase de usuario que comprende un teclado, teclas de energía y función, una pantalla de despliegue y/o una pantalla de toque y/o un dispositivo de reconocimiento de voz; una interfase de equipo, que permite la conexión a otros dispositivos de salida tales como impresoras (no mostradas); un sistema de interfase con el EIG; un sistema de recolección de señales para recolectar información de los sensores 18 de desplazamiento del ensamble 12 sensor; un sistema de procesamiento, el cual realiza los cálculos y maneja las varias interfases conjuntamente; y un sistema de interfases de computadora que permite la conexión a otras computadoras. Por supuesto, la UCI 16 almacena un programa o algoritmo que, por ejemplo, puede controlar el generador 14 de impulsos de energía y los sensores 18 de desplazamiento, y recolecta y almacena información de los sensores 18 de desplazamiento del ensamble 12 sensor. Además, este programa puede analizar la información recolectada para calcular algunas propiedades o características del medio bajo una superficie y exhibirlas. Se debe notar que cada uno de los diferentes ensambles puede operar en un modo autónomo, o energizado mediante una unidad central. De la manera más interesante, cuando el programa y el software almacenados en la UCI 16 son adecuados, el sistema de la presente invención puede usarse en una variedad de aplicaciones. Por ejemplo, en el campo de pruebas geotécnicas, el sistema de la presente invención puede ser usado para detectar cavidades o fallas subterráneas, en la industria de la minería. Como un ejemplo más, en el campo militar, el sistema de la presente invención puede ser usado con el fin de estudiar la estructura geológica de un terreno para el propósito de colocación efectiva de explosivos o dejar al descubierto guaridas. El presente sistema podría usarse para suministrar información a sistemas tales como los llamados JTIDS ("Joint Tactical Information Distribution System"), Sistema de Distribución de Información Táctica Conjunta. Adicionalmente, la gente en la técnica prevé la posibilidad de agregar GPS o sistemas de giroscopio para localizar cada sensor 18 de desplazamiento del ensamble 12 sensor, y el EIG 14. Una aplicación posible está relacionada con la identificación de una cavidad subterránea y la determinación de sus coordenadas en el espacio. Se puede introducir un algoritmo en la UCI 16 que traza mapas, a través del uso de un sistema de posicionamiento global (GPS), volúmenes que se pueden usar para guaridas, instalaciones, etc., disimuladas bajo tierra. En aplicaciones militares en particular, tal algoritmo puede ser capaz también de detectar cualquier falla estructural para permitir la planeación consiguiente de entrega estratégica de carga explosiva con el fin de maximizar el daño a las cavidades o áreas ocultas bajo tierra. Otro campo de aplicaciones posibles donde se puede usar el sistema 10 de la presente invención, cuando se incluye el algoritmo adecuado en la UCI 16, es el campo de comunicación, tomando ventaja de la propiedad de propagación de ondas de corte de baja frecuencia sobre distancias largas o grandes profundidades. Tal interfase 16 específica de usuario-computadora puede realizar comunicación unidireccional o bidireccional, detectar, identificar y ubicar movimientos en la superficie terrestre. En este tipo de aplicación, el sistema 10 usa como un transmisor un dispositivo electromecánico que induce energía en varias frecuencias en la tierra, resultando en ondas terrestres. A medida que se propagan las ondas de corte de baja frecuencia profundamente en la tierra y sobre largas distancias, mientras que las ondas de alta frecuencia pueden viajar solamente distancias cortas, una señal de comunicación consiste de una alteración de energía modulada en frecuencia y amplitud relativa que inicia, entrega y termina un protocolo de comunicación predeterminado. Debido a varios reflejos causados por el entorno geofísico complejo, la señal transmitida es codificada en tiempo y dominio de frecuencia durante su camino a través del mismo. El ensamble 12 sensor, usado en el extremo receptor, en conjunto con la UCI 16, decodifica esta señal para reconstruir el dominio de frecuencia y su variación en el tiempo. El contenido de alta frecuencia de la misma se usa como un medio para posicionar con seguridad la fuente de la señal. Adicionalmente, la distribución de los sensores 18 de desplazamiento permite la triangulación de posición de un emisor o de cualesquiera fuentes de señales generadas por tropas, vehículos en movimiento o impactos en el suelo. Al reconstruir las señales de entrada, la UCI 16 puede procesar una base de datos de reconocimiento de patrón para igualar alteraciones e identificar una fuente emisora. Un sensor 80 se muestra en la Figura 8 de acuerdo con otra modalidad de la invención. El sensor 80 comprende un acelerómetro 88 cuya respuesta está en relación con la aceleración de la fuente 20 con cuyo sensor está en contacto. El acelerómetro 88 puede comprender calibradores de deformación, capacitores, o dispositivos piezoeléctricos. El acelerómetro 88, por lo tanto, puede ser acelerómetros de tipo convencional, pero otras tecnologías tales como Sistemas Micro Electromecánicos (MEMS) o Sistemas Nano Electromecánicos (NEMS). La señal (eléctrica u otro tipo de señal portadora de mensajes equivalente) representativa de la aceleración producida por el acelerómetro 88 se alimenta al amplificador 90. En una modalidad de ejemplo, el amplificador 90 es un amplificador de ganancia automático. El amplificador 90, por lo tanto, puede actuar para incrementar el rango dinámico del sensor 80. La ganancia del amplificador 90 se transmite al procesador 84 el cual a su vez la señal enviada por el circuito 102 de comunicación de RF. Después del amplificador 90, la señal se envía a un filtro 92 de bajo-paso. El filtro 92 de bajo-paso elimina el solapamiento espectral en el dominio de frecuencia y distorsión en el dominio de tiempo. El dispositivo 94 de muestreo y conservación recibe entonces la señal, la muestrea y la retiene durante un período de tiempo suficiente para que el convertidor 96 de análogo a digital realice su conversión de la señal análoga a una señal digital. Una persona experta en la técnica entenderá que se puede agregar un segundo juego de acelerómetro (no mostrado), amplificador (no mostrado), y filtro de bajo-paso (no mostrado) en paralelo con el primer juego descrito hasta ahora y alimentar el dispositivo 94 de muestreo y conservación. El sensor 80 antes descrito actúa como un acelerómetro simple. Con un segundo acelerómetro colocado para recoger la aceleración en un eje que es perpendicular al eje del acelerómetro 88, el sensor 80 se convierte en un inclinómetro . En todavía otra modalidad de la invención, el sensor 80 puede comprender u n tercer j uego de acelerómetro (no mostrado) , amplificador (no mostrado) , y filtro de bajo-paso (no mostrado) en paralelo con el primer y segu ndo juegos descritos hasta ahora y alimentar el dispositivo 94 de muestreo y conservación . Con un tercer acelerómetro colocado para recoger la aceleración en u n eje q ue es perpendicular al eje de tanto el acelerómetro 88 como el seg undo acelerómetro, el sensor 80 se convierte en un giroscopio. Las personas expertas en la técn ica entenderán q ue se puede calcular la velocidad a partir de la integ ral sobre tiempo interpretada la señal representativa de la aceleración producida por el acelerómetro 88. Se puede calcular también la d istancia integrando velocidad sobre tiempo. Estos cálculos pueden tener lugar en el procesador 84. Regresando a la modal idad mostrada en ia Fig u ra 8 , la señal del convertidor 96 de análoga a digital se envía al filtro 98 de bajo-paso q ue removerá las frecuencias indeseadas. El filtro 98 de bajo-paso puede ser incorporado también dentro del convertidor 96 de análoga a digital. Con el fin de remover cualesquiera distorsiones (en amplitud o fase) la señal se compensa y se lineariza entonces en el dispositivo 1 00 de compensación y li nearizacion . El dispositivo 1 00 de compensación y li nearizacion hará l ineal la señal con el fi n de garantizar un comportamiento u niforme con respecto al componente de frecuencia, y el d ispositivo 1 00 de linearizacion difund irá también el espectro de frecuencia de la señal.

La señal se envía finalmente al circuito 102 de comunicación. El circuito 102 de comunicación envía y recibe mensajes que comprenden instrucciones y/o datos a través de una interfase 21 de comunicación a una UCI 16 ó a otros sensores 80 (no mostrados) en un ensamble sensor similar al ensamble 12 sensor. Las instrucciones típicas incluyen: reestablecer; iniciación; descarga; nuevos algoritmos; parámetros de linearización; compensación e identificación (transmitir o descargar); calibración; modo de transmisión (por ejemplo, directa, red); inicio de muestreo; conservación de energía; etc. En modo de red, un protocolo de comunicación establecerá la mejor trayectoria para transferir información de sensor a sensor y finalmente a la UCI 16. El sensor 80 puede actuar, por lo tanto, como un retransmisor de datos. El circuito 102 de comunicación puede estar protegido contra interferencia electromagnética. En una modalidad de la invención, cada sensor 80 tiene su propia dirección de Protocolo de Internet (IP) y se menciona en consecuencia. El sensor 80 comprende también un procesador 84 el cual opera y realiza el manejo del sensor 80. El sensor 80 comprende medios de memoria 86. El medio de memoria 86 incluye varios tipos de memoria tales como Memoria de Acceso Aleatorio (RAM), Memoria de Sólo Léctura (ROM), ROM Programable Borrable Eléctricamente (EEPROM), etc. La RAM se usa durante cálculos, para almacenar datos, y para registro de tiempo de estampado (del procesador 84 u otro sensor 80 y para ser transmitido o retrasado). La ROM comprende códigos de inicio, secuencias de arranque, etc. La EEPROM puede comprender algoritmos de operación, tablas, identificación de sensor, etc. La información de EEPROM puede ser recibida vía la interfase 21 de comunicación. La energización del sensor 80 se proporciona mediante la fuente 82 de poder. La fuente de poder 82 puede incluir baterías recargables. Las baterías pueden ser recargadas en un contacto o modo libre de contacto (por ejemplo, vía RF). El suministro de energía a través de alimentación por cable directa es también una opción. Opcionalmente, el sensor 80 puede incluir un circuito de posicionamiento (no mostrado) tal como un giroscopio electrónico o un receptor de Sistema de Posicionamiento Global (GPS). En una modalidad de la invención, el alojamiento 104 comprende tres secciones. El alojamiento 104 está sellado herméticamente para proteger todos sus componentes de los elementos externos. Una primera sección 106 contiene las baterías y el circuito de regulación de energía. Una segunda sección 108 contiene artículos 84 a 100 así como también el circuito de posicionamiento (no mostrado). Una tercera sección 110 contiene el circuito 102 de comunicación. La superficie de la sección 110 es conductora por lo que se proporciona una barrera electromagnética para proteger el circuito 102 de comunicación de interferencia electromagnética (EMI). Aunque la presente invención se ha descrito en la presente anteriormente a manera de modalidades preferidas de la misma, se puede modificar, sin apartarse del espíritu y naturaleza invención tema como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Un sistema de perfilado para obtener una caracterización de un medio bajo una superficie, dicho sistema de perfilado que comprende una pluralidad de componentes del sistema que intercambian mensajes a través de una interfase de comunicación, dichos componentes de sistema que comprenden: a. un generador de impulsos de energía para transferir un pulso de energía a dicha superficie y que comprende medios de comunicación de generador para intercambiar dichos mensajes con otros componentes del sistema; b. un ensamble sensor que incluye sensores, cada uno de dichos sensores comprende un acelerómetro para detectar una aceleración en dicha superficie resultante de dicho pulso de energía y que produce una señal representativa de dicha aceleración, cada uno de dichos sensores comprende un medio de interfase de comunicación para transmitir dicha señal representativa de dicha aceleración y que intercambia dichos mensajes con otros componentes del sistema a través de dicha interfase de comunicación; y c. una interfase de usuario-computadora que comprende medio de interfase de comunicación para recibir dicha señal representativa de dicha aceleración e intercambiar dichos mensajes con otros componentes del sistema a través de dicha interfase de comunicación, y un procesador de interfase para procesar dicha señal representativa recibida de dicha aceleración para producir dicha caracterización de dicho medio bajo dicha superficie. 2. El sistema de perfilado de la reivindicación 1, en donde cada uno de dichos componentes de sistema comprende un procesador para producir mensajes y en donde los medios de comunicación en componentes del sistema respectivos son capaces de retransmitir dichos mensajes directamente desde cada uno de dichos sensores y dicho generador de impulsos a dicha interfase de usuario-computadora y viceversa. 3. El sistema de perfilado de la reivindicación 1, en donde cada uno de dichos componentes de sistema comprende un procesador para producir mensajes y en donde los medios de comunicación en componentes del sistema respectivos son capaces de retransmitir dichos mensajes a cualquier otro componente del sistema. 4. El sistema de perfilado de la reivindicación 3, en donde los medios de comunicación en componentes del sistema respectivos son capaces de comunicación con dispositivos de comunicación externos a dicho sistema de perfilado. 5. El sistema de perfilado de la reivindicación 4, en donde el medio de comunicación en componentes del sistema respectivos comprende por lo menos uno de una antena, un transmisor-receptor y un conector para conectar a un cable de comunicación. 6. El sistema de perfilado de la reivindicación 5, en donde dicha interfase de usuario-computadora comprende un procesador de interfase para producir mensajes que comprenden por lo menos uno de instrucciones e información. 7. El sistema de perfilado de la reivindicación 6, en donde cada uno de dichos sensores comprende un procesador de sensor y dicho generador de impulsos comprende un procesador de generador, dichos procesadores de sensor y de generador para procesar dichos mensajes de dicha interfase de usuario-computadora. 8. El sistema de perfilado de la reivindicación 7, en donde cada uno de dichos componentes de sistema comprende medios de memoria conectados a su respectivo procesador para almacenar por lo menos uno de instrucciones e información. 9. El sistema de perfilado de la reivindicación 8, en donde dicha información comprende un identificador de componente de sistema único. 10. El sistema de perfilado de la reivindicación 9, en donde cada uno de dichos componentes de sistema comprende una fuente de energía eléctrica. 11. El sistema de perfilado de la reivindicación 10, en donde cada uno de dichos componentes de sistema comprende además un circuito de posicionamiento conectado a su procesador respectivo. 12. El sistema de perfilado de la reivindicación 11, en donde dicho circuito de posicionamiento comprende por lo menos uno de un giroscopio y un Sistema de Posicionamiento Global. 13. El sistema de perfilado de la reivindicación 1, en donde dicha interfase de usuario-computadora comprende además un exhibidor para exhibir dicha caracterización de dicho medio bajo dicha superficie. 14. El sistema de perfilado de la reivindicación 13, en donde dicha interfase de usuario-computadora comprende además medios de alimentación de usuario para recibir instrucciones de un usuario. 15. El sistema de perfilado de la reivindicación 14, en donde dicho medio de alimentación comprende por lo menos uno de un teclado, un ratón, una pantalla de toque, y un dispositivo de reconocimiento de voz. 16. Un sensor para detectar una aceleración en una superficie, dicho sensor que intercambia mensajes con un medio de computación a través de una interfase de comunicación, dicho sensor que comprende: a. un acelerómetro para producir una señal representativa de dicha aceleración; y b. una unidad de interfase que comprende un circuito de transmisión, dicha unidad de interfase que recibe dicha señal representativa de dicha aceleración y que modula la misma para transmisión a dicho medio de computación. 17.. El sensor de la reivindicación 1, en donde dicho acelerómetro comprende un substrato semiconductor. 18. El sensor de la reivindicación 2, en donde dicho substrato semiconductor comprende por lo menos uno de un calibrador de deformación, un capacitor, y un dispositivo piezoeléctrico. 19. El sensor de la reivindicación 1, en donde dicha unidad de interfase comprende una unidad de amplificación para amplificar dicha señal eléctrica. 20. El sensor de la reivindicación 4, en donde dicha señal representativa de dicha aceleración comprende una señal eléctrica análoga y en donde dicha unidad de interfase comprende además un convertidor de análoga a digital para convertir dicha señal eléctrica análoga a una señal digital. 21. El sensor de la reivindicación 5, en donde dicha unidad de interfase comprende además un circuito de control para controlar por lo menos uno de un nivel de amplificación de dicha unidad de amplificación y un rango dinámico de dicho convertidor de análoga a digital. 22. El sensor de la reivindicación 5, en donde dicha unidad de interfase comprende además un medio de filtración de frecuencias para filtrar dicha señal eléctrica análoga. 23. El sensor de la reivindicación 4, que comprende además una fuente de potencia que proporciona energía eléctrica a dicho substrato y dicha unidad de interfase. 24. El sensor de la reivindicación 4, en donde la energía para dicho substrato y dicha unidad de interfase se proporciona de manera externa a dicho sensor. 25. El sensor de la reivindicación 2, en donde dicho substrato semiconductor comprende por lo menos uno de un calibrador de deformación grabado directamente encima, un calibrador de deformación construido mediante depósito encima, y un calibrador de deformación engomado sobre dicho substrato semiconductor. 26. El sensor de la reivind icación 2 , en donde dicho substrato semiconductor comprende dos ensambles de calibrador de deformación y dos resistores igualados que forman u n puente de Wheatstone, dichos dos ensambles de calibrador de deformación colocados en dos ramas opuestas de dicho puente de Wheatstone y dichos dos resistores igua lados colocados en las otras dos ramas opuestas de dicho puente de Wheatstone. 27. El sensor de la reivindicación 1 1 , en donde cada u no de d ichos dos ensambles de calibrador de deformación comprende d os calibradores de deformación conectados en paralelo. 28. El sensor de la reivi ndicación 1 2 , en donde dicho substrato comprende un resistor de calibración colocado en paralelo con u no de dichos dos resistores ig ualados. 29. El sensor de la reivindicación 1 , en donde dicho circuito de transmisión comprende por lo menos uno de una antena y u n transmisor-receptor óptico que retransmiten por lo menos u no de dichos señal mod ulada y mensajes a través de dicha interfase de comu nicación . 30. El sensor de la reivindicación 14, q ue comprende además un procesador conectado a dicho acelerómetro y dicha unidad de interfase para controlar y manejar los mismos. 31 . El sensor de la reivind icación 15, q ue comprende además u n medio de memoria conectado a dicho procesador para almacenar por lo menos una de muestras de dicha señal representativa de d icha aceleración e instrucciones para operación de dicho procesador. 32. El sensor de la reivindicación 16, que comprende además un circuito de posicionamiento conectado a dicho medio procesador. 33. El sensor de la reivindicación 17, en donde dicho circuito de posicionamiento comprende por lo menos uno de un giroscopio y un Sistema de Posicionamiento Global. 34. Un ensamble sensor que comprende por lo menos dos sensores de la reivindicación 16. 35. El ensamble sensor de la reivindicación 19, en donde dichos por lo menos dos sensores están en comunicación entre ellos. 36. El ensamble sensor de la reivindicación 20, en donde dicho medio de memoria almacena un identificador único para cada uno de dichos por lo menos dos sensores. 37. Un sensor para detectar una aceleración en una superficie, dicho sensor que intercambia mensajes con un medio de computación a través de una interfase de comunicación, dicho sensor que comprende: a. un substrato que comprende un acelerómetro para producir una señal representativa de dicha aceleración; b. una masa unida a dicho substrato, dicha masa que se mueve en respuesta a dicha aceleración; y c. una unidad de interfase que comprende un circuito de transmisión, dicha unidad de interfase que recibe dicha señal representativa de dicho desplazamiento y que modula la misma para transmisión a dicho medio de computación. 38. El sensor de la reivindicación 22, en donde dicho acelerómetro comprende un substrato semiconductor. 39. El sensor de la reivindicación 23, en donde dicho substrato semiconductor comprende una abertura dentro de la cual está soportada dicha masa. 40. El sensor de la reivindicación 22, que comprende además: a. un alojamiento que soporta dicho substrato semiconductor; y b. un medio dé amortiguación montado entre dicho alojamiento y dicha masa. 41. El sensor de la reivindicación 25, en donde dicho medio de amortiguación comprende material que es resistente a la fatiga. 42. El sensor de la reivindicación 26, en donde dicho material resistente a la fatiga comprende por lo menos uno de neopreno y silicón. 43. El sensor de la reivindicación 27, que comprende además un elemento de amortiguación entre dicho medio de amortiguación y dicho alojamiento. 44. El sensor de la reivindicación 25, en donde dicho alojamiento comprende una placa de fondo que proporciona una interfase física entre dicho sensor y dicha superficie. 45. El sensor de la reivindicación 29, en donde dicho alojamiento comprende además una caja montada en dicha placa de fondo. 46. El sensor de la reivindicación 31, en donde dicho alojamiento comprende además una cubierta superior montada herméticamente en dicha caja. 47. El sensor de la reivindicación 29, en donde dicha placa de fondo comprende medios de unión para proporcionar unión de dicho sensor a dicha superficie. 48. El sensor de la reivindicación 32, en donde dicho medio de unión comprende por lo menos uno de un accesorio roscado, un adhesivo, un peso, un dispositivo de material magnético, y un medio de anclaje de tipo impulsado por explosivo. 49. El sensor de la reivindicación 33, en donde dicho alojamiento comprende una superficie conductora eléctricamente para proteger sustancialmente dicho sensor de interferencia electromagnética. 50. El sensor de la reivindicación 34, en donde dicho circuito de transmisión comprende por ló menos uno de una antena y un difusor de IR que retransmite por lo menos uno de dicha señal modulada y mensajes a través de dicha interfase de comunicación. 51. El sensor de la reivindicación 33, que comprende además un procesador conectado a dicho acelerómetro y dicha unidad de interfase para controlar y manejar los mismos. 52. El sensor de la reivindicación 36, que comprende además un medio de memoria conectado a dicho procesador para almacenar por lo menos uno de muéstreos de dicha señal eléctrica e instrucciones para operación de dicho procesador. 53. El sensor de la reivindicación 37, que comprende además un circuito de posicionamiento conectado a dicho medio procesador. 54. El sensor de la reivindicación 38, en donde dicho circuito de posicionamiento comprende por lo menos uno de un giroscopio y un Sistema de Posicionamiento Global. 55. Un ensamble sensor que comprende por lo menos dos sensores de la reivindicación 22. 56. El ensamble sensor de la reivindicación 40, en donde dichos por lo menos dos sensores están en comunicación entre ellos. 57. El ensamble sensor de la reivindicación 41, en donde dicho medio de memoria almacena un identificador único para cada uno de dichos por lo menos dos sensores. 58. Un sensor para detectar un desplazamiento en una superficie, dicho sensor que está en comunicación con un medio de computación y que comprende un substrato de semiconductor al cual está integrado un calibrador de deformación de semiconductor para producir una señal eléctrica representativa de dicho desplazamiento; una unidad de amplificación para amplificar dicha señal eléctrica; y circuito de control para controlar un nivel de amplificación. 59. El ensamble sensor de la reivindicación 43, en donde dicha señal eléctrica comprende una señal eléctrica análoga y en donde se integra además a dicho substrato de semiconductor un convertidor de análoga a digital para convertir dicha señal eléctrica análoga a una señal digital y en donde dicho circuito de control controla un rango dinámico de dicho convertidor de análoga a digital. 60. Un generador de impulsos de energía para transferir un pulso de energía a una superficie, dicho generador que intercambia mensajes con un medio de computación a través de una interfase de comunicación, dicho generador que comprende: a. un alojamiento; b. un ensamble de impacto montado de manera móvil dentro de dicho alojamiento entre por lo menos una posición de descanso, una posición con pestillo y una posición de impacto, por lo que, en dicha posición de impacto, dicho ensamble de impacto transfiere dicho pulso de energía a dicha superficie; y c. un medio de almacenamiento de energía unido a dicho ensamble de impacto, por lo que en dicha posición con pestillo, dicho medio de almacenamiento de energía es capaz de liberar una cantidad específica de energía a dicho ensamble de impacto tal que por liberación de dicha cantidad de energía específica dicho ensamble de impacto se mueve desde dicha posición con pestillo hasta dicha posición de impacto, después regresa a dicha posición de reposo; en donde dicho medio de computación controla la liberación de dicha cantidad de energía específica a dicho ensamble de impacto. 61. El generador de la reivindicación 1, que comprende además una fuente de poder montada dentro de dicho alojamiento, dicha fuente de poder que proporciona la cantidad específica de energía a dicho medio de almacenamiento de energía. 62. El generador de la reivindicación 2, en donde dicho medio de computación controla dicha fuente de poder y por lo cual controla la cantidad específica de energía. 63. El generador de la reivindicación 3, en donde dicha fuente de poder comprende un ensamble de motor. 64. El generador de la reivindicación 4, en donde dicho ensamble de motor comprende por lo menos uno de un motor neumático, un motor hidráulico y un motor mecánico. 65. El generador de la reivindicación 1, que comprende además un mecanismo de liberación montado dentro de dicho alojamiento para sujetar de manera liberable dicho ensamble de impacto bajo control de dicho medio de computación. 66. El generador de la reivindicación 6, en donde dicho mecanismo de liberación comprende además un pestillo en contacto con dicho ensamble de impacto y movible entre posiciones con pestillo y sin pestillo. 67. El generador de la reivindicación 7, en donde dicho mecanismo de liberación comprende además un solenoide unido a dicho pestillo para controlar el movimiento de dicho pestillo. 68. El generador de la reivindicación 7, en donde dicho pestillo comprende además por lo menos uno de un dispositivo de medición de deformación y un acelerómetro para monitorear al energía almacenada en dicho medio de almacenamiento de energía. 69. El generador de la reivindicación 1, en donde dicho medio de almacenamiento de energía comprende un medio de empuje. 70. El generador de la reivindicación 10, en donde dicho medio de empuje comprende un resorte. 71. El generador de la reivindicación 11, en donde dicho ensamble de impacto comprende una cabeza de impacto montada en un miembro de flecha y en donde dicho resorte montado entre dicha cabeza de impacto y dicho alojamiento. 72. El generador de la reivindicación 1, que comprende además medio de unión montado en dicho alojamiento para proporcionar unión de dicho generador con dicha superficie. 73. El generador de la reivindicación 14, en donde dicho medio de unión comprende por lo menos uno de una unión roscada, un adhesivo, un peso, un dispositivo de material magnético y un medio de anclaje de tipo impulsado por explosivo. 74. El generador de la reivindicación 1, en donde dicho ensamble de impacto comprende una cabeza de impacto montada en un miembro de flecha. 75. El generador de la reivindicación 1, que comprende además un medio de comunicación de generador montado dentro de dicho alojamiento, dicho medio de comunicación para intercambiar mensajes con dicho medio de computación a través de dicha interfase de comunicación. 76. El generador de la reivindicación 16, en donde dicho medio de comunicación comprende por lo menos uno de una antena y un transmisor-receptor. 77. El generador de la reivindicación 17, en donde dicho alojamiento comprende una superficie conductora eléctricamente para proteger sustancialmente dicho medio de comunicación contra la interferencia magnética. 78. El generador de la reivindicación 1, que comprende además un circuito de control montado dentro de dicho alojamiento para monitorear una cantidad real de energía liberada por dicho medio de almacenamiento de energía. 79. El generador de la reivindicación 3, que comprende además un mecanismo de liberación montado dentro de dicho alojamiento para sujetar de manera liberable dicho ensamble de impacto bajo control de dicho medio de computación. 80. El generador de la reivindicación 20, que comprende además un procesador conectado a por lo menos uno de dicha fuente de poder y dicho mecanismo de liberación para controlar y manejar los mismos. 81. El generador de la reivindicación 21, en donde dicho mecanismo liberador comprende además un dispositivo de medición de deformación para monitorear la energía almacenada en dicho medio de almacenamiento de energía. 82. El generador de la reivindicación 22, que comprende además un medio de memoria conectado a dicho procesador para almacenar por lo menos una de las muestras de energía almacenada en dicho medio de almacenamiento de energía e instrucciones para la operación de dicho procesador. 83. El generador de la reivindicación 25, en donde además dicha memoria almacena un identificador único para dicho generador. 84. El generador de la reivindicación 21, que comprende además u n medio de memoria conectado a dicho procesador para almacenar por lo menos una de las muestras de energ ía almacenada en dicho medio de almacenamiento de energ ía e instrucciones para la operación de dicho procesador. 85. El generador de la reivind icación 25, en donde además dicha memoria almacena un identificador ún ico para dicho generador. 86. El generador de la reivindicación 26, en donde dicho generador está en comu nicación con otros dispositivos. 87. El generador de la reivindicación 21 , que comprende además un circuito de posicionamiento conectado a dicho medio procesador. 88. El generador de la reivind icación 28, en donde d icho circuito procesador comprende por lo menos uno de un giroscopio y un Sistema de Posicionamiento G lobal . RESUM EN Se describe un sistema completo para el análisis físico no intrusivo de un medio bajo una superficie y un exhibidor de los resultados del mismo. El sistema detecta la velocidad de ondas de corte , las analiza y exh ibe los resu ltados. El sistema comprende tres unidades: u n ensamble sensor, un generador de impu lsos de energ ía y una interfase de usuario-computadora.