WO2006042894A1 - Mejoras en la captación de ondas verticales en los detectores de vibración - Google Patents

Mejoras en la captación de ondas verticales en los detectores de vibración Download PDF

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WO2006042894A1
WO2006042894A1 PCT/ES2005/070116 ES2005070116W WO2006042894A1 WO 2006042894 A1 WO2006042894 A1 WO 2006042894A1 ES 2005070116 W ES2005070116 W ES 2005070116W WO 2006042894 A1 WO2006042894 A1 WO 2006042894A1
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rigid
contact body
spring
flexible
pendulum
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PCT/ES2005/070116
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Inventor
Kristina Aleksandrova
Original Assignee
Asghari, Alireza
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Application filed by Asghari, Alireza filed Critical Asghari, Alireza
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/16—Receiving elements for seismic signals; Arrangements or adaptations of receiving elements
    • G01V1/18—Receiving elements, e.g. seismometer, geophone or torque detectors, for localised single point measurements
    • G01V1/181—Geophones

Definitions

  • a vibration detector device is provided.
  • the above-mentioned pendulums can detect horizontal oscillations, however at the time of detecting vertical oscillations may not work well enough. It can be assumed that this is because these pendulums vibrate or oscillate horizontally and do not vibrate or oscillate vertically.
  • the present invention has been devised to solve this problem.
  • the objective of this invention is to offer a vibration detection apparatus that not only detects horizontal oscillations but also detects vertical oscillations without fail.
  • this apparatus has a pendulum-shaped and flexible spring, made of an electrically conductive material, whose elasticity allows deformation.
  • this flexible hanging spring is a rigid rod, electrically conductive, not elastically deformable and hanging from said pendulum.
  • this pendulum constituted by the flexible hanging spring
  • said spring will respond to vertical oscillations deforming vertically and this deformation will become horizontal vibrations or oscillations of the pendulum so that vertical oscillations can be detected.
  • these oscillations can also be detected.
  • the pendulum spring can be elastically deformed and since vertical oscillations are rapidly transformed into vibrations or oscillations of the pendulum, it is possible to immediately detect vertical oscillations. This detection of vertical oscillations is possible thanks to the fact that the pendulum spring is elastically deformable, which cannot be carried out with something that cannot be elastically deformed, such as a chain.
  • the rigid rod that hangs from the spring is not flexible, small vibrations cannot cause the pendulum to touch the contact body and reduce false alarms.
  • the magnetic body of the lower end of the pendulum and the contact body are attracted to each other by the magnetic force, the magnetic body will approach the contact body when there are earthquakes or vibrations, ensuring the contact of both and, by Therefore, the detection of earthquakes or vibrations.
  • Figure 1 shows an oblique plane drawing of the external appearance of the vibration detector apparatus on the embodiment of this invention.
  • Figure 2 shows a vertical section of the vibration detector apparatus.
  • Figure 3 shows the detection circuit 30.
  • Figure 1 shows the complete structure of the vibration detector apparatus so that a model of this invention can be made.
  • Figure 2 shows a vertical profile of the same vibration detector apparatus.
  • the top plate 1 is a flat circular plate that allows fixing under a horizontal surface such as a ceiling, a shelf, a table, the floor, a beam, a lintel, etc.
  • this upper plate 1 On the lower face of this upper plate 1 a cylindrical part smaller than the plate itself is attached and is called the upper cylinder 2.
  • the intermediate plate 3 On the lower face of this upper cylinder 2 the intermediate plate 3 which is another circular plate is coupled flat. Thanks to this intermediate plate 3, the upper cylinder 2 is sealed and the so-called upper chamber 6 is formed.
  • the intermediate cylinder is attached to the lower face of the intermediate plate 3 of the upper cylinder 2
  • this intermediate cylinder 4 is the same as that of the upper cylinder 2, however, the intermediate cylinder 4 is several times longer than the upper cylinder 2.
  • the lower cap 5 is attached under this intermediate cylinder 4 It has hemispherical shape.
  • the intermediate cylinder 4 and the lower cap 5 are sealed and the lower chamber 7 is formed.
  • the said intermediate cylinder 4 is made of opaque metallic material that can have magnetic properties, however it can also be transparent or semitransparent.
  • the above mentioned upper plate 1, intermediate cylinder 2, intermediate plate 3 and lower cap 5 are made of transparent resinous materials, but they can also be semi-transparent or opaque. If the intermediate cylinder 4 is made of materials with magnetic properties such as iron, nickel or stainless steel, it can be avoided that the magnetic force of the magnetic body 14 or of the contact body 22 can cause adverse effects on the circuits or electrical appliances of the environment.
  • the hook 11 In the center of the lower face of the aforementioned intermediate plate 3 the hook 11 is fixed. In this hook 11 the hook 12a that is at the upper end of the flexible flexible spring 12 is attached and hangs so that it It can vibrate or oscillate.
  • a thin wire spring made of electrically conductive metal, elastically deformable and wound in the form of a coil, has been used.
  • This rigid hanging rod 13 is made of an elongated and thin bar of electrically conductive metal and is a rigid body that cannot be elastically deformed.
  • the magnetic body 14 is a magnet permanent that is hung so that it can vibrate or oscillate.
  • the pendulum 15 can be composed by the aforementioned flexible spring 12 and the rigid suspension rod 13 or by the flexible spring 12, the rigid rigid rod 13 and the magnetic body 14.
  • a helical spring is used made from a thick coil-shaped electric conductor metal wire and the flexible flexible spring 12 is an elastically deformable electric conductor that can be attached to the magnetic body 14.
  • the contact body 22 is shaped like a conical ring whose diameter decreases progressively from top to bottom.
  • the width of the propeller passage of the contact body 22 is smaller than the size of the aforementioned magnetic body 14. In this way the magnetic body 14 will not jump through the vibrations through the propeller that forms the contact body 22.
  • the mouth size 22a of the lower edge of the contact body 22 is larger than the size of the magnetic body 14. It is approximately twice (or several times) larger than the size of the magnetic body 14.
  • the diameter of the upper edge of the contact body 22 is approximately three times (or several times) greater than the lower mouth 22a, at the lower edge.
  • the inner diameter of the upper edge of said contact body 22 and the inner diameter of the mouth 22a of the lower edge are shorter than the total length of the pendulum 15. Therefore, if it suffers vibrations or oscillations, the pendulum 15 may play with all safety contact body 22.
  • the contact body 22 is in the form of a ring, so that as a vibration detection device the direction from which the vibrations or oscillations come from is indifferent since it is certain that either the rigid rigid rod 13 or the magnetic body 14, will touch the contact body 22.
  • the contact body 22 decreases in size, when vibrations or oscillations occur, the first thing that will come into contact with the contact body 22 will be the rigid hanging rod of the lower end of the pendulum 15 or the magnetic body 14, not being it is possible that the flexible flexible spring 12 or the articulation point of the flexible flexible spring 12 with the rigid rigid rod 13 is the first to come into contact.
  • the contact body 22 it is permissible for the contact body 22 to be formed by something similar to one or two vertical elongated bars and which has no ring shape. Moreover, it is also permissible for the contact body 22 keep its inner diameter from top to bottom, without decreasing.
  • the contact body 22 may be formed by multiple wire rings aligned from top to bottom joined and fixed by several vertical wires, by multiple elongated and vertical wires arranged in a ring shape, by a cylinder, by a cylinder-shaped mesh , by a cylinder-shaped plate, etc.
  • the contact body assembly 22 or the size of the inner diameter of the lower edge is altered, the distance between the pendulum 15 and the contact body 22 is changed and the size of the detectable vibrations or oscillations also varies.
  • the aforementioned magnetic body 14 protrudes through the mouth 22a of the lower edge of the contact body 22, and can be attracted and come into contact on the lower outer face of the lower edge of the same contact body 22.
  • the aforementioned rigid hanging rod 13 Around the edge of the mouth What makes contact is the aforementioned rigid hanging rod 13.
  • Either the magnetic body 14 or the contact body 22 or both are permanent magnets or have a permanent magnet attached, so that they can adhere to the other part by the magnetic force of such permanent magnet or both parts can adhere to each other .
  • Both the magnetic body 14 and the contact body 22 can be made of materials with magnetic properties such as iron, nickel, cobalt, chromium, aluminum or their alloys, alnico or stainless steel etc.
  • the magnetic body 14, the contact body 22, the flexible pendant spring 12 and the rigid rigid rod 13 are made of materials with a low thermal contraction coefficient, such as copper, iron, aluminum, zinc , tin, nickel or their alloys, brass, stainless steel, etc. If the coefficient of thermal contraction is small, changes in the accuracy of the detection will also be small compared to changes in temperature in the environment.
  • the magnetic force of the magnetic body 14 will not pass either to the rigid rigid bar 13 or to the flexible flexible spring 12, thus avoiding that the rigid rigid bar 13 or the flexible hanging spring 12 magnetically adheres to the contact body 22 and false alarms occur.
  • the magnetic body 14 In order for the magnetic body 14 to have permanent magnetic properties, it is either made of material with permanent magnetic properties or a permanent magnet is placed inside said magnetic body 14. To provide the contact body 22 with permanent magnetic characteristics, a permanent magnet is placed on its upper edge or around the contact body 22 itself.
  • the magnetic body 14, of the lower end of the pendulum 15, and the contact body 22 magnetically attract each other.
  • the Magnetic body 14 is attracted by the contact body 22 and the rigid pendant rod 13 can touch the contact body 22 without fail, thus detecting with certainty the earthquake or vibration.
  • the vibrations or oscillations of the pendulum 15 are stimulated and its rapid disappearance is avoided, thus ensuring that the pendulum 15 can touch the contact body 22.
  • the magnetic body 14 of the lower end of the pendulum 15 does not protrude from the mouth 22a at the lower end of the contact body 22 and be located above the mouth 22a at the lower edge of the contact body 22 In this case the inner diameter of the contact body 22 becomes wider. In this way, it is not the rigid pendant rod that, by seismic movements or vibrations, will touch the contact body 22, but it will be the magnetic body 14 that will touch the contact body 22 on its inner face.
  • the magnetic body 14 adheres to the contact body 22 by the magnetic force, a small vibration or a small seismic movement so that the magnetic body 14 touches the contact body 22. If the magnetic body 14 of the end of the pendulum 15 protrudes from the mouth 22a of the lower end of the contact body 22, the false alarms disappear.
  • the aforementioned flexible hanging spring 12 is a spring and, therefore, can be stretched and shortened elastically along.
  • the flexible spring 12 can deform as a whole following the shape of the waves, it can also vibrate or oscillate horizontally and can vibrate or oscillate horizontally to the rigid hanging rod 13.
  • the flexible pendant spring 12 can touch the contact body 22 in response to vertical oscillations.
  • vertical vibrations quickly transform into vibrations or oscillations of the pendulum 15, making it possible to immediately detect these vertical vibrations.
  • the spring of the pendulum 15 has become elastically deformable in order to detect vertical oscillations. Detectors made with chains or the like, which do not deform elastically, cannot detect them.
  • the above-mentioned flexible flexible spring 12 can oscillate elastically in the direction that intersects perpendicularly with the direction of along the spring, therefore, as it can vibrate with horizontal oscillations in response to seismic movements or horizontal vibrations, it causes the rod rigid pendant 13 vibrate or oscillate in a vertical direction.
  • the flexible pendant spring 12 can touch the contact body 22.
  • the rigid hanging rod 13 can be deformable and, in addition to conductive metal, it can be made of conductive resin, in the form of a coil or a spring, a bar, a plate, a cable, a cylinder or a chain.
  • the rigid pendant rod 13 can be removed if the flexible pendant spring 12 protrudes through the mouth 22a of the contact body 22 and the magnetic body 14 is directly coupled to the lower hook 12b. In this case, the flexibility of the flexible hanging spring 12 has to be reduced until it is close to stiffness, with little capacity to bend. Alternatively, the inner diameter of the contact body 22 can be increased. If this is not done in this way, even a small swing can cause the flexible hanging spring 12 to end up touching the contact body 22.
  • this rigid pendant rod 13, which does not deform elastically, is placed hanging perpendicularly below the flexible pendant spring 12, a weak vibration is prevented from causing the contact body 22 to be touched, thereby reducing false alarms . For example, if it is set to play in case of earthquake grade 4, it will rarely play wrongly in case of earthquake grade 3.
  • the space between the inner face of the contact body 22 and the pendulum 15 is varied according to the degree of the earthquake to be detected. For example, this distance can be adjusted so that the vertical oscillations of the seism of degree 4 are detected.
  • the rigid hanging rod 13 hangs under the flexible pendant spring 12, also for what has been said above that the magnetic body 14 protrudes from the mouth 22a of the lower edge of the contact body 22, prevents false alarms from seismic movements of less than 3 degree.
  • the distance or pitch of the propeller of the contact body 22 is less than the length of the rigid rigid rod 13. Thanks to this, even in the case of earthquakes or very violent vibrations, the pendulum 15 will not exit through the contact body 22.
  • the diameter of the magnetic body 14 is larger than the diameter of the rigid rigid rod 13. In this way the magnetic body 14 pulls the rigid rigid rod 13 and can cause it to touch the contact body 22.
  • the aforementioned magnetic body 14 may have a cubic shape, parallelepiped shape or polyhedral shape.
  • the reciprocal coupling of the above-mentioned plate 1, flexible hanging spring 12, rigid hanging rod 13 and of the magnetic body 14 is designed so that the parts joined by the hooks, the upper hooks, the lower hooks 11, 12a, 12b, 13a , 13b and 14a can be easily folded.
  • the pendulum 15 can be easily folded at these points of articulation, and they bend extremely quickly in response to vertical or other oscillations caused by seismic movements or vibrations, thus showing an excellent rapid response capability in Earthquake or vibration detection.
  • the pendulum 15 Apart from the point where the pendulum 15 itself hangs, it can have more than two points of articulation, however if the points of articulation are too numerous it will be counterproductive and the speed of response will decrease. It can be said that it is desirable that the articulation points be one or two.
  • the magnetic body 14 can Be non-conductive
  • the contact body 22 and the magnetic body 14 can be made, in whole or in part, of materials with magnetic properties.
  • the hook 11, the flexible spring pendant 12 or rigid pendant rod 13 can be made of materials with magnetic properties.
  • the detector circuit 30 / The alarm apparatus 33 On the hook 11 coupled to the pendulum 15 the connection cable 31 is connected and on one of the rings 21, connected to the contact body 22, the connection cable 32 is connected. connecting cables 31 and 32 pass through the upper chamber 6, leave the vibration detector apparatus and connect to the alarm apparatus 33.
  • This alarm apparatus 33 is fixed on the outer face of the central cylinder 4.
  • FIG. 3 shows the detector circuit 30.
  • This detection circuit 30 is located inside the alarm apparatus 33.
  • the connection cables 31 and 32 are connected to the monostable timer circuit 34.
  • the electric current will be directed to the alarm light 36 causing it to turn on and off repeatedly, the electric current will also be directed to the alarm bell 37 and it will emit a sound continuously.
  • Said monostable switch 35 consists of the rigid pendant rod 13 of the pendulum 15 and the contact body 22.
  • the rigid pendant rod 13 of the pendulum 15 contacts the contact body 22 the current passes and the contact is detected.
  • the alarm light 36 will turn on and off and the alarm bell 37 will sound to make known by light and sound that a seismic movement or vibration has occurred. .
  • contact with the contact body 22 can take it, in addition to the rigid rigid rod 13, the magnetic body 14 or the flexible flexible spring 12, it can also be taken by the coupling parts, such as the upper hook, the lower hook 12 a , 12b, 13a, 13b, 14a, etc.
  • the detection of the contact between the pendulum 15 and the contact body 22 can be carried out, in addition to physical contact, by detection by electrical contact thanks to electromagnetic detection procedures such as Hall elements, electromagnetic transformation elements or others.
  • electromagnetic detection procedures such as Hall elements, electromagnetic transformation elements or others.
  • the electromagnetic detection instruments are placed on the inner face of the mouth 22a at the lower edge of the contact body 22.
  • the aforementioned detection circuit 30 apart from proceeding to control the light and sound warnings, it is possible to proceed, in response to seismic movements or other vibrations, to interrupt water, gas and electricity supplies (transformers, gas pipes , water pumping stations, circuit breakers, gasometers, water meters, etc.), to urgently turn off oil, gas or electricity stoves, gas ovens and other heating or cooking appliances, to stop vehicles such as high-speed trains, electric locomotives, cars, vehicles in general, airplanes, etc., to Turn off the power or stop the operation of laptops, computers, office machines, electronic and telephone communication devices, telephone exchanges and telecommunication devices, to urgently interrupt the devices that control industrial production equipment, electric power generation equipment
  • the control or operation of the emergency lighting can be carried out, the establishment of an emergency communication network, the sending of messages and urgent emails to portable or cordless telephones, launching urgent notices on television, cable television and radio, issuing emergency notices at railway stations, sports facilities, theaters, schools, hospitals, public offices, hotels, etc., protection of telephone exchanges and communication devices, start-up or change of power supplies to home electric generators and solar panels, start-up of water retention devices for emergencies , Start-up of image or sound recording, automatic start of data and information backups of laptops, computers, office and telecommunication machines, change of traffic lights for trains, display warning messages on signaling panels of highways, etc.
  • the monovalent timer circuit mentioned above will be replaced by a connection circuit or switch that performs the start-up, restart or connection permanently.
  • the alarm apparatus 33 can be located not only on the outer face of the intermediate cylinder 4 but also around the outer face of the intermediate cylinder 4, on the inner face of the upper chamber 6 or around it, on the outer face of the lower cylinder 5, in its lower face or in the lower part of the inner face, or even in a separate location of the vibration detector apparatus itself.

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Abstract

Un aparato detector de vibraciones, que comprende un péndulo 15 que se compone de un muelle flexible colgante 12, que cuelga verticalmente debajo de la placa 1; de la varilla rígida colgante 13, acoplada debajo del muelle colgante 12 y del cuerpo magnético 14, acoplado debajo de la varilla rígida colgante 13. Alrededor de este péndulo 15 se encuentra el cuerpo de contacto 22 que tiene forma cónica. Cuando se produce un movimiento sísmico o una vibración, la varilla rígida colgante 13 toca el cuerpo de contacto 22 y el seísmo o la vibración puede ser detectado. Como el muelle flexible colgante 12 se deforma elásticamente, las oscilaciones verticales se transforman, mediante este muelle flexible colgante 12, en oscilaciones del péndulo que se transmiten a la varilla rígida colgante 13 y esta varilla rígida colgante 13 tocará sin falta al cuerpo de contacto 22. Cuando el cuerpo magnético 14 se acerca al cuerpo de contacto 22, aquél es atraído magnéticamente por éste y la varilla rígida colgante 13 toca sin falta el cuerpo de contacto 22.

Description

DESCRIPCIÓN
Un aparato detector de vibraciones .
Campo tecnológico.
Se trata de una invención en relación con los aparatos detectores de terremotos y otras vibraciones, y con aquellos aparatos detectores que emplean péndulos estructurados en diversas fases .
Estado de la tecnología.
Ya han sido ideados diversos aparatos detectores de terremotos que detectan las vibraciones sismicas y que pueden hacer sonar alarmas, cortar el suministro eléctrico, apagar la llama de hornos y estufas de gas, etc. De entre estos aparatos detectores de vibraciones son varios los que hacen uso de las vibraciones u oscilaciones de un péndulo para detectar las vibraciones sismicas o de otro tipo.
Documentos relaciones con el campo tecnológico de la invención: Patente, Heisei JP-11-232992; Modelo de Utilidad, número JP-3027633; Patente, número JP-3340537; Publicación de la Patente, JP-2000-329857; Publicación de Patente, Showa JP-54-34874
Descripción de la invención.
Cuestiones que se pretende resolver con esta invención: Los péndulos mencionados anteriormente pueden detectar oscilaciones horizontales, sin embargo a la hora de detectar oscilaciones verticales es posible que no funcionen suficientemente bien. Se puede suponer que esto es debido a que dichos péndulos vibran u oscilan horizontalmente y no vibran u oscilan en sentido vertical.
La presente invención ha sido ideada para resolver este problema. El objetivo de esta invención es ofrecer un aparato detector de vibraciones que no solamente detecte las oscilaciones horizontales sino que también detecte sin falta las oscilaciones verticales.
Medidas tomadas para resolver dichas cuestiones :
Con el fin de conseguir el objetivo señalado, este aparato dispone de un muelle colgante y flexible a modo de péndulo, hecho de un material conductor de la electricidad, cuya elasticidad permite la deformación. Por encima o por debajo de este muelle flexible colgante se encuentra acoplada una varilla rigida, conductora de la electricidad, no deformable elásticamente y que cuelga del citado péndulo.
Utilidad de esta invención:
Gracias a que la parte de este péndulo constituida por el muelle flexible colgante puede deformarse elásticamente, dicho muelle responderá a oscilaciones verticales deformándose en sentido vertical y esta deformación se convertirá en vibraciones u oscilaciones horizontales del péndulo pudiendo detectarse asi las oscilaciones verticales. Además, como el péndulo responde a las oscilaciones horizontales, también pueden detectarse estas oscilaciones. Como el muelle del péndulo se puede deformar elásticamente y como las oscilaciones verticales son transformadas rápidamente en vibraciones u oscilaciones del péndulo, es posible proceder a la detección inmediata de las oscilaciones verticales. Esta detección de oscilaciones verticales es posible gracias a que el muelle del péndulo es deformable elásticamente, lo cual no se puede llevar a cabo con algo que no puede deformarse elásticamente como, por ejemplo, una cadena.
Gracias a que la varilla rigida que cuelga del muelle no es flexible las pequeñas vibraciones no pueden hacer que el péndulo toque al cuerpo de contacto y se disminuyen las falsas alarmas. Sin embargo, como el cuerpo magnético del extremo inferior del péndulo y el cuerpo de contacto se atraen entre si por la fuerza magnética, el cuerpo magnético se acercará al cuerpo de contacto cuando haya terremotos o vibraciones, quedando asegurado el contacto de ambos y, por tanto, la detección de los terremotos o vibraciones .
Explicación concisa de los dibujos
La figura 1 muestra un dibujo sobre plano oblicuo del aspecto exterior del aparato detector de vibraciones sobre la forma de realización de esta invención.
La figura 2 muestra un corte vertical del aparato detector de vibraciones .
La figura 3 muestra el circuito de detección 30.
Leyenda de los números asignados: 1. placa
2. cilindro superior
3. placa intermedia
4. cilindro intermedio 5. capuchón inferior
6. cámara superior
7. cámara inferior
11. gancho
12. muelle flexible colgante 12a. gancho superior
12b. gancho inferior
13. varilla rigida colgante 13a. gancho superior
13b. gancho inferior 14. cuerpo magnético 14a. gancho superior 15. péndulo
21. argolla
22. cuerpo de contacto 22a. boca
30. circuito detector
31 y 32. cables de conexión
33. aparato de alarma
34. circuito temporizador monoestable 35. interruptor monoestable
36. luz de alarma
37. timbre de alarma
Descripción detallada de un ejemplo de realización.
Estructura completa del aparato detector de vibraciones / Estructura del péndulo 15: En la figura 1 se muestra la estructura completa del aparato detector de vibraciones con el fin de que se pueda realizar un modelo de esta invención. La figura 2 muestra un perfil vertical del mismo aparato detector de vibraciones . La placa superior 1 es una placa circular plana que permite la fijación debajo de una superficie horizontal como un techo, un estante, una mesa, el suelo, una viga, un dintel, etc.
En la cara inferior de esta placa superior 1 se encuentra acoplada una pieza cilindrica más pequeña que la propia placa y que se denomina cilindro superior 2. En la cara inferior de este cilindro superior 2 se encuentra acoplada la placa intermedia 3 que es otra placa circular plana. Gracias a esta placa intermedia 3, el cilindro superior 2 queda sellado herméticamente y se forma la llamada cámara superior 6.
En la cara inferior de la placa intermedia 3 del cilindro superior 2 se encuentra acoplado el cilindro intermedio
4. El diámetro de este cilindro intermedio 4 es el mismo que el del cilindro superior 2, sin embargo, el cilindro intermedio 4 es varias veces más largo que el cilindro superior 2. Debajo de este cilindro intermedio 4 se encuentra acoplado el capuchón inferior 5 que tiene forma semiesférica.
Mediante esta placa intermedia 3, el cilindro intermedio 4 y el capuchón inferior 5 se cierra herméticamente y se forma la cámara inferior 7. El citado cilindro intermedio 4 está hecho de material metálico opaco que puede tener propiedades magnéticas, sin embargo también puede ser transparente o semi-transparente. Los anteriormente mencionados placa superior 1, cilindro intermedio 2 , placa intermedia 3 y capuchón inferior 5 están hechos de materiales resinosos transparentes, pero también pueden ser semi-transparentes u opacos . Si el cilindro intermedio 4 está hecho de materiales con propiedades magnéticas como el hierro, el niquel o el acero inoxidable se podrá evitar que la fuerza magnética del cuerpo magnético 14 o del cuerpo de contacto 22 pueda provocar efectos adversos sobre los circuitos o aparatos eléctricos del entorno.
En el centro de la cara inferior de la arriba mencionada placa intermedia 3 se encuentra fijado el gancho 11. En este gancho 11 se encuentra engarzado el gancho 12a que está en el extremo superior del muelle flexible colgante 12 y que cuelga de tal modo que éste pueda vibrar u oscilar. Para realizar este muelle flexible colgante 12 se ha empleado un muelle de alambre fino, hecho de metal conductor eléctrico, elásticamente deformable y enrollado en forma de bobina.
En el gancho inferior 12b del muelle flexible colgante 12 está engarzado el gancho superior 13a de la varilla rigida colgante 13. La varilla rigida colgante 13 puede vibrar u oscilar. Esta varilla rigida colgante 13 está hecha de una barra alargada y fina de metal conductor de la electricidad y es un cuerpo rigido que no puede deformarse elásticamente.
En el gancho 13b del extremo inferior de la varilla rigida colgante 13 está engarzado el gancho superior 14a del extremo superior del cuerpo magnético 14, que tiene forma esférica. El cuerpo magnético 14 es un imán permanente que está colgado de forma que puede vibrar u oscilar.
El péndulo 15 se puede componer mediante los arriba mencionados muelle flexible 12 y la varilla rigida colgante 13 o mediante el muelle flexible 12, la varilla rigida colgante 13 y el cuerpo magnético 14.
Estructura y función del cuerpo de contacto 22. Alrededor del gancho 11, que se encuentra en el centro de la anteriormente mencionada placa intermedia 3, se hallan fijados a intervalos regulares tres (varias) argollas 21... Por el interior de estas argollas 21... se hace pasar el borde superior del cuerpo de contacto 22 que tiene forma de muelle helicoidal.
Para el cuerpo de contacto 22 se utiliza un muelle helicoidal hecho a partir de un grueso alambre metálico conductor eléctrico enrollado en forma de bobina y el muelle flexible colgante 12 es un conductor eléctrico deformable elásticamente que puede unirse al cuerpo magnético 14. El cuerpo de contacto 22 tiene forma de anillo cónico cuyo diámetro va disminuyendo progresivamente de arriba a abajo.
El ancho del paso de la hélice del cuerpo de contacto 22 es menor que el tamaño del anteriormente citado cuerpo magnético 14. De este modo el cuerpo magnético 14 no saltará por las vibraciones a través de la hélice que forma el cuerpo de contacto 22. El tamaño de la boca 22a del borde inferior del cuerpo de contacto 22 es mayor que el tamaño del cuerpo magnético 14. Es aproximadamente dos veces (o varias veces) más grande que el tamaño del cuerpo magnético 14. El diámetro del borde superior del cuerpo de contacto 22 es aproximadamente tres veces (o varias veces) mayor que la boca inferior 22a, en el borde inferior.
El diámetro interior del borde superior del mencionado cuerpo de contacto 22 y el diámetro interior de la boca 22a del borde inferior son más cortos que la longitud total del péndulo 15. Por lo tanto, si sufre vibraciones u oscilaciones, el péndulo 15 podrá tocar con toda seguridad el cuerpo de contacto 22.
Tal y como se ha descrito, el cuerpo de contacto 22 tiene forma de anillo, por lo que como aparato detector de vibraciones le es indiferente la dirección de la que provengan las vibraciones u oscilaciones ya que es seguro que, o bien la varilla rigida colgante 13 o bien el cuerpo magnético 14, tocarán al cuerpo de contacto 22.
Además, como el cuerpo de contacto 22 va disminuyendo de tamaño, cuando se produzcan vibraciones u oscilaciones lo primero que entrará en contacto con el cuerpo de contacto 22 será la varilla rigida colgante del extremo inferior del péndulo 15 o el cuerpo magnético 14, no siendo posible que el muelle flexible colgante 12 o el punto de articulación del muelle flexible colgante 12 con la varilla rigida colgante 13 sean lo primero en entrar en contacto.
Por otro lado, es admisible que el cuerpo de contacto 22 esté formado por algo similar a una o dos barras alargadas verticales y que no tenga forma de anillo. Es más, también es admisible que el cuerpo de contacto 22 mantenga su diámetro interior de arriba a abajo, sin ir disminuyendo.
El cuerpo de contacto 22 puede estar formado por múltiples anillos de alambre alineados de arriba a abajo unidos y fijados por varios alambres verticales, por múltiples alambres alargados y en vertical dispuestos en forma de anillo, por un cilindro, por una malla en forma de cilindro, por una placa en forma de cilindro, etc. Cuando se altera el diámetro interior del conjunto del cuerpo de contacto 22 o el tamaño del diámetro interior del borde inferior, se cambia la distancia entre el péndulo 15 y el cuerpo de contacto 22 y también varia el tamaño de las vibraciones u oscilaciones detectables.
Función del péndulo 15:
El anteriormente citado cuerpo magnético 14 sobresale por la boca 22a del borde inferior del cuerpo de contacto 22, y puede ser atraido y llegar a hacer contacto en la cara externa inferior del borde inferior del mismo cuerpo de contacto 22. Alrededor del borde de la boca lo que hace contacto es la ya mencionada varilla rigida colgante 13.
0 bien el cuerpo magnético 14 o bien el cuerpo de contacto 22 o ambos son imanes permanentes o tienen adosado un imán permanente, de tal modo que pueden adherirse a la otra parte mediante la fuerza magnética de tal imán permanente o ambas partes pueden adherirse entre ellas. Tanto el cuerpo magnético 14 como el cuerpo de contacto 22 pueden estar hechos de materiales con propiedades magnéticas como el hierro, el niquel, el cobalto, el cromo, el aluminio o las aleaciones de éstos, el alnico o el acero inoxidable etc. Por otro lado, el cuerpo magnético 14, el cuerpo de contacto 22, el muelle flexible colgante 12 y la varilla rigida colgante 13 están hechos de materiales con un coeficiente de contracción térmica bajo, como el cobre, el hierro, el aluminio, el zinc, el estaño, el niquel o las aleaciones de éstos, el latón, el acero inoxidable, etc. Si el coeficiente de contracción térmica es pequeño también serán pequeños los cambios en la precisión de la detección frente a cambios de temperatura en el entorno.
Si la barra rigida colgante 13 está hecha de cobre o de otro material sin caracteristicas magnéticas, la fuerza magnética del cuerpo magnético 14 no pasará ni a la barra rigida colgante 13 ni al muelle flexible colgante 12, pudiéndose evitar asi que la barra rigida colgante 13 o el muelle colgante flexible 12 se adhieran magnéticamente al cuerpo de contacto 22 y se produzcan falsas alarmas.
Para que el cuerpo magnético 14 posea propiedades magnéticas permanentes o bien se hace de material con propiedades magnéticas permanentes o bien se coloca en el interior de dicho cuerpo magnético 14 un imán permanente. Para dotar al cuerpo de contacto 22 de caracteristicas magnéticas permanentes se coloca en su borde superior o alrededor del propio cuerpo de contacto 22 un imán permanente.
El cuerpo magnético 14, del extremo inferior del péndulo 15, y el cuerpo de contacto 22 se atraen uno a otro magnéticamente. Cuando los movimientos sismicos o vibraciones hacen oscilar el péndulo 15 y el cuerpo magnético 14 se acerca al cuerpo de contacto 22, el cuerpo magnético 14 es atraído por el cuerpo de contacto 22 y la varilla rígida colgante 13 puede tocar sin falta el cuerpo de contacto 22 detectándose así con certeza el terremoto o la vibración. Mediante esta atracción magnética las vibraciones u oscilaciones del péndulo 15 se estimulan y se evita su desaparición rápida asegurándose así que el péndulo 15 podrá tocar al cuerpo de contacto 22.
Dado que el cuerpo magnético 14, del extremo inferior del péndulo 15, sobresale de la boca 22a, en el extremo inferior del cuerpo de contacto 22, aunque las oscilaciones sean verticales, cuando el cuerpo magnético 14 se acerque al cuerpo de contacto 22, aquél será atraído por éste y la varilla rígida colgante 13 podrá tocar sin lugar a dudas el cuerpo de contacto 22, detectándose así con toda seguridad los movimientos sísmicos o vibraciones.
Por descontado, es posible que el cuerpo magnético 14 del extremo inferior del péndulo 15 no sobresalga de la boca 22a en el extremo inferior del cuerpo de contacto 22 y que esté situado por encima de la boca 22a en el borde inferior del cuerpo de contacto 22. En tal caso el diámetro interior del cuerpo de contacto 22 se hace más amplio. De este modo, no es la varilla rígida colgante la que, por los movimientos sísmicos o vibraciones, tocará el cuerpo de contacto 22, sino que será el cuerpo magnético 14 el que tocará al cuerpo de contacto 22 en la cara interna de éste.
Como el cuerpo magnético 14 se adhiere al cuerpo de contacto 22 mediante la fuerza magnética, basta una pequeña vibración o un pequeño movimiento sismico para que el cuerpo magnético 14 toque el cuerpo de contacto 22. Si el cuerpo magnético 14 del extremo del péndulo 15 sobresale de la boca 22a del extremo inferior del cuerpo de contacto 22 , desaparecen las falsas alarmas.
El ya citado muelle flexible colgante 12 es un muelle y, por tanto, puede estirarse y acortarse elásticamente a lo largo. El muelle flexible colgante 12 además de responder a las oscilaciones verticales provocadas por terremotos y vibraciones alargándose y acortándose en sentido vertical puede deformarse como un todo siguiendo la forma de las ondas, puede también vibrar u oscilar en sentido horizontal y puede hacer vibrar u oscilar horizontalmente a la varilla rigida colgante 13.
De este modo, el muelle flexible colgante 12 puede tocar el cuerpo de contacto 22 en respuesta a oscilaciones verticales. Además, las vibraciones verticales se transforman rápidamente en vibraciones u oscilaciones del péndulo 15, haciendo posible la detección inmediata de estas vibraciones verticales. Precisamente el muelle del péndulo 15 se ha hecho elásticamente deformable para poder detectar las oscilaciones verticales. Los detectores hechos con cadenas o similares, que no se deforman elásticamente, no pueden detectarlas.
Por descontado, el citado anteriormente muelle flexible colgante 12 puede oscilar elásticamente en la dirección que se cruza perpendicularmente con la dirección de a lo largo del muelle, por tanto, como puede vibrar con oscilaciones horizontales en respuesta a movimientos sismicos o vibraciones horizontales, hace que la varilla rígida colgante 13 vibre u oscile en dirección vertical. De este modo, como respuesta a oscilaciones horizontales, el muelle flexible colgante 12 puede tocar el cuerpo de contacto 22.
Como en un movimiento sísmico, antes de que lleguen las oscilaciones horizontales (ondas horizontales) llegan las oscilaciones verticales (ondas verticales) , es posible detectar los terremotos desde el principio. Por supuesto también puede detectar las oscilaciones horizontales, las oscilaciones de ciclo largo y las últimas ondas de superficie del seísmo.
Para el muelle flexible colgante 12 en lugar de un muelle helicoidal se puede utilizar un tubo de goma conductora, un cordón de goma conductora, una red en forma de cilindro flexible u objetos similares. La varilla rígida colgante 13 puede ser deformable y, además de metal conductor, puede ser de resina conductora, tener forma de bobina o de muelle, forma de barra, de placa, de cable, de cilindro o de cadena.
Se puede eliminar la varilla rígida colgante 13 si el muelle flexible colgante 12 sobresale por la boca 22a del cuerpo de contacto 22 y el cuerpo magnético 14 se acopla directamente al gancho inferior 12b. En este caso, la flexibilidad del muelle flexible colgante 12 se ha de disminuir hasta hacerla próxima a la rigidez, con poca capacidad de doblarse. Alternativamente se puede aumentar el diámetro interior del cuerpo de contacto 22. Si no se hace de esta manera, incluso una pequeña oscilación puede hacer que el muelle flexible colgante 12 acabe por tocar el cuerpo de contacto 22. Cuando esta varilla rígida colgante 13, que no se deforma elásticamente, se coloca colgando perpendicularmente debajo del muelle flexible colgante 12, se evita que una débil vibración sea capaz de hacer que se toque el cuerpo de contacto 22, de este modo disminuyen las falsas alarmas. Por ejemplo, si se ajusta para que toque en caso de seísmo de grado 4, rara vez tocará de forma equivocada en caso de un seísmo de grado 3.
El espacio que hay entre la cara interna del cuerpo de contacto 22 y el péndulo 15 se varía según el grado del seísmo que se ha de detectar. Por ejemplo, esa distancia se puede ajustar de modo que se detecten las oscilaciones verticales de los seísmos de grado 4. Así, además de que se evitan falsas alarmas gracias a que, tal y como se ha descrito anteriormente, la varilla rígida colgante 13 cuelga debajo del muelle flexible colgante 12, también por lo dicho anteriormente acerca de que el cuerpo magnético 14 sobresale de la boca 22a del borde inferior del cuerpo de contacto 22, se evita que se produzcan falsas alarmas por movimientos sísmicos de grado inferior al 3.
La distancia o paso de la hélice del cuerpo de contacto 22 es menor que la longitud de la varilla rígida colgante 13. Gracias a esto, incluso en el caso de que se produzcan terremotos o vibraciones muy violentas el péndulo 15 no se saldrá a través del cuerpo de contacto 22. El diámetro del cuerpo magnético 14 es mayor que el diámetro de la varilla rígida colgante 13. De este modo el cuerpo magnético 14 tira de varilla rígida colgante 13 y puede hacer que toque el cuerpo de contacto 22. En lugar de tener forma esférica, el anteriormente citado cuerpo magnético 14 puede tener forma cúbica, forma de paralelepipedo o forma poliédrica. El acoplamiento reciproco de los arriba citados placa 1, muelle flexible colgante 12, varilla rigida colgante 13 y del cuerpo magnético 14 está concebido de modo que las partes unidas por los ganchos, los ganchos superiores, los ganchos inferiores 11, 12a, 12b, 13a, 13b y 14a puedan doblarse fácilmente.
En consecuencia, el péndulo 15 se puede doblar fácilmente en estos puntos de articulación, y se doblan de forma extraordinariamente rápida en respuesta a las oscilaciones verticales o de otro tipo provocadas por los movimientos sismicos o las vibraciones mostrando asi una excelente capacidad de respuesta rápida en la detección de terremotos o vibraciones . Aparte del punto de donde se cuelga el propio péndulo 15, éste mismo puede tener más de dos puntos de articulación, sin embargo si los puntos de articulación son demasiado numerosos resultará contraproducente y disminuirá la rapidez de respuesta. Puede decirse que es deseable que los puntos de articulación sean uno o dos .
Aunque la argolla 21..., el cuerpo de contacto 22, el gancho 11, el muelle flexible colgante 12, la varilla rigida colgante 13 y el cuerpo magnético 14 son, en todo o en parte, conductores eléctricos, el cuerpo magnético 14 puede ser no conductor. Por otro lado, el cuerpo de contacto 22 y el cuerpo magnético 14 pueden estar hechos, en todo o en parte, de materiales con propiedades magnéticas. También el gancho 11, el muelle flexible colgante 12 o la varilla rígida colgante 13 pueden estar hechos de materiales con propiedades magnéticas .
El circuito detector 30 / El aparato de alarma 33: En el gancho 11 acoplado al péndulo 15 se conecta el cable de conexión 31 y en una de las argollas 21, conectada al cuerpo de contacto 22, se conecta el cable de conexión 32. Estos cables de conexión 31 y 32 atraviesan la cámara superior 6, salen del aparato detector de vibraciones y se conectan al aparato de alarma 33. Este aparato de alarma 33 está fijado en la cara externa del cilindro central 4.
En la figura 3 se muestra el circuito detector 30. Este circuito de detección 30 se encuentra en el interior del aparato de alarma 33. Los cables de conexión 31 y 32 están conectados al circuito temporizador monoestable 34.
Si por el interruptor monoestable 35 del circuito temporizador monoestable 34 pasa la corriente, aunque sea por un instante, entonces durante un tiempo predeterminado, por ejemplo 30 segundos, se dirigirá la corriente eléctrica a la luz de alarma 36 haciendo que se encienda y se apague reiteradamente, también se dirigirá la corriente eléctrica al timbre de alarma 37 y éste emitirá un sonido continuamente.
El citado interruptor monoestable 35 consiste en la varilla rígida colgante 13 del péndulo 15 y el cuerpo de contacto 22. Cuando la varilla rígida colgante 13 del péndulo 15 se pone en contacto con el cuerpo de contacto 22 pasa la corriente y el contacto es detectado. Así pues, cuando se produce un terremoto o una vibración, en el tiempo dado, la luz de alarma 36 se encenderá y se apagará y el timbre de alarma 37 sonará dando a conocer mediante luz y sonido que se ha producido un movimiento sísmico o vibración.
Otras formas de realización:
Esta invención no se limita a los ejemplos de puesta en práctica arriba citados sino que permite diversas adaptaciones. Por ejemplo, el contacto con el cuerpo de contacto 22 pueden tomarlo, además de la varilla rígida colgante 13, el cuerpo magnético 14 o el muelle flexible colgante 12, también pueden tomarlo las partes de acoplamiento, como el gancho superior, el gancho inferior 12a, 12b, 13a, 13b, 14a, etc.
La detección del contacto entre el péndulo 15 y el cuerpo de contacto 22 puede realizarse, además de por contacto físico, mediante detección por contacto eléctrico gracias a procedimientos de detección electromagnética como elementos Hall, elementos de transformación electromagnética u otros. En estos casos, los instrumentos de detección electromagnética se colocan en la cara interna de la boca 22a en el borde inferior del cuerpo de contacto 22.
Como aplicación del ya mencionado circuito de detección 30, aparte de proceder a controlar los avisos de luz y sonido se puede proceder, como respuesta a movimientos sísmicos o a otras vibraciones, a interrumpir los suministros de agua, gas y electricidad (transformadores, tuberías de gas, estaciones de bombeo de agua, disyuntores, gasómetros, contadores de agua, etc.), a apagar urgentemente las estufas de petróleo, de gas o de electricidad, los hornos de gas y otros aparatos de calefacción o de cocina, a detener vehiculos como trenes de alta velocidad, locomotoras eléctricas, automóviles, vehiculos en general, aviones, etc., a cortar la corriente o detener el funcionamiento de ordenadores portátiles, computadoras, máquinas de oficina, aparatos de comunicación electrónica y telefónica, centralitas telefónicas y aparatos de telecomunicación, a interrumpir con urgencia los aparatos que controlan los equipos de producción industrial, de generación de energia eléctrica
(energia atómica, térmica, hidráulica) y los tanques de gas, entre otros. En tales casos, el circuito temporizador monovalente anteriormente citado será sustituido por un circuito interruptor que realice el corte o parada de forma permanente.
Además, como efecto de la detección mediante el citado circuito de detección 30 de un movimiento sismico u otras vibraciones, se puede proceder al control u operación del encendido de luces de emergencia, establecimiento de una red de comunicación de emergencia, envió de mensajes y de correos electrónicos urgentes a teléfonos portátiles o inalámbricos, puesta en marcha de avisos de urgencia en la televisión, la televisión por cable y la radio, emisión de avisos de emergencia en las estaciones de ferrocarril, las instalaciones deportivas, los teatros, las escuelas, los hospitales, las oficinas públicas, los hoteles, etc., protección de centrales telefónicas y aparatos de comunicación, puesta en marcha o cambio de fuentes de alimentación eléctrica a generadores eléctricos caseros y a placas solares, puesta en marcha de dispositivos de retención de agua para urgencias, puesta en marcha de la grabación de imágenes o sonido, inicio automático de copias de seguridad de datos e informaciones de ordenadores portátiles, computadoras, máquinas de oficina y de telecomunicación, cambio de los semáforos para trenes, mostrar mensajes de aviso en los paneles de señalización de las autopistas, etc. En tales casos, el circuito temporizador monovalente anteriormente citado será sustituido por un circuito de conexión o interruptor que realice la puesta en marcha, el reinicio o la conexión de forma permanente.
El aparato de alarma 33 se puede situar no solamente en la cara externa del cilindro intermedio 4 sino también en los alrededores de la cara externa del cilindro intermedio 4, en la cara interna de la cámara superior 6 o a su alrededor, en la cara externa del cilindro inferior 5, en su cara inferior o en la parte inferior de la cara interna, o incluso en un lugar separado del propio aparato detector de vibraciones .

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Un aparato detector de vibraciones caracterizado por disponer de un muelle flexible colgante, conductor de la electricidad y deformable elásticamente; una varilla rigida colgante, conductora de la electricidad, que no se deforma elásticamente y acoplada, por encima o por debajo, al muelle flexible colgante; en el extremo inferior del conjunto formado por el muelle flexible colgante y la varilla rigida colgante se encuentra un cuerpo que puede tener propiedades magnéticas; alrededor de este péndulo se encuentra instalado un cuerpo de contacto, conductor de la electricidad, que puede atraer al cuerpo magnético y que puede tocar al citado péndulo; un circuito de detección está conectado al péndulo y al cuerpo de contacto para detectar la toma de contacto de ambos .
2.- Un aparato detector de vibraciones, según la reivindicación anterior, que se caracteriza por tener un muelle flexible colgante, citado anteriormente, que puede estirarse o encogerse elásticamente a lo largo y que puede oscilar o vibrar transversalmente a esa dirección.
3.- Un aparato detector de vibraciones, según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque presenta una varilla rigida colgante, con o sin carácter deformable, hecha de metal conductor de la electricidad o de resina conductora.
4.- Un aparato detector de vibraciones, según las reivindicaciones 1, 2 o 3, caracterizado porque la varilla rigida colgante está acoplada por debajo del muelle flexible colgante y dicha varilla rigida colgante puede tomar contacto con el anteriormente citado cuerpo de contacto.
5.- Un aparato detector de vibraciones, según las reivindicaciones 1, 2, 3 y 4, caracterizado porque el ya citado muelle flexible colgante, la varilla rigida colgante y el cuerpo magnético se acoplan entre si de modo que se pueda doblar en los puntos de acoplamiento.
6.- Un aparato detector de vibraciones, según las reivindicaciones 1, 2, 3, 4 o 5, caracterizado porque el cuerpo de contacto consiste en un anillo de forma cónica cuyo diámetro disminuye progresivamente de arriba a abajo.
7.- Un aparato detector de vibraciones, según las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5 o 6 caracterizado porque el ya citado cuerpo magnético sobresale por el borde inferior del cuerpo de contacto y puede adherirse a la cara externa inferior de éste.
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