ES2280422T3 - Sensor de peso. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento de fabricación de un sensor (10) de peso que incluye las siguientes etapas: aislar eléctricamente una primera lámina (12) eléctricamente conductora de una segunda lámina (14) eléctricamente conductora mediante la inserción de unos insertos de un dieléctrico polimérico espumado (16) entre las láminas (12, 14); colocar un dieléctrico elástico (18) dentro de unos espacios (20) formados entre los insertos de dieléctrico polimérico espumado (16) para su adhesión con las láminas (12, 14); y dejar que los insertos de dieléctrico polimérico espumado (16) permanezcan entre las láminas (12, 14).
Description
Sensor de peso.
La presente invención se refiere al campo del
pesaje en movimiento, esto es, al pesaje de vehículos cuando pasan
sobre un sensor de peso. La velocidad de un vehículo puede
calcularse utilizando el aparato en combinación con unos medios de
detección del vehículo adicionales. El particular, la invención se
refiere a un sensor de peso y a un procedimiento de fabricación de
un sensor de peso.
Los efectos dinámicos de un vehículo que pasa
sobre un sensor de peso a toda velocidad se reducen al mínimo
mediante el sensor de peso que sobresale lo menos posible de la
superficie de la carretera. Con sensores de peso que se utilizan
situados sobre la parte superior de la superficie de la carretera
ello requiere que los sensores de peso sean lo más delgados
posible.
El inventor conoce la existencia de sensores de
peso del tipo indicado que comprenden una construcción tipo
emparedado de tres láminas eléctricamente conductoras, como por
ejemplo láminas de aluminio, separadas entre sí por tiras
elásticas, como por ejemplo tiras de poliuretano (PU) o silicona,
adheridas entre la lámina interior y las dos láminas exteriores.
Una señal procedente de un oscilador estable se aplica entre la
lámina interior por una parte y las dos láminas exteriores por la
otra y un circuito mide el cambio de capacitancia que resulta
cuando un vehículo pasa sobre el sensor de peso. El cambio de
capacitancia proviene de que las láminas son comprimidas entre sí
por el peso de una rueda o ruedas de un vehículo en un solo árbol o
eje que pueden genéricamente ser designados como conjunto axial. El
cambio de capacitancia es a continuación convertido
electrónicamente para producir un número relacionado con el peso del
árbol.
Dichos sensores de peso tienen que cumplir unas
condiciones medioambientales estrictas. Las temperaturas de las
superficies de la carretera oscilan entre temperaturas bajo cero y
temperaturas por encima de 50º centígrados, el oscilador y otros
componentes de circuito deben permanecer razonablemente estables, la
elasticidad del PU debe permanecer razonablemente estable y la
adherencia del PU a las láminas debe permanecer intacta. El
emparedado debe ser impermeable a la entrada de agua entre las
láminas porque aquella inmediatamente provoca una corriente de
fugas y afecta desfavorablemente a la seguridad de la unión y a la
estabilidad del oscilador. Dado que es necesario medir el peso de
todos los conjuntos axiales de un vehículo que pasa por encima de un
sensor de peso en el espacio de milisegundos entre sí cuando el
vehículo está rodando a toda velocidad, las tiras de PU tienen que
recuperarse elásticamente de la compresión de manera muy rápida.
El inventor es consciente de que estas
exigencias se han sustancialmente cumplido con un producto del tipo
indicado que además no es excesivamente costoso en comparación, por
ejemplo, con la tecnología de las celdas de carga. Sin embargo,
este tipo de producto es fabricado mediante un procedimiento
laborioso que requiere el trabajo de un hombre durante una semana
por cada sensor de peso. Las láminas de aluminio son tratadas
superficialmente o preparadas con material adherente y unas tiras
metálicas, que sirven como núcleos de moldeo, son preparadas con un
agente de extracción del molde. Un módulo que contiene el oscilador
y la circuitería y las tiras metálicas es montado entre las láminas
en un montaje. El PU es inyectado dentro de los espacios libres
existentes entre las tiras metálicas dejando que se endurezca de 24
a 48 horas. Entonces se sacan las tiras metálicas y los bordes de
las láminas son cerrados herméticamente con el PU aplicado alrededor
de los bordes, y se deja endurecer.
Al margen de la naturaleza laboriosa de este
procedimiento, el control de calidad de la fabricación de dichos
sensores de peso es difícil y tiende a ser desigual. Las condiciones
atmosféricas en el momento del trabajo al provocar una mayor o
menor humedad, las impurezas del polvo del aire, los aceites u otros
agentes contaminantes del taller, incluso únicamente en partes por
millón, que a veces no se detectan normalmente, afectan a la
calidad de las uniones, así como los errores cometidos por los
operarios al colocar las tiras de extracción liberadas, etc. La
calidad de la adhesión es importante porque la compresión de las
tiras de PU provoca unas fuerzas de cizalla al nivel de la unión,
de forma que cualquier debilidad en la unión provoca el fallo
parcial o completo de la unión en servicio. Una vez que se ha
producido el fallo las características de respuesta se distorsionan
y el sensor de peso resulta inservible.
Estos problemas impiden que el desarrollo de
esta industria sea capaz de suministrar al mercado pedidos
considerables de sensores de peso de calidad uniforme fiable.
El examen del papel jugado por los espacios
libres de aire creados entre las láminas exteriores y la lámina
interior y entre cada par de tiras de PU revela que, a pesar de que
convencionalmente se acepta que proporcionan una dieléctrica
satisfactoria con respecto al efecto capacitivo que se utiliza en el
producto, la importancia funcional básica de los espacios libres de
aire es mecánica. Posibilitan que exista un espacio de las tiras de
PU dentro del cual se expandan lateralmente cuando son comprimidas
entre las láminas, proporcionando con ello el tipo de constante
elástica apropiada en esta aplicación. El PU volumétricamente
restringido es demasiado rígido. Su respuesta elástica a la
compresión entre las láminas, que posibilitan los espacios libres de
aire, es de hecho una respuesta de cizalla o efecto Poisson.
Así mismo, el inventor ha constatado que la
lámina de arriba de dicho sensor de peso tiende a dañarse después
de un uso prolongado. Esto se debe a que las zonas limítrofes de la
capa superior descansan sobre las partes limítrofes del sensor de
peso. En consecuencia, cuando un vehículo pasa sobre el sensor de
peso, la rigidez comparativa de las partes limítrofes, y la
compresión de las partes de las láminas próximas a las tiras de PU,
produce la flexión de la lámina de arriba al nivel de la zona
limítrofe de la lámina de arriba. La flexión repetida da como
resultado una fatiga de la tensión y en último término el daño
permanente al sensor de peso. Este problema impide que el progreso
de la industria sea capaz de suministrar al mercado un sensor de
peso más duradero.
Ejemplos de dichas configuraciones de sensor
convencionales o conocidas de acuerdo con lo anteriormente expuesto
se describen e ilustran en los siguientes documentos: Patente
estadounidense 4,266,263, Solicitud de Patente europea
EP-0 756 162 y la solicitud de Patente internacional
WO94/18529, así como en el artículo titulado "El sensor con
amortiguadores capacitivo" ["The capacitive pad sensor"] de
Kenneth Mason Publications. Como se ilustra con claridad en cada
uno de los documentos US 4,266,263, EP-0 756 162 y
WO94/18529, las disposiciones de sensor de peso conocidas implican
la provisión de espacios de aire a lo largo del material dieléctrico
elástico dispuesto entre los miembros de lámina eléctricamente
conductores.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención
en ella se proporciona un procedimiento de fabricación de un sensor
de peso que incluye las siguientes etapas:
- aislar eléctricamente una primera lámina eléctricamente conductora de una segunda lámina eléctricamente conductora mediante la inserción de unos insertos de dieléctrico polimérico espumado entre las láminas;
- colocar un dieléctrico elástico dentro de los espacios formados entre los insertos y el dieléctrico polimérico espumado para su adhesión con las láminas; y
- dejar que los insertos del dieléctrico polimérico espumado permanezcan entre las láminas.
El procedimiento puede incluir la repetición de
las etapas anteriores del procedimiento para el emparedado de los
insertos de un dieléctrico polimérico espumado y un dieléctrico
elástico entre la segunda lámina y una tercera lámina
eléctricamente conductora de forma que la segunda lámina esté
eléctricamente aislada de la primera y la tercera láminas.
El dieléctrico elástico puede elegirse entre los
que se recuperan elásticamente de manera muy rápida de la
compresión, típicamente en un margen de milisegundos, y son
capacitivamente insensibles a los cambios de temperatura de las
superficies que puede presentar la carretera. El margen se sitúa
típicamente entre -20ºC y 85ºC. Preferentemente, el dieléctrico
elástico se elige también entre los hidrófugos y que forman una
adhesión fuerte con las láminas. El dieléctrico elástico puede ser
poliuretano (PU).
La colocación del dieléctrico elástico dentro de
los espacios formados entre los insertos puede comprender la
inyección del dieléctrico elástico dentro de los espacios.
El dieléctrico polimérico espumado puede ser un
dieléctrico polimérico espumado de alvéolos cerrados. El dieléctrico
polimérico espumado de alvéolos cerrados puede ser seleccionada
entre un material con propiedades dieléctricas satisfactorias, por
ejemplo, Neoprene (marca), por ejemplo, puede utilizarse caucho de
cloropreno. Los alvéolos o poros cerrados de los insertos contienen
aire u otro gas que proporcione suficiente elasticidad al material
dieléctrico elástico para que se expanda lateralmente desplazando
los insertos sin afectar de manera significativa a las propiedades
elásticas favorables del material dieléctrico elástico en esta
aplicación. El aire u otro gas existente en los alvéolos o poros
cerrados puede incluso ser retirado para constituir un vacío.
Los insertos pueden ser unas tiras lineales
análogas a los espacios libres de aire del producto actualmente
comercializado. Sin embargo, la aplicación de dichos insertos en el
procedimiento de acuerdo con la presente invención posibilita que
los insertos tengan cualquier forma, no necesariamente solo lineal,
porque no necesitan ser extraídas como tienen que serlo las tiras
metálicas del producto actualmente comercializado.
De acuerdo con una forma de realización
preferente de la invención, los insertos tienen formas que dejan
áreas discretas, por ejemplo, formas cuadradas, redondas o
circulares u otras formas para que sean ocupadas por el
dieléctrico elástico. Pueden dejarse unos canales o pasos para que
el dieléctrico elástico sea inyectado en su interior después de que
los insertos son emparedados entre las láminas dado que, de acuerdo
con lo señalado, los insertos permanecen entre las láminas.
Las láminas eléctricamente conductoras pueden
ser láminas metálicas de buena conductividad y con la resistencia
suficiente para asegurar una vida operativa prolongada del producto
del procedimiento. Las láminas pueden ser láminas de aluminio. Cada
lámina puede incluir una película eléctricamente conductora que
cubra una placa hecha de un material que asegure una vida operativa
prolongada del sensor de peso.
\newpage
Las superficies de las láminas dentro de los
espacios existentes entre los insertos pueden ser preparadas para
una adhesión firme con el dieléctrico elástico. Esto puede llevarse
a cabo después de que los insertos sean situados sobre las láminas
antes o después de emparedarlas entre sí.
El procedimiento puede incluir unos medios de
medición capacitivos de conexión eléctrica entre la primera lámina
y la segunda lámina para medir un cambio de capacitancia de las
láminas cuando el vehículo pase por encima de las láminas. El
procedimiento puede incluir conectar eléctricamente los medios de
medición capacitivos entre la segunda lámina y la tercera lámina.
El procedimiento puede así mismo incluir convertir el cambio de
capacitancia en un número relacionado con un peso del vehículo.
El procedimiento puede incluir cerrar
herméticamente los bordes del producto del procedimiento fabricado
hasta la fase actual para hacerlo impermeable a la entrada de
agua.
El uso de insertos de acuerdo con la invención
posibilita un sistema que puede mejorar el problema de la
sensibilidad de la adhesión del material dieléctrico elástico a las
láminas con respecto a la contaminación de la superficie
tratada.
De acuerdo con un segundo aspecto de la
invención se proporciona un procedimiento de fabricación de un
sensor de peso que incluye las siguientes etapas:
- cortar previamente una primera capa completa de un dieléctrico polimérico espumado con el patrón deseado para definir unos insertos y unos separadores retirables
- imprimación de una primera superficie de una primera lámina eléctricamente conductora para hacerla adherente;
- colocar la primera capa completa sobre la primera lámina inmediatamente después de que la primera lámina haya sido imprimida protegiendo de esta forma la primera capa preparada de la primera lámina;
- retirar los separadores;
- dejar los insertos de la primera capa completa en posición;
- preparar una segunda lámina eléctricamente conductora para hacerla adherente;
- emparedar inmediatamente los insertos de la primera capa completa entre la primera y la segunda láminas; y
- añadir un dieléctrico elástico dentro de los espacios conformados por la retirada de los separadores para su adhesión a las láminas.
El procedimiento puede incluir la repetición de
las etapas anteriores del procedimiento para emparedar los insertos
de un dieléctrico polimérico espumado y de un dieléctrico elástico
entre la segunda lámina y una tercera lámina eléctricamente
conductora, de forma que la segunda lámina esté eléctricamente
aislada de la segunda y la tercera láminas.
El dieléctrico polimérico espumado puede ser un
dieléctrico polimérico espumado con alvéolos cerrados.
De acuerdo con un tercer aspecto de la invención
se proporciona un procedimiento de fabricación de un sensor de peso
que incluye las siguientes etapas:
- revestir un primer lado y un segundo lado de una primera capa completa de un dieléctrico polimérico espumado con un adhesivo de contacto o elemento similar;
- colocar una primera y una segunda lámina metálica protectora de papel metalizado no adherente sobre el adhesivo de contacto que reviste el primero y el segundo lado respectivamente;
- cortar previamente la primera capa completa y las hojas de papel metalizado con un patrón deseado para definir unos insertos y unos separadores retirables;
- retirar el papel metalizado del primer lado de la primera capa completa, únicamente en las zonas que cubren los insertos;
- imprimación de una primera superficie de una lámina eléctricamente conductora y una segunda superficie de una segunda lámina eléctricamente conductora para hacerlas adherentes;
- colocar inmediatamente la primera capa que presenta los papeles metalizados fijados a ella sobre la primera superficie de la primera lámina, de forma que el primer lado de la primera capa completa esté en contacto con la primera superficie de la primera lámina y de forma que los insertos se peguen a la primera superficie, pero que los separadores no se peguen debido a la presencia del papel metalizado;
- inmediatamente retirar el papel metalizado de un segundo lado de la primera capa completa;
- inmediatamente retirar los separadores, los cuales incluyen el papel metalizado adherido al primer lado de aquellos, de la primera capa completa;
- inmediatamente emparedar los insertos entre las láminas; y
- añadir un dieléctrico elástico dentro de los espacios formados por la retirada de los separadores para adherirlo a las láminas.
El procedimiento puede incluir la repetición de
las etapas anteriores del procedimiento para emparedar los insertos
de una segunda capa completa de un dieléctrico polimérico espumado
de alvéolos cerrados y un dieléctrico elástico entre la segunda
lámina y una tercera lámina eléctricamente conductora, de forma que
la segunda lámina esté eléctricamente aislada de la primera y de la
segunda láminas.
El dieléctrico polimérico espumado puede ser un
dieléctrico polimérico espumado de alvéolos cerrados.
La invención incluye en su ámbito los productos
fabricados mediante los procedimientos descritos.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la invención
se proporciona un sensor de peso que incluye una primera lámina
eléctricamente conductora aislada eléctricamente de una segunda
lámina eléctricamente conductora mediante unos insertos de un
dieléctrico polimérico espumado y un material dieléctrico elástico
dentro de unos espacios conformados entre los insertos situados
entre las láminas.
El sensor puede incluir una tercera lámina
eléctricamente conductora aislada eléctricamente de la segunda
lámina por unos insertos de un dieléctrico polimérico espumado de
alvéolos cerrados y un dieléctrico elástico dentro de unos
espacios conformados entre los insertos situados entre la segunda y
la tercera láminas.
El dieléctrico elástico puede ser elegido entre
los que se recuperan muy rápidamente de manera elástica de la
compresión, típicamente en un espacio de aproximadamente
milisegundos, y son capacitativamente insensibles a los cambios de
temperatura dentro de un margen que pueda presentarse la superficie
de la carretera. El margen se sitúa típicamente entre -20º C y 85º
C. Preferentemente, el dieléctrico elástico es también elegido
entre los que son hidrófugos y forman una adhesión fuerte con las
láminas. El dieléctrico elástico puede ser poliuretano (PU).
El dieléctrico polimérico espumado puede ser un
dieléctrico polimérico espumado de alvéolos cerrados. El dieléctrico
polimérico espumado de alvéolos cerrados puede ser seleccionado por
sus buenas propiedades eléctricas, por ejemplo el Neoprene (marca),
por ejemplo, puede utilizarse caucho de cloropreno. Los alvéolos o
poros cerrados de los insertos pueden contener aire u otro gas que
proporcione suficiente elasticidad al dieléctrico elástico para que
se expanda lateralmente desplazando los insertos sin afectar
desventajosamente, de manera significativa, las propiedades de
elasticidad favorables del dieléctrico elástico para esta
aplicación. El aire u otro gas de los alvéolos o poros cerrados
puede incluso ser retirado para constituir un vacío.
Los insertos pueden ser unas tiras lineales
análogas a los espacios libres de aire del producto existente. Sin
embargo, la aplicación de dichos insertos en el procedimiento de
acuerdo con la presente invención, permite la ventaja de que los
insertos puedan tener cualquier forma, no solo necesariamente
lineal, porque no tienen que ser extraídos como tienen que serlo
las tiras metálicas del producto existente.
De acuerdo con una forma de realización
preferente de la invención los insertos tienen formas que dejan unas
áreas discretas, por ejemplo, cuadradas, redondas o circulares u
otras formas para ser ocupadas por el dieléctrico elástico. Unos
canales o pasos pueden dejarse para que el dieléctrico elástico sea
inyectado dentro después de que los insertos son emparedados entre
las láminas dado que, según lo expuesto, los insertos permanecen
entre las láminas.
Las láminas eléctricamente conductoras pueden
ser láminas metálicas con una conductividad satisfactoria y la
resistencia suficiente para asegurar una vida operativa prolongada
del sensor del peso. Las láminas pueden ser láminas de aluminio.
Cada lámina puede incluir una película eléctricamente conductora que
cubra una placa hecha con un material que asegure una vida
operativa prolongada del sensor de peso.
Los insertos dispuestos entre cada lámina pueden
estar conectados de manera integral entre sí para constituir una
placa completa del dieléctrico polimérico espumado entre cada
lámina.
El sensor puede incluir un medio de medición
capacitivo, eléctricamente conectado entre la primera lámina y la
segunda lámina, el cual mide un cambio de capacitancia entre las
láminas cuando un vehículo pasa sobre las láminas. El medio de
medición capacitivo puede estar eléctricamente conectado entre la
segunda lámina y la tercera lámina. El sensor puede así mismo
incluir un medio de conversión para convertir el cambio de
capacitancia en un número relacionado con un peso del vehículo.
Los límites del sensor pueden ser cerrados
herméticamente para hacerlo impermeable a la entrada de agua.
A continuación se describirá la invención, a
modo de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos
esquemáticos que siguen, en los cuales:
Las Figuras 1 y 2 muestran en vistas lateral y
en planta, respectivamente, un sensor de peso de acuerdo con una
forma de realización de la invención;
la Figura 3 muestra en una vista en planta, una
forma de realización alternativa de un dieléctrico polimérico
espumado de alvéolos cerrados en forma de capa completa para su uso
en un sensor de peso; y
la Figura 4 muestra, en una vista lateral, un
sensor de peso de acuerdo con otra forma de realización de la
invención destinada a reducir el alabeo de la capa superior en una
zona limítrofe de la lámina superior.
Con referencia a las Figuras 1 y 2, la
referencia numeral 10 muestra un sensor de peso de acuerdo con la
invención. El sensor de peso 10 incluye una primera lámina
eléctricamente conductora 12 aislada eléctricamente de una segunda
lámina eléctricamente conductora 14 por unos insertos de un
dieléctrico polimérico espumado 16 de alvéolos cerrados y un
dieléctrico elástico 18 situado en unos espacios 20 formados entre
los insertos 16 situados entre las láminas 12, 14.
El sensor 10 incluye una tercera lámina
eléctricamente conductora 22 aislada eléctricamente de la segunda
lámina 14 por unos insertos de un dieléctrico polimérico espumado 16
(mostrado en forma de áreas sombreadas en las figuras) de alvéolos
cerrados y un dieléctrico elástico 18 situado en unos espacios 20
conformados entre los insertos 16 situados entre la segunda y la
tercera láminas 14, 22.
La primera lámina 12 tiene una base rectangular
plana 32 y unas partes limítrofes realzadas 34 próximas a un par de
bordes yuxtapuestos de la primera lámina 12. Las partes limítrofes
34 están conformadas y dimensionadas para recibir, sobre su parte
superior un par de zonas limítrofes yuxtapuestas 50 de la tercera
lámina rectangular plana 22. La segunda lámina 14 es una lámina
rectangular plana que está emparedada entre la primera y la segunda
láminas 14, 22. Las láminas 12, 14, 22 son láminas de aluminio de
conductividad satisfactoria y con la resistencia suficiente para
asegurar una vida operativa prolongada del sensor de peso.
Los insertos 16 se incorporan en forma de tiras
lineales análogas a los espacios libres de aire del producto
existente. Los insertos 16 están hechos de Neoprene (marca). Los
alvéolos o poros cerrados situados en los insertos 16 contienen
aire que proporciona una elasticidad suficiente para que el
dieléctrico elástico 18 se expanda lateralmente desplazando los
insertos 16 sin afectar desventajosamente, de manera significativa,
las propiedades de elasticidad favorables del dieléctrico elástico
18 para esta aplicación.
El dieléctrico elástico 18 está hecho de
poliuretano (PU).
El sensor 10 incluye un medio de medición
capacitivo 24, eléctricamente conectado entre la primera lámina 12
y la segunda lámina 14, el cual mide un cambio de capacitancia entre
las láminas 12, 14 cuando un vehículo pasa sobre las láminas 12,
14. El sensor 10 incluye así mismo un medio de conversión 26 para
convertir el cambio de capacitancia en un número relacionado con el
peso del vehículo. Debe apreciarse que, en una forma de realización
alternativa de la invención (no mostrada), el medio de medición
capacitivo 24 está eléctricamente conectado entre la segunda lámina
14 y la tercera lámina 22.
Unos límites interiores 28 y unos límites
exteriores 30 del sensor 10 están cerrados herméticamente para
hacerlo impermeable a la entrada de agua. Los límites exteriores 30
están definidos por las zonas de contacto entre la primera y la
tercera láminas 12, 22 y están cerrados herméticamente con una
resina adherente. Cuando los límites interiores 28 están cerrados
herméticamente próximos a los límites de la segunda lámina 14 este
cierre hermético debe ser también un dieléctrico para aislar
eléctricamente la segunda lámina 14 de la primera y la tercera
láminas 12, 22. Se utiliza PU para facilitar el cierre hermético de
los límites interiores 28.
La Figura 3 muestra una forma de realización
alternativa del dieléctrico polimérico espumado de alvéolos cerrados
en forma de capa completa 36 que se utiliza para aislar
eléctricamente la segunda lámina 14 de la primera y la tercera
láminas 12, 22. La capa completa 36 está revestida con un adhesivo
de contacto el cual está cubierto por un papel metalizado
protector no adherente a ambos lados de la capa completa 36. La capa
completa 36 y los papeles metalizados son recortados previamente
para definir los insertos 16 y los separadores retirables 38. Los
separadores 38 consisten en una pluralidad de segmentos 40 en forma
de disco enlazados por unos canales 42.
Durante el procedimiento de fabricación del
sensor 10 de peso el papel metalizado es retirado de un primer lado
de la primera capa completa 36, únicamente en las zonas que cubren
los insertos 16. Una primera superficie de la primera lámina 12 y
una primera superficie de la segunda lámina 14 son a continuación
preparadas para hacerlas adherentes. La primera capa completa 36
que tiene unos papeles metalizados fijados a ella es inmediatamente
situada sobre la primera superficie de la primera lámina 12, de
forma que el primer lado de la primera capa completa 36 esté en
contacto con la primera superficie de la primera lámina 12 y de
forma que los insertos 16 se peguen a la primera superficie. Pero
los separadores 38 no se pegan debido a la presencia en ese punto
del papel metalizado. El papel metalizado es entonces inmediatamente
retirado de un segundo lado de la segunda capa completa 36, después
de lo cual los separadores 38, los cuales incluyen el papel
metalizado adherido a su superficie lateral, son retirados de la
primera capa completa 36. Los insertos 16 son entonces
inmediatamente emparedados entre las láminas 12, 14 y el
dieléctrico elástico 18 es situado, por inyección, dentro de los
espacios 20 formados por la retirada de los separadores 38.
Las etapas anteriores del procedimiento son
entonces repetidas para emparedar los insertos de una segunda capa
completa (no mostrada) de un dieléctrico polimérico espumado de
alvéolos cerrados y de un dieléctrico elástico 18 situado entre una
segunda lámina 14 y la tercera lámina 22, de forma que la segunda
lámina 14 quede eléctricamente aislada de la primera y de la
tercera láminas 12, 22.
Debe apreciarse que, en otra forma de
realización de la invención, cada inserto puede ser un inserto de
poros abiertos, con una configuración apropiada. Así, unos poros
suficientemente pequeños pueden permitir que esta configuración sea
practicable, o que un material que sea resistente ingrese
suficientemente dentro de los poros del dieléctrico elástico. O
puede utilizarse un material de poros abiertos que tenga una piel o
una capa exterior de poros cerrados.
La Figura 4 muestra un sensor 10 de peso de
acuerdo con otra forma de realización de la invención destinada a
reducir el alabeo de la capa superior 22 en las zonas limítrofes 50
de la lámina superior 22. Debe apreciarse que, cuando sea
pertinente, en relación con la Figura 34, las mismas referencias
numerales han sido utilizadas para indicar las mismas o similares
características a las mostradas en las Figuras 1 y 2.
El sensor 10 de peso incluye dos partes
limítrofes 52, extendiéndose cada una desde una zona limítrofe 54
de la lámina inferior fija 12 (que es la parte del sensor 10 situada
sobre el terreno, en uso, en esta forma de realización de la
invención) hasta una zona limítrofe 50 de la lámina superior 22.
Cada parte limítrofe 52 está conectada a una superficie superior de
la lámina superior 22, de forma que la lámina superior 22 no
descansa sobre las partes limítrofes 52. Las partes limítrofes 52
están conformadas y dimensionadas para constituir una rampa para
vehículos para pasar por y salir del sensor 10, en uso.
Debe apreciarse que, como en las Figuras 1 y 2,
el dieléctrico elástico 18 está configurado entre las láminas 12,
14, 22 para permitir la expansión lateral del dieléctrico elástico
18 cuando se aplica una fuerza hacia abajo sobre el sensor 10 de
peso, haciendo que las láminas 12, 14, 22 se compriman.
Debe también apreciarse que, en otra forma de
realización de la invención, las partes limítrofes 52 de la
invención y la lámina inferior fija 12 pueden consistir en unidad
integral.
El inventor considera una ventaja que los
insertos no sean retirados después de que el dieléctrico elástico
sea situado dentro del sensor de peso dado que la retirada puede
provocar impurezas asociadas con la permanencia de los insertos
dentro del sensor. La inserción de la capa completa de insertos
tiene la ventaja añadida de reducir el tiempo de producción en
cuanto facilita la adecuada alineación del eléctrico elástico entre
las placas. El inventor considera también una ventaja que la lámina
superior no descanse sobre las partes limítrofes del sensor de
peso. Esto reduciría el alabeo de las zonas limítrofes de la lámina
superior cuando un vehículo pase sobre el sensor, reduciendo de
esta forma la fatiga de tensión en el sensor.
Claims (10)
1. Un procedimiento de fabricación de un sensor
(10) de peso que incluye las siguientes etapas:
- aislar eléctricamente una primera lámina (12) eléctricamente conductora de una segunda lámina (14) eléctricamente conductora mediante la inserción de unos insertos de un dieléctrico polimérico espumado (16) entre las láminas (12, 14);
- colocar un dieléctrico elástico (18) dentro de unos espacios (20) formados entre los insertos de dieléctrico polimérico espumado (16) para su adhesión con las láminas (12, 14); y
- dejar que los insertos de dieléctrico polimérico espumado (16) permanezcan entre las láminas (12, 14).
2. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, que incluye repetir las etapas anteriores del
procedimiento para emparedar los insertos de un dieléctrico
polimérico espumado (16) y un dieléctrico elástico (18) entre la
segunda lámina (14) y una tercera lámina (22) eléctricamente
conductora, de forma que la segunda lámina (14) esté eléctricamente
aislada de la primera y la tercera láminas (12, 22).
3. Un sensor (10) de peso que incluye una
primera lámina (12) eléctricamente conductora aislada
eléctricamente de una segunda lámina (14) eléctricamente conductora
por unos insertos de un dieléctrico polimérico espumado (16) y un
dieléctrico elástico (18) dentro de los espacios (20) formados entre
los insertos situados entre las láminas (12, 14).
4. Un sensor (10) de peso, de acuerdo con la
reivindicación 3, el cual incluye una tercera lámina (22)
eléctricamente conductora aislada eléctricamente de la segunda
lámina (14) por unos insertos de un dieléctrico polimérico
espumado (16) de alvéolos cerrados y por un dieléctrico elástico
(18) dentro de los espacios (20) conformados entre los insertos
situados entre la segunda y la tercera láminas (14, 22).
5. Un sensor (10) de peso de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 3 o 4, en el que el dieléctrico
elástico (18) es elegido entre los que se recuperan de manera
elástica de la compresión y que son insensibles capacitivamente a
los cambios de temperatura dentro del margen que puedan presentar
las superficies de la carretera.
6. Un sensor (10) de peso de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que los insertos son
tiras lineales.
7. Un sensor (10) de peso de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el que los insertos
tienen formas que dejan unas áreas discretas para ser ocupadas por
el dieléctrico elástico (18):
8. Un sensor (10) de peso de acuerdo con la
reivindicación 7, en el que se dejan unos pasos para el dieléctrico
elástico (18) para ser inyectados en ellos después de que los
insertos hayan sido emparedados entre las láminas (12, 14, 22).
9. Un sensor (10) de peso de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 8, en el que los insertos
situados entre cada lámina (12, 14, 22) están conectados de manera
integral entre sí para formar una capa completa del dieléctrico
polimérico espumado (16) entre cada lámina.
10. Un sensor (10) de peso de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, en el que los límites
(30, 50) del sensor están cerrados herméticamente para hacerlos
impermeables a la entrada de agua.
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