ES2445243A1 - Analizador autónomo inalámbrico - Google Patents

Abstract

Analizador autónomo inalámbrico que, incorporados en una cubierta externa (2), comprende un sensor (3), un circuito electrónico (4) y un transmisor inalámbrico (5) así como un módulo termoeléctrico (6) que proporciona y suministra energía al resto de elementos, el cual está aislado físicamente mediante un disipador refrigerador (7). Opcionalmente incorpora también una batería (8) y un dispositivo luminoso (9). El analizador funciona individualmente o formando parte de un sistema complejo de uno o más conjuntos de varios analizadores (1) conectados en red con un elemento coordinador (11) que conecta dichos conjuntos con Internet (12) para almacenar la información en una base de datos (10) y acceder a ella con cualquier dispositivo con acceso a la red IP (13).

Description

ANALIZADOR AUTÓNOMO INALÁMBRICO

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un analizador autónomo inalámbrico, que aporta varias ventajas y características de novedad que se describirán en detalle más adelante y que suponen una mejora frente a lo ya conocido en el estado actual de la técnica en su campo de aplicación.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en un dispositivo analizador o elemento medidor de parámetros cuya finalidad es configurarse como sistema electrónico autónomo para monitorización y vigilancia de un equipo o instalación susceptible de ser sometido a controles de parámetros medibles para supervisar su estado de funcionamiento y evitar o prevenir fallos, estando dicho analizador capacitado para ser energéticamente autónomo, para proporcionar información in situ y para transmitir la información recogida de forma inalámbrica a un equipo informático remoto y/o hacerla accesible a través de Internet.

CAMPO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector de la industria dedicada a la fabricación de dispositivos electrónicos, abarcando al mismo tiempo el ámbito de los sistemas de control y vigilancia de equipo e instalaciones industriales.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como referencia al estado actual de la técnica, cabe señalar que, si bien se conocen múltiples tipos de sistemas y dispositivos electrónicos, por parte del solicitante, se desconoce la existencia de ninguno que presente unas características técnicas, estructurales y constitutivas semejantes a las que concretamente presenta el analizador autónomo inalámbrico que aquí se preconiza, según se reivindica.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

De forma concreta, lo que la invención propone, como ya se ha apuntado anteriormente, es un analizador autónomo inalámbrico consistente en un elemento medidor de parámetros aplicable como sistema electrónico autónomo para monitorización y vigilancia de un equipo o instalación, el cual está formado por cuatro componentes básicos: un sensor, un circuito electrónico, un modulo termoeléctrico (pudiendo emplearse también células fotovoltaicas) y un transmisor inalámbrico.

El sensor queda en contacto con el elemento a sensar, capta el parámetro a medir (temperatura, movimiento, vibración, humedad, gas ... ) y suministra la señal correspondiente al circuito electrónico. Según el resultado, el circuito electrónico trata las señales y las transmite al transmisor inalámbrico.

Este dispositivo transmisor es capaz de comunicarse inalámbricamente por cualquier sistema conocido que lo permita, siempre en función del lugar

en que sea colocado, si bien preferentemente se empleará el sistema de radiodifusión digital conocido como ZIGBEE, por su bajo consumo, topología de red en malla y fácil integración.

Por su parte, el circuito electrónico está alimentado por el módulo termoeléctrico, el cual está aislado físicamente (pudiendo existir aparatos que lo estén también eléctricamente) mediante un elemento cerámico, o de cualquier otra naturaleza, que sirve para impedir que el calor se transmita hacia el circuito electrónico y a la vez sirve de refrigerador.

Opcionalmente, el analizador contempla la incorporación de una batería, que puede ser recargable

o no, así como de un dispositivo luminoso que permite suministrar información visual in situ del parámetro a controlar en la instalación, consistente en un indicador, por ejemplo un LED, que puede presentar varios estados (apagado, parpadeo, o continuo o incluso combinando el estado con el cambio de colores) en función del estado de dicho parámetro.

El descrito conjunto de elementos que conforman el analizador de la invención está protegido del exterior mediante una cubierta de un material o elemento de cualquier naturaleza, el que convenga en cada caso.

El analizador se puede activar a voluntad sin manipulación interna. Una vez activado, el sistema se pone en estado de alerta generando la información antes citada en correspondencia con los diferentes posibles estados de los parámetros a medir. El dispositivo electrónico trabaja con una intensidad de corriente prácticamente despreciable para garantizar la seguridad

en las instalaciones.

El dispositivo electrónico puede ser programado para fijar un nivel deseado del parámetro a medir. El método incluye niveles de tolerancia de monitorización para establecer un nivel de tolerancia superior y un nivel de tolerancia inferior según las necesidades del usuario.

Es importante destacar que el analizador preconizado, si bien puede aplicarse y funcionar de manera individual, también y preferentemente, se puede instalar como parte de un sistema compuesto por más analizadores, cada uno de ellos sensible a una misma o a distintas variables, colocándolos en puntos estratégicos del equipo o instalación que precise controlar, y estando todos ellos conectados

inalámbricamente

entre sí y/o con uno o más elementos

coordinadores

que sirvan de puente con el sistema

informático.

En cualquier caso, el analizador autónomo inalámbrico puede aplicarse a vigilancia continua y en general, al control y análisis en cualquier instalación donde haya un parámetro a sensar. Resuelve el problema de inspección y vigilancia continua, sin intervención humana. Reduce considerablemente el consumo energético detectando, por ejemplo perdidas de vapor, simultáneamente y en tiempo real en todos los puntos de la instalación, o por ej emplo detectando la presencia de gases tóxicos y/o peligrosos, vibraciones, etc., ya que está pensado para medir todo tipo de parámetros.

El nuevo analizador autónomo inalámbrico puede ser aplicado a cualquier tipo de válvula o de instalación o a cualquier tipo de elemento mecánico

debido al hecho de que se trata de un sistema activo autónomo, que se instala en línea con el proceso o que se instala sobre el propio equipo, pero como elemento independiente de él, de manera que el sistema puede ser retirado a voluntad del elemento sin interrumpir ni modificar el funcionamiento del mismo o del proceso.

Realiza

un control continuo del funcionamiento del

proceso,

detectando y avisando en tiempo real de

cualquier

anomalía que se produzca referente al

parámetro

a controlar.

Así, la función principal del analizador es la de controlar una variable en el punto en el que ha sido ubicado. Muchos analizadores harían un sistema complejo controlando muchas variables a la vez.

Sin embargo, ya que cada unidad es independiente, se contempla la posibilidad de que existan a la vez medidores capaces de controlar otras variables dentro del mismo sistema si fuese necesario. Por ejemplo sería posible colocar (a la vez que mide la temperatura de un motor) sensores de vibración capaces de identificar un mal funcionamiento o sensores de desplazamiento detectando si puede ser necesario una reparación de sus elementos, en zonas que puedan presentar dichos problemas.

El analizador presenta un consumo mínimo, siendo posible su programación para solicitarle que efectúe su medición un número de veces específico al día, puesto que lo normal es que no sea imprescindible monitorizar constantemente la variable establecida. El resto del tiempo dormiría, salvo que se le solicitase que efectuase una medición adicional. Pero ello no limita que se haga un análisis en continuo, pudiendo si se solicita realizarlo siempre y cuando el sistema o el

funcionamiento del mismo lo permita.

El analizador puede tener distintos sistemas para ser acoplado en el lugar en el que debe serlo, en función de la naturaleza de su medición y de dicho lugar, ya que en ocasiones puede ser conveniente que se atornille, en otras que se utilice un sistema tipo Velcro®, o cualquier otro sistema de suj eción corno abrazaderas, adhesivos, imanes, etc., pudiendo inclusive quedar integrado en el mismo.

El analizador, corno célula independiente, no precisa de corriente externa, ya que cuenta con sistema autónomo de alimentación a través del módulo termoeléctrico y, opcionalmente, de una bateria interna, siendo capaz de comunicar el nivel de carga de la pila requiriendo su sustitución.

Tal como se ha sefialado anteriormente, si bien cada analizador funciona de forma independiente, cuando se contempla la instalación de varios, entre si forman una red de comunicación, según la cual los datos, para ser transmitidos, recorrerán un camino especifico. Es decir, el elemento n tendrá comunicación con el n+l y el n-l, pero también podrá tener comunicación con el n+20, es decir, no será imprescindible que el camino sea lineal, sino que puede formar una red (tipo malla, árbol, estrella o combinación de ellas, según interese).

Por su parte, el elemento coordinador es un dispositivo electrónico exactamente idéntico a los demás analizadores, existiendo la posibilidad de que él mismo incorpore un sensor y torne medidas de una variable especificada. Sin embargo tiene dos funciones vinculadas: la de servir de puente entre él mismo y

otro sistema informático y la de coordinar su propio

sistema.

El coordinador. puede estar directamente conectado a un pe, Mac, Tableta, o móvil, u otro dispositivo que se comunique inalámbricamente si así se requiere, pero también puede estar conectado directamente a Internet para que pueda ser consultado desde cualquiera de estos dispositivos que, a su vez, pueda servir de interfaz con el mundo exterior; del

mismo

modo puede estar conectado a elementos para

activarlos

o desactiva rlos en función de las

mediciones,

tales como, por ejemplo, una válvula,

quedando

de este modo integrado con el equipo o

instalación y comunicándose directamente con ellos.

De este modo cada coordinador puede estar situado en un edificio distinto en una ciudad distinta en un país diferente y sin embargo trabajar juntos. Por ejemplo, si se tratase de un sistema de seguridad, los sensores podrían ser de presencia, pudiendo coordinar todos los sensores de presencia de un único edificio o planta a través de un único coordinador; pero distintos edificios con distintos coordinadores podrían ser monitorizados y controlados desde un único pe.

Un nuevo ejemplo sería que un único coordinador se encargase de todos los medidores de temperatura, y otro de los medidores de vibración.

El pe, por tanto (o mac, móvil, etc.) funcionaría como medio de comunicación entre el sistema y el usuario exterior. Mediante el software ubicado en este tipo de dispositivos sería posible comprobar cuales han sido las mediciones programadas en cada uno de los puntos, monitorizando las mismas. También podría solicitar mediciones no programadas, es decir, si el sistema está programado para medir la temperatura todos los días a las lOh, y el usuario quisiese efectuar un nuevo muestreo a las 12h, podría solicitarlo a través de este software, es decir, el coordinador, recibiendo la orden desde el pe, podría solicitar a uno de sus medidores (o a todos) un muestreo adicional e incluso si el proceso lo permitiese por razones de operación pedirle un muestreo continuo.

En cualquier caso, el analizador autónomo inalámbrico de la invención representa una gran importancia económica y de seguridad por cuatro motivos fundamentales:

Gran ahorro energético al localizar e identificar los problemas en tiempo real.

-

Gran reducción de costes de mantenimiento debido a que la pronta detección del fallo del proceso evita la total destrucción del equipo por fallo continuado a través del mismo.

El ahorro de cableado por las instalaciones.

La monitorización de parámetros en lugares inaccesibles o de complejo seguimiento por parte del operador (presencia humana) evitando peligros innecesarios.

Visto lo que antecede, se constata que el descrito analizador autónomo inalámbrico representa una estructura innovadora de características desconocidas hasta ahora, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el

privilegio de exclusividad que se solicita.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando de la invención, y para ayudar a una mejor comprensión de las características que la distinguen, se acompaña la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

La figura número 1.-Muestra una representación esquemática de un ejemplo de realización del analizador autónomo inalámbrico objeto de la invención, apreciándose en ella los principales elementos que comprende.

La figura número 2.-Muestra una representación esquemática de un sistema en red al que se incorpora el analizador de la invención como unidad medidora.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede apreciar en ellas un ejemplo de realización preferida de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se describen en detalle a continuación.

Así, tal como se observa en la figura 1, el analizador (1) en cuestión consiste en un dispositivo electrónico que dotado de una cubierta externa (2) de

protección, comprende un sensor (3) para captar el

parámetro a medir, pudiendo ser de cualquier tipo

(temperatura, gas, vibración, etc.), un circuito electrónico (4) procesador de información y un transmisor inalámbrico (5) que transmite dicha información a un equipo informático (10), contando asimismo con un módulo termoeléctrico (6) que proporciona y suministra energía al resto de elementos citados, estando dicho módulo termoeléctrico (6) aislado físicamente de ellos mediante un disipador refrigerador (7) el cual puede consistir en un elemento cerámico o de cualquier otra naturaleza apta para dicho fin refrigerador.

Preferentemente, el transmisor inalámbrico

(5) utiliza sistema de radiodifusión digital ZIGBEE.

Opcionalmente,

el analizador (1) incorpora

también

una batería (8) que puede ser o no de tipo

recargable.

También de forma optativa, el analizador (1) incorpora un dispositivo luminoso (9) corno indicador in situ del estado del parámetro medido por el sensor. Lógicamente, esta posibilidad se dará solo en el caso de contar o bien de suficiente energía administrada por el dispositivo termoeléctrico o adicionalmente con una batería (8), ya que dicho dispositivo luminoso (9), que preferentemente es un LED, requiere mayor consumo de energía.

Atendiendo a la figura 2, se observa corno el analizador (1), además de funcionar individualmente, es apto para ser utilizado de forma múltiple formando parte de un sistema más complej o que comprende uno o más conjuntos de varios analizadores (1) conectados

inalámbricamente en red con un elemento coordinador

(11) que, a su vez, conecta inalámbricamente dichos conjuntos con Internet (12) para poder almacenar, tratar y acceder a la información desde una equipo

5 informático (10), preferentemente un servidor central,

o desde cualquier dispositivo electrónico con acceso a la red IP (13), tal como un ordenador, teléfono móvil, tableta, etc.

10 Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventaj as que de ella se

15 derivan, haciéndose constar que, dentro de su esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no

20 se altere, cambie o modifique su principio fundamental.

Claims (5)

1. REIVINDICACIONES

   1.-ANALIZADOR AUTÓNOMO INALÁMBRICO, aplicable para monitorización y vigilancia de un equipo

   o instalación susceptible de ser sometido a control de medición de parámetros variables, caracterizado porque, incorporados en una cubierta externa (2) de protección, comprende un sensor (3) para captar el parámetro a medir, un circuito electrónico (4) procesador de información y un transmisor inalámbrico (5) que transmite dicha información a un equipo informático

   (10), contando asimismo con un módulo termoeléctrico

   (6)

   que proporciona y suministra energía al resto de elementos; y porque dicho módulo termoeléctrico (6) está aislado físicamente mediante un disipador refrigerador (7) consistente en un elemento cerámico o de cualquier otra naturaleza apta para dicho fin.

2. 2.-ANALIZADOR AUTÓNOMO INALÁMBRICO, según la reivindicación 1, caracterizado porque el transmisor inalámbrico (5) utiliza un sistema de radiodifusión digital preferentemente ZIGBEE.
3. 3.-ANALIZADOR AUTÓNOMO INALÁMBRICO, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque incorpora también una batería (8) que puede ser o no de tipo recargable.

4. 4.-ANALIZADOR

   AUTÓNOMO INALÁMBRICO, según la

   reivindicación

   3, caracterizado porque incorpora un

   dispositivo

   luminoso (9) como indicador in situ de

   estado del parámetro medido

   por el sensor.

5. 5.-ANALIZADOR AUTÓNOMO INALÁMBRICO, según la reivindicación 4, caracterizado porque el dispositivo luminoso (9) puede presentar varios estados (apagado,

   parpadeo, continuo) en función del estado de dicho parámetro, siendo posible también indicar su estado mediante el cambio de color.

   5 6.-ANALIZADOR AUTÓNOMO INALÁMBRICO, según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque forma parte de un sistema complejo que comprende uno o más conjuntos de varios analizadores (1) conectados ina1ámbricamente en red y en la que se

   10 contempla un elemento coordinador (11) que, a su vez, conecta dichos conjuntos inalámbricamente con Internet

   (12) para poder almacenar, tratar y acceder a la información desde cualquier equipo informático (10) preferentemente un servidor o desde cualquier

   15 dispositivo electrónico con acceso a la red IP (13).