IT201900011067A1 - Dispositivo per la rilevazione di parametri fisici relativi allo spostamento o deformazione di un elemento esterno da monitorare - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione si riferisce ad un dispositivo comprendente componentistica di tipo meccanico ed elettronico per la rilevazione di parametri fisici relativi al movimento di un elemento esterno al quale è applicabile, la memorizzazione e la trasmissione di informazioni associate a tali parametri fisici.

Nello specifico, tale dispositivo di rilevazione comprende al suo interno una pluralità di elementi per la rilevazione di parametri fisici, ed almeno un’unità per la trasmissione, in particolare rinvio e la ricezione, di informazioni rilevate, eventualmente senza fili ossia in modalità wireless.

Secondo un ulteriore aspetto, la presente invenzione si riferisce altresì ad un sistema integrato comprendente uno o più di tali dispositivi di rilevazione e comprendente ulteriormente una centralina di controllo connessa a tali dispositivi e in grado di scambiare informazioni con essi.

Inoltre, la presente invenzione si riferisce a un procedimento per la rilevazione di parametri fisici relativi al movimento di un elemento esterno al quale è applicabile all’interno di un impianto industriale o una struttura architettonica, come ad esempio un edificio o un'infrastruttura.

Arte nota

È ben noto nell’arte e di grande attualità la predisposizione di sistemi di rilevazione, acquisizione e monitoraggio di parametri fisici relativi al movimento di elementi all’interno di strutture sia di tipo industriale, sia di tipo civile, in particolare nell’ottica di verificare il corretto funzionamento di tali strutture o di porzioni di esse.

Molti impianti industriali di grandi dimensioni nei paesi sviluppati, così come infrastrutture energetiche e di grande comunicazione, presentano ormai una certa anzianità e, per questo motivo, si rende sempre più necessario il monitoraggio dello stato manutentivo e la stabilità degli elementi che compongono tali impianti e infrastrutture.

Infatti, è nell’interesse sia dell’operatore di impianti industriali ed infrastrutture, sia della collettività, garantire elevati standard di sicurezza all’interno di tali impianti industriali ed infrastrutture, così da evitare guasti o interruzioni di servizio, se non addirittura episodi come gravi incidenti a livello degli impianti industriali oppure danneggiamenti irreversibili o addirittura crolli a livello delle infrastrutture.

Purtroppo, almeno per quello che riguarda infrastrutture di grande comunicazione, come strade o ponti, in particolar modo negli ultimi anni e in paesi con un elevato rischio idrogeologico e sismico, come ad esempio l’Italia, non sono rari episodi che comportano danneggiamenti irreversibili e crolli delle stesse.

È dunque particolarmente sentita la necessità di predisporre sistemi di nuova generazione che permettano la rilevazione, la misura e il monitoraggio di parametri fisici relativi al movimento di elementi all'interno delle strutture sopramenzionate in maniera costante ed attendibile.

Nello specifico, è di particolare interesse lo sviluppo di un dispositivo del tipo sopramenzionato che sia applicabile ad una varietà di strutture, anche molto diverse fra loro, e che permetta di rilevare e misurare parametri fisici relativi al movimento di un elemento esterno al quale tale dispositivo è applicabile, in particolare parametri fra loro differenti, per esempio riguardanti lo spostamento relativo di un elemento strutturale al quale il dispositivo è applicato e/o la deformazione di tale elemento.

In particolare, per quanto riguarda applicazioni in ambito industriale, sono noti dispositivi del tipo sopramenzionato in grado di rilevare la deformazione di tubazioni e/o di elementi di dilatazione delle stesse, come soffietti e compensatori metallici di dilatazione.

Come noto, infatti, le tubazioni sono usualmente soggette a dilatazioni generate da variazioni di temperatura, dalla pressione dei fluidi trasportati all’interno di esse, così come da forze esterne agenti sulle pareti esterne della tubazione.

È altresì noto che, nel caso in cui lo stress complessivo alla quale una tubazione è sottoposta superi i limiti di tolleranza del materiale che realizza la tubazione stessa, si rende necessario l’utilizzo di compensatori che agevolano le differenti dilatazioni in senso longitudinale e radiale.

La presenza di tali compensatori non rende la tubazione esente da problematiche, relativamente allo stress subito dalla tubazione stessa, ma anche dal compensatore, in particolare relativamente ai movimenti effettuati sotto stress, come movimenti roto traslatori.

Infatti, in funzione sia delle condizioni di esercizio deirimpianto, che in alcuni casi possono essere particolarmente severe, sia del tempo di vita della tubazione e/o del compensatore, possono verificarsi un certo numero di superamenti oltre un valore limite per ciascun singolo movimento, tali valori limite essendo stabiliti in modo da garantire un corretto funzionamento di tubazione e/o compensatore e una deformazione non plastica di questi elementi.

Risulta quindi necessario un monitoraggio costante di ciascun singolo movimento che la tubazione e/o il compensatore effettua in un determinato arco temporale, di modo da prendere opportuni provvedimenti nel caso in cui il numero di superamenti dei relativi valori limite fosse eccessivo.

Al contempo, a prescindere dal tempo di vita di un impianto industriale e/o di una struttura architettonica, si rendono in ogni caso opportuni la rilevazione, la misura e il monitoraggio di parametri fisici relativi al movimento di elementi costituenti gli stessi, quali tubazioni o compensatori di dilatazione nel caso di impianti industriali, oppure quali travi, piloni o elementi di sostegno strutturale nel caso di strutture architettoniche, in particolare di tipo civile.

Il modello di utilità KR200451212 descrive un dispositivo per la misurazione dell’allungamento di un soffietto di dilatazione. Il dispositivo in questione comprende essenzialmente un’asta telescopica di collegamento fra due estremità del soffietto, coincidenti con i punti di giunzione fra il soffietto e i segmenti di tubazione fra i quali è installato.

In tale dispositivo è integrato un righello o un’unità di misurazione digitale in grado di segnalare l’allontanamento fra le due estremità del soffietto e permettere all’operatore di verificarne l’entità.

Tuttavia, si sottolinea che il dispositivo sopramenzionato non consentirebbe un avviso in tempo reale qualora l’allungamento misurato fosse oltre un valore limite, in particolare che comporti una deformazione o comunque un danneggiamento del soffietto a cui il dispositivo è associato, né tantomeno consentirebbe un avviso qualora il numero di superamenti oltre tale valore limite in una prefissata unità di tempo fosse eccessivo, in particolare che comporti una vera e propria rottura di un tale soffietto.

La domanda di brevetto KR10 1365957 descrive un dispositivo per il monitoraggio dell’allungamento di una tubazione, tale dispositivo essendo posto in corrispondenza di un soffietto di dilatazione connesso alla tubazione. Tale dispositivo è fissato a collari di serraggio, disposti nel punto di giunzione fra la tubazione e il soffietto di dilatazione e ne misura l’allontanamento o l’awicinamento reciproco.

Anche in tal caso, il dispositivo comprende un’asta di connessione fra i due sopramenzionati collari, che è in grado di allungarsi a seconda della deformazione; sull’asta è presente un’unità di rilevazione. L’unità di rilevazione può attuare un LED e/o un allarme sonoro per avvisare un operatore nel caso del superamento di un valore limite.

Il dispositivo descritto in tale domanda KR10 1365957 non comprende alcun sensore in grado di fornire indicazioni circa altre tipologie di spostamento reciproco fra i due collari di serraggio, oltre all'allontanamento lineare fra tali elementi, ossia airallungamento del soffietto.

La domanda di brevetto CN 108534224 riguarda un sistema comprendente un dispositivo di monitoraggio e di segnalazione per un soffietto di dilatazione metallico. In particolare, il dispositivo comprende un estensimetro, un sensore di spostamento radiale, nonché un sensore di pressione ed un sensore di temperatura.

Il sistema comprende anche un router wireless, un’unità per l’elaborazione dei dati, un’unità di monitoraggio e un’unità di allarme ed è in particolare predisposto per la segnalazione di eventuali malfunzionamenti del soffietto metallico e per generare un segnale di allarme, al fine di prevenire guasti del soffietto stesso.

Il dispositivo di monitoraggio in questione e il relativo sistema consentono di rilevare solamente l’allungamento del soffietto e la sua dilatazione radiale. È tuttavia evidente che questi movimenti non sono rappresentativi di tutte le possibili deformazioni alle quali possono essere soggette tubazioni, in particolare compensatori di dilatazione quali i soffietti, di impianti industriali o - allo stesso modo - elementi di strutture di tipo civile.

Infatti, risulta di particolare importanza la misura e il monitoraggio di deformazioni come il disassamento verticale, il disassamento orizzontale e il disallineamento angolare, per esempio in un compensatore di dilatazione di una tubazione in un impianto industriale oppure fra due elementi strutturali consecutivi e fra loro connessi di una struttura di tipo civile o di mezzi di trasporto per poter segnalare eventuali malfunzionamenti di tali elementi e prevenire danni più gravi.

Di conseguenza, risulta particolarmente sentita nel settore la necessità di predisporre un dispositivo, così come un sistema comprendente tale dispositivo, innovativo ed alternativo a quelli generalmente utilizzati, con particolare riferimento all'arte nota e che risolva i limiti delle soluzioni precedentemente riportate.

Il problema tecnico alla base della presente invenzione è dunque quello di predisporre un dispositivo per la rilevazione, la misura e il monitoraggio di parametri fisici relativi al movimento di elementi posti all’interno di impianti o strutture sia di tipo industriale, sia di tipo civile, in particolare per la misura e il monitoraggio di tutte le possibili deformazioni alle quali possono essere soggetti gli elementi che costituiscono tali impianti o strutture e alle quali tale dispositivo viene applicato, nonché un sistema comprendente tale dispositivo ed un procedimento per il suo utilizzo, così da garantire un monitoraggio completo delle possibili deformazioni e prevenire più efficacemente qualsivoglia danneggiamento di tali elementi o anomalie nel funzionamento degli stessi, nonché guasti o interruzioni dell’attività di un impianto industriale oppure danneggiamenti irreversibili che minino la stabilità di strutture di tipo civile.

Sommario dell'invenzione

Tale problema tecnico viene risolto, secondo la presente invenzione, da un dispositivo per la rilevazione di parametri fisici relativi allo spostamento e/o deformazione di un elemento esterno da monitorare comprendente almeno un primo modulo sensore ed un secondo modulo sensore atti a rilevare un movimento di tipo rotazionale di tale elemento esterno da monitorare, associati e distanziati fra loro tramite un elemento di connessione comprendente almeno un sensore di spostamento lineare di tale elemento esterno da monitorare e rispettivamente associati in modo girevole ad un primo elemento di supporto e ad un secondo elemento di supporto, tale primo e tale secondo elemento di supporto essendo atti ad essere associati in maniera fissa e indipendente con tale elemento esterno da monitorare.

Preferibilmente, il dispositivo secondo la presente invenzione comprende ulteriormente un’unità di trasmissione e ricezione di informazioni associate a tali parametri fisici rilevati, preferibilmente in modo wireless.

Preferibilmente, tale elemento di connessione del presente dispositivo comprende un braccio telescopico estensibile, in cui tale sensore di spostamento lineare è configurato in modo da rilevare un movimento di estensione o accorciamento di tale braccio telescopico, più preferibilmente tale sensore di spostamento lineare è un potenziometro di tipo lineare.

In maniera altrettanto preferita, tale primo modulo sensore comprende un primo sensore di spostamento angolare atto a rilevare un movimento di rotazione di tale primo elemento di supporto e tale secondo modulo sensore comprende un secondo sensore di spostamento angolare atto a rilevare un movimento di rotazione di tale secondo elemento di supporto.

In maniera altrettanto preferita, tale prima estremità del sopramenzionato elemento di connessione è connessa girevolmente a tale primo modulo sensore, il quale comprende un terzo sensore di spostamento angolare atto a rilevare un movimento di rotazione di tale prima estremità, e una seconda estremità di tale elemento di connessione è connessa girevolmente a tale secondo modulo sensore, il quale comprende un quarto sensore di spostamento angolare atto a rilevare un movimento di rotazione di tale seconda estremità.

Più preferibilmente, i sopramenzionati primo e secondo sensore di spostamento angolare e/o i sopramenzionati terzo e quarto sensore di spostamento angolare sono potenziometri di tipo rotazionale.

Secondo una forma di realizzazione preferita del presente dispositivo, tale primo e tale secondo elemento di supporto comprendono rispettivamente una prima staffa ed una seconda staffa, preferibilmente dotate di rispettivi primo elemento a forma di U e secondo elemento a forma di U atti ad alloggiare in modo girevole tali primo e secondo modulo sensore, rispettivamente.

Preferibilmente, tale primo e tale secondo elemento di supporto comprendono rispettivamente almeno un distanziatore da tale elemento esterno da monitorare di lunghezza prefissata, più preferibilmente pari ad almeno 5 cm.

Preferibilmente, il dispositivo secondo la presente invenzione comprende almeno un ulteriore sensore scelto tra uno o più sensori di temperatura, sensori di pressione e sensori di umidità.

Preferibilmente, il dispositivo secondo la presente invenzione comprende almeno una memoria interna per la memorizzazione delle sopramenzionate informazioni associate a tali parametri fisici rilevati.

Più preferibilmente, il presente dispositivo comprende ulteriormente un’unità di controllo e di elaborazione di informazioni associate a tali parametri fisici rilevati, in cui tale elemento di memoria interna è atto alla memorizzazione di dati derivanti dall’elaborazione di tali informazioni associate a tali parametri fisici rilevati, ancora più preferibilmente in cui tale un’unità di controllo e di elaborazione comprende un’unità di calcolo per derivare da tali informazioni associate a tali parametri fisici rilevati un determinato singolo movimento o deformazione di tale elemento esterno da monitorare.

In via altrettanto preferita, il presente dispositivo comprende ulteriormente un localizzatore in grado di determinare la posizione geografica di tale dispositivo, più preferibilmente un ricevitore GPS.

Ai sensi della presente invenzione, il dispositivo secondo la presente invenzione può essere associato in maniera fissa e indipendente con tale elemento esterno da monitorare, in cui tale elemento esterno da monitorare è scelto tra una porzione di un impianto industriale, una tubatura, un soffietto metallico di dilatazione, un elemento architettonico.

In accordo con la presente invenzione, il sopramenzionato problema tecnico è risolto altresì tramite un sistema per la rilevazione di parametri fìsici relativi allo spostamento e/o deformazione di un elemento esterno da monitorare comprendente almeno un dispositivo secondo la presente invenzione connesso ad una unità di elaborazione centrale dotata di un’interfaccia per un’interazione con un operatore e almeno un ricetrasmettitore atto alla ricezione e alla trasmissione di segnali da e/o verso tale almeno un dispositivo.

Preferibilmente, la sopramenzionata unità di elaborazione centrale comprende una centralina di controllo atta all’elaborazione di tali informazioni associate a tali parametri fisici rilevati come ricevute da tale almeno un dispositivo ed in grado di dialogare con tale almeno un ricetrasmettitore, in cui tale centralina di controllo comprende almeno un’unità di calcolo per derivare da tali informazioni associate a tali parametri fisici rilevati almeno un determinato singolo movimento o deformazione di tale elemento esterno da monitorare ed almeno un’unità di memoria atta alla memorizzazione di tali informazioni associate a tali parametri fisici rilevati come ricevute da tale almeno un dispositivo e di tali dati derivati da tale unità di calcolo.

Più preferibilmente, tale unità di memoria comprende ulteriormente almeno un database atto a memorizzare intervalli di sicurezza di tali dati derivati da tale unità di calcolo per il sopramenzionato elemento esterno da monitorare, in cui tale sistema comprende ulteriormente mezzi di valutazione atti a confrontare tali dati derivati da tale unità di calcolo con tali intervalli di sicurezza memorizzati in tale database.

Ancora più preferibilmente, il sistema secondo la presente invenzione comprende ulteriormente mezzi di emissione di una segnalazione di allarme in base ad un esito del sopramenzionato confronto effettuato da tali mezzi di valutazione.

In via altrettanto preferita, tali mezzi di valutazione e/o tali mezzi di emissione sono a bordo di tale almeno un dispositivo e/o sono compresi in tale unità centrale di elaborazione.

In accordo con una forma di realizzazione preferita, il sistema secondo la presente invenzione comprende una pluralità di dispositivi associati a tale elemento esterno da monitorare e in comunicazione con tale unità di elaborazione centrale, in cui tale unità di elaborazione centrale elabora tutte le informazioni relative a tali parametri fisici rilevati da tale pluralità di dispositivi.

Le caratteristiche ed i vantaggi del dispositivo di rilevazione e del sistema secondo l’invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata, fatta qui di seguito, e di loro esempi di realizzazione dati a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati.

Breve descrizione dei disegni

La Figura 1A rappresenta schematicamente una forma di realizzazione preferita del dispositivo secondo la presente invenzione per la rilevazione di parametri fisici relativi a spostamento e/o deformazione di un elemento esterno da monitorare al quale tale dispositivo è applicabile.

La Figura 1B rappresenta schematicamente un’ulteriore forma di realizzazione del dispositivo secondo la presente invenzione.

La Figura 2 rappresenta schematicamente una modalità applicativa su un soffietto di dilatazione di un dispositivo della presente invenzione secondo la forma di realizzazione raffigurata nella Figura 1A.

La Figura 3 rappresenta schematicamente un sistema per la rilevazione di parametri fisici relativi a spostamento e/ o deformazione di un elemento esterno da monitorare, comprendente almeno un dispositivo secondo la presente invenzione.

Le Figure 4A e 4B rappresentano una prima tipologia di spostamento di un elemento esterno da monitorare, rilevabile dal dispositivo della presente invenzione secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione alle Figure 1A, 1B o 3, quando applicato ad un soffietto di dilatazione.

Le Figure 5A e 5B rappresentano una seconda tipologia di spostamento di un elemento esterno da monitorare, rilevabile dal dispositivo della presente invenzione secondo una delle forme di realizzazione alle Figure 1A, 1B o 3, quando applicato ad un soffietto di dilatazione.

Le Figure 6A e 6B rappresentano una terza tipologia di spostamento di un elemento esterno da monitorare, rilevabile dal dispositivo della presente invenzione secondo una delle forme di realizzazione alle Figure 1A, 1B o 3, quando applicato ad un soffietto di dilatazione.

Le Figure 7A e 7B rappresentano una quarta tipologia di spostamento di un elemento esterno da monitorare, rilevabile dal dispositivo della presente invenzione secondo una delle forme di realizzazione alle Figure 1A, 1B o 3, quando applicato ad un soffietto di dilatazione.

La Figura 8 rappresenta in maniera assolutamente stilizzata un dispositivo della presente invenzione secondo una delle forme di realizzazione alle Figure 1A o 1B, in cui l’elemento esterno da monitorare è un’abitazione civile.

La Figura 9 rappresenta in maniera assolutamente stilizzata un dispositivo della presente invenzione secondo una delle forme di realizzazione alle Figure 1A o 1B, in cui l’elemento esterno da monito rare è un ponte stradale.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite Nella Figura 1A è illustrato un dispositivo 1 per la rilevazione di parametri fisici relativi a spostamento e/o deformazione di un elemento esterno 2 da monitorare, in accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione.

Il dispositivo 1 comprende essenzialmente un primo modulo sensore 3a ed un secondo modulo sensore 3b atti a rilevare un movimento di tipo rotazionale dell’elemento esterno 2 da monitorare, associati e distanziati fra loro tramite un elemento di connessione 4 comprendente almeno un sensore di spostamento lineare, quest’ultimo essendo atto a rilevare uno spostamento lineare dell’elemento esterno 2 da monitorare ed essendo sempre indicato con il riferimento numerale 4.

Il primo e il secondo modulo sensore 3a e 3b sono rispettivamente associati in modo girevole ad un primo elemento di supporto 5a e ad un secondo elemento di supporto 5b, in cui il primo e il secondo elemento di supporto, 5a e 5b, sono atti ad essere associati in maniera fissa e indipendente l’uno dall’altro con l’elemento esterno 2 da monito rare.

Vantaggiosamente, tramite il primo modulo sensore 3a, il secondo modulo sensore 3b e tramite il sensore di spostamento lineare 4, il dispositivo 1 secondo la presente invenzione permette di rilevare parametri fisici relativi a spostamento e/o deformazione di un elemento esterno 2 da monitorare al quale il dispositivo 1 è applicabile.

In particolare, grazie alla presenza del primo e del secondo elemento di supporto, 5a e 5b, il dispositivo 1 può essere applicato ed associato, in maniera fissa, all’elemento esterno 2 da monitorare, gli elementi di supporto, 5a e 5b, essendo associati, in modo indipendente l’uno rispetto all’altro, a due differenti parti di tale elemento esterno 2 da monitorare; nello specifico, il primo elemento di supporto 5a viene associato in maniera fissa ad un prima parte e il secondo elemento di supporto 5b viene associato in maniera fissa ad una seconda parte dell’elemento esterno 2 da monitorare.

In questo modo, anche grazie ad un’associazione di tipo girevole fra il primo modulo sensore 3a e il primo elemento di supporto 5a, fra il secondo modulo sensore 3b e il secondo elemento di supporto 5b, così come grazie all’elemento di connessione comprendente il sensore di spostamento lineare 4, il dispositivo secondo la presente invenzione misura un movimento relativo fra due differenti parti o porzioni di un elemento esterno 2 da monitorare.

In particolare, il primo elemento di supporto 5a e il secondo mezzo di supporto 5b sono realizzati in un materiale adatto all’applicazione; più in particolare, possono essere realizzati in acciaio inossidabile grazie alle sue caratteristiche di rigidità e resistenza sia in termini di usura meccanica che di attacco da parte di agenti chimici o fisici esterni.

Convenientemente, il primo e il secondo elemento di supporto 5a e 5b comprendono mezzi di associazione con l’elemento esterno 2 da monitorare, i quali si possono conformare come una saldatura, mezzi di aggancio, mezzi di avvitamento o un qualsiasi mezzo di associazione che garantisca un accoppiamento solido e fisso fra due elementi da associare fra loro.

In maniera altrettanto conveniente, il primo modulo sensore 3a e il secondo modulo sensore 3b sono associati in modo girevole al primo elemento di supporto 5a e al secondo mezzo di supporto 5b, rispettivamente, ad esempio tramite appositi perni.

Come si può notare dalla Figura 1A, l’elemento di connessione comprendente il sensore di spostamento lineare 4 comprende altresì un braccio telescopico estensibile 4c, il sensore di spostamento lineare 4 essendo configurato in modo da rilevare un movimento di estensione o accorciamento del braccio telescopico estensibile 4c.

In particolare, il sensore di spostamento lineare 4 è un potenziometro di tipo lineare, per esempio un trasduttore di posizione lineare di tipo resistivo, quale ad esempio un trasduttore appartenente alle famiglie REC38L e KIT LMF, prodotto

Vantaggiosamente, il braccio telescopico estensibile 4c subisce un allungamento quando la prima parte dell’elemento esterno 2 da monito rare, alla quale il primo elemento di supporto 5a è associato, si allontana dalla seconda parte dell’elemento esterno 2 da monitorare, alla quale il secondo mezzo di supporto 5b è associato. In questo modo, il sensore di spostamento lineare 4 rileva un corrispondente allungamento dell’elemento esterno 2 da monitorare. Viceversa, quando il braccio telescopico estensibile 4c si ritrae, il sensore di spostamento lineare 4 rileva un corrispondente movimento di contrazione lungo la sua lunghezza dell ‘elemento esterno 2 da monitorare.

Ulteriormente, il primo modulo sensore 3a comprende un primo sensore di spostamento angolare 7a, atto a rilevare un movimento di rotazione del primo elemento di supporto 5a, e il secondo modulo sensore 3b comprende un secondo sensore di spostamento angolare 7b, atto a rilevare un movimento di rotazione del secondo elemento di supporto 5b.

In maniera vantaggiosa, essendo il primo elemento di supporto 5a e il secondo mezzo di supporto 5b associati in maniera fissa all’elemento esterno 2 da monitorare, quando la prima parte dell’elemento esterno 2 da monitorare va incontro ad un movimento di rotazione rispetto alla seconda parte dell’elemento esterno 2 da monitorare, il primo sensore di spostamento angolare 7a e il secondo sensore di spostamento angolare 7b sono in grado di rilevare tale movimento reciproco fra la prima parte e la seconda parte dellelemento esterno 2 da monitorare, in particolare in termini di angoli relativi, rilevando il movimento di rotazione del primo elemento di supporto 5a e il movimento di rotazione del secondo mezzo di supporto 5b, rispettivamente.

Inoltre, una prima estremità 4a dell’elemento di connessione 4 è connessa girevolmente al primo modulo sensore 3a, il quale comprende un terzo sensore di spostamento angolare 8a atto a rilevare un movimento di rotazione della prima estremità 4 a stessa; coerentemente, una seconda estremità 4b dell’elemento di connessione 4 è connessa girevolmente al secondo modulo sensore 3b, il quale comprende un quarto sensore di spostamento angolare 8b atto a rilevare un movimento di rotazione della seconda estremità 4b.

Vantaggiosamente, grazie alla presenza del terzo sensore di spostamento angolare 8a e del quarto sensore di spostamento angolare 8b, oltre alla presenza del sensore di spostamento lineare 4, così come del primo sensore di spostamento angolare 7a e del secondo sensore di spostamento angolare 7b, il dispositivo 1 consente di rilevare un numero ancora maggiore di parametri fisici relativi al movimento e/o deformazione dell’elemento esterno 2 da monitorare.

In questo modo, i movimenti e/o deformazioni dell’elemento esterno 2 che possono essere monitorati grazie al dispositivo 1 risultano ancora più numerosi e, fra questi si elencano, a titolo esemplificativo e non limitativo, lo spostamento assiale, il disassamento verticale, il disassamento orizzontale e il disallineamento angolare e la torsione.

Come verrà descritto in maggior dettaglio nel seguito, il dispositivo 1 comprende altresì una porzione circuitale 1’ in grado di elaborare i segnali ottenuti dai diversi elementi sensori del dispositivo 1 stesso.

Nello specifico, la prima estremità 4a dell’elemento di connessione 4 comprende un primo elemento a forma di L 4a’ ed è connessa girevolmente al primo modulo sensore 3a tramite tale primo elemento a forma di L 4a'

Coerentemente, la seconda estremità 4b deirelemento di connessione 4 comprende un secondo elemento a forma di L 4b’ ed è connessa girevolmente al secondo modulo sensore 3b tramite un secondo elemento a forma di L 4b’.

Il primo elemento a forma di L 4a’ e secondo elemento a forma di L 4b’ sono associati in maniera fissa alla prima e alla seconda estremità 4a e 4b dell’elemento di connessione 4, rispettivamente, nonché sono rispettivamente imperniati in maniera girevole al primo modulo sensore 3a e al secondo modulo sensore 3b, così che il primo elemento di supporto 5a e il secondo elemento di supporto 5b possano subire agevolmente e liberamente un movimento di rotazione indipendente l’uno dall’altro, tale movimento di rotazione essendo coerente con il movimento di rotazione della prima e della seconda parte dell’elemento esterno 2 da monitorare, rispettivamente, nonché in maniera tale da permettere al terzo e al quarto sensore di spostamento angolare, 8a e 8b, di svolgere correttamente le rispettive operazioni di rilevazione.

Vantaggiosamente, secondo una sua forma di realizzazione, così come rappresentata in Figura 1A, il dispositivo 1 secondo la presente invenzione consente la rilevazione di una pluralità di movimenti di tipo rotazionale ai quali l’elemento esterno 2 va incontro.

In particolare, proprio grazie alla specifica conformazione appena descritta del dispositivo 1 e grazie alla connessione di tipo girevole fra l’elemento di connessione 4 con il primo e il secondo modulo sensore, 3a e 3b, rispettivamente, quando la prima parte dell’elemento esterno 2 da monitorare va incontro ad un movimento di rotazione rispetto alla seconda parte dell’elemento esterno 2 da monitorare, il terzo sensore di spostamento angolare 8a e il quarto sensore di spostamento angolare 8b possono vantaggiosamente rilevare tale movimento reciproco delle parti deirelemento esterno 2 da monitorare, rilevando il movimento di rotazione della prima estremità 4a e della seconda estremità 4b, rispettivamente.

Secondo una forma preferita di realizzazione, il primo e secondo sensore di spostamento angolare 7a e 7b e/o il terzo e il quarto sensore 8a e 8b di spostamento angolare sono potenziometri di tipo rotazionale, per esempio potenziometri di tipo rotazionale di tipo resistivo, quali ad esempio i potenziometri appartenenti alla famiglia P1 1L, prodotta dalla ditta Vishay Sfernice.

Ancora più nello specifico, come evidente dalla Figura 1A, il primo e il secondo elemento di supporto 5a e 5b del dispositivo 1 comprendono rispettivamente una prima staffa 9 a ed una seconda staffa 9b, in cui tale prima e seconda staffa, 9a e 9b, sono dotate di un primo elemento a forma di U 10a e di un secondo elemento a forma di U 10b, atti ad alloggiare in modo girevole il primo e il secondo modulo sensore 3a e 3b, rispettivamente.

Vantaggiosamente, tali elementi a forma di U 10a e 10b permettono di conseguire i seguenti vantaggi:

- determinano una configurazione oltremodo compatta del dispositivo 1, così che esso può essere più facilmente associato ad un elemento esterno 2 da monitorare, specie quando quest’ultimo è posizionato in un luogo non comodamente accessibile; ulteriormente gli elementi che compongono il dispositivo 1 possono in tal modo agevolmente muoversi quando l’elemento esterno 2 da monitorare subisce un movimento o una deformazione;

- garantiscono una particolare robustezza al primo e al secondo elemento di supporto 5a e 5b, che sono così in grado di resistere a lungo alle sollecitazioni ai quali possono essere sottoposti;

- fungono da elementi di protezione del primo e secondo modulo sensore 3a e 3b, rispettivamente, tali moduli risultando così circondati su almeno tre lati grazie alla forma a U di tali elementi 10a e 10b.

Preferibilmente, il primo e il secondo elemento di supporto 5a e 5b comprendono altresì rispettivamente almeno un distanziatore 11a e 11b dall’elemento esterno 2 da monitorare di lunghezza prefissata, in cui tale lunghezza è almeno 5 cm.

In tal modo, i distanziatori 11a e 11b permettono un’installazione pratica e funzionale del dispositivo 1 secondo la presente invenzione, garantendo un adeguato spazio di manovra all’operatore al momento dell’associazione in maniera fissa del primo elemento di supporto 5a e del secondo elemento di supporto 5b all’elemento esterno 2 da monitorare.

Inoltre, i distanziatori 11a e 11b permettono a tutti gli elementi elettronici sensibili del dispositivo 1, quali i sensori di spostamento angolare 7a, 7b, 8a e 8b e di allungamento 4, di lavorare ad una opportuna distanza prefissata dall’elemento esterno 2 da monito rare.

In particolare, con riferimento alla Figura 2, quando l’elemento esterno 2 da monitorare è una tubazione nella quale scorre un fluido ad elevata temperatura oppure a temperatura molto bassa, non risulta opportuno installare in prossimità della superficie esterna calda e/o fredda della tubazione i sensori e la componentistica elettronica sensibile compresa nella porzione circuitale 1’ del dispositivo 1, in quanto si potrebbero verificare anomalie di funzionamento e/o un’usura accelerata di essi.

Preferibilmente, il dispositivo 1 riprodotto nella Figura 1A può comprendere almeno un ulteriore sensore, scelto ad esempio tra un sensore di temperatura, un sensore di pressione ed un sensore di umidità, non mostrati nella Figura 1A.

Il sensore di temperatura, il sensore di pressione e il sensore di umidità sono utilizzati, ad esempio, per rilevare parametri fisici relativi all’ambiente che circonda l’elemento esterno 2 da monitorare, quali la temperatura, la pressione e l’umidità ambientale del luogo in cui si trova tale elemento esterno 2 da monitorare.

A seconda dell’ambito applicativo, la rilevazione e il monitoraggio della temperatura, della pressione e dell’umidità può essere infatti molto importante per determinare lo stato fisico generale e le condizioni strutturali dell’elemento esterno 2 da monitorare, in particolare nel contesto di uno o più spostamenti o deformazioni indesiderati e subiti da quest’ultimo.

Infatti, in via del tutto vantaggiosa, sia la rilevazione di parametri relativi a spostamento e/o deformazione dell’ elemento esterno 2 da monitorare, sia la rilevazione delle condizioni di temperatura, pressione e umidità, sono operazioni importanti per la valutazione dello stato fisico generale e le condizioni strutturali dell’elemento esterno 2 da monitorare, in particolare con riferimento alla stabilità strutturale dello stesso e ad eventuali fenomeni lesivi di quest’ultima, come cedimenti o formazioni di cricche, dovute a sollecitazioni eccessive e/o fenomeni corrosivi.

Sempre con riferimento alla Figura 1A, il dispositivo 1 comprende un involucro di copertura, non rappresentato, in grado di impedire il contatto dei suoi componenti meccanici e della porzione circuitale 1’ con agenti chimici o fisici esterni, quali polvere, sporcizia in generale, umidità, luce solare, radiazioni o fluidi di vario genere.

In particolare, l’involucro di copertura è realizzato in un materiale di tipo flessibile o rigido, come ad esempio un materiale metallico. L’involucro di copertura può essere un involucro antimanomissione.

Vantaggiosamente, l’involucro di copertura è dimensionato e conformato in maniera tale da non ostacolare i movimenti del dispositivo 1, in particolare tale involucro consente al braccio telescopico estensibile 4c dell’elemento di connessione 4 di estendersi completamente.

Con riferimento alla Figura 1B, viene illustrato un dispositivo 1 secondo una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione. Il dispositivo 1 rappresentato in Figura 1B comprende tutti gli elementi già elencati e descritti in riferimento al dispositivo rappresentato in Figura 1A ai quali sono stati attribuiti gli stessi riferimenti numerali per semplicità di illustrazione.

Diversamente rispetto alla forma di realizzazione illustrata in Figura 1A, il dispositivo 1 della Figura 1B comprende una coppia di staffe 9a e 9b aventi la forma di una S, in cui i distanziatori 11a e 11b della prima e della seconda staffa, 9a e 9b, comprendono rispettivamente mezzi di connessione, 11a’ e 11b’, per la loro associazione in maniera fissa e indipendente con l’elemento esterno 2 da monito rare.

Vantaggiosamente, i mezzi di connessione 11a’ e 11b’ consentono una specifica associazione con l’elemento esterno 2 da monitorare, per esempio tramite perni fissi o elementi di avvitamento.

Perdipiù, le staffe 9a e 9b del dispositivo 1 rappresentato in Figura 1B consentono una ancora maggiore affidabilità del primo e del secondo mezzo di supporto, 5a e 5b, in termini della loro robustezza e resistenza alle sollecitazioni meccaniche.

Con riferimento alla Figura 1B, viene ora illustrata in maggior dettaglio la porzione circuitale 1’ del dispositivo 1 che comprende innanzitutto un’unità di trasmissione e ricezione di informazioni 6 associate ai parametri fisici rilevati; nel presente caso, in modo wireless.

La porzione circuitale 1’ del dispositivo 1 comprende inoltre una memoria interna 12 per la memorizzazione di informazioni associate ai parametri fisici rilevati dai sensori di spostamento angolare 7a, 7b, 8a e 8b e dal sensore di allungamento 4.

Tale porzione circuitale 1’ comprende inoltre un’unità di controllo e di elaborazione 13 delle medesime informazioni associate ai parametri fisici così rilevati ed in grado di dialogare con la memoria interna 12, in cui quest’ultima è al contempo predisposta per la memorizzazione di dati derivanti dall’elaborazione delle informazioni associate ai parametri fisici così rilevati.

L’unità di controllo e di elaborazione 13 comprende altresì una unità di calcolo 14 per derivare dalle informazioni associate ai parametri fisici così rilevati un determinato singolo movimento o deformazione dell’elemento esterno 2 da monitorare.

Vantaggiosamente, il dispositivo 1 consente di effettuare non solo la rilevazione di parametri fisici relativi allo spostamento e/o deformazione di un elemento esterno 2 da monitorare, ma anche memorizzare informazioni associate a tali parametri fisici, nonché, grazie all’unità di controllo e di elaborazione 13 e all’unità di calcolo 14, rispettivamente, elaborare tali informazioni e/o derivare da esse uno specifico movimento o deformazione che l’elemento esterno 2 da monito rare ha subito o sta subendo.

Inoltre, in maniera del tutto vantaggiosa, il dispositivo 1 può memorizzare dati derivanti dall’elaborazione di tali informazioni, così da poter essere rese disponibili per essere successivamente inviate all’esterno del dispositivo stesso e/o essere in seguito ulteriormente elaborate e consultate da un elaboratore centrale, esterno al dispositivo 1 e ad esso collegato, o anche da un operatore.

Il dispositivo 1 rappresentato in Figura 1B comprende ulteriormente un localizzatore 15 in grado di determinare la posizione geografica del dispositivo 1 stesso, per esempio un ricevitore GPS. Il localizzatore 15 risulta particolarmente utile quando il dispositivo 1 è istallato all’interno di impianti industriali molto vasti e comprendenti aree o unità difficilmente accessibili da un operatore umano, oppure quando il dispositivo 1 è istallato all’interno di costruzioni civili con strutture di difficile raggiungimento da un operatore umano, come ponti o dighe.

In questo modo, un operatore può facilmente associare il dispositivo 1 con lo specifico elemento esterno 2 da monitorare al quale è associato, ed eventualmente recarsi in loco, individuando facilmente il dispositivo 1 secondo la presente invenzione in caso di necessità.

L’operatore può così verificare personalmente il più velocemente possibile lo stato dell’elemento esterno 2 da monitorare, quando il dispositivo 1 ha rilevato un’anomalia nell’elemento esterno 2 da monitorare e lanciato un segnale di allarme mediante opportuni mezzi di emissione 19.

Ulteriormente, il dispositivo 1 comprende una batteria 16 per l’alimentazione dell’unità di controllo 13 oppure, a seconda delle esigenze dell’operatore e dell’applicazione del dispositivo 1 stesso, esso può comprendere un’unità di alimentazione 16’, direttamente collegata ad una sorgente di energia esterna.

Nella Figura 2 è rappresentato un dispositivo 1, realizzato in accordo con la forma di realizzazione già descritta in relazione alla Figura 1A, applicato ad un soffietto metallico di dilatazione di una tubazione nella quale scorre un fluido ad elevata temperatura.

In particolare, dalla Figura 2 si evince chiaramente che il primo elemento di supporto 5a è associato in maniera fissa ed indipendente ad una prima parte 2a dell’elemento esterno 2 da monitorare, ossia ad una virola del soffietto metallico di dilatazione illustrato, mentre il secondo mezzo di supporto 5b è associato in maniera fissa ed indipendente ad una seconda parte 2b dell’elemento esterno 2 da monitorare, ossia ad una virola diversa da quella alla quale è associato in maniera fissa il primo elemento di supporto 5a.

In condizioni di riposo del soffietto metallico di dilatazione 2, la virola 2a è allineata alla virola 2b sul piano orizzontale descritto dagli assi y e x come da Figura 2; coerentemente, il primo elemento di supporto 5a è allineato al secondo mezzo di supporto 5b. Nelle medesime condizioni di riposo, la virola 2a presenta una distanza predeterminata rispetto alla virola 2b lungo l’asse x.

In condizioni di sollecitazione del soffietto metallico di dilatazione 2, per esempio quando quest’ultimo subisce un movimento di allungamento, la virola 2a si sposta rispetto alla virola 2b, nel caso rappresentato in Figura 2, la virola 2a si allontana dalla virola 2b, e il braccio telescopico estensibile 4c dell’elemento di connessione 4 subisce un allungamento.

Il sensore di spostamento lineare dell’elemento di connessione 4 rileva quindi il movimento di estensione del braccio telescopico estensibile 4c e, conseguentemente, il movimento di estensione del soffietto metallico di dilatazione 2 da monitorare, ossia lallontanamento della virola 2a, associata in maniera fìssa al primo elemento di supporto 5a, dalla virola 2b, associata in maniera fìssa al secondo mezzo di supporto 5b.

In maniera analoga a quanto rappresentato in Figura 2, il dispositivo 1, secondo la forma di realizzazione rappresentata in Figura 1A o in Figura 1B, può essere applicato ed associato ad una porzione di un impianto industriale, una tubatura o ad un elemento architettonico di una struttura di tipo civile o industriale.

Nella Figura 3 è rappresentato, schematicamente e sottoforma di uno schema a blocchi, un sistema 20 per la rilevazione di parametri fisici relativi a spostamento e/o deformazione di un elemento esterno 2 da monitorare comprendente almeno un dispositivo 1, in particolare del tipo rappresentato in Figura 1B.

Come illustrato in maggior dettaglio in tale Figura 3, il dispositivo 1 comprende altresì mezzi di valutazione 18 atti a confrontare dati derivati dall’unità di calcolo 14 con intervalli di sicurezza dei dati derivati dall’unità di calcolo 14 per l’elemento esterno 2 da monito rare.

Preferibilmente, la memoria interna 12 comprende ulteriormente un elemento di memoria interna 17 atto a memorizzare intervalli di sicurezza di dati derivati dall’unità di calcolo 14 per l’elemento esterno 2 da monitorare.

In tal modo, i mezzi di emissione 19 sono in grado di emettere una segnalazione di allarme in base ad un esito del confronto effettuato dai mezzi di valutazione 18.

Vantaggiosamente, quando i mezzi di valutazione 18 determinano che i dati derivanti dall’unità di calcolo 14 presentano valori che non rientrano negli intervalli di sicurezza memorizzati all’interno dell’elemento di memoria interna 17, il dispositivo 1 emette quindi un segnale di allarme in grado di avvertire un’unità esterna al dispositivo 1 o un operatore che l’elemento esterno 2 da monitorare sta subendo o ha subito una deformazione e/o un movimento anomalo.

Inoltre, in via del tutto vantaggiosa, quando i dati derivanti dall’unità di calcolo 14 presentano valori che non rientrano negli intervalli di sicurezza memorizzati all’interno dell’elemento di memoria interna 17, tali valori anomali possano essere anch’essi memorizzati dell’elemento di memoria interna 17, così da poter essere disponibili per la loro consultazione.

Infatti, secondo una modalità applicativa preferita del dispositivo 1, i mezzi di valutazione 18 sono altresì atti a e possono essere utilizzati per consultare la memoria interna 12 e conteggiare il numero di volte in assoluto o in un’unità di tempo, in cui tali valori anomali sono stati registrati.

I mezzi di valutazione 18 sono inoltre atti a e possono essere utilizzati per confrontare il numero di volte, così conteggiato, in cui l’elemento esterno 2 da monitorare ha subito una determinata tipologia di movimento e/o di deformazione registrata dal dispositivo 1, con intervalli di sicurezza del numero di volte in cui l’elemento esterno 2 da monitorare può subire una determinata tipologia di movimento e/o deformazione in assoluto o nell’unità di tempo, rispettivamente; questi ultimi intervalli di sicurezza sono anch’essi memorizzati all’interno dell’elemento di memoria interna 17.

I mezzi di emissione 19 sono in grado di e possono essere utilizzati per emettere una segnalazione di allarme in base ad un esito del confronto effettuato dai mezzi di valutazione 18, in seguito alle operazioni di consultazione, conteggio e confronto, appena descritte.

In altre parole, quando i mezzi di valutazione 18 determinano che l’elemento esterno 2 da monitorare ha superato il numero massimo di volte in cui può subire un determinato movimento e/ o deformazione, i mezzi di emissione 19 emettono una segnalazione di allarme.

Come visto in precedenza, il dispositivo 1 può comprendere una batteria 16 per l’alimentazione dell’unità di controllo 13 oppure un’unità di alimentazione 16’, direttamente collegata ad una sorgente di energia esterna, come ad esempio una cella fotovoltaica o una qualsiasi sorgente di energia del tutto convenzionale.

Infine, il dispositivo 1 comprende una scheda elettronica di interfaccia fra l’unita di controllo ed elaborazione 13 e i sensori di spostamento 4, 7a, 7b, 8a, 8b, nonché eventualmente il sensore di temperatura, il sensore di pressione e/o il sensore di umidità se presenti.

II dispositivo 1 risulta connesso ad un’unità di elaborazione centrale 21, dotata di un’interfaccia 22 per un’interazione con un operatore e un ricetrasmettitore 23, atto alla ricezione e alla trasmissione di segnali da e/o verso il dispositivo 1.

L’unità di elaborazione centrale 21 comprende anche una centralina di controllo 24, atta all’elaborazione di informazioni, associate ai parametri fisici rilevati, come ricevute dal dispositivo 1, ed in grado di dialogare con il ricetrasmettitore 23.

La centralina di controllo 24 comprende un’unità di calcolo 25 per derivare dalle informazioni associate ai parametri fisici rilevati almeno un determinato singolo movimento o deformazione dell’elemento esterno 2 da monitorare.

L’ unità di elaborazione centrale 2 1 comprende anche un’unità di memoria 26 atta alla memorizzazione di informazioni, associate a parametri fisici rilevati, come ricevute dal dispositivo 1; l’unità di memoria 26 è allo stesso tempo atta alla memorizzazione di dati derivati dall’unità di calcolo 25.

L’unità di memoria 26 comprende ulteriormente un database 27 atto a memorizzare intervalli di sicurezza di dati derivati dall’unità di calcolo 25 per l’elemento esterno 2 da monitorare.

Coerentemente, il sistema 20 può altresì comprendere mezzi di valutazione 28 atti a confrontare i dati derivati dall’unità di calcolo 25 con gli intervalli di sicurezza memorizzati nel database 27.

Il sistema 20 può comprendere ulteriormente mezzi di emissione 29 di una segnalazione di allarme in base ad un esito di un confronto effettuato dai mezzi di valutazione 28.

Nello specifico, i mezzi di valutazione 28 e i mezzi di emissione 29 sono compresi nell’unità di elaborazione centrale 2 1.

Vantaggiosamente, come descritto in precedenza in relazione al solo dispositivo 1, quando i mezzi di valutazione 28 determinano che i dati derivanti dall’unità di calcolo 25 della centralina di controllo 24 presentano valori che non rientrano negli intervalli di sicurezza memorizzati nel database 27, il sistema 20 emette tramite i mezzi di emissione 29 un segnale di allarme in grado di avvertire un’unità esterna al sistema 20 o un operatore che l’elemento esterno 2 da monitorare sta subendo o ha subito una deformazione e/o un movimento anomalo.

In via del tutto vantaggiosa, all’interno del sistema 20, l’operazione di confronto può essere effettuata dai mezzi di valutazione 18 a bordo del dispositivo 1 oppure dai mezzi di valutazione 28 del sistema 28 compresi nell’unità di elaborazione centrale 21.

Analogamente, in via altrettanto vantaggiosa, all 'interno del sistema 20, l’operazione di segnalazione di allarme può essere effettuata dai mezzi di emissione 19 a bordo del dispositivo 1 oppure dai mezzi di emissione 29 compresi nell’unità di elaborazione centrale 21.

Inoltre, in maniera analoga a quanto descritto in precedenza in relazione al solo dispositivo 1, anche i mezzi di emissione 29 sono atti ad e possono essere utilizzati per emettere una segnalazione di allarme quando i mezzi di valutazione 28 determinano che l’elemento esterno 2 da monitorare ha superato il numero massimo di volte in cui può subire un determinato movimento e/o deformazione in assoluto o in un’unità di tempo, secondo le modalità descritte in precedenza in relazione alle unità del dispositivo 1, in questo caso eseguite dalle unità del sistema 20 in grado di svolgere funzioni simili.

In sintesi, quando i dati derivanti dall’unità di calcolo 24 presentano valori che non rientrano negli intervalli di sicurezza memorizzati all’interno del database 27, tali valori anomali possano essere anch’essi memorizzati all’interno del database 27, così da poter essere disponibili per la loro consultazione.

I mezzi di valutazione 28 sono atti e possono essere di seguito utilizzati per effettuare un’operazione di conteggio, analogamente a quanto descritto in precedenza in relazione al dispositivo 1; i mezzi di valutazione 28 sono atti e possono essere poi utilizzati per effettuare un’operazione di confronto del numero così conteggiato con intervalli di sicurezza; i mezzi di emissione 29 sono atti a e possono essere utilizzati per emettere una segnalazione di allarme in base all’esito dell’operazione di confronto.

In altre parole, quando i mezzi di valutazione 28 determinano che l’elemento esterno 2 da monitorare ha superato il numero massimo di volte in cui può subire un determinato movimento e/o deformazione, i mezzi di emissione 29 emettono una segnalazione di allarme.

Di conseguenza, a seconda delle sue esigenze e/o dell’applicazione del sistema 20 mostrato in Figura 3, l’operatore può configurare l’unità di controllo e di elaborazione 13 di modo che l’operazione di confronto venga effettuata dai mezzi di valutazione 18 compresi in essa oppure può configurare la centralina di controllo 24 di modo che tale operazione venga effettuata dai mezzi di valutazione 28 compresi in essa.

Nel caso l’elemento esterno 2 da monitorare stia subendo o abbia subito una deformazione e/o un movimento anomalo, il segnale di allarme può essere lanciato dall'unità di allarme 19 del dispositivo 1, nel primo caso, oppure dall’unità di allarme 29 compresa nell’unità di elaborazione centrale 21, nel secondo caso.

Più nello specifico, il sistema 20 può comprendere ulteriori dispositivi 1, non mostrati nella Figura 3, ciascuno dei quali risulta associato a diverse e distinte parti o unità dell’elemento esterno 2 da monitorare ed essere in comunicazione con l’unità di elaborazione centrale 21, quest’ultima essendo atta ad elaborare tutte le informazioni relative ai parametri fisici rilevati da ciascuno dispositivo 1 .

Vantaggiosamente, il sistema 20 permette di rilevare parametri fisici relativi allo spostamento e/o deformazione di un elemento esterno 2 da monitorare, il quale in questo caso è un impianto industriale, non rappresentato, comprendente una pluralità di tubazioni suscettibili di essere soggette ad un movimento e/o ad una deformazione, quali ad esempio soffietti metallici di dilatazione.

Di seguito, a titolo di esempio non limitativo, si esaminano alcuni spostamenti relativi tra virole di un soffietto metallico di dilatazione alle quali il dispositivo 1 è applicato, rilevabili da esso.

Con riferimento alle Figure 4A-4B, 5A-5B, 6A-6B e 7A-7B, a titolo puramente esemplificativo e non limitativo delle capacità del dispositivo 1, si illustra di seguito come il dispositivo riesce ad adattarsi a tali spostamenti, modificando la propria disposizione nello spazio, grazie alla sua peculiare conformazione modulare e ai singoli elementi che lo costituiscono.

Come indicato, in tale esempio illustrativo, il dispositivo 1 è utilizzato per rilevare parametri fisici relativi ai movimenti del soffietto metallico di dilatazione 2. Fra i movimenti rilevabili dal dispositivo 1, si elencano i seguenti:

- spostamento assiale;

- disassamento orizzontale;

- disassamento verticale;

- disallineamento angolare.

Con riferimento alla Figura 4A, viene illustrata una vista laterale del dispositivo secondo la presente invenzione applicato ad una coppia di virole 2a e 2b di un soffietto metallico di dilatazione 2, fra loro opposte, quando il soffietto metallico di dilatazione è soggetto ad uno spostamento di tipo assiale.

Nella Figura 4B si raffigura una corrispondente rappresentazione delle grandezze fisiche coinvolte nello spostamento assiale di cui sopra, in cui con la lettera “1” si indica l’allungamento dell’elemento di connessione 4 del dispositivo 1, comprendente un sensore di spostamento lineare, nello specifico un potenziometro di tipo lineare.

Come visibile nella Figura 4B, gli assi t’ e t” delle virole 2a e 2b sono paralleli e coincidenti, lo spostamento è chiaramente di tipo assiale e l’unico sensore che lavora è il potenziometro lineare.

Nella Figura 5A si raffigura una vista in pianta del dispositivo 1 applicato alla coppia di virole 2a e 2b di un soffietto metallico di dilatazione 2, quando il soffietto metallico di dilatazione 2 è soggetto a un movimento tipo disassamento orizzontale.

Nella Figura 5B si raffigura una rappresentazione delle grandezze fisiche coinvolte nel disassamento orizzontale, in cui con la lettera “11” si rappresenta lallungamento dell’elemento di connessione 4 del dispositivo 1, con R1 è rappresentato l’angolo di rotazione rilevato dal primo potenziometro angolare 7a, con R2 è rappresentato l’angolo di rotazione rilevato dal secondo potenziometro angolare 7b, con “a” la distanza dell’asse di rotazione del primo potenziometro angolare 7a dall’asse t’ della virola 2a e con “b” la distanza del secondo potenziometro angolare 7b dall’asse t” della virola 2b.

Come visibile nella Figura 5B, gli assi, t’ e t”, delle virole sono paralleli, ma non coincidenti: lo spostamento è del tipo disassamento orizzontale. Non si verifica disassamento verticale: lavorano il potenziometro lineare 4, il primo potenziometro angolare 7a e il secondo potenziometro angolare 7b. Il terzo e il quarto potenziometro angolare, 8a e 8b, sono a riposo.

Con riferimento alla Figura 6A, si raffigura una vista laterale del medesimo dispositivo 1 applicato alla coppia di virole 2a e 2b del soffietto metallico di dilatazione 2, quando il soffietto metallico di dilatazione è soggetto a un movimento tipo disassamento verticale.

Nella Figura 6B si raffigura una rappresentazione delle grandezze fisiche coinvolte nel disassamento verticale, in cui con la lettera “12” si rappresenta l’allungamento dell’elemento di connessione 4 del dispositivo 1, con R3 è rappresentato l’angolo di rotazione rilevato dal terzo potenziometro angolare 8a, con R4 è rappresentato l’angolo di rotazione rilevato dal quarto potenziometro angolare 8b, con “c” la distanza dell’asse di rotazione del secondo potenziometro angolare 8a dall’asse t dell’elemento di connessione 4 e con “d” la distanza dell’asse di rotazione del quarto potenziometro angolare 8b dall’asse t dell’elemento di connessione 4.

Come visibile nella Figura 6A, gli assi t’ e t” delle virole 2a e 2b, rispettivamente, sono paralleli ma non coincidenti: lo spostamento è del tipo disassamento verticale. Non si verifica un disassamento orizzontale: lavorano il potenziometro lineare 4, il terzo potenziometro angolare 8a e il quarto potenziometro angolare 8b. Il primo e il secondo potenziometro angolare, 7a e 7b, sono a riposo.

Con riferimento alla Figura 7A, si raffigura una vista laterale del dispositivo secondo la presente invenzione applicato ad una coppia di virole 2a e 2b di un soffietto di dilatazione, fra loro opposte, quando tale soffietto è soggetto a un movimento tipo disallineamento angolare.

Nella Figura 7B si raffigura una rappresentazione delle grandezze fisiche coinvolte nel disassamento verticale di cui sopra, in cui con la lettera “13” si rappresenta l’allungamento dell’elemento di connessione 4 del dispositivo 1 e, con R3 è rappresentato l’angolo di rotazione rilevato dal terzo potenziometro angolare 8a, con R4 è rappresentato l’angolo di rotazione rilevato dal quarto potenziometro angolare 8b, con “c” la distanza dell’asse di rotazione del terzo potenziometro angolare 8a dall’asse t dell’elemento di connessione 4 e con “d” la distanza dell’asse di rotazione del quarto potenziometro angolare 8b dall’asse t dell’elemento di connessione 4.

Come visibile nella figura 7B, gli assi t’ e t” delle virole 2a e 2b, rispettivamente, giacciono sullo stesso piano trasversale e, non essendo paralleli, si intersecano.

In base alla rotazione relativa del primo elemento di supporto 5a e del secondo elemento di supporto 5b è possibile risalire e distinguere il disallineamento angolare dal più semplice disassamento verticale, descritto in riferimento alla Figura 6: lavorano il potenziometro lineare 4, il terzo potenziometro angolare 8a e il quarto potenziometro angolare 8b. Il primo e il secondo potenziometro angolare, 7a e 7b, sono a riposo.

Vantaggiosamente, in virtù della conformazione modulare e ai singoli elementi che lo costituiscono, il dispositivo 1, nelle sue forme di realizzazione preferite, così come illustrate alle Figure 1A e 1B, può altresì essere applicato ad elementi strutturali consecutivi e fra loro connessi di una abitazione civile o di un ponte stradale.

Nello specifico, con riferimento alla Figura 8, il dispositivo 1 è associato in maniera fissa, rispettivamente tramite il primo elemento di supporto 5a e il secondo mezzo di supporto 5b, non rappresentati, ad una parete esterna 2a portante dell’abitazione civile 2 e ad una trave di sostegno 2b del tetto della medesima abitazione civile 2, sita nella soletta posizionata al di sotto del tetto dell’abitazione.

Vantaggiosamente, quando la parete esterna 2a subisce uno spostamento rispetto alla trave di sostegno 2b, il dispositivo 1 è atto alla rilevazione di parametri fisici relativi allo spostamento al quale l’abitazione civile 2 va incontro.

Più nello specifico, guardando al cerchio in alto a sinistra nella Figura 8, sono indicati con frecce a due punte, le direzioni dei movimenti rilevabili dal dispositivo 1 nell’ambito applicativo rappresentato.

Una prima freccia indica un movimento di spostamento, ossia quando la soletta spinge verso la parete verticale 2 a, o si allontana, sull’asse x, dalla parete verticale 2a.

In movimento della medesima tipologia, si verifica anche quando la soletta si alza e si abbassa sull’asse y.

Una seconda freccia indica un movimento di disassamento, ossia un’oscillazione laterale della soletta, rispetto alla parete verticale 2a, sull’asse z.

In maniera analoga, secondo una forma di applicazione non rappresentata, quando all’interno di un’abitazione civile o qualsiasi altra tipologia di edificio, il primo elemento di supporto 5a e il secondo mezzo di supporto 5b vengono rispettivamente associati ad una parete esterna o un pilastro portante dell’edificio e ad un elemento esterno all’edificio, ancorato saldamente al terreno circostante, lo strumento può agevolmente monitorare deformazioni dovute a scosse sismiche.

Alla Figura 9 un primo dispositivo 1’ è associato in maniera fissa, rispettivamente tramite il primo elemento di supporto 5a e il secondo mezzo di supporto 5b, non rappresentati, ad una trave di sostegno 2a’ di un segmento del piano viabile di un ponte stradale 2 e ad uno strallo 2b’ che si diparte da un pilone di sostegno del ponte stradale 2.

Al medesimo ponte stradale 2, è associato in maniera fissa un secondo dispositivo 1”, rispettivamente tramite il primo elemento di supporto 5a e il secondo mezzo di supporto 5b, non rappresentati, allo strallo 2a” (coincidente con lo strallo 2b’) e al medesimo pilone di sostegno, 2b”, del ponte stradale.

Vantaggiosamente, quando la trave di sostegno 2a’ subisce uno spostamento rispetto allo strallo 2b’ o quando lo strallo 2a” subisce uno spostamento rispetto al pilone 2b”, il dispositivo 1 e il dispositivo 1” sono atti alla rilevazione, rispettivamente, di parametri fisici relativi allo spostamento o agli spostamenti che il ponte stradale 2 subisce.

Più nello specifico, nella Figura 9 sono indicati con frecce a due punte, le direzioni dei movimenti rilevabili dal dispositivo 1 nell’ambito applicativo rappresentato.

Una prima freccia in basso a sinistra indica un movimento di spostamento, ossia un movimento di allungamento o compressione dello strallo 2b’ rispetto alla trave di sostegno 2a’ del segmento di piano viabile.

Una seconda freccia in basso a sinistra indica un movimento di disassamento, ossia un’oscillazione laterale della trave di sostegno 2a'

Analogamente, una prima freccia in alto a destra indica un movimento di spostamento, ossia un movimento di allungamento o compressione dello strallo 2a” (in questo caso rispetto al pilone 2b”).

Sempre in alto a destra, una seconda freccia indica un movimento di disassamento, ossia un’oscillazione laterale del pilone 2b”.

Dunque, come spiegato in dettaglio in riferimento alla descrizione dettagliata, il dispositivo secondo la presente invenzione non solo è atto alla rilevazione di parametri fisici relativi allo spostamento e/o deformazione di un elemento esterno da monitorare quale il soffietto metallico, una tubazione e/o una porzione di un impianto industriale, ma anche efficacemente di parametri fisici relativi allo spostamento a di elementi strutturali di costruzioni civili, quali abitazioni o infrastrutture di trasporto, come ponti stradali o ferroviari.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo (1) per la rilevazione di parametri fisici relativi allo spostamento e/o deformazione di un elemento esterno (2) da monitorare comprendente almeno un primo modulo sensore (3a) ed un secondo modulo sensore (3b) atti a rilevare un movimento di tipo rotazionale di detto elemento esterno (2) da monitorare, associati e distanziati fra loro tramite un elemento di connessione (4) comprendente almeno un sensore di spostamento lineare di detto elemento esterno (2) da monitorare e rispettivamente associati in modo girevole ad un primo elemento di supporto (5a) e ad un secondo elemento di supporto (5b), detto primo e detto secondo elemento di supporto (5a; 5b) essendo atti ad essere associati in maniera fissa e indipendente con detto elemento esterno (2) da monitorare.
2. 2. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1, comprendente ulteriormente un’unità di trasmissione e ricezione di informazioni (6) associate a detti parametri fisici rilevati, preferibilmente in modo wireless.
3. 3. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto elemento di connessione (4) comprende un braccio telescopico estensibile (4c), detto sensore di spostamento lineare (4) essendo configurato in modo da rilevare un movimento di estensione o accorciamento di detto braccio telescopico (4c), detto sensore di spostamento lineare (4) essendo preferibilmente un potenziometro di tipo lineare.
4. 4. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo modulo sensore (3a) comprende un primo sensore di spostamento angolare (7a) atto a rilevare un movimento di rotazione di detto primo elemento di supporto (5a) e detto secondo modulo sensore (3b) comprende un secondo sensore di spostamento angolare (7b) atto a rilevare un movimento di rotazione di detto secondo elemento di supporto (5b).
5. 5. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui una prima estremità (4a) di detto elemento di connessione (4) è connessa girevolmente a detto primo modulo sensore (3a), il quale comprende un terzo sensore di spostamento angolare (8a) atto a rilevare un movimento di rotazione di detta prima estremità (4a), e una seconda estremità (4b) di detto elemento di connessione (4) è connessa girevolmente a detto secondo modulo sensore (3b), il quale comprende un quarto sensore di spostamento angolare (8b) atto a rilevare un movimento di rotazione di detta seconda estremità (4b).
6. 6. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 4 o 5, in cui detti primo e secondo sensore di spostamento angolare (7a; 7b) e/o detti terzo e quarto sensore (8a; 8b) di spostamento angolare sono potenziometri di tipo rotazionale.
7. 7. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo e detto secondo elemento di supporto (5a; 5b) comprendono rispettivamente una prima staffa (9 a) ed una seconda staffa (9b), preferibilmente dotate di rispettivi primo elemento a forma di U (10a) e secondo elemento a forma di U (10b) atti ad alloggiare in modo girevole detti primo e secondo modulo sensore (3a; 3b), rispettivamente.
8. 8. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo e detto secondo elemento di supporto (5a; 5b) comprendono rispettivamente almeno un distanziatore (11a; 11b) da detto elemento esterno (2) da monitorare di lunghezza prefissata, preferibilmente pari ad almeno 5 cm.
9. 9. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente almeno un ulteriore sensore scelto tra uno o più sensori di temperatura sensori di pressione e sensori di umidità.
10. 10. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente almeno una memoria interna (12) per la memorizzazione di dette informazioni associate a detti parametri fisici rilevati.
11. 11. Dispositivo (1) secondo la rivendicazione 10 comprendente ulteriormente un’unità di controllo e di elaborazione (13) di informazioni associate a detti parametri fisici rilevati, detta memoria interna (12) essendo atta alla memorizzazione di dati derivanti dall’elaborazione di dette informazioni associate a detti parametri fisici rilevati, preferibilmente detta un’unità di controllo e di elaborazione (13) comprendendo una unità di calcolo (14) per derivare da dette informazioni associate a detti parametri fisici rilevati un determinato singolo movimento o deformazione di detto elemento esterno (2) da monito rare.
12. 12. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente ulteriormente un localizzatore (15) in grado di determinare la posizione geografica di detto dispositivo (1), preferibilmente un ricevitore GPS.
13. 13. Dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui detto elemento esterno (2) da monitorare è scelto tra una porzione di un impianto industriale, una tubatura, un soffietto metallico di dilatazione, un elemento architettonico.
14. 14. Sistema (20) per la rilevazione di parametri fisici relativi allo spostamento e/o deformazione di un elemento esterno da monitorare comprendente almeno un dispositivo (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti connesso ad una unità di elaborazione centrale (21) dotata di un’interfaccia (22) per un’interazione con un operatore e almeno un ricetrasmettitore (23) atto alla ricezione e alla trasmissione di segnali da e/o verso detto almeno un dispositivo (1).
15. 15. Sistema secondo la rivendicazione 14, in cui detta unità di elaborazione centrale (21) comprende una centralina di controllo (24) atta all’elaborazione di dette informazioni associate a detti parametri fisici rilevati come ricevute da detto almeno un dispositivo (1) ed in grado di dialogare con detto almeno un ricetrasmettitore (23), detta centralina di controllo (24) comprendendo almeno una unità di calcolo (25) per derivare da dette informazioni associate a detti parametri fisici rilevati almeno un determinato singolo movimento o deformazione di detto elemento esterno (2) da monitorare, ed almeno un’unità di memoria (26) atta alla memorizzazione di dette informazioni associate a detti parametri fisici rilevati come ricevute da detto almeno un dispositivo (1) e di detti dati derivati da detta unità di calcolo (25).
16. 16. Sistema secondo la rivendicazione 15, in cui detta unità di memoria (26) comprende ulteriormente almeno un database (27) atto a memorizzare intervalli di sicurezza di detti dati derivati da detta unità di calcolo (25) per detto elemento esterno (2) da monitorare, detto sistema (20) comprendendo ulteriormente mezzi di valutazione (28) atti a confrontare detti dati derivati da detta unità di calcolo (25) con detti intervalli di sicurezza memorizzati in detto database (27).
17. 17. Sistema secondo la rivendicazione 16, comprendente ulteriormente mezzi di emissione (29) di una segnalazione di allarme in base ad un esito di detto confronto effettuato da detti mezzi di valutazione (28).
18. 18. Sistema secondo la rivendicazione 16 o 17, in cui detti mezzi di valutazione (18; 28) e/o detti mezzi di emissione (19; 29) sono a bordo di detto almeno un dispositivo (1) e/o sono compresi in detta unità centrale di elaborazione (21).
19. 19. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 14 a 17, comprendente una pluralità di dispositivi (1) associati a detto elemento esterno (2) da monitorare e in comunicazione con detta unità di elaborazione centrale (21), detta unità di elaborazione centrale (21) elaborando tutte le informazioni relative a detti parametri fisici rilevati da detta pluralità di dispositivi (1).