ES2285172T3 - Dispositivo de deteccion de la caida de un cuerpo en una piscina. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo destinado a aportar una señal de alarma cuando se detecta una onda gravitatoria generada por la caída de un cuerpo en una piscina que comprende un medio de captación (10) de las ondas acuáticas situado bajo la superficie del agua de la piscina, un medio de conversión (13) de ondas acuáticas captadas por dicho medio de captación en una señal eléctrica analógica (S1), y un detector diferencial (14) que consta de unos medios de comparación (20) para comparar el valor umbral de sensibilidad del mencionado detector diferencial con el valor de la mencionada señal eléctrica analógica y dar dicha señal de alarma cuando la mencionada señal eléctrica analógica sobrepase dicho valor umbral de sensibilidad, caracterizado porque dicho detector diferencial comprende unos medios de autorregulación constituidos principalmente por un convertidor analógico-numérico (36) que recibe en entrada la mencionada señal eléctrica analógica amplificada con anticipación y que aporta a la salida una señal numérica (S2) cuando se produce una perturbación en el agua, un comparador (44) cuya entrada "+" recibe la mencionada señal eléctrica analógica amplificada con anticipación y un microprocesador (38) programado para aportar, como respuesta a la detección de la mencionada señal numérica aportada por el mencionado convertidor, una señal numérica (S3) en la entrada "-" del mencionado comparador cuyos impulsos de salida (S4) tienen una amplitud variable que aumenta en función de la duración y de la importancia de la mencionada perturbación de forma que aumenta automáticamente el umbral de activación de un medio de alarma (16) y disminuye así la sensibilidad del dispositivo cuando dicho medio de captación detecta una perturbación atmosférica como el viento; y estando el mencionado microprocesador adaptado para activar dicho medio de alarma cuando la amplitud (TS4) de los impulsos de salida (S4) del mencionado comparador es mayor que una referencia crítica predeterminada (REF) y que la frecuencia F de la mencionada señal eléctrica analógica está comprendida entre dos valores predeterminados F1 y F2.
Description
Dispositivo de detección de la caída de un
cuerpo en una piscina.
La presente invención se refiere a la detección
de choques en el medio acuático y concierne en particular a un
dispositivo de detección de la caída de un cuerpo como por ejemplo
la caída de un niño en una piscina.
Muchos chalés disponen actualmente de una
piscina principalmente en las regiones meridionales. Estas
piscinas no cuentan por lo general con barreras de seguridad
alrededor. Por lo tanto, existe un gran riesgo de que un niño no
vigilado que pasee cerca del borde caiga al agua y muera ahogado.
Las muertes de niños por caídas en una piscina representan
actualmente un cuarto de la mortalidad infantil por accidentes.
Por tanto, hemos pensado en instalar detectores
de ondas acuáticas en la superficie del agua de las piscinas. Tal
detector es activado cuando la piscina no está siendo vigilada
atentamente para poder dar la voz de alarma en el caso de que un
niño desgraciadamente cayera a la piscina. Por desgracia, las
múltiples causas que provocan las ondas en la superficie del agua y
que hacen que este tipo de aparatos reaccione, hacen que su empleo
sea más inseguro, o incluso ineficaz a causa de interferencias
difícilmente controlables, especialmente las perturbaciones
causadas por la intemperie (viento, lluvia) que provocan la
activación de la alarma de forma intempestiva.
Un dispositivo de detección de la caída de un
cuerpo en una piscina, especialmente la caída de un niño, se ha
descrito en la solicitud de patente 2.763.684. Tal dispositivo
comprende un medio de conversión de las ondas acuáticas captadas
por un medio de captación en una señal eléctrica y un detector
diferencial que comprende un medio de comparación para comparar el
valor de un umbral de sensibilidad con el valor de la señal
eléctrica y dar una señal de alarma cuando la señal eléctrica
proviene de la conversión de una onda gravitatoria generada por la
caída de un cuerpo en la piscina.
El detector diferencial utilizado en tal
dispositivo incluye un umbral de sensibilidad ajustado
permanentemente a su valor óptimo por la señal eléctrica generada
por el medio de captación, que es función de las perturbaciones
creadas en la superficie de la piscina por las perturbaciones
atmosféricas tales como la intemperie o una perturbación ocasionada
por la regeneración del agua de la piscina.
Tal detector diferencial se describe en la
solicitud de patente PCTW001/088870. Comprende medios de de
autorregulación constituidos principalmente por un convertidor
analógico-numérico cuya entrada está conectada con
la salida de un amplificador cuya entrada está conectada a la
salida del captador de las ondas acuáticas para aportar en salida
una señal numérica en función de la perturbación. Un
microprocesador programado aporta, como respuesta a la detección de
la señal numérica aportada por el convertidor, una señal numérica
a la entrada "-" del comparador cuyos impulsos tienen una
amplitud variable que aumenta en función de la duración y de la
importancia de la perturbación de forma que aumenta automáticamente
el umbral de activación del dispositivo de alarma y disminuye por
tanto su sensibilidad cuando el captador acústico detecta una
perturbación atmosférica como viento o una perturbación debida al
sistema de regeneración del agua de la piscina.
Tal dispositivo funciona perfectamente cuando la
perturbación detectada en la entrada pasa a su fase óptima de
forma regular. Desafortunadamente, cuando el sistema de filtración
de la piscina se pone en funcionamiento (bruscamente la mayor parte
de las veces), o cuando la perturbación atmosférica aparece de forma
violenta, el dispositivo no tiene tiempo de aumentar su umbral de
sensibilidad antes de que el sistema de alarma se active de forma
intempestiva.
Además, un dispositivo de detección de la caída
de un niño en una piscina debe ser completamente fiable, es decir,
debe detectar esta caída de forma segura. Por tanto, es necesario
que tal dispositivo reconozca de forma inequívoca, es decir, con
una fiabilidad igual a 100%, la "firma" provocada por la caída
de un niño en la piscina.
Esta es la razón por la cual el objetivo de la
invención es el de aportar un dispositivo de detección de la caída
de un niño en una piscina que pueda reconocer esta caída sin ningún
equívoco procediendo al mismo tiempo de forma continua a su
autorregulación de tal forma que se evite cualquier activación
intempestiva.
El objeto de la invención es por tanto un
dispositivo destinado a aportar una señal de alarma cuando se
detecta una onda gravitatoria generada por la caída de un cuerpo en
una piscina que comprende un medio de captación de las ondas
acuáticas situado bajo la superficie del agua de la piscina, un
medio de conversión de las ondas acuáticas captadas por el medio de
captación en una señal eléctrica analógica, y un detector
diferencial que incluye unos medios de comparación para comparar el
valor umbral de sensibilidad del detector diferencial con el valor
de la señal eléctrica analógica y dar la señal de alarma cuando la
señal eléctrica analógica sobrepasa el valor umbral de
sensibilidad. El detector diferencial comprende unos medios de de
autorregulación constituidos principalmente por un convertidor
analógico-numérico que recibe en entrada la señal
eléctrica analógica amplificada con anticipación y que aporta en
salida una señal numérica cuando se produce una perturbación en el
agua, un comparador cuya entrada "+" recibe la señal eléctrica
analógica amplificada con anticipación y un microprocesador
programado para aportar, como respuesta a la detección de la señal
numérica aportada por el convertidor, una señal numérica en la
entrada "-" del comparador cuyos impulsos de salida tienen una
amplitud variable que aumenta en función de la duración y de la
importancia de la perturbación de forma que aumenta automáticamente
el umbral de activación de un medio de alarma y disminuye así la
sensibilidad del dispositivo cuando el medio de captación detecta
una perturbación atmosférica como por ejemplo viento. El
microprocesador activa el medio de alarma cuando la amplitud de los
impulsos de salida del comparador es más grande que una referencia
crítica predeterminada y cuando la frecuencia F de la señal
eléctrica analógica está comprendida entre dos valores
predeterminados F1 y F2.
Los objetivos, objetos y características de la
invención se deducirán de forma más clara tras la lectura de la
siguiente descripción hecha en referencia a los dibujos adjuntos en
los cuales,
la figura 1 es un esquema sinóptico de un
dispositivo de detección de la caída de un cuerpo en una piscina
según la invención;
la figura 2 es un
bloque-diagrama de un dispositivo según la
invención que muestra todos los componentes del detector
diferencial,
la figura 3 es una representación de los
diagramas en función del tiempo de las señales de entrada y de
salida del primer comparador utilizado en el dispositivo según la
invención;
la figura 4 es una representación de los
diagramas en función del tiempo de las señales de entrada y de
salida del segundo comparador utilizado en el dispositivo según la
invención;
la figura 5 es un organigrama del procedimiento
de autorregulación utilizado en el dispositivo según la
invención;
la figura 6 es un organigrama de la fase de
autocalibración utilizado en el dispositivo según la invención;
la figura 7 representa el diagrama de la
amplitud en función del tiempo de las ondas acuáticas provocadas por
la caída de un niño en la piscina, y
la figura 8 representa el diagrama de la
frecuencia de las ondas acuáticas provocadas por la caída de un
niño en una piscina en función de la distancia entre el impacto y
el detector.
Según un modo de realización preferente de la
invención ilustrado en la figura 1, el dispositivo comprende un
tubo acodado 10 cuya parte vertical está sumergida en el agua de
manera que la entrada del tubo se encuentra a algunos centímetros
bajo la superficie del agua de la piscina. El tubo está unido en su
extremo exterior a una cámara 12 en la cual se encuentra un
micrófono 13 conectado a un detector diferencial 14. Este último
está unido a un medio de alarma 16 como por ejemplo un timbre o una
sirena o cualquier otro dispositivo de señalización por medio de un
interruptor 18 que permite desconectar el medio de alarma cuando la
piscina está vigilada.
El nivel del agua en el interior del tubo 10 es
normalmente estable. Pero cualquier modificación de este nivel
provoca una variación de presión del aire en el tubo y en la cámara
12 y origina así una emisión de ondas acústicas que son convertidas
por el micrófono 13 en una señal eléctrica.
La onda gravitatoria que genera la caída de un
cuerpo (como el de un niño) en el agua de la piscina se propaga
esencialmente bajo la superficie del agua. Incluso Si visualmente
es poco perceptible en la superficie, provoca una variación brusca
del nivel en el interior del tubo sumergido por empuje vertical
hacia la parte superior. Algunos milímetros de variación brusca de
este nivel son entonces interpretados por el detector diferencial
como una señal que activa la alarma.
Sin embargo, las eventuales turbulencias creadas
en la superficie por la intemperie así como la corriente
horizontal ocasionada por la regeneración del agua provocan
variaciones del nivel en el interior del tubo sumergido. Estas
variaciones son captadas por el detector diferencial pero su débil
amplitud activa el mecanismo de autorregulación impidiendo una
activación intempestiva de la alarma.
En el modo de realización ilustrado en la figura
1, la parte que está fuera del agua es preferentemente una caja
hermética de materia plástica que contiene una batería para la
alimentación del detector, pudiendo esta batería mantenerse cargada
por un colector solar que sirve de cubierta de la caja.
Además del micrófono 13 encargado de captar las
señales acústicas y el medio de alarma 16, el dispositivo según la
invención está principalmente constituido por el detector
diferencial que está ilustrado en la figura 2.
Las señales procedentes del micrófono 13 son
transmitidas por una parte en la entrada "+" de un medio
amplificador de ganancia constante 20 y por otra parte en la
entrada "+" de un medio amplificador de ganancia ajustable 22
por medio de una resistencia 24 conectada a una tensión de 0,8
V.
El medio amplificador 20 está compuesto
principalmente por un amplificador operacional 26 que consta entre
su entrada "-" y su salida de una resistencia (de un valor de
3,3 M\Omega) y de un condensador (de un valor de 1 nF) que sirve
de retroacción para limitar la ganancia. La entrada "-" está
conectada con la masa por medio de un condensador electrolítico 28
que impide la amplificación de la tensión de reposo.
El medio amplificador 22 está compuesto
principalmente por un amplificador operacional 30 que consta entre
su entrada "-" y su salida de una resistencia (de un valor de
4,7 M\Omega) y de un condensador (de un valor de 1 nF) que sirve
de retroacción para limitar la ganancia. La entrada "-" está
conectada con la masa por medio de un condensador electrolítico 32
que impide la amplificación de de la tensión de reposo y de un
potenciómetro 34 de 210 a 10000 cuyo ajuste se hace en función del
local en el cual está instalado el dispositivo de alarma, siendo la
ganancia necesaria del medio amplificador tanto menos elevada
cuanto que hermético es dicho local en el plano acústico.
La salida del medio amplificador 20 (señal 51)
está conectada a la entrada "+" de un comparador 36 que tiene
por función transformar la señal analógica aportada por el medio
amplificador 20 en una señal binaria cuya amplitud es función de la
importancia de la perturbación y que es transmitida al
microprocesador 38 con el objetivo de autorregular el dispositivo
de alarma.
De hecho, cuando se produce una perturbación
atmosférica como el viento, esta perturbación induce una señal
modulada a la salida del medio amplificador 20, teniendo
generalmente tal señal una frecuencia baja comprendida entre 10 y
20 Hz. Esta señal aportada a la entrada "+" del comparador 36
comporta una señal de salida numérica (señal S2) a la salida 40 del
mencionado comparador y por tanto a la entrada del microprocesador
38. Al detectar este último un valor 1 a la salida 40 del
comparador 36 transmite entonces, tras una temporización dada,
impulsos numéricos en la línea de salida 42 que tienen por objetivo
disminuir la sensibilidad del dispositivo de manera que no activa
la alarma de forma intempestiva en caso de un golpe de viento como
veremos a continuación.
La salida del medio amplificador 22 está
conectada a la entrada "+" de un comparador 44 que transforma
la señal analógica aportada por el medio amplificador 22 en una
señal binaria (señal S4) que es transmitida al microprocesador 38.
Cuando una señal correspondiente a la caída de un niño en la
piscina es reconocida por el microprocesador 38, este transmite una
señal al medio de alarma 16 que podría ser una emisora de radio que
transmitiera la señal de alarma a una central de alarma.
Tal como hemos visto más arriba, el
microprocesador 38 está programado para transmitir una señal en su
salida 42 cuando detecta una señal numérica de valor 1 en su
entrada 40 procedente del comparador 36. Esta señal esta formada
por impulsos negativos de amplitud variable dependiendo del número
y de la amplitud de los impulsos de valor 1 detectados en la
entrada 40. En efecto, suponiendo un muestreo de una frecuencia de
150 Hz de está entrada, un bit de entrada de una frecuencia de 15
Hz será muestreado aproximadamente 5 veces si la señal recibida es
una sinusoide perfecta. Para cada muestreo, la amplitud del impulso
transmitido sobre la línea 42 se verá aumentada. De la misma forma
esta amplitud disminuye cada vez que el microprocesador detecta el
valor 0 de la señal sobre la línea 40. Se ve entonces que cuanto
más fuerte es el viento, más amplios son los impulsos transmitidos
a la salida del comparador 36 y también más amplios son los
impulsos negativos enviados sobre la línea 42. Obtenemos así una
modulación por amplitud de impulso.
Los impulsos negativos transmitidos sobre la
línea 42 cargan más o menos el condensador 46 (de valor 1 \muF) a
través de la resistencia 48 (de valor 4,7 M\Omega), lo cual
aporta una tensión cuyo valor depende de la amplitud de los
impulsos aportados sobre la línea 42. Cuanto más amplios son estos
impulsos, menos se carga el condensador 46, más aumenta la señal de
tensión (S3) aportada sobre la entrada "-" del comparador 44 y
menor es la sensibilidad del comparador 44 para reaccionar ante la
señal recibida del colector 13 para activar la alarma 16. Hay que
señalar que el tiempo durante el cual el microprocesador 38
reacciona a la presencia de la perturbación atmosférica
transmitiendo impulsos negativos cada vez más amplios hacia el
integrador 46-48 puede estar limitado a un valor
máximo tal como 10 ó 20 s.
Con la autorregulación del umbral de
sensibilidad que acaba de describirse, vemos entonces que si el
viento se transforma en tormenta, la alarma no se activa por el
hecho de que el umbral de sensibilidad del comparador 34 ha sido
aumentado automáticamente con anterioridad.
Tal como veremos a continuación de la
descripción, el dispositivo consta de un contador de tiempo R 50
utilizado por el microprocesador durante el proceso de
autorregulación y un contador de tiempo C 52 utilizado por el
microprocesador durante una fase de autocalibración del dispositivo
efectuada periódicamente. Además, existe igualmente un analizador
54 de la frecuencia F de la señal recibida por el dispositivo que
es utilizado por el microprocesador para activar la puesta en
marcha de la alarma.
Suponiendo que la señal S1 transmitida por el
amplificador 26 sea la señal sinusoidal tal como se representa en
el primer diagrama de la figura 3, la entrada del amplificador 36
actúa como un umbral que permite la obtención de un impulso S2 de
amplitud TS2 ilustrado en el segundo diagrama de la figura 3. Como
veremos, este impulso solamente es tenido en cuenta por el
microprocesador 38 si su amplitud supera una primera referencia
mínima REF1 de manera que disminuye la sensibilidad máxima, esto
para evitar una activación sin motivo del dispositivo debida a los
errores relacionados con las constricciones de fabricación y a los
intervalos térmicos.
Suponiendo que la señal a la salida del
amplificador 30 sea la señal sinusoidal representada en el primer
diagrama de la figura 4, está sometido a dos umbrales que
corresponden a dos valores de la señal S3 en el borne del
condensador 32 que permiten obtener los impulsos ilustrados
respectivamente en el segundo y el tercer diagrama de la figura 4.
El primer umbral es un umbral que permite obtener un valor REF3 por
debajo del cual la amplitud de impulso TS4 obtenida a la salida del
comparador 44 no es tenida en cuenta. El segundo umbral permite
obtener una referencia REF de amplitud de impulso por encima de la
cual se efectúa un análisis de la frecuencia 1/T de las ondas
recibidas por el dispositivo y la alarma es activada si esta
frecuencia está comprendida entre dos valores predeterminados tal
como veremos a continuación.
El procedimiento de autorregulación según la
invención está ilustrado en la figura 5. En primer lugar, al
principio del proceso, el microprocesador verifica si el contador C
ha terminado su disminución hasta 0 (o su incremento hasta un valor
máximo), en cuyo caso su valor lógico es igual a 1 (etapa 60). Si
es el caso, la fase de autocalibración (B) es inicializada tras
haberse vuelto a poner a cero el contador C (es decir, empieza de
nuevo a disminuir o a incrementar), el incremento de una variable
N a N+7, siendo N el tiempo de carga del condensador 46 por el
microprocesador y la vuelta a cero de una variable OK que será
puesta a 1 cuando la autocalibración haya tenido lugar (etapa 61).
En caso contrario, el microprocesador comprueba si el contador R ha
terminado su disminución hasta 0 (o su incremento hasta un valor
máximo) en cuyo caso su valor lógico está situado en 1 (etapa
62).
Si el contador R ya ha alcanzado su valor óptimo
(su valor lógico es 1), una variable NS que define el nivel de
sensibilidad del dispositivo es disminuida de 1 y el contador R es
activado de nuevo (su valor lógico está a 0) (etapa 64). La
disminución de 1 corresponde a un aumento de la sensibilidad del
dispositivo. Hay que señalar que el nivel de sensibilidad NS podría
variar del valor 0 (sensibilidad máxima) a 40 (sensibilidad
mínima). Hay que señalar igualmente que una disminución de NS
corresponde a una disminución del umbral 1 de la señal S4 (ver
figura 4).
Tanto si la variable NS ha sido disminuida tras
la verificación del contador R por el microprocesador como si no,
este último determina si la señal S4 es igual a 0 (etapa 66). Si es
el caso, el microprocesador determina si la señal S2 es igualmente
igual a 0 (etapa 66). Si es el caso, el proceso se cierra de nuevo
en su punto de partida sin volver a poner a cero el contador R.
Si el valor de S2 no es igual a 0, el
microprocesador determina si la amplitud TS2 del impulso S2 (ver
figura 3) es inferior a REF1 (etapa 70). Si es el caso, el proceso
se cierra de nuevo en su punto de partida después de haber vuelto a
poner a cero los contadores R y C (etapa 72).
Cuando el valor de S4 es igual a cero, el
microprocesador determina si la amplitud TS4 del impulso S4 está
comprendida entre los valores de referencia REF2 y REF (etapa 74).
Si no es el caso, el microprocesador verifica si el valor TS4 es
inferior a la referencia inferior REF2 (etapa 76) por debajo de la
cual la señal de perturbación en cuestión no se considera
significativa. Si es el caso, no se toma ninguna acción y el
proceso se cierra de nuevo en su punto de partida después de haber
vuelto a poner a cero los contadores R y C (etapa 72).
Cuando el valor de TS4 no es inferior a REF2, es
decir, es superior a REF, esto significa que la señal recibida por
el dispositivo puede estar provocada por la caída de un cuerpo tal
como se explica a continuación. El microprocesador verifica
entonces si la frecuencia F de la señal recibida está comprendida
entre dos valores límites F1 y F2 (etapa 78). Si es el caso, esto
significa que la señal es producto de la caída del cuerpo de un
niño en la piscina como se explica a continuación y la alarma se
activa (etapa 80).
Cuando S4 es igual a cero y TS2 es superior a
REF1, o S4 es igual a cero y TS4 está comprendido entre REF2 y
REF, o S3 es igual a cero y TS4 es superior a REF mientras que la
frecuencia de las señales recibidas no está comprendida entre los
dos valores predeterminados F1 y F2, el valor NS de la sensibilidad
es incrementado en 2 (etapa 82). Tal incremento permite volver a
subir el umbral de sensibilidad aunque haya podido ser disminuido
en una unidad cuando el contador R ya ha alcanzado 0 o su capacidad
máxima (etapa 64). Tras este incremento, el proceso se cierra de
nuevo en su punto de partida después de que los contadores R y C
hayan sido puestos de nuevo a cero (etapa 72). El poner a cero el
contador R después de cada incremento de NS tiene por objetivo
evitar que el aumento de la sensibilidad del dispositivo no sea
demasiado rápido.
Tal como acabamos de ver, la activación de la
alarma está subordinada a la detección de una frecuencia
determinada de las ondas acuáticas recibidas por el detector,
constituyendo la determinación de esta frecuencia una
característica esencial de la invención. En efecto, se ha
constatado que la velocidad de propagación de las ondas acuáticas
en la superficie del agua, y por tanto su frecuencia, depende del
volumen de agua desplazada y por tanto del volumen y del peso del
cuerpo que cae en el agua, así como de la altura de la caída. En la
medida en que para un niño, esta altura es casi constante, es
decir, de 10 a 20 cm en relación con la superficie del agua, no se
tomará en consideración.
De hecho, constatamos que para una altura de
caída dada, la frecuencia de las ondas acuáticas es función
directa de la relación entre el peso y el volumen del cuerpo que
cae, es decir, su densidad. Así, la caída de una piedra de densidad
igual a 3 produce ondas acuáticas de una frecuencia de
aproximadamente 0,6 Hz, mientras que la caída de un balón de una
densidad de 0,3 produce ondas de una frecuencia de aproximadamente
2 Hz. Para un niño cuya densidad se sitúa alrededor de 1, la
frecuencia de las ondas acuáticas está comprendida entre 0,8 Hz y
1,2 Hz según la distancia entre el punto de impacto y el
detector.
Si consideramos una distancia de 5 m entre el
punto de caída del niño y el detector, el tren de ondas acuáticas
(4 ondas en general) recibido por el detector está representado en
el diagrama de la figura 7. Se ve que la primera ola (u onda
acuática) llega al detector tras aproximadamente 6 s y que las
otras tres ondas del tren de ondas llegan a intervalos T_{1},
T_{2} y T_{3} que van decreciendo, siendo la media de
aproximadamente 1,12 s, es decir, una frecuencia media de
aproximadamente 0,9 Hz.
La frecuencia de ondas detectadas por el
detector es de hecho función de la distancia tal como está
representado por el diagrama de la figura 8. Cuanto más importante
es esta distancia más importante es la frecuencia de ondas. Así, si
la distancia pasa de 5 m a 9 m, la frecuencia de las ondas
acuáticas pasa de aproximadamente 0,9 Hz a aproximadamente 1,15 Hz
siguiendo una curva de tipo logarítmico. Hay que señalar que esta
distancia no debe ser demasiado importante en la medida en que
cuanto más grande es esta distancia, más largo es el plazo de
detección tras la caída. Por regla general, el plazo de detección
no debería sobrepasar 10 s.
Acabamos de ver que el contador C se vuelve a
poner a cero después de cada incidente, es decir, cuando S2 y/o S4
no es igual a cero. No obstante, si no se detecta ningún incidente
durante un tiempo determinado, por ejemplo 15 min., el
microprocesador lanza de nuevo una autocalibración dado que el
valor del contador C es igual a 1 (ver etapa 60). Antes de la fase
propiamente dicha de autocalibración del dispositivo ilustrado en
la figura 6, el microprocesador habrá efectuado la prueba "perro
guardián" (no ilustrada) y habrá procedido a la inicialización si
es la primera vez que hay autocalibración. Esta inicialización
consiste en establecer una variable TX a 90 que representa el
tiempo en segundos al cabo del cual la autocalibración podrá ser
efectuada, en poner a cero la variable N que representa el tiempo
de carga del condensador 46 por el microprocesador y en poner a
cero la variable lógica OK que será puesta de nuevo a 1 cuando la
autocalibración haya tenido lugar (etapa 84).
Durante toda fase de autocalibración, la primera
etapa consiste en verificar si la variable OK es igual a cero
(etapa 86). Si no es el caso, el programa vuelve al proceso
principal A (ver figura 5) de autorregulación. Si la variable OK es
igual a 0, el microprocesador espera a alcanzar el final del tiempo
TX para continuar su desarrollo (etapa 88). Al final del tiempo TX,
determina si el valor de S2 es igual a 0 (etapa 90). Si es el caso,
determina si el valor de S4 es igual a 0 (etapa 92). Si es el caso
igualmente, el valor de N es afectado a una constante N_{0} que
indica el tiempo de referencia para la carga del condensador 46 que
permite obtener el umbral máximo en la entrada "-" del
comparador 44, el tiempo TX se establece en 5 s y la variable N es
incrementada de 1 (etapa 94). A continuación, el programa se cierra
de nuevo en la etapa de espera de TX (etapa 88). Se ve entonces
que el tiempo de carga N del condensador es incrementado cada 5 s y
por tanto el umbral de sensibilidad disminuye, mientras no se
produzca ningún incidente.
Cuando el valor de S4 pasa a 1 (la entrada S3 se
vuelve inferior a la entrada "+" del comparador), lo cual
significa que se ha alcanzado el valor límite, el microprocesador
disminuye el tiempo de carga N 5 s para que la entrada "-" sea
claramente inferior a la entrada "+", la constante N_{0} se
establece en N que se convierte así en el nuevo valor de referencia
y la variable OK se pone en 1 para indicar que la fase de auto
calibración se ha terminado (etapa 96). A continuación, el programa
se cierra de nuevo en su punto de partida.
Cuando el microprocesador determina que el valor
de S2 no es igual a 0, lo cual significa que probablemente hay una
perturbación, el tiempo de espera TX se vuelve a poner en 5 s y la
variable N es establecida como valor de referencia de N_{0}
(etapa 98). A continuación, el programa se cierra de nuevo en su
punto de partida.
Claims (12)
1. Dispositivo destinado a aportar una señal de
alarma cuando se detecta una onda gravitatoria generada por la
caída de un cuerpo en una piscina que comprende un medio de
captación (10) de las ondas acuáticas situado bajo la superficie
del agua de la piscina, un medio de conversión (13) de ondas
acuáticas captadas por dicho medio de captación en una señal
eléctrica analógica (S1), y un detector diferencial (14) que consta
de unos medios de comparación (20) para comparar el valor umbral de
sensibilidad del mencionado detector diferencial con el valor de
la mencionada señal eléctrica analógica y dar dicha señal de alarma
cuando la mencionada señal eléctrica analógica sobrepase dicho
valor umbral de sensibilidad, caracterizado porque dicho
detector diferencial comprende unos medios de autorregulación
constituidos principalmente por un convertidor
analógico-numérico (36) que recibe en entrada la
mencionada señal eléctrica analógica amplificada con anticipación y
que aporta a la salida una señal numérica (S2) cuando se produce
una perturbación en el agua, un comparador (44) cuya entrada
"+" recibe la mencionada señal eléctrica analógica amplificada
con anticipación y un microprocesador (38) programado para aportar,
como respuesta a la detección de la mencionada señal numérica
aportada por el mencionado convertidor, una señal numérica (S3) en
la entrada "-" del mencionado comparador cuyos impulsos de
salida (S4) tienen una amplitud variable que aumenta en función de
la duración y de la importancia de la mencionada perturbación de
forma que aumenta automáticamente el umbral de activación de un
medio de alarma (16) y disminuye así la sensibilidad del
dispositivo cuando dicho medio de captación detecta una
perturbación atmosférica como el viento; y estando el mencionado
microprocesador adaptado para activar dicho medio de alarma cuando
la amplitud (TS4) de los impulsos de salida (S4) del mencionado
comparador es mayor que una referencia crítica predeterminada (REF)
y que la frecuencia F de la mencionada señal eléctrica analógica
está comprendida entre dos valores predeterminados F1 y F2.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
cual el mencionado microprocesador (38) afecta un nivel de
sensibilidad (NS) al dispositivo, estando dicho nivel de
sensibilidad incrementado en 2 cuando la frecuencia F de la
mencionada señal eléctrica analógica no está comprendida entre
dichos valores predeterminados F1 y F2 mientras que la amplitud
(TS4) de los impulsos de salida (S4) del mencionado comparador (44)
es más grande que la mencionada referencia crítica predeterminada
(REF).
3. Dispositivo según la reivindicación 2, en el
cual el mencionado nivel de sensibilidad es incrementado en 2 por
el mencionado microprocesador (38) cuando la amplitud (TS4) de los
impulsos de salida (S4) del mencionado comparador está comprendida
entre una segunda referencia mínima predeterminada (REF2) y la
mencionada referencia crítica predeterminada (REF).
4. Dispositivo según la reivindicación 2, en el
cual el mencionado nivel de sensibilidad es incrementado en 2 por
el mencionado microprocesador (38) cuando el valor de los impulsos
de salida (S4) del mencionado comparador (44) es igual a 0 mientras
que el valor de la señal numérica (S2) en la salida del mencionado
convertidor analógico-numérico (36) no es igual a 0
y la amplitud (TS2) de la mencionada señal numérica es inferior a
una primera referencia mínima predeterminada (REF1).
5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el
cual el mencionado detector diferencial (14) comprende además un
contador de autorregulación (50) que es activado para disminuir a
partir de una capacidad predeterminada hasta 0 o incrementar a
partir de 0 hasta la mencionada capacidad predeterminada cuando,
siendo el valor de los impulsos de salida (S4) del mencionado
comparador (44) igual a 0, el valor de la señal numérica (S2) en
salida del mencionado convertidor
analógico-numérico (36) no es igual a 0 y su
amplitud (TS2) es inferior a la mencionada primera referencia
mínima (REF1).
6. Dispositivo según la reivindicación 3, en el
cual el mencionado detector diferencial (14) comprende además un
contador de autorregulación (50) que es activado por el mencionado
microprocesador (38) para disminuir a partir de una capacidad
predeterminada hasta 0 o incrementar a partir de 0 dicha capacidad
predeterminada (contador = 0) cuando, siendo el valor de los
impulsos de salida (S4) del mencionado comparador (44) diferente de
0, su amplitud (TS4) es inferior a la mencionada segunda
referencia mínima predeterminada (REF2).
7. Dispositivo según la reivindicación 5 ó 6, en
el cual el mencionado contador (50) no está activado para
disminuir o incrementar (contador = 0) cuando el valor de los
impulsos de salida (S4) del mencionado comparador (44) es igual a 0
y el valor de la señal numérica (S2) en salida del mencionado
convertidor analógico-numérico (36) es igual
a
0.
0.
8. Dispositivo según la reivindicación 7, en el
cual, cuando está comprobado que el mencionado contador de
autorregulación (50) ha terminado de disminuir o de incrementar
(contador = 1), el mencionado nivel de sensibilidad (NS) es
disminuido en 1 por dicho microprocesador (38) y el mencionado
contador es activado de nuevo para disminuir o incrementar
(contador = 0).
9. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 8, que comprende además un contador de
autocalibración (52) que es activado por el mencionado
microprocesador (38) para disminuir en una capacidad determinada
hasta 0 o incrementar a partir de 0 hasta la mencionada capacidad
(contador = 0), efectuándose una auto-calibración
del dispositivo cuando dicho contador ha terminado de disminuir o
de incrementar (contador = 1).
10. Dispositivo según la reivindicación 9, en el
cual el valor de la mencionada señal (S3) aportada en la entrada
"-" del mencionado comparador (44) se deriva de la carga de un
condensador (46) por impulsos aportados por el mencionado
microprocesador (38) durante un intervalo de tiempo N, consistiendo
la autocalibración en incrementar en 1 el valor de N según un
período determinado mientras que los valores de la señal numérica
(S2) en salida del mencionado convertidor
analógico-numérico (36) y de los impulsos de salida
(S4) del mencionado comparador (44) son iguales a 0.
11. Dispositivo según la reivindicación 10, en
el cual el valor de N es disminuido en 5 cuando el valor de la
señal numérica (S2) en salida del mencionado convertidor
analógico-numérico (36) es igual a 0 mientras que el
valor de los impulsos de salida (S4) del mencionado comparador
(44) es diferente de 0.
12. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 11, en el cual las mencionadas frecuencias
predeterminadas F_{1} y F_{2} son respectivamente iguales a 0,8
Hz y 1,2 Hz.
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