ES2952402T3 - Sensor para detectar cambios mecánicos en una etapa temprana - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un sistema sensor (1) para detectar cambios mecánicos, en particular fatiga y desgaste del material, en una fase temprana, que comprende una carcasa de sensor (2) con una zona receptora (21) y un cabezal sensor (4).), estando el cabezal sensor (4) apoyado en la zona de recepción de la carcasa del sensor (2) y al menos por zonas alejado de la carcasa del sensor (2). El cabezal sensor (4) comprende un cuerpo rompedor (40) que tiene al menos un conductor de medición (50). El al menos un conductor de medición (50) está conectado eléctricamente mediante al menos una unidad de medición electrónica (25) en la carcasa del sensor (2), y la resistencia eléctrica del al menos un conductor de medición (50) puede detectarse mediante la unidad de medida electrónica (25). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sensor para detectar cambios mecánicos en una etapa temprana

Cabezal sensor, sistema sensor para la detección temprana de cambios mecánicos y atracción de feria con tal sistema sensor

La presente invención se refiere a un cabezal sensor para un sistema sensor para la detección temprana de cambios mecánicos según la reivindicación 1, a un sistema sensor según la reivindicación 5 para la detección temprana de cambios mecánicos y una atracción de feria con tal sistema sensor con las características según la reivindicación 16.

Los sistemas sensores para aumentar la seguridad ya se conocen en varias configuraciones por el estado de la técnica. Los sistemas sensores de este tipo, que ya son conocidos por el estado de la técnica, detectan cambios mecánicos que se producen, por ejemplo, como resultado del desgaste o la fatiga del material. Los sensores utilizados para ello registran al menos una carga mecánica o un cambio mecánico de la atracción de feria y comparan los valores registrados con valores de referencia que están almacenados en una base de datos. Si, por ejemplo, se producen cambios en la carga mecánica debido al desgaste o la fatiga, el sistema sensor detecta estos cambios en una etapa temprana. Alternativamente, tales sistemas sensores pueden estar formados por un primer componente y un componente redundante, detectando el sistema sensor el fallo de un primer componente abriendo o cerrando un contacto eléctrico cuando el componente redundante recibe una carga. Tal sistema sensor se conoce previamente, por ejemplo, por el documento d E 102014 114338 A1.

Las publicaciones US 2011 291 802 A1, WO 2004 068 095 A1, EP 0 694 861 A1 y US 5 969 532 A constituyen adicionalmente estado de la técnica.

Se ha demostrado que una desventaja de este estado de la técnica es que los sistemas sensores conocidos para aumentar la seguridad de una atracción de feria requieren una fuente de alimentación, a través de la cual los sistemas sensores reciban una tensión eléctrica y estén conectados a través de cables, por ejemplo, a un circuito de monitorización de la atracción de feria para detectar estados defectuosos. En particular en el caso de las atracciones de feria, por ejemplo, una montaña rusa o una atracción de feria acuática con vehículos, cabinas, cuerpos flotantes o similares en movimiento, a menudo es necesario que los sistemas sensores conocidos por el estado de la técnica lleven consigo una fuente de alimentación para garantizar el correcto funcionamiento del sistema sensor y transmitir las señales registradas a un circuito de monitorización de la atracción de feria. Tales sistemas sensores para aumentar la seguridad de una atracción de feria han demostrado ser complejos y caros y también aumentan el peso del vehículo, la cabina o el cuerpo flotante, lo que da como resultado otras desventajas.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema sensor para la detección temprana de cambios mecánicos, en particular fatiga del material y desgaste, y así aumentar la seguridad, por ejemplo, de una atracción de feria, que elimine las desventajas de los sistemas sensores conocidos por el estado de la técnica. En particular, para aumentar la seguridad, el sistema sensor debería poder funcionar sin estar conectado a una fuente de alimentación y poder detectar cambios mecánicos independientes del material, en particular en el caso de una atracción de feria.

Una gran parte de los componentes de una atracción de feria, por ejemplo, suelen estar hechos de un material metálico, pero también hay componentes e incluso atracciones de feria completas que están hechos esencialmente de materiales no metálicos, por ejemplo, plástico o madera.

El sistema sensor según la invención debería poder usarse sin restricciones para registrar cambios mecánicos para todos los materiales.

El sistema sensor también debe permitir la detección redundante de cambios mecánicos, en particular la fatiga y el desgaste del material, que pueden detectarse utilizando diferentes métodos de medición, con lo cual los cambios mecánicos registrados en la atracción de feria pueden verificarse independientemente unos de otros, por lo que se reducen las detecciones erróneas y se contribuye a un aumento general de la seguridad de la atracción de feria.

Los objetivos anteriores se consiguen por medio de un cabezal sensor según la reivindicación 1, un sistema sensor según la reivindicación 5 y una atracción de feria con las características de la reivindicación 16.

Las reivindicaciones dependientes contienen perfeccionamientos ventajosos de la invención.

El sistema sensor según la invención para la detección temprana de cambios mecánicos comprende una carcasa de sensor con una zona de alojamiento y un cabezal sensor, estando el cabezal de sensor sujeto en la carcasa de sensor en la zona de alojamiento y sobresaliendo de la carcasa de sensor al menos por zonas. La carcasa de sensor puede estar configurada como un tubo de acero inoxidable con simetría de revolución con una rosca externa, siendo la rosca externa preferiblemente una rosca métrica y estando realizada la zona de alojamiento en la carcasa de sensor a modo de orificio ciego formado coaxialmente. Además, el cabezal sensor comprende al menos un cuerpo de ruptura, que está configurado como ampolla, con un conductor de medición.

La ampolla es preferiblemente un sólido quebradizo. El al menos un conductor de medición está conectado eléctricamente con el sistema electrónico de medición dispuesto en la carcasa de sensor, registrando el sistema electrónico de medición dispuesto en la carcasa de sensor la resistencia eléctrica del conductor de medición del cabezal sensor. El tamaño del cabezal sensor y de la zona de alojamiento de la carcasa de sensor están adaptados, a este respecto, entre sí de tal manera que la ampolla del cabezal sensor sobresale al menos por zonas de la zona de alojamiento y queda desprotegida en esta zona y expuesta a cambios mecánicos que ocurran en el componente que se va a monitorizar. Si hay un cambio mecánico en el componente que se va a monitorizar, la ampolla se destruye o deforma y la resistencia eléctrica del conductor de medición cambia o la conductividad eléctrica del conductor de medición se destruye, como resultado de lo cual el cambio mecánico en el componente que se va a monitorizar puede ser registrado por una señal eléctrica. Para ello, el sistema electrónico de medición está preferiblemente conectado por ambos extremos con el conductor de medición. El sistema electrónico de medición permite registrar un cambio en la resistencia eléctrica a través de una conexión eléctrica con ambos extremos del conductor de medición. Para ello, el conductor de medición está acoplado al cuerpo de medición.

Además, es posible que el al menos un conductor de medición esté conectado a un sistema emisor-receptor RFID, o a un circuito convencional de realimentación o de parada de emergencia.

Otra configuración ventajosa de la presente invención prevé que la ampolla del cabezal sensor esté hecha de un material eléctricamente aislante y que el al menos un conductor de medición se extienda como lazo de contacto en o sobre el cuerpo de ruptura. Preferiblemente, el al menos un conductor de medición se puede colocar, moldear o incorporar en la ampolla, protegiendo la ampolla al conductor de medición frente a los efectos mecánicos y evitando un cortocircuito entre el conductor de medición y los componentes adyacentes.

Además, el al menos un conductor de medición puede estar dispuesto en la superficie de la pared orientada en sentido opuesto al medio, estando aplicada, más preferiblemente, sobre la pared una capa protectora que protege el conductor de medición o el lazo de contacto, los apantalla con aislamiento eléctrico y además los fija a la pared.

Además, el al menos un conductor de medición puede estar incorporado en la ampolla o en su pared en forma de material eléctrico.

Se prefiere que al menos una conexión eléctrica entre el al menos un conductor de medición del cabezal sensor y el sistema electrónico de medición en la carcasa de sensor sea una conexión de enchufe separable. De este modo, el cabezal sensor puede sustituirse de manera especialmente sencilla, estableciéndose la al menos una conexión eléctrica al mismo tiempo. La al menos una conexión eléctrica está dispuesta preferiblemente en la zona de alojamiento de la carcasa de sensor. Además, está implementado una especie de sistema modular debido a la intercambiabilidad del cabezal sensor. La carcasa de sensor puede ser un componente estándar y el cabezal sensor puede ser en cada caso un componente adaptado para el uso previsto, en donde los cabezales sensores tanto en cuanto a dimensiones, es decir, la medida en que los cabezales sensores sobresalen de la zona de alojamiento de la carcasa de sensor, como en cuanto a la resistencia del cuerpo de ruptura y del medio seleccionado, pueden ser variables. Cuanto más resistente sea el cuerpo de ruptura, más fuertes deben ser los cambios mecánicos que han de registrar en el componente que se va a monitorizar.

El cabezal sensor también está sujeto en arrastre de forma y/o de fuerza en la zona de alojamiento de la carcasa de sensor mediante el contacto eléctrico, por lo que no se requieren otros medios de fijación además de los contactos eléctricos para bloquear el cabezal sensor en la zona de alojamiento.

Otra configuración ventajosa de la presente invención prevé que en la zona de alojamiento entre la carcasa de sensor y el cabezal sensor esté prevista una guía, a través de la cual el cabezal sensor se mantiene desacoplado mecánicamente en cuanto a vibraciones o montado de manera amortiguada con respecto a la carcasa de sensor. La guía está hecha preferiblemente de un elastómero o un polímero elástico de caucho, ejerciendo la guía también preferiblemente una fuerza de sujeción sobre el cabezal sensor. La fuerza de sujeción de la guía sujeta el cabezal sensor en la abertura de alojamiento.

Además, la guía evita que el cuerpo de ruptura falle debido a la interacción mecánica del cabezal sensor con la carcasa de sensor, por ejemplo debido a vibraciones en el componente de la atracción de feria que se va a monitorizar.

También es ventajoso que la ampolla esté hecha de un material quebradizo. En particular, también ha demostrado ser ventajoso que la ampolla esté hecha de un material cerámico, de vidrio o vitrocerámica. En particular, se prefiere el vidrio como material, ya que el vidrio tiene excelentes propiedades mecánicas, eléctricas y químicas y un cabezal sensor con una ampolla de este tipo también se puede producir económicamente en diferentes tamaños. Sin embargo, el material o la combinación de materiales a partir de los cuales se fabrica la ampolla se puede elegir discrecionalmente. Por ejemplo, también pueden utilizarse plásticos.

Según la invención, el cuerpo de ruptura está configurado como ampolla y presenta una pared que encierra un medio.

El medio se utiliza como indicador para procedimientos de medición ópticos y/o visuales y/o acústicos y/u olfativos. Esto permite una detección temprana óptica y/o visual y/o acústica y/u olfativa del cambio mecánico en el componente que se va a monitorizar. En relación con la presente invención, se entiende por recipiente hermético un recipiente que está configurado de tal manera que, en el estado inicial, es decir, sin daños o sin deformar, mantiene el medio en cada caso encerrado de manera estanca, es decir, también sin difusión. Además, en el contexto de esta invención, también puede entenderse por medio cualquier tipo de medio en estado de agregación sólido, líquido o gaseoso, que puede ser viscoso, fluido y/o vertible. Un medio en estado de agregación sólido es vertible si comprende una mezcla granular o grumosa.

Según la invención reivindicada, el al menos un conductor de medición está dispuesto en o sobre la pared de la ampolla. La pared protege el conductor de medición de los efectos mecánicos y la pared puede evitar un cortocircuito entre el conductor de medición y los componentes adyacentes.

Además, ha demostrado ser ventajoso que el medio en la ampolla sea eléctricamente conductor y el al menos un conductor de medición esté formado por al menos un primer electrodo y al menos un segundo electrodo. El primer electrodo y el segundo electrodo están dispuestos separados uno del otro en la ampolla y penetran en el medio. En consecuencia, la resistencia eléctrica entre el al menos un primer electrodo y el al menos un segundo electrodo puede ser registrada por el sistema electrónico de medición en la carcasa de sensor. Si la ampolla se destruye debido a cambios mecánicos en el componente que se va a monitorizar, el medio sale de la ampolla y la resistencia eléctrica entre el al menos un primer electrodo y el al menos un segundo electrodo cambia, como resultado de lo cual el cambio mecánico en el componente puede ser registrado eléctricamente.

Según otra configuración ventajosa de la presente invención, el medio en la ampolla es un líquido y/o un gas.

Según la invención, el medio en la ampolla formada por el cuerpo de ruptura está dotado de un marcador perceptible óptica y/o visual y/u olfativamente, que se derrama, se vierte o sale junto con el medio si el cuerpo de ruptura es destruido y marca el al menos un componente que se va a monitorizar. El marcado por medio del marcador puede ser leída o monitorizada visualmente, por ejemplo, sobre la base de una cámara, o visualmente por un operario de la atracción de feria.

Olfativamente, el marcador puede liberar olores que pueden ser percibidos por los sentidos de un operario o servir como atrayente para animales, tales como insectos, que a su vez sirven como marcadores. Los líquidos de sistemas sensores adyacentes pueden estar provistos de marcadores diferentes detectables óptica y/o visual y/u olfativamente, de modo que se pueda hacer una diferenciación entre los sistemas sensores adyacentes. Además, el medio puede contener aditivos químicos que estén configurados para desencadenar una reacción química, por lo que se pueda lograr una percepción sensorial mejorada. Tal aditivo químico puede ser, por ejemplo, un líquido iónico. El medio puede comprender además un líquido no newtoniano o un líquido térmico. El medio también puede ser un gas de humo, polvo de humo o un gas de oxígeno, o se pueden usar aditivos de olor intenso como fragancias, por ejemplo, aceites esenciales, que se perciban como agradables o desagradables. Por ejemplo, también se pueden usar sulfuros de hidrógeno, coloquialmente conocidos como "bombas fétidas", o repelentes, coloquialmente conocidos como "spray de pimienta".

Además, según una condición de la presente invención, el medio puede ser vertible en su totalidad o en parte y puede comprender una mezcla granular o grumosa en estado de agregación sólido. El medio puede comprender, por ejemplo, granos y/o perlas y/o escamas de vidrio, de cerámica, de plástico, de metal. El medio total o parcialmente vertible puede desencadenar una reacción.

Según otra configuración de la presente invención, el medio en el cabezal sensor puede estar configurado para actuar sobre el al menos un conductor de medición cuando hay una presión o fuerza específica sobre el cabezal sensor y generar una señal eléctrica mediante seccionamiento o apertura de una conexión eléctrica.

Además, ha demostrado ser ventajoso que el medio en el cabezal sensor esté presurizado. La presurización del medio garantiza que incluso las grietas más finas en el cabezal sensor provoquen que el medio escape del cabezal sensor y deje un marcado perceptible óptica y/o visualmente. El medio en el cabezal sensor puede presentar, por ejemplo, una sobrepresión desde unos pocos pascales hasta varias veces la presión atmosférica.

Otra configuración preferida del sistema sensor según la invención prevé que el sistema sensor presente una unidad de radio a través de la cual se pueda consultar la resistencia eléctrica del al menos un conductor de medición o la conductividad eléctrica del al menos un conductor de medición. La unidad de radio puede estar dispuesta como componente eléctrico separado en la carcasa de sensor o estar integrada en el sistema electrónico de medición. La unidad de radio está configurada para comunicarse con un lector de la atracción de feria.

Además, se prefiere especialmente que la unidad de radio sea un chip RFID que se pueda controlar y leer a través de una frecuencia UHF. La respectiva unidad de radio tiene un identificador unívoco, que se transmite al lector cuando se consulta, por lo que se le puede asociar con exactitud una posible detección de un cambio mecánico en el al menos un componente que se va a monitorizar. El chip RFID es excitado por la frecuencia del lector y genera su propia corriente o tensión, que dura un corto período de tiempo, la cual es conducida a través del conductor de medición del cabezal sensor. El paso de esta corriente o de la tensión permite comprobar la resistencia eléctrica o la conductividad eléctrica del conductor de medición sin necesidad de que este lleve consigo una fuente de energía. El lector recibe la señal, en donde, más preferiblemente el lector está integrado en un circuito de vigilancia de la atracción de feria. Si se detecta un error, se puede generar una señal de error y, por ejemplo, la atracción de feria se puede detener de emergencia.

Otra configuración ventajosa de la invención prevé que el cabezal sensor y/o la carcasa de sensor tenga o tengan esencialmente una forma cilíndrica y que el cabezal sensor esté rodeado radialmente por la carcasa de sensor por zonas en la zona de alojamiento. En particular, la forma radial del cabezal sensor o de la ampolla permite una fabricación especialmente sencilla.

Además, es ventajoso que la carcasa de sensor presente al menos un medio de fijación que esté configurado para fijar la carcasa de sensor al al menos un componente que va a monitorizarse. El medio de fijación puede establecer una conexión en arrastre de fuerza y/o de forma con el al menos un componente que se va a monitorizar, pudiendo utilizarse también conexiones por unión de materiales en el sentido de esta invención para fijar la carcasa de sensor al al menos un componente que se va a monitorizar.

El medio de fijación está configurado, de manera especialmente preferente, como rosca externa normalizada, por ejemplo como rosca fina métrica ISO según DIN 13, por lo que el sistema sensor puede montarse y posicionarse sin gran dificultad.

La carcasa de sensor también puede presentar una conexión de cable de sensor que está configurada para conectarse a un circuito de monitorización de una atracción de feria. El circuito de monitorización puede ser, por ejemplo, un circuito de realimentación, un circuito de parada de emergencia o similar, pudiendo funcionar el conductor de medición preferiblemente como contacto de apertura. También es concebible que se detecte y lea una rotura de cable. En particular, una combinación de una conexión por cable con el circuito de monitorización, junto con una monitorización inalámbrica por medio de la unidad de radio y una posible detección óptica y/o visual del medio, puede crear múltiples redundancias que reducen la detección errónea de cambios mecánicos en el al menos un componente que se va a monitorizar.

Además, es especialmente ventajoso que el conductor de medición del cabezal sensor esté configurado como lazo de contacto, estando formado el lazo de contacto por un conductor eléctrico en forma de U que se extiende esencialmente desde el fondo de la ampolla hasta la parte superior de la ampolla y de vuelta dentro o sobre la ampolla o una pared de la ampolla. Los dos extremos libres del conductor eléctrico están conectados a este respecto con en cada caso un punto de contacto que está configurado para ser conectado eléctricamente con el sistema electrónico de medición en la carcasa de sensor por medio de una conexión eléctrica.

Además, también es especialmente ventajoso que el medio encerrado en la ampolla sea eléctricamente conductor y que el al menos un conductor de medición esté formado por al menos un primer electrodo y al menos un segundo electrodo. El primer electrodo y el segundo electrodo están separados entre sí en la ampolla y penetran en el medio. En consecuencia, la resistencia eléctrica entre el al menos un primer electrodo y el al menos un segundo electrodo puede ser registrada por el sistema electrónico de medición en la carcasa de sensor. Si se destruye la ampolla, el medio se escapa de la ampolla y se interrumpe la conexión eléctrica entre el al menos un primer electrodo y el al menos un segundo electrodo.

Según la invención, el medio en el cabezal sensor está provisto de un marcador. El marcador es, de manera especialmente preferible, un medio detectable visual y/u ópticamente. Más preferiblemente, la naturaleza del marcador es tal que el medio es fluorescente.

También ha demostrado ser ventajoso que el medio esté presurizado en el cabezal sensor o en la ampolla.

Otra configuración del cabezal sensor prevé que el sistema electrónico de medición y/o la unidad de radio estén dispuestos sobre o dentro del cabezal sensor. Además, el sistema electrónico de medición puede estar dispuesto sobre o dentro de la pared de la ampolla.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a una atracción de feria con al menos un sistema sensor según la invención. El sistema sensor según la invención se puede acoplar al al menos un componente de la atracción de feria que se va a supervisar sin esfuerzo significativo durante la fabricación de la atracción de feria o también se puede reequipar en atracciones de feria existentes sin ningún esfuerzo significativo en cuanto a cableado.

Otra configuración ventajosa de la presente invención prevé que la atracción de feria presente al menos un lector que esté configurado para comunicarse con la unidad de radio del sistema sensor para aumentar la seguridad de una atracción de feria. El lector se coloca, por ejemplo, en una montaña rusa a lo largo de una guía de carril, de modo que el lector pueda detectar la resistencia eléctrica del al menos un conductor de medición o la conductividad eléctrica del al menos un conductor de medición cuando pasa el vehículo con al menos un sistema sensor según la invención.

Además, es ventajoso que la atracción de feria presente al menos un sistema de monitorización basado en cámara, a través del cual sea posible una detección óptica del medio. Más preferiblemente, el sistema de monitorización puede presentar una fuente de radiación, mediante la cual se generan ondas de luz apropiadas para la detección óptica del medio, que excitan el medio para que emita fluorescencia. La fuente de luz puede emitir preferiblemente luz UV.

Dos ejemplos de realización de la presente invención según la invención se describirán en detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos. Muestran:

la Figura 1 una representación en perspectiva de un primer ejemplo de realización del sistema sensor según la invención con una carcasa de sensor y un cabezal sensor insertado en una zona de alojamiento en la carcasa de sensor y que presenta un cuerpo de ruptura configurado como ampolla de vidrio,

la Figura 2 una representación en sección simplificada del sistema sensor según la figura 1,

la Figura 3 una representación en perspectiva de un segundo ejemplo de realización del sistema sensor según la invención,

la Figura 4 otra representación en perspectiva del ejemplo de realización según la figura 3,

la Figura 5 una representación esquemática y en sección del sistema sensor según la figura 1, y

la Figura 6 una representación esquemática y en sección de un perfeccionamiento del cabezal sensor,

la Figura 7 una situación de instalación representada esquemáticamente del sistema sensor según la invención según la figura 1 en un vehículo sobre carriles de una atracción de feria, y

la Figura 8 una representación detallada de la situación de instalación del sistema sensor según la figura 7.

Dos ejemplos de realización preferidos de un sistema sensor 1 según la invención con un cabezal sensor 4 y un perfeccionamiento del cabezal sensor 4 se describen en detalle a continuación con referencia a las figuras 1 a 8, estando provistas las piezas funcionalmente idénticas con las mismas referencias.

En la figura 1 se puede observar un primer ejemplo de realización según la invención del sistema sensor 1. El sistema sensor 1 comprende una carcasa de sensor 2 y un cabezal sensor 4, estando formada la carcasa de sensor 2 a partir de un cuerpo de carcasa 20 cilíndrico hueco que presenta una zona de alojamiento 21 configurada como escotadura. Como se puede ver en particular a partir de la representación en sección de la figura 2 o 5, el cuerpo de carcasa 20 está configurado coaxialmente a un eje longitudinal 3 y rodea una zona de alojamiento 21, que también está orientada coaxialmente al eje longitudinal 3.

La carcasa de sensor 2 o el cuerpo de carcasa 20 presenta un medio de fijación 30, que en el ejemplo de realización representado está configurado como rosca fina M12xl, mediante la cual la carcasa de sensor 2 se fija al al menos un componente que se va a monitorizar, como se muestra en las figuras 7 y 8, por ejemplo.

La zona de alojamiento 21 está dispuesta en el lado de un primer extremo del cuerpo de carcasa 20, mientras que una conexión de cable de sensor 26 está dispuesta en el lado de un segundo extremo del cuerpo de carcasa 20. A través de la conexión de cable de sensor 26 se puede establecer una conexión eléctrica, por ejemplo, con un circuito de monitorización de una atracción de feria.

El cabezal sensor 4 está dispuesto en la zona de alojamiento 21 de la carcasa de sensor 2 o insertado en la zona de alojamiento 21 configurada como escotadura y sobresale libremente del primer extremo del cuerpo de carcasa 20 a lo largo del eje longitudinal 3.

El cabezal sensor 4 comprende un cuerpo de ruptura 40 con al menos un conductor de medición 50, pudiendo estar fabricado el cuerpo de ruptura 40 en forma de ampolla de un material de vidrio y presentar una pared 41 que encierra un medio 6.

El medio 6 en la ampolla 40 puede ser cualquier medio, por ejemplo un líquido de gran fluidez. Además, al medio se le puede añadir un agente fluorescente.

En el ejemplo de realización representado, la ampolla 40 presenta dos conductores de medición 50, que están configurados en cada caso como lazos de contacto 51 en forma de U eléctricamente conductores. Los conductores de medición 50 o los lazos de contacto 51 se extienden por el exterior de la pared 41, es decir, por el lado orientado en sentido opuesto al medio 6, entre un fondo de la ampolla 43 y una parte superior de la ampolla 42. Además, las figuras 1 y 2 muestran que los lazos de contacto 51 se extienden esencialmente por toda la longitud de la ampolla 40.

A este respecto es importante que el lazo de contacto 51 siempre se extienda, al menos por zonas, por la zona que sobresale libremente de la zona de alojamiento 21 o de la carcasa de sensor 2 desde el primer extremo.

En la zona del fondo de la ampolla 43, la ampolla 40 presenta dos puntos de contacto 55, véase la figura 5, por cada lazo de contacto 51, los cuales están conectados eléctricamente entre sí mediante el conductor de medición 50 o el lazo de contacto 51. En consecuencia, cada conductor de medición 50 tiene un punto de contacto 55 en ambos extremos.

La figura 2 muestra también que el cabezal sensor 4 presenta dos lazos de contacto 51 que están dispuestos diametralmente alrededor del eje longitudinal 3. Para proteger los lazos de contacto 51, el cuerpo de ruptura 40 está provisto de un revestimiento 44, que está hecho, por ejemplo, de un material quebradizo, por ejemplo, de vidrio o cerámica. Alternativamente, también se pueden usar otros materiales eléctricamente aislantes para el revestimiento 44, en particular plástico, barniz o similares.

En la zona de alojamiento 21 está prevista una guía 7 entre la carcasa de sensor 2 y el cabezal sensor 4, a través de la cual el cabezal sensor 4 se sujeta por un lado montado de manera amortiguada en la zona de alojamiento 21. Además, por otro lado, mediante un dimensionado adecuado de la guía 7, esta puede utilizarse como medio de sujeción 23 mediante el cual el cabezal sensor 4 se bloquea en la zona de alojamiento 21. La guía 7 está hecha preferiblemente de un material elástico de caucho, por ejemplo un material de elastómero, caucho o látex.

El respectivo lazo de contacto 51 está conectado al sistema electrónico de medición 25 por medio de puntos de contacto 55 y conexiones eléctricas 35, véase la figura 5, en donde el sistema electrónico de medición 25 conecta la conexión de cable de sensor 26 con el al menos un conductor de medición 50. El sistema electrónico de medición 25 también puede presentar uno o más circuitos eléctricos o módulos lógicos, a través de los cuales se conectan uno o más conductores de medición 50 en paralelo o en serie. El sistema electrónico de medición 25 también puede presentar una unidad de radio 28, como se muestra en la figura 5.

La función básica del sistema electrónico de medición 25 es crear una conexión eléctrica entre el al menos un conductor de medición 50 y la conexión de cable de sensor 26, de modo que el sistema sensor 1 pueda determinar la conductividad eléctrica o la resistencia eléctrica del conductor de medición 50 a través de un circuito de monitorización de una atracción de feria.

La conexión eléctrica entre el conductor de medición 50 y el sistema electrónico de medición 25 se puede implementar mediante una conexión de enchufe, que se materializa, por ejemplo, en la figura 5 en el lado de la carcasa de sensor 2 y en la figura 6 en el lado del cabezal sensor 4.

El ejemplo de realización representado en la figura 3 difiere del ejemplo de realización representado en las figuras 1 y 2 en el diseño de la carcasa de sensor 2, siendo evidente que la carcasa de sensor 2 es un cuerpo esencialmente cilíndrico que, por ejemplo, se puede pegar, insertar o unir de otro modo al al menos un componente de la atracción de feria que se va a monitorizar. La zona de alojamiento 21 está formada por una superficie frontal en el primer extremo de la carcasa de sensor 2, en donde cuatro conexiones eléctricas 35 sobresalen de la carcasa de sensor 2, las cuales están configuradas en cada caso para conectarse a un extremo de un conductor de medición 50 o un lazo de contacto 51. El cabezal sensor 4 está configurado a este respecto esencialmente de manera análoga a los cabezales sensores 4 representados en las figuras 1 y 2 y es una ampolla.

El lado del sistema sensor 1 orientado en sentido opuesto a la ampolla se muestra en la figura 4, en donde puede verse que la conexión de cable de sensor 26 presenta cuatro conexiones eléctricas 35, estando cada una de las conexiones eléctricas 35 conectada a un extremo de uno de los dos lazos de contacto 51.

La representación esquemática del sistema sensor en la figura 5 muestra que la carcasa de sensor 2 puede presentar una unidad de radio 28 con la que se puede comprobar la resistencia eléctrica o la conductividad eléctrica del conductor de medición 50.

En el ejemplo de realización representado en la figura 5, la unidad de radio 28 es un chip RFID que puede ser controlado y leído de manera inalámbrica por un lector. El chip RFID tiene un número de identificación o identificador mediante el cual se puede identificar unívocamente. El chip RFID es controlado y leído por el lector, por lo que el chip RFID se excita con una frecuencia UHF y genera una corriente que se conduce a través del conductor de medición 50 del cabezal sensor 4. El resultado de la medición de la conductividad eléctrica del conductor de medición 50 es enviado por el chip RFID 28 al lector, que a su vez está conectado a un circuito de monitorización de la atracción de feria, por ejemplo. Dependiendo de la conductividad del conductor de medición 50, el circuito de monitorización puede iniciar una señal de conmutación, una parada de emergencia o similar.

En la zona del fondo de la ampolla 43, la ampolla 40 presenta una punta de la ampolla 45 alargada que está configurada para establecer un acoplamiento en arrastre de fuerza y/o de forma con la carcasa de sensor 2. Para ello, por ejemplo, en la zona de alojamiento 21 de la carcasa de sensor 2 puede estar configurada una jaula de resorte que rodea y sujeta la punta de la ampolla 45, de modo que el cabezal sensor 4 quede fijado a la carcasa de sensor 2 en la zona de alojamiento 21.

La figura 6 muestra una representación esquemática y en sección del cabezal sensor 4 según la invención. El cabezal sensor 4 está fabricado a partir de una ampolla que está llena de un medio 6 eléctricamente conductor y que forma el cuerpo de ruptura 40. El al menos un conductor de medición 50 del cabezal sensor 4 consta de un primer electrodo 52 y un segundo electrodo 53, que están conectados eléctricamente por medio del medio 6 eléctricamente conductor. Para ello, el primer electrodo 52 y el segundo electrodo 53 penetran, aislados entre sí y distanciados entre sí, en el medio 6 dentro de la pared 41 de la ampolla, de modo que una corriente eléctrica puede fluir entre los extremos de los electrodos 52, 53 que penetran libremente en el medio. En caso de cambios mecánicos en el componente que se va a monitorizar, incluso las más mínimas tensiones pueden provocar grietas en la ampolla 40, a través de las cuales puede fluir el medio, como resultado de lo cual la conexión eléctrica entre el primer electrodo 52 y el segundo electrodo 53 se interrumpe. Puede estar previsto ventajosamente que el medio 6 en la ampolla 40 esté presurizado. De este modo, se favorece la salida del medio 6 incluso en caso de grietas muy finas y se detectan cambios mecánicos en el al menos un componente que se va a monitorizar en una etapa temprana.

Según la invención, está prevista una combinación de al menos un conductor de medición 50 formado por un lazo de contacto 51 con al menos un conductor de medición 50 formado por un primer electrodo 52, un segundo electrodo 53 y el medio 6 eléctricamente conductor, que puede aumentar la fiabilidad de la medición.

El uso del sistema sensor 1 para aumentar la seguridad de una atracción de feria en una atracción de feria 80 se puede ver en las figuras 7 y 8.

Las figuras 7 y 8 muestran un fragmento de una atracción de feria 80 sobre carriles, a saber, una montaña rusa, en donde, como puede verse en detalle en la figura 8, dos sistemas sensores 1 se utilizan para monitorizar el guiado de un vehículo 85 sobre carriles. Los sistemas sensores 1 están dispuestos en cada caso entre dos ruedas guía 90 adyacentes en un lado orientado hacia un carril guía 95 de tal manera que los cabezales sensores 4 sobresalgan libremente de la carcasa de sensor 2 en dirección al carril guía 95. Los sistemas sensores 1 se fijan al vehículo 85 sobre carriles mediante la interacción del medio de fijación 30 y dos tuercas roscadas 8, lo que permite un posicionamiento preciso de los sistemas sensores 1 sobre el vehículo 85 sobre carriles.

En caso de un cambio mecánico en el vehículo 85 sobre carriles, los cabezales sensores 4 entran, por ejemplo, en contacto con el carril guía 95, por lo que la ampolla 40 se rompe o se destruye. El medio 6 puede salirse de la ampolla y dejar un marcado de color en los componentes adyacentes. Al mismo tiempo, si se destruye la pared 41 de la ampolla 40, el al menos un conductor de medición 50 se corta, de modo que la resistencia del conductor de medición 50 o del lazo de contacto 51 se acerca a infinito o el conductor de medición 50 ya no es eléctricamente conductor debido a una interrupción. Mientras que la interrupción del conductor de medición 50 puede detectarse por medios electrónicos, el marcado de color puede detectarse ópticamente de manera automática por el medio 6 sobre la base de una cámara, por ejemplo mediante luz UV, o visualmente por el personal operario durante una inspección visual.

Así, según la invención, se proporciona un sistema sensor 1 para aumentar la seguridad de la atracción de feria, así como una atracción de feria que puede detectar cambios mecánicos de al menos un componente que se va a monitorizar de diferentes maneras y con múltiples redundancias. El sistema sensor 1 según la invención puede funcionar tanto por cable como de manera inalámbrica y permite al menos dos técnicas de medición diferentes para detectar un cambio mecánico, en particular un cambio mecánico como la fatiga del material y el desgaste en el al menos un componente que se va a monitorizar. Por un lado, siempre se genera una señal eléctrica y, por otro lado, se consigue una coloración visual y/u ópticamente perceptible del componente afectado por el cambio mecánico. Lista de referencias

1 sistema sensor

2 carcasa de sensor

4 cabezal sensor

6 medio

7 guía

8 tuerca roscada

9 cable de sensor

20 cuerpo de carcasa

21 zona de alojamiento

22 contacto de enchufe

23 medio de sujeción

25 sistema electrónico de medición

26 conexión de cable de sensor

28 chip RFID

30 medio de fijación

35 conexión eléctrica

40 cuerpo de ruptura

41 pared

42 parte superior del cuerpo de ruptura

43 fondo del cuerpo de ruptura

44 revestimiento

45 punta del cuerpo de ruptura

50 conductor de medición

51 lazo de contacto

52 primer electrodo

53 segundo electrodo

55 punto de contacto

Claims (18)

REIVINDICACIONES

1. Cabezal sensor (4) para un sistema sensor (1) para la detección temprana de cambios mecánicos, en particular fatiga del material y desgaste, en donde el cabezal sensor (4) comprende un cuerpo de ruptura (40) con al menos un conductor de medición (50) eléctrico,

caracterizado por que

- el cuerpo de ruptura (40) presenta una ampolla con una pared (41) que encierra un recipiente con un medio (6), - en donde el al menos un conductor de medición (50) se extiende en o sobre la pared (41), y

- en donde el medio (6) comprende un líquido y/o un gas, y por que el medio (6) está provisto de un marcador perceptible visual y/u óptica y/u olfativamente.

2. Cabezal sensor (4) según la reivindicación 1,

caracterizado por que

el cuerpo de ruptura (40) está hecho de un material eléctricamente aislante.

3. Cabezal sensor (4) según una de las reivindicaciones 1 o 2,

caracterizado por que

el cuerpo de ruptura (40) está hecho de un material quebradizo, preferiblemente de un material cerámico o vidrio.

4. Cabezal sensor (4) según una de las reivindicaciones 1 a 3,

caracterizado por que

el medio (6) es eléctricamente conductor, y por que el al menos un conductor de medición (50) está formado por un primer electrodo (52) y un segundo electrodo (53) que están separados entre sí en la ampolla (40) y penetran en el medio (6).

5. Sistema sensor (1) para la detección temprana de cambios mecánicos, en particular fatiga del material y desgaste, que comprende

- una carcasa de sensor (2) con una zona de alojamiento (21) y

- un cabezal sensor (4) según una de las reivindicaciones 1 a 4,

- en donde el cabezal sensor (4) está sujeto en la zona de alojamiento (21) de la carcasa de sensor (2) y sobresale de la carcasa de sensor (2) al menos por zonas,

- en donde el al menos un conductor de medición (50) está conectado eléctricamente por medio de al menos un sistema electrónico de medición (25) en la carcasa de sensor (2), y

- en donde la resistencia eléctrica del al menos un conductor de medición (50) puede registrarse mediante el sistema electrónico de medición (25).

6. Sistema sensor (1) según la reivindicación 5,

caracterizado por que

al menos una conexión eléctrica (35) entre el conductor de medición (50) y el sistema electrónico de medición (25) es una conexión de enchufe.

7. Sistema sensor (1) según una de las reivindicaciones 5 o 6,

caracterizado por que

el cabezal sensor (4) está sujeto en arrastre de forma y/o de fuerza en la zona de alojamiento (21) en la carcasa de sensor (2) mediante la conexión eléctrica (35).

8. Sistema sensor (1) según una de las reivindicaciones 5 a 7,

caracterizado por que

está prevista una guía (7) en la zona de alojamiento (21) entre la carcasa de sensor (2) y el cabezal sensor (4), y por que la guía (7) está hecha de un material amortiguador.

9. Sistema sensor (1) según una de las reivindicaciones 5 a 8,

caracterizado por que

el medio en el cabezal sensor (4) está presurizado.

10. Sistema sensor (1) según una de las reivindicaciones 5 a 9,

caracterizado por que

el cabezal sensor (4) presenta esencialmente una forma cilíndrica, y por que el cabezal sensor (4) en la zona de alojamiento (21) está rodeado radialmente por zonas por la carcasa de sensor (2).

11. Sistema sensor (1) según una de las reivindicaciones 5 a 10,

caracterizado por que

la carcasa de sensor (2) presenta al menos un medio de fijación (30) que está configurado para fijar la carcasa de sensor (2) a al menos un componente que se va a monitorizar.

12. Sistema sensor (1) según la reivindicación 11,

caracterizado por que

el al menos un medio de fijación (30) presenta una rosca externa.

13. Sistema sensor (1) según una de las reivindicaciones 5 a 12,

caracterizado por que

la carcasa de sensor (2) presenta una conexión de cable de sensor (26) que está configurada para conectarse a un circuito de monitorización de una atracción de feria.

14. Sistema sensor (1) según una de las reivindicaciones 5 a 13,

caracterizado por que

el sistema electrónico de medición (25) presenta una unidad de radio (28) a través de la cual se puede consultar de manera inalámbrica la resistencia eléctrica del al menos un conductor de medición (50).

15. Sistema sensor (1) según una de las reivindicaciones 5 a 14,

caracterizado por que

la unidad de radio (28) es un chip RFID que se puede controlar y leer.

16. Atracción de feria con un sistema sensor (1) según una de las reivindicaciones 5 a 15.

17. Atracción de feria según la reivindicación 16,

caracterizada por que

está previsto al menos un lector de radio que está configurado para comunicarse con la unidad de radio (28) del sistema sensor (1).

18. Atracción de feria según la reivindicación 16 o 17,

caracterizada por que

está prevista al menos una cámara, que está configurada para registrar ópticamente un medio (6) que se escape del cuerpo de ruptura (40).