ITCE20090012A1 - Processo di monitoraggio in continuo, in tempo reale ed a quote variabili di inquinanti aerodispersi. - Google Patents
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Description
O. RIASSUNTO
La presente invenzione concerne un processo per il monitoraggio in continuo. in tempo reale ed a quote variabili di inquinanti aerodispersi.
In particolare. utilizzando una piattaforma volante multirotore. un sistema di convogliamento fluidodinamico, uno specifico sensore ed un sistema di trasmissione a distanza dei dati rilevati. è possibile monitorare lungo transetti verticali e/o traiettorie spaziali la presenza ed eventuahnente la concentrazione di inquinanti aerodispersi.
Il processo viene realizzato accoppiando singoli elementi, opportunamente costruiti ed integrati. collocandoli in una sequenza prestabilita ed imponendo una determinata procedura operativa, in particolare si evidenzia che:
- la pianafonna multirotore non ha presenza umana a bordo, è controllata a distanza pur avendo un sistema automatico di stabilizzazione del volo a bordo ed un sistema di terminazione dello stesso in caso di guasti e/o anomalie di funzionamento.
- il sistema di convogliamento fluidodinamico è costituito da un elemento tronco-conico collocato nella parte superiore della piattaforma e saldamente ancorato alla stessa: in dellaglio, quest'elemento ha una lunghezza tale da permettere il prelievo dell'aria da monitorare parzialmente al di fuori del campo di influenza dei rotori e le zone di ingresso ed uscita del flusso sono collocate in modo da permellere il transito d'aria senza impedimenti.
- il sensore per inquinanti aerodispersi è collocato nella parte superiore della piattaforma in corrispondenza della base del sistema di convogliamento fluidodinamico ed ha la parte sensibile immersa nel flusso uscente.
La piattaforma allestita con il sistema di convogliamento fluidodinamico. uno specifico sensore ed un sistema di trasmissione a distanza dei dati rilevati viene condotta in volo secondo traiellorie verticali, imponendo punti di stazionamento a quote variabili e prevedendo spostamenti per ricollocazione secondo movimenti traslatori. I transeni verticali si onengono imponendo percorsi che seguano linee ortogonali al piano campagna e con un vertice sullo stesso.
Allegato 1
Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo: "Processo di monitoraggio in continuo, in tempo reale ed a quote variabili di inquinanti aerodispersi"
La presente invenzione concerne un processo per il monitoraggio in continuo, in tempo reale ed a quote variabili di inquinanti aerodispersi.
In particolare, utilizzando una piattaforma volante multi rotore, un sistema di convogliamento fluidodinamico, uno specifico sensore ed un sistema di trasmissione a distanza dei dati rilevati, è possibile monitorare lungo transetti verticali e/o traiettorie spazi ali la presenza ed eventualmente la concentrazione di inquinanti aerodispersi.
Ad oggi sono numerose le tecnologie ed processi finalizzati al campionamento e/o al monitoraggio di inquinanti ma ben meno sono i riferimenti relativi allo studio di quelli aerodi spersi.
Inoltre, risultano rari e/o assenti processi di monitoraggio di inquinanti aerodispersi in quota.
Infine, sono del tutto assenti i processi di monitoraggio di inquinanti aerodispersi che propulsione elettrica e senza presenza umana a bordo, convogliatori tluidodinamici e sensori con tecnologie di rilievo in continuo e con trasmissione ed analisi dei dati in tempo reale su postazione di terra.
Ad esempio in ambito nazionale vi è il seguente brev. nO0001335299 - (2002-2006 -trovato per la captazione di inquinanti aerodispersi in ambiente urbano formato da un sistema centrifugo accoppiato ad un captatore tangenziale) che non risulta però prevedere attività di rilievo a quote variabili ed in continuo con monitoraggio in tempo reale.
Anche nei brevetti citati di seguito, pur essendo contemplata genericamente l'attività di monitoraggio, non risulta dichiarata alcuna attività da svolgersi a quote variabili con l'ausilio di una piattaforma volante multi rotore, a distanza e senza presenza umana a bordo:
• brev. nO 0001286360 - (1996-1998 - apparecchio e metodo di monitoraggio di aria ambiente)
• brev. nO 0001321093 - (2000-2003 - dispositivo e metodo per il monitoraggio del rapporto carburante/aria della miscela di aria e vapori alimentati in uscita da un accumulatore di vapori di carburante.)
• brev. n° 0001333853 - (2002-2006 procedimenti di monitoraggio dell'ambiente urbano, in particolare dell'aria)
• brev. nO UD2003A000232 (2003-2007 - metodo e relativo sensorecampionatore per il monitoraggio e la campionatura delle polveri ferromagnetiche nell'aria e nei liquidi)
E' bene precisare che tutta la letteratura brevettuale sino ad ora descritta, seppur vicina a quanto qui proposto per l'uso di alcune terminologie comuni, non ricade nel campo specifico della presente invenzione; in particolare dall'analisi eseguita risulta evidente la forte innovazione soprattutto per l'aspetto correlato alla possibilità di esegUIre monitoraggio a quote variabili, con piattaforme volanti multi rotore senza presenza umana a bordo.
Il processo viene realizzato accoppiando singoli elementi, opportunamente costruiti ed integrati, collocandoli in una sequenza prestabilita ed imponendo una determinata procedura operativa.
Nella figura 1, presente in allegato 2, è possibile comprendere al meglio il processo qui introdotto attraverso la rappresentazione dei principali componenti fisici collocati nella posizione prevista per l'esecuzione delle attività; inoltre ne è rappresentato anche il legame funzionale.
I principali componenti che garantiscono l'efficacia del processo qui descritto sono:
• piattaforma volante multi rotore
• convogliatore tluidodinamico
• sensore per inquinanti aerodispersi
• postazione di terra per: ricezione dei dati trasmessi/ ricevuti - controllo velivolo di ciascun componente riportato sopra è presente una rappresentazione con relativo riferimento nella figura l presente in allegato 2.
In particolare si evidenzia che:
- la piattafonna multi rotore è a propulsione elettrica, non ha presenza umana a bordo ed è controllata a distanza;
- la piattaforma multi rotore ha un sistema automatico di stabilizzazione del volo a bordo ed un sistema di terminazione dello stesso in caso di guasti e/o anomalie di funzionamento;
- il sistema di convogliamento fluidodinamico è costituito da un elemento tronco-conico collocato nella parte superiore della piattaforma e saldamente ancorato alla stessa; in dettaglio, quest'elemento ha una lunghezza tale da permettere il prelievo dell'aria da monitorare parzialmente al di fuori del campo di influenza dei rotori e le zone di ingresso ed uscita del flusso sono collocate in modo da permettere il transito d'aria senza impedimenti;
- il sensore per inquinanti aerodispersi è collocato nella parte superiore della piattaforma in corrispondenza della base del sistema di convogliamento fluidodinamico ed ha la parte sensibile immersa nel flusso uscente.
Per garantire la corretta esecuzione del processo la piattafonna multi rotore, allestita con il sistema di convogliamento fluidodinamico, uno specifico sensore ed un sistema di trasmissione a distanza dei dati rilevati, viene condotta in volo secondo traiettorie verticali, imponendo punti di stazionamento a quote variabili e prevedendo spostamenti per ricollocazione secondo movimenti traslatori.
I transetti verticali si ottengono imponendo percorsi che seguano linee ortogonali al piano campagna e con un vertice sullo stesso.
Quanto rilevato dal sensore a bordo della piattaforma viene trasmesso ad una postazione di terra dove è possibile visualizzare, analizzare e salvare i dati ricevuti.
Quanto rilevato dal sensore a bordo della piattaforma è georeferenziato grazie alla possibilità di utilizzare la sensoristica di cui è dotato il multi rotore per consentirne il volo autonomo, semi-autonomo e/o con controllo remoto.
Il sensore per inquinanti aerodispersi è in funzione per tutta la durata della missione/volo garantendo la misura in continuo.
Il sistema di trasmissione a distanza dei dati, presente a bordo della piattaforma multi rotore, è accoppiato con un sistema di ricezione degli stessi, presente nella postazione di terra, in modo tale da consentire il transito dei dati e la visualizzazione degli stessi in tempo reale.
Infine, la possibilità di visualizzare in tempo reale, sulla postazione di terra, la posizione 3D della piattaforma volante multi rotore, permette di condurre la stessa attraverso sequenze di punti di stazionamento prestabilite e tali da costituire una griglia di campionamento spaziale dello scenario sotto esame.
In particolare, costituisce elemento caratterizzante del nostro sistema anche l'utilizzo di un convogliatore tluidodinamico che consente l'analisi di aria non perturbata dal sistema di propulsione e sostentamento della piattaforma volante citata.
Si evidenzia, inoltre, che la motorizzazione utilizzata per la movimentazione delle eliche presenti nel multi rotore è di tipo elettrico e, pertanto, risulta assente l'alterazione dello scenario esaminato per inquinanti introdotti da sistemi di combustione (tipicamente utilizzati nei motori a combustione interna).
Si riporta di seguito, con l'esempio nOI, una procedura operativa specifica per il "Monito raggio in continuo, in tempo reale ed a quote variabili di CO2''
ESEMPIO nO 1
Monitoraggio in continuo, in tempo reale ed a quote variabili di CO2
Si allestisce una piattaforma volante multi rotore con convogliatore tluidodinamico, sensore per CO2, e sistema di trasmissione dati a distanza verso postazione di terra; In particolare, per la particolare applicazione scelta le specifiche tecniche dei principali componenti utilizzati sono:
• sistema multi rotore a propulsione elettrica, con diametro esterno massimo di 60 cm, sistema di controllo remoto RC 2.4 GHz, sistema di auto-stabilizzazione MEMS, sistema di localizzazione GPS;
• convogliatore tluidodinamico con geometria tronco-conica e con lunghezza totale di 65 cm
• sensore per con tecnologia elettrootti ca (accoppi amento semi conduttore/fotodi odo) AI-In-Sb. Diametro elemento sensibile 20 mm, ingombro max "in pianta" 25x40 mm. Porta dati RS-232
• sistema di trasmissione dati a distanza basato su radiomodem seriale operante a 2.4 GHz
Si allestisce una postazione di terra per la trasmissione/ricezione ed elaborazione dei dati relativi alla piattaforma volante. In particolare, per la particolare applicazione scelta le specifiche tecniche dei princi pali componenti utilizzati sono:
• n° 1 PC laptop
• n° 1 radiomodem seriale operante a 2.4 GHz
• TX R/C 2.4 GHz
Si verifica l'interconnessione tra il sistema da porre in volo e la postazione di terra-R/C attraverso il controllo dei dati ricevuti e l'attuazione di specifici comandi di attuazione del sistema di guida/navigazione/controllo;
Si avvia, sulla postazione di terra-PC laptop, la ricezione, il controllo ed il salvataggio dei dati analizzati e trasmessi dal sistema/sensore a bordo del multi rotore (garantendone il funzionamento in continuo ed in tempo reale tramite opportuna configurazione dei parametri del trasferimento seriale ).
Si colloca la piattaforma multi rotore con il sensore/ convogliatore fluidodinamico in prossimità di una sorgente di inquinanti aerodispersi con posizione e concentrazione nota per una validazione/taratura dei dati rilevati;
Si mette in volo la piattaforma allestita nel contesto da monitorare, conducendola secondo traiettorie predefinite, a quote variabili a con punti di stazionamento/misurazione; I transetti verticali si ottengono imponendo percorsi che seguano linee ortogonali al piano campagna e con un vertice sullo stesso.
Si visualizzano i dati ricevuti, previa elaborazione, sulla postazione di terra
L'intero processo garantisce la possibilità di visualizzare in tempo reale, sulla postazione di terra, la posizione 3D della piattaforma volante multi rotore, permettendo di condurre la stessa attraverso sequenze di punti di stazionamento/misurazione prestabilite e tali da costituire una griglia di campionamento spazi al e dello scenario da cUi attribuire dati raccolti dal sensore di bordo.
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI 1- Processo in continuo, in tempo reale ed a quote variabili per il monitoraggio di inquinanti aerodispersi. Il processo comprende le seguenti operazioni: a. allestimento di una piattaforma volante multi rotore con convogliatore tluidodinamico, sensore per inquinanti aerodispersi, e sistema di trasmissione/ricezione dati a distanza da/verso postazione di terra; b. allestimento di una postazione di terra per la ricezione/trasmissione ed elaborazione dei dati relativi alla piattaforma di cui al punto a); c. interconnessione dei sistemi di cui ai punti a) e b) con sistema di trasmissione dati a distanza senza l'utilizzo di cablaggi; d. verifica dell'interconnessione di cui al punto c) attraverso il controllo dei dati ricevuti nella postazione di terra collocando il sistema di cui al punto a) in prossimità di una sorgente di inquinanti aerodispersi con posizione geografica e concentrazione nota; e. messa in volo della piattaforma allestita di cui al punto a) nel contesto da monitorare secondo traiettorie predefinite, a quote variabili con punti di stazionamento definiti da una griglia 3D; f. ricezione, processamento, visualizzazione e salvataggio dei dati analizzati e trasmessi dal sistema (in continuo ed in tempo reale) di cui al punto a), attraverso la ricezione ed elaborazione degli stessi sulla postazione di cui al punto b); 2- Il processo secondo la rivendicazione 1), inoltre, utilizza un convogliatore tluidodinamico che consente l'analisi di aria non perturbata dal sistema di propulsione e sostentamento della piattaforma volante multirotore; 3- Il processo secondo la rivendicazione l) e 2), inoltre, utilizza una piattaforma volante multi rotore, con anche controllo a distanza e senza presenza umana a bordo; 4- Il processo secondo la rivendicazione l), 2) e 3) inoltre, utilizza una piattaforma volante multi rotore a propulsione elettrica, e, pertanto, risulta assente qualsiasi alterazione dello scenario esaminato dovuta ad inquinanti introdotti da sistemi di combustione presenti a bordo (come ad esempio quelli tipicamente utilizzati nei motori a combustione interna). 5- Il processo secondo la rivendicazione l), 2), 3) e 4), inoltre, garantisce la possibilità di visualizzare in tempo reale, sulla postazione di terra, la posizione 3D della piattaforma volante multi rotore, permettendo di condurre la stessa attraverso sequenze di punti di stazionamento/misurazione prestabilite e tali da costituire una griglia di campionamento spaziale dello scenario da monitorare cui attribuire i dati raccolti dal sensore di bordo.
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