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System and method of structural monitoring (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)CM Patents

Índice de la ficha

Updated at
24/07/2026
Numero publicacion
ES.2659093.A1
Fecha publicacion
13/03/2018
Numero solicitud
ES20170030734
Fecha presentacion
26/05/2017

En detalle

Resumen

System and method of structural monitoring of wireless type and based on the monitoring of the impedance at high frequency in different points of a structure through the use of piezoelectric sensors-actuators and designed to determine at any moment the state of real deterioration of any structure (civil, mechanical, aeronautical, etc.). The system consists of one or several wireless nodes, a coordinating node that manages the operation of all wireless nodes and a server for storing and processing information and which allows the remote management via the internet of the coordinator node through a web interface. The system includes an optimal energy management of the different modules. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Reivindicaciones

1. 5 2. 10 3. 15 4. 20 5. 25 6. 30 7. 35 8. 1. Sistema de monitorización estructural que comprende: 9. • al menos un nodo sensor (102) inalámbrico, que a su vez comprende: 10. o al menos un sensor piezoeléctrico (214); 11. o un microcontrolador (201); 12. o un módulo de transmisión inalámbrica (204); 13. o un módulo analizador de impedancias (202); 14. o un multiplexor (203), y; 15. o un módulo de gestión de energía (209); 16. donde el módulo analizador de impedancias (202) está conectado al microcontrolador (201) y está conectado, a través del multiplexor (203), al al menos un sensor piezoeléctrico (214), donde el microcontrolador (201) está conectado al módulo de transmisión inalámbrica (204) y donde el módulo de transmisión de energía (209) está conectado al microcontrolador (201), al módulo de transmisión inalámbrica (204), al módulo analizador de impedancias (202) y al multiplexor (203); 17. donde el al menos un nodo sensor (102) está configurado para fijarse a una estructura a monitorizar, para la realización de ensayos de impedancia electromecánica sobre la estructura; 18. caracterizado por que el sistema comprende: 19. • al menos un nodo coordinador (101) inalámbrico, que a su vez comprende: 20. o un microcontrolador (402); 21. o unos medios de alimentación; 22. 5 23. 10 24. 15 25. 20 26. 25 27. 30 28. 35 29. o un primer módulo de conexión inalámbrica (403), y; 30. o un segundo módulo de conexión inalámbrica (401); 31. donde el primer módulo de conexión inalámbrica (403) del al menos un nodo coordinador (101) y el módulo de transmisión inalámbrica (204) del al menos un nodo sensor (102) están configurados para conectarse bidireccionalmente entre sí, y; donde el segundo módulo de conexión inalámbrica (401) del al menos un nodo coordinador (101) está configurado para conectarse bidireccionalmente con un servidor externo (103) remoto; 32. de manera que, el sistema está configurado para que, mediante una orden enviada desde el servidor externo (103) remoto al al menos un nodo coordinador (101) correspondiente, por medio de al menos un dispositivo externo (106) conectado al servidor externo (103) remoto, el al menos un nodo coordinador (101) ordene al al menos un nodo sensor (102) correspondiente la realización de un ensayo de impedancia electromecánica de la estructura; 33. y donde el sistema está configurado para que el al menos un nodo sensor (102) envíe los datos procedentes del ensayo de impedancia electromecánica de la estructura al servidor externo (103) remoto, a través del al menos un nodo coordinador (101). 34. 2. El sistema de monitorización estructural según la reivindicación 1, caracterizado por que el módulo de gestión de energía (209) comprende una batería (208). 35. 3. El sistema de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que: 36. - el al menos un nodo coordinador (101) comprende una tarjeta de memoria (404) micro-SD, configurada para almacenar los datos de los ensayos recibidos del al menos un nodo sensor (102) asociado al al menos un nodo coordinador (101), y; 37. 5 38. 10 39. 15 40. 20 41. 25 42. 30 43. 35 44. - el al menos un nodo sensor (102) comprende una tarjeta de memoria (206) micro-SD, configurada para almacenar los datos de los ensayos de impedancia electromecánica estructural realizados. 45. 4. El sistema de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una pluralidad de nodos sensores (102) inalámbricos. 46. 5. El sistema de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el microcontrolador (201) del al menos un nodo sensor (102) está configurado para mantener en estado de hibernación al analizador de impedancias (202) y al multiplexor (203), en tanto no reciba, a través del módulo de transmisión inalámbrica (204) una orden de realización de un análisis procedente del al menos un nodo coordinador (101) correspondiente. 47. 6. El sistema de monitorización estructural según la reivindicación 5, caracterizado por que el microcontrolador (201) del al menos un nodo sensor (102) está configurado para mantener en estado de hibernación al módulo de transmisión inalámbrica (204), en tanto no reciba una orden de activación procedente de un reloj en tiempo real (205) del al menos un nodo sensor (102), donde dicho reloj en tiempo real (205) está conectado al módulo de gestión de energía (209) y al microcontrolador (201). 48. 7. El sistema de monitorización estructural según la reivindicación 6, caracterizado por que el microcontrolador (201) del al menos un nodo sensor (102) está configurado para mantenerse a sí mismo en estado de hibernación en tanto no reciba una orden de activación procedente del reloj en tiempo real (205). 49. 8. El sistema de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el al menos un nodo sensor (102) comprende un número de sensores piezoeléctricos (203) seleccionado entre uno y dieciséis. 50. 9. El sistema de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo de gestión de energía (209) del al menos un nodo sensor (102) comprende una batería (208), un regulador de tensión continua-continua (207) y un cargador (215) conectado a la batería (208), donde dicho cargador (215) está configurado para conectarse a una fuente de alimentación externa. 51. 5 52. 10 53. 15 54. 20 55. 25 56. 30 57. 35 58. 10. El sistema de monitorización estructural según la reivindicación 9, caracterizado por que la fuente de alimentación externa es un panel solar (210). 59. 11. El sistema de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el módulo analizador de impedancias (202) comprende un chip AD5933. 60. 12. El sistema de monitorización estructural según la reivindicación 11, caracterizado por que el módulo analizador de impedancias (202) comprende un amplificador operacional configurado en modo seguidor de tensión, de manera que dicho amplificador operacional está conectado entre el chip AD5933 y el multiplexor (203). 61. 13. El sistema de monitorización estructural según la reivindicación 11, caracterizado por que el módulo analizador de impedancias (202) comprende un amplificador operacional para realizar la conversión de la señal de corriente en una señal de tensión de forma externa al chip AD5933. 62. 14. El sistema de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el servidor externo (103) remoto comprende una base de datos (107) para el almacenamiento de los datos de los ensayos realizados, de información relativa a los nodos sensores (102) del sistema, y de información relativa a los nodos coordinadores (101) del sistema; donde la base de datos (107) está configurada para permitir acceder a dicha base de datos (107) únicamente a través de unas aplicaciones PHP (108). 63. 15. El sistema de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que está configurado para ser gestionado por medio de una aplicación Web (109) ejecutable en el al menos un dispositivo externo (106). 64. 16. Método de monitorización estructural empleando el sistema de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende: 65. - introducir una orden, a través de un dispositivo externo (106) conectado a un servidor externo (103), de realizar un ensayo de impedancia electromecánica de una estructura seleccionada; 66. 5 67. 10 68. 15 69. 20 70. 25 71. 30 72. 35 73. - activar el módulo de transmisión inalámbrica (204) del al menos un nodo sensor (102), por medio del microcontrolador (201) del al menos un nodo sensor (102); 74. - interrogar, por medio del microcontrolador (201) del nodo sensor (102), y por medio del módulo de transmisión inalámbrica (204), al al menos un nodo coordinador (101), acerca de la existencia de una orden de realización de un ensayo de impedancia electromecánica estructural; 75. - recibir, por medio del módulo de transmisión inalámbrica (204) del al menos un nodo sensor (102), dicha orden de realización del ensayo de impedancia electromecánica estructural; 76. - activar, por medio del microcontrolador (201) del nodo sensor (102), el analizador de impedancias (202) y el multiplexor (203) del nodo sensor (102); 77. - ordenar, por medio del microcontrolador (201) del nodo sensor (102), la realización del ensayo de impedancia electromecánica, a través del analizador de impedancias (202), el multiplexor (203) y el al menos un sensor piezoeléctrico (214); 78. - procesar, por medio del analizador de impedancias (202) y del microcontrolador (201), los datos recibidos por parte del al menos un sensor piezoeléctrico (214); 79. - enviar al al menos un nodo coordinador (101), por medio del módulo de transmisión inalámbrica (204), los datos del ensayo de impedancia electromecánica realizado; 80. - desactivar, por medio del microcontrolador (201) del nodo sensor (201), el módulo de transmisión inalámbrica (204) del nodo sensor (201); 81. - enviar, al servidor externo (103) remoto, por medio del microcontrolador (402) y del segundo módulo de conexión inalámbrica (401) del al menos un nodo coordinador (101), los datos procesados procedentes del ensayo de impedancia electromecánica realizado; 82. - enviar, desde el servidor externo (103) remoto, al al menos un dispositivo externo (106), los datos procesados procedentes del ensayo de impedancia electromecánica realizado. 83. 5 17. Método de monitorización estructural según la reivindicación 15, caracterizado por 84. que la activación del módulo de transmisión inalámbrica (204) del al menos un nodo sensor (102), por medio del microcontrolador (201) del al menos un nodo sensor (102), se produce previa activación del microcontrolador (201) por parte de una señal procedente de un reloj en tiempo real (205). 85. 10 86. 18. Método de monitorización estructural según cualquiera de las reivindicaciones 15 ó 16, caracterizado por que comprende: 87. - desactivar, por medio del microcontrolador (201) del al menos un nodo sensor 88. 15 (102), el módulo de transmisión inalámbrica (204) del al menos un nodo sensor 89. (102), inmediatamente después de terminar la recepción de la orden de realización del ensayo de impedancia electromecánica estructural, y; 90. - activar, por medio del microcontrolador (201) del al menos un nodo sensor 91. 20 (102), el módulo de transmisión inalámbrica (204) del al menos un nodo sensor 92. (102), inmediatamente antes de iniciar el envío, al al menos un nodo coordinador (101), de los datos del ensayo de impedancia electromecánica realizado.

Etiquetas

Inventores
Perez Calleja AlbertoPerera Velamazan Ricardo
Solicitantes
Universidad Politécnica de Madrid
Clasificacion ipc
G01N 29/ 22 A IG05B 23/ 02 A I
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