IT202100001385A1 - SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING AND/OR VERIFYING THE INTEGRITY OF A STRUCTURE OR MANUFACTURED - Google Patents
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Description
SISTEMA E METODO PER IL MONITORAGGIO E/O LA VERIFICA DELL?INTEGRITA? DI UNA STRUTTURA O MANUFATTO SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING AND/OR VERIFYING THE INTEGRITY? OF A STRUCTURE OR MANUFACTURED
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo di applicazione Field of application
La presente invenzione ? generalmente applicabile nel campo tecnico dei sistemi e metodi di monitoraggio e verifica dell?integrit? di strutture o manufatti, ed ha particolarmente per oggetto un sistema ed un metodo per la determinazione della presenza, dimensione e posizione di crepe e/o deformazioni. The present invention ? generally applicable in the technical field of systems and methods of monitoring and verification of the integrity? of structures or artefacts, and has in particular as its object a system and a method for determining the presence, size and position of cracks and/or deformations.
Stato della Tecnica State of the art
? noto che le infrastrutture e le strutture portanti civili e non, quali edifici, viadotti, ponti, gallerie, macchinati, strutture mobili o simili richiedano un adeguato monitoraggio dello stato di integrit? sia per garantire con un elevato livello di sicurezza la stabilit? strutturale che per programmare le operazioni di manutenzione che risultano particolarmente onerose sia in termini di costi che di tempo. ? Is it known that civil and non-civil infrastructure and load-bearing structures, such as buildings, viaducts, bridges, tunnels, machinery, mobile structures or the like, require adequate monitoring of the state of integrity? both to ensure with a high level of security the stability? structure and to schedule maintenance operations which are particularly expensive both in terms of costs and time.
Tali problematiche riguardano le strutture portanti sopra descritte, manufatti portanti, ad esempio pilastri o balconi o balaustre, manufatti non portanti, ad esempio cornicioni, ed in generale qualsiasi parte di strutture o manufatti che potrebbe staccarsi dalla propria sede coinvolgendo quanto si trova ad un livello inferiore, ad esempio un altro edificio o un passante. These problems concern the load-bearing structures described above, load-bearing artefacts, for example pillars or balconies or balustrades, non-loadbearing artefacts, such as cornices, and in general any part of structures or artefacts which could detach from its location involving what is located at a level lower, such as another building or a passer-by.
Un inconveniente noto che coinvolge le strutture o manufatti in generale ? l?insorgere ed il progressivo aumento di discontinuit? e/o difetti di integrit?, quali crepe e fessurazioni, oppure le deformazioni della struttura o manufatto oppure di parte della stessa. A known drawback involving structures or artifacts in general? the onset and the progressive increase of discontinuity? and/or integrity defects, such as cracks and fissures, or deformations of the structure or product or part of it.
Tale problematica ? quanto pi? evidente nel caso si verifichino eventi naturali e non quali movimenti tellurici, alluvioni, incendi, valanghe, smottamenti, frane, esplosioni, sovraccarichi. Eventualmente, nel caso la struttura sia un viadotto, anche la variazione delle condizioni di traffico, ad esempio aumento del numero di veicoli transitanti oppure della massa degli stessi influisce sull?insorgere o propagarsi di crepe e fessurazioni. Such a problem? how much more evident in the event of natural and non-natural events such as telluric movements, floods, fires, avalanches, landslides, landslides, explosions, overloads. Possibly, if the structure is a viaduct, the variation in traffic conditions, for example an increase in the number of transiting vehicles or their mass, also affects the onset or spread of cracks and fissures.
Tali problematiche riguardano sia gli edifici nuovi che gli edifici gi? realizzati ed, in particolare, gli edifici storici. These problems concern both new buildings and existing buildings. built and, in particular, historic buildings.
Per il monitoraggio delle crepe, sono noti metodi e sistemi che permettono di monitorare una singola crepa gi? identificata e visibile sul manufatto o struttura. Per il monitoraggio di deformazioni, sono noti sistemi costituiti da sensori quali ad esempio estensimetri, inclinometri, accelerometri che permettono di controllare lo stato di deformazione di singoli punti predeterminati. In altre parole, i sistemi noti consentono quindi il monitoraggio di singole crepe o deformazioni gi? individuate come presenza, posizione e dimensione. For crack monitoring, methods and systems are known which allow monitoring of a single crack already in the past. identified and visible on the building or structure. For monitoring deformations, systems consisting of sensors such as for example strain gauges, inclinometers, accelerometers are known which allow to control the state of deformation of individual predetermined points. In other words, known systems therefore allow the monitoring of individual cracks or deformations already in the past. identified as presence, position and size.
Svantaggio di tali sistemi e metodi noti ? quello di non consentire la determinazione della presenza di nuove crepe e/o deformazioni nella struttura o manufatto, e di conseguenza nemmeno di determinarne la posizione e la dimensione. Disadvantage of such known systems and methods ? that of not allowing the determination of the presence of new cracks and/or deformations in the structure or manufactured article, and consequently not even of determining their position and size.
Inoltre, i sistemi sono costituiti da strumentazione, spesso attiva, per cui ? richiesta una specifica fonte di alimentazione energetica, che deve necessariamente essere installata in prossimit? della fessurazione oggetto di analisi. Il posizionamento di tale strumentazione richiede fissaggi meccanici alla struttura o manufatto come ad esempio forature, tasselli meccanici e incollaggi. Furthermore, the systems are made up of instrumentation, often active, for which ? request a specific source of energy supply, which must necessarily be installed near? of the crack under analysis. The positioning of this instrumentation requires mechanical fixings to the structure or product such as drilling, mechanical dowels and gluing.
Ulteriore inconveniente dei sistemi noti ? quello di compromettere lo stesso stato fisico del manufatto sia da un punto di vista prestazionale, introducendo elementi di innesco di cricche e/o fessure, che estetico e conservativo, dal momento che talvolta il manufatto da monitorare presenta valori di importanza storico-artistica. Another drawback of known systems? that of compromising the physical state of the building both from a performance point of view, by introducing elements that trigger cracks and/or fissures, and from an aesthetic and conservative point of view, since sometimes the building to be monitored has values of historical-artistic importance.
Infine, i sistemi ed i metodi oggi noti hanno un significativo costo di acquisto e di installazione. Finally, the systems and methods known today have a significant purchase and installation cost.
Pertanto ulteriore inconveniente dei sistemi e metodi noti ? quello di obbligare ad una scelta discrezionale di quali punti della struttura o manufatto siano da monitorare, lasciando cos? la maggior parte della struttura o manufatto privo di monitoraggio. Therefore another drawback of the known systems and methods? that of forcing a discretionary choice of which points of the structure or building are to be monitored, thus leaving the most of the structure or artifact unmonitored.
Infine, i sistemi e i metodi noti sono installati in punti pi? facilmente accessibili e spesso meno critici per ragioni di risparmio di costi e tempo. In questo modo, svantaggiosamente, alcuni punti critici della struttura non sono monitorati. Finally, the known systems and methods are installed in more points? easily accessible and often less critical for cost and time saving reasons. In this way, disadvantageously, some critical points of the structure are not monitored.
Presentazione dell?invenzione Presentation of the invention
Scopo della presente invenzione ? superare almeno parzialmente gli inconvenienti sopra illustrati, mettendo a disposizione un sistema per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto di spiccata efficienza e relativa economicit?. Purpose of the present invention? at least partially overcome the drawbacks illustrated above, making available a system for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or building of marked efficiency and relative cost-effectiveness.
Scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un sistema per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto che consente di determinare la presenza di crepe e/o deformazioni. Purpose of the present invention? make available a system for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or artefact which allows to determine the presence of cracks and/or deformations.
Scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un sistema per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto che consente di determinare la dimensione e/o la posizione di crepe e/o deformazioni. Purpose of the present invention? make available a system for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or artifact which allows to determine the size and/or position of cracks and/or deformations.
Scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un sistema per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto particolarmente versatile. Purpose of the present invention? make available a system for monitoring and/or verifying the integrity? of a particularly versatile structure or product.
Scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un sistema per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto che non danneggi la struttura o manufatto. Purpose of the present invention? make available a system for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or artifact that does not damage the structure or artifact.
Scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un sistema per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto di dimensioni particolarmente elevate. Purpose of the present invention? make available a system for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or artefact of particularly large dimensions.
Scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un sistema per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto di geometria complessa. Purpose of the present invention? make available a system for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or artefact of complex geometry.
Scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un sistema per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto in modo semplice e veloce. Purpose of the present invention? make available a system for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or artefact in a simple and fast way.
Ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di mettere a disposizione un metodo per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto di spiccata efficienza e relativa economicit?. Another purpose of the present invention ? to provide a method for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or building of marked efficiency and relative cost-effectiveness.
Altro scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un metodo per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto che consenta consente di determinare la presenza, la dimensione e/o la posizione di crepe e/o deformazioni. Another purpose of the present invention? provide a method for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or artifact that allows to determine the presence, size and/or position of cracks and/or deformations.
Altro scopo della presente invenzione ? mettere a disposizione un metodo per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto versatile, semplice e veloce. Another purpose of the present invention? provide a method for monitoring and/or verifying the integrity? of a versatile, simple and fast structure or product.
Tali scopi, nonch? altri che appariranno pi? chiaramente nel seguito, sono raggiunti da un metodo e da un sistema in accordo con quanto qui descritto, illustrato e/o rivendicato. These purposes, as well as others that will appear more? clearly hereinafter, they are achieved by a method and by a system in accordance with what is described, illustrated and/or claimed herein.
Le rivendicazioni dipendenti descrivono forme di realizzazione vantaggiose dell?invenzione. The dependent claims describe advantageous embodiments of the invention.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell?invenzione risulteranno maggiormente evidenti alla luce della descrizione dettagliata di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva dell?invenzione illustrata a titolo di esempio non limitativo con l'ausilio dell?unita tavola di disegno in cui: Further characteristics and advantages of the invention will become more evident in the light of the detailed description of a preferred but non-exclusive embodiment of the invention illustrated by way of non-limiting example with the aid of the accompanying drawing in which:
la FIG.1 ? una vista schematica di un sistema 1; FIG.1 ? a schematic view of a system 1;
la FIG.2 ? una vista schematica di un pilastro S con il sistema 1; FIG.2 ? a schematic view of a pillar S with system 1;
la FIG.3 ? una vista schematica di un ponte S con il sistema 1; FIG.3 ? a schematic view of a bridge S with system 1;
la FIG. 4 ? una vista schematica parzialmente sezionata di una stanza S con il sistema 1. FIG. 4 ? a partially sectioned schematic view of a room S with system 1.
Descrizione dettagliata di un esempio di realizzazione preferito Detailed description of a preferred embodiment
Facendo riferimento alle figure citate, si descrive un sistema 1 per il monitoraggio e/o la verifica dell?integrit? di una struttura o manufatto S. With reference to the cited figures, is a system 1 described for monitoring and/or verifying the integrity? of a structure or artifact S.
In particolare, la struttura S potr? essere una struttura portante fissa, ad esempio un edificio, un condominio, un viadotto, un ponte, una galleria, una struttura portante mobile, ad esempio un macchinario di sollevamento, un ponteggio o simili, oppure una struttura non portante quale ad esempio un cornicione. D?altra parte, il manufatto S potr? essere una parte di una struttura oppure un singolo elemento strutturale, ad esempio una colonna, balcone o balaustra, oppure non strutturale, ad esempio una colonna ornamentale, un davanzale o simili. In particular, the S structure could be a fixed load-bearing structure, for example a building, an apartment building, a viaduct, a bridge, a tunnel, a mobile load-bearing structure, for example a lifting machine, a scaffolding or the like, or a non-load-bearing structure such as a cornice . On the other hand, the artifact S will be able to be a part of a structure or a single structural element, for example a column, balcony or balustrade, or non-structural, for example an ornamental column, a window sill or the like.
Eventualmente, la struttura potr? essere parte di un macchinario, ad esempio un carrello elevatore, oppure potr? essere una struttura di rinforzo, ad esempio un ponteggio, oppure potr? essere parte di un veicolo, ad esempio l?ala di un aeroplano. Possibly, the structure may be part of a machine, such as a forklift, or could? be a reinforcing structure, for example a scaffolding, or will it be possible? be part of a vehicle, such as an airplane wing.
Preferibilmente, la struttura S o il manufatto potranno avere dimensioni particolarmente elevate. Ad esempio tali dimensioni lineari (altezza o larghezza o lunghezza) potranno essere maggiori di 20 m, preferibilmente maggiori di 50 m e ancora pi? preferibilmente maggiori di 100 m. Preferably, the structure S or the manufactured article can have particularly large dimensions. For example, these linear dimensions (height or width or length) could be greater than 20 m, preferably greater than 50 m and even more? preferably greater than 100 m.
In FIG.2 ? riportato un manufatto S avente forma di pilastro. In questo caso il sistema 1 potr? avere uno sviluppo lungo una sola direzione (lunghezza). In FIG.2 ? reported an S artifact in the shape of a pillar. In this case, system 1 will be able to have a development along only one direction (length).
Tuttavia, il sistema 1 potr? avere uno sviluppo lungo due direzioni (lunghezza e larghezza), ad esempio nel caso di un pavimento, soffitto, ponte o simili, oppure uno sviluppo lungo tre direzioni (lunghezza, larghezza e altezza), ad esempio nel caso di un edificio o un macchinario di sollevamento. However, system 1 will be able to have a development along two directions (length and width), for example in the case of a floor, ceiling, bridge or similar, or a development along three directions (length, width and height), for example in the case of a building or machinery lifting.
Si comprende che tali forme di realizzazione sono degli esempi. Il sistema 1 infatti potr? essere implementato su qualsivoglia tipologia di struttura o manufatto S lungo differenti direzioni a seconda delle necessit?. It is understood that such embodiments are exemplary. In fact, system 1 can be implemented on any type of structure or artefact S along different directions depending on the needs.
Essenzialmente, il sistema 1 potr? comprendere un tracciato conduttivo 10, una pluralit? di moduli 20 posti lungo il tracciato conduttivo 10 in una pluralit? di posizioni predeterminate P per rilevare uno o pi? informazioni ed un?unit? di ricezione 30 per ricevere le informazioni da almeno uno dei moduli 20. Essentially, system 1 will be able to understand a conductive path 10, a plurality? of modules 20 placed along the conductive path 10 in a plurality? of predetermined positions P to detect one or more? information and a?unit? reception 30 to receive information from at least one of the modules 20.
Preferibilmente, come meglio spiegato nel seguito, l?unit? di ricezione 30 potr? ricevere informazioni relative a tutti i moduli 20 cio? relative a tutte le posizioni P. Preferably, as better explained below, the unit? of reception 30 potr? receive information relating to all modules 20 cio? related to all P positions.
Il tracciato conduttivo 10 potr? essere realizzato in qualsivoglia modalit?, ad esempio potr? essere un cavo conduttivo. Preferibilmente, il tracciato conduttivo 10 potr? essere parte oppure potr? definire un circuito all?interno del quale transita corrente elettrica. The conductive path 10 will be able to be made in any way?, for example, can? be a conductive wire. Preferably, the conductive path 10 can be part or can? define a circuit inside which electric current flows.
Ad esempio, come schematicamente illustrato in FIG. 1, il tracciato 10 potr? comprendere un unico cavo avente entrambe le estremit? operativamente collegate con una stessa unit? di generazione di tensione 19. For example, as schematically illustrated in FIG. 1, the layout 10 could? include a single cable having both ends? operationally connected with the same unit? of voltage generation 19.
Eventualmente il tracciato 10 potr? essere preassemblato e successivamente posizionato sulla struttura o manufatto S. Eventually the track 10 will be able? be pre-assembled and subsequently positioned on the structure or product S.
Preferibilmente il tracciato conduttivo 10 potr? essere realizzato con vernice conduttiva. In altre parole, il tracciato potr? essere realizzato con una striscia continua di vernice conduttiva. La tipologia di vernice conduttiva cos? come la larghezza della striscia potr? essere di differente tipologia e dimensione a seconda delle necessit?. Preferably the conductive path 10 will be able be made with conductive paint. In other words, the track will be able to be made with a continuous strip of conductive paint. The type of conductive paint cos? as the width of the strip potr? be of different types and sizes according to needs.
Il tracciato 10 potr? essere percorso da corrente elettrica a bassissimo voltaggio (ad esempio inferiore a 50 V in C.A.) cos? che il sistema sia sicuro per ogni applicazione e non dannoso per l?uomo o gli animali. The track 10 could? be traversed by very low voltage electric current (for example, less than 50 V in AC) cos? that the system is safe for each application and not harmful to humans or animals.
Il tracciato 10 potr? essere opportunamente ?isolato elettricamente? dal manufatto o struttura e dall?ambiente esterno per evitare qualsiasi tipologia di alterazione del rilevamento della resistenza elettrica come sotto descritto. The track 10 could? be suitably ?electrically isolated? from the building or structure and from the external environment to avoid any type of alteration of the electrical resistance detection as described below.
Opportunamente, il tracciato conduttivo 10 potr? quindi presentare almeno un tratto 11 ed un tratto 12 reciprocamente affacciati, preferibilmente sostanzialmente paralleli tra di loro. Conveniently, the conductive path 10 will be able to therefore presenting at least one portion 11 and one portion 12 facing each other, preferably substantially parallel to each other.
In particolare, il tracciato conduttivo 10 potr? comprendere una pluralit? di ponti di collegamento 15 per il collegamento del tratto 11 e del tratto 12. In altre parole, il tracciato 10 potr? avere forma di binario con due tratti 11, 12 sostanzialmente paralleli ed una pluralit? di traverse, cio? i ponti, trasversali ai tratti 11, 12. In particular, the conductive path 10 will be able to understand a plurality of connection bridges 15 for the connection of the section 11 and the section 12. In other words, the route 10 could? have the shape of a track with two substantially parallel sections 11, 12 and a plurality of crossbars, that is? the bridges, transversal to sections 11, 12.
In questo modo si definiscono una pluralit? di circuiti 10? all?interno del tracciato conduttivo 10 tutti collegati con la stessa unit? di generazione di tensione 19. In this way they define a plurality? of circuits 10? within the conductive path 10 all connected with the same unit? of voltage generation 19.
Opportunamente, i moduli 20 potranno essere posizionati lungo il tracciato conduttivo 10 e potranno essere operativamente collegati con lo stesso. Preferibilmente, i moduli 10 potranno essere posizionati in corrispondenza dei ponti di collegamento 15. Ancora pi? preferibilmente, ogni modulo 10 potr? essere posizionato in corrispondenza di un ponte di collegamento 15. Conveniently, the modules 20 can be positioned along the conductive path 10 and can be operatively connected therewith. Preferably, the modules 10 can be positioned in correspondence with the connection bridges 15. Even more? preferably, each form 10 potr? be positioned in correspondence with a connecting bridge 15.
Ogni modulo 10 potr? essere configurato per rilevare la resistenza elettrica del ponte di collegamento 15 e quindi la resistenza elettrica di ognuno dei circuiti interni 10? del tracciato. Each module 10 will be able be configured to detect the electrical resistance of the connection bridge 15 and therefore the electrical resistance of each of the internal circuits 10? of the track.
Essenzialmente, come meglio spiegato nel seguito, il sistema 1 potr? quindi determinare la presenza, posizione e/o dimensione di crepe o dilatazioni a partire dai valori di resistenza rilevati dai moduli 10. Essentially, as better explained below, system 1 will be able then determine the presence, position and/or size of cracks or expansions starting from the resistance values detected by the modules 10.
Allo scopo, il sistema 1 potr? comprendere un?unit? logica di elaborazione dati 40 operativamente collegata con l?unit? di ricezione 30 per elaborare i dati di quest?ultima. Inoltre, l?unit? di ricezione 30 potr? ricevere dati contenenti informazioni relative a tutti i moduli 20 in modo da determinare non solo la presenza, ma anche la posizione e/o la dimensione di crepe o dilatazioni. For this purpose, system 1 will be able to understand a? unit? data processing logic 40 operatively connected with the unit? reception 30 to process the data of the latter. Furthermore, the unit? of reception 30 potr? receive data containing information relating to all the modules 20 so as to determine not only the presence, but also the position and/or size of cracks or expansions.
Vantaggiosamente, i moduli 20 potranno essere reciprocamente collegati tra loro in modo wireless. I moduli 20 potranno quindi avere una distanza d pari o inferiore ad una distanza dmax cio? la massima distanza che consente il collegamento operativo tra gli stessi moduli. Tale distanza dmax potr? variare a seconda della tecnologia di comunicazione applicata. Opportunamente, ogni posizione P potr? avere una posizione adiacente, cio? una posizione P posta ad una distanza d pari o inferiore a dmax. Advantageously, the modules 20 can be mutually connected wirelessly. The modules 20 can therefore have a distance d equal to or less than a distance dmax ie? the maximum distance that allows the operational connection between the same modules. This distance dmax could? vary according to the applied communication technology. Conveniently, each position P will be able to have an adjacent position, that is? a position P located at a distance d equal to or less than dmax.
Preferibilmente, ma non esclusivamente, i moduli 20 potranno essere operativamente collegati mediante tecnologia Bluetooth? GSM, LAN, oppure, ancora pi? preferibilmente, mediante tecnologia BLE (Bluetooth Low Energy). In tal caso, la distanza dmax tra due moduli potr? essere di circa 30 m. Preferibilmente, i moduli 20 potranno avere una distanza d di circa 20-25 m. Will the modules 20 preferably, but not exclusively, be operationally connected by means of Bluetooth technology? GSM, LAN, or, even more? preferably, using BLE (Bluetooth Low Energy) technology. In this case, the distance dmax between two modules can be about 30 m. Preferably, the modules 20 can have a distance d of about 20-25 m.
In questo modo, vantaggiosamente, i moduli 20 potranno avere una distanza dall?unit? di ricezione 30 maggiore della distanza dmax. Infatti, ogni modulo 20 potr? comunicare con il modulo adiacente e cos? via fino a quando l?ultimo modulo 20 comunicher? con l?unit? di ricezione 30. In altre parole, si potr? formare una ?catena? in cui ogni modulo 20 comunica con i moduli adiacenti, cio? aventi distanza pari o inferiore a dmax. In this way, advantageously, the modules 20 will be able to have a distance from the unit? receiving distance 30 greater than the distance dmax. In fact, each module 20 could communicate with the adjacent module and cos? away until the last form 20 will communicate? with the unit? of reception 30. In other words, you can? form a ?chain? in which each module 20 communicates with the adjacent modules, cio? having a distance equal to or less than dmax.
Pi? in dettaglio, ogni modulo 20 potr? quindi ricevere informazioni da uno o pi? moduli 20 adiacenti e potr? emettere un segnale contenente sia le informazioni ricevute da uno o pi? moduli adiacenti che le informazioni riguardanti la resistenza rilevata dal modulo 20 ed un codice identificativo dello stesso modulo 20. Pi? in detail, each module 20 potr? then receive information from one or more? 20 adjacent modules and can? emit a signal containing both the information received from one or more? adjacent modules and the information concerning the resistance detected by the module 20 and an identification code of the same module 20.
Si comprende che i moduli 20 potranno inoltre comprendere una batteria 22 per alimentare l?unit? 24 atta ad inviare/ricevere i dati. In questo modo il sistema 1 potr? restare attivo anche in caso di interruzione di energia elettrica come in caso di terremoto, oppure in caso di assenza di energia elettrica, come in prossimit? di pilastri autostradali. It is understood that the modules 20 could further comprise a battery 22 for powering the unit? 24 able to send/receive data. In this way, system 1 will be able to remain active even in the event of a power outage such as in the event of an earthquake, or in the event of a power failure, such as in the vicinity of of highway pillars.
Eventualmente, il tracciato 10 potr? comprendere una o pi? diramazione in modo da formare una ?rete? di moduli 20, ognuno comunicante con i moduli 20 adiacenti, cio? aventi distanza pari o inferiore a dmax. Possibly, the track 10 will be able? understand one or more branch to form a ?network? of modules 20, each communicating with the adjacent modules 20, that is? having a distance equal to or less than dmax.
In alte parole, un modulo 20 potr? essere posizionato su uno oppure pi? circuiti 10?. In other words, a form 20 could? be placed on one or more? circuits 10?.
Grazie a tale caratteristica, il tracciato 10 potr? avere uno sviluppo particolarmente elevato sia in termini di distanza dall?unit? di ricezione 30, come ad esempio nel caso di un ponte S o pilastro S, che in termini di diramazioni e complessit? geometrica, come nel caso di un edificio S multipiano. Thanks to this feature, layout 10 will be able to have a particularly high development both in terms of distance from the unit? of reception 30, as for example in the case of a bridge S or pillar S, which in terms of branches and complexity? geometric, as in the case of a multi-storey building S.
Si comprende che il tracciato 10 potr? essere sostanzialmente solidale con la struttura o manufatto. Il tracciato 10 potr? essere interno oppure installato in superficie. It is understood that the layout 10 could? be substantially integral with the structure or artefact. The track 10 could? be internal or surface mounted.
Vantaggiosamente, il sistema 1 descritto potr? consentire l?installazione dello stesso senza danneggiare le strutture o i manufatti S. Infatti, il sistema potr? essere installato sulla struttura o manufatto senza l?impiego di tecniche invasive meccaniche, ad esempio tasselli, e/o chimiche, ad esempio colle. Advantageously, the described system 1 can allow? installation of the same without damaging the structures or artifacts S. In fact, the system will be able? be installed on the structure or product without the use of invasive mechanical techniques, such as plugs, and/or chemicals, such as glues.
In questo modo si potr? evitare l?innesco di cricche e fessurazioni nel manufatto o struttura dovute all?installazione del sistema 1. In this way you can avoid the triggering of cracks and fissures in the product or structure due to the installation of system 1.
Grazie a tali caratteristiche, inoltre, il sistema 1 potr? essere installato anche in edifici soggetti a vincoli storico/architettonici ed in generale su ogni struttura o manufatto che necessita di particolari attenzioni. Furthermore, thanks to these characteristics, system 1 will be able to also be installed in buildings subject to historical/architectural constraints and in general on any structure or artefact that requires special attention.
Inoltre, il sistema 1 potr? presentare dimensioni particolarmente ridotte. Ad esempio, in caso di utilizzo di vernice conduttiva per la realizzazione del tracciato 10, quest?ultimo potr? avere uno spessore dell?ordine dello spessore di un foglio di carta. Furthermore, system 1 will be able to have particularly small dimensions. For example, in case of use of conductive paint for the realization of the layout 10, the latter could? have a thickness of the order of the thickness of a sheet of paper.
Il sistema 1 ? inoltre particolarmente versatile e potr? essere installato su strutture o manufatti esistenti, su manufatti di nuova realizzazione (prefabbricati e non) e potr? essere installato su strutture o manufatti realizzati con diversi materiali conduttivi oppure non conduttivi (ad esempio, calcestruzzo, legno, metallo, elementi plastici, vetro). System 1? moreover particularly versatile and potr? be installed on existing structures or artifacts, on newly constructed artifacts (prefabricated and not) and can? be installed on structures or artefacts made with various conductive or non-conductive materials (for example, concrete, wood, metal, plastic elements, glass).
Il sistema 1 potr? essere modulare. Infatti, una volta installato il sistema 1 sul manufatto o struttura, si potr? successivamente modificare oppure estendere il tracciato 10 a seconda delle preferenze. Ad esempio, nel caso di modifica della struttura, oppure nel caso di necessit? di monitorare o verificare una parte della struttura con maggiore precisione. System 1 can be modular. In fact, once system 1 has been installed on the building or structure, it will be possible to subsequently modify or extend the layout 10 according to your preferences. For example, in the case of modification of the structure, or in case of necessity? to monitor or verify a part of the structure with greater precision.
Il tracciato 10 potr? essere particolarmente semplice da installare e potr? non essere necessario l?impiego di personale specializzato. In generale, quindi, il sistema 1 potr? essere semplice e veloce da installare. Anche le operazioni di manutenzione e modifica del tracciato 10 potranno essere particolarmente semplici e veloci. The track 10 could? be particularly simple to install and potr? the use of specialized personnel is not necessary. In general, therefore, system 1 will be able be quick and easy to install. The maintenance and modification operations of the layout 10 can also be particularly simple and fast.
Essenzialmente, il sistema 1 si basa sulla variazione della resistenza elettrica del tracciato 10 ed in particolare di uno o pi? dei circuiti 10? all?interno del tracciato 10. Allo scopo, ogni modulo 20 potr? quindi comprendere un?apposita unit? configurata per rilevare la resistenza elettrica in corrispondenza della posizione P predeterminata di installazione. Essentially, the system 1 is based on the variation of the electrical resistance of the pattern 10 and in particular of one or more? of the 10 circuits? within the layout 10. For this purpose, each module 20 can? then understand a? special unit? configured to detect the electrical resistance at the predetermined installation position P.
L?unit? di rilevazione della resistenza potr? essere un nodo IoT integrato in grado di convertire, memorizzare e trasmettere i dati, ad esempio ai moduli adiacenti e/o all?unit? di ricezione 30. The unit of detection of the resistance can? be an integrated IoT node capable of converting, storing and transmitting data, for example to adjacent modules and/or to the unit? reception 30.
La resistenza elettrica ? definita dalla nota funzione: The electrical resistance? defined by the known function:
R= V/I R= V/I
dove: Where:
R ? la resistenza tra gli estremi del tracciato 10; R? the resistance between the ends of line 10;
V ? la tensione applicata ai due estremi del tracciato 10; V ? the voltage applied to the two ends of the path 10;
I ? l'intensit? di corrente che attraversa il tracciato 10. I ? the intensity? of current that crosses the path 10.
La resistenza di una sezione di conduttore ? espressa dall?equazione seguente: The resistance of a section of conductor ? expressed by the following equation:
R=?*(L/S) R=?*(L/S)
dove: Where:
L ? la lunghezza del tracciato; L ? the length of the track;
S ? l'area della sezione del tracciatto; Yes the sectional area of the track;
? ? la resistivit? elettrica del materiale (detta anche resistenza elettrica specifica), misurata in ohm/metro. ? ? the resistivity electrical resistance of the material (also called specific electrical resistance), measured in ohm/meter.
Pertanto, al variare della lunghezza del circuito a causa di una deformazione (non necessariamente lineare e che non comporta il sezionamento/interruzione del tracciato, ma comporta bens? la modifica della sezione dello stesso) si potr? rilevare una variazione del valore della resistenza. Therefore, as the length of the circuit varies due to a deformation (not necessarily linear and which does not involve the sectioning/interruption of the layout, but rather involves the modification of the section of the same) it will be possible? detect a change in the resistance value.
Eventualmente, si potr? misurare la deformazione del circuito 10 in altro modo, ad esempio rilevando la modifica del reticolo o altra caratteristica morfologica (come nel caso si impieghi grafene), senza per questo uscire dall?ambito di tutela della presente invenzione. Eventually, you can measure the deformation of the circuit 10 in another way, for example by detecting the modification of the lattice or other morphological characteristic (as in the case of using graphene), without thereby departing from the scope of protection of the present invention.
Operativamente, quindi, ogni modulo 20 potr? inviare tali valori di resistenza ai moduli adiacenti unitamente al codice identificativo del modulo stesso. Inoltre ogni modulo potr? reinviare tutte le informazioni ricevute relative ai valori di resistenza e ai relativi codici identificativi da ogni modulo adiacente. Operationally, therefore, each module 20 can? send these resistance values to the adjacent modules together with the identification code of the module itself. In addition, each module can resend all the information received relating to the resistance values and the relative identification codes from each adjacent module.
In altre parole, il sistema 1 potr? comprendere una pluralit? di moduli 20 operativamente collegati mediante tecnologia cosiddetta ?BLE Mesh? che potr? consentire di trasmettere l?informazione dall?elemento monitorato, cio? da un modulo 20, ad un qualsiasi punto della struttura o manufatto, cio? ad un altro qualsiasi modulo 20 o unit? ricevente 30, in quanto ? sono gli stessi moduli 20 che consentono di rilevare e trasmettere i dati. In other words, system 1 will be able to understand a plurality of modules 20 operatively connected by means of so-called ?BLE Mesh? what can I allow to transmit the information from the monitored element, the cio? from a module 20, to any point of the structure or building, that is? to another any module 20 or unit? receiver 30, in how much ? they are the same modules 20 which allow data to be detected and transmitted.
In questo modo, l?unit? di ricezione 30 potr? quindi ricevere le informazioni contenenti valori di resistenza e relativi codici identificativi da ogni modulo 20 del tracciato 10. In this way, the unit? of reception 30 potr? then receive the information containing resistance values and relative identification codes from each module 20 of layout 10.
Tali dati potranno quindi essere elaborati dall?unit? logica 40 che potr? essere operativamente collegata con l?unit? di ricezione via cavo oppure wireless. Eventualmente l?unit? logica 40 potr? essere collegata in remoto. Eventualmente, potr? essere prevista un?unit? di memorizzazione per memorizzare tali dati relativi alle informazioni di resistenza di tutti i moduli. Tale unit? di memorizzazione potr? essere operativamente collegata con l?unit? di ricezione 30 e l?unit? logica 40 via cavo, wireless o in remoto in modo in s? noto. These data can then be processed by the unit? logic 40 that could? be operationally connected with the? unit? reception via cable or wireless. Eventually the unit? logic 40 potr? be connected remotely. Eventually, can be expected a? unit? memory to store such data related to the resistance information of all modules. This unit? of memorization can? be operationally connected with the? unit? of reception 30 and the unit? logic 40 wired, wireless or remotely so in s? known.
Essenzialmente, il metodo potr? quindi consentire di determinare l?eventuale presenza di crepe, cio? quando il circuito oppure uno dei circuiti interni 10? viene interrotto (un valore di resistenza sostanzialmente indefinito o pari a 0). Essentially, the method will then allow you to determine?the possible presence of cracks, the cio? when the circuit or one of the internal circuits 10? is interrupted (a substantially undefined resistance value or equal to 0).
Inoltre, grazie al codice identificativo del modulo 20 associato ai valori di resistenza si potr? determinare quale modulo 20 ha rilevato tale valore e quindi anche la posizione della crepa. Furthermore, thanks to the identification code of the module 20 associated with the resistance values, it will be possible determine which module 20 has detected this value and therefore also the position of the crack.
Infine, nel caso pi? moduli rilevassero tale valore di resistenza indicante l?interruzione del circuito, si potr? determinare anche la dimensione della crepa. Finally, in the case pi? modules detect this resistance value indicating the interruption of the circuit, you can? also determine the size of the crack.
D?altra parte, il metodo potr? quindi consentire di determinare l?eventuale presenza di deformazioni, cio? quando viene rilevata una variazione della resistenza. On the other hand, the method will be able then allow to determine?the possible presence of deformations, the cio? when a change in resistance is detected.
Inoltre, grazie al codice identificativo del modulo 20 associato ai valori di resistenza si potr? determinare quale modulo 20 ha rilevato tale valore e quindi anche la posizione della deformazione. Furthermore, thanks to the identification code of the module 20 associated with the resistance values, it will be possible determine which module 20 has detected this value and therefore also the position of the deformation.
Infine, nel caso pi? moduli rilevassero tale valore di resistenza alterato si potr? determinare anche la dimensione della deformazione. Finally, in the case pi? modules detect this value of resistance altered you can? also determine the size of the deformation.
Eventualmente, a seconda della configurazione del tracciato 10, si potranno determinare pi? crepe e/o deformazioni. Possibly, depending on the configuration of the track 10, it will be possible to determine more? cracks and/or deformations.
Grazie a tali caratteristiche, quindi, si potr? intervenire oppure programmare la manutenzione della struttura o manufatto in modo opportuno e si potranno evitare rischi di crollo o rotture degli stessi. Thanks to these characteristics, therefore, you can intervene or plan the maintenance of the structure or building in an appropriate manner and risks of collapse or breakage of the same can be avoided.
Secondo un particolare aspetto dell?invenzione, i moduli 20 potranno comprendere un?opportuna unit? per rilevare altri dati, quali ad esempio la temperatura, l?umidit? e/o l?accelerazione in corrispondenza della rispettiva posizione del modulo 20. According to a particular aspect of the invention, the modules 20 could comprise a suitable unit? to detect other data, such as for example the temperature, the? humidity? and/or the acceleration at the respective position of the module 20.
Analogamente ai dati relativi alla resistenza, anche tali dati potranno essere ricevuti ed inviati con l?associazione del rispettivo modulo 20 in corrispondenza del quale sono stati rilevati i dati. Similarly to the data relating to the resistance, this data too can be received and sent with the association of the respective module 20 in correspondence with which the data were detected.
Grazie a tale caratteristica, si potr? quindi misurare, eventualmente memorizzare, il numero di sollecitazioni meccaniche, oscillazioni e vibrazioni a cui un singolo modulo 20 oppure il manufatto o struttura ? assoggettato in un intervallo di tempo, eventualmente durante tutto il tempo in cui il sistema 1 ? installato. Thanks to this feature, you can then measure, possibly store, the number of mechanical stresses, oscillations and vibrations to which a single module 20 or the manufactured article or structure ? subjected in a time interval, possibly during all the time in which the system 1 ? installed.
Grazie al sistema 1 si potr? inoltre fornire una precisa indicazione per prevenire rotture a fatica a partire dai dati rilevati di accelerazione e deformazione, e quindi dai valori calcolati a partire da questi ultimi di sollecitazione, numero di cicli e frequenza. Inoltre, oltre al numero dei cicli di carico-scarico, potr? essere possibile conoscere anche la massima sollecitazione che ? stata raggiunta per ogni ciclo. Thanks to the system 1 you can? moreover, it can provide a precise indication to prevent fatigue breakage starting from the acceleration and deformation data detected, and therefore from the values calculated starting from the latter of stress, number of cycles and frequency. Furthermore, in addition to the number of load-unload cycles, can it? be possible to know also the maximum stress that ? been achieved for each cycle.
Si comprende che tali dati potranno essere elaborati dall?unit? di elaborazione dati 50 in modo analogo ai dati relativi alla resistenza elettrica sopra descritto. It is understood that such data may be processed by the unit? of data processing 50 in a similar way to the data relating to the electrical resistance described above.
Il sistema 1 potr? quindi consentire di monitorare o verificare l?integrit? di una struttura o manufatto non solo determinando la presenza, dimensione e/o posizione di crepe o deformazioni, ma anche determinando la sollecitazione e il rischio di rottura a fatica. System 1 can then allow you to monitor or verify the integrity? of a structure or artefact not only by determining the presence, size and/or position of cracks or deformations, but also by determining the stress and the risk of fatigue failure.
Come noto, le fratture per fatica sono considerate il tipo di frattura pi? pericolosa dei componenti meccanici e non, in quanto avvengono senza eccessivi carichi e sotto normali condizioni operative. Infatti, gli elementi strutturali, soggetti a sforzi ciclicamente variabili nel tempo, possono collassare a livelli di carico anche notevolmente inferiori rispetto alla resistenza statica. As known, fatigue fractures are considered the most common type of fracture. dangerous for mechanical and non-mechanical components, as they occur without excessive loads and under normal operating conditions. In fact, the structural elements, subjected to stresses that vary cyclically over time, can collapse at load levels that are even considerably lower than the static resistance.
Nella progettazione di strutture e manufatti ? quindi necessario porre particolare attenzione al fenomeno della fatica. Tale attenzione ? maggiore nel caso di strutture e manufatti soggetti ad un notevole flusso di sollecitazioni. In the design of structures and artefacts ? it is therefore necessary to pay particular attention to the phenomenon of fatigue. Such attention ? greater in the case of structures and artefacts subject to a considerable flow of stresses.
Si comprende inoltre che nel caso di strutture o manufatti strutturali tale aspetto ? di particolare rilievo. It is also understood that in the case of structures or structural artifacts this aspect? of particular importance.
Tale sistema 1 potr? quindi essere particolarmente vantaggioso per applicazioni quali ponti, viadotti, gallerie soggette al passaggio di treni o veicoli, per edifici in zone sismiche, per impianti o capannoni comprendenti macchinari in movimentazione. This system 1 will be able therefore be particularly advantageous for applications such as bridges, viaducts, tunnels subject to the passage of trains or vehicles, for buildings in seismic areas, for plants or sheds including moving machinery.
Una particolare applicazione di tale sistema 1 ? nel settore di particolari manufatti, quali i macchinari di sollevamento, quali ad esempio carroponti, sistemi telescopici, gru, impianti di sollevamento, movimentazione e trasporto in genere, nel quale ? di fondamentale importanza conoscere i cicli effettuati e quindi valutare la vita residua o la programmazione della manutenzione. A particular application of this system 1 ? in the sector of particular products, such as lifting machinery, such as bridge cranes, telescopic systems, cranes, lifting, handling and transport systems in general, in which ? it is of fundamental importance to know the cycles performed and therefore evaluate the residual life or the maintenance schedule.
Un?altra applicazione ? quella di misurare la deformazione raggiunta, i cicli di caricoscarico, la frequenza, la tensione che una determinata componente della struttura o manufatto raggiunge, quale ad esempio l?ala di un aereo, l?assale di un mezzo di trasporto su gomma o rotaia, lo scafo di un?imbarcazione, le barriere di protezione, gli allestimenti di fiere o altre componenti meccaniche. Another application? that of measuring the deformation reached, the loading/unloading cycles, the frequency, the tension that a certain component of the structure or product reaches, such as for example the wing of an aircraft, the axle of a means of transport on road or rail, the hull of a boat, the protective barriers, the preparation of fairs or other mechanical components.
L?unit? di elaborazione dati 50 potr? implementare processi di intelligenza artificiale e di machine learning. In questo modo si potr? individuare, trattare e compensare i risultati influenzabili e influenzati da fattori esterni quali vibrazioni, umidit?, temperatura, eventi straordinari quali smottamenti e movimenti tellurici, assicurando cos? la massima accuratezza e riferibilit? dei dati rilevati e/o calcolati. The unit of data processing 50 potr? implement artificial intelligence and machine learning processes. In this way you can identify, treat and compensate for the results that can be influenced and influenced by external factors such as vibrations, humidity, temperature, extraordinary events such as landslides and telluric movements, thus ensuring the maximum accuracy and traceability? of the collected and/or calculated data.
Ad esempio, grazie a tale caratteristica, si potranno correggere i dati rilevati nel caso in cui il tracciato 10 o parte dello stesso subisca sensibili variazioni di temperatura, sia esposto a radiazione solare o altro. For example, thanks to this characteristic, it will be possible to correct the data detected in the event that the layout 10 or part thereof undergoes significant variations in temperature, is exposed to solar radiation or other.
Inoltre, il sistema 1 potr? gestire in modo automatico le soglie di allarme e inviare messaggi di avviso mediante e-mail, sms, chiamate oppure notifiche su smartphone. Furthermore, system 1 will be able to automatically manage the alarm thresholds and send warning messages by e-mail, text message, call or smartphone notification.
Il sistema 1 potr? inoltre comprendere mezzi per l?invio di segnali acustici e luminosi e mezzi per l?invio di segnali di attivazione di meccanismi di sicurezza installati in prossimit? della struttura in analisi di tipo in s? noto, ad esempio semafori, lampeggianti, sirene di avviso, sbarre di chiusura. System 1 can furthermore comprise means for sending acoustic and luminous signals and means for sending signals for activating safety mechanisms installed near the of the structure in type analysis in itself? known, for example traffic lights, flashing lights, warning sirens, closing bars.
Inoltre, grazie la sistema di intelligenza artificiale, il sistema 1 potr? apprendere in autonomia eventuali falsi allarmi, o situazioni di variazione accidentale non dovuta ad una problematica propria della struttura o manufatto. Furthermore, thanks to the artificial intelligence system, system 1 will be able to autonomously learn any false alarms, or situations of accidental variation not due to a problem specific to the structure or building.
Eventualmente, il sistema 1 potr? memorizzare solamente alcuni dei dati rilevati dai moduli 20. Ad esempio, si potranno memorizzare con pi? frequenza i dati relativi a moduli 20 posti in posizioni in prossimit? di deformazioni e con meno frequenza i dati relativi a moduli lontani da deformazioni. Possibly, the system 1 will be able? memorize only some of the data detected by the modules 20. For example, they can be memorized with more? frequency the data relating to modules 20 placed in positions near? of deformations and less frequently the data relating to modules far from deformations.
Eventualmente, anche i moduli 20 potranno essere dotati di intelligenza artificiale e potranno essere in grado di auto-apprendere, attraverso algoritmi proprietari di machine learning, le caratteristiche della struttura o del manufatto e degli eventi connessi e quindi rendere particolarmente efficiente il sistema 1. Possibly, the modules 20 could also be equipped with artificial intelligence and could be able to self-learn, through proprietary machine learning algorithms, the characteristics of the structure or of the building and of the connected events and therefore make system 1 particularly efficient.
Si comprende che il sistema potr? essere installato su una struttura o manufatto in modo stabile e il sistema potr? essere configurato in modo tale che lo stesso rilevi i dati sostanzialmente in continuo e/o memorizzi i dati in continuo e/o elabori i dati in continuo in modo da monitorare in continuo la struttura o manufatto. Tale configurazione ? preferibile nel caso di impiego dei processi di machine learning. It is understood that the system will be able be installed on a structure or artifact in a stable way and the system will be able? be configured in such a way that it detects the data substantially continuously and/or stores the data continuously and/or processes the data continuously in order to continuously monitor the structure or building. This configuration? preferable in the case of use of machine learning processes.
D?altra parte, il sistema 1 potr? essere impiegato in modo discontinuo e potr? essere selettivamente attivato da un operatore. In altre parole, si potr? verificare l?integrit? della struttura o manufatto alla bisogna oppure con intervalli regolari programmati. On the other hand, system 1 will be able be used discontinuously and could? be selectively activated by an operator. In other words, you can verify the? integrity? of the structure or building as needed or at regular scheduled intervals.
Da quanto sopra descritto, appare chiaro che l?invenzione raggiunge gli scopi prefissatisi. From what has been described above, it is clear that the invention achieves the intended aims.
L?invenzione ? suscettibile di numerose modifiche e varianti. Tutti i particolari potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti, ed i materiali potranno essere diversi a seconda delle esigenze, senza uscire dall'ambito di tutela dell?invenzione definito dalle rivendicazioni allegate. The invention? susceptible to numerous modifications and variations. All the details may be replaced by other technically equivalent elements, and the materials may be different according to requirements, without departing from the scope of protection of the invention defined by the attached claims.
Claims (10)
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