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impaginato corretto fullone_Layout 1 13/10/15 12.09 Pagina 46 Dipartimento di Ingegneria, ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti Brevetti Titolo Titolo Trasduttore di forze radiali, in particolare per alberi Trasduttore di forze radiali, in particolare per alberi rotanti. rotanti. Rif. CNR 10305 Rif. CNR 10305 Titolare(i): CNR Istituto: INSEAN Inventore di riferimento: Fabrizio Ortolani Territori di vigenza: IT, PCT Data di priorità: 28/03/2014 Abstract Abstract La misura delle forze radiali che agiscono su un albero rotante durante la sua rotazione è spesso difficile La misura delle forze radiali che agiscono su un albero rotante durante la sua rotazione è spesso difficile e tipicamente condotta utilizzando estensimetri, montati direttamente sull'albero; questo tipo di misura e tipicamente condotta utilizzando estensimetri, montati direttamente sull'albero; questo tipo di misura richiede l'uso di slip-rings o di un collegamento radio al fine di alimentare il sistema e acquisire dati. richiede l'uso di slip rings o di un collegamento radio al fine di alimentare il sistema e acquisire dati. Inoltre, per applicazioni subacquee o in ambiente sporco tali misure sono ancora più difficili da Inoltre, per applicazioni subacquee o in ambiente sporco tali misure sono ancora più difficili da realizzare. Oggetto del presente brevetto è un trasduttore innovativo, basato sull’impiego di realizzare. Oggetto del presente brevetto è un trasduttore innovativo, basato sull’impiego di estensimetri e montato su un albero rotante, in grado di misurare carichi radiali durante la rotazione estensimetri e montato su un albero rotante, in grado di misurare carichi radiali durante la rotazione dell’albero stesso, senza interferire con essa, e tale da offrire una ottima scalabilità e la possibilità di dell’albero stesso, senza interferire con essa, e tale da offrire una ottima scalabilità e la possibilità di modificare la sensibilità in un ampio range di valori, semplicemente modificando dimensioni del corpo modificare la sensibilità in un ampio range di valori, semplicemente modificando dimensioni del corpo principale o lo spessore delle parti sensibili. principale o lo spessore delle parti sensibili. Background Background Il trasduttore è stato concepito per la misura delle forze laterali che agiscono sulle eliche nell’esecuzione di Il trasduttore è stato concepito per la misura delle forze laterali che agiscono sulle eliche nell’esecuzione di prove su modelli. Solitamente le misure dei carichi trasversali dell'elica vengono eseguite con strumenti ad- prove su modelli. Solitamente le misure dei carichi trasversali dell'elica vengono eseguite con strumenti ad hoc, che permettono di studiare l'elica cosiddetta “isolata” o in “open water". In questo modo, però, l’elica hoc, che permettono di studiare l'elica cosiddetta “isolata” o in “open water". In questo modo, però, l’elica è separata dallo scafo ed i contributi di quest’ultimo, o le interazioni, vengono modellati solo in simulazioni è separata dallo scafo ed i contributi di quest’ultimo, o le interazioni, vengono modellati solo in simulazioni matematiche teoriche. matematiche teoriche. Tecnologia Tecnologia Il principio di funzionamento del trasduttore è la conversione della deflessione di parti meccaniche Il principio di funzionamento del trasduttore è la conversione della deflessione di parti meccaniche sensibili, causata da forze sull'albero, in un segnale di tensione, attraverso l’istallazione di estensimetri. Il sensibili, causata da forze sull'albero, in un segnale di tensione, attraverso l’istallazione di estensimetri. Il trasduttore è costituito da strutture indipendenti, realizzate in modo da disaccoppiare le componenti trasduttore è costituito da strutture indipendenti, realizzate in modo da disaccoppiare le componenti della forza ed eliminare gli effetti dovuti ai momenti flettenti. della forza ed eliminare gli effetti dovuti ai momenti flettenti. Vantaggi e Applicazioni Vantaggi e Applicazioni Il trasduttore, lavorando sia come supporto che come dispositivo di misura, fornisce dati relativi ad una Il trasduttore, lavorando sia come supporto che come dispositivo di misura, fornisce dati relativi ad una reale condizione operativa. Le applicazioni possono riguardare studi su turbine o profili alari, misurazioni dei reale condizione operativa. Le applicazioni possono riguardare studi su turbine o profili alari, misurazioni dei carichi su strutture/attrezzature industriali che prevedono l'utilizzo di assi caricati o alberi, l'automazione e i carichi su strutture/attrezzature industriali che prevedono l'utilizzo di assi caricati o alberi, l'automazione e i sistemi di controllo, il monitoraggio in ambito automotive, R&S preliminare e misure per la prototipazione. sistemi di controllo, il monitoraggio in ambito automotive, R&S preliminare e misure per la prototipazione. Stadio di Sviluppo Stadio di sviluppo Un prototipo è stato già sviluppato e calibrato. Di recente è stata condotta una sessione di prove Un prototipo è stato già sviluppato e calibrato. Di recente è stata condotta una sessione di prove sperimentali su un set-up completo, ossia con il trasduttore montato su un modello di nave, al fine di sperimentali su un set up completo, ossia con il trasduttore montato su un modello di nave, al fine di misurare i carichi sui cuscinetti durante delle prove di manovra; sono in fase di redazione alcuni articoli 46 misurare i carichi sui cuscinetti durante delle prove di manovra; sono in fase di redazione alcuni articoli scientifici nei quali saranno presentati i dati e risultati sperimentali. scientifici nei quali saranno presentati i dati e risultati sperimentali.