DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
SISTEMA Y MÉTODO DE CONTROL DE TEMPERATURATEMPERATURE CONTROL SYSTEM AND METHOD
SECTOR DE LA TÉCNICATECHNICAL SECTOR
La invención pertenece al campo de los sistemas de control para la detección de temperaturas anormales, particularmente en infraestructuras o espacios abiertos.The invention belongs to the field of control systems for the detection of abnormal temperatures, particularly in infrastructures or open spaces.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓNBACKGROUND OF THE INVENTION
El control de temperaturas en infraestructuras es esencial para la prevención de problemas, como incendios o fallos por sobrecalentamiento de elementos estructurales, maquinaria o componentes eléctricos o electrónicos; o alteraciones de los rangos estrictos de temperatura a los que están sometidos determinados procesos industriales o de laboratorio (por ejemplo, cultivos microbiológicos). También puede ser una herramienta para la gestión de masas forestales naturales o de silvicultura, susceptibles de padecer incendios, tanto de día como de noche.Temperature control in infrastructures is essential for preventing problems such as fires or failures due to overheating of structural elements, machinery or electrical or electronic components; or alterations in the strict temperature ranges to which certain industrial or laboratory processes are subjected (for example, microbiological cultures). It can also be a tool for the management of natural forests or forestry areas, which are susceptible to fires, both during the day and at night.
Es conocido el uso de cámaras termográficas para el control de temperaturas. Estos dispositivos captan la radiación infrarroja que emiten o reflejan los objetos y como resultado producen una imagen bidimensional en la que cada píxel define la temperatura de una zona (imagen radiométrica). De este modo, se pueden detectar zonas cuya temperatura pueda considerarse anormalmente elevada o baja.The use of thermal imaging cameras for temperature control is well known. These devices capture the infrared radiation emitted or reflected by objects and, as a result, produce a two-dimensional image in which each pixel defines the temperature of an area (radiometric image). In this way, areas whose temperature can be considered abnormally high or low can be detected.
Sin embargo, monitorizar eficazmente una infraestructura mediante un sensor termográfico requeriría de la atención continua de personal capacitado, lo que, por motivos de costes, es generalmente inasumible. Esto puede conducir a que una temperatura anormal no sea advertida por el personal de control a tiempo para actuar eficazmente frente al problema.However, effectively monitoring an infrastructure using a thermal imaging sensor would require the continuous attention of trained personnel, which, for cost reasons, is generally unaffordable. This can lead to an abnormal temperature not being noticed by the monitoring staff in time to effectively respond to the problem.
La invención objeto de esta patente proporciona un sistema y un método que permiten operar de forma continua y completamente autónoma de modo que, en caso de aparecer una anomalía por temperatura en la infraestructura, se disponga de una alerta automática en tiempo real que permita la pronta actuación preventiva o reparadora.The invention that is the subject of this patent provides a system and a method that allow continuous and completely autonomous operation so that, in the event of a temperature anomaly in the infrastructure, an automatic alert is available in real time that allows prompt preventive or corrective action.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓNEXPLANATION OF THE INVENTION
En un primer aspecto, la invención tiene por objeto un sistema de control de temperatura.In a first aspect, the invention relates to a temperature control system.
El sistema puede utilizarse en relación con infraestructuras, entendiéndose por tal a una edificación de cualquier tipo, sea de uso residencial o industrial, por ejemplo, una fábrica o un laboratorio, una granja, o una instalación para la generación o transporte de energía. El control de temperaturas puede efectuarse sobre elementos de la infraestructura, pero también en relación con personas o animales ubicados en su interior o exterior, por ejemplo, para la detección en estadios precoces de propagación de zoonosis que causan febrícula en cabañas ganaderas. Asimismo, el sistema puede emplearse para el control de temperaturas de espacios abiertos, tales como masas forestales, las cuales son susceptibles de padecer incendios tanto de día como de noche, permitiendo el sistema y método aquí propuestos su monitorización a bajo coste en todo momento.The system can be used in relation to infrastructures, meaning any type of building, whether for residential or industrial use, for example, a factory or laboratory, a farm, or a facility for generating or transporting energy. Temperature control can be carried out on elements of the infrastructure, but also in relation to people or animals located inside or outside it, for example, for the early detection of the spread of zoonoses that cause fever in livestock herds. Likewise, the system can be used to control the temperatures of open spaces, such as forests, which are susceptible to fires both day and night, allowing the system and method proposed here to monitor them at low cost at all times.
El sistema comprende un sensor termográfico radiométrico (1), un dispositivo de procesamiento informático con software de detección (2), un dispositivo configurado para enviar comunicaciones (3) y un dispositivo configurado para recibir dichas comunicaciones (4).The system comprises a radiometric thermographic sensor (1), a computer processing device with detection software (2), a device configured to send communications (3) and a device configured to receive said communications (4).
En un modo de realización, el sensor termográfico radiométrico (1), el dispositivo de procesamiento informático (2) y el dispositivo configurado para enviar comunicaciones (3) están fijados a un mismo soporte (5), mientras que el dispositivo configurado para recibir comunicaciones (4) se halla en poder de un responsable del control (6), el cual puede o no encontrarse en una localización remota con respecto al soporte (5). Se entiende por responsable del control (6) a una persona vinculada al mantenimiento o vigilancia de la infraestructura o del espacio abierto en relación con los que se verifique la captación de imágenes termográficas.In one embodiment, the radiometric thermographic sensor (1), the computer processing device (2) and the device configured to send communications (3) are fixed to the same support (5), while the device configured to receive communications (4) is in the possession of a controller (6), who may or may not be located in a remote location with respect to the support (5). A controller (6) is understood to be a person linked to the maintenance or surveillance of the infrastructure or open space in relation to which the capture of thermographic images is verified.
El soporte (5) puede estar fijado a una infraestructura o, en otros modos de realización, puede instalarse en un vehículo, por ejemplo, en la sala de máquinas de un buque, la bodega de carga de un avión, o en un vehículo no tripulado de cualquier tipo, por ejemplo, una aeronave (UAV, del inglés Unmanned Aerial Vehicle, o vehículo aéreo no tripulado, comúnmente conocidos como drones), un vehículo terrestre (UGV, Unmanned Ground Vehicle), acuático en superficie (USV, Unmanned Surface Vehicle). En su implementación para el control de temperaturas en espacios abiertos, el sistema puede igualmente estar instalado en una infraestructura, que en tal caso podría ser una torre de vigilancia forestal, o en un vehículo.The support (5) can be fixed to an infrastructure or, in other embodiments, it can be installed in a vehicle, for example, in the engine room of a ship, the cargo hold of an airplane, or in an unmanned vehicle of any type, for example, an aircraft (UAV, Unmanned Aerial Vehicle, commonly known as drones), a land vehicle (UGV, Unmanned Ground Vehicle), a surface aquatic vehicle (USV, Unmanned Surface Vehicle). In its implementation for temperature control in open spaces, the system can also be installed in an infrastructure, which in this case could be a forest surveillance tower, or in a vehicle.
El dispositivo de procesamiento informático (2) está programado para recibir las imágenes térmicas captadas por el sensor termográfico radiométrico (1), detectar la presencia de puntos de temperatura anormal (10) y generar un mensaje de alerta (7). El mensaje de alerta (7), mediante el dispositivo configurado para enviar comunicaciones (3), se enviará al dispositivo configurado para recibir comunicaciones (4). Se entiende por temperatura anormal la que queda fuera de unos rangos predeterminados programables.The computer processing device (2) is programmed to receive the thermal images captured by the radiometric thermographic sensor (1), detect the presence of abnormal temperature points (10) and generate an alert message (7). The alert message (7), by means of the device configured to send communications (3), will be sent to the device configured to receive communications (4). Abnormal temperature is understood to be that which falls outside of predetermined programmable ranges.
El mensaje de alerta (7) comprende, al menos, la alerta y el momento temporal de detección de la temperatura. En algunos modos de realización, puede comprender información adicional.The alert message (7) comprises at least the alert and the time point of temperature detection. In some embodiments, it may comprise additional information.
En un segundo aspecto, la invención tiene por objeto un método que se implementa con el sistema descrito. El método comprende una primera etapa de captación de imágenes mediante un sensor termográfico radiométrico (1), una segunda etapa de procesamiento en tiempo real de las imágenes captadas, una tercera etapa de detección de puntos de temperatura anormal (10), en base a una definición y programación de carácter previo del intervalo de las mismas, una cuarta etapa de generación de un mensaje de alerta (7) y una quinta etapa de envío de un mensaje de alerta (7) a un dispositivo de comunicaciones (4) en poder de un responsable del control (6).In a second aspect, the invention relates to a method that is implemented with the described system. The method comprises a first stage of capturing images using a radiometric thermographic sensor (1), a second stage of real-time processing of the captured images, a third stage of detecting points of abnormal temperature (10), based on a definition and programming of the interval thereof in advance, a fourth stage of generating an alert message (7) and a fifth stage of sending an alert message (7) to a communications device (4) held by a person responsible for the control (6).
De este modo, el responsable del control (6) dispondrá, en tiempo real, de información relevante acerca de la infraestructura o espacio abierto bajo su responsabilidad, que le permitirá adoptar tempranamente medidas preventivas o de solución del problema ligado a la zona de la infraestructura o espacio con respecto a la cual se haya generado la alerta.In this way, the person responsible for control (6) will have, in real time, relevant information about the infrastructure or open space under his responsibility, which will allow him to adopt early preventive measures or solve the problem linked to the area of the infrastructure or space with respect to which the alert has been generated.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para complementar la descripción se acompaña un dibujo, que con carácter ilustrativo y no limitativo representa lo siguiente:To complement the description, a drawing is attached, which for illustrative and non-limiting purposes represents the following:
Figura 1.- Representación esquemática del sistema de control de temperatura.Figure 1.- Schematic representation of the temperature control system.
Figura 2.- Un modo de implementación del sistema, a bordo de una aeronave no tripulada, que ejecuta el método controlando la temperatura de un panel solar.Figure 2.- A mode of implementation of the system, on board an unmanned aircraft, which executes the method by controlling the temperature of a solar panel.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓNPREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
En un primer aspecto, la invención tiene por objeto un sistema de control de temperatura, tal como se representa en la Fig. 1. El sistema comprende un sensor termográfico radiométrico (1), conocido en el estado de la técnica, capaz de captar la radiación infrarroja del espectro electromagnético emitido por cualquier objeto y de resolverla en imágenes radiométricas, esto es, en imágenes cada uno de cuyos píxeles se corresponde con un valor de temperatura.In a first aspect, the invention relates to a temperature control system, as shown in Fig. 1. The system comprises a radiometric thermographic sensor (1), known in the state of the art, capable of capturing the infrared radiation of the electromagnetic spectrum emitted by any object and resolving it into radiometric images, that is, into images each of whose pixels corresponds to a temperature value.
El sistema comprende un dispositivo de procesamiento informático, que en una realización preferente es un microcontrolador (2) en cuya unidad de memoria se aloja un software. El software está programado para procesar en tiempo real las imágenes captadas por el sensor termográfico radiométrico (1) y, al menos, detectar píxeles que se correspondan con temperaturas anormales, en base a una predefinición de los intervalos de las mismas y, en tal eventualidad, generar un mensaje de alerta (7).The system comprises a computer processing device, which in a preferred embodiment is a microcontroller (2) in whose memory unit a software is housed. The software is programmed to process in real time the images captured by the radiometric thermographic sensor (1) and, at least, detect pixels that correspond to abnormal temperatures, based on a predefinition of the intervals thereof and, in such an eventuality, generate an alert message (7).
El mensaje de alerta (7) incluye la alerta y el momento temporal de detección de la temperatura anormal. En otros modos de realización, el mensaje de alerta (7) puede incluir alguno de los datos siguientes: datos de la temperatura anormal, la imagen termográfica con el área de temperatura anormal identificada, la imagen en espectro visible o las coordenadas del punto físico donde se ha detectado la temperatura anormal, en aquellas realizaciones donde el sistema se halle a bordo de un vehículo, o cuyo microcontrolador (2) ubicado en una instalación fija posea referencias espaciales o sensores inerciales capaces de definir la orientación, si esta es variable.The alert message (7) includes the alert and the time of detection of the abnormal temperature. In other embodiments, the alert message (7) may include any of the following data: data on the abnormal temperature, the thermographic image with the abnormal temperature area identified, the image in the visible spectrum or the coordinates of the physical point where the abnormal temperature has been detected, in those embodiments where the system is on board a vehicle, or whose microcontroller (2) located in a fixed installation has spatial references or inertial sensors capable of defining the orientation, if this is variable.
El microcontrolador (2) está operativamente acoplado a un dispositivo configurado para enviar comunicaciones (3). En función del entorno donde opere el sistema, y de la localización del responsable del control (6), el experto en la materia podrá seleccionar diferentes dispositivos para enviar comunicaciones (3), tales como una tarjeta de telecomunicación con antena asociada conectada a una red de telecomunicaciones que dé cobertura al espacio donde opere el sensor termográfico (1),cableado de red, una tarjeta de telefonía SIM para comunicaciones en formato de baja latencia, o un dispositivo para la comunicación vía satélite o vía radio.The microcontroller (2) is operatively coupled to a device configured to send communications (3). Depending on the environment where the system operates, and the location of the person responsible for the control (6), the person skilled in the art may select different devices to send communications (3), such as a telecommunications card with an associated antenna connected to a telecommunications network that provides coverage to the space where the thermographic sensor (1) operates, network cabling, a SIM telephone card for low latency communications, or a device for communication via satellite or radio.
La comunicación de envío del mensaje de alerta (7) puede ser de cualquier tipo conocido, como correo electrónico, mensaje de texto SMS o mensaje transmitido por una aplicación informática (por ejemplo, Whatsapp).The communication for sending the alert message (7) can be of any known type, such as email, SMS text message or message transmitted by a computer application (for example, Whatsapp).
En un modo de realización, los dispositivos (1), (2) y (3) están fijados a un soporte, como puede ser una placa (5). La placa (5) puede estar acoplada a una aeronave no tripulada (UAV). La Fig. 2 representa una aeronave no tripulada (8) que realiza tareas de control de temperaturas en una infraestructura consistente en un panel solar (9) de un parque fotovoltaico. El sensor termográfico (1) a bordo de la aeronave (8) detecta un punto de temperatura anormal (10), el microcontrolador (2) genera un mensaje de alerta (7) que es enviado por el dispositivo configurado para enviar comunicaciones (3) al último componente comprendido en el sistema, esto es, un dispositivo configurado para recibir dichas comunicaciones (4).In one embodiment, the devices (1), (2) and (3) are fixed to a support, such as a plate (5). The plate (5) may be coupled to an unmanned aircraft (UAV). Fig. 2 represents an unmanned aircraft (8) that performs temperature control tasks in an infrastructure consisting of a solar panel (9) of a photovoltaic park. The thermographic sensor (1) on board the aircraft (8) detects an abnormal temperature point (10), the microcontroller (2) generates an alert message (7) that is sent by the device configured to send communications (3) to the last component included in the system, that is, a device configured to receive said communications (4).
El UAV (8) podrá ser manejado por un piloto u operar en vuelo autónomo. El responsable del control de la instalación (6) podrá encontrarse lejos del área de operación del UAV (8), por lo que el envío de mensajes de alerta (7) a su dispositivo (4) podrá efectuarse mediante red de datos de telefonía móvil o satelital, si el área carece de coberturas terrestres.The UAV (8) may be flown by a pilot or may operate in autonomous flight. The person responsible for controlling the installation (6) may be located far from the UAV (8) operating area, so the sending of alert messages (7) to his device (4) may be carried out via a mobile or satellite data network, if the area lacks terrestrial coverage.
Como dispositivo configurado para recibir las comunicaciones (4) enviadas por el dispositivo transmisor de comunicaciones (3) puede servir cualquiera de los dispositivos conocidos, como un dispositivo de computación (ordenador localizado en una ubicación fija o un ordenador portátil) o un teléfono móvil. En un modo de realización, el al menos un dispositivo receptor de comunicaciones (4), que en esta implementación es preferentemente un ordenador ubicado en una sala de control de la infraestructura, puede a su vez retransmitirlas a un segundo dispositivo receptor, preferentemente un dispositivo portátil. El al menos un dispositivo de recepción de comunicaciones (4) depende de un responsable del control (6).As a device configured to receive the communications (4) sent by the communications transmitting device (3), any of the known devices may serve, such as a computing device (computer located in a fixed location or a laptop) or a mobile phone. In one embodiment, the at least one communications receiving device (4), which in this implementation is preferably a computer located in a control room of the infrastructure, can in turn retransmit them to a second receiving device, preferably a portable device. The at least one communications receiving device (4) depends on a controller (6).
En un segundo aspecto, la invención tiene por objeto un método que se implementa con el sistema descrito. El método comprende una primera etapa de captación de imágenes mediante un sensor termográfico radiométrico (1). En una segunda etapa, un dispositivo de procesamiento informático (2) procesa en tiempo real de las imágenes captadas. En una tercera etapa, dicho dispositivo (2) detecta un punto de temperatura anormal (10). En una cuarta etapa, se genera un mensaje de alerta (7), que, en una quinta etapa, se envía a un dispositivo capaz de recibir comunicaciones (4), en poder de un responsable del control de temperaturas (6).In a second aspect, the invention relates to a method that is implemented with the described system. The method comprises a first stage of capturing images using a radiometric thermographic sensor (1). In a second stage, a computer processing device (2) processes the captured images in real time. In a third stage, said device (2) detects an abnormal temperature point (10). In a fourth stage, an alert message (7) is generated, which, in a fifth stage, is sent to a device capable of receiving communications (4), held by a person responsible for temperature control (6).
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES202330121AES2978806A1 (en) | 2023-02-17 | 2023-02-17 | TEMPERATURE CONTROL SYSTEM AND METHOD |
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| ES202330121AES2978806A1 (en) | 2023-02-17 | 2023-02-17 | TEMPERATURE CONTROL SYSTEM AND METHOD |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2978806A1true ES2978806A1 (en) | 2024-09-20 |
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|---|---|---|---|
| ES202330121AWithdrawnES2978806A1 (en) | 2023-02-17 | 2023-02-17 | TEMPERATURE CONTROL SYSTEM AND METHOD |
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| WO2019144317A1 (en)* | 2018-01-24 | 2019-08-01 | Honeywell International Inc. | Solar panel inspection by unmanned aerial vehicle |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published | Ref document number:2978806 Country of ref document:ES Kind code of ref document:A1 Effective date:20240920 | |
| FA2A | Application withdrawn | Effective date:20250114 |