desenvolvimento de sensores inteligentes sem fios
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DESENVOLVIMENTO DE SENSORES INTELIGENTES SEM FIOS PARA ENSAIOS DE MODELOS DE FUNDAÇÕES ESPECIAIS PARA LINHAS DE ANCORAGENS DE SISTEMAS FLUTUANTES OFFSHORE UTILIZANDO CENTRÍFUGA XX COPINAVAL - 2007 Ms. Rubens Ramires Sobrinho - IPT Prof. Dr. Toshi-ichi Tachibana - EPUSP Introdução Atender à demanda de programas de pesquisa na área de exploração de óleo e gás em campos petrolíferos Realização de ensaios de modelos físicos reduzidos à gravidade normal ou utilizando centrífuga Utilização de dispositivos inovadores Simplificação da instrumentação: Instalações (eliminação ou diminuição de fios e cabos) Interpretação dos dados Ancoragens para Sistemas Flutuantes Estacas de Sucção (NGI) Estacas Torpedo (Petrobrás) VLA’s (Vryhof/Bruce/Ceno) Âncoras Tartaruga (Petrobrás) Centrífugas para Ensaios Geotécnicos No Brasil IPT (SP) COPPE (RJ) UFNF (RJ) Configuração da Instrumentação na Centrífuga IPT Implantação das RSSF’s Adequar a rede às aplicações em centrífuga Adequar o uso da instrumentação existente na centrífuga com a nova tecnologia. Sistema Adotado para a Centrífuga IPT Smart RF CC1010DK (Chipcon) CC1010EB (1 placa) CC1010EM (2 placas) CC1010 (5 chips) Software Keil µVision3 IDE Software Flash Programmer Software Smart RF Studio Método Desenvolvido Proteção dos Dados contra Falhas de Comunicação Evitar o uso de redes densas ou emprego de sensores redundantes Espaço limitado no cesto da centrífuga IPT Algoritmo Simplificação do processamento nos nós Testes de Funcionamento da Método Desenvolvido Pacotes perdidos Número de linhas no pacote % Repetições de ensaios 9049 0 12 0,00 4 12 8422 0 11 0,00 3 8 16 9692 27 9 0,28 3 13 20 8880 18 7 0,20 3 18 29 10183 55 6 0,54 4 23 34 10513 15 5 0,14 4 28 37 8772 59 5 0,67 4 33 39 8316 276 5 3,32 3 43 56 9642 0 4 0,00 3 50 61 7685 0 4 0,00 3 70 78 6243 0 4 0,00 4 Tempo de amostragem (ms) Tempo de atraso (ms) Total de pacotes 3 10 5 Intervenção no Hardware do Sistema Sem Fios Aumento da velocidade de clock Melhorar o desempenho de processamento Adequar o sincronismo das tarefas de cada nó Tempo de amostragem (ms) Tempo de atraso (ms) Total de pacotes Pacotes perdidos Número de linhas no pacote % de perdas Repetições de testes 3 12 12684 0 11 0,00 5 4 14 11355 0 10 0,00 5 5 15 12040 0 10 0,00 5 7 18 12987 0 9 0,00 5 8 19 11638 0 9 0,00 5 10 21 11462 0 8 0,00 5 13 25 11938 0 8 0,00 5 16 29 10994 0 8 0,00 5 18 33 11246 0 7 0,00 5 20 35 10453 0 7 0,00 5 23 40 10637 0 7 0,00 5 25 42 10054 0 7 0,00 5 28 46 11194 0 6 0,00 5 30 48 10561 0 6 0,00 5 33 52 10600 0 6 0,00 5 37 57 10147 0 6 0,00 5 40 62 9868 0 5 0,00 5 43 66 9751 0 5 0,00 5 50 72 10132 0 5 0,00 5 60 81 9953 0 5 0,00 5 70 93 9638 0 4 0,00 5 100 124 9121 0 4 0,00 5 200 232 8769 0 4 0,00 5 Testes Comparativos entre os Sistemas (convencional e sem fios) Calibração da centrífuga 50 g 75 g 100 g Resultados da Calibração da Centrífuga Tipo de Sistema (SAD) Aceleração Referência (g) Aceleração Média (g) Aceleração Máxima (g) Aceleração Mínima (g) Desvio Padrão Sem fios 50 48,40 50,2584 46,7520 0,5629 50,17 51,9693 48,8133 0,5208 75,10 76,3782 71,7525 0,4670 75,14 77,6225 72,7802 1,2313 100,25 101,0796 98,9152 0,2262 100,65 103,3037 98,6697 1,2431 Convencional Sem fios 75 Convencional Sem fios Convencional 100 Calibração da Centrífuga Calibração da centrífuga 100g (sistema convencional) 120 100 C an tilever (g ) 80 60 40 20 0 -20 0 50 100 150 200 Tempo (s) 250 300 350 400 Calibração da Centrífuga Calibração da Centrífuga 100g (sistema sem fios) 120 100 C an tilever (g ) 80 60 40 20 0 -20 0 50 100 150 200 Tempo (s) 250 300 350 400 Conclusões Os dois sistemas apresentaram resultados muito semelhantes, apesar dos ruídos existentes no sistema convencional. Melhora significativa com a introdução do sistema sem fios (sinais mais limpos e representativos do fenômeno físico monitorado). O sistema sem fios apresentou resultados bastante satisfatórios, indicando que ele é mais preciso. Etapas em Andamento Calibrações dos sensores com os nós modificados e o sistema convencional Instalação dos sensores no modelo reduzido e no cesto da centrífuga Ensaios com os modelos reduzidos de âncoras tartaruga Obrigado pela atenção contato: [email protected] tel.: (11) 3767-4637
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