desenvolvimento de sensores inteligentes sem fios

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