ShapeArray com Loadsensing: a derradeira lista de perguntas e respostas

As amplas capacidades de integração de Loadsensing aumentaram em Fevereiro quando a Worldsensing revelou uma parceria com a Measurand Instruments. A iniciativa viu a popular família ShapeArray da Measurand de produtos de medição de deformações estruturais e terrestres ser acrescentada à lista de tecnologias que podem ser monitorizadas de forma fácil e rentável utilizando registadores de dados Loadsensing.

Para aprofundar os detalhes do que isto significa para os engenheiros geotécnicos e outros grupos de clientes, realizámos recentemente um webinar sobre a Measurand and Loadsensing 101. Promovido por Matthew Miller, Especialista em Serviços Técnicos e Instrumentação na Measurand, e Juan Pérez Arcas, Engenheiro Geotécnico e especialista em Loadsensing do Worldsensing, o webinar atraiu uma vasta audiência de todo o mundo.

E fizeram uma massa de perguntas que não puderam ser respondidas durante as sessões. Aqui está, então, a derradeira lista de perguntas e respostas sobre a integração Measurand ShapeArray e Worldsensing Loadsensing.

Perguntas

  • Se comprarmos uma Connectivity Management Tool (CMT) Edge gateway, os dados são armazenados apenas na gateway ou podem ser empurrados periodicamente para um servidor de terceiros?
  • Os portais podem ser mudados para o modo malha em vez de estarem numa topologia estelar?
  • Podemos adicionar repetidores de rádio em distâncias superiores a 12 km / 7,5 milhas ou onde não existe uma linha de visão directa?
  • Qual é o preço dos segmentos silenciosos ou não monitorizados da ShapeArray em comparação com os segmentos regulares? Estes segmentos têm sempre o mesmo comprimento - 500 mm - ou podem ser mais compridos?
  • O registador de dados pode usar um multiplexador para medir vários sensores de fio vibratório?
  • Existe um custo mensal para o software CMT de registo de dados?
  • Existe uma solução baseada na web que possa lidar com a conversão ShapeArray Raw2Data? O processamento de dados ainda é feito manualmente usando o SAASuite, ou pode ser processado automaticamente usando a gateway?
  • Pode instalar o registador de dados dentro de uma montagem embutida no solo? Haveria algum problema com a antena de rádio, por exemplo em suportes embutidos em superfícies de estrada?
  • Como é que se abordam as leituras dos registadores de dados a temperaturas extremas?
  • Quantos segmentos inclinométricos no local pode o registador de dados Loadsensing manipular?
  • Qual é a frequência máxima de leitura de um ShapeArray equipado com o registador de dados Loadsensing?
  • O nó digital pode converter os dados brutos em Unidades de Engenharia Inglesas?
  • Como é que a Measurand recolheu dados antes da integração do Worldsensing data logger?
  • A comunicação é feita através da rede de telemóveis ou de uma rede de rádio separada? Se for uma rede de rádio, há um custo mensal?
  • Pode alimentar o registador digital através de baterias ou através de uma fonte de alimentação externa?
  • O que é que o registador digital faz durante o teste de cobertura rádio? Procura por gateways? Quais são as diferentes opções e como é que estas afectam o utilizador?
  • É possível instalar um ShapeArray e um piezómetro no mesmo furo?
  • Como é que estes produtos resistem ao vandalismo e às temperaturas extremas?
  • Como é que a combinação ShapeArray e Loadsensing funciona para a geometria dos carris?

Se comprarmos uma Connectivity Management Tool (CMT) Edge gateway, os dados são armazenados apenas na gateway ou podem ser empurrados periodicamente para um servidor de terceiros?

Juan Pérez: Sim, os dados podem ser empurrados periodicamente. Tanto o CMT Edge (OnPrem) como o CMT Cloud ( gestão de conectividade baseada na nuvem) por Loadsensing incluem um cliente FTP que lhe permite ligar-se a um servidor FTP para empurrar dados a partir do edge automaticamente. Além disso, existem outras opções de acesso aos dados.

Os portais podem ser mudados para o modo malha em vez de estarem numa topologia estelar?

Juan Pérez: Não, não podem. Actualmente, Loadsensing é uma rede de topologia estelar. A rede de rádio em estrela de longo alcance é a melhor topologia para projectos de grandes áreas na construção civil, mineração de superfície, barragens de rejeitos, túneis de infra-estruturas lineares, monitorização ferroviária e assim por diante. Em algumas aplicações, particularmente na mineração subterrânea, a possibilidade de repetir as mensagens de rádio pode ter algumas vantagens. Estamos a explorar algumas opções para fornecer uma solução para estes casos particulares.

Podemos adicionar repetidores de rádio em distâncias superiores a 12 km / 7,5 milhas ou onde não existe uma linha de visão directa?

Juan Pérez: Pode instalar uma porta de entrada adicional para resolver estas situações. O CMT Cloud by Loadsensing é compatível com implementações multi-portão. Com CMT Edge é possível implantar mais do que uma rede no mesmo projecto.

Qual é o preço dos segmentos silenciosos ou não monitorizados da ShapeArray em comparação com os segmentos regulares? Estes segmentos têm sempre o mesmo comprimento - 500 mm - ou podem ser mais compridos?

Matthew Miller: Os segmentos silenciosos são aproximadamente um quarto do preço dos segmentos sensorizados, e só são utilizados na extremidade inferior do ShapeArray.

Os tubos de extensão não-sensorizados podem ser utilizados na superfície para preencher o vazio entre o topo do instrumento e o topo do invólucro, caso a zona não exija monitorização.

O registador de dados pode usar um multiplexador para medir vários sensores de fio vibratório?

Juan Pérez: Actualmente não. Temos um registador de arame vibratório de cinco canais que consegue ler cinco sensores de arame vibratório e os seus termistores. Dependendo das suas necessidades específicas, podemos encontrar uma solução adequada para o projecto. Sugiro contactar a nossa equipa de vendas e explicar os seus requisitos, incluindo a quantidade de sensores de arame vibratório por secção de monitorização. Iremos propor uma opção.

Existe um custo mensal para o software CMT de registo de dados?

Juan Pérez: A CMT Edge tem um custo de licença perpétuo que é incluído em cada compra de 4G gateway edge, enquanto a CMT Cloud tem uma licença de subscrição mensal. Pode encontrar mais informações sobre os nossos dados, dispositivos e opções de software de monitorização de rede na nossa secção de gestão de conectividade.

Existe uma solução baseada na web que possa lidar com a conversão ShapeArray Raw2Data? O processamento de dados ainda é feito manualmente usando o SAASuite, ou pode ser processado automaticamente usando a gateway?

Juan Pérez: A maioria do software de gestão e visualização de dados compatível com os inclinómetros no local pode tratar os dados recolhidos pela solução Loadsensing. É necessário acrescentar um passo para fazer a conversão. Todos os dados recolhidos pelos dispositivos Loadsensing são dados em bruto que devem ser convertidos em unidades de engenharia cartesiana pelo software Raw2Data do SAASuite.

Esta conversão produzirá um ficheiro .mat que pode ser utilizado com o software de visualização da Measurand. Também produzirá um ficheiro .dat delimitado por vírgulas com unidades cartesianas e tipos de leitura (tais como desvio cumulativo ou incremental, temperatura, inclinação, etc.) que podem ser importados para qualquer sistema de gestão de dados de terceiros.

A primeira execução do software Raw2Data deve ser feita manualmente, para configurar configurações para o projecto tais como orientação do instrumento, fim de referência, offset azimutal e assim por diante. Esta conversão manual, chamada reset, guarda estas configurações para que as conversões subsequentes possam ser automatizadas. Uma vez concluída manualmente a primeira conversão, o software Raw2Data pode ser automatizado com chamadas de linha de comando para processar novas leituras.

A activação da chamada de linha de comando para Raw2Data pode ser feita utilizando software de agendamento, tal como o Windows Task Scheduler. Para mais informações, consultar o manual do software da Measurand.

Pode instalar o registador de dados dentro de uma montagem embutida no solo? Haveria algum problema com a antena de rádio, por exemplo em suportes embutidos em superfícies de estrada?

Juan Pérez: Pode instalar o registador de dados dentro de um poço de visita. As duas principais dificuldades que precisam de ser resolvidas são a entrada de água e a comunicação via rádio. O pessoal da instalação deve aplicar boas práticas de instalação, incluindo:

  • Instalar o nó o mais alto possível dentro do espaço confinado, para evitar a sua colocação em zonas mais susceptíveis a inundações.
  • Tomando especial cuidado ao passar o cabo do ShapeArray através do bucim de cabo de registo de dados.
  • Fechar adequadamente o recinto com uma chave de fendas de torque.
  • Aplicação de uma camada protectora extra de selante, se necessário.
  • Garantir a drenagem da boca-de-lobo.

A cobertura de rádio é reduzida dentro de um poço de visita, especialmente quando é feito de aço. As coberturas não metálicas de compósitos ou fibra de vidro são a melhor escolha para evitar a atenuação excessiva do sinal de rádio. É importante aplicar boas práticas para garantir o correcto desempenho da sua solução de monitorização.

Como é que se abordam as leituras dos registadores de dados a temperaturas extremas?

Juan Pérez: A temperatura de funcionamento dos registadores de dados Loadsensing é de -40º C a 80º C. Os nossos engenheiros verificam as especificações de todos os componentes para cumprir este requisito. Além disso, os nossos registadores de dados são testados em funcionamento numa câmara de temperatura nesta gama. Os registadores de dados podem ser ocasionalmente expostos a temperaturas mais baixas, mas o Worldsensing não pode garantir um funcionamento adequado fora da gama de temperaturas de funcionamento.

Se está a planear expor o dispositivo durante muito tempo a temperaturas fora desta gama, precisaríamos de efectuar uma análise mais aprofundada.

Quantos segmentos inclinométricos no local pode o registador de dados Loadsensing manipular?

Juan Pérez: O madeireiro digital Loadsensing pode lidar com até 100 segmentos ShapeArray. Em relação aos inclinómetros no local, depende do modelo e dos seus requisitos de potência. Na maioria dos casos, pode manusear e alimentar até 30 inclinómetros no local. Este limite é aumentado até 50 inclinómetros no local para o RST Gen4 a funcionar em modo Modbus Remote Terminal Unit.

Qual é a frequência máxima de leitura de um ShapeArray equipado com o registador de dados Loadsensing?

Juan Pérez: A taxa de amostragem é de 30 em 30 segundos até uma vez por dia. A frequência depende do número de segmentos ligados à cadeia, por exemplo, para uma matriz de 100 segmentos, a frequência mais alta é de cinco em cinco minutos.

O nó digital pode converter os dados brutos em Unidades de Engenharia?

Juan Pérez: Não, não pode converter os dados em bruto em Unidades de Engenharia. Esta conversão requer a SAASuite. Estamos a explorar a forma de processar os dados em CMT Cloud. Contacte-nos se estiver interessado nesta funcionalidade, porque seria útil compreender as suas necessidades.

Como é que a Measurand recolheu dados antes da integração do Worldsensing data logger?

Matthew Miller: Há um ano, todos os ShapeArrays exigiam uma fonte de alimentação com uma bateria de 12 V, bem como uma caixa equipada com um registador de dados Campbell, interface(s) SAA232, reguladores, modems e assim por diante. Esta configuração exigia uma programação e testes intensivos antes da implementação. Agora, com Worldsensing, a ShapeArrays pode recolher a mesma qualidade de dados enquanto é suportada pela rede fiável Loadsensing LoRa.

A comunicação através da rede de telemóveis ou de uma rede de rádio separada é dispendiosa? Se for uma rede de rádio, há um custo mensal?

Juan Pérez: sistema Loadsensing utiliza uma rede de rádio LoRaWAN/LoRa. Quando se implanta a sua infra-estrutura de rádio, incluindo gateways, e as acrescenta ao seu projecto, não há custo mensal. Com CMT Cloud, a taxa mensal inclui a manutenção e o serviço do servidor de rede LoRa, mas não há nenhuma taxa associada à transmissão de rádio.

Pode alimentar o registador digital através de baterias ou através de uma fonte de alimentação externa?

Juan Pérez: Sim, o madeireiro digital pode ser alimentado com uma bateria interna. Também é possível alimentá-lo com o conector USB ou usando energia externa. Dependendo da frequência da taxa de aquisição, pode ser uma ferramenta útil utilizar o conector USB para fornecer energia que prolongue a vida útil da bateria.

O que é que o registador digital faz durante o teste de cobertura rádio? Procura por gateways? Quais são as diferentes opções e como é que estas afectam o utilizador?

Juan Pérez: Durante os testes de cobertura de rádio, o registador transmite 45 mensagens de rádio em diferentes modulações. Em seguida, a aplicação móvel liga-se ao software CMT através da Internet para visualizar os resultados do teste. Assim, o que se vê na aplicação móvel é a chegada das mensagens de rádio a partir do gateway. Isto é útil para garantir que a instalação é feita correctamente.

É possível instalar o ShapeArray e o piezómetro no mesmo furo?

Matthew Miller: Recebemos esta pergunta a toda a hora. E a resposta é sim. Quando se está a perfurar um novo furo, é comum instalar uma caixa inclinométrica em conjunto com um piezómetro. Vemos rotineiramente piezómetros fixados ao exterior do invólucro durante o processo de rejunte.

Como é que estes produtos resistem ao vandalismo e às temperaturas extremas?

Matthew Miller: Temos centenas de ShapeArrays instalados nas areias petrolíferas de Alberta, o que é duro em termos de clima. A temperatura de funcionamento é de -35º C a 60º C. As temperaturas de instalação descem para -20º C, porque temos clientes que realizam programas de monitorização durante todo o Inverno em minas a céu aberto. Em termos de vandalismo, existem recintos secundários para esconder a parte superior do invólucro e a tampa do invólucro verde.

O benefício dos registadores digitais Loadsensing é que é capaz de condensar a configuração de suporte para que o que é visível se pareça com uma cobertura padrão do município. Quando tínhamos grandes recintos com um painel solar, tínhamos alguns problemas. As pessoas estavam a roubar os painéis solares. Mas agora, com as baterias, é muito mais fácil prevenir o vandalismo.

Juan Pérez: Em termos de vandalismo, as baterias internas reduzem as dimensões do sistema de aquisição de dados alimentado externamente. E a nossa solução permite a possibilidade de instalar o registador digital num poço de visita, com alguma protecção. Isto é uma vantagem não só para prevenir o vandalismo, mas também para permitir a instalação do ShapeArrays nas zonas circundantes, bem como nas proximidades do próprio projecto de construção.

Em termos de temperatura, toda a nossa electrónica é testada de -40º C a 80º C, pelo que podemos garantir operações nestas condições.

Como é que a combinação ShapeArray e Loadsensing funciona para a geometria dos carris?

Matthew Miller: Há alguns anos, os ShapeArrays estavam a começar a ser implantados nos caminhos-de-ferro e mais especificamente nas amarras ou travessas dos carris. O ShapeArray horizontal irá fornecer uma saída 2D indicando uma deflexão vertical ao longo do comprimento do instrumento. Normalmente, estes seriam instalados dentro de uma conduta de aço para ajudar a mitigar os efeitos térmicos, especialmente ao ar livre com oscilações regulares de temperatura.

Seria fixado com grampos de encaminhamento, normalmente a cada metro ou dois, para manter um perfil baixo, e instalado no meio ou na lateral dos carris para medir o deslocamento do leito do carril.

Juan Pérez: Por vezes, é uma vantagem poder utilizar uma cadeia de sensores de inclinação ligados às travessas para monitorizar o assentamento e o perfil. Por outro lado, em alguns projectos é também possível instalar apenas o nosso Tiltmetro sem fio Loadsensing, fixado às travessas a cada três metros para monitorizar a inclinação e a torção. Ao fazer isto, o tempo de instalação pode ser reduzido.

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