ShapeArray com Worldsensing: a lista definitiva de perguntas e respostas

As amplas capacidades de integração da Worldsensing aumentaram em fevereiro, quando a Worldsensing revelou uma parceria com a Measurand Instruments. A iniciativa permitiu que a popular família ShapeArray da Measurand de produtos de medição da deformação estrutural e do solo fosse acrescentada à lista de tecnologias que podem ser monitorizadas de forma fácil e económica utilizando os registadores de dados da Worldsensing.

Para aprofundar os detalhes do que isso significa para engenheiros geotécnicos e outros grupos de clientes, realizamos recentemente um webinar Measurand e Worldsensing 101. Apresentado por Matthew Miller, especialista em serviços técnicos e instrumentação da Measurand, e Juan Pérez Arcas, engenheiro geotécnico da Worldsensing e especialista em Worldsensing, o webinar atraiu um grande público de todo o mundo.

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

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 de inclinómetro no local pode o registador de dados Worldsensing suportar?
• Qual é a frequência máxima de leitura de um ShapeArray equipado com o registador de dados Worldsensing?
• 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 Worldsensing 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 enviados periodicamente. Tanto o CMT Edge (OnPrem) como o CMT Cloud ( gestão da conetividade baseada na nuvem) da Worldsensing incluem um cliente FTP que lhe permite ligar-se a um servidor FTP para enviar 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. Atualmente, a Worldsensing é uma rede de topologia em estrela. A rede de rádio em estrela de longo alcance é a melhor topologia para projectos de grande área na construção civil, minas de superfície, barragens de rejeitos, túneis de infra-estruturas lineares, monitorização ferroviária, etc. Nalgumas aplicações, em particular nas minas subterrâneas, a possibilidade de repetir as mensagens de rádio pode ter algumas vantagens. Estamos a explorar algumas opções para fornecer uma solução para estes casos específicos.

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: É possível instalar um gateway adicional para resolver essas situações. O CMT Cloud da Worldsensing é compatível com implantações de vários gateways. Com o CMT Edge, é possível implantar mais de uma rede no mesmo projeto.

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 maior parte do software de gestão e visualização de dados compatível com inclinómetros no local pode lidar com os dados recolhidos pela solução Worldsensing. É necessário adicionar uma etapa para fazer a conversão. Todos os dados coletados pelos dispositivos Worldsensing são dados brutos que devem ser convertidos em unidades de engenharia cartesianas pelo software Raw2Data no 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 da Worldsensing 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 em toda esta gama. Os registadores de dados podem ser expostos a temperaturas mais baixas ocasionalmente, mas a Worldsensing não pode garantir o 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 de inclinómetro no local pode o registador de dados Worldsensing suportar?

Juan Pérez: O registador digital Worldsensing pode tratar até 100 segmentos ShapeArray. Quanto aos inclinómetros no local, depende do modelo e dos seus requisitos de potência. Na maioria dos casos, pode gerir e alimentar até 30 inclinómetros no local. Este limite é aumentado até 50 inclinómetros no local para o RST Gen4 a funcionar em modo de Unidade Terminal Remota Modbus.

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

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, etc. Esta configuração exigia uma programação e testes intensivos antes da implementação. Agora, com a Worldsensing, os ShapeArrays podem recolher a mesma qualidade de dados, sendo apoiados pela rede LoRa de confiança da Worldsensing.

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:O sistema Worldsensingusa uma rede de rádio LoRaWAN/LoRa. Quando você implanta sua infraestrutura de rádio, incluindo gateways, e os adiciona ao seu projeto, não há custo mensal. Com o CMT Cloud, a taxa mensal inclui a manutenção e o serviço do servidor de rede LoRa, mas não há 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.

A vantagem dos registadores digitais Worldsensing é que é possível condensar a configuração de suporte para que o que é visível se pareça com uma cobertura municipal normal. Quando tínhamos grandes caixas com um painel solar, tínhamos alguns problemas. As pessoas roubavam os painéis solares. Mas agora, com as baterias, é muito mais fácil evitar 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 Worldsensing 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 vantajoso poder instalar uma cadeia de sensores de inclinação fixados nas travessas para monitorizar o assentamento e o perfil. Por outro lado, em alguns projectos, também é possível instalar apenas o nosso medidor de inclinação sem fios Worldsensing, fixado às travessas a cada três metros para monitorizar a inclinação e a torção. Deste modo, o tempo de instalação pode ser reduzido.