Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlvaroMA_DISSERT.pdf: 1811875 bytes, checksum: d1a8b9710060f420383a8d715381bfb9 (MD5) Previous issue date: 2009-12-23 / Embedded systems are widely spread nowadays. An example is the Digital Signal Processor (DSP), which is a high processing power device. This work s contribution consist of exposing DSP implementation of the system logic for detecting leaks in real time. Among the various methods of leak detection available today this work uses a technique based on the pipe pressure analysis and usesWavelet Transform and Neural Networks. In this context, the DSP, in addition to do the pressure signal digital processing, also communicates to a Global Positioning System (GPS), which helps in situating the leak, and to a SCADA, sharing information. To ensure robustness and reliability in communication between DSP and SCADA the Modbus protocol is used. As it is a real time application, special attention is given to the response time of each of the tasks performed by the DSP. Tests and leak simulations were performed using the structure of Laboratory of Evaluation of Measurement in Oil (LAMP), at Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN) / Os sistemas embarcados est?o amplamente difundidos atualmente. Um exemplo ? o Digital Signal Processor (DSP), que ? um dispositivo com alto poder de processamento. A contribui??o deste trabalho consiste na implementa??o em DSP da l?gica de um sistema de detec??o de vazamentos em tempo real. Dentre os v?rios m?todos de detec??o de vazamentos existentes atualmente este trabalho se desenvolve utilizando uma t?cnica baseada na an?lise da press?o no duto e que utiliza Transformada Wavelet e Redes Neurais. Nesse contexto o DSP, al?m de realizar o processamento digital do sinal de press?o, tamb?m comunica-se com um Global Positioning System (GPS), que auxilia na localiza??o do vazamento e com um sistema supervis?rio, disponibilizando informa??es para este. Para garantir robustez e confiabilidade na comunica??o entre DSP e sistema supervis?rio ? utilizado o protocolo Modbus. Como trata-se de uma aplica??o de tempo real, uma aten??o especial ? dada ao tempo de resposta de cada uma das tarefas realizadas pelo DSP. Os testes e simula??es de vazamentos foram realizados utilizando a estrutura do Laborat?rio de Avalia??o de Medi??o em Petr?leo (LAMP), da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)

Este trabalho tem como objetivo global contribuir para o desenvolvimento do estudo da propagação de ondas em dutos de transporte de fluidos, especialmente oleodutos e gasodutos, através da análise da atenuação acústica e da velocidade de propagação da onda. Para isso, foram feitos ensaios experimentais, tanto em escoamento mono quanto bifásico, variando-se a vazão do escoamento em uma linha de testes de 1500 metros e 50 mm de diâmetro, para aquisição de sinais gerados a partir do fechamento de válvulas de simulação de vazamentos em pontos ao longo da tubulação. Para análise da atenuação acústica foi proposta uma metodologia baseada na medição do coeficiente de amortecimento temporal das ondas de pressão como subsídio para o cálculo do coeficiente de atenuação, através da utilização de um único sensor de pressão. Esta metodologia foi validada pela medição direta do coeficiente de atenuação e os resultados mostram uma excelente concordância em escoamentos monofásicos. Para os testes em escoamento bifásico não foi possível aplicar esta metodologia devido ao forte amortecimento das ondas de pressão, sendo feitas apenas medições diretas da atenuação com resultados fenomenologicamente coerentes. A velocidade de propagação acústica para escoamento monofásico foi influenciada pela presença de gás dissolvido e bolhas de cavitação, apresentando valores próximos aos da literatura para baixas vazões de escoamento. Para altas vazões, as velocidades foram compatíveis com o escoamento bifásico a bolhas finamente dispersas. Para o escoamento bifásico o regime de escoamento variou de bolhas a pistonado. As velocidades de propagação obtidas são compatíveis com aquelas obtidas por modelos teóricos. / This work aims to contribute to the development of the study of wave propagation in fluid transport pipelines, through the analysis of acoustic attenuation and propagation speed. For this reason, experimental tests were made in single and two-phase flow, varying the flow rate in a test line of 1500 meters and 50 mm in diameter, for the acquisition of signals generated from the closing of leak simulation valves at known points along the pipeline. To analyze the acoustic attenuation it was proposed a methodology based on measurement of temporal damping coefficient of pressure waves as input for calculating the attenuation coefficient, by using a single pressure sensor. This methodology was validated by direct measurement of attenuation coefficient and the results show an excellent agreement in single-phase flow. For the tests in two-phase flow it was not possible to apply this methodology due to the strong damping of pressure waves, which only made direct measurements of attenuation results phenomenologically consistent. Acoustic propagation velocity for single phase flow was influenced by the presence of dissolved gas and cavitation bubbles, having values close to the literature for low flow rates. For high flows rates, the velocities were consistent with a two-phase flow at finely dispersed bubbles. For the two-phase flow the regime varied from slug to bubbles. The propagation velocities obtained are consistent with those obtained by theoretical models.

Orientadores: Sandra Lucia da Cruz, João A. F. R. Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-31T22:23:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_ArlanLucasde_D.pdf: 3739716 bytes, checksum: 40314e4f8359d3c06b6df822abda9f09 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Uma nova técnica de detecção de vazamentos em tubulação é apresenta­da. A técnica é baseada na análise espectral de sinais de pressão medidos em trechos da tubulação que favorecem a formação de ondas estacionárias. Sendo baseada no espectro do sinal, e não na sua representação temporal, a análise possibilita a identificação do vazamento mesmo quando este ocorre durante a realização de operações que naturalmente encobririam o transiente de pressão gerado pelo vazamento. Testes experimentais foram realizados numa tubulação de 1250 m de comprimento em várias condições de fluxo e configurações de vazamento durante a partida e a parada de uma bomba centrífuga. Transientes de pressão foram obtidos por quatro transdutores conectados a um computador padrão PC comandado por um software de aquisição de dados e controle desenvolvido. Os testes mostraram que a análise espectral dos transientes de pressão, juntamente com o conhecimento dos pontos de reflexão na tubulação, consiste em um método simples e eficiente de se detectar vazamentos / Abstract: The development and test of a technique for leak detection in pipelines is presented. The technique is based on the spectral analysis of pressure signals measured in pipeline sections where the formation of stationary waves is favoured, allowing leakage detection during the start stop of pumps. Experimental tests were performed in a 1250 m long pipeline for various operational conditions of the pipeline (liquid flow rate and leakage configuration). Pressure transients were obtained by four transducers connected to a PC compute. The obtained results show that the spectral analysis of pressure transients, together with the knowledge of reflection points provide a simple and efficient way of identifying leaks during the start stop of pumps in pipelines / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Drones have become an integral part of the digital transformation currently sweeping the mining industry; particularly in surface operations, where they allow operators to model the terrain quickly and effortlessly with GPS localization and advanced mission planning software. Recently, the usage of drones has expanded to underground mines, with advancements in drone autonomy in GPS-denied environments. Developments in lidar technology and Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) algorithms are enabling UAVs to function safely underground where they can be used to map workings and digitally reconstruct them into 3D point clouds for a wide variety of applications. Underground mines can be expansive with inaccessible and dangerous areas preventing safe access for traditional inspections, mapping and monitoring. In addition, abandoned mines and historic mines being reopened may lack reliable maps of sufficient detail. The underground mine environment presents a multitude of unique challenges that must be addressed for reliable drone flights. This work covers the development of drones for GPS-denied underground mines, in addition to several case studies where drone-based lidar and photogrammetry were used to capture 3D point clouds of underground mines, and the associated applications of mine digitization, such as geotechnical analysis and pillar strength analysis. This research also features an applied use case of custom drones built to detect methane leaks at natural gas production and distribution sites. / Doctor of Philosophy / Drones have become an integral part of the digital transformation currently sweeping the mining industry; particularly in surface operations, where they allow operators to model the terrain quickly and effortlessly. Recently, the usage of drones has expanded to underground mines, with advancements in drone autonomy. New developments are enabling UAVs to function safely underground where they can be used to digitally reconstruct workings for a wide variety of applications. Underground mines can be expansive with inaccessible and dangerous areas preventing safe access for traditional inspections, mapping and monitoring. In addition, abandoned mines and historic mines being reopened may lack reliable maps of sufficient detail. The underground mine environment presents a multitude of unique challenges that must be addressed for reliable drone flights. This work covers the development of drones for GPS-denied underground mines, in addition to several case studies where drones were used to create 3D models of mines, and the associated applications of mine digitization. This research also features an applied use case of custom drones built to detect methane leaks at natural gas production and distribution sites.

Made available in DSpace on 2015-03-03T13:59:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GabriellJMA_DISSERT.pdf: 1371633 bytes, checksum: 92e16086f0ca63a45223381e044469ad (MD5) Previous issue date: 2012-03-05 / In February 2011, the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) has published a new Technical Rules for Handling Land Pipeline Petroleum and Natural Gas Derivatives (RTDT). Among other things, the RTDT made compulsory the use of monitoring systems and leak detection in all onshore pipelines in the country. This document provides a study on the method for detection of transient pressure. The study was conducted on a industrial duct 16" diameter and 9.8 km long. The pipeline is fully pressurized and carries a multiphase mixture of crude oil, water and natural gas. For the study, was built an infrastructure for data acquisition and validation of detection algorithms. The system was designed with SCADA architecture. Piezoresistive sensors were installed at the ends of the duct and Digital Signal Processors (DSPs) were used for sampling, storage and processing of data. The study was based on simulations of leaks through valves and search for patterns that characterize the occurrence of such phenomena / Em fevereiro de 2011, a Ag?ncia Nacional de Petr?leo, G?s Natural e Biocombust?veis (ANP) publicou o novo Regulamento Tecnico de Dutos Terrestres para Movimenta??o de Petr?leo, Derivados e Gas Natural (RTDT). Entre outros aspectos, o RTDT tornou obrigat?rio o emprego de sistemas de monitoramento e detec??o de vazamentos em todos os dutos terrestres do pa?s. Este documento traz um estudo sobre o m?todo de detec??o por transiente de press?o. O estudo foi realizado num duto industrial de 16" de di?metro e 9,8 Km de extens?o. O duto e totalmente pressurizado e transporta uma mistura multif?sica de ?leo bruto, ?gua e g?s natural. Para a realiza??o do estudo, foi constru?da uma infraestrutura de aquisi??o de dados e valida??o de algoritmos de detec??o. O sistema foi concebido com arquitetura SCADA. Sensores piezoresistivos foram instalados nas extremidades do duto e Processadores Digitais de Sinais (DSPs) foram usados para a amostragem, armazenamento e processamento dos dados. O estudo se baseou na realiza??o de simula??es de vazamentos por meio de valvulas e busca por padr?es que caracterizassem a ocorr?ncia de tais fen?menos