Publicação
Desenvolvimento de sensor acústico para medição de corrente marítima
| Resumo: | O objetivo deste trabalho é desenvolver um sensor acústico capaz de medir correntes marítimas. Este projeto surge da necessidade de recolher alguns dados de interesse marítimo com o objetivo de criar modelos de funcionamento dos ecossistemas. Neste projeto pretende-se colocar vários sensores georreferenciados, a diferentes profundidades, a fazer medições e a armazenar os dados respetivos. Este sensor será responsável por medir a velocidade da água que flui num determinado nó do sistema. Este deverá ser capaz de medir a intensidade da corrente e a direção independentemente da sua posição no espaço, necessitando por isso de um magnetómetro (bússola digital) para utilizar o norte geográfico como referência. O sensor de corrente marítima que é apresentado utiliza transdutores piezoelétricos ultrassónicos pretendendo com isso tornar o sistema mais fiável e com maior robustez devido à ausência de partes móveis. A propriedade dos ultrassons explorada neste trabalho para obtenção da velocidade da corrente é o tempo de voo. O tempo de voo é o tempo que um determinado sinal demora a propagar-se num determinado meio entre dois pontos. No desenvolvimento do sensor será estudado o formato da estrutura, a posição e a orientação dos transdutores, de forma a melhorar a qualidade das medições em diferentes condições. Tal deverá ter em conta a robustez, dimensões razoáveis e evitar fenómenos de turbulência no volume de água a ser medido. O processamento dos sinais enviados e recebidos pelos transdutores será executado por um circuito integrado capaz de executar rotinas de medição de tempo de voo e de temperatura. Esse circuito integrado irá comunicar com um microcontrolador que irá interpretar os tempos de voo e converter na velocidade do fluido. Para além da comunicação com este circuito integrado, o microcontrolador, terá que comunicar com um relógio de tempo real, para obtenção de uma referência temporal, com um cartão de memória, para armazenamento de dados num ficheiro e com um magnetómetro, para obter uma referência de orientação ao norte geográfico já que o sensor não estará fixo. Com vários sensores destes é possível entender fenómenos de transporte à escala costeira, graças aos dados que é possível obter com um instrumento de medição desta escala. |
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| Autores principais: | Fangueiro, Gil Mauro Cruz |
| Assunto: | Sensor de corrente marítima Ultrassons Tempo de voo ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) Transdutores piezoelétricos Maritime current sensor Ultrasound Time of flight Piezoelectric transducers |
| Ano: | 2019 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | O objetivo deste trabalho é desenvolver um sensor acústico capaz de medir correntes marítimas. Este projeto surge da necessidade de recolher alguns dados de interesse marítimo com o objetivo de criar modelos de funcionamento dos ecossistemas. Neste projeto pretende-se colocar vários sensores georreferenciados, a diferentes profundidades, a fazer medições e a armazenar os dados respetivos. Este sensor será responsável por medir a velocidade da água que flui num determinado nó do sistema. Este deverá ser capaz de medir a intensidade da corrente e a direção independentemente da sua posição no espaço, necessitando por isso de um magnetómetro (bússola digital) para utilizar o norte geográfico como referência. O sensor de corrente marítima que é apresentado utiliza transdutores piezoelétricos ultrassónicos pretendendo com isso tornar o sistema mais fiável e com maior robustez devido à ausência de partes móveis. A propriedade dos ultrassons explorada neste trabalho para obtenção da velocidade da corrente é o tempo de voo. O tempo de voo é o tempo que um determinado sinal demora a propagar-se num determinado meio entre dois pontos. No desenvolvimento do sensor será estudado o formato da estrutura, a posição e a orientação dos transdutores, de forma a melhorar a qualidade das medições em diferentes condições. Tal deverá ter em conta a robustez, dimensões razoáveis e evitar fenómenos de turbulência no volume de água a ser medido. O processamento dos sinais enviados e recebidos pelos transdutores será executado por um circuito integrado capaz de executar rotinas de medição de tempo de voo e de temperatura. Esse circuito integrado irá comunicar com um microcontrolador que irá interpretar os tempos de voo e converter na velocidade do fluido. Para além da comunicação com este circuito integrado, o microcontrolador, terá que comunicar com um relógio de tempo real, para obtenção de uma referência temporal, com um cartão de memória, para armazenamento de dados num ficheiro e com um magnetómetro, para obter uma referência de orientação ao norte geográfico já que o sensor não estará fixo. Com vários sensores destes é possível entender fenómenos de transporte à escala costeira, graças aos dados que é possível obter com um instrumento de medição desta escala. |
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