BR102018016540A2

BR102018016540A2 - EQUIPMENT AND DATA ACQUISITION SYSTEM DISTRIBUTED FOR MONITORING AND RECORDING WIND CHARACTERISTICS INCIDENT IN ELECTRICITY TRANSMISSION TOWERS

Info

Publication number: BR102018016540A2
Application number: BR102018016540-2A
Authority: BR
Inventors: Lucas De Souza Ribeiro; José Alexandre De França; Giancarlo Michelino Gaeta Lopes; Erni José Nicodem; David Pereira Da Silva
Original assignee: Eletrosul Centrais Eletricas S/A
Priority date: 2018-08-14
Filing date: 2018-08-14
Publication date: 2020-03-10

Abstract

equipamento e sistema de aquisição de dados distribuído para monitoramento e registro de características dos ventos incidente em torres de transmissão de energia elétrica, refere-se a uma disposição construtiva aplicada em um módulo de aquisição de dados, e um sistema, que têm por função o monitoramento da velocidade e direção dos ventos incidentes nas torres de transmissão de energia elétrica. o dito equipamento e o sistema descrito neste documento, possuem uma configuração construtiva aperfeiçoada, compreendendo vários módulos de aquisição de dados, que são instalados na estrutura das torres de transmissão. cada um destes módulos tem um sensor de temperatura ambiente e um anemômetro ultrassônico, responsável por medir a velocidade do vento. também, os dados são coletados e enviados periodicamente a um servidor central, responsável por armazenar os dados definitivamente. uma das principais características do sistema é ser capaz de detectar uma eventual queda da torre onde ele está instalado armazenando os dados obtidos no momento imediato antes da queda.equipment and data acquisition system distributed for monitoring and recording of wind characteristics incident in electric power transmission towers, refers to a constructive arrangement applied to a data acquisition module, and a system, which have the function of monitoring the speed and direction of the incident winds in the electricity transmission towers. said equipment and the system described in this document, have an improved constructive configuration, comprising several data acquisition modules, which are installed in the structure of the transmission towers. each of these modules has an ambient temperature sensor and an ultrasonic anemometer, responsible for measuring wind speed. also, the data is collected and sent periodically to a central server, responsible for storing the data permanently. one of the main characteristics of the system is to be able to detect an eventual fall of the tower where it is installed, storing the data obtained in the immediate moment before the fall.

Description

EQUIPAMENTO E SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE DADOS DISTRIBUÍDO PARA MONITORAMENTO E REGISTRO DE CARACTERISTICAS DOS VENTOS INCIDENTE EM TORRES DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA ELÉTRICA.EQUIPMENT AND DATA ACQUISITION SYSTEM DISTRIBUTED FOR MONITORING AND REGISTRATION OF WIND CHARACTERISTICS INCIDENT IN ELECTRICITY TRANSMISSION TOWERS.

[001] O presente pedido refere-se a uma disposição construtiva aplicada em um módulo de aquisição de dados, que tem por função o monitoramento da velocidade e direção dos ventos incidentes nas torres de transmissão de energia elétrica.[001] The present request refers to a constructive arrangement applied to a data acquisition module, which has the function of monitoring the speed and direction of the incident winds in the electricity transmission towers.

[002] É de conhecimento técnico, variadas formas construtivas em equipamentos que registram as características dos ventos, cuja construção se distingue de acordo com a disposição construtiva, o material utilizado e a forma de medição.[002] It is technically knowledgeable, various constructive forms in equipment that record the characteristics of the winds, whose construction is distinguished according to the constructive disposition, the material used and the measurement method.

[003] Variadas configurações são conhecidas no atual estado da técnica com outras funcionalidades incluídas, de acordo com necessidades específicas, como detecção de outros tipos de informações, tais como deformações nas linhas de transmissão, por exemplo, e também envio, tratamento e armazenamento de dados.[003] Various configurations are known in the current state of the art with other functionalities included, according to specific needs, such as detecting other types of information, such as deformations in the transmission lines, for example, and also sending, processing and storage of Dice.

[004] Podem ser citados alguns documentos que descrevem anemômetros, como por exemplo o documento CA2981860 que apresenta um medidor de vento ultrassônico capaz de determinar ao menos um vetor de velocidade do vento e a velocidade do som.[004] Some documents describing anemometers can be cited, such as document CA2981860, which features an ultrasonic wind meter capable of determining at least one wind speed vector and the speed of sound.

[005] Outro documento que pode ser citado, é o KR101585656 que apresenta um sistema isolador que impede a deflexão de uma linha de transmissão, onde um anemômetro é utilizado para medir a velocidade do vento e uma célula solar é instalada para fornecer energia para o sistema.[005] Another document that can be cited is KR101585656, which features an insulating system that prevents the deflection of a transmission line, where an anemometer is used to measure wind speed and a solar cell is installed to supply energy for the system.

[006] Existem também os documentos CN204081617 e KR101412748, que apresentam diferentes formas de melhorar a fixação das torres da linha de transmissão afim de evitar quedas.[006] There are also documents CN204081617 and KR101412748, which present different ways to improve the fixation of the transmission line towers in order to prevent falls.

[007] Os dispositivos contidos no estado da técnica são conhecidos e amplamente utilizados para medições de fatores climáticos, mais especificamente a velocidade e intensidade do vento. Por se tratar de um equipamento utilizado em ambiente aberto, ou seja, que está sujeito às intempéries, é fundamental que este seja robusto e cuidadosamente instalado, para fornecer medidas precisas da condição climática, evitando que as medições sejam perturbadas pelas condições do meio.[007] The devices contained in the state of the art are known and widely used for measurements of climatic factors, more specifically the speed and intensity of the wind. As it is an equipment used in an open environment, that is, it is subject to the weather, it is essential that it is robust and carefully installed, to provide accurate measurements of the climatic condition, preventing the measurements from being disturbed by the conditions of the environment.

[008] Alguns critérios influenciam drasticamente na obtenção do valor real da intensidade do vento por um anemômetro, um dos problemas é que alguns modelos são extremamente frágeis e por isso, são utilizados apenas em aplicações muito específicas.[008] Some criteria drastically influence the obtaining of the real value of the wind intensity by an anemometer, one of the problems is that some models are extremely fragile and therefore, they are used only in very specific applications.

[009] Outro problema que pode interferir na medição correta, é o sistema mecânico dos anemômetros. Os anemômetros de concha, possuem algumas partes móveis que com o passar do tempo, sofrem influência da maresia e da poeira, afetando a qualidade das medições. Por isso, para serem utilizados no monitoramento dos ventos por um longo período de tempo, são necessárias manutenções frequentes, caso contrário suas medições perdem a credibilidade. O mesmo se aplica aos tubos de pitot, que transformam a velocidade do vento em pressão e, para isto, o vento deve atravessar um orifício estreito. Geralmente, após longos períodos de exposição, este tubo é obstruído por detritos em suspensão, e por isso, esse modelo não é indicado para o monitoramento da velocidade do vento por longos períodos de tempo.[009] Another problem that can interfere with the correct measurement, is the mechanical system of anemometers. Shell anemometers have some moving parts that, over time, suffer from the influence of salt air and dust, affecting the quality of measurements. Therefore, to be used in the monitoring of winds for a long period of time, frequent maintenance is necessary, otherwise your measurements lose credibility. The same applies to pitot tubes, which transform the wind speed into pressure and, for this, the wind must pass through a narrow hole. Generally, after long periods of exposure, this tube is blocked by suspended debris, and therefore, this model is not suitable for monitoring wind speed for long periods of time.

[010] Há uma forte relação entre a medição das características do vento e os acidentes ocasionados em torres de transmissão de energia. Estas torres, podem sofrer colapso por diversos motivos, as intempéries e os erros de cálculo de estimativa de intensidade de vento no projeto podem ser citados como motivos para aumentar a vulnerabilidade das torres. A falta de um histórico de intensidade de vento, para que o projetista saiba as características do vento incidente na região onde a torre será erguida, também está relacionada a fragilidade e ao possível colapso da torre.[010] There is a strong relationship between the measurement of wind characteristics and accidents caused by power transmission towers. These towers may collapse for various reasons, the weather and calculation errors in estimating wind intensity in the project can be cited as reasons to increase the vulnerability of the towers. The lack of a history of wind intensity, so that the designer knows the characteristics of the wind incident in the region where the tower will be erected, is also related to the fragility and the possible collapse of the tower.

[011] No caso de colapso da estrutura da torre, outro problema frequentemente reportado é a dificuldade de identificação do local de ocorrência do problema e o tempo dispendido para que o problema seja reportado.[011] In the case of collapse of the tower structure, another problem frequently reported is the difficulty in identifying the location of the problem and the time taken for the problem to be reported.

[012] Afim de tornar a identificação de problemas mais ágil, e resolvendo os problemas de perda de tempo e dificuldade de identificação do local de ocorrência, ocasionado por algum dos problemas mencionados, quer seja pelo tipo de modelo utilizado ou pela falta de dados históricos da sazonalidade do local, apresentados no estado da técnica, desenvolveu-se o sistema descrito neste documento, com configuração construtiva aperfeiçoada, compreendendo vários módulos de aquisição de dados, que são instalados na estrutura das torres de transmissão. Cada um destes módulos tem um sensor de temperatura ambiente e um anemômetro ultrassônico, responsável por medir a velocidade do vento. Também, os dados são coletados e enviados periodicamente a um servidor central, responsável por armazenar os dados definitivamente. Os dados no servidor são acessíveis ao operador do sistema através de um webware desenvolvido especificamente para a aplicação. Uma das principais características do sistema é ser capaz de detectar uma eventual queda da torre onde ele está instalado. Quando este evento é detectado, o último valor de cada grandeza monitorada é armazenado na memória do equipamento, um alarme é enviado ao servidor central e a aquisição de dados é interrompida.[012] In order to make the identification of problems more agile, and solving the problems of lost time and difficulty in identifying the place of occurrence, caused by any of the problems mentioned, whether due to the type of model used or the lack of historical data From the seasonality of the site, presented in the state of the art, the system described in this document was developed, with improved constructive configuration, comprising several data acquisition modules, which are installed in the structure of the transmission towers. Each of these modules has an ambient temperature sensor and an ultrasonic anemometer, responsible for measuring wind speed. Also, the data is collected and sent periodically to a central server, responsible for storing the data permanently. The data on the server is accessible to the system operator through webware developed specifically for the application. One of the main characteristics of the system is being able to detect a possible fall in the tower where it is installed. When this event is detected, the last value of each monitored quantity is stored in the equipment's memory, an alarm is sent to the central server and the data acquisition is interrupted.

[013] Como característica do objeto do presente pedido de patente, com a medição do tempo de trânsito de um trem de pulso de ultrason, é possível inferir a velocidade do vento. Ao contrário dos outros tipos de anemômetros, os ultrassônicos medem o tempo que um pulso de ultrassom leva para percorrer a distância entre dois sensores, este tempo é alterado pela velocidade do vento que se desloca entre os sensores. Assim, mesmo quando a velocidade do vento é nula, a variável medida (tempo de trânsito) é diferente de zero. Isto é muito importante, pois permite identificar facilmente um mau funcionamento do equipamento e uma velocidade de vento realmente nula. Além disso, os anemômetros a ultrassom não possuem partes móveis, que possam ser afetadas pela maresia ou poeira e também não há orifícios que possam ser obstruídos.[013] As a characteristic of the object of the present patent application, with the measurement of the transit time of an ultrasound pulse train, it is possible to infer the wind speed. Unlike other types of anemometers, ultrasonics measure the time it takes an ultrasound pulse to travel the distance between two sensors, this time is altered by the speed of the wind traveling between the sensors. Thus, even when the wind speed is zero, the measured variable (transit time) is different from zero. This is very important, as it allows you to easily identify equipment malfunctions and a really zero wind speed. In addition, ultrasound anemometers have no moving parts, which can be affected by salt air or dust, and there are also no holes that can be blocked.

[014] Cada módulo de aquisição é capaz de registrar e alertar remotamente uma eventual queda da torre, mantendo os dados coletados, ainda não enviados, e a velocidade do vento, medida no momento da queda, intactos, protegidos em uma caixa segura. Diversos aspectos do funcionamento dos módulos de aquisição são configuráveis pelo usuário. Por exemplo, o registro eletrônico dos dados de temperatura ambiente e velocidade do vento é feito em intervalos fixos (entre 1 e 60 minutos), de acordo com a configuração realizada pelo usuário. Contudo, quando a velocidade do vento for superior a um “valor limite de velocidade do vento” (entre 20 e 250 km/h, também configurável pelo usuário), a taxa de registro aumenta automaticamente para seu valor máximo (um registro por minuto), dessa forma, o sistema possui duas taxas de registro de dados: uma configurada pelo usuário, que é utilizada quando a velocidade do vento está abaixo de um limiar, e uma taxa de registro “forçada”, que é usada sempre que a velocidade do vento for crítica. Isso reduz a quantidade de dados gerados (e armazenados), mas ainda permite registrar em detalhes as características do vento incidente quando ele colocar a estrutura da torre em perigo.[014] Each acquisition module is capable of remotely recording and alerting of a possible tower fall, keeping the collected data, not yet sent, and the wind speed, measured at the time of the fall, intact, protected in a safe box. Various aspects of the operation of the acquisition modules are configurable by the user. For example, the electronic recording of ambient temperature and wind speed data is done at fixed intervals (between 1 and 60 minutes), according to the configuration performed by the user. However, when the wind speed exceeds a “wind speed limit value” (between 20 and 250 km / h, also configurable by the user), the registration rate automatically increases to its maximum value (one registration per minute) , thus, the system has two data logging rates: one configured by the user, which is used when the wind speed is below a threshold, and a “forced” logging rate, which is used whenever the speed of the wind. wind is critical. This reduces the amount of data generated (and stored), but still allows you to record in detail the characteristics of the incident wind when it endangers the tower structure.

[015] A configuração construtiva e seu sistema, objetos do presente pedido de patente é melhor compreendida através da descrição detalhada apresentada a seguir, juntamente da figura em anexo, dada a título de exemplo e ilustração, e não limitativo do objeto do presente pedido.[015] The constructive configuration and its system, objects of the present patent application is better understood through the detailed description presented below, together with the attached figure, given by way of example and illustration, and not limiting the object of this application.

[016] A figura 1A e 1B apresentam as vistas ortogonal e superior do equipamento(100) de aquisição de dados distribuído para monitoramento e registro de características dos ventos incidente em torres de transmissão de energia elétrica.[016] Figures 1A and 1B show the orthogonal and top views of the equipment (100) for data acquisition distributed for monitoring and recording of wind characteristics incident in electric power transmission towers.

[017] A figura 2 representa o funcionamento do equipamento(100) de aquisição de dados distribuído para monitoramento e registro de características dos ventos incidente em torres de transmissão de energia elétrica.[017] Figure 2 represents the operation of the equipment (100) for data acquisition distributed for monitoring and recording of wind characteristics incident in electric power transmission towers.

[018] A figura 3 apresentam um diagrama do sistema(200) de aquisição de dados distribuído para monitoramento e registro de características dos ventos incidente em torres de transmissão de energia elétrica.[018] Figure 3 presents a diagram of the distributed data acquisition system (200) for monitoring and recording of wind characteristics incident in electric power transmission towers.

[019] O equipamento(100) e sistema(200) de monitoramento da velocidade e direção dos ventos incidentes em torres de linhas de transmissão compreende duas partes; a primeira, um equipamento(100) com seis transdutores(101 e 1001') de ultrassom dispostos em eixos não-ortogonais e uma placa eletrônica de condicionamento dos sinais de excitação e respostas de cada transdutor; a segunda, um sistema(200) responsável pela aquisição dos dados de velocidade em cada um dos eixos do equipamento -registro eletrônico e mecânico desses dados (que são guardados em invólucro semelhante a caixa preta) - monitoramento da temperatura ambiente e tombamento da torre; e transmissão dos dados, via protocolo de transmissão de dados de longas distâncias para um servidor de dados central. O sensor desenvolvido é capaz de medir com precisão velocidades de 250 km/h. Velocidades superiores também podem ser obtidas pelo mesmo equipamento, promovendo apenas pequenas alterações, como por exemplo, a disposição e distância dos sensores.[019] The equipment (100) and system (200) for monitoring the speed and direction of the incident wind in towers of transmission lines comprises two parts; the first, an equipment (100) with six ultrasound transducers (101 and 1001 ') arranged in non-orthogonal axes and an electronic conditioning plate for the excitation and response signals of each transducer; the second, a system (200) responsible for the acquisition of speed data in each of the equipment's axes - electronic and mechanical record of these data (which are stored in a black box-like enclosure) - monitoring of the ambient temperature and tipping of the tower; and data transmission, via long distance data transmission protocol to a central data server. The developed sensor is capable of accurately measuring speeds of 250 km / h. Higher speeds can also be achieved by the same equipment, promoting only small changes, such as the position and distance of the sensors.

[020] Conforme figura 1, é possível visualizar o equipamento(100) de monitoramento da velocidade e direção dos ventos incidentes em linhas de transmissão. O dito equipamento(100) é compreendido por pelo menos três pares de sensores(101 e 101') ultrassônicos, sendo que em todos os 3 pares, cada sensor atua como receptor e emissor em diferentes momentos durante a medição, montados nas pontas de hastes(102 e 102'), de fronte uns uns para os outros em cada par, e a linha imaginária formada entre eles, resulta 3 em eixos não-ortogonais entre si. Estas hastes(102 e 102') se prolongam a partir de um corpo(110) principal, de forma que cada haste(102) é simétrica à sua haste correspondente(102'). Os eixos não-ortogonais melhoram a confiabilidade das medidas, uma vez que dessa forma o vento incide em mais pares de transdutores.[020] As shown in figure 1, it is possible to view the equipment (100) for monitoring the speed and direction of the incident wind in transmission lines. Said equipment (100) is comprised of at least three pairs of ultrasonic sensors (101 and 101 '), and in all 3 pairs, each sensor acts as a receiver and emitter at different times during the measurement, mounted on the rod tips (102 and 102 '), facing each other in each pair, and the imaginary line formed between them, results in 3 non-orthogonal axes to each other. These rods (102 and 102 ') extend from a main body (110), so that each rod (102) is symmetrical to its corresponding rod (102'). The non-orthogonal axes improve the reliability of the measurements, since in this way the wind affects more pairs of transducers.

[021] Um anemômetro ultrassônico pode utilizar várias técnicas para aferição da velocidade do vento. A figura 2 demonstra um diagrama de funcionamento da técnica de medição do tempo de trânsito, onde a técnica utilizada como base de seu desenvolvimento foi a medição por cálculo do tempo de trânsito de um pulso ultrassônico. No caso, um sinal de referência (excitação) é gerado e é enviado ao transdutor-transmissor(101). Este, por sua vez, emite o sinal ultrassônico, o qual viaja através do ar, sofrendo interferência do vento. Com isso, analisa-se o tempo que a onda emitida pelo transmissor demora para chegar ao transdutor-receptor(101'), colocado na frente do transdutor(101). Este tempo, chamado de tempo de trânsito, varia conforme a velocidade de propagação do som e a velocidade e sentido do vento presente entre o transmissor e o receptor. Desta forma, o sinal ultrassônico emitido pelo transmissor(101) chega ao receptor(101') após um determinado intervalo de tempo, este sinal ultrassônico é convertido em um sinal elétrico ao chegar no receptor. Esse sinal possui duas informações a serem analisadas: o tempo total de trânsito da onda ultrassônica e a amplitude do sinal, obtida por sua envoltória.[021] An ultrasonic anemometer can use several techniques to measure wind speed. Figure 2 shows a diagram of the operation of the transit time measurement technique, where the technique used as the basis for its development was the measurement by calculating the transit time of an ultrasonic pulse. In this case, a reference signal (excitation) is generated and sent to the transducer-transmitter (101). This, in turn, emits the ultrasonic signal, which travels through the air, suffering interference from the wind. This analyzes the time it takes for the wave emitted by the transmitter to reach the transducer-receiver (101 '), placed in front of the transducer (101). This time, called transit time, varies according to the speed of sound propagation and the speed and direction of the wind between the transmitter and the receiver. In this way, the ultrasonic signal emitted by the transmitter (101) reaches the receiver (101 ') after a certain period of time, this ultrasonic signal is converted into an electrical signal when it arrives at the receiver. This signal has two pieces of information to be analyzed: the total transit time of the ultrasonic wave and the amplitude of the signal, obtained by its envelope.

[022] Para obter a velocidade do vento paralela ao eixo formado por dois transdutores, são realizadas duas transmissões em sentidos opostos. O anemômetro proposto possui a capacidade de efetuar medidas tridimensionais, com três pares de transdutores, um em cada eixo cartesiano. Considerando esse sistema não ortogonal, para se obter a velocidade do vento nos eixos cartesianos convencionais é necessário que seja aplicado um processo de ortogonalização das velocidades. Com isso, faz-se necessário o uso de seis transdutores ultrassônicos, divididos em três pares, onde cada par é capaz de medir a velocidade do vento em seu respectivo eixo e com a utilização das três medidas se obtêm uma aferição tridimensional.[022] To obtain the wind speed parallel to the axis formed by two transducers, two transmissions are carried out in opposite directions. The proposed anemometer has the ability to perform three-dimensional measurements, with three pairs of transducers, one on each Cartesian axis. Considering this non-orthogonal system, to obtain the wind speed on the conventional Cartesian axes, it is necessary to apply a speed orthogonalization process. With this, it is necessary to use six ultrasonic transducers, divided into three pairs, where each pair is capable of measuring the wind speed on its respective axis and with the use of the three measurements a three-dimensional measurement is obtained.

[023] Dois firmwares distintos realizam os cálculos e integralizam o funcionamento dos diversos subsistemas implementados: um na placa de instrumentação e outro na placa geral do Medidor. Assim, o microcontrolador(204) da placa de instrumentação do anemômetro é responsável pelo acionamento dos transdutores e a leitura de dados dos receptores, e também pelo envio desses dados para a placa geral do Medidor. O microcontrolador da placa geral é o responsável por todas as demais funções: armazenamento dos dados do anemômetro tanto na forma eletrônica como mecânica, pela medida da temperatura e detecção do tombamento da torre de linha de transmissão, pelas diversas formas de comunicação via Software de gerenciamento e servidor de dados.[023] Two different firmwares perform the calculations and integrate the operation of the various subsystems implemented: one on the instrumentation board and the other on the Meter's general board. Thus, the microcontroller (204) of the anemometer instrumentation board is responsible for activating the transducers and reading data from the receivers, and also for sending this data to the general meter board. The microcontroller of the general board is responsible for all other functions: storage of anemometer data in both electronic and mechanical form, by measuring the temperature and detecting the tipping of the transmission line tower, by the various forms of communication via Management Software and data server.

[024] A figura 3 apresenta um diagrama que ilustra o sistema(200) de monitoramento da velocidade e direção dos ventos incidentes em linhas de transmissão. Este sistema é compreendido pelo circuito de acionamento e condicionamento dos transdutores de ultrassom, circuito de controle do registro mecânico, circuito do registro eletrônico, circuitos das comunicações de médio e longo alcance, sensores de temperatura e de tombamento. Em seus subsistemas implementados pode-se observar o módulo acelerômetro(201), que é responsável pelo sensoriamento do tombamento e travamento da memória mecânica; o módulo de comunicação sem fio de médio alcance (210), responsável pela comunicação com o coletor de dados; o módulo de transmissão de longa distância(202), responsável pela transmissão dos dados para um servidor na internet; o módulo de carregamento da bateria via placa solar (203); o microcontrolador (204), responsável pelo controle de todo o sistema; barramentos de conectores, para alimentação; contadores eletromecânicos(206), para armazenamentos de dados de forma mecânica; placa de memória(207); sensor de temperatura (208); anemômetro 3D (209); Bateria(320); módulo de carregamento solar (211) e módulo de comunicação via cabo com um pc(212).[024] Figure 3 presents a diagram that illustrates the system (200) for monitoring the speed and direction of the incident wind in transmission lines. This system is comprised of the activation and conditioning circuit of the ultrasound transducers, control circuit of the mechanical register, electronic register circuit, medium and long range communications circuits, temperature and tipping sensors. In its implemented subsystems it is possible to observe the accelerometer module (201), which is responsible for sensing the tipping and locking of the mechanical memory; the medium-range wireless communication module (210), responsible for communicating with the data collector; the long distance transmission module (202), responsible for transmitting the data to a server on the internet; the battery charging module via the solar plate (203); the microcontroller (204), responsible for controlling the entire system; connector busbars for power; electromechanical counters (206), for mechanically storing data; memory card (207); temperature sensor (208); 3D anemometer (209); Battery (320); solar charging module (211) and cable communication module with a pc (212).

[025] Para garantir a segurança e integridade dos dados, o equipamento e sistema aqui descritos, compreendem ainda um invólucro, denominado de Caixa Segura, que é o compartimento que abriga o sistema eletrônico e mecânico de armazenamento dos dados, que compreende os contadores eletromecânicos, as memórias eletrônicas e os circuitos de proteção destas memórias. A Caixa Segura(300), a placa do Medidor(310) e a bateria(320) são fixados no mesmo invólucro simples. A caixa segura tem função de garantir a integridade dos seus componentes internos em casos de colapsos da torre de transmissão. Sua principal característica é a resistência à intempéries, impactos e altas temperaturas. Considerando estes requisitos, a carcaça da caixa segura foi fabricada de forma a acomodar adequadamente os contadores eletromecânicos e os circuitos eletrônicos de memória, bem como alguns materiais de proteção. Como forma de proporcionar uma proteção contra altas temperaturas, esta caixa segura prevê um revestimento interno de manta térmica de fibra cerâmica, porém, pode ser utilizado qualquer material com esta mesma função. Este material específico, foi escolhido na produção do protótipo, pois pode ser utilizado em temperaturas superiores a 600°C. Para proteger os componentes contra impactos, como no caso de uma queda, estes podem ser acomodados em uma peça de silicone, ou materiais similares. Também prevê a utilização de sílica gel no interior da caixa segura(300), evitando que qualquer tipo de condensação formada no interior do instrumento prejudique os circuitos eletrônicos. Isto tudo permite que o sistema funcione initerruptamente por várias semanas.[025] In order to guarantee the security and integrity of the data, the equipment and system described here, also comprise an enclosure, called Caixa Segura, which is the compartment that houses the electronic and mechanical data storage system, which comprises the electromechanical meters , the electronic memories and the protection circuits of these memories. The Safe Box (300), the Meter plate (310) and the battery (320) are attached to the same simple housing. The safe box has the function of guaranteeing the integrity of its internal components in case of transmission tower collapses. Its main feature is resistance to weather, impacts and high temperatures. Considering these requirements, the housing of the safe box was manufactured in order to adequately accommodate the electromechanical meters and the electronic memory circuits, as well as some protection materials. As a way of providing protection against high temperatures, this safe box provides an internal coating of thermal fiber blanket, however, any material with this same function can be used. This specific material was chosen in the production of the prototype, as it can be used at temperatures above 600 ° C. To protect the components against impacts, as in the case of a fall, they can be accommodated in a piece of silicone, or similar materials. It also provides for the use of silica gel inside the safe box (300), preventing any type of condensation formed inside the instrument from damaging the electronic circuits. This allows the system to run continuously for several weeks.

[026] A comunicação do sistema com o usuário e entrada de dados externa, é feita por meio de uma interface gráfica de um Software de Gerenciamento. Este foi desenvolvido em linguagem Java e permite a comunicação com o Medidor, bem como a visualização e a análise dos dados através de um meio amigável e prático. As principais funções deste Software são: auxiliar a montagem e a instalação do Medidor, auxiliar na manutenção do Medidor quando instalado em campo, permitir a configuração do Medidor, o acesso aos parâmetros de funcionamento e aos dados armazenados, auxiliar o arquivamento e possibilitar uma análise preliminar de dados, tal como por meio de gráficos.[026] The system's communication with the user and external data entry is done through a graphical interface of a Management Software. This was developed in Java language and allows communication with the Meter, as well as the visualization and analysis of data through a friendly and practical way. The main functions of this Software are: assist in the assembly and installation of the Meter, assist in the maintenance of the Meter when installed in the field, allow the configuration of the Meter, access to operating parameters and stored data, assist in archiving and enable an analysis preliminary data, such as through graphics.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. DATA ACQUISITION EQUIPMENT DISTRIBUTED FOR MONITORING AND REGISTRATION OF WIND CHARACTERISTICS INCIDENT IN ELECTRIC ENERGY TRANSMISSION TOWERS characterized by said equipment (100) providing at least three pairs of ultrasonic sensors (101), so that all of them act as receivers and emitters at different times during the measurement and are mounted on the rod tips (102 and 102 '), and are arranged in pairs of the forehead, so that the imaginary line formed connecting their fixation points, results in non- orthogonal to each other; and said rods (102 and 102 ') extend from a main body (110), so that each rod (102) is symmetrical to its corresponding rod (102'); said equipment, it provides a safe box (300) for the storage of electronic components.

2. DATA ACQUISITION EQUIPMENT DISTRIBUTED FOR MONITORING AND RECORDING WIND CHARACTERISTICS INCIDENT IN ELECTRIC ENERGY TRANSMISSION TOWERS, according to claim 1, characterized by the said safe box (300) providing an internal coating of material resistant to high temperatures, silicone and also provide for the use of dehumidifiers.

3. DATA ACQUISITION SYSTEM DISTRIBUTED FOR MONITORING AND RECORDING WIND CHARACTERISTICS INCIDENT IN ELECTRIC ENERGY TRANSMISSION TOWERS, where an ultrasonic pulse (reference signal) is sent to the transducer-transmitter (101), which emits the ultrasonic signal , which is received by the transducer-receiver (101 ') characterized by each of the at least 3 pairs of transducer-transmitter (101, 101') to carry out two pulse transmissions in opposite directions, with three pairs of transducers, one pair in each non-orthogonal Cartesian axis; and two different firmwares perform the calculations and integrate the functioning of the various subsystems implemented; and said system comprises microcontroller (204) of the anemometer's instrumentation plate so that it drives the transducers and reads the data from the receivers, and also sends the data to the general meter plate; and the said general plate of the Meter processes and the data received and stores them electronically and mechanically, through the control circuit of the mechanical register, and the electronic register circuit; said system also includes an accelerometer module (201), which identifies changes in position and locks the mechanical memory; and the system is electrically powered by a battery.

4. DATA ACQUISITION SYSTEM DISTRIBUTED FOR MONITORING AND RECORDING WIND CHARACTERISTICS INCIDENT IN ELECTRIC ENERGY TRANSMISSION TOWERS, as claimed in claim 3, characterized by comprising medium range wireless communication module (210), long distance transmission module (202) and cable communication module with a pc (212).

5. DISTRIBUTED DATA ACQUISITION SYSTEM FOR MONITORING AND REGISTRATION OF WIND CHARACTERISTICS INCIDENT IN ELECTRICITY TRANSMISSION TOWERS, as claimed in claim 3, characterized by the battery being charged by means of a solar plate (203);