BR112013021317B1 - Disposição de conector subaquático, e método de transferência de dados entre um primeiro componente subaquático e um segundo componente subaquático de uma disposição de conector - Google Patents

Disposição de conector subaquático, e método de transferência de dados entre um primeiro componente subaquático e um segundo componente subaquático de uma disposição de conector Download PDF

Info

Publication number
BR112013021317B1
BR112013021317B1 BR112013021317-5A BR112013021317A BR112013021317B1 BR 112013021317 B1 BR112013021317 B1 BR 112013021317B1 BR 112013021317 A BR112013021317 A BR 112013021317A BR 112013021317 B1 BR112013021317 B1 BR 112013021317B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
underwater
antenna
component
components
arrangement
Prior art date
Application number
BR112013021317-5A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112013021317A2 (pt
Inventor
Mark Bokenfohr
Tomasz Ciamulski
Original Assignee
Wisub As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45808787&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=BR112013021317(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Wisub As filed Critical Wisub As
Publication of BR112013021317A2 publication Critical patent/BR112013021317A2/pt
Publication of BR112013021317B1 publication Critical patent/BR112013021317B1/pt

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/04Adaptation for subterranean or subaqueous use
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/2291Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles used in bluetooth or WI-FI devices of Wireless Local Area Networks [WLAN]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B13/00Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/02Transmission systems in which the medium consists of the earth or a large mass of water thereon, e.g. earth telegraphy
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/22Capacitive coupling
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24Inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/72Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B5/00Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

DISPOSIÇÃO DE CONECTOR SUBAQUÁTICO, COMPONENTE PARA TRANSFERÊNCIA DE DADOS SEM FIO SUBAQUÁTICA E MÉTODO DE TRANSFERÊNCIA DE DADOS. Conector subaquático (200) incluindo um primeiro componente (210A) e um segundo componente (210B), os componentes (210A, 210B) sendo acoplados juntos em operação em primeiro estado acoplado e sendo separados espacialmente de forma mútua em segundo estado desacoplado. O primeiro e o segundo componentes (210A, 210B) incluem disposições de comunicação (310A, 310B) fornecendo comunicação sem fio entre o primeiro e o segundo componentes (210A, 210B) quando em seu primeiro estado acoplado. O primeiro e o segundo componentes (210A, 210B) incluem uma disposição de transferência de potência (270A, 270B, 290A, 290B) para transmitir potência entre o primeiro e o segundo componentes (210A, 210B). A disposição de transferência de potência (270A, 270B, 290A, 290B) inclui dispositivos de acoplamento indutivo (290A, 290B) e/ou dispositivos de acoplamento capacitivo, a disposição de transferência de potência (270A, 270B, 290A, 290B) sendo implantada como espaço anular (260A, 260B), circular, elíptico ou poligonal, no primeiro e segundo componentes (210A, 210B) juntos com disposições de comunicação (310A, 310B) sendo dispostas dentro do espaço anular (260A, 260B) e/ou ao redor de periferia do espaço anular (260A, 260B).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a disposições de conector subaquático, por exemplo, disposições de conector subaquático que são operáveis para fornecer transferência de sinal de largura de banda amplo entre dois objetos subaquáticos sem requerer necessariamente uma conexão física entre eles. Ademais, a presente invenção também diz respeito a métodos de transferência de sinais de largura de banda amplos por meio de disposições de conector subaquático.
[0002] Existe uma tendência crescente para posicionar aparelhos técnicos dentro de ambientes oceânicos, por exemplo, associados com exploração marítima e produção associada com óleo e gás, bem como sistemas de energia renovável que geram potência elétrica das ondas oceânicas, correntes oceânicas e diferenciais de temperatura oceânica (Conversão de Energia de Térmica Oceânica). O esgotamento das reservas de gás e óleo no Oriente Médio, em terra nos EUA e no Oceano Atlântico Norte resultou em empresas de gás e óleo considerando perfurar e extrair óleo e gás em regiões polares da Terra que são em grande parte carente de terra e cobertas em lâminas de gelo. Ademais, as condições mais favoráveis para produção de energia de onda oceânica estão nas latitudes altas perto as regiões polares. Tais ambientes supracitados são rigorosos e falha de aparelho técnica pode ser dispendiosa para resolver. Ademais, água salgada do oceano é altamente corrosiva e condutiva, o que cria dificuldades quando conexões submarinas estão sendo produzidas. Então, embora as conexões físicas diretas entre os condutores seja uma forma direta de conectar os cabos, elas enfrentam desafios particulares quando usadas abaixo d'água, particularmente quando é necessário separar e reconectá-las abaixo d'água múltiplas vezes visto que isso pode afetar adversamente a integridade da vedação e então o risco de ingresso de água. As conexões físicas também podem ser difíceis de alinhas de forma precisa e são mais restritivas em sua capacidade de acomodar uma flexão firme.
[0003] A transferência indutiva de potência nos conectores foi descrita em um Pedido de Patente Publicado sob No UK GB 2 456 039 A (Rhodes & Hyland, "Multimode wireless comunicação system", Wireless Fibre Systems Ltd.) em que é descrito um sistema de múltiplos modos que utiliza de forma operativa três mecanismos de luz, rádio e portadoras acústicas em combinação com uma disposição de seleção para selecionar uma portadora mais apropriada dentre as três. O relatório de busca associado com esse pedido de patente identifica inúmeras publicações de patente anteriores: GB 2 297 667 A, EP 1 370 014 A2, EP 0 338 765 A2, WO 02/071657 A2, U.S. 2002/0067531 A1, U.S. 5 081 543 A.
[0004] A comunicação subaquática com alcance maior com o uso de sinais de radiofrequência (RF) também foi proposta - por exemplo, conforme estabelecido no documento U.S. 2009/0212969 que descreve um sistema comunicação entre uma montagem de cabeça de poço e uma terminação umbilical com o uso de sinais de RF.
[0005] Apesar das propostas feitas até o presente, elas não alcançaram aceitação comercial difundida e o Depositante reconheceu que existem algumas carências significativas associadas com propostas anteriores. A meta da presente invenção é resolver pelo menos parcialmente tais defeitos e fornecer um sistema de conector subaquático comercialmente atraente.
[0006] Quando vista a partir de um primeiro aspecto a invenção fornece uma disposição de conector subaquático para transmitir dados a partir de um primeiro componente para um segundo componente, sendo que o primeiro componente compreende uma antena sem bobina transmissora e o segundo componente compreende um receptor correspondente, em que a antena é adaptada para transmitir dados ao receptor por meio de uma onda portadora eletromagnética que tem uma frequência entre 300 MHz e 300 GHz, em que a antena sem bobina é recebida em um encapsulamento submersível que tem uma dimensão externa máxima igual ou maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
[0007] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecida uma disposição de conector subaquático que inclui um primeiro componente e um segundo componente, em que os componentes são operáveis para serem acoplados juntos em operação em um primeiro estado acoplado e operáveis para serem separados espacialmente de forma mútua em um segundo estado desacoplado, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo componentes, cada um, inclui disposições de comunicação que são operáveis para fornecer comunicação sem fio entre o primeiro e o segundo componentes quando em seu primeiro estado acoplado, em que a comunicação sem fio é operável para ocorrer com o uso de um sinal sem fio cuja frequência de portadora está dentro de uma faixa de frequência de 300 MHz a 300 GHz, sendo que a comunicação sem fio utiliza uma tecnologia de onda milimétrica e/ou microondas.
[0008] A tecnologia de onda milimétrica e/ou microondas seria compreendida por aqueles indivíduos versados na técnica como implicando que as dimensões do primeiro componente são semelhantes ou maiores do que o comprimento de onda das ondas sendo utilizadas, isto é, as dimensões são maiores do que metade do comprimento de onda. Na verdade, seria compreendido que as dimensões são maiores do que um oitavo do comprimento de onda.
[0009] Portanto quando vista a partir de outro aspecto a invenção fornece uma disposição de conector subaquático que inclui um primeiro componente e um segundo componente, em que os componentes são operáveis para serem acoplados juntos em operação em um primeiro estado acoplado e operáveis para serem separados espacialmente de forma mútua em um segundo estado desacoplado, caracterizada pelo fato de que o primeiro e o segundo componentes, cada um, inclui disposições de comunicação que são operáveis para fornecer comunicação sem fio entre o primeiro e o segundo componentes quando em seu primeiro estado acoplado, em que a dita comunicação sem fio é operável para ocorrer com o uso de um sinal sem fio cuja frequência de portadora está dentro de uma faixa de frequência de 300 MHz a 300 GHz, sendo que a dita comunicação sem fio utiliza uma tecnologia de onda milimétrica e/ou microondas de modo que as dimensões do primeiro componente seja maiores do que um oitavo, de preferência maiores do que metade, do comprimento de onda da dita portadora.
[00010] Portanto será visto por aqueles indivíduos versados na técnica que uma disposição de conector é fornecida, na qual os componentes cooperam para fornecer uma conexão de dados subaquática com o uso de ondas milimétricas ou microondas (isto é, aquelas que têm uma frequência entre 300 MHz e 300 GHz - doravante coletivamente denominadas "microondas"), sem exigir contato físico entre os condutores. Em vez de microondas serem geradas pela antena e viajarem para o receptor, o que poderia ser através da água bem como através dos encapsulamentos de componente. Isso permite componentes completamente vedados que não precisam eles próprios estar em contato físico (embora para conveniência eles estejam) e, portanto que podem ser fabricados com uma vida de operação longe mesmo em ambiente marinhos muito rigorosos. Isso resolve os problemas estabelecidos acima com conexões que envolvem contato físico entre contato físico entre condutores.
[00011] O depositante percebeu apesar do pressuposto na técnica de que microondas não podem ser usadas abaixo d'água, particularmente abaixo do nível do mar, devido à sua forte absorção pela água, que na verdade uma comunicação de dados de curto alcance de largura de banda alta altamente eficaz entre componentes de conector pode ser alcançada com sucesso, mesmo através da água do mar, com o uso de ondas em uma faixa de substancialmente 300 MHz a 300 GHz, opcionalmente 1 GHz a 6 GHz. Isso contrasta com propostas anteriores para usar acoplamento indutivo para transferir dados que data que é inerentemente limitado a frequências inferiores e então a larguras de banda inferiores. O mesmo também contrasta com a comunicação subaquática de alcance maior com o uso de sinais de RF, por exemplo, conforme revelado no documento U.S. 2009/0212969. Conforme será reconhecido por aqueles indivíduos versados na técnica, a transmissão de microondas é fundamentalmente diferente da transmissão de RF em diversos aspectos. Na transmissão de RF o comprimento de onda é significativamente maior do que as dimensões dos elementos receptores e transmissores e então é governada pela teoria de circuito de elemento concentrado. No presente contexto o formato, dimensões e definição física dos elementos receptores e transmissores não são especialmente críticos. Por contraste, entretanto, na transmissão de microondas os elementos receptores e transmissores são de dimensões aproximadamente semelhantes ao comprimento de onda. A transmissão é governada pela teoria de linha de transmissão/circuito de elemento distribuído e o formato, dimensões e definição física dos elementos receptores e transmissores são críticas.
[00012] O encapsulamento que contém a antena poderia ser um alojamento montado em outra estrutura - por exemplo, uma antepara adequada. O encapsulamento poderia ser fornecido na extremidade de um cabo transportador de dados. Em um conjunto de modalidades para o mesmo, um cabo submersível para transportar dados se estende a partir do encapsulamento. O encapsulamento poderia compreender um alojamento discreto fixado de forma vedável ao cabo ou poderia ser integralmente formado com o cabo - por exemplo, sendo moldado sobre o mesmo.
[00013] A pessoa versada na técnica apreciará que quando considerando as dimensões do encapsulamento, as dimensões de qualquer cabo, antepara ou outra estrutura para a qual a mesma é montada são excluídas.
[00014] Embora, conforme o depositante reconheceu, as dimensões do encapsulamento sejam de relevância quando considerando frequências de microondas, em modalidades preferenciais a antena também tem dimensões semelhantes. Portanto, em um conjunto preferencial de modalidades a antena tem uma porção ativa que tem uma dimensão máxima maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
[00015] Embora, de acordo com a invenção em seus aspectos mais amplos nenhuma separação mínima particular entre os componentes é implicada, em um conjunto de modalidades a antena é adaptada para transmitir dados ao receptor por meio de radiação/propagação da onda portadora se o receptor estiver separado da antena por uma distância que é maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
[00016] Embora de acordo com a invenção em seus termos mais amplos a comunicação de dados pode acontecer entre a antena e receptor somente de uma forma, de preferência os componentes são configurados para permitir a comunicação bidirecional. A comunicação do segundo componente para o primeiro poderia utilizar uma modalidade diferente, mas de preferência o receptor no segundo componente tem as mesmas características que a antena no primeiro componente - isto é, o mesmo compreende uma segunda antena sem bobina adaptada para transmitir dados à antena do primeiro componente por meio de uma onda portadora eletromagnética que tem uma frequência entre 300 MHz e 300 GHz, em que a antena sem bobina é recebida em um encapsulamento submersível que tem uma dimensão externa máxima igual ou maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
[00017] Portanto em um conjunto preferencial de modalidades o primeiro e o segundo componentes, cada um, compreende uma antena sem bobina conforme estabelecido acima que, respectivamente, têm a capacidade de transmitir e receber dados em momentos diferentes. A primeira e a segunda antenas são de preferência idênticas.
[00018] O depositante também prevê que uma pluralidade de antenas pode ser fornecida em qualquer um ou em ambos os componentes. Podem existir números iguais em cada um, habilitando através disso múltiplos canais independentes. Em um conjunto de modalidades o primeiro componente compreende uma pluralidade das ditas antenas sem bobina dispostos para transmitir em uma frequência diferente e/ou com o uso de um protocolo de transmissão diferente entre si.
[00019] Alternativamente podem existir números diferentes de modo a permitir a comunicação de grupo para indivíduo - por exemplo, com um esquema de multiplexação adequado. Em um conjunto de modalidades o primeiro componente compreende uma única antena disposta para transmitir dados a uma pluralidade de transmissores independentes. O primeiro componente pode trocar dados com uma pluralidade de segundos componentes; em outras palavras o primeiro componente poderia ser projetado de modo que o mesmo possa agir como uma boca de conexão física para uma pluralidade de segundos componentes.
[00020] Em um conjunto de modalidades a disposição de conector subaquático é configurada para permitir a transmissão de dados com o primeiro e o segundo componentes em uma pluralidade de posições rotacionais mútuas.
[00021] Concluiu-se que a comunicação de dados de microondas revelada no presente documento é mais eficaz ao longo de distâncias relativamente curtas e, portanto em um conjunto de modalidades o primeiro e o segundo componentes estão separados por menos que um metro, de preferência menos do que metade de um metro de distância.
[00022] O depositante apreciou adicionalmente que operar na faixa de onda milimétrica/microondas permite que diversos protocolos existentes para transmissão de dados sem fio no ar sejam usados. Portanto em um conjunto de modalidades o primeiro componente é disposto para transmitir dados com o uso de um protocolo predefinido para transmissão de dados sem fio no ar. Por exemplo, o protocolo pode ser selecionado a partir do grupo que compreende: WiFi, GSM, Bluetooth, GPRS, CDMA e Zigbee. Isso é vantajoso em que o mesmo permite que software existente seja usado, mas também existe a vantagem adicionalmente que pode ser concretizada quando os componentes são removidos da água - por exemplo, para manutenção ou inspeção, visto que os mesmos protocolos podem ser usados para se comunicar com equipamento padrão no navio (ao longo de distâncias muito maiores visto que a propagação é através do ar). Isso simplifica as operações de diagnóstico e inspeção. O primeiro componente poderia ser disposto para transmitir exatamente da mesma forma que faz abaixo d'água quando o mesmo está temporariamente no ar (por exemplo, para manutenção ou inspeção). Em um conjunto de modalidades, entretanto o primeiro componente é disposto para adaptar sua transmissão quando o mesmo está temporariamente no ar. Em outras modalidades uma antena diferente é fornecida para transmissões no ar.
[00023] Em um conjunto de modalidades vantajoso a antena sem bobina é disposta para transmitir de forma direcional. Isso explora uma característica de uma antena adequada para transmissão de microondas e obtém força de sinal superior no receptor para um determinado nível de energia de transmissão.
[00024] Isso é considerado inovador e inventivo por direito próprio e, portanto quando vista a partir de um aspecto adicional a invenção fornece uma disposição de conector subaquático para transmitir dados a partir de um primeiro componente para um segundo componente, sendo que o primeiro componente compreende uma antena de transmissão direcional e o segundo componente compreende um receptor correspondente, em que a antena é disposta para transmitir dados ao receptor por meio de uma onda portadora eletromagnética que tem uma frequência entre 300 MHz e 300 GHz.
[00025] A antena pode, por exemplo, compreender um guia de ondas tal como uma corneta.
[00026] Os recursos da disposição de conector de acordo com o primeiro aspecto da invenção são recursos preferenciais desse aspecto. Portanto, de preferência, a antena é recebida em um encapsulamento que tem uma dimensão externa máxima igual ou maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
[00027] Nas modalidades de todos os aspectos precedentes da invenção a antena tem uma porção ativa que tem uma dimensão máxima maior do que metade do comprimento de onda da dita onda portadora.
[00028] Nas modalidades de todos os aspectos precedentes da invenção o encapsulamento compreende uma superfície de emissão não metálica disposta para que em uso a dita onda portadora atravesse a dita superfície. O resto do encapsulamento poderia ser do mesmo material que a superfície de emissão, um material não metálico diferente, metal ou qualquer combinação desses.
[00029] Opcionalmente, a disposição de conector subaquático é implantada de modo que o primeiro e o segundo componentes incluam uma disposição de transferência de potência para transmitir potência elétrica entre o primeiro e o segundo componentes. Mais opcionalmente, a disposição de transferência de potência compreende respectivas partes no primeiro e no segundo componentes que cooperam para transferir potência através de um acoplamento indutivo e/ou um acoplamento capacitivo. O Depositante apreciou que o tamanho físico relativamente pequeno dos componentes que a invenção vantajosamente permite, cuidado é necessário nas colocações relativas da antena e do indutivo, capacitivo ou outras partes de transferência de potência a fim de evitar a interferência dos sinais de dados. A transmissão direcional possível com o transmissor direcional de algumas modalidades pode ser de auxílio aqui. Entretanto a capacidade de substancialmente reduzir ou evitar tal interferência é uma vantagem significativa sobre propostas anteriores.
[00030] Em um conjunto de modalidades a disposição de transferência de potência é disposta para permitir que a potência seja transferida com o primeiro e o segundo componentes em uma pluralidade de posições rotacionais mútuas.
[00031] A disposição de transferência de potência poderia ser implantada substancialmente como um espaço anular no primeiro e no segundo componentes juntos com as disposições de comunicação sendo dispostas dentro do espaço anular e/ou ao redor de uma periferia do espaço anular. Ainda mais opcionalmente, o espaço anular é implantado como uma forma circular, forma elíptica ou forma poligonal. Mais opcionalmente, o primeiro e o segundo componentes são operáveis para serem associáveis em uma faixa de ângulos mutuamente diferentes, tornados possíveis pelo uso do espaço anular.
[00032] Opcionalmente, a disposição de conector subaquático é implantada de modo que a antena e opcionalmente outras partes conectadas sejam incorporadas em um material de encapsulamento para evitar que a água entre em contato direto com parte elétricas e/ou eletrônicas.
[00033] Opcionalmente, uma antena sem fio é fornecida para receber e/ou transmitir radiação sem fio entre os componentes, em que a antena sem fio é fornecida com uma disposição de rede de correspondência de impedância dinamicamente controlada para compensar pelas mudanças nas características de impedância elétrica de antena quando, em operação, a pressão aplicada por meio da água ao conector muda.
[00034] Em um conjunto de modalidades o primeiro e o segundo componentes são fornecidos com uma disposição de engatamento para ligar o primeiro e o segundo componentes juntos. Opcionalmente a disposição de engatamento é implantada como uma disposição de engatamento magnético. O imã poderia ser permanente ou energizável.
[00035] Opcionalmente, a disposição de conector subaquático inclui adicionalmente uma disposição de comunicação de dados óptica e/ou uma disposição de comunicação acústica para comunicar dados entre o primeiro e o segundo componentes.
[00036] Opcionalmente, a disposição de conector subaquático é implantada de modo que o primeiro e o segundo componentes tenham dados associados com os mesmos e/ou aparelho condicionador de potência para condicionar sinais de dados e/ou sinais de transferência de potência para fazer interface ao primeiro e ao segundo componentes.
[00037] Opcionalmente, a disposição de conector subaquático é implantada de modo que a disposição de conector seja adaptada para uso com veículos submarinos de oceano, por exemplo, veículos operados remotamente (ROV). Por exemplo, o primeiro ou o segundo componente poderia ser fornecido em um braço operado remotamente de um ROV.
[00038] Opcionalmente, a disposição de conector subaquático é adaptada para uso com sistemas de produção de energia de onda de oceano distribuída.
[00039] Opcionalmente, a disposição de conector subaquático é adaptada para operação de fundo de furo de sondagem.
[00040] Opcionalmente, a disposição de conector subaquático é implantada de modo que a disposição sem fio seja adaptada para fornecer transferência de dados sem fio entre o primeiro e o segundo componentes em taxa de dados em excesso de 1 Gbit/segundo.
[00041] De acordo com todos os da invenção a disposição de conector subaquático é, de preferência, adaptada para transmitir dados a partir da antena para o receptor por meio de água salgada, por exemplo, água do mar.
[00042] A invenção se estende a um componente de transferência de dados sem fio, por si só, adequado para uso como o primeiro componente de uma disposição de conector subaquático que tem qualquer um dos recursos descritos acima. De fato, quando vista a partir de outro aspecto a invenção fornece um componente para transferência de dados sem fio subaquática, sendo que o dito componente compreende uma antena sem bobina transmissora adaptada para transmitir dados a um receptor correspondente por meio de uma onda portadora eletromagnética que tem uma frequência entre 300 MHz e 300 GHz, em que a antena sem bobina é recebida em um encapsulamento submersível que tem uma dimensão externa máxima igual ou maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
[00043] A invenção também se estende a um método de transferência de dados entre um primeiro componente subaquático e um segundo componente subaquático que compreende transmitir uma onda portadora eletromagnética que tem uma frequência entre 300 MHz e 300 GHz de uma antena sem bobina no primeiro componente a um receptor correspondente no segundo componente, em que a antena sem bobina é recebida em um encapsulamento submersível que tem uma dimensão externa máxima que é igual ou maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora. Além disso, de preferência, o método supracitado compreende transmitir a onda portadora ao longo de uma distância menor do que um metro, de preferência menor do que 50 centímetros.
[00044] Além disso, de preferência, o método supracitado compreende transmitir a dita onda portadora através de água salgada.
[00045] De acordo com outro aspecto da invenção, é fornecido um método de comunicação de dados com o uso de uma disposição de conector subaquático que inclui um primeiro componente e um segundo componente, em que os componentes são operáveis para serem acoplados juntos em operação em um primeiro estado acoplado e operáveis para serem separados espacialmente de forma mútua em um segundo estado desacoplado, caracterizado pelo fato de que o método inclui: (a) dispor para o primeiro e o segundo componentes, cada um, incluir disposições de comunicação que são operáveis para fornecer comunicação sem fio entre o primeiro e o segundo componentes quando em seu primeiro estado acoplado; e (b) fornecer a comunicação sem fio com o uso de um sinal sem fio cuja frequência de portadora está dentro de uma faixa de frequência de 300 MHz a 300 GHz, sendo que a comunicação sem fio utiliza uma tecnologia de onda milimétrica e/ou microondas.
[00046] De preferência nos métodos supracitados a frequência de portadora está na faixa de 1 GHz a 20 GHz, de preferência 1 GHz a 6 GHz.
[00047] Opcionalmente, os métodos envolvem adicionalmente incluir uma disposição de transferência de potência no primeiro e no segundo componentes e ajustar dinamicamente a operação da disposição de transferência de potência para transmitir potência entre o primeiro e o segundo componentes.
[00048] Será apreciado que os recursos da invenção são suscetíveis a serem combinados em qualquer combinação sem sair do escopo da invenção conforme definido nas reivindicações anexas.
[00049] Em que referência é feita no presente documento aos comprimentos de ondas, esses deveriam ser compreendidos como o comprimento de onda medido no espaço livre. Em que o comprimento de onda das ondas portadoras varia, o comprimento de onda mínimo deveria ser usado para qualquer comparação.
Descrição dos Diagramas
[00050] As modalidades da presente invenção serão descritas agora, somente a título de exemplo, com referência aos seguintes diagramas em que: A Figura 1 é uma vista esquemática de uma disposição de conector subaquático de acordo com uma modalidade da invenção; As Figuras 2(a)-(e) são ilustrações esquemáticas de várias disposições de antena possíveis; A Figura 3 é uma ilustração de uma disposição de transformador para transferir potência magneticamente; A Figura 4 é uma ilustração de uma disposição de conector subaquático com transferência de potência acoplada magneticamente e troca de sinal acoplado sem fio; A Figura 5 é uma ilustração de uma modalidade de uma disposição de conector subaquático de acordo com a presente invenção; A Figura 6 é uma ilustração de uma configuração de face de pólo de transformador da disposição de conector da Figura 4; A Figura 7 é uma ilustração de um veículo operado remotamente (ROV) ou submarino para uso em ambientes subaquáticos; e A Figura 8 é uma ilustração de usos da disposição de conector subaquático da Figura 4 em um ambiente subaquático.
[00051] Nos diagramas anexos, um número sublinhado é utilizado para representar um item sobre o qual o número sublinha é posicionado ou um item para o qual o número sublinhado é adjacente. Um número não sublinhado se refere a um item identificado por uma linha que liga o número não sublinhado ao item. Quando um número é não sublinhado e acompanhado por uma seta associada, o número não sublinhado é usado para identificar um item geral para o qual a esta está apontando. Descrição das Modalidades da Invenção
[00052] Referindo-se à Figura 1, uma disposição de conector subaquático 10 é mostrada, a qual é adequada para ser usada em ambientes abaixo do nível do mar. Isso compreende dois componentes 12, 14, cada um dos quais compreende uma respectiva antena sem bobina 16, 18 que é projetada para ter a capacidade de transmitir e receber ondas milimétricas ou microondas de propagação e radiação que podem, dependendo da aplicação, estar em algum lugar na faixa de 300 MHz a 300 GHz. As antenas 16, 18 juntas forma uma conexão de dados sem fio 20 que permite que os dados sejam passados entre os componentes 12, 14 e através disso conectar os respectivos cabos fixados 22, 24. As antenas 16, 18 são recebidas em encapsulamentos submersíveis, cujas dimensões máximas são pelo menos um oitavo do comprimento de onda (ou o comprimento de onda mínimo se o comprimento de onda variar) das ondas portadoras.
[00053] Conforme mostrado na parte inferior da Figura 1, a conexão de dados sem fio pode ser mantida mesmo quando os dois componentes 12, 14 não estão em contato físico entre si visto que as microondas são transmitidas a partir de um componente, através da água do mar ao outro componente.
[00054] As Figuras 2(a) a 2(e) mostram várias configurações possíveis para a antena sem bobina 16, 18 retratada esquematicamente na Figura 1. Uma das formas mais básicas de formatos de antena possíveis é uma dipolar e isso é mostrado na Figura 2(a). Outra forma básica é a antena de laço mostrada na Figura 2(b). Uma forma possível adicional é uma antena de painel conforme mostrado na Figura 2(c) e compreende um painel plano a partir do qual as ondas são geradas.
[00055] As antenas mostradas nas Figuras 2(a) a 2(c) gerarão ondas eletromagnéticas viajantes no faixa de milímetro e microonda que tem distribuições angulares características que são bem conhecidas na técnica. A antena de painel mostrada na Figura 2c é assimétrica em que a mesma radia a maioria da energia na direção frontal. Em algumas modalidades, entretanto, a direcionalidade das antenas é acentuada adicionando-se um guia de onda na forma de uma corneta conforme é mostrado nas Figuras 2(d) e 2(e).
[00056] As antenas têm uma porção ativa que tem uma dimensão máxima que é pelo menos um oitavo do comprimento de onda das ondas sendo transmitida/recebidas mais tipicamente maior do que metade do comprimento de onda. Entretanto dada às frequências altas que são usadas de acordo com a invenção, isso permite que o componente de conector seja muito compacto.
[00057] Com o uso de microondas de propagação de acordo com a invenção pode ser mostrado que uma comunicação taxa de dados alta confiável por de alcançada mesmo através da água do mar. Por exemplo, uma taxa de até 1 GBs pode ser alcançada através de até dez centímetros de água do mar e uma comunicação eficaz pode ser executada ao longo de distâncias maiores - por exemplo, até um metro. Isso simplifica bastante seu uso em ambientes marinhos desafiadores sobre conectores de contato físico.
[00058] Em algumas modalidades da invenção bem como comunicação de dados de alta velocidade, os dois componentes do conector podem transferir potência elétrica. O princípio por trás disso é descrito com referência à Figura 3 e as modalidades que têm esse recurso são mostradas nas Figuras 4 a 6. Referindo-se à Figura 3, um transformador magnético indicado geralmente por 110 inclui um núcleo magnético de permeabilidade alta 120 que define um trajo magnético pelo menos parcialmente fechado 130, com pelo menos um enrolamento primário 140 e pelo menos um enrolamento secundário 150 acoplados magneticamente de forma mútua por meio do núcleo 120. Tal transformador 110 é bem conhecido e tem, potencialmente, a capacidade de transferir quantidades grandes de potência entre os enrolamentos primário e secundário 140, 150. Ademais, o mesmo é conhecido adicionalmente por implantar o núcleo magnético 120 em uma pluralidade de partes de componente separadas 160A, 160B as quais podem ser colocadas em contato mútuo para implantar o núcleo 120. O uso de tal transformador 110 em ambientes subaquáticos para transferir potência de corrente alternada (a.c.) é conhecido. Beneficamente, o transformador 110 é operado em uma frequência alternada relativamente alta quando potência considerável estiver para ser transferida através do mesmo, embora as perdas de histerese magnética que ocorrem dentro do núcleo magnético 120 definam o regime de frequência superior que pode ser utilizado para o transformador 110. Quando os sinais utilizados para excitar os enrolamentos 140, 150 forem derivados de unidades de comutação eletrônica moduladas por largura de pulso de frequência alta (PWM) 170, ruído elétrico de frequência alta considerável pode existir na proximidade do núcleo 120, especialmente quando o núcleo 120 é magneticamente permeável.
[00059] Quando o transformador 110 é incluído em uma disposição de conector de potência de a.c. subaquático 100 ilustrado na Figura 4 junto com um enlace sem fio 110, um problema potencial surge em que o ruído gerado pelo transformador de modulado por largura de pulso (PWM) 110 se acopla ao enlace sem fio 110 e causa comunicação de dados não confiável. Isso foi reconhecido na técnica anterior. Por exemplo, a fim de lidar com tal diafonia, o Pedido de Patente supracitado GB 2 457 796 A descreve o uso de uma portadora leve para um sistema de comunicação sem fio de múltiplos modos subaquático. Entretanto, em ambientes subaquáticos rigorosos, as disposições de portadora leve podem ser potencialmente não confiáveis por conta do crescimento marinho.
[00060] As modalidades da presente invenção evitam, entretanto, as deficiências associadas com disposições de conectores de potência subaquático contemporâneo, conforme será descrito com referência à modalidade da presente invenção mostrada na Figura 5 e indicada geralmente por 200. Como na modalidade descrita anteriormente, a disposição de conector subaquático 200 inclui um primeiro componente de conector 210A e um segundo componente de conector 210B. Os componentes 210A, 210B são dispostos em uma forma mutuamente adjacentes quando a disposição de conector 200 é correspondida e são separados espacialmente de forma mútua quando a disposição de conector 200 está em um estado não correspondido. A disposição de conector 200 inclui um transformador 250 que inclui um núcleo magnético de permeabilidade magnética alta 260 implantado substancialmente como um espaço anular, uma forma elíptica ou uma forma poligonal; opcionalmente, a forma poligonal é fornecida com cantos arredondados para evitar vazamento de fluxo magnético indesejável. O núcleo magnético 260 é implantado como duas metades de núcleo 270A, 270B que são dispostas em dois componentes de conector 210A, 210B respectivamente. Em cada componente de conector 210A, 210B, cada uma das metades de núcleo 270A, 270B define faces polares complementares dispostas concentricamente, 280B que são dispostas nas ou perto de superfícies em que os componentes 210A, 210B se encostam quando a disposição de conector 200 está em um estado correspondido. Dentro das metades de núcleo 270A, 270B são dispostas bobinas correspondentes 290A, 290B respectivamente cujos um ou mais enrolamentos 300 são concêntricos para as faces polares 280A, 280B. Os núcleos 270A, 270B são escolhidos para minimizar a introdução de perdas na banda de microondas.
[00061] Em uma região central 300 do transformador 250, é incluída uma interface de microondas sem fio 310A, 310B semelhante àquela descrita acima disposta entre os dois componentes de conector 210A, 210B. A interface sem fio 310A, 310B é beneficamente implantada para utilizar um ou mais canais de comunicação sem fio. Beneficamente os um ou mais canais de comunicação de microondas sem fio são englobados dentro de um espectro de frequência que se estende a partir de 300 MHz até 300 GHz. Novamente isso habilita a disposição de conector 200 para fornecer comunicação de dados através da mesma em taxa de dados em excesso de 1 Gbits por segundo. Tais taxas de dados altas são altamente desejáveis quando suportando sistemas de imageamento de câmera estéreo de alta definição e/ou realizando testes não destrutivos de alta velocidade de estruturas subaquáticas, por exemplo, para detectar através de medições de corrente de Foucault a formação de micro-rachaduras de estresse em instalações subaquáticas, por exemplo, tubulações, embarcações de pressão, cabeças de poço e similares. Opcionalmente, a interface sem fio 310A, 310B é complementada com um enlace de comunicação óptico, por exemplo, a interface sem fio 310A, 310B implantada em uma porção central dos núcleos 260A, 260B conforme ilustrado na Figura 4, com o enlace de comunicação óptico implantado ao redor dos núcleos 260A, 260B. Opcionalmente, a interface sem fio 310A, 310B é implantada adicional ou alternativamente ao redor de uma periferia externa dos núcleos 260A, 260B.
[00062] A interface sem fio 310A, 310B podem operar em uma faixa de frequência de 1 GHz a 6 GHz. As taxas de transmissão de dados de 1 GBs ou mais são capazes de serem alcançadas em tal regime de operação sem fio.
[00063] O protocolo de comunicação utilizado para o sinal que modula a portadora de onda milimétrica/microonda é escolhido de forma conveniente a partir de um protocolo pré-existente tal como Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee etc. Isso permite a comunicação fácil entre qualquer um dos componentes de conector e equipamento embutido se o mesmo precisar ser levado para o superfície em navio para manutenção ou inspeção.
[00064] Opcionalmente, os componentes 210A, 210B incluem uma fonte sem fio periférico 600 para irradiar superfícies mutuamente adjacentes dos componentes 210A, 210B para evitar o crescimento biológico marinho. Determinadas frequências de radiação eletromagnética são altamente danosas a sistemas biológicos quando as frequências correspondem a momentos dipolares de moléculas biológicas essenciais para a atividade biológica. Beneficamente, a radiação sem fio fornecida a partir de uma fonte sem fio 600 pode ser modulada para fornecer sinergicamente uma comunicação de dados através da disposição de conector 200. Opcionalmente, a fonte sem fio 600 é uma parte da interface sem fio 310A, 310B. Opcionalmente, a interface sem fio 310A, 310B é operável para utilizar sinais sem fio de direções de polarização de campo elétrico diferente para obter uma razão de sinal para ruído acentuada e taxa de comunicação de dados potencialmente aumentada através do uso de sinal sem fios de direção de polarização de campo elétrico mutuamente ortogonal.
[00065] A interface sem fio 310A, 310B beneficamente utiliza uma superfície externa dos núcleos 270A, 270B voltados em direção a um eixo geométrico central da disposição de conector 200 e adjacente à interface 310A, 310B para auxiliar a focar e concentrar radiação eletromagnética sem fio entre os componentes 210A, 210B para alcançar uma razão de sinal para ruído acentuada e, por conseguinte potencialmente a maior largura de banda possível para o conector 200. Opcionalmente a superfície externa é continuada espacialmente como um refletor que encerra substancialmente um volume eletromagnético interno 350 em que a propagação de radiação sem fio ocorre. Conforme discutido anteriormente, a interface sem fio 310A, 310B beneficamente utiliza um ou mais dentre os seguintes tipos de antena: antena de toco, antena de corneta guia de ondas, antena de painel, antena dipolar, antena de laço.
[00066] Uma vantagem da disposição de conector 200 da Figura 5 e da Figura 6 é que a mesma é beneficamente implantada em uma forma rotacionalmente simétrica de modo que os componentes 210A, 210B possam ser correspondidos em orientações angulares mutuamente diferentes, troando através disso a operação do conector 200 mais flexível e fácil em ambientes subaquáticos. Um mecanismo de acoplamento mecânico 360 é incluído beneficamente ao redor de uma periferia externa dos núcleos 270A, 270B para assegurar que os componentes 210A, 210B são mantidos robustamente juntos quando a disposição de conector 200 está em um estado correspondido. O mecanismo de acoplamento 360 é beneficamente implantado como um mecanismo de engatamento do tipo baioneta. Alternativamente, o mecanismo de acoplamento 360 é implantado com o uso de eletroímãs, por exemplo, de modo que a disposição de conector 200 desconecte intrinsecamente quando o mecanismo de acoplamento 360 é desenergizado.
[00067] A disposição de conector 200 é beneficamente envasada ou de outra forma vedada no material que é operável para proteger suas partes funcionais internas, por exemplo, o transformador 250 e seus enrolamentos 290A, 290B, a interface sem fio 310A, 310B e quaisquer unidades de processamento de sinal e/ou potência incluídas dentro dos componentes 210A, 210B da disposição de conector 200. Talenvasamento inclui envasamento de material plástico, por exemplo, em material plástico de polímero de poliuretano, borracha de silicone, resina epóxi, vidro de sílica e etc.
[00068] Em operação, interface sem fio 310A, 310B é usada opcionalmente para auxiliar a centralizar os componentes 210A, 210B quando unidos, por exemplo, em um ambiente subaquático em água preenchida por partícula em que a visibilidade óptica é gravemente restrita, por exemplo, em um óleo de leito do mar e instalação de perfuração de gás. O movimento dos componentes 210A, 210B lateralmente um em relação ao outro enquanto que os componentes 210A, 210B estão sendo unidos é implantado beneficamente monitorando-se a força dos sinais sem fio trocado através da interface sem fio 310A, 310B e/ou monitorando-se uma eficácia de transferência de potência através do transformador 250. Uma eficácia máxima de transmissão sem fio através da interface 310A, 310B ocorre quando os componentes 210A, 210B são unidos e seus eixos geométricos concêntricos alinham mutuamente.
[00069] Um ou mais dos componentes 210A, 210B estão beneficamente em extremidades de cabos subaquáticos, a saber, fornecendo uma forma de unir os cabos para estabelecer transferência de potência e transferência de sinal através dos cabos.Alternativamente, um ou mais dos conectores são incluídos no aparelho subaquático, por exemplo, para fornecer uma localização de conexão no aparelho para o qual os cabos subaquáticos são suscetíveis para serem acoplados. Ainda alternativamente, os componentes 210A, 210B são ambos incluídos no aparelho, por exemplo, um dos componentes 210A, 210B em uma extremidade distal de um braço articulado 510 de um veículo oceânico remoto (ROV) 500 e o outro dos componentes 210A, 210B é incluído nas ferramentas de potência trocável 520 do ROV 500. Tal disposição é mostrada esquematicamente na Figura 7. Beneficamente, o ROV 500 inclui um conjunto de ferramentas trocáveis sobre o mesmo que são suscetíveis a serem trocadas dinamicamente durante a operação do ROV 500 quando executando uma tarefa subaquática, por exemplo, realizando tarefas de pesquisa, resgate, inspeção, manutenção, reparo e construção.
[00070] A disposição de conector subaquático 200 é suscetível a ser utilizada para sistemas de energia renovável marítimos, por exemplo, geradores de energia de ondas oceânicas, turbinas eólicas marítimas, sistemas de geração de energia de maré marítima. Ademais, a disposição de conector subaquático é beneficamente utilizada para exploração de gás e óleo marítima e instalações de produção, para fornecer ligações de telecomunicação e ligações de potência a ilhas isoladas, por exemplo, em um arquipélago de ilhas pequenas, junto com estradas sujeitas a inundação, junto com linhas ferroviárias sujeitas a inundação e etc. Várias aplicações práticas para a disposição de conector 200 são fornecidas em outras partes deste documento de patente que descreve a presente invenção.
[00071] A disposição de conector 200 beneficamente inclui unidades de processamento de sinal, unidades de processamento de dados, dispositivos eletrônicos de manipulação de potência e condicionamento de sinal, por exemplo, unidades de PWM, unidades sem fio e etc. Opcionalmente, a disposição de processamento de dados é operável para realizar a correspondência de impedância dinâmica de pelo menos um dentre o transformador 250 e a interface sem fio 310A, 310B, por exemplo, para assegurar uma transferência de potência com máxima eficácia através do transformador 250 e/ou transferência com máxima eficácia de radiação sem fio através da interface 310A, 310B. Tal correspondência de impedância dinâmica beneficamente também inclui a seleção de uma frequência de operação mais benéfica. Por exemplo, o crescimento marinho em superfícies mutuamente adjacentes dos componentes 210A, 210B é suscetível a resultar em uma separação mútua de operação levemente maior dos núcleos 270A, 270B o que muda uma indutância dos enrolamentos 290A, 290B do transformador 250. Quando o transformador está sendo operado de uma forma ressonante de alta frequência para assegurar uma transferência de potência com máxima eficácia, o ajuste dos enrolamentos 290A, 290B é importante e é implantado beneficamente de forma dinâmica na disposição de conector 200, por exemplo, alterando-se dinamicamente uma frequência de operação utilizada em relação ao transformador 250 e/ou ajustando-se dinamicamente componentes reativos utilizado com os enrolamentos 290A, 290B (por exemplo, capacitores de ajuste). Conforme mencionado anteriormente, o ajuste da interface sem fio 310A, 310B ajustando-se componentes reativos e/ou por escolhe de frequência de operação de sinal, por exemplo, frequência de portadora de sinal, também é beneficamente realizado na disposição de conector 200 quando em operação.
[00072] Referindo-se à Figura 8, é mostrada uma configuração subaquática indicada geralmente por 700 em um ambiente subaquático 710, por exemplo, em um leito oceânico. Um veículo operado remotamente (ROV) 720 é acoplado por meio de um cabo umbilical a uma localização de superfície ou outro aparelho submerso (não mostrado). O ROV 720 inclui uma caixa de passagem de ROV (JB) 730 e também é equipado com um braço articulado 740 que inclui uma garra de preensão distal 750 e uma disposição de câmera de observação 760. Um cabo flexível 770 é acoplado entre a JB de ROV 730 e um conector 210A conforme supracitado. A configuração 700 inclui adicionalmente uma instalação subaquática que inclui uma ferramenta subaquática e/ou módulo de controle abaixo do nível do mar 810 acoplado por meio de um cabo 800 a um componente 210B conforme supracitado. Opcionalmente, o componente 210A inclui uma pega de ROV 820 que é prensada com mais facilidade pela garra de preensão 750. O cabo 770 é terminado em um conector, por exemplo, um produto da série proprietária SeaCon 55. O ROV 720 é beneficamente controlado remotamente em operação para unir e desunir os componentes 210A, 210B para fazer e quebrar a conexão respectivamente. A configuração e sua operação associada habilita a potência elétrica e comunicação para serem fornecidas, por exemplo, a aparelho montado no leito oceânico ou a aparelho posicionado abaixo d'água temporariamente.
[00073] Portanto será visto que as modalidades da invenção podem fornecer uma disposição de conector subaquático aprimorada que é potencialmente mais fácil de conectar e desconectar, tem a capacidade de acoplar sinais sem fio com mais eficácia e com largura de banda de sinal acentuada e que é mais fácil de fabricar com o uso de partes de componente prontamente disponíveis.
[00074] As modificações às modalidades da invenção descritas anteriormente são possíveis sem sair do escopo da invenção conforme definido pelas reivindicações anexas. As expressões como "que inclui", "que compreende", "que incorpora", "que consiste em", "tem", "é" usadas para descrever e reivindicar a presente invenção são destinadas a serem interpretadas de uma forma não exclusiva, a saber, permitindo que itens, componentes ou elementos não descritos explicitamente também estejam presentes. Referência ao singular também deve ser interpretado para se referir ao plural. Os numerais incluídos dentro de parênteses nas reivindicações anexas são destinados a auxiliarem a compreensão das reivindicações e não deveriam ser interpretados de uma forma a limitar a matéria reivindicada por essas reivindicações.

Claims (12)

1. Disposição de conector subaquático (10), caracterizado pelo fato de que compreende: um primeiro componente (12) que compreende uma primeira antena (16); e um segundo componente (14) que compreende uma segunda antena (18), em que o primeiro componente (12) e o segundo componente (10) são encaixados, em que a primeira antena (16) é configurada para transmitir dados para a segunda antena (18) através de uma onda portadora eletromagnética que tem uma frequência entre 300 MHz e 300 GHz, enquanto o primeiro componente está abaixo d’água, em que a primeira antena (16) é recebida em um primeiro encapsulamento submersível (210A) que tem uma dimensão externa máxima igual ou maior do que um oitavo do comprimento de onda da onda portadora eletromagnética, e em que o primeiro encapsulamento submersível (210A) é fornecido em um cabo submersível ou um aparelho abaixo d’água, e em que a segunda antena (18) é configurada para receber dados da primeira antena (16) através da onda portadora eletromagnética enquanto o segundo componente (14) está abaixo d’água, e em que a segunda antena (18) é recebida em um segundo encapsulamento submersível (210B) que tem uma dimensão externa máxima que é igual ou maior a um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
2. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a primeira antena (16) ser configurada para transmitir dados à segunda antena (18) por meio de radiação/propagação da onda portadora quando a segunda antena (18) está separada da primeira antena (16) por uma distância que é maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
3. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a frequência de onda portadora estar na faixa de 1 GHz a 20 GHz, de preferência 1 GHz a 6 GHz.
4. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada por a dita segunda antena (18) ter uma porção ativa que tem uma dimensão máxima maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
5. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por o segundo encapsulamento (210B) ser fornecido em um cabo submersível (24) ou um aparelho abaixo d’água.
6. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o dito primeiro componente (12) ser disposto para transmitir dados com o uso de um protocolo predefinido para transmissão de dados sem fio no ar, em que, preferencialmente, o dito primeiro componente (12) é disposto para adaptar sua transmissão quando o primeiro componente (12) estiver temporariamente no ar.
7. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por ser configurada para permitir transmissão de dados com o primeiro e o segundo componentes em uma pluralidade de posições rotacionais mútuas, e/ou em que a primeira antena (16) é disposta para transmitir de forma direcional.
8. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por o dito encapsulamento (210A) compreender uma superfície de emissão não metálica disposta de modo que em uso a dita onda passa pela dita superfície.
9. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por o primeiro e o segundo componentes (12, 14) incluem uma disposição de transferência de potência (250) para transferir potência elétrica entre o primeiro e o segundo componentes (12, 14), preferencialmente, em que a disposição de transferência de potência (250) compreende respectivas partes no primeiro e no segundo componentes (12, 14) que cooperam para transferir potência através de um acoplamento indutivo e/ou um acoplamento capacitivo, e/ou em que a disposição de transferência de potência (250) é disposta para permitir que a potência seja transferida com o primeiro e o segundo componentes (12, 14) em uma pluralidade de posições rotacionais mútuas.
10. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada por os ditos primeiro e segundo componentes (12, 14) serem fornecidos com uma disposição de engatamento (360) para ligar o primeiro e o segundo componentes (12, 14) juntos, e em que, preferencialmente, a disposição de engatamento (360) é implantada como uma disposição de engatamento magnético.
11. Disposição de conector subaquático (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por compreender adicionalmente uma disposição de comunicação de dados óptica e/ou uma disposição de comunicação acústica para comunicar dados entre o primeiro e o segundo componentes (12, 14).
12. Método de transferência de dados entre um primeiro componente subaquático (12) e um segundo componente subaquático (14) de uma disposição de conector (10) quando o primeiro componente abaixo d’água (12) e o segundo componente abaixo d’água (14) são encaixados, caracterizado por compreender: transmitir uma onda portadora eletromagnética que tem uma frequência entre 300 MHz e 300 GHz a partir de uma primeira antena (16) no primeiro componente abaixo d’água (12) a uma segunda antena (18) no segundo componente abaixo d’água (14), em que a primeira antena (16) é recebida em um primeiro encapsulamento submersível (210A) que tem uma dimensão externa máxima que é igual ou maior do que um oitavo do comprimento de onda da onda eletromagnética, e a segunda antena (18) é recebida em um segundo encapsulamento submersível (210B) que tem uma dimensão externa máxima que é igual ou maior do que um oitavo do comprimento de onda da dita onda portadora.
BR112013021317-5A 2011-02-21 2012-02-20 Disposição de conector subaquático, e método de transferência de dados entre um primeiro componente subaquático e um segundo componente subaquático de uma disposição de conector BR112013021317B1 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20110292 2011-02-21
NO20110292 2011-02-21
PCT/EP2012/052873 WO2012113757A1 (en) 2011-02-21 2012-02-20 Underwater connector arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112013021317A2 BR112013021317A2 (pt) 2016-10-25
BR112013021317B1 true BR112013021317B1 (pt) 2022-06-21

Family

ID=45808787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112013021317-5A BR112013021317B1 (pt) 2011-02-21 2012-02-20 Disposição de conector subaquático, e método de transferência de dados entre um primeiro componente subaquático e um segundo componente subaquático de uma disposição de conector

Country Status (9)

Country Link
US (2) US9490521B2 (pt)
EP (1) EP2678958B1 (pt)
JP (1) JP6074368B2 (pt)
AU (1) AU2012219689B2 (pt)
BR (1) BR112013021317B1 (pt)
CA (1) CA2827456C (pt)
DK (1) DK2678958T3 (pt)
GB (1) GB2504018B (pt)
WO (1) WO2012113757A1 (pt)

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5034857B2 (ja) * 2007-10-12 2012-09-26 ソニー株式会社 コネクタシステム
AU2011338154B2 (en) 2010-12-10 2016-06-09 Hayward Industries, Inc. Power supplies for pool and spa equipment
WO2012113757A1 (en) * 2011-02-21 2012-08-30 Subsea Ideas As Underwater connector arrangement
EP3076517B1 (en) * 2011-12-07 2017-07-26 IHI Corporation Power transmission system
CN104584380A (zh) * 2012-08-31 2015-04-29 日本电气株式会社 电力传输设备和电力传输方法
AP2015008446A0 (en) * 2012-10-17 2015-05-31 Transocean Innovation Labs Ltd Subsea processor for underwater drilling operations
US9866194B2 (en) 2012-11-08 2018-01-09 Nec Corporation Electric power transmission device and electric power transmission method
US9281906B2 (en) * 2012-12-31 2016-03-08 Hydril USA Distribution LLC Subsea power and data communication apparatus and related methods
WO2014133540A1 (en) * 2013-03-01 2014-09-04 Halliburton Energy Services, Inc. A wireline connector including an electromagnet and a metal
JP6098284B2 (ja) * 2013-03-28 2017-03-22 日本電気株式会社 電力伝送システム、送電装置、受電装置、及び電力伝送方法
EP2802092A1 (en) * 2013-05-06 2014-11-12 ATLAS Elektronik GmbH System and method for seafloor exploration
US20150116496A1 (en) * 2013-10-29 2015-04-30 Ottarr, Llc Camera, Sensor and/or Light-Equipped Anchor
FR3012684B1 (fr) * 2013-10-29 2015-11-13 Inst Francais De Rech Pour L’Expl De La Mer – Ifremer Antenne radiofrequence sous-marine
GB2527782B (en) * 2014-07-01 2017-01-18 Flintstone Tech Ltd A connector having an inductive transmission
WO2016191555A1 (en) 2015-05-26 2016-12-01 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Method and apparatus for ultra high bandwidth acoustic communication and power transfer
US9906067B1 (en) 2015-06-30 2018-02-27 Garrity Power Services Llc Apparatus, system and method to wirelessly charge/discharge a battery
JP6836236B2 (ja) * 2015-08-28 2021-02-24 長崎県 電力の非接触式伝送装置
US20170170879A1 (en) * 2015-12-11 2017-06-15 Oceaneering International, Inc. Slip Ring With High Data Rate Sensors
US11686162B2 (en) 2016-09-07 2023-06-27 Fmc Technologies, Inc. Wireless electrical feedthrough wetmate connector
GB2554465A (en) * 2016-09-30 2018-04-04 Statoil Petroleum As Umbilical installation method and system
JP6848320B2 (ja) * 2016-10-06 2021-03-24 富士ゼロックス株式会社 水中移動体
DE102017101891A1 (de) * 2016-10-10 2018-04-12 Weidmüller Interface GmbH & Co. KG Vorrichtung zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung und Betriebsverfahren für eine derartige Vorrichtung
FR3079081B1 (fr) * 2018-03-19 2022-12-09 Naval Energies Connecteur de raccordement de cables sous-marins et notamment de cables ombilicaux pour des fermes d'energie marine renouvelable
AU2019288453A1 (en) 2018-06-20 2021-01-28 Hayward Industries, Inc. Power supplies for pool and spa equipment
KR102590602B1 (ko) * 2018-10-30 2023-10-16 한화오션 주식회사 부이형 안테나 및 이를 포함하는 수중운동체
US11160144B2 (en) * 2018-11-21 2021-10-26 Illinois Tool Works Inc. Modular transformers and induction heating systems having modular transformers
CN109861401A (zh) * 2018-12-20 2019-06-07 中国船舶重工集团公司七五0试验场 一种水下设备高效无线耦合供电结构
EP3806352A1 (de) * 2019-10-10 2021-04-14 Scubajet GmbH Verbindungsschnittstelle für anwendungen unter wasser
CN110808786A (zh) * 2019-11-20 2020-02-18 中国船舶重工集团公司第七0五研究所 一种大功率水下无线光通信发射机
EP4111027A4 (en) 2020-02-24 2024-01-24 Services Petroliers Schlumberger SAFETY VALVE WITH ELECTRIC ACTUATORS
US11075486B1 (en) 2020-03-02 2021-07-27 Northrop Grumman Systems Corporation Signal connector system
JP7391745B2 (ja) * 2020-03-26 2023-12-05 矢崎エナジーシステム株式会社 コネクタ装置
BE1028203B1 (de) * 2020-04-09 2021-11-08 Phoenix Contact Gmbh & Co Kopplungseinrichtung zur drahtlosen Daten- und Energieübertragung sowie ein Kopplungssystem zur drahtlosen Daten- und Energieübertragung
US11038594B1 (en) 2020-05-13 2021-06-15 Northrop Grumman Systems Corporation Self-insulating high bandwidth connector
US20210408657A1 (en) * 2020-06-25 2021-12-30 Intel Corporation Components for millimeter-wave communication
US11955684B2 (en) 2020-06-25 2024-04-09 Intel Corporation Components for millimeter-wave communication
US11569608B2 (en) 2021-03-30 2023-01-31 Northrop Grumman Systems Corporation Electrical connector system
NO20220927A1 (en) * 2022-08-29 2024-03-01 Blue Logic As Apparatus for wireless transmission of power and data in high-pressure environments
US20240154298A1 (en) * 2022-11-04 2024-05-09 Airmar Technology Corporation Contactless Modem Cable

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3299398A (en) * 1965-01-14 1967-01-17 John B Hersey Deep water radio-acoustic buoy
US3469627A (en) * 1967-06-29 1969-09-30 Mobil Oil Corp Subsea production system
GB1501502A (en) 1975-01-08 1978-02-15 Pelcon Ltd Inductive connectors
GB2077514A (en) 1981-06-04 1981-12-16 Decca Ltd Microwave frequency rotating joint
JPH01156640U (pt) 1988-04-19 1989-10-27
US4915118A (en) 1988-04-20 1990-04-10 P. H. Glatfelter Company Smoking article wrapper and method of making same
EP0436766A1 (de) 1990-01-12 1991-07-17 Siemens Aktiengesellschaft Medizinische Diagnostikanlage
US5619528A (en) 1993-04-16 1997-04-08 Trans Video Electronics High speed teleconference system
JPH0729502A (ja) 1993-07-14 1995-01-31 Sony Corp 陰極線管用の内部ビーム遮蔽板及び色選別機構組立体
JP2600516Y2 (ja) * 1993-11-02 1999-10-12 川崎重工業株式会社 電気・光複合コネクタ
GB2289989B (en) 1994-05-25 1999-01-06 Nokia Mobile Phones Ltd Adaptive antenna matching
GB2297667A (en) 1995-02-01 1996-08-07 Brian Page Controls Ltd Portable control device with multi-mode transmission
US5592156A (en) * 1995-10-05 1997-01-07 James; Robert Underwater alpha-numeric communication system
US5977841A (en) 1996-12-20 1999-11-02 Raytheon Company Noncontact RF connector
US6154179A (en) * 1997-11-28 2000-11-28 Kohno; Kazuo Underground or underwater antennas
US6164179A (en) * 1998-10-05 2000-12-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Submarine deployable vertical launch spar buoy
JP3437119B2 (ja) 1999-06-07 2003-08-18 株式会社オートネットワーク技術研究所 電磁誘導型コネクタ
US6763195B1 (en) 2000-01-13 2004-07-13 Lightpointe Communications, Inc. Hybrid wireless optical and radio frequency communication link
GB0013910D0 (en) * 2000-06-08 2000-11-29 Secr Defence Underwater communications system
US6525762B1 (en) * 2000-07-05 2003-02-25 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Wireless underwater video system
TW481393U (en) 2000-12-05 2002-03-21 Elan Microelectronics Corp Device capable of adjusting the ultrasonic and infrared carrier frequencies
US20020122230A1 (en) 2001-03-05 2002-09-05 Hossein Izadpanah Hybrid RF and optical wireless communication link and network structure incorporating it therein
US6807127B2 (en) * 2001-11-19 2004-10-19 John F. McGeever, Jr. Navigational device for an underwater diver
US7301474B2 (en) 2001-11-28 2007-11-27 Schlumberger Technology Corporation Wireless communication system and method
US6701252B2 (en) * 2002-01-15 2004-03-02 Richard Ivan Brown System for underwater GPS navigation
US6738314B1 (en) * 2003-01-31 2004-05-18 L3 Communications Corporation Autonomous mine neutralization system
GB0428046D0 (en) 2004-12-22 2005-01-26 Artimi Ltd Contactless connector systems
EP1839052B1 (en) 2005-01-18 2015-02-25 Benthic Geotech Pty Ltd Instrumentation probe for in situ measurement and testing of seabed
EP2341645A1 (en) 2005-06-13 2011-07-06 WFS Technologies Limited Underwater communications system
US8305227B2 (en) 2005-06-15 2012-11-06 Wfs Technologies Ltd. Wireless auxiliary monitoring and control system for an underwater installation
US7711322B2 (en) 2005-06-15 2010-05-04 Wireless Fibre Systems Underwater communications system and method
US20080199124A1 (en) * 2005-08-29 2008-08-21 Tadao Nagatsuma OPTICAL DEVICE FOR GENERATING AND MODULATING THz AND OTHER HIGH FREQUENCY SIGNALS
WO2007099300A1 (en) 2006-02-28 2007-09-07 Wireless Fibre Systems Ltd Underwater electrically insulated connection
DE102006022713B4 (de) 2006-05-12 2018-11-08 Knick Elektronische Messgeräte GmbH & Co. KG Steckverbinder zur Übertragung von Signalen, insbesondere zur kontaktlosen induktiven Übertragung von Messsignalen
US20140098642A1 (en) * 2006-08-03 2014-04-10 Wfs Technologies Ltd. Underwater Communications
GB2445015B (en) 2006-12-19 2011-03-23 Wireless Fibre Systems Ltd Electromagnetic below ice communications
JP4924122B2 (ja) 2007-03-16 2012-04-25 富士ゼロックス株式会社 非接触伝送装置
WO2008117635A1 (ja) * 2007-03-28 2008-10-02 Radio Communication Systems Ltd. 磁力波通信装置
GB0725265D0 (en) 2007-12-28 2008-02-06 Rhodes Mark Inductive communication system
GB0802807D0 (en) 2008-02-15 2008-03-26 Rhodes Mark Through water multimode communications system
GB2458011B (en) 2008-02-26 2010-12-15 Vetco Gray Inc Underwater wireless communications
GB2458944B (en) 2008-04-04 2012-06-27 Vetco Gray Controls Ltd Communication system for a hydrocarbon extraction plant
WO2009135132A1 (en) 2008-05-01 2009-11-05 Battelle Memorial Institute Spectrally efficient digital data transmission utilizing phase encoded mmw
GB2464945B (en) 2008-10-29 2013-07-10 Wfs Technologies Ltd Electrical connector system
GB0823436D0 (en) 2008-12-23 2009-01-28 Rhodes Mark Inductively coupled memory transfer system
GB0900946D0 (en) 2009-01-21 2009-03-04 Rhodes Mark Underwater wireless network access point
US20120007442A1 (en) 2009-02-06 2012-01-12 Mark Rhodes Rotary data and power transfer system
EP2401825B1 (en) * 2009-02-26 2013-12-04 Battelle Memorial Institute Submersible vessel data communications system
GB2480973B (en) 2009-04-01 2013-05-29 Fmc Technologies Wireless subsea monitoring and control system
US8946941B2 (en) 2010-09-14 2015-02-03 Monterey Bay Aquarium Research Institute Wireless power and data transfer device for harsh and extreme environments
WO2012113757A1 (en) * 2011-02-21 2012-08-30 Subsea Ideas As Underwater connector arrangement
US9705186B1 (en) * 2015-04-13 2017-07-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Scalable vertical buoyant cable antenna

Also Published As

Publication number Publication date
US20130321223A1 (en) 2013-12-05
CA2827456A1 (en) 2012-08-30
DK2678958T3 (da) 2020-05-18
BR112013021317A2 (pt) 2016-10-25
AU2012219689A1 (en) 2013-10-10
GB2504018B (en) 2014-12-31
CA2827456C (en) 2020-12-01
US9490521B2 (en) 2016-11-08
EP2678958B1 (en) 2020-04-15
US20170054195A1 (en) 2017-02-23
JP6074368B2 (ja) 2017-02-01
JP2014514894A (ja) 2014-06-19
GB201316778D0 (en) 2013-11-06
GB2504018A (en) 2014-01-15
AU2012219689B2 (en) 2016-04-14
WO2012113757A1 (en) 2012-08-30
US10355334B2 (en) 2019-07-16
EP2678958A1 (en) 2014-01-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10355334B2 (en) Underwater connector arrangement
EP2224092B1 (en) Wired pipe with wireless joint transceiver
CA2861933C (en) Casing collar locator with wireless telemetry support
US7826794B2 (en) Distributed underwater electromagnetic communication system
US8219024B2 (en) Underwater data transfer system
US20090102590A1 (en) Underwater Electrically Insulated Connection
EP2892127B1 (en) Electric power transmission device and electric power transmission method
AU2021272086B2 (en) Self-insulating high bandwidth connector
GB2457581A (en) An array of subsea radio modems is distributed on the seabed to provide a radio communications network
CN101667777B (zh) 水下电能与信号传输非接触式连接装置
WO2013068739A2 (en) Improved monitoring of subsea installations
US8660595B2 (en) Communication arrangement for transmission of communication signals along a pipe line
WO2013114138A2 (en) Improved subsea installation deployment
CA2448686C (en) Fiberoptic coupling
CN110311267A (zh) 一种海底非接触式输能通信混合湿插拔连接器
RU201077U1 (ru) Устройство для беспроводной коммуникации модулей сейсмической косы, находящейся в водной среде
RU136246U1 (ru) Подводный разъемный соединитель
JP7495518B2 (ja) 自己絶縁型高帯域幅コネクタ
Yugang et al. Research on information interaction design of underwater multi-platform of deep-sea vehicle based on acoustic optic and electromagnetic transmission technology
WO2014068313A9 (en) Improved subsea installation deployment
Wibisono et al. A Survey on Underwater Wireless Power and Data Transfer System
WO2013088157A1 (en) Mooring monitoring system and method for offshore apparatus
KR20140032031A (ko) 무선 전력 공급시스템을 갖춘 해상 풍력발전기

Legal Events

Date Code Title Description
B06F Objections, documents and/or translations needed after an examination request according [chapter 6.6 patent gazette]
B06U Preliminary requirement: requests with searches performed by other patent offices: procedure suspended [chapter 6.21 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 20/02/2012, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS. PATENTE CONCEDIDA CONFORME ADI 5.529/DF, QUE DETERMINA A ALTERACAO DO PRAZO DE CONCESSAO.