BRPI0919370B1 - sistema de detecção de falha de mangueira - Google Patents

Abstract

sistema de detecção de falha de mangueira um sistema de detecção de falha de mangueira (10) inclui um conjunto de mangueira (12) incluindo uma mangueira (16) tendo primeira e segunda camadas condutivas (20), (24). o conjunto de mangueira (12) tem uma característica elétrica. um detector de falha (14) está em comunicação elétrica com a primeira e segunda camadas condutivas (20), (24). o detector de falha (14) inclui um indicador (74) conectado operativamente ao conjunto de mangueira (12). um método para monitorar a integridade estrutural de um conjunto de mangueira (12) inclui prover um sistema de detecção de falha (10) tendo um conjunto de mangueira (12) incluindo uma mangueira (16) tendo uma primeira camada condutiva (20) e uma segunda camada condutiva (24). o conjunto de mangueira (12) tem uma característica elétrica. a característica elétrica do conjunto de mangueira (12) é comparada com um valor limite. um indicador visual (74) em comunicação operativa com o conjunto de mangueira (12) é iluminado quando a característica elétrica passa além do valor limite.

Description

SISTEMA DE DETECÇÃO DE FALHA DE MANGUEIRA

Campo técnico da invenção [0001] A presente invenção se relaciona com um sistema para detectar a degradação de um conjunto de mangueira. Antecedentes da invenção [0002] A mangueira hidráulica reforçada de alta pressão é tipicamente usada em uma variedade de máquinas operadas por energia fluida, tal como máquinas de movimentação de terra, para prover uma conexão entre várias partes móveis de um circuito hidráulico empregado em ou dentro da máquina. Tais mangueiras podem incluir um tubo interno polimérico oco no qual sucessivas camadas cilíndricas de material de reforço, tal com fio ou têxtil, são concentricamente aplicadas para conter as pressões radiais e axiais desenvolvidas dentro do tubo interno.

[0003] Muitas aplicações requerem construções de mangueiras com alta resistência a estouro e resistência a longo prazo contra fadiga. Usando tecnologia convencional, a resistência a estouro de um design de mangueira pode ser aumentada adicionando material de reforço adicional e/ou camadas, uma prática que é geralmente desencorajada por causa de seu impacto negativo na flexibilidade da mangueira, ou por aumentar universalmente a resistência à tração de cada camada de material de reforço, que pode vir à custa de resistência contra fadiga da mangueira.

[0004] Para determinar a robustez de um design de mangueira, um fabricante de mangueira tipicamente executa, entre outros testes, um teste de impulso e um teste de estouro na mangueira. Um teste de impulso mede a resistência de um design de mangueira contra falha por fadiga submetendo

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2/36 ciclicamente à mangueira a pressão hidráulica. Um teste de estouro, por outro lado, é um teste hidráulico destrutivo empregado para determinar a resistência máxima de uma mangueira aumentando uniformemente a pressão interna até a falha.

[0005] Baseado nestes e outros testes, um fabricante pode estimar uma vida da mangueira que pode ser usada para determinar quando uma mangueira alcançou o fim de sua vida e pode requerer substituição.

Sumário da invenção [0006] Um aspecto da presente divulgação se relaciona com um sistema de detecção de falha de mangueira. O sistema de detecção de falha de mangueira inclui um conjunto de mangueira incluindo uma mangueira tendo uma primeira camada condutiva e uma segunda camada condutiva. O conjunto de mangueira tem uma característica elétrica. Um detector de falha está em comunicação elétrica com a primeira e segunda camadas condutivas. O detector de falha inclui pelo menos um indicador visual conectado operativamente ao conjunto de mangueira.

[0007] Em um outro aspecto da invenção, um sistema de detecção de falha de mangueira baseado em RFID inclui uma pluralidade de conjuntos de mangueira, uma pluralidade de sistemas de identificação RFID, um mecanismo de detecção de mangueira detector de vida, um algoritmo, pelo menos um leitor, e pelo menos uma interface de usuário. Cada um dos conjuntos de mangueira inclui uma mangueira com uma característica elétrica. Os sistemas de identificação RFID estão em comunicação com os conjuntos de mangueiras A interface de usuário é configurada para exibir a

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3/36 característica elétrica da mangueira do conjunto de mangueira.

[0008] Em ainda um outro aspecto da invenção, um sistema de monitoramento e detecção de falha inclui pelo menos um conjunto de mangueira, pelo menos um nó sensor, e pelo menos um nó agregador. O conjunto de mangueira inclui uma mangueira tendo uma característica elétrica. O nó sensor tem uma pluralidade de sensores que são ligados operativamente ao conjunto de mangueira e são configurados para monitorar a característica elétrica. O nó agregador está em comunicação operativa com o nó sensor. O nó sensor é configurado para prover dados pertinentes à característica elétrica para o nó agregador. O nó agregador é configurado para analisar os dados e prover informações do conjunto de mangueira para um operador de sistema via uma interface de usuário.

[0009] Uma variedade de aspectos adicionais serão registrados na descrição que segue. Estes aspectos podem se relacionar com características individuais e com combinações de características. Deve ficar entendido que tanto a descrição geral anterior quanto a descrição detalhada seguinte são exemplares e explanatórias somente e não são restritivas dos amplos conceitos sobre os quais as configurações divulgadas aqui estão baseadas.

[0010] As características e vantagens acima e outras características e vantagens da presente invenção são prontamente aparentes a partir da descrição detalhada seguinte dos melhores modos para executar a invenção quando tomada em conexão com os desenhos anexos.

Descrição resumida dos desenhos [0011] Referindo-se agora às figuras, que são

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4/36 configurações exemplares e onde elementos iguais são numerados iguais:

[0012] A figura 1 é uma vista de seção transversal parcial de um conjunto de mangueira exemplar empregando um detector de falha tendo características exemplares de aspectos de acordo com os princípios da presente divulgação;

[0013] A figura 2 é uma vista em perspectiva, parcialmente destacada, ilustrando uma mangueira exemplar empregando uma camada condutiva trançada que é adequada para uso com o conjunto de mangueira da figura 1;

[0014] A figura 3 é uma vista em perspectiva, parcialmente destacada, ilustrando uma mangueira exemplar empregando uma camada condutora de fio espiral que é adequada para uso com o conjunto de mangueira da figura 1;

[0015] A figura 4A é uma vista extrema de seção transversal esquemática do conjunto de mangueira da figura 1 ilustrando a mangueira tendo um dispositivo microcontrolador ligado às camadas condutivas da mangueira;

[0016] A figura 4B é uma ilustração esquemática de um algoritmo do dispositivo microcontrolador da figura 4A que é usado para ler e registrar valores de resistência elétrica das camadas condutivas da mangueira em uma memória;

[0017] A figura 4C é uma representação gráfica esquemática do dispositivo microcontrolador da figura 1 monitorando valores de resistência elétrica durante o tempo;

[0018] A figura 4D é uma representação gráfica esquemática de valores mínimos de resistência elétrica durante o tempo que estão armazenados na memória do microcontrolador da figura 1;

[0019] A figura 5 é uma representação esquemática exemplar

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5/36 de um detector de falha adequado para uso com o conjunto de mangueira da figura 1;

[0020] A figura 6 é uma vista extrema de seção transversal esquemática do conjunto de mangueira da figura 1 ilustrando a mangueira tendo uma distância inicial entre as camadas condutivas e uma distância deformada entre as camadas condutivas;

[0021] A figura 7 é uma representação esquemática exemplar de um comparador adequado para uso com o detector de falha da figura 1;

[0022] A figura 8 é uma representação esquemática exemplar de um detector de falha adequado para uso com o conjunto de mangueira da figura 1;

[0023] A figura 9 é uma vista lateral de uma configuração alternativa do conjunto de mangueira da figura 1;

[0024] A figura 10 é uma representação de um método para monitorar a integridade estrutural do conjunto de mangueira da figura 1;

[0025] A figura 11 é uma representação de um método para notificar um operador da integridade estrutural do conjunto de mangueira da figura 1;

[0026] A figura 12 é uma representação alternativa de um método para notificar um operador da integridade estrutural do conjunto de mangueira da figura 1;

[0027] A figura 13 é uma vista extrema de seção transversal esquemática de uma configuração alternativa do conjunto de mangueira da figura 1 ilustrando a mangueira tendo um sistema RFID e um leitor em comunicação operativa com o sistema RFID via acoplamento indutivo;

[0028] A figura 14 é uma vista em perspectiva esquemática

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6/36 de uma outra configuração do conjunto de mangueira da figura 1, ilustrando a mangueira tendo o sistema RFID e o leitor em comunicação operativa com o sistema RFID via retrodifusão;

[0029] A figura 15 é uma representação esquemática de um sistema de monitoramento de falha de mangueira baseado em RFID;

[0030] A figura 16A é uma representação esquemática de um sistema de identificação RFID;

[0031] A figura 16B é uma representação esquemática de um outro sistema de identificação RFID; e [0032] A figura 17 é uma representação esquemática de um sistema de monitoramento e detecção de falha para os conjuntos de mangueiras.

Descrição das configurações preferidas [0033] Referindo-se aos desenhos, onde números de referência iguais se referem a componentes iguais, a figura 1 mostra um sistema de detecção de falha de mangueira, designado geralmente em 10. O sistema de detecção de falha de mangueira 10 inclui um conjunto de mangueira, designado geralmente 12, e um detector de falha 14 em comunicação elétrica com o conjunto de mangueira 12.

[0034] O conjunto de mangueira 12 inclui uma mangueira, designada geralmente 16, tendo uma construção multicamada. Na configuração em questão, a mangueira 16 é geralmente flexível e inclui um tubo interno 18 feito de um material polimérico, tal como borracha ou plástico, ou um outro material dependendo dos requisitos da particular aplicação, uma primeira camada condutiva 20, uma camada intermediária 22, uma segunda camada condutiva 24 e uma capa externa 26. A primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 e a camada

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7/36 intermediária 22 definem uma característica elétrica do conjunto de mangueira 12, tal como capacitância, indutância e/ou resistência (impedância).

[0035] Na configuração em questão, a primeira camada condutiva 20 cobre o tubo interno 18 e a camada intermediária 22 cobre a primeira camada condutiva 20. A segunda camada condutiva 24 cobre a camada intermediária 22. A primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 podem ser configuradas como camadas de reforço. A capa externa 26 pode cobrir a segunda camada condutiva 24, e pode incluir, por exemplo, uma camada extrudada de borracha ou plástico (não mostrada). A capa externa 26 pode ela própria incluir uma camada de reforço (não mostrada).

[0036] A camada intermediária 22 opera para isolar eletricamente pelo menos parcialmente a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 entre si. A camada intermediária 22 pode ter qualquer de uma variedade de construções. Por exemplo, a camada intermediária 22 pode consistir de uma camada única de um material eletricamente resistivo. A camada intermediária 22 também pode consistir de múltiplas camadas, sendo que pelo menos uma das camadas exibe propriedades isolantes elétricas. Certos materiais compostos também podem ser empregados na camada intermediária 22, tal como tecido trançado ligado a um material polimérico. Materiais compostos tendo várias outras construções também podem ser utilizados. Os materiais compostos também podem ser usados em combinação com outros materiais para formar a camada intermediária 22.

[0037] A primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 geralmente se estendem todo o comprimento e transpõem toda a circunferência da mangueira. Este é geralmente o caso quando

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8/36 as camadas condutivas também funcionam como uma camada de reforço. A camada intermediária 22 também pode se estender sobre todo o comprimento e circunferência da mangueira. Pode haver casos, entretanto, onde pelo menos uma de a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 se estende somente sobre uma porção do comprimento da mangueira e/ou uma porção da circunferência da mangueira. Nestes casos, a camada intermediária 22 também pode ser configurada para geralmente se estender sobre a região da mangueira que inclui somente as camadas condutivas parciais 20, 24. A camada intermediária parcial 22 pode ser posicionada dentro da mangueira de modo a separar a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 entre si.

[0038] Referindo-se agora às figs. 2 e 3, a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 podem incluir, por exemplo, um material de reforço trançado eletricamente condutivo 28, tal como mostrado na figura 2, ou camadas alternadas de material de reforço espiral eletricamente condutivo 29, tal como mostrado na figura 3. O material de reforço trançado 28 pode incluir uma camada única ou pode incluir múltiplas camadas. Embora um arranjo de reforço espiral de dois fios esteja representado na figura 3, também deve ser apreciado que outras configurações, tais como arranjos de quatro e seis fios, também podem ser utilizadas.

[0039] A primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 podem cada uma ter a mesma configuração, ou cada camada 20, 24 pode ser configurada diferentemente. Por exemplo, a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 podem cada uma incluir o material de reforço trançado 28 mostrado na figura 2, ou uma de a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24

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9/36 pode incluir o material de reforço trançado 28 enquanto a outra da primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 pode incluir o material de reforço em espiral 29 mostrado na figura 3. Adicionalmente, a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 podem incluir uma lâmina única ou múltiplas lâminas do material de reforço 28, 29. A primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 podem incluir fio metálico, fibras e têxteis naturais ou sintéticas, e/ou outros materiais de reforço, com a ressalva que os materiais selecionados sejam eletricamente condutivos.

[0040] Referindo-se novamente à figura 1, o conjunto de mangueira 12 pode incluir um niple 32, que engata o interior da mangueira 16, e um soquete 34, que engata o exterior da mangueira 16. O niple 32 e/ou o soquete podem ser configurados para acoplar fluidamente a mangueira 16 a um outro componente (não mostrado). O niple 32 inclui uma porção extrema cilíndrica alongada 36 que engata o tubo interno 18 da mangueira 16. Uma porção extrema conformada cilindricamente 38 do soquete 34 engata a capa externa 26 da mangueira 16. O soquete 34 e niple 32 podem ser construídos de um material eletricamente condutivo, como sabido por aqueles experientes na técnica.

[0041] O soquete 34 e niple 32 podem ser presos à mangueira 16 cravando a porção extrema 38 do soquete 34 cobrindo a mangueira 16. O processo de cravamento deforma a porção extrema 38 do soquete 34, comprimindo desta forma a mangueira 16 entre o niple 32 e o soquete 34. Na configuração em questão, as porções do niple 32 e do soquete 34 que engatam a mangueira 16 incluem uma série de serrilhados 39 que pelo são menos parcialmente embutidos no material

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10/36 relativamente mais macio da mangueira 16 quando o soquete 34 é cravado para ajudar a prender o soquete 34 e o niple 32 na mangueira 16. Os serrilhados 39 podem ser configurados para impedir os serrilhados 39 de penetrar no tubo interno 18 e capa externa 26 para contatar a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24.

[0042] Na configuração em questão, o soquete 34 inclui uma lingueta circunferencial se estendendo para dentro 40 posicionada próxima a uma extremidade deformável 42 do soquete 34 adjacente a uma extremidade de mangueira 44 da mangueira 16. A lingueta 40 engata uma correspondente fenda circunferencial 46 formada no niple 32 para prender o soquete 34 no niple 32. A extremidade deformável 42 do soquete 34 tendo a lingueta 40 é formada inicialmente maior que o niple 32 para permitir o soquete 34 ser montado no niple 32. Durante o processo de montagem a extremidade deformável 42 do soquete 34 é cravada, o que deforma o soquete 34 e força a lingueta 40 para engate com uma correspondente fenda 46 definida no niple 32. O soquete 34 pode ser isolado eletricamente do niple 32 posicionando um colar eletricamente isolante 48 entre o soquete 34 e o niple 32 no ponto que a lingueta 40 engata a fenda 46.

[0043] O conjunto de mangueira 12 também pode incluir uma porca 50 que é ligada ao niple 32 e/ou ao soquete 34. A porca 50 é configurada para prender o conjunto de mangueira 12 a um outro componente (não mostrado).

[0044] A primeira camada condutiva 20 pode ser configurada para se estender além de uma extremidade do tubo interno da mangueira 16. A primeira camada condutiva 20 pode engatar o niple 32 para criar uma conexão elétrica entre o niple 32 e a

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11/36 primeira camada condutiva 20. Similarmente, a segunda camada condutiva 24 pode ser configurada para se estender além de uma extremidade da capa externa da mangueira 16. A segunda camada condutiva 24 pode engatar o soquete 34 para criar uma conexão elétrica entre o soquete 34 e a segunda camada condutiva 24.

[0045] Para auxiliar a impedir as porções da primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 que se estendem além da extremidade de mangueira 44 da mangueira 16 de se contatarem entre si, um espaçador eletricamente isolante 52 pode ser posicionado entre as extremidades expostas da primeira e segunda camadas condutivas 20, 24. O espaçador 52 pode ser formado integralmente como parte do colar 48 que é usado para isolar eletricamente o soquete 34 do niple 32. O espaçador 52 também pode ser formado estendendo a camada intermediária 22 da mangueira 16 além de uma extremidade do tubo interno 18 e capa externa 26. Alternativamente, o espaçador 52 também pode ser configurado como um componente independente separado do colar 48 e da camada intermediária 22 da mangueira 16.

[004 6] O detector de falha 14 pode ter qualquer de uma variedade de configurações. Um detector de falha exemplar 14 foi descrito no pedido de patente U.S. de série n° 12/499.477, depositado em 8 de julho de 200 9, que é aqui incorporado por referência em sua totalidade.

[0047] Referindo-se agora à figura 5, uma representação esquemática exemplar do detector de falha 14 é mostrada. O detector de falha 14 do sistema de detecção de falha de mangueira 10 é usado para monitorar a integridade estrutural da mangueira 16. Na configuração em questão, o detector de falha 14 é configurado para fazer um sinal de notificação

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12/36 visual ser gerado na mangueira 16 quando a integridade estrutural da mangueira 16 estiver comprometida.

[0048] Pode existir uma ampla variedade de mecanismos pelos quais a integridade estrutural da mangueira 16 pode ser comprometida. Uma mangueira 16 pode ser uma mangueira hidráulica que é submetida a mudanças cíclicas de pressão que podem resultar em uma degeneração induzida por fadiga progressiva de uma ou mais camadas 20, 24 dentro da mangueira 16, que tipicamente precede uma falha completa da mangueira 16. Para fins de discussão, uma falha completa da mangueira 16 ocorre quando uma abertura se desenvolve na parede da mangueira 16 a qual permite fluido escapar da mangueira 16. A capacidade para detectar degeneração ocorrendo dentro da mangueira 16 pode prover uma oportunidade para remover a mangueira 16 de serviço antes de uma falha completa.

[0049] Na configuração em questão, a degeneração da mangueira 16 produz uma mudança detectável correspondente na característica elétrica entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24. Em uma configuração, a característica elétrica é capacitância. Em uma outra configuração, a característica elétrica é resistência. Em ainda uma outra configuração, a característica elétrica é impedância.

[0050] Quando uma mudança na característica elétrica é detectada, um operador é avisado de antemão de uma falha iminente da mangueira 16. Por exemplo, se a camada intermediária 22 da mangueira 16 fosse desenvolver um rasgo que resultasse na primeira camada condutiva 20 contatar eletricamente a segunda camada condutiva 24, tal como mostrado na figura 5, este contato resultará em uma mudança na característica elétrica do conjunto de mangueira 12 que

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13/36 pode ser detectada pelo detector de falha 14. Também pode ser possível que uma das camadas condutivas 20, 24 comece a se desgastar. Isto pode ser caracterizado pela ruptura de fios individuais em casos onde a camada condutiva 20, 24 é construída de um material de reforço trançado 28, tal como mostrado na figura 2. Em uma configuração, os fios desgastados podem perfurar a camada intermediária 22 e contatar a camada condutiva oposta 20, 24, resultando em uma mudança na característica elétrica do conjunto de mangueira 12. Em uma outra configuração, quando os fios começam a se desgastar, a mudança no relacionamento físico entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 resulta em uma mudança na característica elétrica que é detectada pelo detector de falha 14. Mais especificamente, a resistência elétrica entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 pode diminuir para um nível baixo.

[0051] Referindo-se às figs. 4A-4D, um dispositivo microcontrolador 54 pode ser usado para processar a resistência elétrica e armazenar uma resistência elétrica mínima relativa Rm por um dado período de tempo tm. O dispositivo microcontrolador 54 é ligado operativamente a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 da mangueira 16. Referindo-se especificamente à figura 4A, o dispositivo microcontrolador 54 pode ser fixado à camada externa 26 da mangueira 16. Deve ser apreciado que o dispositivo microcontrolador 54 pode ser ligado operativamente a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 em qualquer configuração conhecida por aqueles experientes na técnica. O dispositivo microcontrolador 54 inclui um sensor 56, um condicionador de sinal 58, e uma memória 60 e unidade de processamento 63 com

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14/36 um conversor de analógico para digital 61. 0 sensor 56 é configurado para detectar continuamente a resistência elétrica entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24. O condicionador de sinal 58 é do tipo conhecido por aqueles experientes na técnica que converte continuamente a resistência elétrica lida pelo sensor 56. A unidade de processamento 63 é configurada para converter a resistência elétrica condicionada de um sinal analógico para um sinal digital. Referindo-se à figura 4B, a unidade de processamento 63 do dispositivo microcontrolador 54 inclui um algoritmo 62. O algoritmo 62 é inicializado zerando um timer e capturando um tempo associado que o timer registrava, como indicado em 100. Uma vez que o algoritmo 62 é inicializado 100, o algoritmo 62 fica ocioso e espera por um evento, como indicado em 102. O evento pode ser quando o tempo de amostragem tm tiver decorrido, como indicado em 104. Quando o tempo de amostragem tm tiver decorrido, como indicado em 104, o valor de resistência R da mangueira 16 é lido, como indicado em 106. Se o valor de resistência R não for mais baixo que um lido anteriormente ou um valor mínimo de resistência Rm, nada adicional acontece, como indicado em 108, e a unidade de processamento 63 continua ociosa e espera pelo próximo evento 102. Se o valor de resistência for mais baixo que uma resistência lida anteriormente, o tempo de amostragem tm e o correspondente valor mínimo de resistência Rm são registrados na memória 60, como indicado em 110, e a unidade de processamento 63 continua ociosa e espera pelo próximo evento 102. Como os novos valores mínimos de resistência Rm são registrados na memória 60, os valores mínimos e resistência Rm e o correspondente tempo de

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15/36 amostragem tm podem ser lidos a partir da memória 60, como indicado em 112, para uso pelo operador. Do mesmo modo, pode ser desejado redefinir intermitentemente o timer e registrar o correspondente tempo tm da redefinição na memória 60, como indicado em 114. Portanto, referindo-se à figura 4C, a resistência elétrica digital é armazenada na memória 60 sempre que a resistência elétrica for determinada a ser um novo valor mínimo, como indicado em 66. As mudanças nos valores mínimos de resistência Rm da resistência elétrica R podem ser plotadas através do tempo tm, como indicado na figura 4D. Referindo-se à figura 4D, a unidade de processamento 63 também é configurada para monitorar a resistência elétrica e armazenar a resistência elétrica mínima Rm durante o tempo tm na memória 60, como indicado em 68.

[0052] Em uma outra configuração, mostrada nas figs. 1 e 5, uma mudança no relacionamento físico entre as duas camadas condutivas 20, 24, tal como pode ocorrer devido ao inchamento da mangueira 16 que pode ser provocado por fluido entrando em uma ou mais das camadas de mangueira 20, 22, 24, 26 por uma falha interna na mangueira 16, pode produzir uma mudança correspondente na característica elétrica. Na configuração em questão, ao detectar uma mudança na característica elétrica monitorada, o detector de falha 14 provê uma notificação visual para o operador que sinaliza a presença de uma falha dentro do conjunto de mangueira 12.

[0053] Na configuração da figura 5, a característica elétrica sendo monitorada é impedância elétrica entre a primeira camada condutiva 20 e a segunda camada condutiva 24. Na configuração em questão, o detector de falha 14 inclui um

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16/36 oscilador 70 e um comparador 72 em comunicação elétrica com o oscilador 70. Na configuração em questão, o detector de falha 14 inclui adicionalmente pelo menos um indicador visual 74, o qual é disposto diretamente no conjunto de mangueira 12, em comunicação elétrica com o comparador 72.

[0054] Referindo-se novamente à figura 5, o oscilador 70 está em comunicação elétrica com uma fonte de energia. Em uma configuração, a fonte de energia é uma fonte de energia contínua (CC) que é encontrada em um veículo fora de estrada empregando o uso do sistema de detecção de falha de mangueira 10. O oscilador 70 é configurado para converter corrente contínua a partir da fonte para corrente alternada (CA).

[0055] O oscilador 70 inclui um circuito tendo dispositivos ativos e passivos, tais como um amplificador operacional, capacitores, resistores, etc. Na configuração representada da figura 5, a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 do conjunto de mangueira 112 formam uma impedância variável 76 que está em comunicação elétrica com o oscilador 70 através de primeiro e segundo terminais elétricos 78a, 78b. Em uma configuração, o primeiro terminal elétrico 78a está conectado diretamente à primeira camada condutiva 20 enquanto o segundo terminal elétrico 78b está conectado diretamente à segunda camada condutiva 24. Em uma outra configuração, o primeiro terminal elétrico 78a está conectado diretamente ao niple 32, que está em comunicação elétrica com a primeira camada condutiva 20 enquanto o segundo terminal elétrico 78b está conectado diretamente ao soquete 34 que está em comunicação elétrica com a segunda camada condutiva 24.

[0056] Como discutido anteriormente, o oscilador 70 emite

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17/36 um sinal de saída tendo uma frequência. Na configuração em questão, o oscilador 70 emite um sinal com formato senoidal. Mudanças na característica elétrica do conjunto de mangueira 12 afetam o sinal de saída do oscilador 70. Por exemplo, referindo-se à figura 6, à medida que uma distância inicial Di entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 muda para uma distância deformada Df, a característica elétrica do conjunto de mangueira 12 também muda. À medida que a característica elétrica do conjunto de mangueira 12 muda, a frequência do sinal de saída muda.

[0057] Referindo-se à figura 5, o oscilador 70 está em comunicação elétrica com o comparador 72. Na configuração em questão, o comparador 72 detecta mudanças no sinal emitido a partir do oscilador 70 e portanto detecta mudanças na característica elétrica do conjunto de mangueira 12. O comparador 72 inclui um microprocessador 80 configurado para executar vários cálculos e manipulações da característica elétrica recebida.

[0058] Referindo-se novamente à figura 5, pelo menos um indicador visual 74 está em comunicação elétrica com o comparador 72. O indicador visual 74 fornece notificação para o operador que a integridade estrutural do conjunto de mangueira 12 foi comprometida não obstante o conjunto de mangueira 12 ainda poder estar operacional. Esta notificação antes da falha do conjunto de mangueira 12 permite o operador substituir o conjunto de mangueira 12 antes que a mangueira 16 desenvolva um vazamento. O indicador visual 74 permite os operadores identificarem mangueiras 16 tendo integridade estrutural diminuída sem ter que remover as mangueiras 16 do veículo. Na configuração em questão, o indicador visual 74 é

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18/36 uma luz, tal como um diodo emissor de luz (LED) . 0 uso do indicador visual 74 pode ser incorporado em um programa de manutenção baseado no tempo ou utilização que requer que os operadores obtenham e interpretem proativamente a leitura do indicador visual 74.

[0059]	Em	uma	configuração,	a intensidade	da luz	do
indicador	visual	74 corresponde a	uma	espessura	t da camada
intermediária	22	da mangueira 16.	Por	exemplo, o	detector	de
falha 14	pode	ser configurado	tal	que à medida que	a
espessura	t	da	camada intermediária	22 da mangueira	16
diminuir,	a	intensidade da luz	do	indicador	visual	74

aumente.

[0060] Referindo-se novamente à figura 5, o detector de falha 14 pode incluir um primeiro indicador visual 74A e um segundo indicador visual 74B. O comparador 72 ilumina o primeiro indicador visual 74A para fornecer notificação visual para o operador que a integridade estrutural do conjunto de mangueira 12 é capaz de operar em condições classificadas para o conjunto de mangueira 12. À medida que o conjunto de mangueira 12 começa a se degradar (p.ex., a espessura t da camada intermediária 22 começa a diminuir) , o comparador 72 ilumina o segundo indicador visual 74B para notificar o operador de uma falha iminente do conjunto de mangueira 12.

[0061] Em uma configuração, o microprocessador 80 compara a frequência do sinal de saída do oscilador 70 resultante da impedância elétrica entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 com um valor limite. A frequência do sinal de saída do oscilador 70 muda em resposta a mudanças na distância inicial Di entre a primeira camada condutiva 20 e a

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19/36 segunda camada condutiva 24 para a distância deformada Df. Por exemplo, à medida que a distância inicial D entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 diminui para a distância deformada Df, a impedância elétrica entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 diminui, mudando assim a frequência do sinal de saída do oscilador 70.

[0062] Em uma configuração, o valor limite é um valor préprogramado que serve como um limite para a característica elétrica. Em uma outra configuração, o valor limite é um valor que é determinado durante a operação inicial do conjunto de mangueira 12. Em uma outra configuração, o valor limite é uma faixa de valores que servem como limites superior e inferior.

[0063] Em uma configuração, e para fins de exemplo somente, se a frequência do sinal de saída for aproximadamente igual ao valor limite para frequência ou dentro da faixa de valores para frequência, a distância inicial Di entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 está inalterada. Nesta situação, o comparador 72 ilumina o primeiro indicador visual 74A, que notifica o operador que o conjunto de mangueira 12 é capaz de operar nas pressões classificadas. Se, entretanto, a frequência do sinal de saída estiver abaixo do valor limite para frequência ou fora da faixa de valores para frequência, a distância inicial Di entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 diminuiu para a distância deformada Df. Nesta situação, o comparador 72 ilumina o segundo indicador visual 74B, que notifica o operador que a integridade estrutural do conjunto de mangueira 12 foi comprometida.

[0064] Referindo-se agora à figura 7, uma representação

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20/36 esquemática do comparador 72 é mostrada. Na configuração em questão, o comparador 72 inclui uma função de conformação de onda 84 e uma função de processamento 86. A função de conformação de onda 84 converte o sinal emitido com formato senoidal a partir do oscilador 70 para um sinal com forma quadrada. A função de processamento 86 recebe o sinal com forma quadrada e detecta mudanças na frequência da onda com forma quadrada ou uma ausência da onda com forma quadrada. Dependendo do sinal recebido da função de conformação de onda 84, a função de processamento 86 ilumina o primeiro ou o segundo indicadores visuais 74A, 74B.

[0065] Referindo-se agora à figura 8, uma representação esquemática exemplar do detector de falha 14 é mostrada. Na configuração em questão, o detector de falha 14 inclui um resistor variável 88, o comparador 72, o qual está em comunicação elétrica com o resistor variável 88, e pelo menos um indicador visual 74, que está em comunicação elétrica com o comparador 72.

[0066] Na configuração em questão, a característica elétrica do conjunto de mangueira 12 sendo monitorado é a resistência elétrica entre a primeira camada condutiva 20 e a segunda camada condutiva 24. Esta resistência elétrica é variável. Isto significa que à medida que a distância inicial Di entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 muda para a distância deformada Df, a resistência elétrica também muda. Por exemplo, à medida que a distância inicial Di entre a primeira camada condutiva 20 e a segunda camada condutiva 24 diminui para a distância deformada Df, a resistência elétrica entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 também diminui.

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21/36 [0067] Em uma configuração, mostrada na figura 7, o microprocessador 80 do comparador 72 compara a resistência elétrica entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 com um valor limite. Em uma configuração, o valor limite é um valor pré-programado que serve como um limite inferior para a resistência elétrica. Se a resistência elétrica for menor que o valor limite, o conjunto de mangueira 12 é interpretado como tendo um status de saúde diminuindo e o conjunto de mangueira 12 deve ser removido de operação. Isto é porque uma resistência elétrica entre a leitura do limite pode ser consistente com uma mangueira 16 que contenha falhas de estrutura interna tais que o conjunto de mangueira 12 pode estar próximo de falhar. Do mesmo modo, se a resistência elétrica for igual a, ou maior que o valor limite, o conjunto de mangueira 12 é interpretado como tendo um status de saúde aprovável e o conjunto de mangueira 12 deve permanecer em operação. Em uma outra configuração, e para fins de exemplo somente, o valor limite é cerca de 10 mili-Ohms (ιηΩ) . Deve ser apreciado que o valor limite pode ser qualquer valor adequado conhecido por aqueles experientes na técnica.

[0068] Em uma configuração, e para fins de exemplo somente, se a resistência elétrica for maior que ou igual ao valor limite, a distância inicial Di entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 está inalterada. Se, entretanto, a resistência elétrica for menor que o valor limite, a distância inicial Di entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 diminuiu para a distância deformada Df. Nesta situação, o comparador 72 ilumina o indicador visual 74, o qual notifica o operador que a integridade estrutural do conjunto de mangueira 12 foi comprometida.

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22/36 [0069] Em uma outra configuração, mostrada nas figs. 5 e 7-9, o detector de falha 14 inclui o primeiro indicador visual 74A e o segundo indicador visual 74B. Referindo-se especificamente à figura 9, o primeiro indicador visual 74A é disposto diretamente no conjunto de mangueira 12 enquanto o segundo indicador visual 74B é disposto em um local remoto do conjunto de mangueira 12. Se a resistência elétrica do conjunto de mangueira 12 for menor que o valor limite, o comparador 72 ilumina o primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B. Este arranjo de indicadores visuais 74 é potencialmente vantajoso uma vez que o segundo indicador visual 74B notifica o operador do veículo de uma falha iminente de um conjunto de mangueira 12 enquanto operando o veículo enquanto o primeiro indicador visual 74A identifica o conjunto de mangueira 12 tendo a integridade estrutural diminuída.

[0070] Referindo-se novamente à figura 1, o conjunto de mangueira 12 é mostrado com o indicador visual 72 disposto diretamente sobre a mangueira 16 do conjunto de mangueira 12. Em uma configuração, o indicador visual 74 também poderia ser fixado a uma luva (não mostrada) que circunde a capa externa 26 da mangueira 16. Em uma outra configuração, o indicador visual 74 pode ser embutido na capa externa 2 6 da mangueira 16.

[0071] Referindo-se novamente à figura 9, o indicador visual 74 pode ser disposto no soquete 34. Em uma configuração, o indicador visual 74 se estende totalmente ao redor do soquete 34 tal que o indicador visual 74 possa ser visto a partir de qualquer ângulo ao redor do soquete 34.

[0072] Referindo-se agora à figura 10, um método 200 para

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23/36 monitorar a integridade estrutural do conjunto de mangueira 12 será descrito. Na etapa 202, o conjunto de mangueira 12, incluindo a mangueira 16 tendo a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 é provido. Na configuração em questão, a mangueira 16 inclui a primeira camada condutiva 20 cobrindo pelo menos uma porção do tubo interno 18, uma camada intermediária 22 cobrindo a primeira camada condutiva 20, e a segunda camada condutiva 24 cobrindo pelo menos uma porção da camada intermediária 22.

[0073] Na etapa 204, uma característica elétrica do conjunto de mangueira 12 é monitorada. Em uma configuração, a característica elétrica é capacitância. Em uma outra configuração, a característica elétrica é resistência.

[0074] Se a característica elétrica sendo monitorada for capacitância, uma voltagem ou corrente é aplicada ao oscilador 70 do detector de falha 14 antes da etapa 204. Em uma configuração, a voltagem ou corrente é aplicada continuamente ao oscilador 70 do detector de falha 14. Em uma outra configuração, a voltagem ou corrente é aplicada intermitentemente ao oscilador 70 do detector de falha 14. Em uma outra configuração, a voltagem ou corrente é aplicada ao oscilador 70 do detector de falha 14 somente quando o conjunto de mangueira 12 for pressurizado.

[0075] A característica elétrica monitorada é comparada com um valor limite na etapa 206. Na configuração em questão, o microprocessador 80 executa esta comparação. Em uma configuração, o valor limite é um valor que é pré-programado. Em uma outra configuração, o valor limite é um valor que é determinado durante a operação inicial do conjunto de mangueira 12.

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24/36 [0076] Na etapa 208, o indicador visual 74 é iluminado se a característica elétrica monitorada for além do valor limite. Em uma configuração, o indicador visual 74 é iluminado se a característica elétrica monitorada for menor que o valor limite. Em outra configuração, o indicador visual 74 é iluminado se a característica elétrica monitorada estiver fora de uma faixa pré-determinada de valores.

[0077] Em uma configuração alternativa, o primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B são usados para notificar o operador da integridade estrutural do conjunto de mangueira 12. O primeiro indicador visual 74A é iluminado se a característica elétrica monitorada for maior ou igual ao valor limite ou se a característica elétrica monitorada estiver dentro de uma faixa pré-determinada de valores enquanto um segundo indicador visual 74B é iluminado se a característica elétrica monitorada for menor que o valor limite ou se a característica elétrica monitorada estiver fora da faixa pré-determinada de valores.

[0078] Referindo-se agora às figs. 9 e 11, um método 300 para notificar um operador da integridade estrutural de um conjunto de mangueira 12 será descrito. Na etapa 302, o conjunto de mangueira 12 tendo a primeira camada condutiva 20 cobrindo pelo menos uma porção do tubo interno 18, uma camada intermediária 22 cobrindo a primeira camada condutiva 20, e a segunda camada condutiva 24 cobrindo pelo menos uma porção da camada intermediária 22 é provido. Em uma configuração, o conjunto de mangueira 12 inclui pelo menos um indicador visual 74 disposto sobre o conjunto de mangueira 12. Em uma outra configuração, o conjunto de mangueira 12 inclui o primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B dispostos

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25/36 sobre a mangueira 16. Em uma outra configuração, o conjunto de mangueira 12 inclui o primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B dispostos no soquete 34.

[0079] Na etapa 304, a característica elétrica monitorada do conjunto de mangueira 12 é comparada com o valor limite. Na etapa 306, o indicador visual 74 é iluminado em resposta à característica elétrica monitorada. Em uma configuração, o primeiro indicador visual 74A é disposto no conjunto de mangueira 12 (p.ex., na mangueira 12, no soquete 34, etc.) e é iluminado somente quando a característica elétrica do conjunto de mangueira 16 for maior ou igual ao valor limite ou se a característica elétrica estiver dentro de uma faixa pré-determinada de valores enquanto o segundo indicador visual 74B, que é disposto no conjunto de mangueira 12, é iluminado somente se a característica elétrica for menor que o valor limite ou se a característica elétrica estiver fora da faixa pré-determinada de valores.

[0080] Na etapa 308, a intensidade do indicador visual 74 é definida baseada na diferença entre a característica elétrica monitorada e o valor limite. Em uma configuração, a intensidade do primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B aumenta à medida que a diferença entre a característica elétrica monitorada e o valor limite aumenta. Por exemplo, se a característica elétrica monitorada for ligeiramente menor que o valor limite, o segundo indicador visual 74B será fracamente iluminado. Se, entretanto, a característica monitorada for substancialmente menor que o valor limite, o segundo indicador visual 74B será iluminado brilhantemente.

[0081] Referindo-se agora às figs. 1 e 12, um método alternativo 400 para notificar um operador da integridade

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26/36 estrutural de um conjunto de mangueira 12 será descrito. Na etapa 402, o conjunto de mangueira 12 tendo a primeira camada condutiva 20 cobrindo pelo menos uma porção do tubo interno 18, uma camada intermediária 22 cobrindo a primeira camada condutiva 20, e a segunda camada condutiva 24 cobrindo pelo menos uma porção da camada intermediária 22 é provido. Em uma configuração, o conjunto de mangueira 12 inclui pelo menos um indicador visual 74 disposto no conjunto de mangueira 12. Em uma outra configuração, o conjunto de mangueira 12 inclui o primeiro indicador visual 74A disposto diretamente sobre o conjunto de mangueira 12 enquanto o segundo indicador visual 74B é disposto em um local remoto do conjunto de mangueira 12 tal com uma cabina do veículo (não mostrado).

[0082] Na etapa 404, a característica elétrica monitorada do conjunto de mangueira 12 é comparada com o valor limite. Na etapa 406, o primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B são iluminados em resposta à característica elétrica monitorada. Em uma configuração, o primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B são iluminados quando a característica elétrica do conjunto de mangueira 12 for menor ou igual ao valor limite ou fora da faixa de valores para o valor limite.

[0083] Na etapa 408, a intensidade do primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B é definida baseada na diferença entre a característica elétrica monitorada e o valor limite. Em uma configuração, a intensidade do primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B aumenta à medida que a diferença entre a característica elétrica monitorada e o valor limite aumenta. Por exemplo, se a característica elétrica monitorada for levemente menor que o valor limite, o primeiro e segundo

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27/36 indicadores visuais 74A, 74B serão fracamente iluminados. Se, entretanto, a característica monitorada for substancialmente menor que o valor limite, o primeiro e segundo indicadores visuais 74A, 74B serão iluminados brilhantemente.

[0084] Como discutido acima, a característica elétrica do conjunto de mangueira 12 pode ser monitorada usando um programa de manutenção baseado no tempo ou utilização. Em uma configuração alternativa, mostrada nas figs. 13 e 14, um sistema de identificação por rádiofrequência (RFID) 90 é provido com o conjunto de mangueira 12. O sistema RFID 90 inclui um primeiro circuito 92 que tem um sensor de impedância 56, uma identificação RFID 96, e uma primeira antena 98. O sistema RFID 90 é configurado para comunicar o status da característica elétrica do conjunto de mangueira 12 para um scanner móvel (leitor) 122. O leitor 122 é configurado para ser usado dentro de uma dada distância do conjunto de mangueira 12 que é determinada por uma frequência de comunicação da primeira antena 98 dentro do sistema RFID 90 e o ambiente operacional do conjunto de mangueira 12. O leitor 122 pode ser de campo próximo ou de campo distante como conhecido por aqueles experientes na técnica. Geralmente, campo próximo significa que o leitor 122 se comunica com a identificação RFID 96 em uma vizinhança mais próxima do que se o leitor 122 for de campo distante. Nesta configuração, a característica elétrica sendo monitorada é a impedância elétrica 76 entre a primeira camada condutiva 20 e a segunda camada condutiva 24. Referindo-se especialmente à figura 13, a identificação RFID 96 inclui um primeiro suprimento de energia CHI, o condicionador de sinal 58, uma unidade de processamento digital 126, a memória 60, e um

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28/36 modulador 59. A primeira antena 98 inclui um primeiro capacitor Cl conectado operativamente a uma primeira bobina LI. Nesta configuração, a primeira antena 98 extrai energia do primeiro suprimento de energia CHI da identificação RFID 96. 0 sensor 56 é configurado para detectar mudanças da impedância elétrica 76, isto é, impedância de vazamento entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 que pode estar relacionada com a pressão de fluido dentro do conjunto de mangueira 112 e a distância deformada Df. A identificação RFID 96 pode ser uma bobina plana, do tipo conhecido por aqueles experientes na técnica, que é integrada com o soquete 34 e/ou a mangueira 16 do conjunto de mangueira 12 para detectar a impedância elétrica entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24. O sensor 56 conecta operativamente a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 e a identificação RFID 96 do sistema RFID 90. Uma vez que a fadiga do conjunto de mangueira 12 ocorre, a impedância elétrica 76 entre a primeira e segunda camadas condutivas 20, 24 muda permanentemente. Como um resultado da mudança permanente na impedância elétrica 76, a identificação RFID 96 é configurada para mudar a carga na primeira bobina Ll, resultando em amplitude aumentada, que pode disparar uma indicação de falha no primeiro circuito 92 do sistema RFID 90. Portanto, a amplitude emitida da identificação RFID 90 está relacionada diretamente com a impedância elétrica 76 do conjunto de mangueira 12.

[0085] Na configuração mostrada na figura 13, o leitor 122 inclui um segundo circuito 128 tendo uma segunda antena 130, um centro de processamento 132, e um indicador de falha 134. A segunda antena 130 inclui um segundo capacitor C2 e uma

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29/36 segunda bobina L2. 0 centro de processamento 132 inclui um desmodulador 136, um modulador 59, um segundo suprimento de energia CH2, um processador de banda base 138, um amplificador de baixo ruído LNA, um amplificador de potência PA, um amplificador diferencial 139, e um suprimento de energia CC 142. A segunda antena 130 é configurada para extrair energia do segundo suprimento de energia CH2 do centro de processamento 132. O amplificador diferencial 139 é conectado operativamente ao processador de banda base 138, ao suprimento de energia CC 142, e ao indicador de falha 134. O indicador de falha 134 é configurado para indicar para o operador uma falha iminente da mangueira 16. Deve ser apreciado que o leitor 122 pode ser de qualquer tipo conhecido por aqueles experientes na técnica.

[0086] O primeiro circuito 92 do sistema RFID 90 e o segundo circuito 128 do leitor 122 são ajustados inicialmente definindo uma frequência da fonte de voltagem CHI para a frequência de ressonância da primeira bobina LI e do primeiro capacitor Cl, isto é, uma frequência de referência. A segunda fonte de voltagem CH2, tendo a mesma frequência que a frequência de ressonância, é ajustada para a mesma fase e amplitude da primeira fonte de voltagem CHI. A saída do comparador 72 é aproximadamente zero quando não existir conjunto de mangueira 12 dentro de um alcance de detecção do leitor 122. O leitor 122 permanece ajustado desde que a impedância elétrica 76 do conjunto de mangueira 12 permaneça dentro de um estado pré-definido normal. O sistema RFID 90 usa acoplamento indutivo entre a primeira e segunda bobinas Ll, L2 para fazer a transdução de sinais, como indicado em 144 na figura 13.

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30/36 [0087] Referindo-se à figura 14, em uma outra configuração, o conjunto de mangueira 12 inclui um sistema RFID 90 tendo uma identificação RFID 96 que é integrada com o sensor 56, como conhecido por aqueles experientes na técnica. O sistema RFID 90 inclui o sensor 56, a identificação RFID 96, e a primeira antena 98. Nesta configuração, a identificação RFID 96 pode incluir a memória 60, o condicionador de sinal 58, uma extremidade frontal RF/analógica 146, e a primeira antena 98. A identificação RFID 96 pode ser totalmente passiva, significando que nenhuma bateria ou outra fonte de energia é requerida para operação da identificação RFID 96. Quando a identificação RFID 96 é passiva, a identificação RFID 96 extrai energia, como indicado em 148, do leitor RFID 122. Portanto, uma distância de comunicação entre a etiqueta RFID 96 e o leitor 122 é limitada tal que a identificação RFID 96 possa receber energia suficiente para operar a circuitagem interna da identificação RFID 96. A comunicação entre a identificação RFID 96 e o leitor 122 pode ser conseguida por radiação de retrodifusão a partir do leitor 122. Adicionalmente, a identificação RFID 96 pode ser configurada para carregar uma história da impedância elétrica 76 e/ou pressão associada com o conjunto de mangueira 12 para o leitor 122. O leitor 122 também pode ser configurado para prover um status instantâneo da saúde do conjunto de mangueira 12 e alertar o operador de qualquer deterioração do conjunto de mangueira 12. Em uma configuração, as frequências que são adequadas para comunicação são alta frequência de 13,56 MHz e frequências de banda UHF (868 MHz a 930 MHz). Deve ser apreciado que outras frequências conhecidas por aqueles experientes na técnica

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31/36 também podem ser usadas.

[0088] Referindo-se agora à figura 15, em uma outra configuração, o sistema de identificação RFID 90 pode ser incluído como parte de um sistema de monitoramento de falha de mangueira baseado em sem fio 150. Em uma configuração, o sistema de monitoramento 150 pode ser um sistema on-line. O sistema de monitoramento 150 pode incluir pelo menos um leitor 122, uma pluralidade de sistemas de identificação RFID 90 em comunicação com respectivos conjuntos de mangueiras 12, um algoritmo 62, e pelo menos uma interface de usuário 154. Sistemas de identificação RFID 90 exemplares são mostrados nas figs. 16A e 16B. Referindo-se agora à figura 16A, o sistema de identificação RFID 90a inclui o sensor 56 conectado operativamente à identificação RFID 96. Na figura 16B, o sistema de identificação RFID 90b inclui o sensor 56, o condicionador de sinal 58, a memória e unidade de processamento 63 e o conversor 61, e a identificação RFID 96. Nesta configuração, o algoritmo de mangueira detector de vida 62 pode ser incluído dentro do sistema de identificação RFID 90b. Deve ser apreciado, entretanto, que outros sistemas de identificação RFID 90 conhecidos por aqueles experientes na técnica também podem ser usados. Também deve ser apreciado que nesta configuração, o sistema de identificação RFID 90 não está limitado a ser um sistema baseado em RFID uma vez que qualquer outro sistema baseado em sem fio conhecido por aqueles experientes na técnica também pode ser usado. Deve ser apreciado que o sistema de identificação RFID 90 pode ser qualquer outro tipo de sistema de identificação sem fio 90 conhecido por aqueles experientes na técnica.

[0089] Referindo-se novamente à figura 15, os leitores 122

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32/36 podem ser configurados como leitores de longo alcance 122 que são ativos ou passivos. Os leitores 122 podem ser localizados em locais fixos ao redor das identificações RFID 96/conjuntos de mangueiras 12. 0(s) leitor (es) 122 pode(m) ser configurado(s) para interfacear com pelo menos um dos sistemas de identificação RFID 90 para detectar uma falha iminente de mangueira 16. A detecção da falha iminente de mangueira 16 pode ser baseada fora da medição da impedância elétrica 76 entre a primeira e segunda camadas eletricamente condutivas 20, 24. Deve ser apreciado, entretanto, que outras unidades de medição conhecidas por aqueles experientes na técnica também podem ser usadas. O algoritmo 62 pode ser configurado para ser capaz de avaliar a presença ou a ausência de uma falha de mangueira 16 pendente e/ou real. O algoritmo 62 pode ser disposto em um local central que esteja conectado a um ou mais dos leitores 122. A informação detectada é lida ou pesquisada pelo respectivo leitor 122, o qual pode processar os dados recebidos do sistema de identificação RFID 90 e transferida para um processador central 156. O processador central 156 pode ser disposto em comunicação operativa com cada um dos leitores 122 e uma interface de usuário local 154A e/ou uma interface de usuário remota 154B. O processador central 156 pode ser responsável por tomar decisões, isto é, decidir se uma respectiva mangueira 16 está prestes a falhar. As decisões do processador central 156 são transferidas em um formato desejado para a interface de usuário via links de comunicação, como conhecido por aqueles experientes na técnica. A interface de usuário local 154A pode ser configurada para prover o status de saúde de pelo menos um

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33/36 dos conjuntos de mangueira 12 baseado em informações recebidas dos leitores 122. A interface de usuário local 154A pode ser configurada para operar em um local que seja próximo a pelo menos um dos conjuntos de mangueira 12. Do mesmo modo, a interface de usuário remota 154B pode ser configurada para operar em um local que seja remoto dos conjuntos de mangueiras 12 via uma conexão remota com o processador central 156 para prover o operador com um status da saúde dos conjuntos de mangueiras 12.

[0090] Referindo-se à figura 17, um sistema de monitoramento e detecção de falha 158 dos conjuntos de mangueiras 12 é mostrado. O sistema de monitoramento e detecção de falha 158 pode incluir pelo menos um nó sensor 160 e pelo menos um nó agregador 162. O nó sensor 160 pode ser uma pluralidade de sensores 56 que são instalados na mangueira 16 e conexões 32, 34, 50 de uma máquina ou dispositivo 166 para monitorar uma característica tal como elétrica, mecânica, química, física, e/ou características térmicas, p.ex., resistência elétrica, capacitância, temperatura, pressão, etc. Nesta configuração, a característica elétrica sendo monitorada pode ser monitorada como descrito nas configurações descritas anteriormente ou como de outra forma sabido por aqueles experientes na técnica. Múltiplos nós sensores 160 podem ser usados com um único conjunto de mangueira 12 para prover redundância e tolerância à falha do sistema. Os sensores 56 dos nós sensores 160 podem ser ligados ao conjunto de mangueira 12 tal que eles possam ser reusados em um outro conjunto de mangueira 12 uma vez que os nós sensores 160 são removidos de um outro conjunto de mangueira 12.

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34/36 [0091] A característica monitorada ou dados são transmitidos para o nó agregador 162 a partir do respectivo nó sensor 160, como indicado em 168. O nó agregador 162 é configurado para analisar os dados e prover informações, tais como uma falha iminente do conjunto de mangueira 12 e/ou a vida útil remanescente do conjunto de mangueira 12, para um operador de sistema (isto é, um centro de controle remoto) 174. O nó sensor 160 pode prover as informações para o nó agregador 162 quer periodicamente e/ou baseado na ocorrência de um evento específico. As informações são comunicadas através do nó agregador 162 para o operador de sistema 174 via a interface de usuário 154 para alertar o operador para substituir o conjunto de mangueira 12 antes que a eficiência do conjunto de mangueira 12 caia ou o conjunto de mangueira 12 falhe inteiramente. As informações podem ser transmitidas via uma rede de comunicação 172. Como empregado aqui, o termo rede de comunicação 172 deve incluir expressamente, mas não ficar limitado a, qualquer rede de área local (LAN) , rede de área ampla (WAN) , rede de área pessoal sem fio de baixa taxa (LR-WPAN), outros tipos de redes de sensores sem fio, intranet, extranet, rede de comunicação global e/ou a Internet. Como empregado aqui, o termo sem fio deve incluir expressamente, mas não ser limitado por, RFID, rádiofrequência (RF), luz visível, infravermelho, ultrassom, redes de área sem fio, IEEE 802.11 (p.ex., 802.11A; 802.11B; 802.11G), IEEE 802.15 (p.ex., 802.15.1; 802.15.3, 802.15.4), outras normas de comunicação sem fio, DECT, PWT, localizador, PCS, Wi-Fi, Bluetooth®, e celular. Como um resultado, falhas de sistema; custos de reparo, substituição, e de parada; danos ambientais; e/ou vazamentos de fluido de alta pressão

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35/36 podem ser evitados. Dependendo da tecnologia de comunicação e método de obtenção de energia do sistema de monitoramento e detecção de falha 158, uma fonte de energia do nó sensor 160 pode mudar, isto é, energizado por bateria, parasitico, por fios rígidos, etc. Quando tecnologia sem fio é usada, o nó sensor 160 pode ter a capacidade de rotear os dados dos outros sensores 56 para o nó agregador 162, isto é, comunicação multissalto ou de salto único pode ocorrer. Para economizar largura de banda de energia de comunicação, o nó sensor 160 também pode ter a capacidade de agregar ou comprimir dados de múltiplos sensores 56 bem como empregar uma programação eficiente de ociosidade. O nó agregador 162 pode ser configurado para executar funções de computação, comunicação, e armazenagem de dados. O nó agregador 162 pode incluir a interface de usuário 154 que mostra parâmetros operacionais do conjunto de mangueira 12, p.ex., informações de status de saúde, vida útil remanescente do conjunto de mangueira 12, etc. Em adição, o nó agregador 162 pode ter a capacidade de armazenar e registrar dados de manutenção, que proverão o operador ou técnicos de manutenção com critérios úteis sobre o conjunto de mangueira 12. O nó agregador 162 também pode ser configurado para prover os nós sensores 160 com serviços de segurança e autenticação para proteger o sistema contra acesso não autorizado. Adicionalmente, o nó agregador 162 pode gerar conclusões de diagnósticos e prognósticos coletando dados periódicos ou acionados por eventos a partir dos nós sensores 160 ou pesquisando um certo conjunto de nós sensores 160, isto é, comunicação bidirecional. O sistema de monitoramento e detecção de falha 158 pode ser configurado como um conveniente loop de detecção

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36/36 de evento, decisão, e atuação. Dependendo das características do ambiente de comunicação e aplicação, a arquitetura de comunicação do sistema de monitoramento e detecção de falha pode ser por fios, sem fio, ou combinações dos mesmos, isto é, híbrida.

[0092] Várias modificações e alternativas desta divulgação tornar-se-ão aparentes àqueles experientes na técnica sem se desviar do escopo e espírito desta divulgação, e deve ser entendido que o escopo desta divulgação não deve ser indevidamente limitado às configurações ilustrativas registradas aqui.

[0093] Embora os melhores modos para executar a invenção tenham sido descritos em detalhes, aqueles familiares com a técnica com a qual esta invenção se relaciona reconhecerão vários designs e configurações alternativos para praticar a invenção dentro do escopo das reivindicações anexas.

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Claims (10)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema de detecção de falha de mangueira, compreendendo:

   - um conjunto de mangueira (12) incluindo uma mangueira (16) tendo uma primeira camada condutiva (20) e uma segunda camada condutiva (24), sendo que o conjunto de mangueira (12) tem uma característica elétrica; e

   - um detector de falha (14) o qual detectas a característica elétrica e que está em comunicação elétrica com as primeira e segunda camadas condutivas (20,24), sendo que o detector de falha (14) inclui um primeiro indicador visual (74A);

   sendo que o primeiro indicador visual (74A) se ilumina se a característica elétrica monitorada for maior ou igual a um valor limite ou se a característica elétrica monitorada estiver dentro de uma faixa pré-determinada de valores;

   caracterizado pelo fato de compreender ainda um segundo indicador visual (74B) conectado operativamente com o conjunto de mangueira (12);

   sendo que o segundo indicador visual (74B) se ilumina se a característica elétrica monitorada for menor que o valor limite ou se a característica elétrica monitorada estiver fora da faixa pré-determinada de valores.
2. 2. Sistema de detecção de falha de mangueira, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro indicador visual (74A) ser disposto na mangueira (16).
3. 3. Sistema de detecção de falha de mangueira, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o segundo indicador visual (74B) ser disposto em um local remoto do conjunto de mangueira (12).
4. 4. Sistema de detecção de falha de mangueira, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o detector de

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   2/3 falha (14) ser um sistema de identificação de radiofrequência (RFID) (90).
5. 5. Sistema de detecção de falha de mangueira, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de o detector de falha (14) incluir adicionalmente um leitor (122) em comunicação operativa com o sistema RFID (90).
6. 6. Sistema de detecção de falha de mangueira, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o leitor (122) incluir o indicador visual (74).
7. 7. Sistema de detecção de falha de mangueira, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de o sistema RFID (90) incluir um primeiro circuito (92), uma identificação RFID (96), e uma primeira antena (98); e sendo que o leitor (122) inclui um segundo circuito (128) tendo uma segunda antena (130), um centro de processamento (132), e um indicador de falha (134).
8. 8. Sistema de detecção de falha de mangueira, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a identificação RFID (96) incluir um primeiro suprimento de energia (CHI), um condicionador de sinal (58), uma unidade de processamento digital (126), uma memória (50), e um modulador (59); e sendo que a primeira antena (98) inclui um primeiro capacitor (Cl) conectado operativamente a uma primeira bobina (Ll).
9. 9. Sistema de detecção de falha de mangueira, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a segunda antena (130) incluir um segundo capacitor (C2) e uma segunda bobina (L2); e sendo que o centro de processamento (132) inclui um desmodulador (136), um modulador (59), um segundo suprimento de energia (CH2) , um processador de banda base (138) , um

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   3/3 comparador (72), e um suprimento de energia CC (142) .
10. 10. Sistema de detecção de falha de mangueira, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o detector de falha (14) ser um dispositivo sensor (56), um condicionador memória e processamento (63);

    sendo que o sensor (56) continuamente a caracterist:

    microcontrolador (54) tendo um de sinal (58), e uma unidade de é configurado para detectar Íca elétrica do conjunto de mangueira (12).