BRPI1000041A2 - método para monitorar uma zona de uma estrutura metálica em termos de sua resistência elétrica e dispositivo para monitorar resistência elétrica em uma zona de uma estrutura metálica - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA MONITORAR UMA ZONA DE UMA ESTRUTURA METáLICA EM TERMOS DE SUA RESISTêNCIA ELéTRICA E DISPOSITIVO PARA MONITORAR RESISTêNCIA ELéTRICA EM UMA ZONA DE UMA ESTRUTURA METALICA São descritos um método e um dispositivo para monitorar umazona (2) de uma estrutura metálica (1) em termos de sua resistência elétrica a fim de detectar possíveis defeitos na estrutura, passando periodicamente corrente na zona em diferentes direções, ao mesmo tempo medindo e registrando quedas de tensão em diversas das áreas unitárias selecionadas (a11) na zona (2), e combinando, para cada área unitária (a11), pelo menos dois valores medidos registrados durante pelo menos duas medições feitas com a corrente passando em diferentes direções, e comparando valores obtidos por pelo menos um valor similarmente obtido feito anteriormente.

Description

"MÉTODO PARA MONITORAR UMA ZONA DE UMA ESTRUTURAMETÁLICA EM TERMOS DE SUA RESISTÊNCIA ELÉTRICA EDISPOSITIVO PARA MONITORAR RESISTÊNCIA ELÉTRICA EMUMA ZONA DE UMA ESTRUTURA METÁLICA"

Fundamentos

Grandes estruturas metálicas em ambientes ao largo ou outrosambientes severos e perigosos são submetidos a intenso desgaste e corrosão eprecisam ser monitorados durante sua vida útil a fim de manter segurança dopessoal e segurança para operação. Exemplos a este respeito são grandesembarcações e estruturas de produção de petróleo ao largo.

Vários princípios de medição de tais sistemas demonitoramento foram sugeridos, isto é, métodos baseados em análise devibração, emissão acústica, sistemas ultrassônicos, registro de camposmagnéticos, bem como inspeção visual. Em geral, esses métodos não têm sidoadequados, basicamente por causa das grandes deformações às quais oequipamento de monitoramento pode ser exposto, em particular debaixod'água. Além de ser resistente a tais deformações, é também importante queos sistemas de monitoramento não implique em custos de instalação emanutenção proibitivos, uma vez que os componentes ou áreas que devem sermonitorados geralmente têm dimensões muito grandes. Sistemas que, porexemplo, são baseados no uso de inúmeros transdutores, por exemplo, paradetecção de vibração, emissão acústica ou sinais ultrassônicos, podemenvolver a montagem de um grande número de transdutores, cada qualrepresentando uma despesa e um risco de falha relativamente grandes.

Qualquer método previamente revelado para exame de trincasem partes ou componentes estruturais é baseado na medição do campoelétrico que é produzido na estrutura. Este assim denominado método dequeda de potencial é usado para exame detalhado de uma trinca que foilocalizada de antemão. O tamanho ou profundidade da trinca é determinadopor meio de pontos de contato em cada lado da trinca, entre os quais a tensãoé medida. A corrente suprida é tanto CC quanto CA com uma baixafreqüência. Diferentes versões do método de queda de potencial forampublicadas no pedido de patente alemão DE 25 57 658 e na especificação depatente do Reino Unido GB 804.323. Na primeira publicação, é usado umsuprimento de corrente de alta freqüência, e o exame compreende mediçõesda queda de potencial em função da freqüência. Neste último caso, que emparticular foi reportado no que diz respeito a trincas superficiais, é medido umpotencial de radiofreqüência, cujo potencial ocorre entre dois eletrodosseparados que movem-se na superfície da estrutura enquanto uma correnteelétrica oscilante é suprida a ele a partir de uma fonte de radiofreqüência. Umarranjo como este com eletrodos móveis que devem ser guiados por toda aárea de monitoramento, entretanto, não pode ser usado com o propósitosupramencionado.

Na década de oitenta, foi desenvolvida uma versão refinada dométodo de queda de potencial pelo inventor denotado "o método da impressãodigital", descrito na patente US 4.656.595 (Hognestad).

De acordo com este método, corrente elétrica é suprida a uma estrutura de aço que é equipada com pontos de contato entre os quais sãomedidas quedas de tensão causadas pela corrente imposta. Um númerorelativamente grande de pontos de contato fixos é usado por toda a área quedeve ser monitorada. As quedas de tensão são medidas entre paresselecionados de pontos de contato e essas quedas de tensão são comparadascom quedas de tensão correspondentes que foram previamente medidas damesma maneira quando a estrutura estava em uma condição inicial,preferivelmente sem nenhum defeito. O monitoramento pode assim serrealizado por meio de dispositivos robustos e simples que são relativamenteimpermeáveis a ambientes hostis. Embora este método tenha fornecido umamelhoria substancial em relação a técnicas anteriores, ele ainda não forneceuum meio eficiente para detecção precoce de danos pontuais na estrutura, oudefeitos que ocorreram como trincas basicamente lineares na direção dacorrente que passa por ela.

Objetivos

Um objetivo da presente invenção é prover um método e umaparelho para supervisão de estrutura metálica com relação a defeitos que émais confiável do que os métodos, sistemas e aparelhos existentes.

Um objetivo específico é prover um método e um aparelho talcomo o anteriormente mencionado que possa detectar de forma confiáveltambém trincas longitudinais e corrosão pontual relativamente pequenos.

A invenção (geral)

Os objetivos supramencionados são alcançados pelo métodode acordo com a presente invenção, definido na reivindicação 1, e peloaparelho, definido pela reivindicação 10.

Modalidades preferidas da invenção são reveladas pelasreivindicações dependentes.

Com "Defeitos" em uma estrutura na forma aqui usada significam qualquer tipo de descontinuidade ou danos, independente de suanatureza ou origem, incluindo, mas sem limitações, danos causados porcorrosão, danos na forma de trincas ou microbolhas, danos causados pordesgaste geral com o tempo e danos causados por impactos de qualquer tipo.

O termo "combinar" dois valores medidos na forma aqui usadasignifica qualquer meio técnico para derivar mais informação de duasmedições agrupadas do que é possível derivar de qualquer uma delas sozinha.Uma maneira típica de combinar dois valores medidos é simplesmentecompará-los, para verificar se eles têm a mesma magnitude aproximada (emrelação aos seus respectivos valores de impressão digital inicial). Se houverum desvio nos dois valores relativos, levando-se em conta seus valoresiniciais, em mais do que uma certa porcentagem estabelecida, então pelomenos não existe necessidade de investigação adicional. Uma maneira óbviade combinar dois valores medidos seria adicionar os dois valores ecorrelacionar com seu valor da soma. Porque isto é particularmentesignificativo no caso da presente invenção é explicado com mais detalhes emrelação às figuras 3a-3c.

A expressão "comparar valores obtidos" significa que acomparação pelo menos pode estar relacionada a qualquer um ou a ambos dea) uma comparação entre a mudança comparada com qualquer valor inicial naqueda de tensão na direção horizontal em relação à mudança na queda detensão na direção vertical, e b) uma mudança comparada com qualquer valorinicial na soma de duas quedas de tensão correspondentes.

Embora qualquer combinação, comparação e adição de valorespossa ser feita manualmente ou automaticamente, a situação típica em umasupervisão industrial é naturalmente que um computador realize tanto ocálculo quanto pelo menos uma avaliação preliminar do estado de qualquerárea unitária. Um computador como este pode também ser programado paraproduzir automaticamente relatórios de falha e desenhar gráficos 2D ou 3Dque ilustram qualquer dado valor e particularmente qualquer valor indicandoum defeito na estrutura que está sendo supervisionada.

Embora nesta descrição seja no geral feita referência aosvalores medidos como quedas de potencial, qualquer valor derivado de talqueda de potencial pode ser usado em substituição. Na prática, tipicamenteuma função adimensional denotada por "Fc" é usada, que é definida demaneira que o número 0 para esta função indique "sem mudança", ao passoque um fator 1.000 indica que a metade da espessura de parede efetiva seperdeu ou foi corroída. Qualquer outra função derivada da(s) queda(s) depotencial pode ser usada em substituição.

Com "Horizontal" na forma usada em relação aos pontos decontato da matriz (pontos de contato, para resumir) aqui significa a direção aolongo das linhas dos pontos de contato, indicados pela seta R na figura 1,independente da orientação física da seção da tubulação. Similarmente,"vertical" em relação aos pontos de contato significa a direção ao longo dascolunas dos pontos de contato. Os termos "horizontal" e "vertical" assimreferem-se somente à orientação nos desenhos, não à orientação física.

Descrição Resumida Dos Desenhos

A figura 1 é uma ilustração em perspectiva de uma seção detubulação provida com equipamento de medição de acordo com a presenteinvenção.

A figura 2 é uma representação diagramática da área da matrizdo equipamento de medição de acordo com a presente invenção.

As figuras 3A - 3C são representações diagramáticas queelaboram um benefício da presente invenção em relação à técnica de mediçãoanterior.

A figura 4 é um gráfico que mostra dados baseados nacomparação de medições com medições de impressão digital.

A figura 1 mostra uma seção de tubulação de metal 1 a sermonitorada com relação a possíveis defeitos ou danos de acordo com apresente invenção. Uma área de medição 2 é provida com uma matriz depontos de contato Cy arranjada em um padrão e conectada no equipamento demedição (não mostrado) capaz de medir potencial elétrico (queda de tensão)entre pares de pontos de contato. O primeiro ponto de contato na primeiralinha é rotulado Cn no qual o primeiro índice enumera a linha e o segundoíndice enumera a coluna, que é uma maneira comum de indexar pontos emuma matriz bidimensional. Conseqüentemente, o quarto ponto de contato apartir da esquerda na terceira linha é rotulado C34. Um ponto de contatoarbitrário é indicado pelos índices "i" e "j", Qj.

O primeiro ponto de contato nas linhas 2, 4, 6, isto é, C2i, C41,Côi, respectivamente, não está verticalmente na linha com os primeiros pontosde contato das linhas 1, 3 e 5, isto é, C11, C31, C51, mas deslocados para adireita a uma distância correspondente à metade da distância horizontal entredois pontos de contato adjacentes. A distância entre pontos de contatoadjacentes em toda e qualquer linha é tipicamente uniforme.Correspondentemente, todos pontos de contato nas linhas de números paressão similarmente deslocados em relação aos pontos de contato em númerosímpares. Isto tem a função de "isolar" áreas unitárias ay entre dois pontos decontato adjacentes em uma linha. Como um exemplo, a área unitária a2i éenvolta pelos pontos de contato C21 e C22 horizontalmente e pelos pontos decontato C12 e C32 verticalmente. O conceito de definir áreas unitárias destamaneira é essencial com a presente invenção, no sentido em que cada áreaunitária é monitorada medindo-se as quedas de tensão durante a passagem deuma corrente na área nas direções transversais e para avaliar possível dano naárea pela medição combinada.

Embora referido como uma "matriz", a matriz de pontos decontato aqui descrita pode realmente, por causa do deslocamento horizontalem cada segunda linha, ser considerada uma combinação de duas matrizesfundidas. Uma conseqüência do deslocamento dos pontos de contato em cadasegunda linha é que - quando se consideram colunas individuais da matriz - aprimeira coluna da matriz combinada somente compreende pontos de contatoem linhas de números ímpares, a segunda coluna compreende somente pontosde contato em linhas de números pares, etc. Portanto - e isto seria bastanteconfuso se a matriz tivesse que ser tratada como tal em um sentidomatemático estrito - a segunda coluna na matriz compreende pontos decontato C21, C41, C61, embora seja de se esperar que o segundo dígito doíndice seja 2, não 1. A terceira coluna da matriz compreende pontos decontato C12, C32, C52, etc., ao passo que é de se esperar que o segundo dígitodo índice seja 3, e assim por diante. Entretanto, uma vez que "nossa" matriznão é usada para cálculos de matriz, apenas para cálculos entre paresadjacentes de pontos de contato, esta irregularidade não importa. Não éimportante para a presente invenção se o padrão de pontos de contatorealmente constituir uma matriz em um sentido matemático da palavra; ela ésimplesmente uma maneira de indicar a distribuição de pontos de contato emduas dimensões.

Somente é possível definir áreas unitárias desta maneira ondeexistem quatro pontos de contato envolvendo uma área como esta; portanto,não existe área unitária acima do ponto de contato C21, C22, etc., já que essasáreas são envoltas somente por três pontos de contato cada. Consideraçõessimilares aplicam-se no lado direito da matriz, no lado esquerdo e na base damatriz.

A fim de não sobrecarregar a figura 1 com símbolos, somenteum par de áreas unitárias, a2i e a34, está ilustrado, mas deve-se entender queexistem áreas unitárias similares entre todos pontos de contato, exceto, comoexplicado anteriormente, na primeira e última linha da primeira e na últimacoluna da matriz.

Em ambos lados da matriz de pontos de contato,horizontalmente, um primeiro conjunto de contatos de suprimento de correnteelétrica (contatos de corrente para resumir) 3 a, 3 b é anexado na estruturametálica, compreendendo pelo menos um contato de corrente em cada lado damatriz, no qual condutores 5a, 5b de uma fonte de corrente são conectados, deforma que um potencial possa ser estabelecido na estrutura metálica atravésda matriz em uma direção substancialmente paralela às linhas de pontos decontato da matriz. Este primeiro conjunto de contatos de corrente pode assimser considerado arranjado na direção das linhas da matriz de pontos decontato.

Além disso, em ambos os lados da matriz na direção dascolunas da matriz dos pontos de contato, um segundo conjunto de contatos decorrente 4a, 4b fica arranjado, compreendendo pelo menos um contato emcada lado da matriz, no qual condutores de uma fonte de corrente sãoconectados. Desta maneira um potencial pode ser estabelecido na estruturametálica através da matriz em uma direção basicamente perpendicular aopotencial estabelecido pelo primeiro conjunto de contatos de corrente. A fontede corrente para o segundo conjunto de contatos de corrente pode ser amesma usada para estabelecer um potencial na direção da linha da matriz, oupode ser uma diferente. Em uso do dispositivo de acordo com a presenteinvenção, não existe necessidade de suprir potencial nas duas direções aomesmo tempo, portanto, uma fonte de corrente junto com o conjunto decircuitos e chaves exigidos poderá adequadamente servir a todos os contatosde corrente.

Na figura 1, o segundo conjunto de contatos de corrente 4a, 4bcompreende dois contatos, cada qual a fim de obter potencial relativamenteigual ao longo de linhas imaginárias paralelas às linhas da matriz. Cadasegundo conjunto de contatos de corrente pode também compreender três oumais contatos de corrente individuais ao longo de uma linha paralela às linhasda matriz.

Resistência em estruturas metálicas depende bastante datemperatura e, a fim de ter um sistema que é confiável em condiçõespraticamente variáveis, os sistemas preferivelmente devem ser arranjados paracompensar tais efeitos. Uma maneira de obter tal compensação é incluir umconjunto de eletrodos de referência (pontos de contato) Ri, R2 mostrados nocontato de corrente 3 a na figura 1. Em vez de medir apenas as quedas detensão individuais entre cada par de pontos de contato nas linhas da matriz, arazão AUhij/ AUref pode ser medida e registrada, em que AUref é a queda detensão entre os pontos de contato Ri e R2, eletricamente isolados da estruturametálica, mas arranjados por si de maneira a ter a mesma temperatura da parteda estrutura onde a matriz é anexada, ao passo que AUhy é a queda de tensãomedida entre quaisquer dois pontos de contato adjacentes em uma linha damatriz durante o mesmo ciclo de medição que AUref é medido.

Uma outra maneira de compensar a variação de temperaturageral na estrutura é também medindo a queda de tensão total entre osrespectivos contatos de corrente, por exemplo, entre os contatos de corrente4a e 4b durante a medição na direção da coluna da matriz, e, em vez deregistrar simplesmente as quedas de tensão entre pares de pontos de contatoadjacentes em cada coluna, registrar a razão AUvy/ AUtOtah onde AUvij é aqueda de tensão medida entre quaisquer dois pontos de contato adjacentes emqualquer coluna da matriz, enquanto AUtotaI é a queda de tensão entre 4a e 4bdurante o mesmo ciclo de medição.

É feita agora referência à figura 2 que é uma ilustraçãodiagramática de uma matriz de pontos de contato e áreas unitáriascorrespondentes mostradas na figura 1, desdobrada em uma superfície plana.Incidentalmente fica evidente aos versados na técnica que o método de acordocom a presente invenção é aplicável a superfícies planas bem comosuperfícies curvas, tal como a seção da tubulação ilustrada pela figura 1.

Nos desenhos anexos, cada área unitária individual é atribuídacom o mesmo índice do ponto de contato com a sua esquerda imediata. Comoexplicado anteriormente, não existem áreas unitárias na primeira linha,conseqüentemente, nenhuma área unitária denotada an, ai2 ou a13, etc.Correspondentemente, não existem áreas unitárias na primeira coluna, isto é,a primeira coluna de pontos de contato são linhas de números ímpares. Asegunda coluna da matriz é constituída pelos pontos de contato mais daesquerda nas linhas de números pares, C21, C41, Côi, etc. Nesta colunaencontramos áreas unitárias a3i, a5i, etc. acima e abaixo dos ditos pontos decontato.

Novamente, para não sobrecarregar os desenhos cominformação, somente algumas dessas áreas unitárias estão ilustradas, masdeve-se entender que qualquer espaço ou área envolvido pelos dois pontos decontato horizontalmente e pelos dois pontos de contato verticalmente é umaárea unitária de acordo com a presente invenção.

A figura 3 a ilustra a mudança de queda de tensão na zona dedefeito e em torno dela durante a medição com corrente deslocando em umadireção (horizontalmente no desenho). O símbolo AU indica uma queda detensão da esquerda para a direita no desenho. A área de defeito D apresentamaior resistência e, portanto, a queda de tensão nesta área mostrará umaumento (+). Idealmente, isto deveria ter sido a única mudança observada e ainterpretação das medições teria sido fácil. Entretanto, a maior resistência emuma área leva a um aumento na resistência total ao longo da linha da correnteque desloca nessa área, que significa que ligeiramente menos correntepercorrerá esta área e ligeiramente mais corrente percorrerá áreas vizinhas nãodanificadas acima e a abaixo. Quando ligeiramente menos corrente deslocanas áreas não danificadas, as quedas de tensão em tais áreas são ligeiramentereduzidas, como ilustrado pelos sinais negativos para a esquerda e para adireita da zona danificada na figura 3a. Além disso, quando ligeiramente maiscorrente desloca em torno da área danificada, acima e a baixo da área,ilustrado na figura 3a, então as quedas de tensão nessas áreas apresentam umligeiro aumento. Isto significa que não somente a área do defeito, mas todasas áreas próximas da área defeituosa, são mais ou menos influenciadas pelodano, com relação às suas quedas de tensão. As leituras portanto nem sempresão fáceis para detectar e também difíceis de localizar exatamente.

A figura 3b é similar à figura 3a com a exceção de que acorrente é ajustada para deslocar verticalmente no desenho, levando assim aum aumento nas quedas de tensão para a direita e para a esquerda do dano euma redução na queda de tensão na área na frente e detrás da zona danificadavista na direção da corrente em deslocamento, isto é, verticalmente (nodesenho) acima e abaixo da área defeituosa D.

A figura 3 c pode ser vista como uma combinação da figura 3 ae da figura 3 b, e dá uma indicação do benefício alcançado medindo-se nadireção transversal e usando os resultados combinados para avaliar se e ondeum defeito está localizado. As áreas não danificadas que envolvem a áreadefeituosa apresentarão comportamento "oposto" quando medidasverticalmente em relação ao comportamento quando medidashorizontalmente. A adição simples das duas medições, portanto, levará a umvalor medido que apresenta pouca ou nenhuma mudança, e a área seráreconhecida como saudável. A única área que apresenta aumento na queda detensão quando medida em ambas direções é a defeituosa ou danificada,portanto, a adição dos resultados de medições nas direções transversaismelhorará a indicação desta área como uma área danificada.

Exemplo de uso do método

Uma tubulação (estrutura) metálica é provida com uma matrizde pontos de contato, ilustrada na figura 1. Ela não precisa ser um ladobasicamente vertical da tubulação, ela pode estar bem cobrindo uma área nalinha mais inferior da seção transversal da tubulação, onde traços de água eareia tipicamente se acumularão e onde corrosão na estrutura, portanto, maisprovavelmente ocorrerá.

Quando a tubulação é instalada, a matriz de pontos de contatoé anexada e, quando a tubulação é posta em produção, as medições começame a "impressão digital" de todas as áreas unitárias na matriz de pontos decontato são registradas durante a medição com a corrente indo na direção docomprimento da tubulação. Em vez de registrar apenas as quedas de tensãoindividuais em cada área unitária, o que é registrado é a razão entre as quedasde tensão individuais e a queda de tensão entre os eletrodos de referência Ri eR2: AUhjj/ AUhref, o índice h indicando que a medição é feita com a correnteindo na direção das linhas da matriz (ou horizontalmente). Similarmente,AUvy significaria que a queda de tensão em uma área unitária em uma direçãoentre os pontos de contato em uma coluna da matriz, e apenas AUy indicariauma queda potencial em uma área unitária em qualquer direção, linha oucoluna da matriz.

A fim de fazer uma melhoria adicional na exatidão damedição, medições são feitas duas vezes, a primeira com a corrente indo docontato de suprimento de corrente 3 a para o contato de suprimento de corrente3b, e em seguida, com a mesma magnitude de corrente, indo no sentidooposto. A média dos valores absolutos dos valores da razão supradefinidapara as duas medições é usado como uma "impressão digital". O ponto derealização das medições com a corrente indo em direções opostas é eliminaros assim denominados efeitos termoelétricos, melhorando adicionalmente aconfiabilidade dos valores medidos.

Correspondentemente, uma outra impressão digital é obtidasuprindo-se corrente através da estrutura na direção das linhas da matriz, epreferivelmente de novo usando uma média de medições feitas com correntepassando em direções opostas. E, novamente, não são registradas as simplesquedas de tensão, mas uma razão que compensa variações de temperatura. Acompensação poderia ser feita pelo de um outro par de eletrodos dereferência, mas poderia também ser feita medindo-se toda a queda de tensãoentre os eletrodos de suprimento de corrente 4a e 4b, e registrando a razãoAUvjj/ AUv total como uma segunda impressão digital, o índice ν indicandoque a medição é feita com a corrente indo na direção das colunas da matriz.

Periodicamente durante a vida útil da estrutura, mediçõessimilares são repetidas e os seus resultados registrados e comparados com amedição inicial, as impressões digitais. Os períodos podem ser ajustados paraser apenas segundos ou minutos, ou até diversos dias, dependendo da naturezada estrutura, de sua posição, seu uso, do dano potencial que se espera, etc.Versados na técnica entendem que a comparação de resultados épreferivelmente realizada por um computador que é programado paracomparar de forma rápida e confiável os resultados e fazer alertas quandoforem observados desvios de certa magnitude.

A adição dos valores medidos horizontalmente e. dos valoresmedidos verticalmente para melhorar a confiabilidade é feita tantoconsistentemente quanto sempre que for observado um desvio, tanto em umamedição quanto horizontal, ou em ambas. Os resultados podem também sermostrados graficamente, tipicamente como barras cujas alturas representam asrazões mencionadas com base nas quedas de tensão, e usando cor ou outrosmeios para permitir pedagogicamente comparação imediata da(s) pegada(s)com medições recentes.

A figura 4 mostra um gráfico de barras 3D baseado em umasérie de medições feita horizontalmente e verticalmente e é uma ilustração dequão efetivo e pedagógico qualquer defeito é visualizados pelas barras que setornam muito pequenas.

Versados na técnica entenderão facilmente que a ordem demedição não tem importância, conseqüentemente a medição de quedas detensão pode ser bem realizada primeiro na direção das colunas da matriz e aolongo das linhas da matriz em seguida sem comprometer o escopo dainvenção, nem sua efetividade.

Embora comparação de temperatura seja exemplificada deuma maneira (eletrodos de referência) para a direção das linhas da matriz e deuma outra maneira (queda de tensão total) para a direção das colunas damatriz, versados na técnica perceberão facilmente que qualquer tipo decompensação pode ser usado para qualquer direção.

Exemplo do método de cálculo

Qualquer medição de tensão, a partir dos pontos de contato damatriz, bem como dos eletrodos de referência, ou entre contatos desuprimento de corrente, é feita da seguinte maneira:

U = ABS(ul-u2)

Onde ul é a queda de tensão entre dois pontos de contatoquando corrente passa em uma direção e u2 é a queda de tensão entre osmesmos pontos de contato quando corrente passa na direção oposta.

Além do mais, são estabelecidos os seguintes parâmetros:

Rs é a queda de tensão entre os eletrodos de referência na suacondição inicial;

Rn é a queda de tensão entre os eletrodos de referência paraqualquer dada medição posterior;

Ms é a queda de tensão em uma direção através de uma áreaunitária na sua condição inicial;

Mn é a queda de tensão em uma direção através dessa áreaunitária durante qualquer dada medição posterior;

Fch é o valor de Fc para uma medição horizontal(longitudinal);

Fev é o valor de Fe para uma medição vertical (transversal);

Fee é o valor de Fe combinado pelos dois valores de Fesupramencionados.

Primeiramente, os dois valores de Fe individuais sãocalculados separadamente.

Fch = (((RshZMsh) * (Mnh/Rnh)) - 1) * 1.000

onde Rsh, Msh e Rhg são todos medições horizontais(longitudinais); e

Fcv = (((RsvZMsv) * (MnvZRnv)) - 1) * 1.000onde Rsv, Msv, Mnv e Rnv são todas medições verticais(transversais).

Em seguida, os valores de Fc individuais são combinados, porexemplo, por adição:

Fcc = Fch + Fcv

O valor de Fcc não precisa ser comparado com um valorinicial, uma vez que ele é combinado a partir de dois parâmetros que já foram.Isto significa que qualquer mudança em relação a zero do valor de Fcc é umaindicação da real mudança na estrutura que está sendo supervisionada. Assim,qualquer valor de Fc medido maior que um máximo predefinido pode serusado como um nível de "alarme" no qual investigações adicionais sãoiniciadas.

Versados na técnica entendem que o uso de valores de Fcrepresenta apenas uma maneira prática de simplificar a tarefa de compararmatematicamente quedas de tensão e que, portanto, a discussão da invençãoem termos geral bem dizem respeito a quedas de tensão do que aos valores deFc derivados.

Claims (11)

1. Método para monitorar uma zona (2) de uma estruturametálica (1) em termos de sua resistência elétrica a fim de detectar possíveisdefeitos na estrutura, caracterizado pelo fato de que compreende passarperiodicamente corrente pela zona (2) em diferentes direções, ao mesmotempo medindo e registrando quedas de tensão em diversas áreas unitáriasselecionadas (ay) na zona, e combinar, para cada área unitária (ay), pelomenos dois valores medidos registrados durante pelo menos duas mediçõesfeitas com a corrente passando em diferentes direções, é comparando valoresobtidos por pelo menos uma similaridade obtida feita anteriormente.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a dita combinação de pelo menos dois valores medidos dequedas de tensão envolve adição aritmética dos ditos valores ou de númerosderivados dos ditos valores.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que um número derivado do valor medido é um número queexpressa uma razão entre um valor medido de queda de tensão e um valormedido para compensar variações de temperatura.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que o valor medido para compensar variações de temperatura éobtido passando a corrente para os contatos de suprimento de corrente (3 a ou-3 b) por meio de uma outra estrutura metálica eletricamente isolada daestrutura metálica monitorada e compreendendo eletrodos de referência (Ri,R2) e, durante cada medição das quedas de tensão (AUij) nas áreas unitárias(ay), também medir e registrar a queda de tensão (AUref) entre os eletrodos dereferência Ri, R2.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de que o valor medido para compensar variações de temperatura éobtido, durante cada medição de queda de tensão (AUjj) nas áreas unitárias(ay), também medindo e registrando a queda de tensão total (AUtotal) entre oscontatos de suprimento de corrente elétrica (4a, 4b).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que os pontos de contato (Cy) são arranjados em linhas e colunasna zona para formar um padrão tipo matriz no qual os pontos de contato emcada duas linhas adjacentes são mutuamente deslocados um em relação aooutro, formando assim áreas unitárias (ay) entre grupos de quatro pontos decontato vizinhos, a saber, dois pontos de contato adjacentes em uma linhacomum, um ponto de contato na linha acima da dita linha comum e um pontode contato na linha abaixo da dita linha comum; e- em um período, suprir uma corrente elétrica a um primeiroconjunto de contatos de suprimento de corrente (3a, 3b) em lados opostos dazona, para estabelecer uma queda de tensão em uma direção paralela às linhasda matriz de pontos de contato e medir as quedas de tensão em cada áreaunitária (AUhy) durante esse período e registrar esses valores, ou valores(AUhij/ AUref) derivados desses valores;- em um outro período, suprir uma corrente elétrica a umsegundo conjunto de contatos de suprimento de corrente (4a, 4b) em ladosopostos da estrutura metálica, para estabelecer uma queda de tensão em umadireção paralela às colunas da matriz de pontos de contato e medir as quedasde tensão em cada área unitária (AUvy) durante esse período e registrar essesvalores (AUvjj/Avtot) derivado desses valores;- em seguida, para cada área unitária, combinar os valoresregistrados para obter um valor da soma para cada área unitária, e, finalmente;- para avaliar possíveis defeitos em cada área unitária (ay),comparar o valor da soma obtido durante uma medição recente com um valorda soma obtido para a mesma área unitária (ay) durante uma medição similaranterior.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que uma corrente de onda quadradapulsada é suprida com uma taxa que permite que sejam atingidas condições deestado estacionário com relação às quedas de tensão antes de cada mediçãoser feita.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que, para cada determinação de quedade tensão, corrente primeiramente passa em uma direção através da estruturametálica e uma primeira medição é feita, após o que corrente passa na direçãooposta através da estrutura metálica e uma segunda medição é feita, após oque a queda de tensão adequada para cada área unitária é tomada com a médiacalculada das duas medições de queda de tensão.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que um estado inicial ou estado dereferência da construção é feito por um primeiro conjunto de medições,determinando quedas de tensão inicial (AUoy), (AUhref) e (Avtot), após o quetodas medições subsequentes são comparadas com o estado de referência afim de avaliar a ocorrência de defeitos na estrutura.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesanteriores, caracterizado pelo fato de que um computador é usado para umaou mais das tarefas de controlar o suprimento de corrente, registrar as quedasde potencial medidas, combinar os valores registrados de quedas de potenciale avaliar se alguma área está defeituosa.

11. Dispositivo para monitorar resistência elétrica em umazona de uma estrutura metálica, compreendendo um dispositivo para suprircorrente elétrica, condutores elétricos conectados entre o dito dispositivo desuprimento de corrente elétrica e contatos de suprimento de corrente elétricaconectados na estrutura metálica (1), bem como diversos pontos de contato(Cjj) arranjados na superfície metálica, caracterizado pelo fato de que os ditospontos de contato (Cjj) são arranjados em linhas e colunas, formando umpadrão de matriz (2) no qual os pontos de contato em cada duas linhasadjacentes são mutuamente deslocados uns em relação aos outros, de formaque cada coluna de pontos de contato compreenda pontos de contato em cadasegunda linha da matriz, formando assim áreas unitárias (ay) envoltas porquatro pontos de contato vizinhos pertencentes a três diferentes linhas damatriz;compreendendo adicionalmente um primeiro conjunto decontatos de suprimento de corrente (3 a, 3 b) em lados opostos da matriz (2) emuma direção paralela às linhas da matriz e um segundo conjunto de contatosde suprimento de corrente (4a, 4b) em lados opostos da matriz (2) em umadireção paralela às colunas da matriz;bem como dispositivo para mudar a chave de suprimento decorrente entre o primeiro e o segundo conjuntos de contatos de suprimento decorrente para permitir repetidas medições de queda de tensão através de cadaárea unitária (aij) em direções transversais.