BRPI1106204B1 - gas leak sensor device, its use, system for gas leak monitoring and monitoring, process for its installation and / or maintenance - Google Patents

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BRPI1106204B1
BRPI1106204B1 BRPI1106204-5A BRPI1106204A BRPI1106204B1 BR PI1106204 B1 BRPI1106204 B1 BR PI1106204B1 BR PI1106204 A BRPI1106204 A BR PI1106204A BR PI1106204 B1 BRPI1106204 B1 BR PI1106204B1
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BR
Brazil
Prior art keywords
sensor
gas
gas leak
monitoring
wireless communication
Prior art date
Application number
BRPI1106204-5A
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Portuguese (pt)
Inventor
Claiton Pereira Colvero
Alexandre De Oliveira Dal Forno
Vinícius Rangel Duarte Caneiro
Original Assignee
Instituto Nacional De Metrologia, Normalização E Qualidade Industrial - Inmetro
Idutto-Soluções Em Localização E Identificação Eletrônica
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Abstract

DISPOSITIVO SENSOR DE VAZAMENTO DE GÁS, SEU USO, SISTEMA PARA MONITORAMENTO E ALARME DE VAZAMENTO DE GÁS, PROCESSO PARA US AINSTALAÇÃO E/OU MANUTENÇÃO. A presente invenção proporciona dispositivos e sistemas para o sensoriamento remoto de vazamentos de gás instalados em pontos específicos de redes substerrâneas de distribuição e transporte de energia, sendo estes integrados com sistemas de comunicação sem fio. O sistema proporciona uma rede confiável de transporte das informações até uma central de controle, proporcionado o monitoramento e oa larme em tempo real dos pontos de vazamento de gás. O processo de instalação e/ou manutenção do sistema da invenção também proporciona diversas vantagens técnicas, incluindo o mapeamento a execução de manutenção e também um método para inventário público dos eventos e acidentes com vazamentos de tubulações de distribuição de energia.GAS LEAKAGE SENSOR DEVICE, ITS USE, SYSTEM FOR MONITORING AND GAS LEAKAGE ALARM, PROCESS FOR US INSTALLATION AND / OR MAINTENANCE. The present invention provides devices and systems for the remote sensing of gas leaks installed in specific points of subterranean energy distribution and transport networks, which are integrated with wireless communication systems. The system provides a reliable network for transporting information to a control center, providing real-time monitoring and monitoring of gas leak points. The installation and / or maintenance process of the system of the invention also provides several technical advantages, including mapping to maintenance execution and also a method for public inventory of events and accidents with leaks from power distribution pipes.

Description

Campo da InvençãoField of the Invention

A presente invenção pertence ao campo dos dispositivos, seus usos e sistemas para monitoramento e alarme de vazamento de gás em tempo real. Mais especificamente, a invenção se refere um sistema que compreende dispositivos de sensoriamento remoto de vazamentos de gás instalados em pontos específicos de redes subterrâneas de distribuição e transporte de energia, sendo estes integrados com sistemas de comunicação sem fio. O sistema proporciona uma rede confiável de transporte das informações até uma central de controle, proporcionando o monitoramento e o alarme em tempo real dos pontos de vazamento de gás. O processo de instalação e/ou manutenção do sistema da invenção também proporciona diversas vantagens técnicas, incluindo o mapeamento e execução de manutenção e também um método para inventário público dos eventos e acidentes com vazamentos de tubulações de distribuição de energia.The present invention belongs to the field of devices, their uses and systems for monitoring and alarming gas leaks in real time. More specifically, the invention relates to a system that comprises devices for remote sensing of gas leaks installed in specific points of underground energy distribution and transport networks, which are integrated with wireless communication systems. The system provides a reliable network for transporting information to a control center, providing real-time monitoring and alarm of gas leak points. The process of installing and / or maintaining the system of the invention also provides several technical advantages, including mapping and performing maintenance and also a method for public inventory of events and accidents with leaks from power distribution pipes.

Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention

Os vazamentos em redes de gás natural devem ser eliminados através de bloqueio na tubulação alimentadora e reparo na tubulação ou componente da mesma. Porém, estes vazamentos devem ser previamente identificados de forma segura e localizados de forma precisa para a tomada dessas ações.Leaks in natural gas networks must be eliminated by blocking the feeder pipe and repairing the pipe or component thereof. However, these leaks must be previously identified in a safe way and located precisely for taking these actions.

Atualmente, as metodologias encontradas comercialmente para identificação e localização de vazamentos de gás natural incluem ações locais, com identificação do vazamento apenas no local onde o mesmo ocorre e originada através de denúncias. O gás natural recebe um odor característico na sua origem para permitir sua identificação em casos de vazamentos. Após denúncias, equipes especializadas se dirigem ao local para realizar perfurações no solo, verificar a suspeita de ocorrência e identificar o local do vazamento com precisão suficiente para a equipe de manutenção realizar o reparo. A ação corretiva é tomada apenas por uma segunda equipe que se dirige ao local após a confirmação e localização do vazamento.Currently, the methodologies found commercially for identifying and locating natural gas leaks include local actions, with the leak being identified only in the place where it occurs and originated through complaints. Natural gas receives a characteristic odor at its origin to allow its identification in case of leaks. After complaints, specialized teams go to the site to drill the ground, check the suspected occurrence and identify the location of the leak with sufficient precision for the maintenance team to carry out the repair. Corrective action is taken only by a second team that goes to the site after confirmation and location of the leak.

As empresas de distribuição de gás natural vêm utilizando sistemas de informações geográficas (GIS) para monitoramentos de parâmetros das redes. Estes sistemas sobrepõem imagens de satélite ou de fotos aéreas a uma cartografia detalhada para visualizar o mapa das redes de distribuição de gás natural e fornecem informações sobre estas redes, como extensão, material (aço ou polietileno), classe de pressão, diâmetro, status da rede, as-built e clientes abastecidos. Estas informações são aliadas a uma base de dados estruturada, que possibilita a visualização imediata, via computador, de todas essas informações de interesse sobre as redes de gás natural. Porém, o monitoramento online e remoto de vazamentos nas redes não está contemplado nos sistemas de informações geográficas. Dessa forma, encontra- se uma carência de sistema eficiente de monitoramento online de vazamentos para as redes de distribuição de gás natural.Natural gas distribution companies have been using geographic information systems (GIS) to monitor network parameters. These systems superimpose satellite images or aerial photos on a detailed cartography to visualize the map of the natural gas distribution networks and provide information on these networks, such as extension, material (steel or polyethylene), pressure class, diameter, status of the network, as-built and fueled customers. This information is combined with a structured database, which allows immediate visualization, via computer, of all this information of interest on natural gas networks. However, online and remote monitoring of leaks in networks is not included in geographic information systems. Thus, there is a lack of an efficient system for online monitoring of leaks for natural gas distribution networks.

No âmbito patentário, alguns documentos descrevem sistemas de detecção de vazamentos. As referências que circunscrevem a invenção, sem contudo antecipá-la ou sequer sugeri-la, são listadas a seguir.In the patent field, some documents describe leak detection systems. The references that circumscribe the invention, without however anticipating it or even suggesting it, are listed below.

O documento US 2007/0000310 A1 descreve um sistema de detecção de vazamento de gás que possui comunicação sem fio entre o sensor e o módulo de leitura. Entretanto, o referido sistema não possui nenhuma semelhança com a presente invenção, pois o sistema desse documento utiliza um sensor de vazamento de gás através de espectrometria de massa de gás Hélio com a capacidade de comunicação sem fio deste sensor com uma unidade de controle e leitura dos dados do mesmo, sendo que ambos estão no mesmo ambiente de utilização. A presente invenção não se confunde com o sistema do referido documento, entre outras razões técnicas, porque: a) o sensor de espectrometria de massa necessita de um operador durante a medição para injeção de gás Hélio e controle dos parâmetros, enquanto a presente invenção opera de forma autônoma; b) o sensor do referido documento não é apropriado para operação diretamente enterrado no subsolo, sendo grande, aberto e com aplicação restrita a ambientes onde não se pode deixar um operador durante a medição, como em uma câmara de vácuo por exemplo, então a comunicação com o módulo sem fio é justificada para pequenas distâncias. O sensor da invenção, por outro lado, foi desenvolvido para suportar operação enterrado diretamente no solo ou subsolo, sendo preferencialmente à prova d'água; c) a unidade de controle do sistema descrito no referido documento deve ficar próxima do sensor e é dedicada a ele. Na presente invenção, ao contrário, o sistema funciona com apenas uma central de controle remoto interligada com até milhares de sensores ao mesmo tempo. Adicionalmente o sensor do referido documento requer operação por especialistas sob demanda, enquanto o da presente invenção opera de forma autônoma ininterruptamente; d) o sensor do documento US 2007/0000310 A1 mede a quantidade de gás que está vazando, ou seja, é um medidor de fluxo de gás, enquanto a presente invenção apresenta um sensor de vazamento que alerta sobre vazamento; e) o sensor do referido documento necessita da unidade de controle no mesmo local para operar, no máximo entre 20 a 50 pés de distância. Em contrapartida, o sistema da invenção utiliza uma interface de comunicação e os dados são analisados em uma central de controle de forma remota, por exemplo via web, inclusive para acesso e alarme em qualquer lugar desejado.US 2007/0000310 A1 describes a gas leak detection system that has wireless communication between the sensor and the reading module. However, this system has no resemblance to the present invention, as the system in this document uses a gas leak sensor through Helium gas mass spectrometry with the wireless communication capability of this sensor with a control and reading unit. data, both of which are in the same usage environment. The present invention is not to be confused with the system of said document, among other technical reasons, because: a) the mass spectrometry sensor needs an operator during the measurement for Helium gas injection and control of the parameters, while the present invention operates autonomously; b) the sensor of the referred document is not suitable for operation directly buried underground, being large, open and with application restricted to environments where an operator cannot be left during the measurement, as in a vacuum chamber for example, then the communication with the wireless module it is justified for short distances. The sensor of the invention, on the other hand, was developed to support operation buried directly in the ground or subsoil, being preferably waterproof; c) the system control unit described in the referred document must be close to the sensor and is dedicated to it. In the present invention, on the contrary, the system works with only one remote control unit interconnected with up to thousands of sensors at the same time. In addition, the sensor in said document requires operation by specialists on demand, while the one in the present invention operates autonomously without interruption; d) the sensor of the document US 2007/0000310 A1 measures the amount of gas that is leaking, that is, it is a gas flow meter, while the present invention has a leak sensor that warns about leakage; e) the sensor of the referred document needs the control unit in the same place to operate, at most between 20 and 50 feet away. In contrast, the system of the invention uses a communication interface and the data is analyzed in a control center remotely, for example via the web, including for access and alarm in any desired place.

O documento EP 1273897 A2 descreve um sistema numérico de detecção e localização de vazamentos de líquidos baseado no desequilíbrio de pontes de Wheatstone,onde o vazamento é determinado pela medição dos parâmetros de resistência e impedância da ponte em questão. Esse documento apresenta algumas variações de sensores e tem uma comunicação não definida com um equipamento de medição que interpreta as variações dos parâmetros da ponte. Estes sensores se baseiam em condições controladas de laboratório para funcionar, pois são muito sensíveis a ruídos eletromagnéticos, umidade e temperatura. Desta forma não apresentam semelhança alguma com a presente invenção aqui proposta, que prevê a operação em condições de ambientes variados e até agressivos, e com interconexão dos sensores com tecnologia robusta a ruídos e interferências.EP 1273897 A2 describes a numerical system for detecting and locating liquid leaks based on the Wheatstone bridge imbalance, where the leak is determined by measuring the resistance and impedance parameters of the bridge in question. This document presents some variations of sensors and has an undefined communication with a measuring equipment that interprets the variations of the bridge parameters. These sensors are based on controlled laboratory conditions to function, as they are very sensitive to electromagnetic noise, humidity and temperature. In this way, they have no resemblance to the present invention proposed here, which provides for operation in conditions of varied and even aggressive environments, and with interconnection of sensors with robust technology to noise and interference.

Os sistemas da arte para monitoramento de vazamento de gás, sejam de forma remota ou não, têm em comum as mesmas motivações, quais sejam, de evitar acidentes causados pelos vazamentos e possíveis explosões quando em contato com fontes de calor ou de fogo. De um modo geral, verifica-se que a tecnologia anterior permite monitorar os vazamentos de modo genérico em casos específicos ou se destina a medição da quantidade de gás que está vazando, onde as tecnologias mais completas da arte atual descrevem sistemas interligados por fio ou cabos e de pequenas e médias áreas de abrangência, como ambientes residenciais, comerciais ou industriais.The art systems for monitoring gas leakage, whether remotely or not, have in common the same motivations, namely, to avoid accidents caused by leaks and possible explosions when in contact with heat or fire sources. In general, it appears that the previous technology allows monitoring of leaks in a generic way in specific cases or is intended to measure the amount of gas that is leaking, where the most complete technologies of the current art describe systems interconnected by wire or cables and small and medium-sized areas, such as residential, commercial or industrial environments.

Assim, ainda há carência de dispositivos e sistemas eficientes para monitoramento e alerta em tempo real de vazamento de gás em redes subterrâneas de distribuição de energia em áreas ou aparelhos de onde podem ocorrer vazamentos de gás. Existe também evidente carência de dispositivos e/ou sistemas integrados a um sistema de comunicação de dados em forma de rede sem fio, que proporcione a interligação ininterrupta dos mesmos com uma central de controle remoto que viabilize melhorada gestão de vazamentos, minimizando a ocorrências ou consequências indesejáveis.Thus, there is still a lack of efficient devices and systems for monitoring and alerting in real time of gas leaks in underground energy distribution networks in areas or devices where gas leaks may occur. There is also an evident lack of devices and / or systems integrated with a data communication system in the form of a wireless network, which provides for uninterrupted interconnection with a remote control center that enables improved leak management, minimizing occurrences or consequences undesirable.

Sumário da InvençãoSummary of the Invention

A presente invenção proporciona um sistema compreendendo dispositivos e sistemas para a detecção de vazamento de gás em tempo real em tubulações de distribuição e transporte de energia e áreas ou aparelhos. O sistema da invenção pode ser usado pelas próprias companhias distribuidoras e operadoras em grandes áreas, como por exemplo, em uma cidade inteira em que operam, com o auxílio de dispositivos remotos de sensoriamento de vazamentos de gás instalados em pontos específicos da rede de distribuição de energia. Estes dispositivos integrados com sistemas de comunicação sem fio proporcionam uma rede de transporte das informações até uma central de controle, viabilizando o monitoramento e o alarme em tempo real dos pontos de vazamento de gás.The present invention provides a system comprising devices and systems for the detection of gas leakage in real time in power distribution and transport pipelines and areas or apparatus. The system of the invention can be used by distribution companies and operators in large areas, such as, for example, in an entire city in which they operate, with the aid of remote devices for sensing gas leaks installed in specific points of the distribution network. energy. These devices integrated with wireless communication systems provide a network for transporting information to a control center, enabling real-time monitoring and alarm of gas leak points.

A invenção proporciona um sistema inovador para a detecção de vazamento de gás em tempo real em tubulações de distribuição e transporte de energia e em qualquer área ou aparelho. Em uma concretização preferencial, o sistema da presente invenção compreende dispositivos remotos de sensoriamento de vazamentos de gás instalados em pontos específicos de uma rede de distribuição subterrânea de energia e áreas ou aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás, sendo estes dispositivos remotos de sensoriamento integrados com sistemas de comunicação sem fio para estabelecer uma rede de transporte das informações até uma central de controle, o que proporciona o monitoramento e o alarme, preferencialmente de forma centralizada e gráfica através de mapas ou as-built (plantas de construção) georreferenciados, em tempo real e de forma remota, de vazamentos de gás em redes de distribuição de energia e áreas ou aparelhos.The invention provides an innovative system for the detection of gas leakage in real time in distribution pipes and energy transport and in any area or apparatus. In a preferred embodiment, the system of the present invention comprises remote devices for sensing gas leaks installed at specific points in an underground power distribution network and areas or devices from which gas leakage can occur, these remote sensing devices being integrated with wireless communication systems to establish a network for transporting information to a control center, which provides monitoring and alarm, preferably in a centralized and graphical way through georeferenced maps or as-built (construction plans), in in real time and remotely, from gas leaks in power distribution networks and areas or devices.

O sistema compreende uma rede de sensores de vazamento de gás para automação da sinalização de advertência em tubulações subterrâneas e áreas ou aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás, através da tecnologia de comunicação sem fio, preferencialmente, mas não limitada a esta, através da utilização de sistemas no padrão IEEE 802.15.4 para comunicação digital sem fio, associada a softwares de controle, monitoramento e integração com os sistemas das companhias de gás, roteadores outdoor padrão IEEE 802.15.4 e antenas específicas. Este sistema é integrado e encapsulado em suportes herméticos, com aplicação de filtros solares especiais UV e IR e anti-bacterianos para serem instalados enterrados diretamente no solo, que através da instalação de equipamentos roteadores neste mesmo ambiente, permitirá o monitoramento de forma online no escritório da companhia distribuidora de gás, além do monitoramento dos sensores com localização georreferenciada através do software de controle.The system comprises a network of gas leak sensors for automation of warning signaling in underground pipes and areas or devices from which gas leakage can occur, using wireless communication technology, preferably, but not limited to this, through the use of systems in the IEEE 802.15.4 standard for digital wireless communication, associated with control software, monitoring and integration with the systems of gas companies, IEEE 802.15.4 standard outdoor routers and specific antennas. This system is integrated and encapsulated in airtight supports, with the application of special UV and IR and anti-bacterial sunscreens to be installed buried directly in the ground, which through the installation of router equipment in this same environment, will allow online monitoring in the office of the gas distribution company, in addition to monitoring the sensors with georeferenced location through the control software.

As tecnologias de comunicação sem fio para uso na presente invenção compreendem os meios de comunicação sem fios selecionados de: Wi-Fi; 3G; 4G; rádio; zigbee; Bluetooth; do padrão IEEE 802.15.4; EDGE; ad-hoc; WiMax; Wap; GSM; CDMA; UMTS; LTE; similares e suas combinações.The wireless communication technologies for use in the present invention comprise the wireless communication means selected from: Wi-Fi; 3G; 4G; radio; zigbee; Bluetooth; the IEEE 802.15.4 standard; EDGE; ad hoc; WiMax; Wap; GSM; CDMA; UMTS; LTE; similar and their combinations.

Como vantagens da invenção em tela, podemos destacar: - Localização de forma online, remota, precisa e segura do ponto de vazamento de gás natural, por exemplo, em uma rede de tubulação de gás e/ou áreas e/ou aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás; - Monitoramento de forma online, remota e através de mapas digitais georreferenciados dos pontos de vazamentos das redes de gás; - Interligação de sensores com tecnologia de comunicação sem fio a sistemas de banco de dados que permitam o monitoramento dos vazamentos de tubulações de gás e/ou áreas e/ou aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás; - Agilidade na manutenção e detecção de vazamentos nas redes de gás subterrâneas, aparentes ou não aparentes; - Redução de transtornos em vias públicas ocasionados por inúmeras obras em tubulações de gás que resultam em desvio de trânsito e aumento de congestionamentos de veículos; e - Redução de interrupções no fornecimento de gás por motivos de vazamentos na rede de distribuição. - , portanto, um dos objetos da presente invenção um dispositivo para detecção de vazamento de gás em tubulações subterrâneas de distribuição de energia e/ou áreas e/ou aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás, compreendendo: a) pelo menos um dispositivo sensor de vazamento de gás, preferencialmente hermético ou robusto para condições de ambiente até agressivo, tal dispositivo compreendendo ou sendo integrado em b) pelo menos um dispositivo de comunicação com tecnologia sem fio, preferencialmente acoplado em uma antena otimizada para cada aplicação e ambientes de instalação específicos.As advantages of the invention on screen, we can highlight: - Online, remote, precise and safe location of the point of leakage of natural gas, for example, in a network of gas piping and / or areas and / or appliances from where it can gas leak occurs; - Monitoring online, remotely and through digital georeferenced maps of gas network leak points; - Interconnection of sensors with wireless communication technology to database systems that allow the monitoring of leaks from gas pipelines and / or areas and / or devices from which gas leakage may occur; - Agility in the maintenance and detection of leaks in the underground gas networks, apparent or not apparent; - Reduction of disturbances on public roads caused by numerous works on gas pipelines that result in traffic diversion and increased vehicle congestion; and - Reduction of interruptions in gas supply due to leaks in the distribution network. - therefore, one of the objects of the present invention is a device for detecting gas leakage in underground energy distribution pipes and / or areas and / or devices from which gas leakage may occur, comprising: a) at least one sensor device gas leak, preferably hermetic or robust for even harsh environmental conditions, such a device comprising or being integrated in b) at least one communication device with wireless technology, preferably coupled to an antenna optimized for each application and specific installation environments .

É um outro objeto da presente invenção um sistema para monitoramento e alarme em tempo real de vazamento de gás em redes subterrâneas de distribuição de energia e/ou áreas e/ou aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás, compreendendo: a) pelo menos um dispositivo sensor de vazamento de gás, preferencialmente hermético ou robusto para ambientes agressivos, integrado a um sistema de comunicações sem fio incluindo antena, preferencialmente otimizada para cada aplicação ou ambiente de instalação; b) pelo menos um dispositivo coordenador ou roteador de rede com capacidade de interligar os sensores remotos e a central de controle e monitoramento; c) pelo menos uma central de controle remota, onde tal central será responsável pela concentração e análise dos sinais emitidos e recebidos da rede de sensores instalados, com capacidade de tomar decisões e solicitar as providências necessárias às equipes de manutenção da companhia responsável para o conserto dos vazamentos;Another object of the present invention is a system for real-time monitoring and alarm of gas leakage in underground energy distribution networks and / or areas and / or devices from which gas leakage may occur, comprising: a) at least one gas leak sensor device, preferably airtight or robust for harsh environments, integrated with a wireless communications system including antenna, preferably optimized for each application or installation environment; b) at least one coordinating device or network router capable of interconnecting the remote sensors and the control and monitoring center; c) at least one remote control center, where such center will be responsible for the concentration and analysis of the signals sent and received from the installed sensor network, with the capacity to make decisions and request the necessary measures to the maintenance teams of the company responsible for the repair leaks;

Este dispositivo sensor de vazamento de gás é conectado ao dispositivo de comunicação sem fio e sua respectiva antena de forma direta, formando um conjunto encapsulado único ou através de conexões de extensão. Preferencialmente, são formados módulos independentes através de fusão dos mesmos ainda na fabricação, colados diretamente, rebitados, aparafusados, decalcados, amarrados, enrolados, costurados, soldados ou presos através de quaisquer outras formas de união destes dispositivos, tanto no momento da confecção dos mesmos como na instalação em campo.This gas leak sensor device is directly connected to the wireless communication device and its antenna, forming a single encapsulated set or through extension connections. Preferably, independent modules are formed by merging them while still in manufacture, directly glued, riveted, screwed, traced, tied, rolled, stitched, welded or secured by any other means of joining these devices, both at the time of making them as in the field installation.

O dispositivo sensor de vazamento de gás e o sistema de comunicação sem fio podem se apresentar nos mais diversos formatos e tamanhos, sendo opcionalmente enterrados diretamente, embutidos em furos ou paredes ou simplesmente afixados nos locais desejados a diferentes distâncias e profundidades que se tornem necessárias, ou ainda ficarem ao ar livre em posicionamento adequado para detecção de um vazamento de gás. Dessa forma, um aspecto da presente invenção é o sensor de gás, preferencialmente hermético ou robusto para condições de ambiente até agressivo, incorporado ao dispositivo de comunicação sem fio e sua respectiva antena.The gas leak sensor device and the wireless communication system can be presented in the most diverse shapes and sizes, being optionally buried directly, embedded in holes or walls or simply affixed in the desired places at different distances and depths that become necessary, or still be outdoors in a suitable position to detect a gas leak. Thus, an aspect of the present invention is the gas sensor, preferably airtight or robust for even harsh environmental conditions, incorporated into the wireless communication device and its respective antenna.

A invenção provê também um sistema para detecção de vazamento em tubulações de distribuição e transporte de energia subterrâneas, escondidas e/ou áreas e/ou aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás, com tecnologia de comunicação sem fio e central de monitoramento e controle remota para sinalizar vazamentos de gás em tempo real e prover as ações corretivas imediatamente, tanto em ambientes urbanos como rurais, sem que seja necessária a espera por uma denúncia, solicitação da população ou acidente causado por este evento.The invention also provides a system for detecting leakage in underground, hidden energy distribution and transport pipes and / or areas and / or devices from which gas leakage may occur, with wireless communication technology and remote monitoring and control center to signal gas leaks in real time and provide corrective actions immediately, both in urban and rural environments, without having to wait for a report, request from the population or an accident caused by this event.

A invenção provê também um dispositivo, sistema e método para detecção de vazamento de gás em redes de distribuição de energia subterrâneas ou escondidas e/ou áreas e/ou aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás, com tecnologia sem fio através de sinalização imediata e segura, com grande apelo ecológico, pois diminuem as chances de acidentes ambientais, acidentes com pedestres e usuários ou poluições sonoras e visuais.The invention also provides a device, system and method for detecting gas leakage in underground or hidden energy distribution networks and / or areas and / or devices from which gas leakage may occur, with wireless technology through immediate signaling and safe, with great ecological appeal, as the chances of environmental accidents, accidents with pedestrians and users or noise and visual pollution are reduced.

A invenção provê também um dispositivo, sistema e método para detecção de vazamento de gás em redes de distribuição de energia subterrâneas ou escondidas e/ou áreas e/ou aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás com tecnologia sem fio, onde qualquer um dos dispositivos pode ser substituído em caso de dano acidental através de um sistema de alarme de falha do sensor específico e sua localização em um mapa.The invention also provides a device, system and method for detecting gas leakage in underground or hidden power distribution networks and / or areas and / or devices from which gas leakage can occur with wireless technology, where any of the devices can be replaced in case of accidental damage through a specific sensor failure alarm system and its location on a map.

É um outro objeto da presente invenção um processo de instalação e/ou manutenção do sistema de monitoramento e/ou alarme de vazamentos de gás. Referido processo proporciona diversas vantagens técnicas, incluindo o mapeamento e execução de manutenção e também um método para inventário público dos eventos e acidentes com vazamentos de tubulações de distribuição de energia. No processo da invenção a instalação do dito dispositivo em campo, é efetuada na construção da rede de distribuição de energia subterrânea ou após a tubulação ter sido enterrado ou escondida.It is another object of the present invention to install and / or maintain a gas leak monitoring and / or alarm system. Said process provides several technical advantages, including the mapping and execution of maintenance and also a method for public inventory of events and accidents with leaks from power distribution pipes. In the process of the invention the installation of said device in the field, is carried out in the construction of the underground energy distribution network or after the pipe has been buried or hidden.

A invenção provê ainda um método para mapeamento preciso, controle em tempo real com tomada de decisão e ação de encaminhamento de solicitação de execução de manutenção automatizada em caso de vazamento de gás baseado em plantas situacionais (as built)da rede de tubulações enterradas ou escondidas, através da leitura das informações contidas nos servidores da central de monitoramento e controle juntamente com a utilização de um receptor GPS (Global Positioning System) que fornece a latitude e a longitude do ponto em tempo real.The invention also provides a method for accurate mapping, real-time control with decision making and automated maintenance request forwarding action in case of gas leak based on situational plants (as built) of the buried or hidden piping network , by reading the information contained in the servers of the monitoring and control center together with the use of a GPS receiver (Global Positioning System) that provides the latitude and longitude of the point in real time.

Estes e outros objetos da invenção serão melhor compreendidos e valorizados a partir da descrição detalhada a seguir.These and other objects of the invention will be better understood and valued from the detailed description below.

Breve Descrição das FigurasBrief Description of the Figures

A Figura 1 ilustra uma concretização do dispositivo sensor de vazamento de gás com tecnologia de comunicação sem fio para ambiente até agressivo ou diretamente enterrado no solo, onde através da vista explodida é possível observar os componentes internos do dispositivo, suas características construtivas e vedações que preferencialmente o tornam hermético. São indicados: (50) dispositivo sensor de vazamento de gás; (1) antena com características construtivas de irradiação omnidirecional, com proteção contra intempéries e que serve de tampa do sensor (50); (2) conectores de interligação do sinal; (3) cabo coaxial; (4) corpo de proteção mecânica construído em PEAD; (5) anel de vedação do tipo o-ríng de borracha, silicone ou assemelhado na junção dos componentes (1) e (4); (6) dispositivo/tecnologia de comunicação sem fio; (7) sensor de vazamento de gás.Figure 1 illustrates an embodiment of the gas leak sensor device with wireless communication technology for an environment that is even aggressive or directly buried in the ground, where through the exploded view it is possible to observe the internal components of the device, their construction characteristics and seals that preferentially make it airtight. Indicated are: (50) gas leak sensor device; (1) antenna with constructive characteristics of omnidirectional irradiation, with protection against bad weather and which serves as a sensor cover (50); (2) signal interconnection connectors; (3) coaxial cable; (4) mechanical protection body made of HDPE; (5) rubber, silicone or similar o-ring sealing ring at the junction of components (1) and (4); (6) wireless communication device / technology; (7) gas leak sensor.

A Figura 2 ilustra uma concretização do dispositivo sensor de vazamento de gás com tecnologia de comunicação sem fio instalado diretamente enterrado no solo e sobre uma tubulação de distribuição de gás que está sendo monitorada, onde se pode observar o sensor de vazamento de gás próximo à tubulação e a antena do mesmo na superfície do solo, com capacidade de estabelecer a comunicação sem fio até a central de monitoramento e controle remota. São indicados: (50) dispositivo sensor; (10) tubulação de gás; (11) superfície; (12) solo; (13) passeio público ou calçada.Figure 2 illustrates an embodiment of the gas leak sensor device with wireless communication technology installed directly buried in the ground and on a gas distribution pipe that is being monitored, where the gas leak sensor is observed next to the pipe and its antenna on the ground surface, with the ability to establish wireless communication to the central monitoring and remote control. They are indicated: (50) sensor device; (10) gas piping; (11) surface; (12) soil; (13) public walk or sidewalk.

A Figura 3 ilustra uma variação de encapsulamento do sensor de vazamento de gás com tecnologia de comunicação sem fio para ambiente até agressivo com instalação simplificada e diretamente fixado na parede ou no objeto que se deseja monitorar, onde é possível observar de modo não limitante os componentes do dispositivo e suas características construtivas. São indicados: (51) dispositivo sensor de vazamento de gás; (20) antena removível; (21) suporte de fixação com parafusos, rebites, abraçadeiras, colas, soldagem; (22) variação de encapsulamento.Figure 3 illustrates a variation of encapsulation of the gas leak sensor with wireless communication technology for an even aggressive environment with simplified installation and directly fixed to the wall or the object to be monitored, where it is possible to observe the components in a non-limiting way of the device and its constructive characteristics. They are indicated: (51) gas leak sensor device; (20) removable antenna; (21) fixing bracket with screws, rivets, clamps, glues, welding; (22) variation in encapsulation.

A Figura 4 ilustra um modelo de funcionamento do sistema de monitoramento de vazamento de gás através do diagrama de blocos referente aos componentes da rede de sensores de vazamento com tecnologia de comunicação sem fio e da central de controle e monitoramento remota, com capacidade de sinalizar os eventos em tempo real e encaminhar automaticamente as solicitações de correção do problema para os respectivos responsáveis, por exemplo. São indicados: (30) sistema de monitoramento remoto de vazamento de gás; (1; 20) antena; (6) dispositivo de comunicação sem fio (7) dispositivo sensor de detecção de vazamento de gás; (10) tubulações de distribuição e de transporte de energia em zonas urbanas e/ou rurais; (31) sistema de controle e monitoramento centralizado; (35) antena de transmissão e recepção de sinais; (32) roteador de distribuição; (33) central de controle e monitoramento; (34) unidade de tomada de decisão e ação; (36) sinais emitidos e recebidos da rede de sensores instalados.Figure 4 illustrates a functioning model of the gas leak monitoring system through the block diagram referring to the components of the leak sensor network with wireless communication technology and the remote control and monitoring center, with the ability to signal the events in real time and automatically forward requests for correction of the problem to the respective responsible, for example. The following are indicated: (30) remote gas leak monitoring system; (1; 20) antenna; (6) wireless communication device (7) gas leak detection sensor device; (10) energy distribution and transport pipes in urban and / or rural areas; (31) centralized control and monitoring system; (35) antenna for transmitting and receiving signals; (32) distribution router; (33) control and monitoring center; (34) decision-making and action unit; (36) signals sent and received from the installed sensor network.

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

No decorrer do presente relatório, a expressão "tubulação, rede de distribuição de energia, dutos ou objetos enterrados ou escondidos” significa os dutos, tubulação, rede de distribuição ou transporte de energia ou objetos enterrados ou escondidos em passeios públicos, estradas, ruas ou quaisquer outras superfícies com ou sem acabamento, onde se entende que objeto enterrado também compreende todo o tipo de condição em que originalmente não seja possível visualizar o dito objeto, seja ele enterrado sob o solo, escondido pelo solo ou por quaisquer aparatos, encapsulado, envelopado, escondido dentro de paredes, muros, vigas, blocos, poços, galerias, submerso ou imerso em qualquer meio de suporte ou acondicionamento, não restringido o uso do sistema para a condição em que o objeto a ser identificado esteja aparente ou visível.Throughout this report, the expression "pipeline, power distribution network, ducts or objects buried or hidden" means ducts, piping, distribution network or energy transport or objects buried or hidden in public sidewalks, roads, streets or any other surfaces with or without finishing, where it is understood that the buried object also includes all kinds of conditions in which it is not originally possible to visualize said object, whether it is buried under the ground, hidden by the ground or by any apparatus, encapsulated, enveloped , hidden within walls, walls, beams, blocks, wells, galleries, submerged or immersed in any means of support or packaging, not restricting the use of the system to the condition in which the object to be identified is apparent or visible.

Adicionalmente, o presente dispositivo sensor de vazamento de gás pode ser utilizado em áreas e/ou aparelhos (externamente ou internamente) de onde pode ocorrer vazamento de gás. Para fins de entendimento da presente invenção o termo “aparelho” referindo-se a aparelhos de onde pode ocorrer vazamento de gás deve ser entendido como aparelhos móveis ou imóveis, como: máquinas, aparelho elétricos, aparelhos de transporte, por exemplo, aviões, embarcações ou automóveis no sentido mais amplo e outros.In addition, the present gas leakage sensing device can be used in areas and / or devices (externally or internally) from which gas leakage can occur. For the purposes of understanding the present invention, the term "appliance" referring to appliances from which gas leakage may occur should be understood as mobile or immobile appliances, such as: machines, electrical appliances, transportation devices, for example, airplanes, boats or automobiles in the broadest sense and others.

A seguinte descrição detalhada da invenção refere-se às Figuras em anexo, porém não limitando a invenção apenas a estas concretizações estritamente citadas. O conceito inventivo da invenção é definido pelas reivindicações anexas.The following detailed description of the invention refers to the attached Figures, but does not limit the invention to these strictly cited embodiments. The inventive concept of the invention is defined by the appended claims.

Os dispositivos, sistemas e os processos desta invenção são baseados na confecção e utilização de um conjunto de dispositivos com tecnologia wireless para a comunicação entre componentes da rede de sensores de vazamento de gás em tubulações de distribuição e transporte de energia subterrâneas, tanto em ambientes urbanos como rurais.The devices, systems and processes of this invention are based on the making and use of a set of devices with wireless technology for communication between components of the gas leak sensor network in underground distribution and transport pipes, both in urban environments as rural.

Assim, conforme um primeiro aspecto da invenção, o dispositivo sensor de vazamento de gás, preferencialmente hermético ou robusto para condições de ambiente até agressivo, é integrado a pelo menos um dispositivo de comunicação com tecnologia sem fio incluindo uma antena, preferencialmente otimizada para cada aplicação e ambientes de instalação específicos. Tal dispositivo está compreendido no sistema da presente invenção pela sua capacidade de formar uma rede e transmitir as informações relevantes até pelo menos um dispositivo coordenador ou roteador de rede com capacidade de interligar os sensores remotos e a central de controle e monitoramento, e pelo menos uma central de controle remota. Tal central é preferencialmente responsável pela concentração e análise dos sinais emitidos e recebidos da rede de sensores instalados e opcionalmente com capacidade de tomar decisões e solicitar as providências necessárias às equipes de manutenção da companhia responsável para o conserto dos vazamentos.Thus, according to a first aspect of the invention, the gas leakage sensing device, preferably airtight or robust for even harsh environmental conditions, is integrated with at least one communication device with wireless technology including an antenna, preferably optimized for each application. and specific installation environments. Such a device is included in the system of the present invention for its ability to form a network and transmit relevant information to at least one coordinating device or network router capable of interconnecting remote sensors and the control and monitoring center, and at least one remote control center. Such central is preferably responsible for the concentration and analysis of the signals sent and received from the installed sensor network and optionally with the capacity to make decisions and request the necessary measures to the maintenance teams of the company responsible for the repair of the leaks.

A proteção mecânica (corpo do dispositivo) e da disposição do dispositivo sensor de vazamento de gás no sistema de monitoramento proposto pode ser feita através da utilização de componentes que suportam aplicações em uma ou diversas condições ambientais, por exemplo, ao ar livre, maresia, enterradas ou similares ou através de diferentes formas de integração e montagem mais simples no sistema de sinalização com dimensões e materiais específicos para cada aplicação desejada.The mechanical protection (body of the device) and the disposition of the gas leak sensor device in the proposed monitoring system can be done through the use of components that support applications in one or several environmental conditions, for example, outdoors, salt air, buried or similar or through different forms of integration and simpler assembly in the signaling system with specific dimensions and materials for each desired application.

As características do corpo do dispositivo estão descritas a seguir.The characteristics of the device body are described below.

Materiais úteis para confeccionar o dito dispositivo de monitoramento de vazamento de gás ou dispositivo sensor de vazamento de gás incluem diversos materiais metálicos, poliméricos, borrachas, dielétricos e/ou suas combinações no processo de fabricação, sendo que a produção dos invólucros e encapsulamentos finais não se restringem à utilização de apenas um material ou combinações destes diferentes materiais, soluções ou ligas no processo de produção, sendo também posteriormente passível de utilização de colas, adesivos, fixadores, verniz, zarcão, tinta, protetores, impermeabilizantes e demais produtos que tenham a intenção de proteger, aumentar a durabilidade, sinalizar ou identificar o mesmo.Useful materials for making the said gas leak monitoring device or gas leak sensor device include various metallic, polymeric, rubber, dielectric materials and / or their combinations in the manufacturing process, the production of the final wrappers and encapsulations not being are restricted to the use of only one material or combinations of these different materials, solutions or alloys in the production process, and are also subsequently capable of using glues, adhesives, fixers, varnish, zarcon, paint, protectors, waterproofing and other products that have the intention to protect, increase durability, signal or identify the same.

Como materiais úteis são: plástico, incluindo o poliuretano, o polietileno, o polipropileno, as resinas, o policarbonato, o nylon, a seda, os tecidos, a borrachas, as mantas, as fibras e assemelhados que sirvam para o mesmo propósito com diferentes densidades, composições e classificações industriais disponíveis no mercado.Useful materials are: plastic, including polyurethane, polyethylene, polypropylene, resins, polycarbonate, nylon, silk, fabrics, rubbers, blankets, fibers and the like that serve the same purpose with different densities, compositions and industrial classifications available on the market.

As dimensões dos dispositivos diretamente enterrados no solo atendem às especificações exigidas para cada aplicação ou cliente. Em uma concretização preferencial, têm largura mínima de 1 cm e máxima de 50 cm, podendo se necessário voluntariamente variar estas dimensões ao longo de sua extensão no processo de fabricação. O comprimento total do dispositivo sensor depende da distância da tubulação até a superfície e pode assumir valores entre 1 mm até 6 m, dependendo da distância em que se deseje proteger o cabo de conexão ou os componentes integrados, tanto na instalação ou manuseio, também podendo variar voluntariamente ao longo de sua extensão.The dimensions of the devices directly buried in the ground meet the specifications required for each application or customer. In a preferred embodiment, they have a minimum width of 1 cm and a maximum of 50 cm, with the possibility, if necessary, to vary these dimensions along their length in the manufacturing process. The total length of the sensor device depends on the distance from the pipeline to the surface and can assume values between 1 mm up to 6 m, depending on the distance at which it is desired to protect the connection cable or the integrated components, both during installation or handling, and can also vary voluntarily along its length.

O dispositivo sensor de vazamento de gás pode ser formado por um material apenas ou utilizando a combinação de diferentes materiais anteriormente citados, através de processos de fundição a quente, fundição a frio, pode ser injetado, recortado, laminado, estampado, prensado, tramado, enrolado, costurado, colado, soldado, ou outros métodos de confecção de encapsulamento ou invólucro hermético, formando suportes ou capas em formas geométricas ou livres, uniformes ou não uniformes, periódicas ou não, dependendo da rigidez, visualização, acabamento e durabilidade desejadas.The gas leak sensor device can be formed by one material only or using the combination of different materials previously mentioned, through the processes of hot casting, cold casting, can be injected, cut, laminated, stamped, pressed, woven, rolled, sewn, glued, welded, or other methods of making encapsulation or hermetic wrapping, forming supports or covers in geometric or free forms, uniform or non-uniform, periodic or not, depending on the desired rigidity, visualization, finish and durability.

O dispositivo sensor de vazamento de gás pode ser confeccionado com os materiais na cor desejada ou pode ser colorido posteriormente, por processos de pintura, tingimento, galvanização, oxidação, anodização, niquelagem, cromagem e demais processos de coloração. Os pigmentos utilizados podem conter estabilizantes, aditivos anti-UV e anti-oxidantes, impermeabilizantes e filtro solar, além de poder apresentar informações escritas ou desenhadas para visualização das características da empresa responsável ou da tubulação enterrada ou escondida. Podem ser utilizadas na fabricação, todas as cores do espectro do visível e o preto, de acabamento fosco, com brilho, fluorescente, fosforescente ou sensível à radiação ultravioleta, embora a maioria das aplicações recomende a utilização das cores de advertência mundialmente padronizadas, como vermelho, laranja e o amarelo, pois proporcionam uma melhor visualização e identificação durante alguma obra invasiva e/ou destrutiva como escavações ou acidente.The gas leak sensor device can be made with the materials in the desired color or can be colored later, by painting, dyeing, galvanizing, oxidizing, anodizing, nickel plating, chrome plating and other coloring processes. The pigments used may contain stabilizers, anti-UV and anti-oxidant additives, waterproofing agents and sunscreen, in addition to being able to present written or designed information to visualize the characteristics of the responsible company or the buried or hidden piping. All colors of the visible spectrum and black, matte finish, glossy, fluorescent, phosphorescent or sensitive to ultraviolet radiation can be used in manufacturing, although most applications recommend the use of globally standardized warning colors, such as red , orange and yellow, as they provide a better visualization and identification during any invasive and / or destructive work such as excavations or accidents.

Os sensores de vazamento, antenas, cabos, conectores e dispositivos de comunicação sem fio são fixados ou montados dentro do invólucro de suporte ou encapsulamento metálico ou dielétrico durante o processo de fabricação do mesmo ou durante o processo de instalação ou pré-instalação deste sensor na sua aplicação final. A montagem dos componentes internos e externos no dispositivo sensor de vazamento de gás pode ser feita através de fusão dos mesmos no dispositivo ainda na fabricação, colados diretamente aos invólucros, rebitados, aparafusados, emaranhados, decalcados, pintados, amarrados, enrolados, costurados, soldados ou presos com auxílio de outras técnicas de fixação no dispositivo de proteção mecânica, tanto no momento da confecção do sistema como na instalação ou pré-instalação em campo.Leak sensors, antennas, cables, connectors and wireless communication devices are fixed or mounted inside the support housing or metallic or dielectric encapsulation during the manufacturing process or during the installation or pre-installation process of this sensor in the your final application. The assembly of internal and external components in the gas leak sensor device can be done by fusing them in the device still in manufacture, directly glued to the casings, riveted, screwed, matted, traced, painted, tied, rolled, stitched, welded or secured with the aid of other fixation techniques in the mechanical protection device, both at the time of making the system and when installing or pre-installing in the field.

A instalação dos sensores para a formação da rede de sensores pode ser feita em intervalos que dependem do tipo e local de aplicação, onde podem variar de 50 cm de espaçamento para aplicações, por exemplo, em zonas urbanizadas de alta densidade de tubulações enterradas até 5 km para aplicações específicas em regiões extremamente despovoadas ou de difícil acesso.The installation of sensors for the formation of the sensor network can be done at intervals that depend on the type and location of application, where they can vary from 50 cm of spacing for applications, for example, in urbanized areas of high density of buried pipes up to 5 km for specific applications in extremely unpopulated or difficult to access regions.

As faixas de frequência úteis para os dispositivos de comunicação sem fio utilizados são todas as faixas de frequência definidas nas normas nacionais e internacionais que regulamentam estes dispositivos e sua utilização, bem como suas futuras atualizações e novas regulamentações. Estes dispositivos podem utilizar as tecnologias de transmissão de banda larga, digitais ou analógicas.The frequency bands useful for the wireless communication devices used are all the frequency bands defined in national and international standards that regulate these devices and their use, as well as their future updates and new regulations. These devices can use broadband, digital or analog transmission technologies.

Os dispositivos de comunicação sem fio utilizados compreendem aqueles conhecidos no estado da técnica. De modo não limitante, uma concretização preferencial do dispositivo sensor da invenção compreende: placas, circuitos, chipsets, firmware, antenas, portas, fios, conexões, estabilizadores, processadores, memórias, conectores, cartões, armazenadores de dados, outros e/ou suas combinações. Sendo tais dispositivos adequados ao funcionamento do dispositivo sensor e as tecnologias de comunicação sem fio: Wi-Fi; 3G; 4G; rádio; zigbee; Bluetooth; do padrão IEEE 802.15.4; EDGE; ad-hoc; WiMax; Wap; GSM; CDMA; UMTS; LTE; similares e/ou suas combinações. Outras concretizações, adicionalmente, podem compreender meios de comunicação por fio. Tais meios de comunicação por fio são facilmente reconhecidos por um técnico no assunto.The wireless communication devices used comprise those known in the art. In a non-limiting way, a preferred embodiment of the sensor device of the invention comprises: boards, circuits, chipsets, firmware, antennas, ports, wires, connections, stabilizers, processors, memories, connectors, cards, data stores, others and / or their combinations. Such devices being suitable for the operation of the sensor device and wireless communication technologies: Wi-Fi; 3G; 4G; radio; zigbee; Bluetooth; the IEEE 802.15.4 standard; EDGE; ad hoc; WiMax; Wap; GSM; CDMA; UMTS; LTE; similar and / or combinations thereof. Other embodiments, additionally, may comprise wired communication means. Such wired means of communication are easily recognized by a person skilled in the art.

A tecnologia de comunicação sem fio irradia campos eletromagnéticos, e dessa forma é classificada como sistema de rádio. Por essa razão, o sistema de comunicação preferencialmente utiliza as frequências das aplicações industriais, científicas e médicas, classificadas mundialmente como faixa de frequências ISM (Industrial Scientific Medical)e obedece aos limites estabelecidos para emissão de radiação restrita.Wireless communication technology radiates electromagnetic fields and is therefore classified as a radio system. For this reason, the communication system preferably uses the frequencies of industrial, scientific and medical applications, classified worldwide as the ISM (Industrial Scientific Medical) frequency range and complies with the limits established for restricted radiation emission.

A distância limite de operação entre os sensores da rede e o roteador de distribuição do sinal wireless pode ser determinada por vários fatores, como o meio de transmissão e ruído do ambiente, tipo do transmissor, a frequência central, modo de alimentação do sensor, características técnicas das antenas dos sensores e dos roteadores de distribuição, entre outros.The limit of operating distance between the network sensors and the wireless signal distribution router can be determined by several factors, such as the means of transmission and ambient noise, type of transmitter, central frequency, sensor supply mode, characteristics techniques of sensor antennas and distribution routers, among others.

Conforme a concretização do dispositivo sensor de vazamento de gás para tubulações enterradas ou escondidas, é possível a substituição de um sensor ou quantos forem necessários em caso de dano acidental sem a perda dos dados na instalação dos novos desde que o sistema de controle e monitoramento permaneça atualizado e esteja em condições de uso; ou que estas informações estejam guardadas em um banco de dados da empresa executora da obra ou da empresa proprietária da instalação; ou ainda armazenadas em meios de armazenamentos de dados no próprio dispositivo sensor.Depending on the realization of the gas leak sensor device for buried or hidden pipes, it is possible to replace one sensor or as many as necessary in case of accidental damage without losing data in the installation of new ones, as long as the control and monitoring system remains updated and in conditions of use; or that this information is stored in a database of the company executing the work or the company that owns the installation; or even stored in data storage media on the sensor device itself.

Alternativamente e de modo não limitante, o próprio dispositivo de detecção de vazamento de gás pode ser substituído em caso de dano acidental sem a perda dos dados de rede na instalação de um novo dispositivo, desde que o dispositivo de comunicação sem fio esteja presente e íntegro fisicamente, em condições de uso ou que estas informações estejam guardadas em um banco de dados da empresa executora da obra ou da empresa.Alternatively and in a non-limiting way, the gas leak detection device itself can be replaced in case of accidental damage without loss of network data when installing a new device, as long as the wireless communication device is present and intact physically, in conditions of use or that this information is stored in a database of the company executing the work or the company.

Um outro aspecto da invenção é que o dispositivo e sistema que constituem objetos da invenção proporcionam a implementação de um sistema de controle, monitoramento, localização e verificação das condições de segurança da tubulação monitorada referente a vazamentos - em tempo real e de forma centralizada - nos padrões da construção civil de linhas de distribuição e transporte de energia, tanto em ambientes urbanos como rurais, sem que seja necessária a visita ou inspeção técnica no local do evento para identificação e tomada de decisão para a ação corretiva do mesmo.Another aspect of the invention is that the device and system that constitute objects of the invention provide the implementation of a system for control, monitoring, localization and verification of the safety conditions of the monitored pipe referring to leaks - in real time and in a centralized way - in the civil construction standards for energy distribution and transportation lines, both in urban and rural environments, without the need for a visit or technical inspection at the event site to identify and make a decision for corrective action.

Adicionalmente, o sistema da presente invenção compreende meios de alimentação energética. Os referidos meios de alimentação energética são selecionados do grupo que inclui: fontes de energia, baterias, estabilizadores, no-breaks, filtros, sistema de energia solar, outros e/ou suas combinações. Com a finalidade de melhor aproveitamento energético, o dispositivo sensor pode ser pré-programado para funcionar realizando detecções continuamente; ou após realizar uma ou n detecções o mesmo entra em dormência ou standbypor um tempo pré-determinado repetindo o ciclo posteriormente.In addition, the system of the present invention comprises energy supply means. These means of energy supply are selected from the group that includes: energy sources, batteries, stabilizers, UPS, filters, solar energy system, others and / or their combinations. For the purpose of better energy use, the sensor device can be pre-programmed to work by performing detections continuously; or after making one or n detections it goes into dormancy or standby for a predetermined time, repeating the cycle later.

Preferencialmente, o sistema da invenção é dotado de meio legível digitalmente compreendendo linhas de código de programa e meios para executar tais linhas de código de programa, incluindo sistemas de softwares, kernel, firmware, programas, aplicativos e outros.Preferably, the system of the invention is provided with a digitally readable means comprising lines of program code and means for executing such lines of program code, including software systems, kernel, firmware, programs, applications and others.

Em uma concretização preferencial o dispositivo sensor em tela inclui sensores para condições ambientais como: umidade, temperatura, luminosidade, pressão, ruídos e/ou suas combinações. Opcionalmente ponde compreender um sistema GPS.In a preferred embodiment, the on-screen sensor device includes sensors for environmental conditions such as: humidity, temperature, light, pressure, noise and / or their combinations. Optionally you can understand a GPS system.

O sistema de acordo com uma das concretizações da invenção opcionalmente inclui subsistemas de alarme de falhas, monitoramento, localização e verificação das especificações ambientais e de funcionamento dos sensores e demais componentes do sistema.The system according to one of the embodiments of the invention optionally includes subsystems of fault alarm, monitoring, localization and verification of the environmental and operating specifications of the sensors and other components of the system.

A invenção será ilustrada a seguir pelas Figuras, que não devem ser consideradas limitativas da mesma.The invention will be illustrated below by the Figures, which should not be considered as limiting it.

Exemplo 1 - Dispositivo sensor de vazamentos de gásExample 1 - Gas leak sensor device

O dispositivo sensor de vazamento de gás da invenção compreende: antena, meio de comunicação sem fio, sensor de detecção de vazamento de gás, onde os mesmos estão encapsulados em um corpo de proteção mecânica. Embora a invenção não se limite à utilização do tipo de sensor específico descrito a seguir, sua exemplificação facilita a compreensão e reprodução da invenção pelos técnicos no assunto, que saberão que este e outros dispositivos já disponíveis na técnica podem ser usados de forma semelhante na presente invenção.The gas leak sensor device of the invention comprises: antenna, wireless communication means, gas leak detection sensor, where they are encapsulated in a mechanical protection body. Although the invention is not limited to the use of the specific type of sensor described below, its exemplification facilitates the understanding and reproduction of the invention by those skilled in the art, who will know that this and other devices already available in the art can be used in a similar way in the present invention.

Devido ao grande apelo social e comercial que esta invenção apresenta em relação à segurança pública, principalmente com intuito de prevenir acidentes e explosões em galerias e tubulações subterrâneas urbanas, demonstramos o princípio de funcionamento de um sensor de vazamento de gás especialmente desenvolvido para todos os tipos de gás inflamáveis, como por exemplo, Gás Liquefeito de Petróleo (GLP), Gás Natural (GN), Gás Natural Veicular (GNV), Metano, Etano, entre outros, baseado na tecnologia de detecção catalítica.Due to the great social and commercial appeal that this invention presents in relation to public safety, mainly in order to prevent accidents and explosions in urban underground galleries and pipes, we demonstrate the principle of operation of a gas leak sensor specially developed for all types flammable gas, such as Liquefied Petroleum Gas (LPG), Natural Gas (NG), Natural Gas (CNG), Methane, Ethane, among others, based on catalytic detection technology.

Misturas de gases combustíveis não queimam até que alcancem sua temperatura de ignição. Porém, na presença de certas condições químicas, o gás começa a queimar a temperaturas mais baixas. Este fenômeno é conhecido como combustão catalítica. A maioria dos óxidos de metal e suas combinações têm esta propriedade, como por exemplo, platina e paládio. Assim sendo, sensores específicos contendo tais elementos são utilizados e baseados neste fenômeno do princípio catalítico, sendo chamados de sensores catalíticos de detecção de vazamento de gás inflamável. Estes sensores catalíticos comerciais são conhecidos pelo seu baixo custo, pois em geral são compostos por elementos sensores de pequenas dimensões. Como princípio básico de funcionamento, possuem uma pequena bobina condutora de platina aquecida eletricamente. Esta bobina possui um revestimento primário à base de cerâmica (óxido de alumínio), e sobre este também é comum haver um revestimento secundário composto por um catalisador de paládio ou ródio, distribuído sobre um substrato de tório. Quando o vapor combustível do gás em suspensão na atmosfera atravessa a superfície aquecida eletricamente deste componente catalisador, ocorre a combustão acelerada (catalítica) do mesmo, fazendo com que o calor gerado nesta reação aumente a temperatura do elemento sensor. Esta variação de temperatura altera a resistência interna da bobina de platina do sensor, que pode ser medida através de um dispositivo de medição de corrente elétrica tradicional. Quanto maior a concentração de gás combustível, maior será o calor gerado na combustão catalítica e consequentemente menor a resistência da bobina de platina, sendo possível medir desta forma a quantidade exata de gás inflamável em suspensão na atmosfera através da medição da corrente circulante na bobina do sensor.Combustible gas mixtures do not burn until they reach their ignition temperature. However, in the presence of certain chemical conditions, the gas starts to burn at lower temperatures. This phenomenon is known as catalytic combustion. Most metal oxides and their combinations have this property, for example, platinum and palladium. Therefore, specific sensors containing such elements are used and based on this phenomenon of the catalytic principle, being called catalytic sensors for the detection of flammable gas leakage. These commercial catalytic sensors are known for their low cost, as they are generally composed of small sensor elements. As a basic principle of operation, they have a small electrically heated platinum conductor coil. This coil has a primary ceramic-based coating (aluminum oxide), and on top of this it is also common to have a secondary coating composed of a palladium or rhodium catalyst, distributed on a thorium substrate. When the combustible vapor of the gas suspended in the atmosphere passes through the electrically heated surface of this catalyst component, its accelerated (catalytic) combustion occurs, causing the heat generated in this reaction to increase the temperature of the sensor element. This temperature change alters the internal resistance of the sensor's platinum coil, which can be measured using a traditional electrical current measuring device. The higher the concentration of combustible gas, the greater the heat generated in the catalytic combustion and consequently the lower the resistance of the platinum coil, making it possible to measure in this way the exact amount of flammable gas suspended in the atmosphere by measuring the circulating current in the coil of the sensor.

Na Figura 1, que detalha o dispositivo sensor de vazamento de gás (50) da invenção com tecnologia de comunicação sem fio (6) para ambiente agressivo ou diretamente enterrado no solo (12), onde através da vista explodida é possível visualizar os componentes internos do dispositivo e as características construtivas que o tornam hermético. Observa-se uma antena (1) com características construtivas de irradiação omnidirecional, com proteção contra intempéries e que serve de tampa do sensor (50) quando instalada no corpo de proteção mecânica (4) construído em PEAD, e sua condição de vedação para tornar o dispositivo (50) hermético é garantida pela instalação de meios de vedação, na presente concretização um anel de vedação (5) do tipo o-ring de borracha, silicone ou assemelhado na junção dos componentes (1) e (4). O corpo de proteção mecânica (4) construído em PEAD interliga a antena (1) com os dispositivos de comunicação sem fio (6) e o sensor de vazamento de gás (7), garantindo a proteção física do cabo coaxial (3) e conectores (2) de interligação do sinal dos mesmos, sendo que este tubo tem o comprimento variável de acordo com cada aplicação, proporcionando a instalação do sensor (7) próximo à tubulação (10) e a sua respectiva antena responsável pela conexão com a rede de sensores instalada na superfície (11) do passeio público (13) ou calçada. No interior do tubo (4) de proteção mecânica é instalado o dispositivo de comunicação sem fio (6), sendo este diretamente conectado à antena (1) através do cabo (3) e dos conectores (2). Na extremidade inferior do sensor de vazamento de gás (50) é instalado o dispositivo de detecção de gás (7) hermético, sendo este dispositivo o responsável pela detecção do vazamento de gás da tubulação (10) monitorada, onde o mesmo se comunica com o dispositivo de comunicação sem fio (6) que envia o alarme ao sistema de monitoramento e controle centralizado (31) através da rede de sensores (30). O dispositivo de detecção de vazamento de gás (7) também atua como tampa de proteção inferior do sensor (50) quando instalada no corpo de proteção mecânica (4) construído em PEAD, e sua condição de vedação para tornar o dispositivo (50) hermético é garantida pela instalação de dois ou mais anéis de vedação (5) do tipo o-ring de borracha, silicone ou material assemelhado na junção dos componentes (7) e (4).In Figure 1, which details the gas leak sensor device (50) of the invention with wireless communication technology (6) for an aggressive environment or directly buried in the ground (12), where through the exploded view it is possible to view the internal components of the device and the constructive characteristics that make it hermetic. An antenna (1) with constructive characteristics of omnidirectional irradiation is observed, with protection against the weather and which serves as a sensor cover (50) when installed in the mechanical protection body (4) built in HDPE, and its sealing condition to make the hermetic device (50) is guaranteed by the installation of sealing means, in the present embodiment a rubber, silicone or similar o-ring sealing ring (5) at the junction of the components (1) and (4). The mechanical protection body (4) built in HDPE interconnects the antenna (1) with the wireless communication devices (6) and the gas leak sensor (7), ensuring the physical protection of the coaxial cable (3) and connectors (2) of signal interconnection, with this tube having a variable length according to each application, providing the installation of the sensor (7) close to the pipe (10) and its respective antenna responsible for the connection to the network. sensors installed on the surface (11) of the public sidewalk (13) or sidewalk. The wireless communication device (6) is installed inside the tube (4) for mechanical protection, which is directly connected to the antenna (1) through the cable (3) and connectors (2). At the lower end of the gas leak sensor (50) the hermetic gas detection device (7) is installed, this device being responsible for detecting the gas leak from the monitored pipe (10), where it communicates with the wireless communication device (6) that sends the alarm to the centralized monitoring and control system (31) through the sensor network (30). The gas leak detection device (7) also acts as a lower protective cover for the sensor (50) when installed in the mechanical protection body (4) made of HDPE, and its sealing condition to make the device (50) airtight. it is guaranteed by the installation of two or more sealing rings (5) of the rubber, silicone or similar material o-ring at the junction of the components (7) and (4).

A Figura 2 ilustra o sensor de vazamento de gás (50) com tecnologia de comunicação sem fio instalado diretamente enterrado no solo (12) e sobre uma tubulação (10) de distribuição de gás que está sendo monitorada, onde se pode observar o senso r de detecção de gás (7) próximo à tubulação (10) e a antena (1) do mesmo na superfície (11) do solo (12), com capacidade de estabelecer a comunicação sem fio até a central de monitoramento e controle remota.Figure 2 illustrates the gas leak sensor (50) with wireless communication technology installed directly buried in the ground (12) and on a gas distribution pipe (10) being monitored, where the r gas detection (7) close to the pipe (10) and the antenna (1) of it on the surface (11) of the ground (12), with the ability to establish wireless communication to the central monitoring and remote control.

Pode-se observar na Figura 2 a disposição do sensor (50) com as extremidades próximas à tubulação de gás (10) e à superfície (11) do solo (12), aparente e sem obstrução sobre o passeio público (13) ou calçada, o que garante a confiabilidade e o estabelecimento da rede de sensores (30) através do dispositivo de comunicação (6) sem fio. O tubo (4) de proteção de PEAD com comprimento variável mantém o cabo coaxial (3) e os conectores (2) protegidos da umidade e de outros danos durante a operação, tanto em condições secas como sob chuva ou alagamento.It can be seen in Figure 2 the arrangement of the sensor (50) with the ends close to the gas pipe (10) and the surface (11) of the ground (12), apparent and without obstruction on the public sidewalk (13) or sidewalk , which guarantees the reliability and the establishment of the sensor network (30) through the wireless communication device (6). The HDPE protection tube (4) with variable length keeps the coaxial cable (3) and connectors (2) protected from moisture and other damage during operation, both in dry conditions, in rain or flooding.

Na figura 3 é apresentada uma variação de encapsulamento (22) e aplicação do sensor de vazamento de gás (51) com tecnologia de comunicação sem fio para ambiente agressivo com instalação simplificada e diretamente fixado na parede ou no objeto que se deseja monitorar. Este sensor de vazamento de gás (51) não é desenvolvido para aplicações diretamente enterradas no solo (12), sendo a sua instalação mais simplificada através da fixação direta no ambiente ou tubulação que se deseja monitorar através de seu suporte (21) de fixação com parafusos, rebites, abraçadeiras, colas, soldagem, entre outros métodos. A sua característica construtiva permite a instalação direta dentro de caixas de passagem, respiros de ventilação, tubos, galerias, derivadores entre outros, subterrâneos ou não, e a conexão com a rede de sensores (30) e a central de monitoramento e controle centralizada (31) é conseguida através do dispositivo de comunicação sem fio (6) integrado ao sensor de vazamento (7) e a conexão com a antena (20) removível.Figure 3 shows a variation of encapsulation (22) and application of the gas leak sensor (51) with wireless communication technology for aggressive environments with simplified installation and directly fixed to the wall or the object to be monitored. This gas leak sensor (51) is not developed for applications directly buried in the ground (12), and its installation is simplified through direct fixation in the environment or piping that you want to monitor through its fixation support (21) with screws, rivets, clamps, glues, welding, among other methods. Its constructive characteristic allows for direct installation inside passage boxes, ventilation vents, tubes, galleries, diversions, among others, underground or not, and the connection to the sensor network (30) and the centralized monitoring and control center ( 31) is achieved through the wireless communication device (6) integrated with the leak sensor (7) and the connection with the removable antenna (20).

Exemplo 2 - Sistema para monitoramente e/ou alarme de vazamentos de gásExample 2 - System for monitoring and / or alarm of gas leaks

Na Figura 4, também conforme a invenção é apresentada uma visão mais detalhada do sistema e método de monitoramento de vazamento de gás através do diagrama de blocos referente aos componentes da rede de sensores (30) de vazamento com tecnologia de comunicação sem fio e da central de controle e monitoramento centralizada (31), com capacidade de sinalizar os eventos em tempo real e encaminhar automaticamente as solicitações de correção do problema (34) para os respectivos responsáveis. Nota-se que o sistema completo desta invenção para detecção de vazamento de gás em tempo real em tubulações de distribuição e transporte de energia é a associação do sistema de monitoramento remoto (30) de vazamento de gás instalado em campo e o sistema de controle e monitoramento centralizado (31) instalado na sede da empresa responsável pela tubulação monitorada, assim como o método de utilização é baseado na operação deste sistema completo.In Figure 4, also according to the invention, a more detailed view of the system and method of gas leak monitoring is presented through the block diagram referring to the components of the leak sensor network (30) with wireless communication technology and the central centralized control and monitoring (31), with the ability to signal events in real time and automatically forward requests for correction of the problem (34) to the respective responsible parties. Note that the complete system of this invention for detecting gas leakage in real time in distribution pipes and energy transport is the association of the remote monitoring system (30) for gas leakage installed in the field and the control and centralized monitoring (31) installed at the headquarters of the company responsible for the monitored piping, as well as the method of use is based on the operation of this complete system.

Conforme a invenção, o monitoramento da tubulação (10) é realizado pela operação do sensor de detecção de vazamento de gás (7) instalado próximo ou em contato com esta tubulação (10), com a capacidade de perceber qualquer vazamento de gás no perímetro monitorado. Este sensor de detecção de vazamento de gás (7) está interligado com um dispositivo transceptor de comunicação sem fio (6), responsável por receber os sinais de alarme do sensor de detecção de vazamento de gás (7) e os transformar para sinais de radiofrequência (36), que são enviados à antena (1; 20) do dispositivo sensor de vazamento de gás (50; 51). Esta antena (1; 20), que está instalada em um local, próxima à superfície (11) ou nível do passeio público (13) onde possua capacidade de estabelecer uma rede de dados confiável com o roteador (32) de distribuição deste sensor (50; 51), e é responsável por estabelecer a conexão com a antena (35) do roteador, que receberá o sinal (36) de alerta de vazamento de gás. O roteador (32) estabelece uma conexão direta com a central de monitoramento (33) da rede de sensores, que processa esta informação de vazamento com suas respectivas coordenadas e o encaminha de forma automatizada para uma central de tomada de decisão e ação (34), que se encarrega de fazer a escolha da melhor equipe de manutenção que deve se deslocar ao ponto de vazamento para realizar a correção do problema.According to the invention, the monitoring of the pipeline (10) is performed by operating the gas leak detection sensor (7) installed near or in contact with this pipeline (10), with the ability to detect any gas leak in the monitored perimeter . This gas leak detection sensor (7) is connected to a wireless communication transceiver device (6), responsible for receiving the alarm signals from the gas leak detection sensor (7) and transforming them into radio frequency signals. (36), which are sent to the antenna (1; 20) of the gas leak sensor device (50; 51). This antenna (1; 20), which is installed in a location, close to the surface (11) or level of the public sidewalk (13) where it has the capacity to establish a reliable data network with the router (32) for the distribution of this sensor ( 50; 51), and is responsible for establishing the connection with the router's antenna (35), which will receive the gas leak alert signal (36). The router (32) establishes a direct connection with the monitoring center (33) of the sensor network, which processes this leak information with its respective coordinates and forwards it in an automated way to a decision-making and action center (34) , which is in charge of choosing the best maintenance team that should go to the leak point to correct the problem.

Conforme a invenção, o sistema de monitoramento remoto (30) de vazamento de gás é composto pela integração do dispositivo sensor de detecção de vazamento de gás (7), o dispositivo de comunicação (6) sem fio, os cabos (3) e conectores (2) e a antena (1; 20), formando o sensor de vazamento de gás com tecnologia de comunicação sem fio (50; 51), que operam de forma remota na monitoração de vazamentos das tubulações (10) de distribuição e de transporte de energia em zonas urbanas e rurais. O sistema de controle e monitoramento centralizado (31) é composto pela associação do roteador (32) de distribuição e formação da rede de sensores, sua respectiva antena (35) de transmissão e recepção de sinais (36) de radiofrequência, uma central de controle e monitoramento (33) responsável pela concentração e análise dos sinais (36) emitidos e recebidos da rede de sensores instalados e uma unidade de tomada de decisão e ação (34) responsável por atuar automaticamente e encaminhar as solicitações de providências necessárias às equipes de manutenção da companhia responsável para o conserto dos vazamentos.According to the invention, the remote gas leak monitoring system (30) consists of the integration of the gas leak detection sensor device (7), the wireless communication device (6), the cables (3) and connectors (2) and the antenna (1; 20), forming the gas leak sensor with wireless communication technology (50; 51), which operate remotely in the monitoring of leaks from the distribution and transport pipes (10) of energy in urban and rural areas. The centralized control and monitoring system (31) consists of the association of the router (32) for the distribution and formation of the sensor network, its respective antenna (35) for transmitting and receiving radio frequency signals (36), a control center and monitoring (33) responsible for the concentration and analysis of the signals (36) emitted and received from the installed sensor network and a decision-making and action unit (34) responsible for acting automatically and forwarding the necessary action requests to the maintenance teams responsible for repairing leaks.

Um outro aspecto da invenção é a capacidade da rede de sensores (50; 51) estabelecer diferentes configurações e topologias de rede, inclusive fazendo com opção de formar redes adaptativas mesh (ad-hoc), onde sensores (50; 51) próximos operam tanto como dispositivos clientes como roteadores (32) para facilitar a entrega dos alarmes de vazamentos à central de controle e monitoramento (33).Another aspect of the invention is the ability of the sensor network (50; 51) to establish different network configurations and topologies, including making it possible to form adaptive mesh networks (ad-hoc), where nearby sensors (50; 51) operate both as client devices such as routers (32) to facilitate the delivery of leakage alarms to the control and monitoring center (33).

Exemplo 3 - Processo para a instalação e/ou manutenção de sistema de monitoramento e/ou alarme de vazamentos de gásExample 3 - Process for installing and / or maintaining a gas leak monitoring and / or alarm system

Ainda um outro aspecto da invenção é um processo para instalar o dito dispositivo (50; 51) conforme normalizações específicas ou solicitações dos clientes, dito método compreendendo instalar os sensores (50; 51) próximos às tubulações (10) que se deseja monitorar, monitorar os sensores (50; 51) de forma remota através da central de monitoramento e controle (33), e usar dita informação para prover a rápida e eficiente manutenção através das ações demandadas pela unidade de tomada de decisões e ações (34).Yet another aspect of the invention is a process for installing said device (50; 51) according to specific standards or requests from customers, said method comprising installing sensors (50; 51) close to the pipes (10) to be monitored, monitored the sensors (50; 51) remotely through the monitoring and control center (33), and use this information to provide quick and efficient maintenance through the actions required by the decision-making unit and actions (34).

Com o sistema de detecção de vazamento de gás na tubulação (10) enterrada ou escondida através das funcionalidades do dispositivo (50; 51), entende-se que é necessário que pelo menos um sensor (50; 51) interligado remotamente a central de controle e monitoramento (33) através da utilização dos equipamentos de roteamento (32) e antenas (1; 20) que formam a rede de sensores.With the gas leak detection system in the pipeline (10) buried or hidden through the functionality of the device (50; 51), it is understood that it is necessary that at least one sensor (50; 51) remotely interconnected to the control center and monitoring (33) through the use of routing equipment (32) and antennas (1; 20) that form the sensor network.

Um aspecto adicional da invenção é um método para inventário público dos eventos e acidentes com vazamentos de tubulações de distribuição de energia enterradas por diferentes empresas, em zonas urbanizadas ou não de alta ou baixa densidade, que enterraram o dispositivo (50; 51) junto com suas tubulações (10) a serem monitoradas utilizando método de instalação descrito acima.An additional aspect of the invention is a method for public inventory of events and accidents with leaks from energy distribution pipes buried by different companies, in urbanized areas or not of high or low density, which buried the device (50; 51) together with its pipes (10) to be monitored using the installation method described above.

Um outro aspecto da invenção é um método para mapeamento e execução de manutenção em caso de vazamento de gás baseado em plantas situacionais (as built)da rede de tubulações (10) enterradas ou escondidas, através da leitura das informações contidas nos servidores central de monitoramento e controle (33) juntamente com a utilização de um receptor GPS (Global Positioning System) que fornece a latitude e a longitude do ponto em tempo real.Another aspect of the invention is a method for mapping and performing maintenance in the event of a gas leak based on situational plants (as built) of the buried or hidden pipe network (10), by reading the information contained in the central monitoring servers and control (33) together with the use of a GPS receiver (Global Positioning System) that provides the latitude and longitude of the point in real time.

Como método de prevenção de eventuais roubos de sensores (50; 51), o sistema prevê que os sensores (50; 51) serão interrogados constantemente pela central de monitoramento (33), desta forma, a falta de comunicação entre um determinado sensor (50; 51) e a central de monitoramento (33) será imediatamente sinalizada e solicitará uma verificação automática do local de instalação em caráter de emergência.As a method of preventing possible theft of sensors (50; 51), the system predicts that the sensors (50; 51) will be interrogated constantly by the monitoring center (33), thus, the lack of communication between a given sensor (50 ; 51) and the monitoring center (33) will be immediately signaled and will request an automatic check of the installation site in an emergency.

Dentre diversos efeitos técnicos e vantagens competitivas da invenção, que inclui o dispositivo, sistema e processo, é possível citar: • Rapidez no alerta de vazamentos de gás em redes de distribuição subterrânea de energia com precisão na informação e localização do defeito; • Segurança dos cidadãos e dos bens materiais dos mesmos evitando acidentes, principalmente em determinadas aplicações urbanas; • Apelo ecológico, pois diminui as chances de acidentes com vítimas, acidentes ambientais ou poluições sonoras e visuais; • Tomada de decisão e ação de manutenção automatizada e em tempo real, diminuindo consideravelmente a falha humana e as possibilidades de acidentes ou explosões; • O dispositivo de detecção de vazamento de gás ou parte dele pode ser substituído em caso de dano acidental sem a perda dos dados na instalação do novo desde que ao menos o dispositivo de comunicação sem fio esteja em condições de uso, íntegro fisicamente, ou que suas informações de localização estejam guardadas em um banco de dados da empresa executora da obra ou proprietária da instalação; • Grande número de acidentes com vítimas e explosões documentadas nos últimos tempos nos principais meios de comunicação; • Baixo custo de instalação e manutenção quase que inexistente; • Fácil adaptação ou adequação dos dispositivos sensores de vazamento de gás às necessidades do cliente ou do ambiente de instalação.Among several technical effects and competitive advantages of the invention, which includes the device, system and process, it is possible to mention: • Speed in the alert of gas leaks in underground energy distribution networks with precision in the information and location of the defect; • Safety of citizens and their material goods, preventing accidents, especially in certain urban applications; • Ecological appeal, as it reduces the chances of accidents with victims, environmental accidents or noise and visual pollution; • Decision making and automated maintenance action in real time, considerably reducing human error and the possibility of accidents or explosions; • The gas leak detection device or part of it can be replaced in case of accidental damage without losing data in the installation of the new one, provided that at least the wireless communication device is in working condition, physically healthy, or that your location information is stored in a database of the company executing the work or owner of the installation; • Large number of accidents with victims and explosions documented in recent times in the main media; • Low cost of installation and maintenance almost nonexistent; • Easy adaptation or adaptation of gas leak sensor devices to the needs of the customer or the installation environment.

Os versados na arte imediatamente valorizarão a presente invenção e saberão que formas alternativas de concretizar o conceito inventivo exemplificado acima devem ser consideradas como dentro do escopo da invenção e das reivindicações anexas.Those skilled in the art will immediately appreciate the present invention and will know that alternative ways of implementing the inventive concept exemplified above should be considered within the scope of the invention and the attached claims.

Claims (12)

1. Dispositivo sensor de vazamento de gás (50), caracterizado por compreender uma antena (1) com características de irradiação omnidirecional e empregada como tampa do dito sensor (50), conectores (2) de interligação do sinal, cabo coaxial (3), dispositivo de comunicação sem fio (6), sensor de vazamento de gás (7) conectado ao dispositivo de comunicação sem fio (6) e sua antena (1) de forma direta via cabo coaxial (3), corpo de proteção mecânica (4) em PEAD interligando a antena (1) com os dispositivos de comunicação sem fio (6) e o sensor de vazamento (7) e anéis de vedação (5) do tipo o-ring na junção dos componentes (1) e (4).1. Gas leak sensor device (50), characterized by comprising an antenna (1) with omnidirectional irradiation characteristics and used as a cover for said sensor (50), connectors (2) for signal interconnection, coaxial cable (3) , wireless communication device (6), gas leak sensor (7) connected to the wireless communication device (6) and its antenna (1) directly via coaxial cable (3), mechanical protection body (4 ) in HDPE interconnecting the antenna (1) with the wireless communication devices (6) and the leak sensor (7) and o-ring seals (5) at the junction of the components (1) and (4) . 2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos meios de comunicação sem fio serem selecionados do grupo que compreende: dispositivos de comunicação sem fio (6) Wi-Fi; 3G; 4G; rádio; ZigBee; Bluetooth; do padrão IEEE 802.15.4; EDGE; ad-hoc; WiMax; Wap; GSM; CDMA; UMTS; LTE e/ou suas combinações.2. Device according to claim 1, characterized in that wireless communication means are selected from the group comprising: wireless communication devices (6) Wi-Fi; 3G; 4G; radio; ZigBee; Bluetooth; the IEEE 802.15.4 standard; EDGE; ad hoc; WiMax; Wap; GSM; CDMA; UMTS; LTE and / or its combinations. 3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos adicionalmente compreender meios de alimentação energética selecionados do grupo que inclui: fontes de energia, baterias, estabilizadores, no-breaks, filtros, sistema de energia solar e/ou suas combinações.Device according to claim 1, characterized in that it additionally comprises means of energy supply selected from the group including: energy sources, batteries, stabilizers, UPS, filters, solar energy system and / or their combinations. 4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo corpo de proteção mecânica (4) compreender meios de vedação (5) selecionados de: anéis de vedação, retentores, silicone, colas, adesivos, fixadores, verniz, tinta, protetores e/ou impermeabilizantes.4. Device according to claim 1, characterized by the mechanical protection body (4) comprising sealing means (5) selected from: sealing rings, retainers, silicone, glues, adhesives, fasteners, varnish, paint, protectors and / or waterproofing. 5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo corpo de proteção mecânica (4) compreender materiais metálicos, poliméricos, borrachas, dielétricos, poliuretano, polietileno, polipropileno, resinas, policarbonato, nylon, seda, tecidos, borrachas, mantas, fibras e/ou suas combinações.5. Device according to claim 1, characterized in that the mechanical protection body (4) comprises metallic, polymeric materials, rubbers, dielectrics, polyurethane, polyethylene, polypropylene, resins, polycarbonate, nylon, silk, fabrics, rubbers, blankets, fibers and / or their combinations. 6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo corpo de proteção mecânica (4) ainda compreender a aplicação de colas, adesivos, fixadores, verniz, zarcão, tinta, protetores, impermeabilizantes, estabilizantes, aditivos anti-UV e antioxidantes, filtro solar e/ou suas combinações para a proteção do referido corpo.6. Device according to claim 1, characterized by the mechanical protection body (4) which also includes the application of glues, adhesives, fixers, varnish, zarcon, paint, protectors, waterproofing, stabilizers, anti-UV and antioxidant additives, filter solar and / or its combinations for the protection of that body. 7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo corpo de proteção mecânica (4) ser hermeticamente fechado e/ou vedado.7. Device according to claim 1, characterized in that the mechanical protection body (4) is hermetically closed and / or sealed. 8. Dispositivo sensor (50) de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por incluir sensores para condições ambientais como: umidade, temperatura, luminosidade, pressão, ruídos e/ou suas combinações.Sensor device (50) according to one of claims 1 to 7, characterized in that it includes sensors for environmental conditions such as: humidity, temperature, light, pressure, noise and / or their combinations. 9. Dispositivo (50) de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por compreender um sistema GPS.Device (50) according to one of Claims 1 to 8, characterized in that it comprises a GPS system. 10. Dispositivo (50) de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por ser modular ou em peça única.Device (50) according to one of claims 1 to 9, characterized in that it is modular or in one piece. 11. Uso de um sensor de vazamento de gás (7), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por ser disposto próximo à tubulação de distribuição e transporte de gás (10) em zonas urbanas e rurais.11. Use of a gas leak sensor (7), as defined in any one of claims 1 to 10, characterized in that it is disposed close to the gas distribution and transport piping (10) in urban and rural areas. 12. Processo para a instalação e/ou manutenção de um sistema de monitoramento de vazamento de gás (30) em tubulações de distribuição e transporte de gás (10) caracterizado pelo fato de compreender as seguintes etapas: - conexão a pelo menos um ponto de uma tubulação de distribuição e transporte de gás (10), de um dispositivo sensor de detecção de vazamento de gás (50) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11; - integração do referido dispositivo (50) a um sistema sem fio de coleta e processamento de informações (31) oriundas do referido dispositivo, onde o referido sistema compreende: um dispositivo coordenador ou roteador de rede (32) para interligar o(s) sensor(es) (50); e pelo menos uma central de controle remota (33) em comunicação com o(s) referido(s) dispositivo(s) sensor(es) para a análise e indicação de dados de vazamentos.12. Process for the installation and / or maintenance of a gas leak monitoring system (30) in gas distribution and transport pipes (10) characterized by the fact that it comprises the following steps: - connection to at least one connection point a gas distribution and transport pipeline (10) from a gas leak detection sensor device (50) as defined in any one of claims 1 to 11; - integration of said device (50) with a wireless system for collecting and processing information (31) from said device, where said system comprises: a coordinating device or network router (32) to interconnect the sensor (s) (s) (50); and at least one remote control center (33) in communication with said sensor (s) device (s) for the analysis and indication of leakage data.
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