Sistema embarcado para aumento da autonomia de perfilômetro a laser aplicável ao interior de dutos

Abstract

É comum na indústria petrolífera a utilização de dutos para transporte de óleo e gás. Devido ao ambiente hostil em que operam, esses dutos estão sujeitos a avarias como corrosão e amassamentos. Com o objetivo de auxiliar na identificação dessas avarias, foi desenvolvido em trabalhos anteriores um sistema de perfilômetria óptica que utiliza a triangulação cônica a laser e processamento de imagens para medir o perfil geométrico interno de dutos. Esse sistema de medição utiliza cabos para conectar o sensor a um computador, que processa as imagens e armazena os resultados das medições. A utilização de cabos restringe a autonomia de medição para aproximadamente cinquenta metros devido à perda de qualidade do sinal. Essa restrição limita o uso do perfilômetro a pequenos trechos do duto. Este trabalho avalia potenciais alternativas para o aumento da autonomia do perfilômetro, visando a inspeção de dutos de comprimento superior a novecentos metros. A pesquisa realizada indicou o uso de sistemas embarcados como a alternativa mais viável sem que haja o comprometimento das características metrológicas e funcionais do perfilômetro. Uma comparação entre as arquiteturas de sistemas embarcados revelou as possibilidades de (a) realizar o simples armazenamento das imagens, ou (b) o processamento embarcado através de soluções hibridas. As soluções foram desenvolvidas e analisadas experimentalmente para avaliar as características de consumo e desempenho. Esses testes apontaram o uso do sistema embarcado baseado na arquitetura CPU+GPU para processamento como a alternativa mais viável. Por fim, foram destacadas as modificações necessárias a esse sistema para futura implementação no perfilômetro a fim de dotá-lo da autonomia necessária para a aplicação em dutos de comprimento superior a novecentos metros.<br>

Abstract : The use of pipelines for oil and gas transportation is a common industry practice. Due to the hostile environment where they operate, these pipelines are subject to damages such as, corrosion and dents. An optical profilometer, which uses the conical triangulation combined with image processing, was previously developed to assess and quantify the amount of damages by measuring the inner geometry of pipelines. This measurement system uses cables to connect the sensor to a computer, which process the images, compute and saves the results. The use of cables restricts the measurement autonomy to fifty meters due to technical limitations. This restriction limits the use of the profilometer to small portions of the pipeline. This work evaluate potential alternatives to increase the profilometer autonomy, aiming the inspection of pipelines above nine hundred meters. The developed research pointed the use of embedded systems as the most viable alternative without degradation of the metrological and functional characteristics of the profilometer. A comparison between the embedded systems architectures revealed two possibilities: (a) save the images for later processing, or (b) embedded processing these images using hybrid devices. The solutions where developed and experimentally analyzed to evaluate the power consumption and performance characteristics. These tests indicated the use of an embedded system based on CPU+GPU architecture as the most viable alternative. To finalize, the necessary modifications for this system to future implantation in the profilometer where pointed.