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Sensor instalado em veículo em movimento consegue detectar objetos enterrados

por Kamila Jessie | 16/10/2019

Detectar minas terrestres e demais objetos enterrados pode
ser um processo desafiador e lento. Fazer isso através de um veículo em
movimento tornaria o processo mais rápido, mas à custa da precisão. Nesse
contexto, pesquisadores do Mississipi (EUA) desenvolveram um dispositivo que oferece
uma melhoria significativa em relação às tecnologias existentes, que não podem
ser operadas em movimento e perdem precisão na presença de fontes externas de
som ou vibração.

Medições sem um feixe de referência

Para detectar objetos enterrados, os vibrômetros Doppler a
laser (LDVs) são usados ​​em conjunto com uma fonte de áudio, como um
alto-falante, ou uma fonte sísmica, como um agitador mecânico. O som ou ondas
sísmicas fazem o solo vibrar. O LDV pode detectar diferenças sutis no padrão de
vibração onde um objeto está enterrado, desde que o detector esteja parado e o
ambiente seja suficientemente livre de vibração.

LDV vibrações
Imagem: atecorp.com

A operação de LDVs tradicionais é baseada na interferência
da luz refletida de um objeto com um feixe de referência interno ao LDV. Como
resultado, o movimento do próprio LDV pode fazer com que os sinais do LDV sejam
significativamente maiores do que os sinais causados ​​pela vibração do objeto
e indistinguíveis deles.

Os LDVs combinados com a vibração excitada no solo têm se
mostrado promissores para a detecção de minas terrestres e outros objetos
enterrados, mas sua sensibilidade às vibrações ambientais significa que eles
devem ser operados a partir de uma plataforma estável especial. O dispositivo,
chamado Sensor Interferométrico Diferencial de Feixes Múltiplos a Laser
(LAMBDIS), fornece recursos de detecção comparáveis, mas é muito menos sensível
ao movimento.

No novo trabalho, os pesquisadores usaram uma matriz linear
de 30 raios laser direcionados para a área interrogada. No caso, o novo
dispositivo supera o desafio de detecção usando uma série de raios laser e
combinando seus sinais para criar um esquema de detecção rápida que também é
robusta o suficiente para compensar o movimento e outros “ruídos” ou
interferentes que podem sobrecarregar outras técnicas. O LAMBDIS fornece a
medição de campos de vibração com alta sensibilidade, embora com baixa sensibilidade
ao movimento de todo o corpo do objeto ou do próprio sensor, permitindo a
operação a partir de um veículo em movimento.

Testes de campo bem-sucedidos

Os pesquisadores relatam que o dispositivo LAMBDIS teve um
bom desempenho sob uma ampla gama de condições em testes de laboratório e de
campo. O LAMBDIS foi capaz de detectar objetos enterrados a 7,5 metros a 20
metros de distância e de um veículo viajando a aproximadamente 15 km/h com
resultados comparáveis ​​a um LDV montado em plataforma estável.

Aplicações ampliadas para o LDV modificado

Além de detectar minas terrestres, os LDVs são comumente usados ​​para inspecionar automóveis e componentes de aeronaves, além da avaliação de vibrações de pontes e estruturas, e da calibração de equipamentos e materiais de estudo e em aplicações odontológicas e biomédicas. O LAMBDIS poderia beneficiar essas aplicações nos casos em que o ruído ou o movimento ambiental dificultem o uso de dispositivos LDV clássicos.

Fonte: OSA.org

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Kamila Jessie

Engenheira ambiental e sanitarista, MSc. e atualmente doutoranda em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo. http://orcid.org/0000-0002-6881-4217