CF-SPEED 20 - medidor de velocidade de escoamento em canais por diferencial de pressão
Data
2020
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Editor
Universidade Brasil
Resumo
As bacias hidrográficas são muito importantes para o ciclo hidrológico, a entrada de
água é por meio de precipitação, enquanto a saída ocorre por meio de escoamento e
evapotranspiração. Este escoamento pode ser monitorado por meio de cálculos
probabilísticos e algoritmos de precisão. Em córregos e rios, o monitoramento de
vazão é realizado por vários métodos e técnicas, como por exemplo molinete
hidrométrico, calhas, doppler acústicos ou até mesmo métodos com flutuadores. Hoje
com as novas tecnologias, a importância da inovação tecnológica se tornou algo
importante, pensando nisso, o presente trabalho teve o objetivo de desenvolver um
dispositivo de medição de velocidade de escoamento em canais por meio de pressão,
denominado CF-SPEED 20. O medidor foi desenvolvido na Universidade Brasil –
Campus Fernandópolis e é composto por sensores (pressão), módulos amplificadores
digitais (HX711) e cartão de memória, conectados a plataforma Arduino. A estrutura
onde fica os sensores e os circuitos eletrônicos foi construída utilizando material de
baixo custo e a base de plástico. Para dar maior equilíbrio e precisão durante a
medição, foi instalado na parte superior da estrutura um nível bolha formato T. Em
cinco testes realizados pelo CF-SPEED 20, foi coletado e armazenado dados da
velocidade de escoamento em um determinado trecho do córrego, permitindo calcular
a quantidade de água que passa naquele local. A calibração do CF-SPEED 20 foi
realizada por regressão, sendo uma variável a velocidade de escoamento mensurada
pelo molinete hidrométrico e a variável com a diferença de tensão medida nos
sensores de pressão. Os resultados obtidos da calibração dos sensores e a aplicação
do medidor apresentaram ótima confiabilidade na obtenção de dados da velocidade
de escoamento. Pode-se concluir que o medidor CF-SPEED 20 é funcional para
medições de velocidade de escoamento utilizando a pressão diferencial e com custo
baixo quando comparado a outros equipamentos disponíveis no mercado.
Abstract
The river basins developments are very important for the water cycle, the entry of water
is through precipitation, while the exit occurs through runoff and evapotranspiration.
This flow can be monitored by means of probabilistic calculations and precision
algorithms. In streams and rivers, flow monitoring is carried out by various methods
and techniques, such as hydrometric windlass, gutters, acoustic doppler or even
methods with floats. Today with the new technologies, the importance of technological
innovation has become something important, thinking about it, the present work aims
to develop a device for measuring flow velocity in channels by means of pressure,
called CF-SPEED 20. The meter it was developed at Universidade Brasil - Campus
Fernandópolis and consists of sensors (pressure), digital amplifier modules (HX711)
and memory card, connected to the Arduino platform. The structure where the sensors
and electronic circuits are located was built using low cost material and the plastic
base. To provide greater balance and accuracy during measurement, a bubble level
T-shape was installed on the upper part of the structure. In five tests performed by the
CF-SPEED 20, flow velocity data was collected and stored in a given stretch of the
stream, allowing calculate the amount of water passing through that location. The
calibration of the CF-SPEED 20 was performed by regression, with one variable being
the flow rate measured by the hydrometric reel and the variable with the voltage
difference measured in the pressure sensors. The results obtained from the calibration
of the sensors and the application of the meter, show an excellent reliability in obtaining
data of the flow velocity. It can be concluded that the CF-SPEED 20 meter is functional
to capture the flow velocity using the differential pressure and at a low cost.
Descrição
Palavras-chave
Hidrometria, Vazão, Sensores, Arduino, Recursos hídricos