Uso do DVL em Veículos Submarinos

O DVL – Doppler Velocity Log (Registro de velocidade Doppler) é um sensor acústico usado para medir a velocidade de um veículo em relação ao meio com precisão. A partir dos dados coletados, é possível determinar posição (em relação a uma posição inicial definida), profundidade, altitude, etc. Por isso é um componente muito importante na construção de veículos submarinos (AUV, ROV, USV, ASV, etc.).

Exemplo de Pathfinder DVL da marca Teledyne

O DVL envia sinais de ping para o meio numa frequência conhecida partindo de 4 transdutores. A propagação acústica do sinal sofre uma alteração na frequência, percebida pelo DVL, permitindo que possa medir tanto a velocidade do meio quanto a própria velocidade em relação a um referencial não estacionário.

Os transdutores são componentes que convertem um sinal de uma natureza em outra. Os utilizados no DVL são os transceivers que convertem sinais óticos em sinais elétricos e sinais de dados. Nesse caso, a água funciona como um “cabo de fibra ótica” ligada ao sensor, sendo responsável pela captação da variação pelo Efeito Doppler. A conversão ocorre através de um transceptor.

Efeito Doppler: descrito como um efeito causado em um observador não estacionário em relação a uma onda (Tanto a onda quanto o observador podem estar em movimento). Esse observador percebe frequências diferentes emitidas por uma fonte por causa da existência de uma velocidade relativa entre eles.

Com os dados obtidos, a velocidade é convertida para os eixos cartesianos (XYZ), é possibilitada a determinação da posição do veículo, já que sabendo o intervalo do ping pode ser calculada com a fórmula distância = velocidade x tempo. Com a posição tridimensional, dados como a altitude e profundidade podem ser obtidos.

Grafico da precisão de medição da posição pelo DVL

Os principais exemplos de DVL são:

- Pathfinder, que possui as vantagens de ser versátil a atualizações, baixo custo, alta compatibilidade com outros equipamentos, seu tamanho reduzido;

- Tasman, que possui uma praticidade maior que os outros por causa do seu tamanho e por ser facilmente substituível, possui alta compatibilidade e também possibilita a medição de temperatura;

Tasman DVL da marca Teledyne

- Pioneer, mais resistente mecanicamente o que permite seu uso em profundidades com alta pressão e possui detecção de vazamentos;

Pioneer DVL da marca Teledyne

- Workhorse navigator, possui alta precisão na medição de altitude, temperatura e profundidade; e também mede o erro na medição da velocidade.

Workhorse Navigation DVL da marca Teledyne

A aplicação do DVL é em veículos submarinos, sendo usado por empresas ligadas a esse ramo, tais como C&C Technologies, Copenhagen Subsea, SeaSam, entre outras. Embora muitas empresas o utilizem, esse aparelho ainda possui um preço elevado no mercado, o que resulta na busca por alternativas como INS , ADCPs e IMUs, que podem ser adaptados para realizar algumas funções que o DVL realiza. No entanto, por ser um aparelho refinado e fornecer informações precisas, nem sempre é possível substituí-lo. O AUV da Nautilus ainda não faz uso do DVL, o que dificulta os algoritmos de localização do veículo.