Use of accelerometers for shock and impact detection on LPG canisters

Abstract

Skadede gassbeholdere kan utgjøre en potensiell fare, spesielt om de er fylt med brennbar eller giftig gass. På grunn av risikoen disse skadde beholderne utgjør er formålet med denne oppgaven å undersøke om akselerometer er egnet for å oppdage støtskade på LPG-beholdere. Hexagon Ragasco AS ønsker å bruke et slikt system for å forhindre at skadde beholdere gjenbrukes. Dette systemet skal være trådløst slik at målingene fra akselerometeret enkelt kan leses av uten å fysisk måtte koble seg til. Alle aktive komponenter inkludert i systemet må være så energieffektive som mulig på grunn av lang forventet levetid og begrensede muligheter for oppladning av batterier som følge av den ekstra arbeidsmengden dette vil medføre for ansatte på fyllestasjonene.

Målet med denne oppgaven er å undersøke om akselerometer er egnet for bruk i et slik system. Dette ble løst ved bruk av BMA400 som er et kapasitivt akselerometer sammen med Bosch Sensortecs Application board 3.0 og COINES API. Det må undersøkes hvilken teknologi som er best egnet til trådløs kommunikasjon. I tillegg skal et forslag til ideell strømforsyning og batteriløsning fremmes.

Resultatet av denne oppgaven indikerer at det å bruke akselerometer er en god løsning for å detektere støt og bevegelse på gassbeholderne. Bluetooth Low Energy er godt egnet for trådløs kommunikasjon siden strømtrekket er forholdsvis lavt. Et litium tionylklorid batteri er godt egnet for bruk som strømkilde, i hovedsak på grunn av den lave lekasjestrømmen/selvutladningen. Ytterligere testing og utvikling er nødvendig for å trekke en endelig konklusjon om det er verdt å gå videre med dette prosjektet.

Damaged gas canisters can be exceptionally dangerous when used, especially when the canisters contain a flammable or toxic gas. Due to the risk these damaged canisters pose, the objective of this thesis is to explore the viability of using accelerometers for impact damage detection on LPG canisters. Hexagon Ragasco AS desires to use such a system such that damaged canisters would not be reused. The system should be wireless so that the accelerometer measurements can be easily accessed without a cable connection. All the active components included in the system must be as energy efficient as possible due to the long-required lifespan and limited battery charging capabilities, to reduce the workload for the staff at the filling stations.

The goal of this thesis is to determine whether the accelerometer is suitable for the outlined system. The objective of this thesis was solved by using a capacitive accelerometer, the BMA400 along with Bosch Sensortec’s Application Board 3.0 and the COINES API. An investigation must be done to ascertain the optimal technology used for wireless communication in the system. In addition to this, proposals must be made for an ideal power supply solution and battery.

The results of this thesis indicate that the use of such an accelerometer is optimal for detecting impacts and movements of the canisters. Bluetooth Low Energy is a well-suited choice for the system, as it is excellent for power efficiency. A battery made up of lithium thionyl chloride is suitable for the desired longevity of the system, primarily due to the relatively low leakage current. Further testing and development are required to make certain of the feasibility of this project.