A snake (coil) is an induced path (cycle) in a hypercube. They are well known from the snake-in-the-box (coil-in-the-box) problem which asks for the longest snake (coil) in a hypercube. They have been generalized to k-snakes (k-coils) which preserve distances between their every two vertices at distance at most k − 1 in hypercube. We study them as a variant of Locke's hypothesis. It states that a balanced set F ⊆ V (Qn) of cardinality 2m can be avoided by a Hamiltonian cycle if n ≥ m + 2 and m ≥ 1. We show that if S is a k-snake (k-coil) in Qn for n ≥ k ≥ 6 (n ≥ k ≥ 7), then Qn − V (S) is Hamiltonian laceable. For a fixed k the number of vertices of a k-coil may even be exponential with n. We introduce a dragon, which is an induced tree in a hypercube, and its generalization a k-dragon which preserves distances between its every two vertices at distance at most k−1 in hypercube. By proving a specific lemma from my Bachelor thesis that was previously verified by a computer, we finish the proof of the theorem regarding Hamiltonian laceability of hypercubes without n-dragons.

Thesis (D. Tech. Electrical engineering) --Vaal University of Technology / A comprehensive study upon "Non-conventional methods for energy extraction from the high voltage transmission lines" was addressed in this thesis. As defined in this study, a non-conventional method to extract energy is one that does not touch the conductors of the line. The theoretical framework which originated in the Maxwell's equations was presented as a base for discussion of all the methods and the conditions for the extraction to be possible. This study presents various methods such as capacitive and inductive to extract energy from high voltage alternating current transmission lines (HVAC). Although in theory, for high voltage direct current transmission lines (HVDC), the conditions for extraction are not matched, there remain some methods that could still attract interest. The centre point of this thesis is the new power application of the Rogowski coil. This method is analysed in full extent starting from theoretical modelling, computer simulations, design of the actual Rogowski coil and power electronics associated with it, and experimental results on a reduced scale model. In doing this, strong mathematical tools and computer software such as Matlab 6, Quick Field and MathCAD were used. At the end of this thesis, some conclusions are presented together with new ideas for further research in the field.

O objetivo deste trabalho foi melhorar a relação sinal-ruído de um sistema de imagens por ressonância magnética nuclear (TORM 005), através do desenvolvimento de bobinas de recepção mais eficientes, de circuitos de sintonia balanceados, circuitos de desacoplamento de potência para as bobinas receptoras e da melhoria do ambiente eletromagnético no qual os transdutores trabalham. Para isso, houve necessidade de se modificar a blindagem eletromagnética interna ao TORM 005 e incorporar filtros nas linhas de sinal mais críticas para o sistema. Novas bobinas para imagem foram desenvolvidas, melhorando a relação sinal-ruído e permitindo a execução de exames clínicos de diversas anatomias com qualidade superior. Sistemas de sintonia balanceados para as bobinas foram estudados e implementados, garantindo uma redução nas perdas destas bobinas devido a presença de um paciente em seu interior e permitindo uma maior reprodutibilidade da sintonia delas quando um paciente é substituído por outro. Circuitos para proteção da entrada do receptor e para desacoplamento da bobina receptora durante os pulsos de RF na transmissão foram desenvolvidos, construídos e incorporados ao TORM 005. O conjunto destas implementações garantiram ao TORM 005 uma melhora na relação sinal-ruído, na confiabilidade de operação e na reprodutibilidade dos resultados e conseqüentemente uma melhor qualidade da imagem,, o que tem permitido o uso constante do aparelho para aplicações clínicas e no desenvolvimento de novos trabalhos relacionados com imagem por RMN em ultra-baixo campo magnético. / The aim of the present work was to optimize the signal to noise ratio in our NMR imaging system (TORM 005) by improving transducers\' reception quality through better designed coils, balanced tuning circuit for this coils and power decoupling circuits and by reducing interference from the electromagnetic environment. For this purpose, we had to modify the internal electromagnetic shielding and incorporate line filters in the more critica1 signal paths. Also, new types of coils were developed, improving the signal to noise ratio, and allowing us to make clinical exams with superior quality for severa1 anatomies. Balanced circuits for tuning and matching of the coil were studied and built, allowing a reduction of the coil losses because patient\'s load. This produced a more reliable coil tuning after positioning each new patient. Circuits to avoid the receiver input overload and decoupling circuits for the isolation of receiver coils from excitation coil were designed and incorporated to the TORM 005. All these alterations of our imaging system (TORM 005) contributed to a significant improvement in the signal to noise ratio, reliability and reproducibility of the system. This permitted to operate the system routinely for clinical applications, research and development in the area of ultra low magnetic field tomography.

Neste trabalho medidas de condutividade alternada e de corrente versus tensão foram realizadas em dispositivos emissores de luz baseados em poli(2-metoxi-5-(2\'-etil-hexiloxi)-1,4-fenileno vinileno)-MEH-PPV com óxido de zinco (ZnO) como eletrodo transparente e injetor de buracos e alumínio (Al) como eletrodo metálico e injetor de elétrons. MEH-PPV é um derivado do PPV que emite no vermelho. O ZnO tem função trabalho similar à do ITO, mas é menos agressivo ao polímero, menos caro e mais fácil de ser processado. A curva I vs. V retificada mostrou que a corrente direta depende da temperatura. As componentes real e imaginária da condutividade (ac) apresentam comportamento típico de alguns materiais desordenados: a componente imaginária aumenta como função da freqüência e a componente real mostrou-se independente da freqüência para baixas freqüências e varia como uma lei de potência no domínio de freqüências mais altas O modelo de energias livres aleatórias-RFEB e uma resistência em série para o fenômeno de interface foram desenvolvidos e ajustados para os resultados ac. Com base neste ajuste teórico-experimental, obtemos importantes parâmetros do dispositivo, bem como informações quantitativas sobre o fenômeno de transporte no MEH-PPV. / In this work current vs. voltage (I vs. V) and alternating conductivity (ac) measurements were carried out in poly[(2-methoxy- 5-hexyloxy)-pphenylenevinilene] ? MEH-PPV light-emitting diodes having zinc oxide (ZnO) as transparent anode and Al as metallic cathode. MEH-PPV is a PPV derivative, which emits in the red spectral region; ZnO has a work function similar to that of ITO, but it is less aggressive to the polymer, less expensive and easily processed. The retificated I vs. V curves shows that the direct current depends on the temperature. Moreover, the real and imaginary components of alternating conductivity (ac) present typical behavior of somewhat disordered material: the imaginary component grows as a function of the frequency and the real component was observed to be frequency independent for lower frequencies, and follows a power-law above a certain frequency. The Random Energy Free Barrier model approaches and a resistance in series for the interface phenomenon were developed and adjusted for the ac results. From this experimental-theoretical fitting we obtained important parameters of the devices as well as, quantitative informations about the MEH-PPV transport phenomenon.

Técnicas de aquisição paralelas e hardware dedicados vem sendo desenvolvidos desde a década de 1980 para reduzir o tempo de aquisição de imagens via ressonância magnética (IRM). Uma bobina do tipo phased array é um dispositivo do tipo receptor, que usa múltiplas bobinas (canais) cada qual com seu próprio circuito de detecção para adquirir simultaneamente os sinais que formam uma imagem ou espectro via IRM. Exemplos de técnica de imagem paralela que usa bobinas tipo phased array são Sensitivy Enconding (SENSE) e GeneRalized Autocalibrating Partial Parallel Acquisition (GRAPPA). Sampled array é o nome de um método proposto neste trabalho em que cada canal de uma bobina multicanal é responsável por adquirir de forma independente o sinal da sua amostra de modo que cada sinal de amostra é endereçado ao seu canal específico. Neste trabalho, descrevemos o desenvolvimento de uma bobina phased array de quatro canais para anatomia de cabeça de rato usando circuito impresso flexível para operar em um sistema de IRM pré-clínico de 2T com objetivo de validar o método de construção e uso de circuito flexível como bobina de recepção. Também desenvolvemos uma bobina de quatro canais para realizar simultaneamente a imagem de quatro sementes na mesma varredura para validar o método Sampled Array com objetivo de melhorar a qualidade da imagem e simultaneamente acelerar experimentos de múltiplas amostras. Os resultados mostram que a bobina de circuito impresso phased array, em comparação com uma bobina de enrolamento de fio regular, forneceu uma boa relação sinal / ruído (RSR) e possui geometria mais adequada à anatomia por ser flexível. Além disso, o processo de fabricação da bobina seja facilitado desde que toda a bobina é construída como um protótipo de circuito impresso. Os bons resultados da bobina sampled array mostraram o método como promissor para imageamento de múltiplas amostras com aumento de RSR e diminuição de tempo de experimentos em relação ao uso de bobinas de canal único. / Parallel techniques and dedicated hardware has been developed since the 1980s to reduce acquisition time on Magnetic Resonance Imaging (MRI) scanners. A phased array is a receiver only mode device concept, which uses multiple channels (coils) with their own detection circuits to simultaneously acquire MRI or localized spectroscopic signals. An example of parallel imaging technique that uses phased array coils is Sensitivy Enconding (SENSE). Sampled array is the name proposed in this work for a method in which each channel of a multichannel coil is responsible to acquire independently the signal from its sample so that each sample signal is addressed to its specific channel. In this work, we describe the development of a four-channel phased array coil for rat head anatomy using flexible printed circuit board (PCB), to operate on a 2T pre-clinical MRI scanner to validate the construction method and usage of flexible PCB as a receiver coil. We also developed a four-channel sample array coil to simultaneously perform the imaging of four seeds at the same scan, to validate the proposed method to improve image quality at the same time accelerating multiple seed imaging for agriculture studies. The results show that phased array PCB coil as compared to a regular wire winding coil provide good signal-to-noise ratio (SNR) imaging with more adequate geometry to the anatomy by being flexible. In addition, the coil manufacturing process is facilitated since the entire coil is constructed as a PCB prototype. The sample array imaging showed as a promising method for multiple sample increasing SNR and time to do experiments.

Emendas por traspasse são criadas pela justaposição de barras de aço em um determinado comprimento, assegurando que elas se manterão em posição. Assim como em outros sistemas estruturais, a alvenaria estrutural de blocos de concreto utiliza barras de aço como reforço dos elementos quanto à resistência à tração, mais proeminentes em edifícios altos devido à ação dos ventos. As armaduras são projetadas para serem alocados no interior dos blocos, e a prática construtiva no Brasil é posicionar as armaduras de aço antes dos blocos serem assentados. Devido à essa prática, as paredes precisam ser construídas em pelo menos duas etapas, para considerar a altura limite imposta pela armadura posicionada ao operário na elevação dos blocos. Para aumentar a eficiência na elevação das paredes de alvenaria, hélices circulares são propostas como componentes de confinamento do graute que envolve a emenda, permitindo a elevação da parede em etapa única. A armadura é colocada dentro da seção transversal da espiral após a parede de alvenaria ser completamente elevada. O objetivo desta investigação é avaliar a eficiência da emenda por traspasse, com hélice circular atuando como componente do confinamento do graute que envolve a emenda. Quatro configurações de emenda distintas foram ensaiadas: a primeira, referência, foi justaposta e amarrada com arame; a segunda foi espaçada, porém sem a presença de um componente de confinamento; a terceira foi espaçada e continha uma hélice circular com passo de 3,5 cm; e a quarta foi espaçada e continha uma hélice circular com passo de 8,0 cm. Os ensaios permitiram concluir que a hélice de traspasse é um componente eficiente no confinamento das emendas por traspasse em alvenaria estrutural de blocos de concreto. Análises estatísticas dos resultados demonstram que emendas por a emenda com hélice circular de 3,5 cm não só é equivalente à emenda por referência do ponto de vista da resistência à tração, como também contribui para a redução de fissuras. / Lap slices are created by the overlapping of reinforcement bars over a specified length and reassuring that they stay in place. As with other structural systems, concrete block masonry uses reinforcing steel to carry the tensile loads which are more prominent on tall buildings due to the effect of wind. Reinforcing bars are designed to be placed inside block cells. The construction practice in Brazil is to place the reinforcing steel before the block units are laid. With this practice, walls need to be built in at least two lifts to account for the height limits imposed by the mason having to lift each block over the reinforcing bars. To increase the efficiency of wall construction, spirals are proposed as confinement components of the grout surrounding the lap splices, allowing a single-lift wall construction. The vertical reinforcement is then placed inside the cross-section of the spiral after the laying of blocks is complete. The objective of this investigation is to evaluate the efficiency of lap splices with spirals as confinement components of grout. Four types of single-bar splice specimens were prepared during the test program consisting of: first, contact lap splices tied by steel lock wires; second, non-contact lap splices without any confinement components; third, non-contact lap splices with the surrounding grout confined by spirals with 35 mm pitch; fourth, non-contact lap splices with the surrounding grout confined by spirals with 80 mm pitch. The results of the experimental program show that spirals are efficient confinement components of non-contact lap splices in concrete block masonry. Statistical analysis of results demonstrate that non-contact lap splices confined by spirals with 35 mm pitch are not only equivalent with contact lap splices regarding their ultimate tensile resistance, but also contribute to the reduction of cracks.

Este trabalho teve como objetivo avaliar o filamento de tungstênio de 150 W (OSRAM) como atomizador eletrotérmico para determinação de alumínio em amostras de águas, incluindo um estudo sistemático sobre o seu comportamento eletrotérmico na presença de até 1000 mg l-1 de sódio, potássio, cálcio, magnésio e/ou da mistura destes elementos. Alguns parâmetros, como comprimento de onda, corrente da lâmpada de catodo oco, altura de observação e temperatura de atomização do alumínio foram avaliados visando à melhoria da qualidade dos resultados e do limite de detecção. Após uma primeira avaliação, fixaram-se o comprimento de onda em 309,3 nm e a corrente da lâmpada de catodo oco em 10 mA, elegendo-se altura de observação de 1,5 mm e temperatura de atomização de 2860 oC (13,0 V). No programa de aquecimento usado no desenvolvimento deste trabalho adotou-se rampa invertida de voltagem variando entre 0,65 a 0,30 V durante 50 s para secagem de 10 µl, 2,8 V durante 10 s para pirólise e 13,0 V durante 1 s para atomização. As soluções usadas no desenvolvimento deste trabalho formam preparadas, em sua maioria, em meio 0,1 % v/v HNO3. A avaliação dos potenciais interferentes Na, K, Ca, Mg e a mistura desses elementos foi realizada nas alturas de observação de 0,0 a 2,0 mm e nas composições do gás de proteção de 90% Ar/10% H2, 80% Ar/20% H2, 65% Ar/35% H2. Pode-se inferir que o aumento do hidrogênio na composição do gás de proteção não acarretou melhora significativa na ação dos interferentes na atomização do alumínio. Não foram observadas interferências significativas em até 1000 mg l-1 Na e K na atomização de 100 µg l-1 Al na altura de observação de 0,0 mm. Na mesma condição de altura de observação, a mistura dos interferentes não afetou significativamente a atomização do alumínio. Observaram-se interferências em torno de 40 % na atomização de 100 µg l-1 Al em 0,1 % v/v HNO3 na altura de observação de 0,0 mm na presença de até 100 mg l-1 de Ca e Mg. Nessa mesma condição, mas com a mistura 65 % Ar/35 % H2, a supressão do sinal de absorbância de alumínio foi da ordem 90%. Os resultados obtidos na determinação de alumínio em amostras de água foram obtidos nas condições anteriormente citadas, utilizando gás de proteção 90% Ar/ 10% H2. Nestas condições, o limite de detecção foi de 2,3 µg l-1 Al e a massa característica de 69 pg Al. Os resultados encontrados foram satisfatórios e concordantes com aqueles encontrados quando se utilizou o forno de grafite como método de comparação. Aproximadamente 500 queimas foram feitas com um único filamento de tungstênio. / The aim of this paper was to evaluate the 150 W (OSRAM) tungsten coil as electrothermal atomizer in order to determine aluminum in water samples as well as a systematic study of its electrothermal behavior in the presence of up to 1000 mg l-1 of sodium, potassium, calcium, magnesium and/or of mixture of these elements. Some parameters, such as wavelength, hollow cathode lamp current, observation height and atomization temperature were evaluated in order to improve the quality of results and the detection limit. After a first evaluation, measurements were always carried out at 309,3 nm as well as the hollow cathode lamp current at 10 mA, and it was adopted an observation height of 1,5 mm and atomization temperature at 2860 oC (13,0 V). In the heating program defined experimentally, the inverted voltage ramp was adopted for drying 10 μl of sample solution by varying the applied voltage from 0,65 to 0,30 V during 50 s, with further application of 2,8 V for 10 s in the pyrolysis step and 13,0 V for 1 s in the atomization step. Most solutions were prepared in 0,1% v/v HNO3. The evaluation of the potential interfering elements such as Na, K, Ca, Mg an the mixture of these elements, was carried out in observations heights from 0,0 to 2,0 mm at different gas compositions: 90% Ar/ 10% H2 , 80 % Ar/ 20% H2 and 65 % Ar/ 35% H2. It can be inferred that the hydrogen increase in the protection gas did not change the interference behavior of the studied concomitants on aluminum atomization. Significant interferences were not observed up to 1000 mg l-1 of Na and K in the atomization of 100 μg l-1 Al when the optical beam was intercepting the atomizer (0,0 mm observation height). In the same condition, the mixture of the interfering species did not significantly affect the aluminum atomization. In addition, 100 mg l-1 of Ca and Mg depressed the absorbance of 100 μg l-1 Al in 0,1 % v/v HNO3 by approximately 40 %. When the atomization was made in the presence of 65 % Ar/ 35 % H2, the suppression of the aluminum absorbance signal was about 90 %. The results obtained in the determination of aluminum in water samples were achieved in the conditions previously mentioned, using protection gas of 90 % / 10 % H. In these conditions, the detection limit was 2,3 μg l-1 Al and the characteristic mass was 69 pg Al. The results were reasonable and in agreement with those found by atomic absorption with graphite furnace as a comparative method. Approximately 500 firings were made with a single tungsten coil.

Orientador: Weber José da Silva Ursi / Banca: Robert Chaib Stegun / Banca: Carlos Alberto Adde / Banca: João Batista Macedo Becker / Banca: Lúcia Teramoto / Resumo: Analisaram-se separada e comparativamente três marcas comerciais de elásticos ortodônticos sintéticos e de molas de NiTi (MORELLI, ORMCO e GAC), quanto à degradação da força sofrida por estes materiais em função do tempo, quando submetidos a simulação das condições bucais. Os elásticos e molas foram inicialmente termociclados (temperaturas de 15°C e 45°C), em seguida estirados em 20mm, imersos em saliva artificial a 37°C e desativados em 0,5mm semanais. As leituras da quantidade de força gerada pelas amostras foram realizadas nos momentos: inicial, 1, 24, 48 horas, 7, 14, 21 e 28 dias. Observou-se significativa redução na quantidade de força gerada pelos elásticos na primeira hora de ativação, que variou de 49,5% a 53%, enquanto que para as molas a degradação foi signicativamente menor, com valores entre 4,2% e 18,1%. Ao término de 28 dias de testes, as amostras de elásticos sofreram redução média na quantidade de força gerada entre 82,7% e 91,2% (GAC-82,7%, ORMCO-86,0% e MORELLI- 91,2%) já as amostras de molas apresentaram degradação média de força entre 17,5% e 32,2% (MORELLI-17,5%, ORMCO-27,3% e GAC-32,2%). Concluiu-se que, em geral, os elásticos promoveram maior índice inicial de força que as molas, mas após as primeiras 24 horas de ativação a quantidade de força gerada pelos elásticos era menor que a promovida pelas molas, que assim apresentaram níveis médios de força mais constantes que os elásticos ao longo dos testes. / Abstract: Three commercial marks of synthetic elastics and NiTi coil springs (MORELLI, ORMCO, GAC) were separately and comparably analyzed, according to the force degradation generated by these materials, because of the time, when maintained stretched in artificial salivary, 37°C. The synthetic elastics and NiTi coil springs were thermal- cycled (15°C-45°C) and stretched in 20mm, and this stretch was reduced in 0,5mm weekly. The readings of the amount generated for elastics and coil springs were done in the intervals 0, 1, 24, 48h, 7, 14, 21 and 28 days. Where observed significative reduction on the amount of force generated for the elastics in the first hour of the activation (49,5%- 53%), and 82,7% - 91,2% in 28 days of the tests ( MORELLI - 91,2%, ORMCO - 86,0%, GAC - 82,7%);, while the generated force for NiTi coil springs suffered a reduction of 4,2%- 18,1%, in the first hour of the experimentation and 17,5% - 32,2% in 28 days of the stretch (MORELLI - 17,5%, ORMCO - 27,3%, GAC - 32,2%). We conclude that for most elastics delivered larger initial force that NiTi coil springs, but after 24 hours of activation the NiTi coil springs delivered larger force that the elastics and generated level of the force more constant that elastics. / Doutor

"This thesis presents a single-slice based fast stereotactic registration and tracking technique along with a corresponding modular system for guiding robotic mechanism or interventional instrument to perform needle-based interventions under live MRI guidance. The system can provide tracking of full 6 degree-of-freedom (DOF) in stereotactic interventional surgery based upon a single, rapidly acquired cross-sectional image. The whole system is constructed with a modular data transmission software framework and mechanical structure so that it supports remote supervision and manipulation between a 3D Matlab tracking user interface (UI) and an existing MRI robot controller by using the OpenIGTLink network communication protocol. It provides better closed-loop control by implementing a feedback output interface to the MRI-guided robot. A new compact fiducial frame design is presented, and the fiducial is wrapped with a passive resonant coil. The coil resonates at the Larmor frequency for 3T MRI to enhance signal strength and enable for rapid imaging. The fiducial can be attached near the distal end of the robot and coaxially with a needle so as to visualize target tissue and track the surgical tool synchronously. The MRI-compatible design of fiducial frame, robust tracking algorithm and modular interface allow this tracking system to be conveniently used on different robots or devices and in different size of MRI bores. Several iterations of the tracking fiducial and passive resonant coils were constructed and evaluated in a Phillips Achieva 3T MRI. To assess accuracy and robustness of the tracking algorithm, 25 groups of images with different poses were successively scanned along specific sequence in and MRI experiment. The translational RMS error along depth is 0.271mm with standard deviation of 0.277mm for totally 100 samples. The overall angular RMS error is less than 0.426 degree with standard deviation of 0.526 degree for totally 150 samples. The passive resonant coils were shown to significantly increase signal intensity in the fiducial relative to the surroundings and provide for rapid imaging with low flip angles. "

This thesis presents a study of the dependency of loosening parameters on secondary locking features of threaded inserts subjected to dynamic shear loads. Secondary locking is used to assist and/or provide redundancy to the primary locking feature (threads) in preventing preload loss in almost any mechanical applications. Two different secondary locking features are studied: the Locking Heli-Coil insert and the Loctite Threadlocker (R) applied before assembly to a Standard Heli-Coil insert. Five parameters are studied in this thesis: percentage loss of initial preload, initial rate of preload loss, secondary rate of preload loss, steady-state value, and the final preload value. Statistical analysis was used to quantify the dependencies between locking levels. Results show that the loss of initial preload is dependent on secondary locking features, the initial and secondary rate of preload loss are dependent on secondary locking features, the steady-state value and the final preload value are dependent on secondary locking features. Also, due to secondary locking features, 83% of the "Locking Heli-Coil with Braycote" tests reached steady-state while only 16% of the "Standard Heli-Coil with Loctite" tests reached steady-state even though the final preload value were higher for "Standard Heli-Coil with Loctite."