The main theme of the master's thesis is using of thermal camera to measure temperatures in electrical engineering. First are mentioned the physical principles of heat transfer. Then the thesis deals with methods of determining the correct emissivity of the measured object and in the next point with sensors designed for sensing infrared radiation, there is also part dedicated to evaluation software Report Sat Standard, which was used to evaluate the pictures taken with thermal camera SAT-HY 6800. Next part of this work is the measurement of the DC and EC motor with help of thermocamera, which took place in the electric company ATAS Nachod. Attachment to this master's thesis there is animation of EC motor created in Autodesk Inventor.

Cette thèse, de nature expérimentale, rentre dans le cadre de la récupération d’énergie pour les micro-générateurs et l’autonomie des dispositifs électroniques à faible consommation. Ce travail propose les possibilités de récupérer de l’énergie thermique par effet pyroélectrique. L’éner- gie thermique à convertir est une variation temporelle de température. Nous avons proposé deux principales techniques pour produire de l’énergie électrique via une céramique pyroélectrique de type PZT. La première est centrée sur la récupération des radiations infrarouges associé à la tech- nique SSHI. Originellement, la technique SSHI a été développée dans le cas de la récupération d’énergie piézoélectrique, mais nous l’avons appliqué dans le cas de la pyroélectricité et qui nous a permis de maximiser la puissance récupérée d’un facteur de 2. La seconde technique proposée concerne la récupération des fluctuations thermiques provenant des mouvements convectifs nais- sant à l’intérieur d’un fluide dans la configuration de Rayleigh-Bénard. Nous avons mené plusieurs études pour augmenter le transfert convectif dans le but d’améliorer la réponse pyroélectrique et donc maximiser la puissance récupérée. Dans le cas des convections naturelles, le choix de fluide adéquat et l’optimisation des paramètres de contrôle de la configuration Rayleigh-Bénard consti- tuent des étapes primordiales pour aboutir à un meilleur transfert thermique par convection. Dans le cas des convections forcée, il a été étudié l’intérêt de disperser des particules de Cuivre de taille nanométrique dans un fluide porteur pour augmenter plus davantage le transfert convectif. Avec ce nanofluide, la réponse pyroélectrique a été maximisée d’un facteur de 10. / This experimental thesis focuses on the energy harvesting for micro-generators and au- tonomy of electronic devices with low consumption. This work proposes the possibilities of har- vesting thermal energy by pyroelectric effect. The thermal energy to be converted is thermal fluc- tuations. We proposed two main techniques to generate electricity by pyroelectric ceramic. The first one focuses on the harvesting of infrared radiation associated with the SSHI technique. Ori- ginally, the SSHI technique was developed in the case of the piezoelectric energy harvesting, but we applied it in the case of pyroelectricity and which allowed us to maximize the harvested power by a factor of 2. The second proposed technique concerns the harvesting of thermal fluctuations resulting from convective movements originating inside a fluid in the Rayleigh-Bernard configu- ration. We have carried out several studies to increase the convective transfer in order to improve the pyroelectricresponse and maximize the harvested power. In the case of natural convection, the choice of a suitable fluid and the optimization of the control parameters of the Rayleigh-Bernard configuration are essential steps in order to achieve better heat transfer by convection. In the case of forced convection, it has been studied the advantage of dispersing copper nanoparticles in a pure fluid to increase the convective transfer. With this nanofluid, the pyroelectric response was maximized by a factor of 10.

Encore jamais été observé, le rayonnement infrarouge moyen et lointain consécutif aux sprites a été prédit et serait lié à l’excitation des états vibrationnels de CO2. En sciences de l’atmosphère, la composition chimique peut être retrouvée par des méthodes de télédétection infrarouge. Pour la Défense, les émissions infrarouges naturelles peuvent causer de fausses alarmes à travers les systèmes de veille optronique satellitaires ou aéroportés. C’est pourquoi il est nécessaire de caractériser les émissions infrarouges des sprites. Pour cela, un modèle de cinétique plasma-vibrationnelle a été développé et couplé à un modèle de transfert radiatif atmosphérique. Celui-ci permet de simuler les effets énergétiques et chimiques consécutifs à la perturbation électrique des streamers, éléments constitutifs des sprites. Les signatures infrarouges évaluées devraient être détectables pour un observateur situé dans la stratosphère ou dans l’espace. Par ailleurs, les effets des incertitudes sur les principaux paramètres du modèle ont été quantifiés à travers une étude de sensibilité. Enfin, ces travaux ont permis de définir certaines spécifications instrumentales pour la mission HALESIS (High Altitude Luminous Events Studied by Infrared Spectro-imagery), qui aura pour but d’observer les sprites et autres phénomènes lumineux de moyenne atmosphère dans l’infrarouge. / Even if it hasn’t been observed yet, the existence of emissions in the middle and far infrared following a sprite is suspected and could be related to vibrational excitation of CO2. In atmospheric sciences, the chemical composition can be retrieved through different remote sensing methods. For the Defense, natural infrared emissions could cause false alarms through airborne and spaceborne optronic detection systems. That is why it is necessary to characterize the infrared emissions of sprites. To do so, a plasma-vibrational kinetic model has been developed and coupled to an atmospheric radiative transfer model. This model allows evaluating the energetic and chemical effects following the electrical perturbation caused by the propagation of streamers, main constituent elements of sprites. The evaluated signatures could be detectable for an observer situated in the stratosphere or in space. Otherwise, the effects of the uncertainties on the principal parameters of the model have been quantified through a sensitivity analysis. Finally, this work allowed defining instrumental specifications for the future mission HALESIS (High Altitude Luminous Events Studied by Infrared Spectro-imagery), which will record hyperspectral infrared images of sprites and other middle atmosphere luminous events.

An investigation of the high spectral resolution signatures and radiative forcing of tropospheric aerosol in the thermal infrared was conducted. To do so and to support advanced modeling of optical properties, a high spectral resolution library of atmospheric aerosol optical constants was developed. This library includes new optical constants of sulfate-nitrate-ammonium aqueous solutions and the collection of a broad range of existing optical constants for aerosol components, particularly mineral optical constants. The mineral optical constants were used to model and study infrared dust optical signatures as a function of composition, size, shape and mixing state. In particular, spherical and non-spherical optical models of dust particles were examined and compared to high spectral resolution laboratory extinction measurements. Then the performance of some of the most common effective medium approximations for internal mixtures was examined by modeling the optical constants of the newly determined sulfate-nitrate-ammonium mixtures. The optical signature analysis was applied to airborne and satellite high spectral resolution thermal infrared radiance data impacted by Saharan dust events. A new technique to retrieve dust microphysical properties from the dust spectral signature was developed and compared to a standard technique. The microphysics retrieved from this new technique and from a standard technique were then used to investigate the effects of dust on radiative forcing and cooling rates in the thermal IR.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09302.pdf: 3407854 bytes, checksum: 9ad0354f272b3e3c59f9432ff90a5c98 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-04-17T16:49:57Z No. of bitstreams: 1 RENATA GARCIA DUTRA DE OLIVEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2017.pdf: 2837305 bytes, checksum: 244c93af337ec0f89cf4eb7ae057d905 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-17T16:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RENATA GARCIA DUTRA DE OLIVEIRA – DISSERTAÇÃO (PPGEE) 2017.pdf: 2837305 bytes, checksum: 244c93af337ec0f89cf4eb7ae057d905 (MD5) Previous issue date: 2017-03-31 / Capes / A análise da variação de temperatura ao longo do isolador, por meio da termografia, pode consistir em um dos métodos mais eficazes de avaliação de isoladores em serviço, pois considera o efeito combinado da poluição, do estresse elétrico, defeitos internos e das condições ambientais. No entanto, analisar apenas de modo visual imagens termográficas é difícil e, muitas vezes, apenas os engenheiros especializados são capazes de fazer julgamentos corretos. Neste trabalho foi desenvolvida uma técnica para análise de imagens termográficas baseada em expansão não-linear de sinais, equalização de histogramas e análise de componentes principais com o objetivo de auxiliar no diagnóstico do nível de degradação de isoladores poliméricos. O processamento digital das imagens termográficas permitiu a obtenção dos valores de temperatura que indicam o comportamento térmico dos isoladores sob inspeção. Ensaios em laboratório foram realizados com isoladores poliméricos de 230 kV, com diferentes níveis de degradação, com a finalidade de captar imagens utilizando uma câmera de detecção de radiação infravermelha. Os resultados evidenciam a eficiência da metodologia desenvolvida, atuando de forma semiautomática no processamento digital de imagens termográficas, para obtenção do perfil térmico dos isoladores inspecionados. Com base nos produtos do processamento digital das imagens termográficas, tem-se uma melhor avaliação dos níveis de degradação em que se encontram os isoladores, além de auxiliar de forma eficiente a tomada de decisão para a classificação dos seus estados operacionais. / The analysis of the temperature variation along the insulator through thermography can be one of the most effective methods of evaluating insulators in service, for it considers the combined effect of pollution, electrical stress, internal defects and environmental conditions. However, analyses based only on visual inspection of images are not enough. In fact, only specialized engineers are able to make correct judgments. In this work a computational routine was developed, based on the digital image processing. The routine utilizes the signal nonlinear expansion technique, histogram equalization and principal component analysis. The digital processing of the thermographic images is used to obtain the temperature values that indicate the thermal behavior of the insulators under inspection. Laboratory tests were performed with 230 kV polymeric insulators with different levels of degradation in order to capture images using an infrared radiation detection camera. The results demonstrate the efficiency of the digital thermographic imaging technique to obtain the thermal profile of the insulators inspected. Based on the products of the digital processing of the thermographic images, we have a better evaluation of the degradation levels of the insulators, besides efficiently support to the classification of the operational states of the insulators.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 09302.pdf: 3407854 bytes, checksum: 9ad0354f272b3e3c59f9432ff90a5c98 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-11-11T17:38:38Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-11-11T17:38:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O polímero de policaprolactona (PCL) dopado com [Eu (TTA) 3 (H2O) 2] no complexo 1, 2, 5, 10 e 15% de concentrações foram preparadas e as suas propriedades térmicas e de luminescência discutidas. As bandas de absorção de infravermelho no intervalo de 1800-1550 cm-1 correspondente ao ν sensível (C = O) foram seleccionados para a técnica de ajuste de curva de desconvolução e confirmou-se que os picos de componentes são deslocados gradualmente com o aumento da concentração de dopagem. O deslocamento do ν (C = O) banda para os β-dicetonato complexos para novas posições nos sistemas dopados (pCLE) proporcionam boa evidência de que o ião de metal está coordenado aos átomos de oxigénio dos grupos carbonilo PCL. Calorimetria exploratória diferencial (DSC) não mostraram alterações significativas na segunda temperatura de fusão (Tm2) para as amostras de cinema. No entanto, a cristalinidade é afectada pelo complexo dopante em materiais de polímero em maior concentração. A análise termogravimétrica (TGA) não mostra nenhuma perda de peso na gama de 50-200 ° C para os sistemas poliméricos dopados, corroborando a interacção da matriz de polímero com Eu3 + complexo n por substituição das moléculas de água no complexo precursor. A observação das bandas de emissão característicos resultantes das transições 5D0 → 7FJ (J = 0-4) dominadas pela hipersensibilidade transição 5D0 → 7F2 em torno de 614 nm, de íon Eu3 +, indicando que a incorporação de Eu3 + complexo no sistema de polímero. O valor da eficiência quântica de emissão de nível 5D0 para os materiais poliméricos dopados (η = 40-62%) são mais elevados do que para o complexo [Eu (TTA) 3 (H2O) 2] complexo (η = 29%), sugerindo que o matriz de polímero actua como co-sensibilizador do processo de luminescência. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Maria Eneide de Souza Araujo (mearaujo@ipen.br) on 2017-03-10T13:21:18Z No. of bitstreams: 1 22063.pdf: 2189055 bytes, checksum: e74fe1aad4947b67467c366506647b8d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T13:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 22063.pdf: 2189055 bytes, checksum: e74fe1aad4947b67467c366506647b8d (MD5) / A quitosana é um polisacarídeo obtido pela desacetilação das moléculas de quitina, principal constituinte de alguns fungos e do exoesqueleto de crustáceos e insetos. Os grupos amino presentes na quitosana conferem-lhe importantes propriedades biológicas, como a biodegradação, biocompatibilidade, atividade/efeitos imunológicos e atividade antibacteriana. A desacetilação da quitina é um processo cuja conversão é agressiva, já que exige o ataque da quitina em solução de álcalis em alta concentração e à quente, com duração de 6 a 8 horas. Neste trabalho, carapaças de siri da espécie Charybdis hellerii foi fragmentada e pré-tratada para a obtenção da quitosana e cada etapa, desde o pré-tratamento do material in natura à sua conversão em quitosana, foi investigada detalhadamente. Observou-se que dose e taxa de dose não influenciaram no pré-tratamento ou na etapa de desacetilação da quitina; na dose de 20 kGy (gama ou feixe de elétrons), o processo de conversão teve duração de 60 minutos. A quitosana obtida teve baixa massa molar e grau de desacetilação comparável á quitosana padrão (SA), dependendo das condições de irradiação. Além disso, apresentou inibição da atividade bacteriana tanto livre como imobilizada em substratos poliméricos de polipropileno e de polietileno processados também por radiação ionizante. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

[pt] A confiabilidade metrológica da medição de elevadas temperaturas em processos industriais é importante para a segurança, qualidade e as características de produtos de diversas indústrias do Brasil. Devido ao fato de que a rastreabilidade dos resultados de uma calibração de termômetro de radiação infravermelha, utilizado para a medição de processos industriais, é assegurada pelo Inmetro (Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial) até 1500 graus Celsius, e levando-se em consideração que as condições de calibração em laboratórios são normalmente diferentes das de medição na indústria, um procedimento foi desenvolvido e validado nesta dissertação para analisar a confiabilidade da mesma em temperaturas mais elevadas (1750 graus Celsius), estimando-se os valores de erros sistemáticos e de incerteza de medição da temperatura em um forno industrial. / [en] The accuracy of high temperature measurement in industrial processes is important for safety reasons and product quality and specification in different industries. Due to the fact that the traceability of temperature measurement by infrared thermometers, as used in industrial processes, is only assured by Inmetro (National Institute for Metrology, Standards and Industrial Quality) up to 1500 Celsius Degree, and considering that the calibration conditions in laboratory are normally different from measurement conditions in industry, a procedure in the dissertation was developed and validated to analyze the accuracy of higher temperature measurement (1750 Celsius Degree), estimating systematic errors and uncertainty of measurement of temperature in a industrial furnace.