Este trabalho constitui-se na investigação experimental de propriedades nucleares através da medida de correlações angulares de cascatas gama-gama, com e sem campo magnético. O equipamento usado é basicamente um sistema de coincidências rápido-lento que inclui um analisador multicanal e um par de detectores, tendo como particularidade essencial a utilização, em vários casos, de detectores de Ge(Li) e Si(Li) com alta resolução em energia. Três são os núcleos investigados: 95Mo, 115In e 131Cs. Para cada um dos dois primeiros determina-se o momento magnético de um estado excitado e para os dois últimos núcleos consegue-se fixar spins de alguns níveis e multipolaridade de diversas radiações. É feita uma análise teórica em termos de modelos nucleares para os isótopos estudados. No caso do 95Mo é apresentado um estudo mais detalhado em termos de um modelo especial de acoplamento. / This work consists in the experimental investigation of nuclear properties through the measurement of angular correlations of gamma-gamma cascades, with and without magnetic field. The equipment used is basically a fast-slow coincidence system which includes a multichannel analyser and two detectors. An essential aspect of the set-up is the use of Ge(Li) and Si(Li) detectors. The three nuclei studied are: 95Mo, 115In and 131Cs. For each of the first two, the magnetic momento of one excited state is determined and for the last two it is possible to assign spins to some levels and multipolarities to various radiations. A theoretical analysis for each of these isotopes is performed in terms of nuclear models. In the case of 95 Mo a more detailed study of a special coupling model is made.

PAIVA, J. S. de. Modelagem tensorial para estimação de parâmetros em arranjos de antenas polarimétricas. 2014. 102 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-03T17:36:44Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_jspaiva.pdf: 3758426 bytes, checksum: e9210c3b518c83ecae59a0d59cc92cca (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-05-07T19:14:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_jspaiva.pdf: 3758426 bytes, checksum: e9210c3b518c83ecae59a0d59cc92cca (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-07T19:14:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_jspaiva.pdf: 3758426 bytes, checksum: e9210c3b518c83ecae59a0d59cc92cca (MD5) Previous issue date: 2014-02-21 / In this dissertation, we propose methods based on tensor signal processing for the parameter estimation in electric vector (Tripole) antenna arrays, considering different structures of arrays (ULA, L-shape and UPA). Initially, using a L-shape array, we develop a third order (3-D) tensor model for the received data. Based on this model, a trilinear alternating least squares (T-ALS) algorithm is used for the blind estimation of the source’s parameters. Then, under supervised transmission an alternative method is proposed by resorting to the SVD decomposition, which is compared to the T-ALS algorithm. A second approach is proposed, which is based on a uniform planar array antenna (UPA). In this case a fourth-order (4-D) tensor model is obtained, and the Q-ALS (Quadrilinear Alternating Least Squares) algorithm is used for parameter estimation. An alternative method is also proposed, which exploits the factorization of the Khatri-Rao product. Considering the supervised case, a new algorithm called Nested-SVD is proposed and a comparative study with Q-ALS, T-ALS and SVD algorithms is carried out. The performance of the proposed methods is evaluated through Monte Carlo simulations in different scenarios and array settings. Finally, computational modeling of electric tripole using the high frequency simulation software (HFSS) was performed, enabling the extraction of the L-shape and UPA spatial array gain. Then, the performance of the proposed tensor methods is evaluated in a more realistic scenario, and compared to idealized omnidirectional and unitary gain antenna array models / Nesta dissertação são propostos métodos baseados em processamento tensorial de sinais para a estimação de parâmetros em arranjos de antenas vetoriais elétricas (Tripolo), considerando diferentes estruturas de arranjos (ULA, L-shape e UPA). Inicialmente, é utilizado um arranjo em L-shape,resultando em um modelo tensorial de terceira ordem (3-D) que, junto ao algoritmo de estimação T-ALS (do inglês, Trilinear Alternating Least Squares), possibilita a identificação cega de pelo menos o dobro de fontes estimadas pelos modelos tradicionais. Em seguida, sob transmissão supervisionada, é proposto um método alternativo, utilizando a decomposição SVD, o qual é comparado ao método tensorial com uso do algoritmo T-ALS. Uma segunda abordagem é proposta utilizando-se uma estrutura de arranjo planar de antenas (UPA), a qual faz uso de um modelo tensorial de quarta ordem (4-D) junto ao algoritmo de estimação Q-ALS (do inglês, Quadrilinear Alternating Least Squares). Neste caso, um método alternativo é proposto usando a fatoração do produto de Khatri-Rao e uma análise comparativa destes métodos é realizada. Considerando-se o caso supervisionado, é feito ainda um estudo comparativo dos algoritmos Q-ALS, T-ALS e SVD, e um novo algoritmo, chamado Nested-SVD é proposto. Por fim, foi realizada a modelagem computacional do tripolo elétrico com uso de software de simulação de alta frequência (HFSS), possibilitando a extração do parâmetro de ganho espacial dos arranjos L-shape e UPA. Em seguida, é feita a avaliação do desempenho dos métodos tensoriais propostos usando este parâmetro em uma situação mais realista, e comparado ao desempenho usando modelos idealizados de arranjos de antenas com ganho unitário e omnidirecional. O desempenho dos métodos propostos é avaliado através de simulações de Monte Carlo em diferentes cenários e configurações de arranjo

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-09-01T04:06:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333789.pdf: 1805641 bytes, checksum: 0d5b67de03ca00a284c6848558c2f717 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os materiais ditos inteligentes são materiais funcionais projetados para servir com propósitos específicos de uma forma controlada, como para atuação em ambientes especiais ou de difícil acesso. Entre os materiais funcionais, em específico, a classe dos compostos termocrômicos, permite o desenvolvimento de aplicações para o monitoramento visual da temperatura. Neste trabalho, foi desenvolvido um verniz termocrômico a base de poliuretano acrílico incorporado com a molécula 1,3,3-trimetilidolino-beta-naftoespiropiran (comercialmente denominada de Spyropiran T0423) para o desenvolvimento de um sensor com resposta crômica para indicação de mudança de temperatura aplicado ao monitoramento de temperatura em diversos tipos de processos. Esse verniz foi analisado com e sem a presença dos fotoestabilizantes e antioxidante. As mudanças de temperatura foram monitoradas fazendo alguns estudos iniciais para caracterização deste sensor, sendo realizadas análises de ciclo de resistência térmica, envelhecimento em câmara de intemperismo, salt spray, aderência, fotodegradação, análises térmicas e espectroscopia de infravermelho. As amostras foram analisadas em câmara de intemperismo usando radiação UVA e UVB para monitorar a degradação, foram realizadas análises de reflectância e análises de infravermelho para verificar as possíveis mudanças de coloração. Para monitorar a diferença de coloração foram obtidas imagens da superfície das placas nos tempos de 24, 48 e 72 horas. As análises de intemperismo mostraram total degradação de uma das amostras sem a presença de antioxidante e fotoestabilizante perdendo sua propriedade termocrômica, já a amostra contendo esses aditivos estabilizantes conservou as características termocrômicas do revestimento. As análises de reflectância demonstraram que o revestimento sofre mais amarelamento na ausência de aditivos estabilizantes, por outro lado a análises de infravermelho para os revestimentos sem aditivos demonstrou o desaparecimento de bandas características do isocianato que estavam presentes na composição antes da exposição à luz UVA e UVB. A ausência do grupo isocianato sugere que durante o envelhecimento ocorre a reação de uretanização com a molécula termocrômica, justificando o amarelamento. Foi desenvolvido um software no ambiente LabVIEW para análise das cores aditivas (RGB) correlacionando com a variação de temperatura, aplicado na indústria petroquímica.<br> / Abstract: Smart materials are functional materials designed to serve specific purposes in a controlled manner. Among functional materials, specifically, class of thermochromic compounds are enables to applications in temperature visual monitoring. In this work a thermochromic acrylic polyurethane with trimetilidolino-1,3,3-beta-naftoespiropiran (Spyropiran T0423) was used for developing a new sensor with chromic response in terms of temperature in different types of processes. Thermochromic acrylic polyurethane was analyzed with and without the presence of fotoestabilizers and antioxidant. The temperature were monitored doing some initial studies to characterize this sensor, analysis of thermal cycle resistance, aging chamber weathering, salt spray, adhesion, photodegradation, thermal analysis and infrared spectroscopy was performed. The samples were analyzed using weathering chamber UVA and UVB to monitor degradation, and infrared reflectance analysis were performed to verify the color changes. The difference in color image surface of the plates were analyzed at 24, 48 and 72 hours. The analyzes showed complete weathering degradation of sample without antioxidant and fotoestabilizers losing the thermochromic property, since the sample containing stabilizing additives such retained characteristics of the thermochromic coating. The reflectance analysis showed that the coating undergoes more yellowing in the absence of stabilizing additives, on the other hand the infrared analysis for coatings without additives showed the disappearance of the isocyanate characteristic bands that were present in the composition before exposure to UVA and UVB light. The absence of isocyanate group suggests that during the reaction urethanization with thermochromic molecule occurs, justifying yellowing. LabVIEW software environment for analysis of additive colors (RGB) correlating with temperature variation, applying for a section of pipe typically used in the oil and gas industry was developed.

Ingeniero Civil Eléctrico / El objetivo de esta memoria es implementar un algoritmo de detección de crisis epilépticas que funcione en tiempo real. El trabajo se realiza como una cooperación entre el Laboratorio de Ingeniería Biomédica del DIE de la Universidad de Chile y el Departamento de Neurología y la Unidad de Paciente Crítico Pediátrica de la Facultad de Medicina de la Pontificia Universidad Católica de Chile. El estudio se basa en la memoria realizada por Eliseo Araya [1], que utiliza medidas de energía para detectar crisis epilépticas y se suman nuevas herramientas de análisis de señales, criterios expertos y medidas que caracterizan a las crisis epilépticas. La base de datos está constituida de 15 registros, que sumados tienen una duración de 219,3 [Hrs]. Además, los registros contienen 469 crisis epilépticas, donde 277 son de duración mayor a 10 [s] y 192 de duración menor a 10 [s]. Se utilizan 11 registros para entrenar el algoritmo con 232 crisis marcadas y 4 registros para probarlo, con 45 crisis marcadas. De todos los registros solo uno contiene crisis menores a 10 [s], y se utiliza para entrenar. El algoritmo está constituido de 5 módulos: 1) Extracción de características; 2) Filtrado de características; 3) Eliminación de artefactos; 4) Toma de decisiones; 5) Combinación de algoritmos. En el primero se obtienen las características del registro usadas en el algoritmo, en el segundo se aplican filtro sobre las características extraídas, en el tercer módulo se depuran las características de ruido y artefactos, el cuarto módulo se divide en 2 algoritmos que trabajan de forma paralela y utilizan el método de Gotman, uno se encarga de pesquisar las crisis epilépticas mayores a 10 [s] y el otro de pesquisar las crisis epilépticas menores a 10 [s]. El quinto módulo combina los algoritmos usados en el módulo 4 para generar una salida única. Como resultado se tiene que para el conjunto de prueba se detectan 41 crisis y se generan 36 falsas detecciones, lo que se traduce en una tasa de verdaderos positivos de 91,1% y una tasa de falsos positivos por hora de 0,6 [1/Hrs]. Para el caso de las crisis menores a 10 [s], para el conjunto de prueba no hay marcas realizadas, pero se generan 96 falsos positivos, lo que significa una tasa de falsos positivos por hora de 1,61 [1/Hrs]. Como conclusión, se destaca que la memoria posee avances con respecto a la realizada por Araya. En la presente memoria se programan nuevos algoritmos de análisis de señales y métodos para caracterizar las crisis epilépticas. Además, se aumenta la cantidad de registros en la base de datos, se aumenta la cantidad de crisis epilépticas marcadas y se logra obtener un algoritmo con una mejor tasa de falsos positivos y verdaderos positivos.

Made available in DSpace on 2018-07-27T18:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-11-24. Added 1 bitstream(s) on 2018-07-27T18:30:14Z : No. of bitstreams: 1 000864897.pdf: 2555589 bytes, checksum: c920340f90ea5680312e850c433369e4 (MD5) / Nesta dissertação é apresentada a produção e caracterização de sensores de umidade e amônia totalmente impressos, usando uma impressora jato de tinta comercial. Tintas de PANI e PEDOT:PSS foram preparadas e impressas usando uma impressora HP Deskjet D2460. Filmes do polímero condutor PEDOT:PSS foi impresso sobre substratos de papeis e de plásticos e suas propriedades morfológicas e elétricas foram avaliadas em função da densidade superficial de material impresso e da rugosidade dos substratos a fim de obter filmes impressos correntes elétricas suficientes para atuação como eletrodos. Filmes de PANI, com diferentes número de impressões, foram impressos entre os eletrodos de PEDOT:PSS e caracterizações elétricas para o dispositivo PANI/PEDOT/papel antes e após expor ao vapor de HCI, processo no qual promove a dopagem do dispositivo, usando medidas DC e de espectroscopia de impedância (EI). Mostra-se que os resultados, para o sistema impresso PANI/PEDOT/papel, podem ser modelados por um circuito equivalente contendo um resistor R em paralelo com um capacitador C, ambos em série com outro resistor r. As variações de cada parâmetro foram avaliadas em função da exposição a direrentes percentuais de umidade relativa do ar (%UR) e concentrações de amônia (% e ppm). O resistor r, contido no circuito equivalente demonstrou maior resposta e sensibilidade à exposição tanto de umidade quanto de gás amônia mostrando a viabilidade de aplicação deste sistema impresso como sensor. Uma maior sensibilidade para o sistema PANI/PEDOT/papel (sensores de papel) pode ser obtida realizando um tratamento térmico promovendo a evaporação do excesso de HCI no sistema. Para monitoramentos em baixas concentrações de NH3 dispositivos na configuração PANI/PEDOT/PET (sensores plásticos) apresentaram tanto resposta sensitiva quanto tempo de resposta melhores quando comparados aos sensores de papel tratados termicamente / This work presents the production and characterization of humidity sensors and fully printed ammonia, using an inkjet printer commercial. Inks of PANIN and PEDOT:PSS were prepared and printed using an HP Deskjet D2460 printer. Films of the conducting polymer PEDOT:PSS was printed on paper and plastic substrates and their morphological and electrical properties were evaluated in function of the surface density of printed material and roughness of the substrate in order to obtain printed films with sufficient electrical current to operate as electrodes. Films of PANI, with different number of prints, were printed between the electrodes of PEDOT:PSS AND electrical characterization for the device PANI/PEDOT/paper, before and after exposed to steam HCI, process in which promoting the device doping, were realized using measures DC and impedance spectroscopy (EI). It shows that the results for the printing sytem PANI/PEDOT/paper can be modeled by an equivalent circuit comprising a resistor R in parallel with a capacitor C, both in series with another resistor r. Variations of each parameter were evaluated in function of exposure to different humidity percentage of the air (%RH) and ammonia concentrations (ppm and %). The resistor r contained in the equivalent circuit shown greater response and sensitivity to exposure as much moisture as gas ammonia showing the application feasibility of this system as printed sensor. An increased sensibility to the sytem PANI/PEDOT/paper (paper sensors) can be obtained by performing a heat treatment to promote evaporation of the excess of HCI in the system. For monitoring low concentrations of NH3, devices in PANI configuration PANI/PEDOT/PET (plastic sensors) demonstrated so much an better sensitive response low much an better time response compared to paper sensors treated thermally

Orientador: Darcy Hiroe Fujii Kanda / Banca: José Antonio Malmonge / Banca: Osvaldo Novais de Oliveira Júnior / Resumo: A mistura de um ou mais polímeros é muitas vezes uma alternativa de se obter um novo material que apresente propriedades desejáveis não encontradas nos componentes individuais. No caso da mistura de polímeros condutores com polímeros isolantes convencionais, tem-se como resultado, em geral, uma blenda como um terceiro material que apresenta boa propriedade mecânica e condutividade elétrica alta que potencializam aplicações como dissipadores de cargas eletrostática, blindagem eletromagnética entre outras. A polianilina (Pani) e sua derivada poli(ometoxianilina) (POMA) destaca-se entre os polímeros condutores devido à sua ampla faixa de propriedades elétricas, eletroquímicas e ópticas associadas à estabilidade química em condições ambientais e facilidade de síntese. Embora a POMA apresente menor condutividade elétrica em relação a Pani, ela tem a vantagem de ser solúvel em uma variedade maior de solventes. Neste trabalho, filmes de blendas de Poliuretano (PUR) derivada do óleo de mamona e POMA foram obtidos pelo método "casting" (filmes auto sustentáveis) e também sobre eletrodos digitalizados pelo método de "spin coating". Foi essencial a utilização do clorofórmio como solvente durante a preparação das blendas. Os filmes foram caracterizados usando as técnicas de UV-vis-NIR, FTIR, DSC, Raios X e espectroscopia de impedância. Os espectros UV-Vis-Nir e FTIR das blendas apresentaram as mesmas bandas características da POMA no estado não dopado. A capacitância foi medida no intervalo de 100 a 10MHz em soluções de sacarose, NaCl, HCL e água pura. Os valores das capacitâncias dependeram tanto da concentração das soluções como do conteúdo de POMA na blenda. As diferenças entre os valores da capacitância para as diferentes soluções foram maiores para as blendas proporcionalmente com maiores conteúdos de POMA. Os resultados das técnicas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The incorporation of conducting polymer into a conventional polymer matrix has received considerable attention in the last decade because of the possibility of combining the good processability and mechanical performance of the conventional polymer with the electrical an optical properties of conducting polymer. Among conducting polymers, polyaniline (PANI) and its derivated has been extensively used because of the low cost of raw material, ease of synthesis and environmental stability. Although the poly(o-methoxyaniline) (POMA) show less electric conductivity than PANI, it has the advantage of being soluble in higher variety of solvent. In this work, flexible films from blends of polyurethane based of castor oil (PUR) and POMA with different composition were obtained by casting (free-standing). Films were also obtained on glass substrate content gold interdigited electrodes by spin coating (sensors). The free-standing films were characterized by UV-vis-NIR spectroscopy and capacitance measurement. Chemical reaction between POMA and Polyurethane was observed by FTIR spectrum analyses. The glass transition temperature of the blend shifted to lower temperature as the POMA content was increased. The X-ray diffraction spectrum showed the POMA phase formation in the blend to high content of POMA. The UV-Vis-NIR absorption spectra showed that chemical reaction between the polymers not affect the electronic transition of the conducting polymer. Different type of aqueous solution of NaCl, HCl, sucrose and pure water could be distinguish thorough capacitance measurement. The capacitance values are dependent of POMA content. As higher is the content of POMA more sensible is the sensor. / Mestre

Este trabalho constitui-se na investigação experimental de propriedades nucleares através da medida de correlações angulares de cascatas gama-gama, com e sem campo magnético. O equipamento usado é basicamente um sistema de coincidências rápido-lento que inclui um analisador multicanal e um par de detectores, tendo como particularidade essencial a utilização, em vários casos, de detectores de Ge(Li) e Si(Li) com alta resolução em energia. Três são os núcleos investigados: 95Mo, 115In e 131Cs. Para cada um dos dois primeiros determina-se o momento magnético de um estado excitado e para os dois últimos núcleos consegue-se fixar spins de alguns níveis e multipolaridade de diversas radiações. É feita uma análise teórica em termos de modelos nucleares para os isótopos estudados. No caso do 95Mo é apresentado um estudo mais detalhado em termos de um modelo especial de acoplamento. / This work consists in the experimental investigation of nuclear properties through the measurement of angular correlations of gamma-gamma cascades, with and without magnetic field. The equipment used is basically a fast-slow coincidence system which includes a multichannel analyser and two detectors. An essential aspect of the set-up is the use of Ge(Li) and Si(Li) detectors. The three nuclei studied are: 95Mo, 115In and 131Cs. For each of the first two, the magnetic momento of one excited state is determined and for the last two it is possible to assign spins to some levels and multipolarities to various radiations. A theoretical analysis for each of these isotopes is performed in terms of nuclear models. In the case of 95 Mo a more detailed study of a special coupling model is made.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós- Graduação em Engenharia Biomédica, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-07-01T13:59:53Z No. of bitstreams: 1 2014_EdgardRogerioSiqueiraVasconcelos.pdf: 4164864 bytes, checksum: 7fc2ef139b3818d1a4e3eafcb9e6d85e (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-07-01T17:17:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_EdgardRogerioSiqueiraVasconcelos.pdf: 4164864 bytes, checksum: 7fc2ef139b3818d1a4e3eafcb9e6d85e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-01T17:17:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_EdgardRogerioSiqueiraVasconcelos.pdf: 4164864 bytes, checksum: 7fc2ef139b3818d1a4e3eafcb9e6d85e (MD5) / A presente pesquisa descreve o estudo com um sensor de LDR desenvolvido para detectar raios X. Com o sensor, foi possível medir a voltagem produzida pelo sensor quando irradiado por feixe de raios X e relacionar com a intensidade relativa do feixe e comparar este resultado por meio da relação voltagem medida/intensidade relativa para testar a eficiência do aparelho de raios X testado e a relação entre o kV e mAs usados durante os testes. Pelos testes, contatou-se que o sensor de LDR é sensível aos raios X e os resultados encontrados foram satisfatórios. A relação V/IR permitiu estabelecer um coeficiente padrão para realização de testes de comparação com outros aparelhos de raios X com as mesmas características do aparelho testado. Com os resultados encontrados foi realizado teste de significância das estimativas pelo modelo da significância dos efeitos da medida pelo Teste de Wald por meio do SPSS. Este recurso traduziu excelentemente os valores do p-valor calculados, considerando a significância de 5%. Pelos resultados encontrados menores que 0,001 para o p-valor foi possível concluir que os valores estimados são estatisticamente diferentes de zero. Com relação ao R² também calculado, ele expressou o quanto as variáveis utilizadas no teste estão explicando a variável resposta (valor líquido da voltagem medida pelo sensor), considerando que esse valor esteve acima de 0,9 e, portanto mais próximo de 1, mostrando que a variável independente está explicando as respostas de forma excelente. Os resultados obtidos foram acima de 90%, mostrando que as variáveis inseridas explicaram muito bem o valor líquido e que, portanto, o sensor de LDR mostrouse eficiente para detecção de raios X. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This study describes a study with a LDR sensor designed to detect X-rays with the sensor, it was possible to measure the voltage produced by the sensor when irradiated by X-ray beam and relate to the relative intensity of the beam and comparing this result by the measured voltage ratio/relative intensity to test the efficiency of the X-ray unit tested and the relationship between kV and mAs used during testing. By testing if contacted that the LDR sensor is sensitive to X-rays and the results were satisfactory. The V/IR relation allowed us to establish a standard coefficient for conducting comparison with other X-ray machines with the same characteristics of the tested unit tests. Based on the results was performed by the model estimates significance of the significance of the effects of the Wald test using SPSS test. This feature excellently translated values of the p-value calculated considering the significance of 5%. By less than 0,001 results found for the pvalue was possible to conclude that the estimated values are statistically different from zero. With respect to R² also calculated, he expressed how the variables used in the test are explaining the answer (net value of the voltage measured by the sensor) variable, where as this value was above 0.9 and therefore closer to 1, showing that the independent variable is explaining the answers excellently. The results were above 90%, showing that the inserted variables explained very well the net value and therefore, the sensor LDR was efficient to detect X-ray.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-03-25T14:47:28Z No. of bitstreams: 1 2014_AnaCarolinaCardosodeSousa.pdf: 15828380 bytes, checksum: d73fa3b8478d36060ec898665f3b1f87 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-05-06T13:39:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AnaCarolinaCardosodeSousa.pdf: 15828380 bytes, checksum: d73fa3b8478d36060ec898665f3b1f87 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-06T13:39:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AnaCarolinaCardosodeSousa.pdf: 15828380 bytes, checksum: d73fa3b8478d36060ec898665f3b1f87 (MD5) / Oleodutos ainda são os meios mais eficientes, seguros, ecológicos e econômicos para transportar petróleo bruto a longas distâncias. Porém, o petróleo transportado e o meio em que o oleoduto se encontra podem corroer o metal a ponto de surgir falhas, afetando não só a produção, mas também o meio ambiente. Além disso, atividades como inspeção e manutenção são dificultadas devido ao difícil acesso para operadores – exposições a toxinas, uma grande variedade de terrenos e a utilização de roupas específicas são apenas alguns dos desafios. Portanto, oleodutos requerem ainda mais processos recorrentes e autônomos, o que motiva o desenvolvimento de novas tecnologias: o maquinário de inspeção deve ser barato, robusto e versátil para tarefas de manutenção, limpeza, remoção de líquidos, separação de produtos e inspeção. Os robôs modulares reconfiguráveis são máquinas autônomas com morfologia variável e, com a reorganização das conectividades de suas partes (chamados módulos), essa arquitetura oferece um maior grau de flexibilidade e tolerância a falhas por um custo menor. Por serem baratos, robustos e versáteis, os robôs modulares reconfiguráveis podem realizar tarefas de inspeção e reduzir custos de produção na Indústria do Petróleo e Óleo. O objetivo deste trabalho é projetar, construir e testar um módulo de um robô modular reconfigurável com sensores para inspeção em tubulações, chamado ErekoBot. Cada módulo deve ter a capacidade de estimar sua própria pose, detectar um obstáculo e alinhar-se com um plano (simulando uma tubulação). Neste trabalho foram escolhidos os sensores mais adequados para o ErekoBot: quatro sensores infravermelhos e uma unidade de medição inercial. Depois da definição dos sensores, o módulo completo foi projetado e seu protótipo construído, considerando forma, tamanho, peso, circuito eletrônico, posição dos componentes e material. Os testes com o protótipo mostraram que esse módulo é capaz de (1) estimar sua própria orientação, (2) detectar a presença de obstáculos e (3) alinhar-se com um plano. Essas habilidades são suficientes para simular uma situação em que o robô deve se locomover por uma tubulação, desviar de obstáculos e parar em uma posição específica para realizar uma inspeção no interior do tubo. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Pipelines still are the most efficient, safe, ecological and economical environmental to transport crude oil over long distances. However, the transported oil and the environment in which the pipeline is located may corrode the metal to the point of failure, affecting not only production but also the environment. In addition, activities such as inspection and maintenance are more complex due to difficult access – exposure to toxins, a wide variety of terrains and the special cloths are just some of the challenges. Therefore, pipelines require processes recurrent and autonomous, which motivates the development of new technologies: the machinery of inspection should be cheap, robust and versatile for maintenance, cleaning, removal of fluids, product separation and inspection. The reconfigurable modular robots are autonomous machines with variable morphology and, with the reorganization of the connectivity of parts (called modules), this architecture offers a greater degree of flexibility and fault tolerance at a lower cost. Because of its low cost, robustness and versatility reconfigurable modular robots can perform inspection tasks and reduce production costs in the Oil and Oil Industry. The objective of this work is to design, build and test a module of a reconfigurable modular robot with sensors for inspection in pipelines, called ErekoBot. Each module must have the ability to estimate its own pose, detect an obstacle and align yourself with a plan (simulating a pipe). In this work, the most suitable sensors for ErekoBot were chosen: four infrared sensors and an inertial measurement unit. After the definition of the sensors, the complete module was designed and its prototype was built, considering shape, size, weight, electronic circuit, position of components and material. Tests with the prototype has shown that the module is capable of (1) to estimate its own orientation, (2) detecting the presence of obstacles and (3) align with a plane. These abilities are sufficient to allow a situation where the robot must move moved through a pipeline, avoid obstacles and stop at a specific position to perform an inspection inside the tube.

Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2010. / Submitted by Shayane Marques Zica (marquacizh@uol.com.br) on 2011-02-23T20:50:44Z No. of bitstreams: 1 2010_ClaudiaPatriciaOchoaDiaz.pdf: 3800265 bytes, checksum: c50f9b1a24ef3835e23621bca8fcd203 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2011-03-31T01:05:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_ClaudiaPatriciaOchoaDiaz.pdf: 3800265 bytes, checksum: c50f9b1a24ef3835e23621bca8fcd203 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-03-31T01:05:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_ClaudiaPatriciaOchoaDiaz.pdf: 3800265 bytes, checksum: c50f9b1a24ef3835e23621bca8fcd203 (MD5) / Entre as diferentes features existentes, o segmento de linha é uma das primitivas geométricas de mais fácil representação para descrever ambientes internos. Vários trabalhos recentes que propõem diferentes estratégias de mapeamento baseados na detecção de segmentos de linhas utilizam medições provenientes de sensores como lasers e sensores de visão, sendo menos comum o uso de sensores de ultrassom para estes propósitos. Este trabalho apresenta uma estratégia de mapeamento baseado em segmentos de linhas usando a informação fornecida por um grupo de sensores de ultrassom. A estratégia consiste basicamente em dois processos, a extração das linhas e o processo de combinação ou merging. Na etapa de extração, é implementado um algoritmo baseado na abordagem Incremental para a segmentação de linhas. A saída deste processo está composta pelas diferentes linhas estimadas a partir do conjunto de dados fornecidos pelos sonares. Já a etapa de merging tem como objetivo agrupar as diferentes linhas que representam a mesma estrutura real, utilizando para isto, um teste chi-quadrado como critério de combinação. Por fim, junto com os dados de posição dados pelo módulo de odometria da plataforma robótica, é construído um mapa global a partir das linhas estimadas. A validação da estratégia é feita tanto em um ambiente simulado quanto em um ambiente real, onde foram representadas três situações com o objetivo de avaliar o desempenho do algoritmo quando o robô está diante de mudanças no entorno explorado. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Among many features, line segment is one of the simplest features for describing indoor environments. Many recent works which propose different strategies for line-based maps use measurements that come from sensors like lasers and vision sensors, being less common the use of ultrasonic sensor for this purpose. This work presents a line-based mapping strategy using collected information from a set of ultrasonic sensors. This approach is mainly composed by two processes, the line segments extraction and the merging process. For the line extraction phase, an algorithm based on the Incremental approach for line segmentation is used. The output from this phase consists on a set of estimated lines that were extracted from the raw data. After that, a merging process is performed in order to cluster those extracted lines that match to the same planar structure. A chi-squared test is used as grouping criterion for this process. Finally, along with the odometry data provided by the robotic platform, a map in global coordinates is constructed from the extracted line segments. This strategy is validated using a simulated environment as well as a real one, where three different situations were represented in order to evaluate the performance of the algorithm when the robot faces changes in the explored area.