Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Coorientador: Luiz Roberto Trovati / Banca: Alexandre Cesar Rodrigues da Silva / Banca: Wesley Pontes / Resumo: Neste trabalho aborda-se o desenvolvimento de rotinas de aquisição, interpretação e visualização de dados de descargas atmosféricas obtidas por sensores tipo Stormscope, visando o estabelecimento de um sistema de monitoramento de tempestades com ênfase à segurança da navegação hidroviária. O sistema é composto por dois modos operacionais, sendo um com sensor fixo em terra e outro com o sensor embarcado. O sensor Stomscope fixo em terra coleta e transmite os dados de descargas atmosféricas para uma central de dados. O sensor Stormscope embarcado é instalado em uma embarcação do tipo comboio Tietê - Paraná, no qual também opera um monitor para visualização dos dados de descargas atmosféricas e também um hardware dedicado para que se capture, catalogue e armazene os dados, todos de modo georreferenciados. São apresentados o desenvolvimento do hardware e do software para o monitoramento de tempestades, via acompanhamento e quantificação do número de descargas atmosféricas. O produto final é a visualização do início, desenvolvimento e fim do processo das descargas atmosféricas e sobretudo, o acompanhamento da sua evolução espacial e temporal. Simultaneamente à evolução espaço-temporal dos dados de descarga elétrica, os dados colhidos pelo sistema foram logados e catalogados para futuras análises referentes ao tema. Os dados obtidos com os sensores Stormscope foram comparados com a rede terrestre fixa RINDAT (Rede Integrada Nacional de Detecção de Descargas Atmosféricas) para fins de validação / Abstract: This work discusses the development of acquiring, visualization and interpretation routines of atmospheric discharges data obtained by Stomscope sensors, aiming to establish a storm monitoring system with security alert purpose to the waterway navigation. The alert system is composed by two operational modes, on which one is a fixed sensor on ground and the other is a sensor aboard a ferry. The Stormscope sensor fixed on ground collects and transmits the atmospheric discharge data to a data central. The embedded system consists in a Stormscope sensor installed on a ferry of the Tietê-Paraná convoy type, in wich also operates a visualization system of atmospheric discharges data and also a dedicated hardware that captures, catalogs and store the data in a georeferenced way. We present the development of hardware and software for storms monitoring, via tracking and quantifying of the number of lightning. The final product is the visualization of the beginning, development and end of the process of lightning and especially the monitoring of their spatial and temporal evolution. Simultaneously to the spatio-temporal evolution of the electric discharge data, the data collected by the system are logged and cataloged for future analysis on the subject. The data obtained from the Stormscope sensor are compared to the fixed terrestrial network RINDAT (Integrated National Network of Atmospheric Discharges Detection) to validation purposes / Mestre

Este trabalho propõe um método biotelemétrico para a determinação simultânea de duas características elétricas (moduláveis por parâmetros fisiológicos) de circuitos RLC passivos para microsensores injetáveis. Como o ambiente sob monitoração envolve a presença de íons (tecidos biológicos), a utilização de dipolos torna-se inviável, desta forma, o estabelecimento de um acoplamento indutivo entre o sensor e o dispositivo para o registro das medidas é necessário. Tratando-se de um dispositivo injetável, as dimensões da bobina do sensor são diminutas (diâmetro da ordem de mm), sugerindo cuidados especiais quanto ao acoplamento indutivo do circuito RLC com o dispositivo de registro das medidas. Desta forma, foi desenvolvido um detector digital de freqüências, associado a um conjunto otimizado de bobinas para obter, a determinada distância (5 mm), a melhor indutância mútua possível com o microcircuito RLC remoto. Este dispositivo monitora o sensor em tempo real, informando a freqüência de ressonância, a sua respectiva amplitude a partir de uma varredura em freqüência. Um estudo analítico modelando a resposta em tensão do circuito detector segundo os estímulos e respostas que este fornece e recebe do circuito RLC remoto foi desenvolvido. O resultado desta análise, verificada praticamente, possibilitou a identificação da constante de tempo que cada degrau de freqüência deve ser mantido no sensor para que a resposta indicada seja a mais precisa possível. Decorrente desta análise foi possível modelar teoricamente a resistência total que o circuito RLC remoto apresenta. Assim, a partir das medidas de freqüência e amplitude do detector e do modelo teórico da resistência total do sensor o método foi estabelecido. Para verificar na prática a validade do método um micro sensor (2,8 x 23 mm) foi desenvolvido. O sensor foi encapsulado dentro de um tubo de silicone, apresentando um indutor montado junto a um bastão de ferrite, um capacitor SMD e um NTC, todos associados em paralelo. Com a alteração da distância entre o bastão de ferrite e o indutor (através da tração do tubo de silicone) a freqüência do sensor é alterada e a variação da resistência do NTC, através da temperatura, altera o fator de qualidade do sensor. A utilização do método para monitorar o sensor apresentou erros inferiores a 0,57 % para a indicação da freqüência e 0,77 % para a indicação da temperatura. A influência medida da variação da temperatura sobre a indicação da freqüência foi inferior a 0,16 %, indicando que o método é viável. / This work proposes a biotelemetric method to determine simultaneously two electrical characteristics (modulated by physiological parameters) from a passive injectable RLC microcircuit. Due to the presence of free ions inside the biological tissue, inductive links (loop antennas) must be employed, instead of dipole antennas. As the coil of the sensor presents small dimensions (diameter of about mm) its magnetic coupling to the monitoring device requires special attention. To monitor the sensor, a digital device assembled with a group of coils to maximize the mutual inductance (at a distance of 5 mm) between them was developed, detecting its resonance frequencies and the respective amplitude (through a frequency sweep) in real-time. The electrical response acquired by the detector from the sensor was analytically modeled. The model indicates a time constant to consider for each change of the signal frequencies to prevent errors in the response. From that theoretical model, an equation to determine the total resistance from the RLC circuit was obtained and confirmed by experiments. Then, a method to determine the resonance frequency and the total resistance from remote RLC circuit was proposed. A sensor was developed to verify the accuracy and the limits from this method. A parallel RLC circuit was built inside a silicone rubber tube. When the tube is stretched, a ferrite rod assembled beside the inductor is displaced varying the resonance frequency and, changing the environmental temperature, a NTC varies the quality factor of the circuit. Tests using the proposed method to monitor the sensor were realized. Errors small than 0.57 % in the resonance frequencies and 0.77 % in the temperature were obtained. The measured influence of the temperature variation over frequency determination was less than 0.16 %, indicating that the method is feasible.

ANP; PETROBRAS, FINEP / Escoamentos multifásicos estão presentes não somente em diversos processos da natureza, mas também são muito comuns em diversas atividades industriais, como na exploração, produção e transporte de petróleo e gás. Na produção de petróleo, a mistura multifásica de gás, petróleo e água é frequentemente encontrada fluindo através de colunas e risers de produção. Nos últimos anos muito progresso no desenvolvimento e aplicação de técnicas de medição em escoamentos multifásicos foi realizado cujo intuito é quantificar com exatidão, prever e/ou controlar o fluxo de misturas multifásicas. Em especial técnicas de imageamento do escoamento multifásico estão em foco atualmente. Sensores de malha de eletrodos (wire-mesh sensors) são dispositivos que produzem imagens da distribuição das fases na seção transversal de uma tubulação com alta resolução espacial e temporal. Em estudos anteriores a utilização desse sensor é explorada em diversas aplicações em escoamentos bifásicos (predominantemente do tipo gás-líquido). O princípio de funcionamento do sensor é baseado na medição de uma única propriedade elétrica (condutividade ou permissividade) da mistura multifásica. Portanto, o objetivo deste trabalho é a aplicação da técnica wire-mesh para visualização de escoamentos multifásicos em alta velocidade para condições de escoamentos diferentes daquelas utilizados até o momento, bem como prover a técnica com melhorias, adicionando a capacidade de operar em dupla modalidade (medição simultânea condutiva/capacitiva). Assim, novos algoritmos e rotinas de processamento de dados para a investigação de escoamentos gás-líquido e sólido-líquido (suspensão) foram desenvolvidos e testados. A fim de continuar com o aprimoramento da técnica xiii de medição, uma nova eletrônica capaz de medir simultaneamente a permissividade e condutividade através da medição (vetorial) de amplitude e fase é introduzido. Além disso, um algoritmo baseado em um modelo da permissividade elétrica complexa realiza a fusão dos dados de condutividade e permissividade gerados pela técnica desenvolvida. Assim, esta fusão permite obter distribuições individuais das frações de fase de misturas de óleo-água-gás. A principal contribuição deste trabalho no campo de medição e investigação de escoamentos multifásicos é, por conseguinte, o desenvolvimento e aplicação soluções em software e processamento de dados para extração de parâmetros do fluxo multifasico a partir de dados do sensor wire-mesh, bem como a melhoria no sistema de medição com adoção de medidas vetoriais. Desta forma, a gama de aplicação do sensor wire-mesh é ampliada, permitindo a investigação de escoamentos gás-líquido e gás-sólido, assim como escoamentos trifásicos gás-líquido-líquido através de visualização em alta velocidade da distribuição de fases em escoamentos. / Multiphase flows are present not only in nature but also are very common in industrial activities such as in exploration, production and transport of oil and gas. In oil production, the mixture of gas, oil and water is often found streaming through production columns and flow risers. A lot of progress has been made in recent years in the development and application of measurement techniques applied to multiphase flow measurement in order to accurately quantify, predict and control the flow of multiphase mixtures. Especially, high-speed imaging of multiphase flows has received much attention in recent years. Wire-mesh sensors are flow-imaging devices and allow the investigation of multiphase flows with high spatial and temporal resolution. In the past, such sensors have found widespread application in gas-liquid flows. Its operating principle is based on measurement of a single electrical property (conductivity or permittivity) of flowing mixture. The objective of this work is the application of the wire-mesh technique for high-speed multiphase flow imaging in different flow conditions as applied so far, as well as the further development of this technique by adding the capability of dual-modality (simultaneous conductive/capacitive) operation. Hence, novel routines and data processing algorithms for the investigation of two-phase flows of the type gas-liquid and solid-liquid (slurry) were developed and tested. As a step towards the further development of the wire-mesh sensor technique, a novel dual- modality electronics being able to simultaneously evaluate the conductivity and permittivity component of a fluid through vector measurements (amplitude and phase) is introduced. Further, a model-based algorithm to fuse the data of dual-modality wire xi mesh sensor is developed to obtain individual phase fraction distributions in gas-oil- water three-phase flows. Hence, this thesis’ main contribution to the field of flow measurement and investigation is the development and application of software solutions for extracting flow parameters from wire-mesh sensor data, as well as the improvement in the hardware of measuring electronics. As a result, the range of application of wire-mesh sensors is enhanced being capable to investigate two-phase gas-liquid and slurry flows as well as gas-liquid-liquid three-phase flow problems through high-speed flow imaging.

Orientador: Marcelo Ornaghi Orlandi / Co-orientador: José Arana Varela / Banca: Walter Katsumi Sakamoto / Banca: Juan Carlos Gonzáles Pérez / Resumo: Sensores de gases são tecnologias baseadas em materiais que apresentam mudança em alguma propriedade física mensurável que varia com a presença de um gás analito, de forma que a variação na propriedade pode ser relacionada a presença e concentração do gás analisado. A busca por materiais capazes de possibilitar a construção de sensores mais eficientes, assim como o estudo da natureza dessas interações foi a principal motivação desse trabalho. O trabalho consistiu em realizar uma modificação superficial em estruturas de monóxido de estanho com duas morfologias distintas, por meio da deposição de nanopartículas de metais nobres (Pt, Pd, Ag) na sua superfície (decoração superficial), e estudar o efeito catalítico proporcionado por esse tipo de modificação. Os materiais de monóxido de estanho foram sintetizados por meio da redução carbotérmica em atmosfera inerte e os materiais com morfologias distintas foram separados por meio de decantação. Para a decoração, utilizou-se o método químico redutivo self-assembly em que as estruturas foram adicionadas a dispersões de nanopartículas dos metais de interesse, e submetidas a um programa de aquecimento. As dispersões de nanopartículas metálicas foram preparadas pelo processo de redução poliol, em reações de redução a partir de sais, com Etilenoglicol e PVP. As análises por SEM e TEM mostraram que as partículas se depositaram sobre a superfície das estruturas das nanoestruturas, de forma dispersa. A caracterização elétrica simultânea das estruturas puras e modificadas em atmosfera de ar sintético e com H2, NO2 e CO permitiu o estudo destas como sensores de gases. Observou-se variações na resistividade das estruturas modificadas e puras assim como diferenças na sensibilidade para esses gases indicando que os metais atuaram como catalisadores para a interação com os gases redutores (CO e H2) e como... / Abstract: Gas Sensors are technology based on materials that have a measurable physical propriety that changes in the presence of a specific gas. The search for materials that will allow the design of efficient gas sensors, and allow the understanding of those interactions were the main motivation behind this study. The project consisted in the functionalization of the surface of tin monoxide based materials with noble metals nanoparticles (Pt, Pd and Ag) and study the effect caused by this kind of surface modification. The tin monoxide materials were synthetized by carbothermal reduction, in inert atmosphere conditions. The surface modification was achieved by a wet chemical rout, by adding metallic nanoparticles dispersions to the oxides and submitting the mixture to a thermal treatment. The metallic nanoparticles dispersions were synthetized by the poliol reduction process, through chemical reduction reactions using the correspondents' salts, ethylene glycol and PVP as precursors. SEM and TEM analysis of the modified structures indicate that the nanoparticles were deposited over the oxides surface, with good dispersion. Electrical characterization on both pure and modified structures in synthetic air and in the presence of multiple gases (NO2, H2 and CO) allowed the characterization of the samples as gas sensors. There were differences in the electrical characteristics of the different samples and their sensitivities were altered by the surface modification, indicating that the nanoparticles were acting as catalysts in the interaction of the oxide with reducing gases (H2 and CO) and as deactivators in the interaction with NO2, suggesting that chemical and electrical sensitization are happening. Electrochemical Impedance Spectroscopy was used to further investigate those processes, so that a model for the effects caused by the modifiers could be proposed. / Mestre

Este trabalho propõe um método biotelemétrico para a determinação simultânea de duas características elétricas (moduláveis por parâmetros fisiológicos) de circuitos RLC passivos para microsensores injetáveis. Como o ambiente sob monitoração envolve a presença de íons (tecidos biológicos), a utilização de dipolos torna-se inviável, desta forma, o estabelecimento de um acoplamento indutivo entre o sensor e o dispositivo para o registro das medidas é necessário. Tratando-se de um dispositivo injetável, as dimensões da bobina do sensor são diminutas (diâmetro da ordem de mm), sugerindo cuidados especiais quanto ao acoplamento indutivo do circuito RLC com o dispositivo de registro das medidas. Desta forma, foi desenvolvido um detector digital de freqüências, associado a um conjunto otimizado de bobinas para obter, a determinada distância (5 mm), a melhor indutância mútua possível com o microcircuito RLC remoto. Este dispositivo monitora o sensor em tempo real, informando a freqüência de ressonância, a sua respectiva amplitude a partir de uma varredura em freqüência. Um estudo analítico modelando a resposta em tensão do circuito detector segundo os estímulos e respostas que este fornece e recebe do circuito RLC remoto foi desenvolvido. O resultado desta análise, verificada praticamente, possibilitou a identificação da constante de tempo que cada degrau de freqüência deve ser mantido no sensor para que a resposta indicada seja a mais precisa possível. Decorrente desta análise foi possível modelar teoricamente a resistência total que o circuito RLC remoto apresenta. Assim, a partir das medidas de freqüência e amplitude do detector e do modelo teórico da resistência total do sensor o método foi estabelecido. Para verificar na prática a validade do método um micro sensor (2,8 x 23 mm) foi desenvolvido. O sensor foi encapsulado dentro de um tubo de silicone, apresentando um indutor montado junto a um bastão de ferrite, um capacitor SMD e um NTC, todos associados em paralelo. Com a alteração da distância entre o bastão de ferrite e o indutor (através da tração do tubo de silicone) a freqüência do sensor é alterada e a variação da resistência do NTC, através da temperatura, altera o fator de qualidade do sensor. A utilização do método para monitorar o sensor apresentou erros inferiores a 0,57 % para a indicação da freqüência e 0,77 % para a indicação da temperatura. A influência medida da variação da temperatura sobre a indicação da freqüência foi inferior a 0,16 %, indicando que o método é viável. / This work proposes a biotelemetric method to determine simultaneously two electrical characteristics (modulated by physiological parameters) from a passive injectable RLC microcircuit. Due to the presence of free ions inside the biological tissue, inductive links (loop antennas) must be employed, instead of dipole antennas. As the coil of the sensor presents small dimensions (diameter of about mm) its magnetic coupling to the monitoring device requires special attention. To monitor the sensor, a digital device assembled with a group of coils to maximize the mutual inductance (at a distance of 5 mm) between them was developed, detecting its resonance frequencies and the respective amplitude (through a frequency sweep) in real-time. The electrical response acquired by the detector from the sensor was analytically modeled. The model indicates a time constant to consider for each change of the signal frequencies to prevent errors in the response. From that theoretical model, an equation to determine the total resistance from the RLC circuit was obtained and confirmed by experiments. Then, a method to determine the resonance frequency and the total resistance from remote RLC circuit was proposed. A sensor was developed to verify the accuracy and the limits from this method. A parallel RLC circuit was built inside a silicone rubber tube. When the tube is stretched, a ferrite rod assembled beside the inductor is displaced varying the resonance frequency and, changing the environmental temperature, a NTC varies the quality factor of the circuit. Tests using the proposed method to monitor the sensor were realized. Errors small than 0.57 % in the resonance frequencies and 0.77 % in the temperature were obtained. The measured influence of the temperature variation over frequency determination was less than 0.16 %, indicating that the method is feasible.

ANP; PETROBRAS, FINEP / Escoamentos multifásicos estão presentes não somente em diversos processos da natureza, mas também são muito comuns em diversas atividades industriais, como na exploração, produção e transporte de petróleo e gás. Na produção de petróleo, a mistura multifásica de gás, petróleo e água é frequentemente encontrada fluindo através de colunas e risers de produção. Nos últimos anos muito progresso no desenvolvimento e aplicação de técnicas de medição em escoamentos multifásicos foi realizado cujo intuito é quantificar com exatidão, prever e/ou controlar o fluxo de misturas multifásicas. Em especial técnicas de imageamento do escoamento multifásico estão em foco atualmente. Sensores de malha de eletrodos (wire-mesh sensors) são dispositivos que produzem imagens da distribuição das fases na seção transversal de uma tubulação com alta resolução espacial e temporal. Em estudos anteriores a utilização desse sensor é explorada em diversas aplicações em escoamentos bifásicos (predominantemente do tipo gás-líquido). O princípio de funcionamento do sensor é baseado na medição de uma única propriedade elétrica (condutividade ou permissividade) da mistura multifásica. Portanto, o objetivo deste trabalho é a aplicação da técnica wire-mesh para visualização de escoamentos multifásicos em alta velocidade para condições de escoamentos diferentes daquelas utilizados até o momento, bem como prover a técnica com melhorias, adicionando a capacidade de operar em dupla modalidade (medição simultânea condutiva/capacitiva). Assim, novos algoritmos e rotinas de processamento de dados para a investigação de escoamentos gás-líquido e sólido-líquido (suspensão) foram desenvolvidos e testados. A fim de continuar com o aprimoramento da técnica xiii de medição, uma nova eletrônica capaz de medir simultaneamente a permissividade e condutividade através da medição (vetorial) de amplitude e fase é introduzido. Além disso, um algoritmo baseado em um modelo da permissividade elétrica complexa realiza a fusão dos dados de condutividade e permissividade gerados pela técnica desenvolvida. Assim, esta fusão permite obter distribuições individuais das frações de fase de misturas de óleo-água-gás. A principal contribuição deste trabalho no campo de medição e investigação de escoamentos multifásicos é, por conseguinte, o desenvolvimento e aplicação soluções em software e processamento de dados para extração de parâmetros do fluxo multifasico a partir de dados do sensor wire-mesh, bem como a melhoria no sistema de medição com adoção de medidas vetoriais. Desta forma, a gama de aplicação do sensor wire-mesh é ampliada, permitindo a investigação de escoamentos gás-líquido e gás-sólido, assim como escoamentos trifásicos gás-líquido-líquido através de visualização em alta velocidade da distribuição de fases em escoamentos. / Multiphase flows are present not only in nature but also are very common in industrial activities such as in exploration, production and transport of oil and gas. In oil production, the mixture of gas, oil and water is often found streaming through production columns and flow risers. A lot of progress has been made in recent years in the development and application of measurement techniques applied to multiphase flow measurement in order to accurately quantify, predict and control the flow of multiphase mixtures. Especially, high-speed imaging of multiphase flows has received much attention in recent years. Wire-mesh sensors are flow-imaging devices and allow the investigation of multiphase flows with high spatial and temporal resolution. In the past, such sensors have found widespread application in gas-liquid flows. Its operating principle is based on measurement of a single electrical property (conductivity or permittivity) of flowing mixture. The objective of this work is the application of the wire-mesh technique for high-speed multiphase flow imaging in different flow conditions as applied so far, as well as the further development of this technique by adding the capability of dual-modality (simultaneous conductive/capacitive) operation. Hence, novel routines and data processing algorithms for the investigation of two-phase flows of the type gas-liquid and solid-liquid (slurry) were developed and tested. As a step towards the further development of the wire-mesh sensor technique, a novel dual- modality electronics being able to simultaneously evaluate the conductivity and permittivity component of a fluid through vector measurements (amplitude and phase) is introduced. Further, a model-based algorithm to fuse the data of dual-modality wire xi mesh sensor is developed to obtain individual phase fraction distributions in gas-oil- water three-phase flows. Hence, this thesis’ main contribution to the field of flow measurement and investigation is the development and application of software solutions for extracting flow parameters from wire-mesh sensor data, as well as the improvement in the hardware of measuring electronics. As a result, the range of application of wire-mesh sensors is enhanced being capable to investigate two-phase gas-liquid and slurry flows as well as gas-liquid-liquid three-phase flow problems through high-speed flow imaging.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-14Bitstream added on 2014-06-13T19:18:57Z : No. of bitstreams: 1 santos_kt_me_bauru.pdf: 2573333 bytes, checksum: 9b74b644f19dcb4ae279533899cad065 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Estruturas dot-in-a-well (DWELL) têm sido extensivamente estudadas nos últimos anos devido a sua relevância para a fabricação de dispositivos ópticos e eletrônicos, em especial os fotodetectores e lasers de alto desempenho. inserir pontos quânticos (QDs) em poços quânticos (QWs) aumenta a densidade dos pontos quânticos que, somado ao confinamento adicional fornecido pelo poço quântico, resulta em eficiência óptica elevada. Muitos trabalhos se dedicam ao estudo da dinâmica dos portadores, a fim de compreender melhor o funcionamento dos dispositivos, principalmente em altas temperaturas. Em nosso estudo, as amostras DWELL, em que os pontos de InAs são confinados em poços de InGaAs, foram crescidas sobre um substrato de GaAs por epitaxia de feixe molecular (MBE) e analisadas a partir de medidas de fotoluminiscência (PL). Os pontos quânticos foram obtidos pelo método de Stranski-Krastanov. Para realizar as medidas de PL foi utilizado um monocromador Jobin Yvon T64000. As amostras foram inseridas em um criostato de Janis, com circuito fechado de He, e excitadas por um laser de Ar. O sinal da PL, depois de espalhado, foi detectado por um detector de Ge e registrado usando um amplificador lock-in. Nos espectros de emissão foram identificados três picos em medidas com alta potência de excitação e baixa temperatura. Os resultados das medidas de PL em função da potência de excitação indicaram que se tratava de transições entre níveis confinados nos QDs. Não foi identificado comportamento bi-modal no crescimento dos pontos quânticos nas amostras analisadas. Os resultados das medidas de PL, para diferentes regimes de excitação, mostraram que em todas as transições ópticas investigadas há éxcitons envolvidos e as recombinações não radiativas são insignificantes. Os gráficos de intensidade da PL integrada em função da... / The dot-in-well (DWELL) structure has been exensively studied in recent years because of its relevance to the fabrication of optical and electronic devides, in particular, high-performance photodetectors. The insertion of quantum dots (QD) in the well increases the density of dots which, added to the additional confinement provided by the quantum well, results in a higher optical efficiency. Many works has been devoted to the study of the dynamics carriers in order to properly understand the functioning of devices mostly at high temperatures. In our study, a DWELL sample, in which InAs QDs are confined in InGaAs wells, was grown on a GaAs substrate by molecular beam epitaxy (MBE) and was analyzed by photoluminescence (PL) measurements. The quantum dots were grown by typical Stranski-Krastanov method. The PL spectra were obtained in a T64000 Jobin Yvon Monochromator. The sample was inserted in a Janis He-closed-circuit crystat and excited using an Ar-ion laser. The PL signal, after dispersed, was detected by a Ge-detector and recorded using a loock-in amplifier. In the emission spectra is possible to identify 3 peaks in high power and low temperature. The results of PL measurements depending on the power excitation showed that the peaks are related to transitions between the confined levels in the QDs. Not been identified bi-modal behavior in the growth of quantum dots in the samples analyzed. The results of the PL measurments for different excitation regimes showed that in all the investigated optical transitions there excitons involved and non radiative recombinations are insignificant. The graphics of integrated PL intensity as a function or inverse temperature allowed finding different ranges of temperature and the activation energies associated with the processes of thermal escape of... (Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-04-10T10:58:01Z No. of bitstreams: 1 2012_PaulaGabrieladeMedeirosFernandes.pdf: 1587258 bytes, checksum: 612e108fee4daa9edea2bebcb605ce6e (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-20T11:13:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_PaulaGabrieladeMedeirosFernandes.pdf: 1587258 bytes, checksum: 612e108fee4daa9edea2bebcb605ce6e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-20T11:13:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_PaulaGabrieladeMedeirosFernandes.pdf: 1587258 bytes, checksum: 612e108fee4daa9edea2bebcb605ce6e (MD5) / Na atualidade, os indivíduos passam a ter uma posição mais ativa no processo de investigação de doenças querendo acompanhar o seu estado de saúde continuamente. Por ser é inviável manter um profissional de saúde para cada indivíduo, mais apoio da tecnologia tem sido requerido a fim de auxiliar esse processo de monitoração. Diante deste quadro, mais soluções automatizadas estão sendo propostas, em particular, Redes de Sensores do Corpo Humano (RSCH), no qual um indivíduo monitora suas atividades diárias e sinais vitais e o sistema o auxilia na prevenção e detecção de situações de emergência. Este trabalho explora como a metodologia de Linha de Produto de Software Dinâmica (LPSD) no contexto de RSCH gerencia e balanceia requisitos conflitantes, tais como disponibilidade e confiabilidade, de tal forma que quando o indivíduo estiver em uma situação normal de saúde, o sistema possa desativar alguns sensores ou funcionalidades visando economia de bateria e processamento; e por outro lado, quando o indivíduo desmaiar ou alterar seus batimentos cardíacos, o oposto deva acontecer com os sensores afim de se prover o melhor serviço para o indivíduo em uma situação de alto risco de saúde. Uma LPSD para RSCH se reconfigura baseando-se em mudanças de contexto, no caso, mudança na situação de saúde do indivíduo monitorado, afim de atingir um novo objetivo de qualidade para esta nova situação de risco. Neste trabalho, a situação de um indivíduo é especificada como um contrato de qualidade, provido por um especialista no domínio (médico). O contrato é modelado como uma máquina de estados, onde as transições entre estados são causadas por eventos de saúde (queda, desmaio, alteração de pressão) e os estados definem objetivos de qualidade. A verificação de não conformidade com o objetivo de qualidade motiva a reconfiguração do sistema. A confiabilidade de uma determinada configuração é medida como uma única fórmula, parametrizada com a presença e ausência das features da LPSD e das qualidades associadas a elas. Além de confiabilidade, exploram-se também parâmetros de qualidade tais como tempo de vida estimado para o sistema, taxa de amostragem, qualidade e quantidade de informação das configurações. As estratégias de cálculo de qualidade Simple MultiAttribute Rating Technique (SMART) e orientação a objetivos (GOAL) são comparadas no domínio de RSCH. Avaliou-se a abordagem proposta via simulações com dados reais de monitoração e obteve-se resultado favorável à utilização da metodologia proposta no contexto. _______________________________________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nowadays, individuals have a more active stance in the investigation of diseases in the sense that they want to monitor their health status continuously. Because it is not sustainable to have dedicated health professional for each individual, more technology support has been applied to assist this monitoring process. In this context, automatic solutions are being proposed, in particular Body Sensor Network (BSN), in which an individual monitors his vital signs and the system aids him in the prevention and detection of emergency situations. BSN must manage and balance conflicting requirements, such as availability and reliability, in a way that if the patient is in a normal or low health risk situation, the system can turn off some sensors or disable features to save power and processing. On the other hand, when the individual faints or changes its heartbeats dangerously, the opposite should happen with the sensors and features in order to provide the best service for this high risk situation. We explore how Dynamic Software Product Line (DSPL) achieves this goal. A DSPL reconfigures itself based on some context changes e.g., the persons' medical situation, to meet a new quality goal for that new situation, as specified by a reliability contract provided by the domain expert (a medical doctor). This contract is modeled as a state machine, whose transitions are medical events (e.g., fall, stroke) and states are target reliability goals, prompting a reconfiguration to meet it. The reliability of any given configuration is measured by a single formula, parametrizing over the features of the DSPL and related quality information. Besides reliability, we also explore other quality parameters such as lifetime, sensor sample rate, quality and amount of information. Strategies for calculating quality such as Simple MultiAttribute Rating Technique (SMART) and goal-oriented are compared in the BSN domain. We evaluated the proposed approach via simulations with real monitoring data and obtained favorable results with the use of the proposed methodology in the BSN context.

nÃo hà / Geradores quÃnticos de nÃmeros aleatÃrios (GQNA) tÃm importantes aplicaÃÃes em protocolos criptogrÃficos, jogos e loterias, entre outros. Em contraste com geradores de nÃmeros pseudoaleatÃrios baseados em software, a sequÃncia de nÃmeros gerada à verdadeiramente aleatÃria. A maioria dos GQNA encontrados na literatura à baseado em dispositivos optoeletrÃnicos, como fontes de fÃtons Ãnicos e detectores de fÃtons. Nesta direÃÃo, a presente dissertaÃÃo trata da teoria e experimento de GQNAs baseados em sistemas fotÃnicos, considerando geradores com variÃveis discretas e contÃnuas. Em particular, trÃs problemas foram considerados: 1) um novo modelo de GQNA de variÃvel contÃnua utilizando a polarizaÃÃo da luz foi proposto. 2) a anÃlise de desempenho de um GQNA usando apenas um detector de fÃtons, levando em consideraÃÃo o afterpulsing e o tipo de estado quÃntico da luz utilizado, coerente ou tÃrmico, foi realizada. 3) um GQNA com distribuiÃÃo binomial foi construÃdo. / Quantum random number generators (QRNG) have important applications in cryptographic protocols, gaming and lotteries, among others. In contrast to pseudo-random number generators based on software, the sequence of random numbers generated is truly random. Most QRNG found in the literature are based on optoelectronic devices like single-photon sources and single-photon detectors. In this direction, the present dissertation deals with the theory and experiment QRNG based photonic systems, taking into account QRNG using discrete and continuous variables. In particular, three issues were considered: 1) a new model of continuous variable QRNG based on light polarization was proposed. 2) The performance of a QRNG employing only one single-photon detector, taking into account the afterpulsing and the quantum light state used, coherent or thermal, was realized. 3) A QRNG with binomial distribution was built.

Este trabalho descreve um estudo e desenvolvimento de um sensor de dióxido de carbono (CO2), de baixo custo, para monitoramento da qualidade do ar em ambientes climatizados. O sensor aqui proposto baseia-se na técnica de absorção em infravermelho não dispersivo (NDIR). Este trabalho avalia alguns métodos já empregados e propõe um modelo alternativo visando uma solução de baixo custo que possa ser incorporada a sistemas de monitoramento e/ou condicionamento existentes, permitindo o controle do teor de CO2. A metodologia inclui o estudo dos diferentes tipos de sensores de CO2, a seleção da técnica mais apropriada para medição, o estudo das alternativas para implementação da técnica selecionada, o desenvolvimento, testes e avaliações da solução. Especificamente desenvolveu-se uma solução em termos de sensor de CO2 que utiliza componentes comerciais, sendo facilmente reprodutível e de custo reduzido. O sensor desenvolvido tem faixa de medição entre 330 a mais de 10000 ppm, com resolução estimada em torno de 20 a 30 ppm, com erro em relação ao padrão menor que 10% da medição ou 150 ppm,o que for maior.