Orientador: Fabrício Guimarães Baptista / Banca: Paulo Sérgio da Silva / Banca: Carlos de Marqui Junior / Resumo: Esta dissertação de mestrado apresenta uma análise experimental da viabilidade do uso dos diafragmas piezelétricos comerciais de baixo custo (comumente conhecidos como buzzers) em sistemas de monitoramento de integridade estrutural (SHM - Structural Health Monitoring) baseados na técnica da impedância eletromecânica (E/M). Esse tipo de aplicação tem recebido uma atenção especial nas últimas décadas por se basear no uso de transdutores piezelétricos pequenos e leves que operam simultaneamente como sensores e atuadores. Foram realizados vários testes em barras de alumínio utilizando diafragmas de diversos tamanhos; as assinaturas de impedância elétrica e os índices de dano foram comparados com os obtidos usando uma cerâmica convencional de PZT (Pb-lead Zirconate Titanate - titanato zirconato de chumbo), que é o transdutor mais comumente utilizado nessa aplicação. Os danos estruturais foram simulados utilizando-se massas metálicas (porcas de parafuso), as quais foram fixadas nas barras com cola a base de cianoacrilato. Quatro tipos de experimentos foram realizados para fins de comparação: estimação da sensibilidade dos transdutores utilizando método da quebra do grafite (PLB - Pencil Lead Break - quebra do grafite); comparação dos índices de dano RMSD (root mean square deviation - desvio da raiz média quadrática) e CCDM (correlation coefficient deviation metric - métrica do desvio do coeficiente de correlação), calculados a partir das assinaturas de impedância; avaliação dos efe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This dissertation presents an experimental analysis of the viability of low-cost commercial piezoelectric diaphragms (commonly known as buzzers) in structural health monitoring (SHM) systems based on the electromechanical impedance (EMI) technique. This application has received special attention in recent decades because it is based on the use of small, lightweight piezoelectric transducers operating as both sensors and actuators. Several tests were carried out on aluminum bars using diaphragms of different sizes; the electrical impedance signatures and damage indices were compared with those obtained using a conventional PZT (Pb-Lead Zirconate Titanate) ceramic, which is the most commonly employed transducer in this application. Structural damage was simulated using metallic bolts (steel nut), which were fixed in the bars using cyanoacrylate glue. Four types of experiments were carried out for comparison between the two transducers: sensitivity estimation using the pencil lead break (PLB) method, analysis of the feasibility to detect structural damage using conventional impedance signatures and damage indices, analysis of temperature effects, and determination of the long-term reproducibility of the results. The results indicated that conventional PZT ceramics and diaphragms with similar size exhibit very close characteristics in relation to reproducibility, sensitivity to damage and temperature effects, which leads to the conclusion that the piezoelectric diaphragms are fea... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Thesis. 1978. M.S.--Massachusetts Institute of Technology. Dept. of Electrical Engineering and Computer Science. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING. / Bibliography: leaves 67-68. / M.S.

E. Folke Bolinder. / "June 14, 1957." / Bibliography: p. 91-96. / Army Signal Corps Contract DA36-039-sc-64637. Dept. of the Army Task 3-99-06-108 and Project 3-99-00-100.

The power transfer capability of a transmission line is determined by the magnitude of the voltage at each end of the line, angle difference of these voltages and the impedance of the line. This impedance is mainly inductive. Traditionally, fixed series capacitor banks have been used for series compensation. However, due to instability problems associated with loading transmission line close to their thermal limits, researchers have looked at other alternatives to line compensation by static devices such as fixed series capacitors. Flexible AC Transmission Systems (FACTS) has allowed power utilities to use existing transmission line networks close to their thermal limits without compromising stability of the power system. A FACTS series compensator is capable of influencing the transmission of power in a transmission line by dynamic control of the series compensating reactance inserted in the line. There are several different devices under the FACTS family, however, in this thesis only the Thyristor-Controlled Series Capacitor (TCSC) was considered. A TCSC comprises a fixed capacitor in parallel with a thyristor-controlled reactor (TCR). By varying the firing angle ex:. of the thyristors, the TCSC can be made to act in variable inductive or capacitive reactance mode. The thesis' overall objective was to design a practical TCSC for use in a research laboratory for further research initiatives. This thesis looks at different issues that need to be considered when designing and rating a TCSC compensator. In particular, the thesis examines the effects of different sizes of TCSC components on the rating of the device, the effects of harmonics on the TCSC ratings, sizing of TCSC's variable reactance, and the response time of TCSC to a step change in the firing angle. A mathematical model of a TCSC in a single-machine infinite bus (SMIB) system was developed and subsequently used in the initial design of the TCSC. Studies that were done using mathematical model of the TCSC module confirmed the ability of the TCSC controller to dynamically control the capacitive compensating reactance in the transmission line. The thesis then describes the development of a laboratory-scale TCSC for research investigations. Measured results from the laboratory demonstrate the ability of the TCSC series compensator to provide rapid control of series reactance of a transmission line. A detailed mathematical model of the SMIB equipped with TCSC module was developed, using parameter values of the laboratory scale prototype, to investigate power oscillation damping. Time-domain simulation results are presented in this thesis to demonstrate its ability to damp power swings in an electrical network. / Thesis (M.Sc.Eng.)-University of Natal, Durban, 2003.

Thesis (Ph.D.)--Ohio University, June, 2005. / Title from PDF t.p. Includes bibliographical references (p. 89-92)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-28Bitstream added on 2014-06-13T20:42:58Z : No. of bitstreams: 1 antunes_aa_dr_botfm.pdf: 341028 bytes, checksum: 77e0edbeb31c062a9b5b2f0b7e56f7ae (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Desnutrição e sobrecarga líquida têm sido apontadas como fatores que contribuem para o pior prognóstico cardíaco da população em diálise. A bioimpedância é opção para avaliação da composição corporal e monitoramento do estado de hidratação, entretanto faltam estudos que investiguem a relevância dos parâmetros da bioimpedância em relação ao prognóstico cardiovascular. O objetivo deste trabalho foi identificar a importância do monitoramento seriado por bioimpedância na ocorrência de eventos cardiovasculares. Avaliou-se por bioimpedância 145 indivíduos prevalentes em diálise, em intervalos de quatro meses, investigando as relações entre parâmetros da bioimpedância e prognóstico cardiovascular fatal e não fatal. O período de seguimento foi de 23(12; 34) meses, com 27,6% dos pacientes acometidos por eventos cardiovasculares. Análise comparativa entre os pacientes que apresentaram e os que não apresentaram evento cardiovascular revelou que menores valores de ângulo de fase, massa celular corporal e água intracelular e maiores valores das relações massa extracelular/ massa celular corporal e água extracelular/ água corporal total foram indicativos de pior prognóstico cardiovascular. A análise de sobrevida por modelo de Cox convencional considerando unicamente parâmetros obtidos na inserção do paciente no estudo reforçou esses achados, exceto para relação água extracelular/ água corporal total. Na monitoração seriada por bioimpedância, analisada por modelo de Cox com covariável dependente do tempo, os parâmetros não foram preditores de eventos cardiovasculares. Esse conjunto de achados sugere a associação da desnutrição e da sobrecarga líquida com a ocorrência de eventos cardiovasculares, o que reforça a aplicação da bioimpedância em diálise / Malnutrition and fluid overload have been pointed as contribution factors to the poor cardiovascular prognosis of dialysis population. Bioimpedance is an option for both body composition and hydration status evaluations, however there are few studies that have investigated the relevance of the bioimpedance parameters in relation to cardiovascular prognosis. The purpose of this study was identify the importance of continued monitoring by bioimpedance in the prediction of cardiovascular events. One hundred forty five prevalent dialysis patients were evaluated every four months by bioimpedance, and the relations between its parameters and fatal and nonfatal cardiovascular events were investigated. During the follow-up of 23(12; 34) months, 27.6% of patients had cardiovascular events. The comparative analysis between patients that had no events and those that had cardiovascular events showed that lower values of phase angle, body cell mass and intracellular water and higher values of the relation between extracellular water/ total body water and between extracellular mass/ body cell mass pointed to a worse cardiovascular prognosis. The survival analysis by traditional Cox regression considering parameters obtained in first evaluation reinforced these findings, except for extracellular water/ total body water relation. In serial monitoring by bioimpedance, analyzed by time-dependent Cox regression, the parameters were not identify as cardiovascular predictors. This set of findings suggests the association of malnutrition and fluid overload with cardiovascular events occurrence and reinforces the usefulness of bioimpedance in dialysis

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-29Bitstream added on 2014-06-13T19:08:03Z : No. of bitstreams: 1 cortezledesma_ne_me_ilha.pdf: 1539297 bytes, checksum: df4862f51083b9bb17731d2587b77d15 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O monitoramento de integridade estrutural (SHM) baseado na técnica da impedância eletromecânica (EMI) tem sido desenvolvido como uma ferramenta promissora para identificação de falhas estruturais. As aplicações típicas de SHM baseadas em EMI geralmente utilizam um analisador de impedância comercial de alto custo ou sistemas de medição baseados na função de resposta em frequência (FRF). Além do custo elevado, as exigências de capacidade de armazenamento e/ou processamento de dados desses instrumentos são características proibitivas para muitas aplicações. Trabalhos recentes mostram que não é preciso conhecer o valor exato da impedância eletromecânica da estrutura para monitorar sua integridade. Assim, neste trabalho é apresentado um sistema de SHM que permite detectar falhas em estruturas monitorando apenas as variações da tensão elétrica do transdutor. O sistema proposto é portátil, autônomo, rápido, versátil, de baixo custo e substitui com eficiência os instrumentos comerciais na fase de detecção de falhas. A identificação do dano é feita comparando-se as variações da tensão rms da resposta no tempo que um transdutor piezelétrico de PZT, colado na estrutura, fornece para cada frequência do sinal de excitação. Portanto, o sistema proposto não é limitado pela frequência de amostragem, dispensa algoritmos da transformada de Fourier e não exige um computador para processamento, operando de forma autônoma. Um protótipo de baixo custo usando circuitos integrados, um sintetizador digital e um microcontrolador foi construído e testado através de experimentos em estruturas de alumínio para a faixa de frequências a partir de 3 kHz até 50 kHz com boa precisão e estabilidade / Structural health monitoring (SHM) based on electromechanical impedance (EMI) technique has been developed as a promising tool for identifying structural damage. Typical applications in SHM based on EMI generally use high-cost commercial impedance analyzers or measurement systems based on frequency response function (FRF). Besides the high cost, the requirements for storage and/or data processing of these instruments are prohibitive features for many applications. Recent studies show that the exact value of the electromechanical impedance is not required for damage detection. Thus, this work presents a SHM system that can detect damage in structures only monitoring the changes in the voltage of the transducer. The proposed system is portable, autonomous, fast, versatile, low-cost and replaces efficiently commercial instruments in the damage detection stage. The identification of damage is done by comparing the variations in the rms voltage of time response signals from a piezoelectric transducer, such as PZT, bonded to the structure. Different time response signals are obtained for each frequency of the excitation signal. Therefore, the proposed system is not limited by the sampling frequency, dispenses Fourier transform algorithms and does not require a computer for processing, operating autonomously. A low-cost prototype using integrated circuits, a microcontroller and a digital synthesizer was built and tested through experiments with aluminum structures for frequencies ranging from 3 kHz to 50 kHz with good accuracy and stability

Orientador: Fabiano Fruett / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T21:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CostaJunior_JuvenilSeverinoda_M.pdf: 3663986 bytes, checksum: 04fada688bb589e761d7e3d0f1bc7715 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Sensores de umidade relativa do ar estão sendo cada vez mais utilizados em sistemas de controle e aquisição de dados. Estes sensores são facilmente encontrados em estufas, automóveis, refrigeradores, equipamentos médicos, eletrodomésticos, instrumentos de precisão e outros. Mais recentemente, com o crescimento do mercado agrícola no Brasil, a demanda por sensores de umidade vem crescendo substancialmente. Este trabalho e dedicado ao estudo de um sistema sensor de umidade por detecção de ponto de orvalho utilizando uma ponte de impedância. A ponte de impedância foi microfabricada diretamente sobre um substrato de alumina que compõe uma pastilha Peltier. Um termistor também micro fabricado no mesmo substrato fornece o sinal necessário para a detecção do ponto de orvalho. A face fria da pastilha Peltier e resfriada ate alcançar a temperatura do ponto de orvalho do ar ao seu redor. Este resfriamento resulta na saturação do vapor de d'água presente no ar, fazendo com que gotículas de água condensem sobre o substrato de alumina. A condensação de água sobre os eletrodos da ponte de impedância causa um desbalanceamento que gera um sinal de controle para a pastilha Peltier. As temperaturas no limiar de condensação e ambiente são utilizadas no calculo da umidade relativa. Este sensor de umidade foi projetado para que alguns requisitos com relação a resistência contra contaminantes e baixa histerese fossem alcançados / Abstract: Sensors for relative humidity are being increasingly used in control systems and data acquisition. These sensors are easily found in greenhouses, cars, weather equipment, medical equipment, appliances, etc.. More recently, with the growth of the agricultural market in Brazil, the demand for humidity sensors has been growing substantially. This work is dedicated to the study of a humidity sensor for dew point detection using an impedance bridge. The impedance bridge was microfabricated directly on an alumina substrate that comprises a Peltier device. A thermistor also microfabricated on the same substrate control the temperature of the Peltier device to the threshold where the dew point produces the saturation of water vapor in the air. The cold face of the Peltier device is cooled until it reaches the dew point temperature. This cooling results in saturation of water vapor in the air, around the side of the Peltier device causing water droplets to condense on the alumina substrate. Water condensation on the electrodes of the impedance bridge causes an imbalance that generates a control signal to the Peltier device. The temperatures measured at the threshold of condensation along with ambient temperature are used to calculate the relative humidity. This sensor was designed to fulfill some requirements related to resistence to contaminants and low hysteresis / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Oseas Valente de Avilez Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T03:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cardoso_PauloEduardodosReis_M.pdf: 801657 bytes, checksum: a93bd64d4f7bf3d70c8e568ab62f4385 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho apresenta o estudo realizado para a obtenção da correlação entre a Capacidade, que indica a capacidade de armazenamento eletroquímico de energia, e a Condutância, que mede componentes da resistência interna da bateria indicando o seu estado de degradação e envelhecimento. A obtenção do valor da capacidade requer um procedimento dispendioso, tanto em tempo como em recursos, enquanto que a condutância pode ser obtida rapidamente. Foram estudadas as técnicas para a avaliação do nível de confiabilidade de baterias a partir destes parâmetros, objetivando conhecer o estado da arte neste assunto. Também foram analisadas as metodologias de medição da resistência interna. O ensaio de envelhecimento realizado coletou dados de condutância e capacidade, durante cerca de um ano, de onde foi possível correlacionar estes dois parâmetros. O principal resultado desta correlação é a possibilidade de obtenção da capacidade a partir da medição rápida da condutância, com aplicação imediata nos procedimentos de manutenção preditiva de baterias chumbo-ácidas / Abstract: This text presents the study to obtain of the relationship between the Capacity, the indicated capacity of electrochemical storage of energy, and the Conductance, that measures the battery internal resistance components indicating its state of degradation and aging. The attainment of the value for the capacity requires an expensive procedure, as much in time as in resources, while that conductance can be gotten quickly. The level of trustworthiness techniques for the evaluation of batteries had been studied based on these parameters, being objectified to know the state of the art in this subject. Also the internal resistance measurement methodologies had been analyzed. The aging test given conductance and capacity, during about one year, made possible to correlate these two parameters. The main result of this correlation is the possibility of attainment of the capacity from the fast measurement of the conductance, with immediate application in the procedures of predictive maintenance of lead-acid batteries / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-10T17:05:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElgueraFlores_AlexanderVladimir_M.pdf: 2442597 bytes, checksum: c3718bb5135d22cdcdf2a22c0c313ed1 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: É usual utilizar a transposição das fases nas linhas de transmissão com o intuito de diminuir o desequilíbrio de tensão e corrente existente. Na freqüência fundamental uma linha de transmissão pode ser considerada idealmente transposta, mas normalmente nos estudos de transitórios eletromagnéticos e nos estudos de qualidade de energia as linhas também são representadas como se fossem idealmente transpostas. Para freqüência fundamental é adequado tratar uma linha como idealmente transposta, mas isto não pode ser generalizado para toda a gama de freqüência dos fenômenos transitórios. No presente trabalho foi analisado o erro de se tratar uma linha como idealmente transposta para toda a faixa de freqüências, especificamente até 10 kHz. Uma análise teórica foi implementada identificando o desequilíbrio entre as fases considerando uma linha idealmente transposta e considerando uma linha com trechos de transposição real. A dependência da freqüência dos parâmetros elétricos da linha de transmissão foi adequadamente representada / Abstract: It is usual to use the phase transposition in transmission line aiming to decrease the existing voltage and current unbalance. In fundamental frequency a transmission line can be considered ideally transposed, but normally in the electromagnetic transients and quality energy studies the lines also are represented as if they were ideally transposed. For fundamental frequency it is correct to treat a line as ideally transposed, but this cannot be generalized for the entire frequency range of transient phenomena. In the present work it was analyzed the error of treating transmission line as ideally transposed for all frequency range, specifically up to 10 kHz. A theoretical analysis was implemented identifying the unbalances between the phases considering the transmission line ideally transposed and considering the transmission line with its actual transposition sections. The frequency dependence of transmission line parameters was properly represented. / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica