Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 1244500 bytes, checksum: 9e31d0b3f9a62bc311b6d1d5422ceaf4 (MD5) Previous issue date: 2009-10-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The survival chances of premature newborns increases when the air temperature and relative humidity of the incubator environment are under control. Newborn incubator is an electromedical equipment used for life maintenance of premature newborns. It provides a thermo-neutral environment, achieved by keeping the air temperature and relative humidity within a suitable range. This allows the baby to maintain the normal body temperature without excessive metabolic losses and contributes to a faster development and a smaller incidence of diseases. In this thesis, a measurement system capable to assess newborn incubators by measuring the internal and external environment parameters was designed and development. Also, it was developed a system to control the relative humidity of the incubator environment. In additional, a data acquisition software was developed to manager measured parameters inside the newborn incubator such as: air temperature, relative humidity, sound level and air flow velocity. Thus, it is possible to check if an incubator, under analysis, meets the requirements established by the NBR IEC 601-2-19 standard. Experimental tests were carried out in a time period of 96 hours and the measured data were collected at each 2 minutes. The results showed that all newborn incubators, which were assessed by the developed system, do not provide adequate environment for premature newborns as these incubators do not meet the NBR IEC 601-2-19 standard requirements. / As chances de sobrevivência dos recém-nascidos prematuros aumentam quando eles são colocados em um ambiente em que são controladas a temperatura e a umidade relativa do ar. A incubadora neonatal é um equipamento médico assistencial que serve para manter a vida de bebês prematuros onde estes encontram condições semelhantes às existentes no útero materno. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de aquisição de dados de temperatura e umidade, baseado em microcontrolador, para verificar as condições do ambiente proporcionado ao recém-nascido pela incubadora neonatal de acordo com a norma NBR IEC 601-2-19 e, um sistema de controle de umidade, baseado em microcontrolador, utilizando um motor de passo, com a finalidade de manter a umidade no interior da incubadora dentro de uma faixa pré-estabelecida. Isto tem por finalidade melhorar a qualidade de vida de recém-nascidos prematuros. Um software foi desenvolvido com a finalidade de unificar os dados coletados pelos sistemas de aquisição. A incubadora analisada é dotada de sistema de umidificação passivo. Realizaram-se medidas dos parâmetros temperatura, umidade, velocidade do fluxo de ar, concentração de oxigênio e nível sonoro no interior da incubadora, com água e sem água no reservatório de umidificação. Foram realizadas, também, medidas desses parâmetros no ambiente da Unidade de Tratamento Intensivo Neonatal. As medidas foram coletadas a cada 2 minutos durante 96 horas. Efetuaram-se testes para controlar a umidade relativa do ar no interior da incubadora. Verificou-se que os parâmetros analisados estão inter-relacionados e que os recém-nascidos prematuros foram expostos a níveis de ruídos intensos. Constatou-se que o sistema desenvolvido manteve a umidade controlada na faixa de 45 a 55 %UR. As incubadoras analisadas não oferecem um ambiente adequado à recuperação do recémnascido com base na norma.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-13T19:48:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModelagemControleIncubadora.pdf: 2487143 bytes, checksum: d939f90346a45794889756c2631476cd (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-15T15:00:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModelagemControleIncubadora.pdf: 2487143 bytes, checksum: d939f90346a45794889756c2631476cd (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-15T15:00:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ModelagemControleIncubadora.pdf: 2487143 bytes, checksum: d939f90346a45794889756c2631476cd (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho apresenta uma introdução sobre a história da neonatologia, a conceituação e a modelagem matemática do sistema térmico de uma incubadora neonatal, contendo a relação da mesma com um recém-nascido quanto a trocas térmicas, a partir da primeira lei da termodinâmica. É apresentado o método que foi utilizado para a linearização (Séries de Taylor) e os pontos de operação calculados para o sistema linear obtido no formato de espaço de estados, e a partir deste foi obtida uma representação em função de transferência. A partir da modelagem matemática do sistema, foi realizado um teste em malha aberta para verificar as características do mesmo, como estabilidade, constante de tempo e convergência para um valor final desejado, e como o sistema real opera em malha fechada, foi também realizado um teste com o sistema nesta configuração contendo um ganho unitário de malha. O comportamento do sistema não linear foi comparado ao do sistema linearizado através de suas curvas de resposta temporal a uma entrada degrau para a verificação da validade da representação linear, e após a sua validação, diagramas de bode foram gerados para diferentes parâmetros do modelo, para observar-se o efeito desta variação no comportamento dinâmico da planta, e foi percebido que o comportamento do modelo não é alterado de forma substancial para a variação dentro das faixas verificadas. Um controlador proporcional e integral (PI) foi então projetado para a eliminação do erro de regime permanente presente resposta temporal do sistema.. Testes sob diversas condições de operação foram realizados no sistema linear assim como as curvas de variação de temperatura foram obtidas com o controlador aplicado no modelo não linear, sendo os resultados considerados satisfatórios para este tipo de aplicação. Este trabalho foi realizado com o auxílio da ferramenta computacional Simulink do software Matalb®. / This work presents an introduction about neonatology history, the concept and mathematical modeling of a neonatal incubator’s thermal system, with its thermal exchanges relations to an infant by the first law of thermodynamics. The method used for linearization (Taylor series) it is showed and the operation points calculated to the linear system obtained in the state space format, and then a representation in transfer function format. By the system’s mathematical modelling, an open loop test was done to verify the model behaviour, as characteristics of stability, time constant and convergence to a desired final value, and how the system operates at closed-loop, the system on this configuration was tested with the usage of an unitary gain. The behaviour of the non linear system was compared to the linearized system through their time response curves at a presence of a degree input to the verification of the linearized representation validity, and after the validation, bode diagrams were generated to different model parameters, to notice the effect of this variation on the model’s dynamic behaviour, and was observed that the model’s behaviour do not vary at a substantial form inside the verified ranges of values. A proportional and integral (PI) controller then was designed to eliminate the steady-state error present at the system’s time response. Tests under few operating conditions were done at the linear representation and the temperature variation curves were obtained with the controller applied to the non linear model, and the results were considered satisfactory to this kind of application. This work was made with the assistance of computational tool Simulink of the software Matlab®.