Programa de Pós-Graduação em Geotecnia. Núcleo de Geotecnia, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-04-18T14:22:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_AuscutaçãoInstrumentaçãoBarragens.pdf: 12969610 bytes, checksum: fad819aab765096a6adeb019934019ff (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-04-25T14:45:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_AuscutaçãoInstrumentaçãoBarragens.pdf: 12969610 bytes, checksum: fad819aab765096a6adeb019934019ff (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-25T14:46:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DISSERTAÇÃO_AuscutaçãoInstrumentaçãoBarragens.pdf: 12969610 bytes, checksum: fad819aab765096a6adeb019934019ff (MD5) Previous issue date: 2003 / Os procedimentos de controle e monitoramento de obras geotécnicas de grande porte constituem parte integrante do projeto de tais estruturas, visando, entre outros objetivos, a previsão do comportamento da obra ao longo de sua vida útil e a aferição das premissas adotadas em projeto. Em projetos de barragens de terra e enrocamento, destinadas a projetos de geração de energia elétrica, estes estudos abrangem a fase construtiva, de enchimento e pós-enchimento do reservatório. Este trabalho contempla as análises dos resultados da instrumentação instalada em barragens de terra e enrocamento de um dos mais complexos e bem instrumentados empreendimentos hidrelétricos do Brasil - UHE São Simão, implantado na divisa dos estados de Minas Gerais e Goiás. Estas estruturas foram analisadas como estudo de caso por comportar complexidades específicas em termos da geometria geral, materiais de construção e condicionantes geológico-geotécnicos de fundação. A auscultação por instrumentação geotécnica das barragens da UHE São Simão incluiu piezômetros (Casagrande Modificado, pneumáticos Hall e corda vibrante tipo Maihak), medidores de N.A., medidores de recalque IPT, caixas suecas, marcos de superfície, inclinômetros, células de tensão total e medidores de vazão. As análises abrangeram os principais resultados e conclusões deste monitoramento desde a fase construtiva até os dias atuais, após 25 anos de plena operação das barragens, ratificando as premissas de projeto e a segurança global destas estruturas. ______________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The control and monitoring procedures constitute an integrant part of the design of large geotechnical structures, aiming, among others things, a previous analysis of its future behavior and the validation or not of the prescriptions adopted. In earth and rockfill dams design for power generation impoundments, these studies include steps like construction, filling and post-filling of the reservoir. This work presents the main results from the instrumentation installed in earth and rockfill dams of one of the most complex and well instrumented power impoundments performed in Brazil - the São Simão Hydroeletric Project, located in South-Central Brazil, between the states of Minas Gerais and Goiás. These structures were analyzed as a case study for as they have complex and specific features in terms of the general geometry, construction materials and foundation geological – geotechnical conditions. The auscultation process via instrumentation from the São Simão dams included piezometers (Modified Casagrande, pneumatic kind Hall and electrical kind Maihak), water level measuring devices, IPT settlement devices, Swedish gauges, surface landmarks, inclinometers, earth pressure cells and seepage measurements. The analyses involved the main results and conclusions of this monitoring since the construction stage up to current days, after 25 years of full operation of the dams. They ratified the design premises and the global safety of these structures.

Seja por motivos de saúde, estéticos ou de desempenho físico, cada vez mais há interesse em conhecer o próprio percentual de gordura corporal (%GC). Métodos cada vez menos invasivos e menos intrusivos vem sendo pesquisados para obter tal medida com o mínimo de desconforto para o paciente. Infelizmente, equipamentos de medição do %GC que apresentem operação simples, baixo custo e que possibilitem que o próprio paciente realize a medição não são encontrados no mercado nacional. O objetivo maior deste trabalho consiste, por isso, em propor um medidor com estas características. Para isso, verifica-se a possibilidade de utilizar um método com ultra-som de baixa freqüência para obter as espessuras de tecido adiposo subcutâneo e a partir disto, o %GC. Devido à elevada sensibilidade ao posicionamento do corpo de prova verificada, o que ocasiona total falta de repetibilidade das medidas, o uso de tal método é descartado. Como alternativa, propõe-se o uso do método de bioimpedância para o medidor. Os detalhes de projeto de tal equipamento são discutidos e um protótipo de suas partes críticas é implementado para mostrar sua viabilidade. A análise do protótipo construído demonstra que o equipamento devidamente acabado, quando operado em modo de bioimpedância total, apresentará precisão, exatidão, facilidade de operação e custo adequados ao uso proposto. Na operação em modo de bioimpedância segmental, todavia, a exatidão das medidas obtidas deixa a desejar, devido à provável inadequação das equações de predição usadas.

Ligas da classe HP40 e similares são empregados em ambientes petroquímicos on-de a agressividade do meio provém da atividade do carbono a altas temperaturas. Normal-mente a pirólise de metano, etileno ou nafta apresentam como subproduto formação de carbono na forma de coque. Com a elevação de temperatura local, ocasionada pela baixa condutividade térmica do coque, a camada de óxido de cromo interna torna-se instável, eliminando a barreira à difusão de carbono. O carbeto de cromo criado pela difusão de car-bono apresenta dilatação térmica diferente da matriz causando tensões internas que em caso extremo ocasiona o rompimento do tubo. Este rompimento pode comprometer a ativi-dade do forno e a segurança da unidade petroquímica.. Neste trabalho foram criados transdutores magnéticos capazes de medir espessura de camada cementada. A determinação da porcentagem de material cementado, através de instrumentos precisos é primordial ao planejamento da manutenção e estudo de custo-benefício à substituição destes materiais. Sua confecção visou empregar materiais de baixo custo, facilidade de manuseio e adequação ao ambiente petroquímico.

Este trabalho descreve o projeto e a implementação do protótipo de um instrumento para medida digital da potência ativa e reativa e dos valores RMS da corrente e tensão, visando a utilização em sistemas elétricos monofásicos com sinais distorcidos. O instrumento propõe-se a medir tais grandezas com precisão melhor que 0,05% do fundo de escala para sinais de entrada cujos espectros estejam compreendidos entre 1 e 20.000 Hz. Inicialmente, as definições das grandezas a serem medidas são estendidas para a situação em que os sinais não são senoidais (distorcidos). Em seqüência, são apresentadas a descrição e analise sucinta de algumas técnicas empregadas nas medidas destas grandezas, listando-se, ainda, as razões que levaram a adoção da abordagem digital com amostragem assíncrona dos sinais de tensão e corrente. Uma estrutura funcional baseada em técnicas de processamento digital de sinais é proposta, simulada e implementada, desenvolvendo-se, também, uma arquitetura eletrônica para a implementação do protótipo do instrumento. O resultado foi um instrumento de estrutura simples, robusto e de baixo custo. Finalmente, são apresentados os resultados obtidos a partir da implementação efetuada, demonstrando que a precisão de 0,05% nas medidas do valor RMS é assegurada para toda a faixa desejada. Para as medidas de potência até 2 kHz foi obtida uma precisão de 0,05%. Acima dessa freqüência, os resultados não são conclusivos devido as incertezas dos'padrões disponíveis no momento dos ensaios. Pode-se afirmar, entretanto, que a precisão nessa faixa é melhor que 0,2%. / The purpose of this work is to describe the design and implementation of an instrument for the measurement of active and reactive power and RMS values of current and voltage signals based on digital signal processing techniques. The instrument is designed to have an accuracy better than 0,05% FS for distorted (nonsinusoidal) signals of current and voltage in the spectrum of 1 to 20000 Hz. First of all, the definition of power and RMS values for distorted signals are stated. Some techniques of power and RMS value measurement are listed and analysed. A technique based on assyncronous sampling of the current and voltage signals is suggested. A functional structure and a hardware architecture for carrying out the adopted technique is proposed, simulated and implemented. The result of this implementation is a robust instrument of simple structure and low cost. The results of the implemenatation are presented. For the measurements of the RMS value the accuracy is 0,05% FS over the range of frequencies of interest. The accuracy for power measurements is 0,05% FS up to 2 kHz. The results for frequencies greater than 2 kHz is not conclusive, because the uncertainties of the standards avaliable during the calibration process mask those results. It is possible to state that the accuracy of these measurements is better than 0,2%.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta computacional de apoio ao diagnóstico através de imagens ecocardiográficas, denominada de “Echo Offline”. O “Echo Offline” foi projetado para mensuração de grandezas lineares em imagens ecocardiográficas digitais, possibilitando a realização de diagnósticos pós-exame e a integração dos dados colhidos no banco de dados da instituição médica. Um estudo transversal contemporâneo e aleatório foi realizado com uma população de quarenta e nove pacientes submetidos a exames ecocardiográficos, as imagens resultantes deste exame foram digitalizadas e um médico especialista mensurou um conjunto de variáveis pré-definidas utilizando o método convencional, ou seja, usando as facilidades oferecidas pelo equipamento de ultra-som comercial. Um segundo médico especialista produziu outros dois conjuntos de dados utilizando o “Echo offline” e desta forma foi possível avaliar a exatidão e a repetibilidade das medidas realizadas pela ferramenta “Echo offline”. O “Echo offline” apresentou uma elevada concordância com o método convencional e apresentou significativa redução no tempo de realização das medidas.

Este trabalho apresenta uma metodologia para o desenvolvimento de transdutor de microondas para a mensuração de umidade em produtos agrícolas com a utilização de estruturas planares em microfita. O termo aquametria é definido na literatura como a área da instrumentação responsável por mensurar a quantidade de água presente em sólidos e líquidos via identificação de suas propriedades dielétricas. São apresentados alguns aspectos relativos à aquametria, seguidos do modelo matemático e numérico da interação das ondas eletromagnéticas no meio dielétrico com perdas. O modelo matemático é então especializado para dar conta de uma microfita com uma amostra úmida superposta. A partir desses resultados, são apresentadas três propostas de transdutores que buscam mensurar a permissividade dielétrica complexa efetiva do conjunto microfita mais amostra. Os transdutores propostos são então simulados com a aplicação do método de diferenças finitas no domínio tempo, objetivando não só verificar a qualidade dos mesmos, mas também validar o modelo matemático.

Este estudo visa desenvolver um sistema portátil de radiocomunicação de radiação restrita, indicado para biotelemetria digital de curta distância aplicada ao Teste da Caminhada de Seis Minutos (TC6M) em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica ou hipertensão pulmonar. A saturação periférica da hemoglobina (SpO2) e a freqüência cardíaca (FC) são monitoradas em tempo real. É utilizada a banda destinada a aplicações médicas, industriais e científicas (ISM), com freqüência de portadora em 916MHz e potência de transmissão de 0,75mW. Este sistema foi projetado para operar através de um enlace half duplex e codificação Manchester NRZ incorporando um protocolo para correção de erros do tipo automatic repeat request error com utilização de um código CRC-16 para detecção de erros. A velocidade máxima de transmissão de dados é de 115.2 kbps. O sistema é constituído de três partes: unidade portátil (Master), unidade estacionária (Slave) e software de visualização em tempo real. A unidade portátil recebe do oxímetro os parâmetros de monitorização que são transmitidos via enlace de rádio-freqüência. A interface da unidade estacionária com o software é feita através da porta de comunicação serial padrão RS-232. Os testes de laboratório e de campo demonstraram que o sistema de biotelemetria é adequado a realizar o TC6M com precisão de SpO2 de ±3 dígitos (com ±1 desvio padrão) e FC de ±3% ambos com taxa de Frame Error Rate < 10-4 (0,01%), sem restrigir os movimentos do usuário durante o processo de monitorização.

Baseado na necessidade de se ter uma linguagem comum entre os profissionais da área de engenharia, conceitos de Instrumentação são propostos, discutidos e generalizados. São definidos: Sistema Termodinâmico, Canal de Medição, Canal de Atuação, Sistema de Medição e/ou Controle. Estes conceitos foram desenvolvidos partindo-se da modernização de uma válvula de fluxo com atuador eletromecânico. No protótipo foram adaptados dois transdutores: um de posição (potenciômetro) e outro de torque (a base de "strain gauges"). O sistema passou a possuir dois Canais de Medição (posição e torque) e um de Atuação (motor elétrico). Um dispositivo eletromecânico (com micro chaves) foi usado para operação manual e segurança. Para o Sistema de Medição e Controle foi construído um hardware (com microcontrolador) e desenvolvido um software. A instrumentação implementada monitora o torque e o movimento do eixo da válvula, as micro-chaves, e gera comandos de acordo com os parâmetros recebidos de uma estação remota. Este trabalho mostra que a adaptação de sistemas industriais de monitoração e controle convencionais em sistemas modernos de instrumentação é tecnicamente vantajosa e de baixo custo. Com as definições e conceitos propostos pretende-se contribuir para a normalização da Instrumentação e a conseqüente compatibilidade de diferentes equipamentos, bem como fazer com que a Instrumentação seja entendida, utilizada e ensinada como uma área do conhecimento aplicada a qualquer ramo da ciência e da tecnologia que a utilize para medir e controlar grandezas físicas. / This study proposes, discusses and generalizes concepts of Thermodynamic System, Measurement Channel, Actuation Channel, Measurement and/or Contrai System and lnstrumentation, based on the need of having a common language among the professionals of the engineering area. These concepts were developed from the up-to-dating of a flow valve with an electromechanical actuator. Two transducers were adapted in the prototype, one of position (potentiometer) and one of torque (with strain gauges ), which caused the system to have two measurement channels (position and torque), and one of actuation (electric motor). An electromechanical device (with micro-switches) was used for security and manual operation. lt was necessary to develop a hardware (with micro-controller) and a software for the measurement and contrai system. The implemented instrumentation monitors the torque and valve position contrai and the micro-switches, as well as generates commands according to the received parameter from a remate station. This study shows that the adaptation of conventional monitor and contrai industrial systems to modern instrumentation systems is technically advantageous and has a low cost. The proposed definitions and concepts represent my contribution to the normalization of instrumentation and to the consequent compatibility among different kinds of equipment. Besides, we want instrumentation to be understood, used and taught as a knowledge area applied to any branch of science and technology where there is the need to measure and contrai physics greatness.

Este trabalho analisa aspectos de projeto e construção de um torquímetro girante para aplicações que exijam boa precisão, confiabilidade e monitoramento contínuo. Um condicionador de sinais é acoplado ao eixo girante, sendo alimentado por um transformador rotativo. A transmissão do sinal de torque, modulado em freqüência, da parte girante para a estática, é feita capacitivamente, sem a utilização de contatos elétricos. Um protótipo foi construído e testado, detalhes do seu projeto elétrico e mecânico são apresentados. / This work examines the design and manufacturing aspects of a rotating torquemeter for applications that requires good accuracy and continuous monitoring. A signal conditioner is attached to the rotating shaft, being energized by a rotary transformer. The transmission of the frequency modulated torque signal, from the rotating shaft to the stationary housing, is established in a contacless, capacitive, way. A prototype was constructed and tested, details of the electrical and mechanical designs are shown.

Rede de Área Local (\"LAN Local Area Network\") é uma rede onde vários terminais e equipamentos estão interconectados por cabos dentro de uma curta distância uns dos outros (a uma distância máxima de 500 m, por exemplo, no mesmo edifício). Nesta dissertação, desenvolveremos uma interface de rede, tipo Cheapernet, para possibilitar a transmissão de dados de um instrumento de medição a um computador através de uma LAN. O instrumento de medição tomado como base, é uma sonda para medida de variedades físicas e químicas da água. A interface utiliza um controlador dedicado de rede, o dispositivo DP8390 que faz a administração lógica da rede. As rotinas de inicialização da interface Cheapernet foram desenvolvidas em linguagem montadora do microcontrolador 8051. A interface foi testada utilizando rotinas e subrotinas como se fosse a função \"PING\", ou seja, no driver montado foi implementado um programa que envia um pacote de dados para o computador e este devolve o mesmo pacote. O contrário também pode ocorrer, ou seja, se enviarmos um pacote de dados do computador utilizando o número IP da interface Cheapernet, este receberá de volta o pacote que foi enviado. Foi implementado apenas a função \"PING\" do protocolo ICMP para mostrarmos que a interface de rede funciona. A parte de implementação dos protocolos superiores, tais como TCP ou UDP ficará para trabalhos futuros / Local Area Networks (LAN) are networks where several terminals and hosts computers are attached via cables, not longer that 500 m, in the same building. In the present thesis, we present the development of a network interface (Cheapernet) which makes possible data transmission between a measuring instrument and a computer. The developed interface was connected to an to measure water physical and chemical variables. The interface developed was based on a dedicated network controller, the integrated circuit DP8390 which logically manages the network. The initialization routines for the Cheapernet interface were written using the 8051 microcontroller assembly languáge. The interface was tested using routine and subroutine procedures emulating the \"PING\" function, in other words, the routines control the interface to send a data packet to a host and wait to receive it back. Also the host can send a data packet using as address the interface\' s IP and receive it back. To show that the network interface was operating correctly, only the \"PING\" function of the ICMP protocol was implemented. Upper protocols such as TCP or UDP, will be left for future works