No description available.

Este trabalho apresentada um estudo experimental do fenômeno de biestabilidade que ocorre na geometria simplificada de dois tubos dispostos lado a lado submetidos a um escoamento cruzado turbulento. Na análise consideram-se a condição de tubos fixos e com um grau de liberdade (rotacional), submetidos a diferentes números de Reynolds. A técnica experimental consiste na medição de flutuações de velocidade do escoamento através da anemometria de fio quente em canal aerodinâmico, na avaliação dos esforços do escoamento sobre os tubos com o uso de uma célula de carga e na visualização dos efeitos do fenômeno biestável sobre os tubos livres para rotacionar. Os dados obtidos da medição no canal são tratados com o uso de ferramentas estatísticas, espectrais e de ondaletas. Os resultados das visualizações do escoamento são apresentados através de imagens obtidas das filmagens realizadas com uma câmera digital. A investigação experimental consiste de ensaios de cilindros rígidos elasticamente montados e pivotados na base e posteriormente liberados para oscilar e/ou rotacionar em um eixo central aos dois tubos, submetidos ao escoamento perpendicular permanente de ar no canal Nos resultados experimentais observam-se a presença da biestabilidade e nota-se o comportamento não simultâneo deste fenômeno ao longo dos cilindros. A formação assimétrica das esteiras também é estudada e atribuída à interação entre os vórtices das esteiras, já que, inicialmente, o desprendimento dos vórtices atrás dos cilindros é simétrico. Na avaliação dos esforços por extensiometria, as etapas de condicionamento e aquisição do sinal foram elaboradas e os resultados de deformação mecânica apresentaram similaridade com o fenômeno observado na anemometria experimental. Para um número de Reynolds de 27635 encontrou-se uma força de 26,1 mN com um torque desenvolvido na célula de carga de 84,95Nmm. A técnica de visualização do fenômeno empregada corrobora a interpretação dos resultados obtidos através da técnica de anemometria de fio quente e extensiometria em canal aerodinâmico. / This paper presents an experimental study of the bistability phenomenon that occurs in the simplified geometry of two tubes arranged side by side submitted to a turbulent cross flow. In the analysis we consider the condition of fixed tubes and with a degree of freedom (rotational), submitted to different Reynolds numbers. The experimental technique consists in the measurement of velocity fluctuations through the aerodynamic channel with the hot wire anemometry technique, the evaluation of the stresses of the flow on the tubes with the use of a load cell and the visualization of the effects of the bistable phenomenon on the tubes free to rotate. The data obtained from the measurement in the channel are treated with the use of statistical, spectral and wavelet tools. The results of the flow visualizations are presented through images obtained with a high speed digital camera. The experimental investigation consists of tests of rigid cylinders mounted elastically and pivoted at the base and later released to oscillate and / or to rotate in a central axis to the two tubes, submitted to the flow of air in the channel In the experimental results we observe the presence of bistability and note the non-simultaneous behavior of the phenomenon along the cylinders. The asymmetric formation of the wakes is also studied and attributed to the interaction between the vortices from wakes behind the cylinders, since, initially, the wake detachments is symmetrical. In the evaluation of the forces by means of the extensiometry technique, the steps of conditioning and acquisition of the signal were elaborated and the results of mechanical deformation presented similarity with the phenomenon observed in the experimental anemometry. For a Reynolds number of 27635 a force of 26.1 mN was found with a torque developed in the load cell of 84.95 Nmm. The technique used for the visualization of the phenomenon corroborates the interpretation of the results obtained through hot wire anemometry and extensiometry in aerodynamic channel.

Neste trabalho foram desenvolvidos sistemas de aquisição portáteis de formato esférico, capazes de sensoriar forças de compressão e impacto ao longo dos três eixos cartesianos. Os instrumentos desenvolvidos foram utilizados em diferentes experimentos feitos em estabelecimentos de beneficiamento de frutas (packinghouses) durante o processo de pós-colheita a fim de verificar os danos mecânicos sofridos pelas mesmas. Os instrumentos são sistemas microcontrolados compostos por quarto sensores (acelerômetros, célula de carga, temperatura e umidade), memória Flash para o armazenamento dos dados, transceptor de rádio freqüência e uma porta de comunicações serial universal (USB). A coleta, apresentação e processamentos dos dados obtidos foram feitos por um software desenvolvido em ambiente C++ para o sistema operacional Windows. Fortes forças de compressão e impacto foram registradas, sugerindo a necessidade de mudanças no processo de seleção (mecânica e manual), empacotamento e transporte de frutas. Quatro protótipos diferentes foram desenvolvidos, dois com cabos e dois sem. Os dispositivos provaram ser úteis, funcionando como esperado e o seu projeto modular permite o desenvolvimento de diferentes instrumentos. Os resultados obtidos propiciaram pesquisas relativas aos danos sofridos por frutas durante o processo de pós-colheita. / In this work, spherical shape portable data acquisition systems that are capable of sensing compression and impact forces along the three Cartesian axes were developed. The developed instruments were utilized in several different experiments done in fruit packinghouses during the post harvest process in order to check the mechanical damages they suffer. They are microcontrolled systems composed by four sensors (accelerometers, load cell, temperature and humidity), Flash memory for data storage, radio frequency transceiver and a universal serial bus (USB) communication port. The download, presentation and data processing were done by developed C++ software that runs in a Windows environment. Strong compression and impact forces were recorded, suggesting a need for changes in the mechanical and manual selection, packing and transportation of fruits. Four different prototypes were developed, two corded and two wireless versions. The devices developed were proven to be useful, worked as expected and their modular design permit future developments. The results allowed for different research concerning the damages suffered by the fruits, during the post harvest process.

Este trabalho apresentada um estudo experimental do fenômeno de biestabilidade que ocorre na geometria simplificada de dois tubos dispostos lado a lado submetidos a um escoamento cruzado turbulento. Na análise consideram-se a condição de tubos fixos e com um grau de liberdade (rotacional), submetidos a diferentes números de Reynolds. A técnica experimental consiste na medição de flutuações de velocidade do escoamento através da anemometria de fio quente em canal aerodinâmico, na avaliação dos esforços do escoamento sobre os tubos com o uso de uma célula de carga e na visualização dos efeitos do fenômeno biestável sobre os tubos livres para rotacionar. Os dados obtidos da medição no canal são tratados com o uso de ferramentas estatísticas, espectrais e de ondaletas. Os resultados das visualizações do escoamento são apresentados através de imagens obtidas das filmagens realizadas com uma câmera digital. A investigação experimental consiste de ensaios de cilindros rígidos elasticamente montados e pivotados na base e posteriormente liberados para oscilar e/ou rotacionar em um eixo central aos dois tubos, submetidos ao escoamento perpendicular permanente de ar no canal Nos resultados experimentais observam-se a presença da biestabilidade e nota-se o comportamento não simultâneo deste fenômeno ao longo dos cilindros. A formação assimétrica das esteiras também é estudada e atribuída à interação entre os vórtices das esteiras, já que, inicialmente, o desprendimento dos vórtices atrás dos cilindros é simétrico. Na avaliação dos esforços por extensiometria, as etapas de condicionamento e aquisição do sinal foram elaboradas e os resultados de deformação mecânica apresentaram similaridade com o fenômeno observado na anemometria experimental. Para um número de Reynolds de 27635 encontrou-se uma força de 26,1 mN com um torque desenvolvido na célula de carga de 84,95Nmm. A técnica de visualização do fenômeno empregada corrobora a interpretação dos resultados obtidos através da técnica de anemometria de fio quente e extensiometria em canal aerodinâmico. / This paper presents an experimental study of the bistability phenomenon that occurs in the simplified geometry of two tubes arranged side by side submitted to a turbulent cross flow. In the analysis we consider the condition of fixed tubes and with a degree of freedom (rotational), submitted to different Reynolds numbers. The experimental technique consists in the measurement of velocity fluctuations through the aerodynamic channel with the hot wire anemometry technique, the evaluation of the stresses of the flow on the tubes with the use of a load cell and the visualization of the effects of the bistable phenomenon on the tubes free to rotate. The data obtained from the measurement in the channel are treated with the use of statistical, spectral and wavelet tools. The results of the flow visualizations are presented through images obtained with a high speed digital camera. The experimental investigation consists of tests of rigid cylinders mounted elastically and pivoted at the base and later released to oscillate and / or to rotate in a central axis to the two tubes, submitted to the flow of air in the channel In the experimental results we observe the presence of bistability and note the non-simultaneous behavior of the phenomenon along the cylinders. The asymmetric formation of the wakes is also studied and attributed to the interaction between the vortices from wakes behind the cylinders, since, initially, the wake detachments is symmetrical. In the evaluation of the forces by means of the extensiometry technique, the steps of conditioning and acquisition of the signal were elaborated and the results of mechanical deformation presented similarity with the phenomenon observed in the experimental anemometry. For a Reynolds number of 27635 a force of 26.1 mN was found with a torque developed in the load cell of 84.95 Nmm. The technique used for the visualization of the phenomenon corroborates the interpretation of the results obtained through hot wire anemometry and extensiometry in aerodynamic channel.

Neste trabalho foram desenvolvidos sistemas de aquisição portáteis de formato esférico, capazes de sensoriar forças de compressão e impacto ao longo dos três eixos cartesianos. Os instrumentos desenvolvidos foram utilizados em diferentes experimentos feitos em estabelecimentos de beneficiamento de frutas (packinghouses) durante o processo de pós-colheita a fim de verificar os danos mecânicos sofridos pelas mesmas. Os instrumentos são sistemas microcontrolados compostos por quarto sensores (acelerômetros, célula de carga, temperatura e umidade), memória Flash para o armazenamento dos dados, transceptor de rádio freqüência e uma porta de comunicações serial universal (USB). A coleta, apresentação e processamentos dos dados obtidos foram feitos por um software desenvolvido em ambiente C++ para o sistema operacional Windows. Fortes forças de compressão e impacto foram registradas, sugerindo a necessidade de mudanças no processo de seleção (mecânica e manual), empacotamento e transporte de frutas. Quatro protótipos diferentes foram desenvolvidos, dois com cabos e dois sem. Os dispositivos provaram ser úteis, funcionando como esperado e o seu projeto modular permite o desenvolvimento de diferentes instrumentos. Os resultados obtidos propiciaram pesquisas relativas aos danos sofridos por frutas durante o processo de pós-colheita. / In this work, spherical shape portable data acquisition systems that are capable of sensing compression and impact forces along the three Cartesian axes were developed. The developed instruments were utilized in several different experiments done in fruit packinghouses during the post harvest process in order to check the mechanical damages they suffer. They are microcontrolled systems composed by four sensors (accelerometers, load cell, temperature and humidity), Flash memory for data storage, radio frequency transceiver and a universal serial bus (USB) communication port. The download, presentation and data processing were done by developed C++ software that runs in a Windows environment. Strong compression and impact forces were recorded, suggesting a need for changes in the mechanical and manual selection, packing and transportation of fruits. Four different prototypes were developed, two corded and two wireless versions. The devices developed were proven to be useful, worked as expected and their modular design permit future developments. The results allowed for different research concerning the damages suffered by the fruits, during the post harvest process.

Este trabalho apresentada um estudo experimental do fenômeno de biestabilidade que ocorre na geometria simplificada de dois tubos dispostos lado a lado submetidos a um escoamento cruzado turbulento. Na análise consideram-se a condição de tubos fixos e com um grau de liberdade (rotacional), submetidos a diferentes números de Reynolds. A técnica experimental consiste na medição de flutuações de velocidade do escoamento através da anemometria de fio quente em canal aerodinâmico, na avaliação dos esforços do escoamento sobre os tubos com o uso de uma célula de carga e na visualização dos efeitos do fenômeno biestável sobre os tubos livres para rotacionar. Os dados obtidos da medição no canal são tratados com o uso de ferramentas estatísticas, espectrais e de ondaletas. Os resultados das visualizações do escoamento são apresentados através de imagens obtidas das filmagens realizadas com uma câmera digital. A investigação experimental consiste de ensaios de cilindros rígidos elasticamente montados e pivotados na base e posteriormente liberados para oscilar e/ou rotacionar em um eixo central aos dois tubos, submetidos ao escoamento perpendicular permanente de ar no canal Nos resultados experimentais observam-se a presença da biestabilidade e nota-se o comportamento não simultâneo deste fenômeno ao longo dos cilindros. A formação assimétrica das esteiras também é estudada e atribuída à interação entre os vórtices das esteiras, já que, inicialmente, o desprendimento dos vórtices atrás dos cilindros é simétrico. Na avaliação dos esforços por extensiometria, as etapas de condicionamento e aquisição do sinal foram elaboradas e os resultados de deformação mecânica apresentaram similaridade com o fenômeno observado na anemometria experimental. Para um número de Reynolds de 27635 encontrou-se uma força de 26,1 mN com um torque desenvolvido na célula de carga de 84,95Nmm. A técnica de visualização do fenômeno empregada corrobora a interpretação dos resultados obtidos através da técnica de anemometria de fio quente e extensiometria em canal aerodinâmico. / This paper presents an experimental study of the bistability phenomenon that occurs in the simplified geometry of two tubes arranged side by side submitted to a turbulent cross flow. In the analysis we consider the condition of fixed tubes and with a degree of freedom (rotational), submitted to different Reynolds numbers. The experimental technique consists in the measurement of velocity fluctuations through the aerodynamic channel with the hot wire anemometry technique, the evaluation of the stresses of the flow on the tubes with the use of a load cell and the visualization of the effects of the bistable phenomenon on the tubes free to rotate. The data obtained from the measurement in the channel are treated with the use of statistical, spectral and wavelet tools. The results of the flow visualizations are presented through images obtained with a high speed digital camera. The experimental investigation consists of tests of rigid cylinders mounted elastically and pivoted at the base and later released to oscillate and / or to rotate in a central axis to the two tubes, submitted to the flow of air in the channel In the experimental results we observe the presence of bistability and note the non-simultaneous behavior of the phenomenon along the cylinders. The asymmetric formation of the wakes is also studied and attributed to the interaction between the vortices from wakes behind the cylinders, since, initially, the wake detachments is symmetrical. In the evaluation of the forces by means of the extensiometry technique, the steps of conditioning and acquisition of the signal were elaborated and the results of mechanical deformation presented similarity with the phenomenon observed in the experimental anemometry. For a Reynolds number of 27635 a force of 26.1 mN was found with a torque developed in the load cell of 84.95 Nmm. The technique used for the visualization of the phenomenon corroborates the interpretation of the results obtained through hot wire anemometry and extensiometry in aerodynamic channel.

Neste trabalho foram desenvolvidos sistemas de aquisição portáteis de formato esférico, capazes de sensoriar forças de compressão e impacto ao longo dos três eixos cartesianos. Os instrumentos desenvolvidos foram utilizados em diferentes experimentos feitos em estabelecimentos de beneficiamento de frutas (packinghouses) durante o processo de pós-colheita a fim de verificar os danos mecânicos sofridos pelas mesmas. Os instrumentos são sistemas microcontrolados compostos por quarto sensores (acelerômetros, célula de carga, temperatura e umidade), memória Flash para o armazenamento dos dados, transceptor de rádio freqüência e uma porta de comunicações serial universal (USB). A coleta, apresentação e processamentos dos dados obtidos foram feitos por um software desenvolvido em ambiente C++ para o sistema operacional Windows. Fortes forças de compressão e impacto foram registradas, sugerindo a necessidade de mudanças no processo de seleção (mecânica e manual), empacotamento e transporte de frutas. Quatro protótipos diferentes foram desenvolvidos, dois com cabos e dois sem. Os dispositivos provaram ser úteis, funcionando como esperado e o seu projeto modular permite o desenvolvimento de diferentes instrumentos. Os resultados obtidos propiciaram pesquisas relativas aos danos sofridos por frutas durante o processo de pós-colheita. / In this work, spherical shape portable data acquisition systems that are capable of sensing compression and impact forces along the three Cartesian axes were developed. The developed instruments were utilized in several different experiments done in fruit packinghouses during the post harvest process in order to check the mechanical damages they suffer. They are microcontrolled systems composed by four sensors (accelerometers, load cell, temperature and humidity), Flash memory for data storage, radio frequency transceiver and a universal serial bus (USB) communication port. The download, presentation and data processing were done by developed C++ software that runs in a Windows environment. Strong compression and impact forces were recorded, suggesting a need for changes in the mechanical and manual selection, packing and transportation of fruits. Four different prototypes were developed, two corded and two wireless versions. The devices developed were proven to be useful, worked as expected and their modular design permit future developments. The results allowed for different research concerning the damages suffered by the fruits, during the post harvest process.

The purpose of this bachelor’s thesis is to investigate and construct a computerized electric control handle for a lifting system. The goal is to construct a prototype that can enable lifts with a weightless feeling. Initially, a literature study was conducted to investigate different possible solutions. Three different sensors were evaluated in the literature study. A load cell proved to be best suited for this project. Furthermore, a prototype was constructed where a signal from a load cell could regulate the speed and direction of an electric DC motor with a worm gear. After the prototype was constructed, it was assessed by 17 people. Overall, they all agreed that the lifting experience was good or decent. Finally, it was found that it is possible to create an electric lifting system that enables lifting with a feeling of weightlessness with the help of a load cell and an electric DC motor with a worm gear. There are also opportunities for further development such as better regulation with control engineering theories. Since this project had both a strict schedule and a tight budget to relate to, it has been difficult to develop the concept to its full potential. / Syftet med denna kandidatuppsats är att undersöka och konstruera ett datoriserat elektriskt manöverhandtag för ett lyftsystem. Målet är att konstruera en prototyp som kan möjliggöra lyft med en viktlös känsla. Inledningsvis gjordes en litteraturstudie för att undersöka olika möjliga lösningar. Tre olika sensorer utvärderades i litteraturstudien. En lastcell visade sig vara bäst lämpad för detta projekt. Vidare konstruerades en prototyp där en signal från en lastcell kunde reglera hastighet och riktning på en elektrisklik strömsmotor med snäckväxel. Efter att prototypen konstruerats bedömdes den av 17 personer. Sammantaget var de alla överens om att lyftupplevelsen var bra eller okej. Slutligen fann man att det går att skapa ett elektriskt lyftsystem som möjliggör lyft med en känsla av viktlöshet med hjälp av en lastcell och en elektrisk likströmsmotor med snäckväxel. Det finns också möjligheter till vidareutveckling såsom bättre reglering med reglertekniska teorier. Eftersom detta projekt haft både ett strikt schema och en stram budget att förhålla sig till har det varit svårt att utveckla konceptet till sin fulla potential.

The aim of this thesis is to investigate the potential of replacing the material 1.4418 (R87), currently used in ABB's PFCL201 load cells, with the material 1.402 (R03). Both materials possess desirable properties, including high strength, toughness and magnetoelastic characteristics, making them suitable for force transducer applications in strip tension systems. However, the scarcity and high cost of R87 necessitate exploring the feasibility of utilizing the more affordable and easily obtainable R03. The research methodology involved a combination of mechanical and thermal simulations, as well as the evaluation of prototype measurements made from R03. Mechanical simulations were conducted to identify a new load cell geometry that would facilitate the use of R03, while thermal simulations focused on comparing the thermal properties of R03 with real-life measurements. Furthermore, prototypes made from R03 were tested to investigate the transducer characteristics of the material. Lastly, a cost analysis was performed, comparing the manufacturing costs associated with R87 and R03. The study yielded promising results. R03 improves the manufacturing process and significantly reduces the costs related to it. A new load cell geometry was identified, which could be manufactured using existing resources at the factory. Thermal simulations demonstrated improvements in the thermal properties when employing R03. However, measurements of the PFCL201-20 kN load cell made from R03, indicated that to maintain the same accuracy class and commutation angle as the current R87 load cells, the nominal load would need to be adjusted to 12 kN instead of 20 kN. Nonetheless, with the identified geometric modifications, R03 load cells could still be utilized as 20 kN load cells. Alternatively, by changing either the accuracy class or commutation angle. This research provides valuable insights into the possibility of replacing the expensive and scarce R87 material with the more cost-effective and readily available R03 in ABB's PFCL201 load cells. The findings offer a foundation for future studies and potential business decisions regarding material selection and load cell design optimization.

As ornamental container nurseries face diminishing water allocations, many are looking to automated irrigation solutions to increase their water application efficiency. This thesis presents the findings of a study conducted at a commercial container nursery to determine 1) whether a capacitance or load cell sensor was better suited for monitoring volumetric water content in the substrate; 2) if the actual irrigation distribution conformed to the expected pattern, how uniform were the weights of plants, and how these combined with plant canopy affected the leaching fraction; and 3) the reliability of the wireless network used to transmit the data to a central database. It was found that 1) the load cells outperformed the capacitance-based sensors because the load cells took an integrated measure; 2) the actual irrigation pattern followed the expected pattern, the variation of irrigation sections were low (C.V. = 0.06) and similar (C.V. ranging from 0.029 to 0.12), and unpruned plant canopies produced greater leaching fraction than pruned canopies (P < 0.18); and 3) wireless network transmission reliability was low (75.2%), suggesting that the system was not suitable for real-time irrigation control, but was sufficient for calculating irrigation length and monitoring net effective irrigation application and evapotranspirative consumption. / Graduation date: 2012