Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:34:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339930.pdf: 5224012 bytes, checksum: 2cb8cfb682e976ef7970a3443872893d (MD5) Previous issue date: 2016 / O presente trabalho de dissertação aborda o desenvolvimento de um equipamento para medição de corrente e de campo magnético em motores de indução trifásicos com a finalidade de detectar faltas incipientes durante a operação do motor. Contextualiza-se a aplicação de equipamentos para diagnóstico de falhas em motores e apresenta-se técnicas de manutenção que englobam procedimentos de manutenção preditiva. Foi realizado um estudo bibliográfico acerca da detecção de barras rompidas em motores de indução trifásicos e são apresentados equipamentos comerciais destinados a diagnóstico de motores. O equipamento desenvolvido é descrito, contendo os projetos e a implementação das partes funcionais que o compõe. O equipamento foi validado em bancadas e testado em aplicações em campo. Resultados são apresentados para detecção de faltas incipientes e medição de velocidade.<br> / Abstract: This work addresses the development of a device for measuring current and magnetic field in induction motors in order to detect incipient faults during operation. The application of equipment to faults diagnosis is contextualized and techniques that include predictive maintenance procedures are presented. A bibliographic study on the detection of rotor bar faults in induction motors and commercial equipment for this purpose is presented. The equipment developed is described, including its projects and the implementation of its functional parts. The equipment was validated on test bench and tested in field applications. Results are presented to faults detection and speed measuring.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:47:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340780.pdf: 14643127 bytes, checksum: 8c866090db52db14658945548890ca00 (MD5) Previous issue date: 2016 / O processo de tratamento de câncer por hipertermia consiste no aquecimento de células tumorais visando induzir morte celular. Também pode ser aplicado em casos onde os limites de segurança de exposição à radio e quimioterapia foram atingidos. A medição de temperatura em locais remotos como órgãos internos para controlar o calor durante o procedimento de hipertermia, assim como aquecimento localizado e preciso são ainda desafios a serem resolvidos. Este trabalho propõe uma nova maneira para aquecer remotamente células de câncer e mensurar sua temperatura sem fios aquecendo indutivamente um implante metálico enquanto monitora sua temperatura a partir de variações da constante de tempo t produzidas por um decaimento indutivo subamortecido de corrente. Um circuito de 2kW usado em Cooktops de indução foi utilizado como aquecedor indutivo, tendo sua bobina espiral trocada por uma bobina de Helmholtz de 20 cm de diâmetro de modo a estabelecer um campo magnético uniforme. Isso permite que eventuais movimentos do implante não tenham efeito no circuito magnético. Na montagem experimental, o "implante" é uma esfera de 1 cm de diâmetro de aço inoxidável submersa em água destilada, dentro da bobina de Helmholtz. O processo de aquecimento é realizado a partir da ativação do circuito tanque bobina-capacitor em sua frequência de ressonância, enquanto a temperatura é medida semelhantemente que em sistemas de ressonância magnética. Ativar o tanque com um pulso de tensão gera uma senoide com envoltório de exponencial decrescente (resposta subamortecida). Um amplificador lock-in adquire o sinal através de um sensor de corrente (amperímetro) para posterior processamento em software. Três experimentos foram realizados para avaliar a metodologia: um em 24,5±1 °C, em 43,0±1 °C e outro em 61,5±1 °C. Uma vez que a constante de tempo varia muito pouco mesmo com grandes variações de temperatura, 3500 curvas de decaimento exponencial foram adquiridas para cada experimento e analisadas usando a ferramenta "Ezyfit Nonlinear Curve Fitting" no Matlab. O teste t de Student foi usado para calcular o intervalo de confiança das constantes de tempo, resultando em 577,94±0,11 µs, 581,80±0,12 µs e 583,06±0,19 µs respectivamente. Isso mostra com 99% de confiança que variações no parâmetro t da corrente da bobina podem ser usadas para inferir sem fios a temperatura do implante. Controlar remotamente a temperatura de um objeto metálico abre portas para diversas aplicações, especialmente aquelas nas quais o uso de fios não é possível, um conceito inspirador requerendo dispositivos mais simples e que não se limita apenas a área de engenharia biomédica.<br> / Abstract: Hyperthermia cancer treatment is a procedure that heats tumour cells causing their destruction. It can also be applied as complementary cancer treatment in cases where radio and chemotherapy safety exposure limits have been reached. The measurement of temperature in remote sites such as internal organs to control the heat during hyperthermia procedure, as well as very precise and located heating are still challenging. This study proposes a new way to remotely heat cancer cells and measure its temperature wirelessly by inductive heating a metallic implant while monitoring it' s temperature by measuring variations in the exponential decay time constant (t), produced in the induction coil' s underdamped current. A 2 kW induction Cooktop was used as the induction heater, while the spiral coil was replaced by a 20 cm in diameter Helmholtz coil to establish a uniform magnetic field. This allows eventual implant movements to have no effect in the magnetic circuit. In the experimental setup, the "implant" is a 1 cm in diameter stainless steel sphere, immersed in distilled water inside the Helmholtz coil. The heating process is performed by activating the coil-capacitor tank on its resonance frequency, while temperature sensing is done similarly as in magnetic resonance (MR) systems. Activating the tank with a voltage pulse generates a sinusoidal exponential decay current (underdamped response). A lock-in amplifier circuit acquires de signal through a current sensor (ampere-meter) for further software processing.Three experiments were made to evaluate the methodology: one in 24.5±1 °C, in 43.0±1 °C and another in 61.5±1 °C. As the time constant slightly varies even with big temperature variations, 3500 exponential decay curves were acquired for each experiment and were analysed using Matlab' s "Ezyfit Nonlinear Curve Fitting" tool. Student' s t-test was used to calculate the Confidence Interval of the time constants, providing 577,94±0,11 µs, 581,80±0,12 µs and 583,06±0,19 µs respectivelly, showing with 99% of reliability that coils current' s t variations could be used to infer wirelessly the implant' s temperature. Remotely controlling the temperature of a metallic object could lead to many of applications, especially the ones where wires are not allowed, an inspiring concept requiring simple apparatus that is not only limited to the biomedical area.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:47:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337525.pdf: 17253308 bytes, checksum: 0f3c9266e9ac685a4161087c22da85e5 (MD5) Previous issue date: 2015 / O compressor é um dos principais componentes do sistema de refrigeração e no caso da refrigeração doméstica os mesmos são tipicamente herméticos. As atividades de controle da qualidade e de P&D são auxiliadas por grande diversidade de ensaios. Muitos desses ensaios preveem o monitoramento da frequência rotacional do motor elétrico inerente ao compressor. A característica hermética impossibilita o uso de transdutores específicos - como encoders e tacogeradores. Assim, a medição através de grandezas externamente disponíveis torna-se mandatória para ensaios em larga escala. Trabalhos sobremedição indireta de frequência rotacional foram desenvolvidos nolaboratório ao qual o presente trabalho está relacionado. Nesses, análises de sinais de pressão de descarga, vibração da carcaça e corrente de alimentação foram realizadas; ferramentas de processamento de sinais no domínio da frequência e tempo-frequência foram avaliadas para condições de regime permanente e transitório. Oportunidade de análise específica se mostrou para o ensaio de tombamento, no qual é avaliada a adequação de compressores para determinadas aplicações. Nesse tipo de ensaio os compressores são submetidos a demandas de cargas que fazem com que a frequência rotacional varie rapidamente com o tempo, o que caracteriza um comportamento transitório dessa grandeza. Assim, a medição deve ser adequada para identificar o instante no qual a frequência rotacional ultrapassa um limite predefinido. O presente trabalho apresenta propostas de formas de medição da frequência rotacional para o ensaio de tombamento. Diferentes ferramentas matemáticas de análise de sinais - Transformada interpolada de Fourier,Transformada Chirp-Z e Transformadas Wavelet - são empregadas para obtenção da frequência rotacional a partir da pressão de descarga, vibração da carcaça e corrente de alimentação. Atividades experimentais são descritas e resultados são analisados com foco no comportamento da frequência rotacional na situação de interesse e na identificação do instante de tombamento. Análises de repetibilidade são realizadas em um compressor instrumentado para obtenção de medições de referência. As propostas de alternativas de medição mais adequadas para determinadas situações são indicadas. Obtiveram-se diferenças inferiores a 1% para as alternativas de medição mais adequadas em relação às medições de referência. <br> / Abstract : The compressor is one of the main components related to refrigerationsystems and, regarding to household refrigeration systems, is typicallyof the hermetic type. Activities on quality control and R&D o frefrigeration compressors are supported by a wide diversity of tests. During many of these tests is regarded the monitoring of rotational frequency of compressor's electric motor. The hermetic feature make sunattainable the use of specific transducers, such as encoders and tacho generators. Thus, the measurement through externally measurable quantities becomes mandatory for large-scale tests. Studies on indirect measurement of rotational frequency were developed in the laboratory related to this dissertation. In these, signal analysis of discharge pressure, compressor shell vibration and supply current were performed; signal processing techniques in frequency and time-frequency domains were applied to steady and unsteady state conditions. An opportunity fora specific analysis was shown regarding the compressor stalling test,which evaluates the suitability of compressors for specific applications. In this type of test the compressor is subjected to load requirements, which cause the rotational frequency to vary quickly over time, whatassign a transient behavior to this quantity. Thus, the rotational frequency measurement must be suitable to identify the instant which it surpasses a predefined threshold. This dissertation presents measurement approaches to the rotational frequency during stall tests of refrigeration compressors. Different mathematical tools for signalanalysis, such as Interpolated Fourier Transform (FFTint), Chirp-Z Transform and Wavelet Transforms, are used for o btaining the rotational frequency from the discharge pressure, shell vibration andsupply current signals. Additionally, experimental activities are described and the results are analyzed focusing on the behavior o frotational frequency and on the identification of stalling instant. Repeatability analyses are realized using an instrumented compressor in order to obtain reference measurements. The best approaches for specific test situations are indicated, which presented results with differences of less than 1% related to the reference measurements.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenhareia Mecênica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T05:22:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 199641.pdf: 3680057 bytes, checksum: 1f1659b841cd0be13885d63d4825d4df (MD5) / Nesta tese é desenvolvida uma solução para identificar a curvatura de um trilho-guia pelo qual se desloca um robô manipulador. É analisada a influência que a curvatura deste trilho exerce sobre as trajetórias executadas pelo robô. São mostrados, por meio do cálculo infinitesimal, raciocínios que levam à síntese de um sistema otimizado de medição da curvatura em trilhos. A seguir, são exploradas as alternativas tecnológicas para possíveis sistemas de medição aplicáveis ao trilho de um robô específico. Tal robô, denominado Roboturb, é destinado à tarefas de soldagem em pás de turbinas hidráulicas de grande porte erodidas pelo efeito da cavitação. São discutidos, com base em análise estatística, os resultados obtidos por meio de ensaios implementados através do uso de giroscópios. Mostra-se também procedimentos matemáticos que através do emprego de quaternions duais, validam os dados fornecidos pelo sistema de medição proposto, buscando sua futura integração aos algoritmos de cinemática do Roboturb.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-21T07:47:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 197110.pdf: 1052287 bytes, checksum: fb1a1fef913af8ab2dd768d82783610c (MD5) / O presente trabalho tem como objetivo avaliar a incerteza de medição e proporcionar melhorias da realização de ensaios de combustíveis através do uso de normas gerais, dos guias (EURACHEM e ISO GUM), de ferramentas da qualidade e métodos de ensaios de combustíveis, propondo, assim, uma sistemática de avaliação e melhoria do ensaio, gerenciada pelo ciclo PDCA (Planejamento, Execução, Checagem e Ação) na busca da melhoria continua. Para a aplicação temos dois casos práticos: o primeiro relaciona-se com condutividade elétrica do álcool combustível, utilizando um condutivímetro. Antes, porém, foi feita uma aplicação interna da sistemática onde foi necessário calcular a incerteza expandida da preparação da solução padrão do KCl (referência para regulagem do condutivímetro), a seguir, foi rodado duas vezes o PDCA. Para o primeiro ciclo do PDCA foram adotados os procedimentos seguidos pelo laboratório, obtendo-se uma incerteza expandida de 0,076 ms/cm associada a cada medição, superior a incerteza alvo: 0,050 ms/cm. Já no segundo ciclo, foram utilizadas as melhorias já evidenciadas no primeiro ciclo, obtendo-se uma incerteza de 0,035 ms/cm associada a cada medição, inferior a incerteza alvo: 0,050 ms/cm. A segunda aplicação está relacionada a medição da massa específica da gasolina comum utilizando um densímetro graduado, obtendo-se uma incerteza de 0,012 g/ml associada a cada medição, que foi igual a incerteza alvo estabelecida. Já este ensaio, é considerado um dos mais importante nos ensaios de combustíveis.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-21T11:46:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 211750.pdf: 618926 bytes, checksum: afe99a76dca5d80b038b28cfb766d6f3 (MD5) / Um dos componentes responsáveis pela confiabilidade dos sistemas elétricos de transmissão e distribuição de energia elétrica é a garantia da conformidade dos equipamentos de medição utilizados. Envolvem-se aí uma grande quantidade de equipamentos espalhados geograficamente. Os procedimentos metrológicos empregados no setor, norteados por calibrações simplificadas, estão distantes do que preconiza o estado-da-arte em metrologia e

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-21T12:17:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:31:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 213360.pdf: 1141040 bytes, checksum: 96689a1febad1fff73a965e2ccf50d9a (MD5) / A manutenção industrial é caracterizada cada vez mais pela necessidade do conhecimento real do estado de equipamentos e sistemas de integração industrial. Para tal, é de suma importância à necessidade de otimização de métodos e processos, reduzindo-se cada vez mais os custos, bem como melhorar o desempenho dos sistemas e a qualidade dos serviços. Atualmente, a análise do desempenho dos transformadores é estabelecida em função do nível de contaminação do óleo mineral isolante. A monitoração do teor de gases combustíveis dissolvidos no óleo isolante é a forma clássica de se verificar se um dado transformador encontra-se em boas condições e confiabilidade de operação. A determinação das concentrações de gases dissolvidos em óleos isolante é feita por cromatografia gasosa, que é um método largamente utilizado nas concessionárias de energia elétrica. Porém, há no mercado sistemas de medição que podem ser instalados nos transformadores capazes de monitorar a concentração dos gases dissolvidos no óleo isolante. Entretanto, estes equipamentos são caros e requerem a instalação de um sistema para cada transformador. Este trabalho apresenta uma análise metrológica de um sistema de medição capaz de monitorar remotamente a concentração dos gases dissolvidos no óleo isolante, através da utilização de um único sistema, aplicado em vários transformadores, o que implicará em uma economia considerável para as concessionárias de energia elétrica.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Metrologia Científica e Industrial. / Made available in DSpace on 2012-10-21T18:36:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212593.pdf: 2706208 bytes, checksum: 696799a33d4746badbe150135f9d408d (MD5) / A crescente competição mercadológica mundial e o atual cenário da indústria eletrônica no qual os produtos tornam-se cada vez mais complexos e os índices de qualidade e confiabilidade cada vez mais apertados, apontam para uma situação na qual a necessidade da utilização de técnicas que auxiliem na construção da confiabilidade de um produto desde as primeiras fases do seu

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T04:12:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Para se investigar a qualidade sonora de um ambiente de grandes dimensões, com reverberação e contaminado por ruído de fundo, necessita-se de um sistema de medição de resposta impulsiva com alta resolução, exatidão e confiável, que alcance alto valor de relação sinal ruído e que seja imune às distorções harmônicas e resistente a variâncias no tempo. Os métodos que utilizam o sinal de excitação seqüência de comprimento máximo e o de varreduras logarítmicas de seno são os que mais se aproximam destas características nos dias atuais. A importância da medição de uma resposta impulsiva é que os principais atributos objetivos que representam as impressões subjetivas de qualidade acústica de um ambiente podem ser derivados desta. Simular numericamente a acústica de um ambiente, através dos métodos disponíveis atualmente, da acústica geométrica, estatística e ondulatória, de maneira a representar o comportamento real de um espaço com as características descritas acima, ainda é um desafio dos pesquisadores. O foco das atenções é poder simular fontes sonoras, receptores e os fenômenos de propagação, absorção, reflexão especular e difusa (espalhamento) com a aplicação do potencial que cada método apresenta. Esse tem sido o caminho adotado para poder desenvolver um algoritmo numérico (software) que simule, numericamente, todo o comportamento acústico dentro de uma sala. Neste trabalho efetuou-se a medição da resposta impulsiva por meio de um sistema de medição baseado em seqüências de máximo comprimento do espaço multiuso (salão A) do Centro de Convenções de Florianópolis para alguns pontos, utilizando-se uma fonte sonora direcional (utilizada nos sistemas amplificados) em algumas combinações de pontos de geração (fonte sonora) e recepção (ouvinte) freqüentemente aplicadas na prática. Em seguida, foram derivados os valores dos principais parâmetros objetivos de qualidade, procurando-se caracterizar a acústica do espaço. Finalmente, aplicou-se o software comercial Raynoise Rev 3.1, baseado na acústica geométrica, para simular numericamente o comportamento acústico nestas combinações de fontes e receptores, comparando os resultados obtidos com os resultados da medição. Os resultados obtidos na medição foram a composição dos resultados da sala com o ruído ambiente devido tráfego de veículos na avenida ao lado do Centro de Convenções. Em geral a sala mostrou-se com baixa qualidade sonora em termos de reverberação para todas as bandas de freqüência de oitava e com pouca Claridade e Definição nas baixas freqüências e com boa Inteligibilidade para a fala nas freqüências de 2 e 4 kHz. Os resultados da medição aproximaram-se, com boa concordância aos resultados da simulação nas freqüências acima de 500 Hz para os parâmetros de energia Claridade, Definição e Centro de Gravidade, o mesmo não acontecendo para os parâmetros de Tempo de Reverberação de Tempo de Decaimento Inicial.