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Métrologie Hybride pour le contrôle dimensionnel en lithographie / Hybrid Metrology Applied to dimensional Control in LithographyGriesbach schuch, Nivea 27 October 2017 (has links)
Afin de respecter sa feuille de route, l’industrie du semi conducteur propose des nouvelles générations de technologies (appelées nœuds technologiques) tous les deux ans. Ces technologies présentent des dimensions de motifs de plus en plus réduites et par conséquent des contrôles des dimensions de plus en plus contraints. Cette réduction des tolérances sur les résultats métrologiques entraine forcément une évolution des outils de métrologie dimensionnelle. Aujourd’hui, pour les nœuds les plus avancés, aucune technique de métrologie ne peut répondre aux contraintes imposées. Les limitations se situent aussi bien sur les principes mêmes des méthodes employées que sur la quantité nécessaire de données permettant une analyse poussée ainsi que le temps de calcul nécessaire au traitement de ces données. Dans un contexte industriel, les aspects de rapidité et de précision des résultats de métrologie ne peuvent pas être négligés, de ce fait, une nouvelle approche fondée sur de la métrologie hybride doit être évaluée. La métrologie hybride consiste à mettre en commun différentes stratégies afin de combiner leurs forces et limiter leurs faiblesses. L’objectif d’une approche hybride est d’obtenir un résultat final présentant de meilleures caractéristiques que celui obtenu par chacune des techniques séparément. Cette problématique de métrologie hybride peut se résoudre par l’utilisation de la fusion de données. Il existe un grand nombre de méthodes de fusion de données couvrant des domaines très variés des sciences et qui utilisent des approches mathématiques différentes pour traiter le problème de fusion de données. L’objectif de ce travail de thèse est de développer cette problématique de métrologie hybride et fusion de données dans le cadre d’une collaboration entre deux laboratoires : LTM/ CNRS ( Laboratoire des Technologies de la Microélectronique) et le LETI/CEA (Laboratoire d’Electronique et de Technologies de l’Information). Le concept de la fusion de données est présenté dans un contexte de métrologie hybride appliquée au domaine de la microélectronique. L’état de l’art au niveau des techniques de métrologie est présenté et discuté. En premier lieu, le CD SEM pour ces caractéristiques associant rapidité et non destructibilité, ensuite l’AFM pour sa vision juste des profils des motifs et enfin la scattérométrie pour ses aspects de précision de mesures et sa rapidité tout en conservant une approche non destructive. Le FIB-STEM, bien que destructif, se positionne sur une approche de technique de référence. Les forces et les faiblesses de ces différentes méthodes sont évaluées afin de pouvoir les introduire dans une approche de métrologie hybride et d’identifier le rôle que chacune d’entre elle peut jouer dans ce contexte. Plusieurs campagnes de mesures ont été réalisées durant cette thèse afin d’apporter des connaissances sur les caractéristiques et les limitations de ces techniques et pouvoir les inclure dans différents scénarii de métrologie hybride. La méthode retenue pour la fusion de données est fondée sur une approche Bayesienne. Cette méthode a été évaluée dans un contexte expérimental cadré par un plan d’expérience permettant la mesure de la hauteur et la largeur de lignes en combinant différentes techniques de métrologie. Les données collectées ont été exploitées pour les étapes de debiaisage mais également pour un déroulement complet de fusion et dans les deux cas, la métrologie hybride montre les avantages de cette approche pour améliorer la justesse et la précision des résultats. Avec la poursuite d’un développement poussé, la technique de métrologie hybride présentée ici semble donc pouvoir s’intégrer dans un processus de fabrication dans l’industrie du semi conducteur. Son application n’est pas seulement destinée à de la métrologie dimensionnelle mais peut fournir également des informations sur la calibration des équipements. / The industry of semiconductors continues to evolve at a fast pace, proposing a new technology node around every two years. Each new technology node presents reduced feature sizes and stricter dimension control. As the features of devices continue to shrink, allowed tolerances for metrology errors must shrink as well, pushing the evolution of the metrology tools.No individual metrology technique alone can answer the tight requirements of the industry today, not to mention in the next technology generations. Besides the limitations of the metrology methods, other constraints such as the amount of metrology data available for higher order analysis and the time required for generating such data are also relevant and impact the usage of metrology in production. For the production of advanced technology nodes, neither speed nor precision may be sacrificed, which calls for cleverer metrology approaches, such as the Hybrid Metrology.Hybrid Metrology consists of employing different metrology strategies together in order to combine their strengths while mitigating their weaknesses. This hybrid approach goal is to improve the measurements in such a way that the final data presents better characteristics that each method separately. One of the techniques than can be used to combine the data coming from different metrology techniques is called Data Fusion. There are a large number of developed methods of Data Fusion, using different mathematical tools, to address the data fusion process.The first goal of this thesis project was to start developing the topics of Data Fusion and Hybrid Metrology within the two laboratories whose cooperation made this work possible: LTM (Laboratoire des Technologies de la Microélectronique) and LETI (Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information). This thesis presents the concepts of Data Fusion in the context of Hybrid Metrology applied to dimensional measuring for the semiconductors industry. This concept can be extensively used in many other fields of applications.In this work the basics of state-of-the-art metrology techniques is presented and discussed. The focus is the CD-SEM, for its fast and almost-non-destructive metrology; the AFM, for its accurate profile view of patterns and non-destructive characteristic; the Scatterometry, for its precision, global and fast measurements; and the FIB-STEM, as a reference on accuracy for any type of profile, although destructive. The strengths and weaknesses of these methods were discussed in order to introduce the need of Hybrid Metrology and to identify the role that each of those methods can play in this context.Several experiments were performed during this thesis work in order to provide further knowledge about the characteristics and limitations of each metrology method and to be used as either inputs or reference on the different Hybrid Metrology scenarios proposed.The selected method for fuse the data coming from different metrology methods was the Bayesian approach. This technique was evaluated in different experimental contexts, both for Height and CD metrology combining different metrology methods. Results were evaluated for both the debiasing step alone and for the complete fusion flow. In both cases, it was clear the advantages of using a Hybrid Metrology approach for improving the measurement precision and accuracy.The presented Hybrid Metrology technique may be used by the semiconductor industry in different steps of the fabrication process. This technique can also provide information for machine calibration, such as a CD-SEM tool being calibrated based on Hybrid Metrology results generated using the CD-SEM itself together with Scatterometry data.
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Amélioration des méthodes de contrôle dimensionnel et d'alignement pour le procédé de lithographie à double patterning pour la technologie 14 nm / Improvement of dimensional and alignment control methods for the double patterning lithography process for the 14 nm technologyCarau, Damien 21 October 2015 (has links)
En microélectronique, l'augmentation de la densité des composants est la solution principale pour améliorer la performance des circuits. Ainsi, la taille des structures définies par la lithographie diminue à chaque changement de nœud technologique. A partir du nœud 14 nm, la lithographie optique est confrontée à la limite de résolution pour les niveaux métalliques. Pour surmonter cet obstacle, les niveaux métalliques sont conçus en deux étapes successives de patterning regroupant chacune une étape de lithographie et une étape de gravure. Cette technique, nommée double patterning, requiert une métrologie adaptée car l'alignement entre les deux étapes et les dimensions critiques sont alors directement liées. La méthode de mesure développée dans cette thèse repose sur la scattérométrie et la mesure de l'alignement par diffraction. Un code de simulation a permis d'optimiser la conception des mires de mesure. De plus, la méthode de mesure adoptée a pu être validée expérimentalement. / In microelectronics, the increase of component density is the main solution to improve circuit performance. The size of the patterns defined by lithography is reduced at each change of technology node. From the 14 nm node, optical lithography is facing the resolution limit for metal levels. In order to overcome this hurdle, metal levels are designed in two successive steps of patterning, which is composed of lithography followed by etching. This double patterning technique requires an appropriate metrology since overlay between the two steps and critical dimensions are directly linked. The developed method is based on scatterometry and overlay measurement by diffraction. Using a simulation code, the measurement targets have been designed optimally. Then the adopted method has been validated experimentally.
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[en] INCLUSION OF STATISTICAL METHODS AS BILLING SUPPORT OF SMART METERS / [pt] INCLUSÃO DE MÉTODOS ESTATÍSTICOS COMO APOIO AO FATURAMENTO DE ENERGIA REALIZADO POR MEDIDORES INTELIGENTESWEULES FERNANDES CORREIA 03 October 2018 (has links)
[pt] A sociedade está vivendo em uma época de forte convergência tecnológica, onde novas tecnologias são descobertas e extintas em um prazo cada vez menor. Esta revolução tecnológica também já chegou para o setor de infraestrutura de distribuição de energia que são as Redes Elétricas Inteligentes, sendo o medidor inteligente o principal equipamento desta revolução. Apesar da evolução do parque de medidores brasileiros, a regulação comercial não acompanhou esta modernização e continua tendo como referência o sistema de medição convencional com a atuação de leituristas e não considerando as oportunidades de usar dados de consumo, mesmo que não sejam da data do faturamento nos casos de falhas de transmissão da informação e aplicação de ferramentas estatísticas para estimação no faturamento. Neste contexto, esta dissertação tem como objetivo avaliar as regras regulatórias de faturamento considerando as ausências de leituras, propor uma nova metodologia para definir como realizar o faturamento na ausência de leituras considerando consumos anteriores e usar ferramentas estatísticas para a definição do valor a ser faturado. A metodologia pode ser dividida em duas fases: (i) imputação de dados faltantes na base de dados decorrentes de possíveis erros de transmissão dos medidores; (ii) previsão do consumo de energia elétrica por cliente. O presente trabalho cumpriu os objetivos aos quais se propôs e apresentou uma alternativa promissora para o faturamento com medidores inteligentes e que utilize tecnologias de comunicação de baixo custo e que possam apresentar uma efetividade de medição abaixo da ideal, no caso, 100 por cento. / [en] Society is living in a time of strong technological convergence, where new technologies are discovered and extinguished in an ever shorter time frame. This technological revolution has also arrived for the energy distribution infrastructure with the Smart Grid, in which the smart meter being the main equipment of this revolution. Despite the evolution of the Brazilian meter park, the commercial regulation did not go along with this modernization and continues with reference to the conventional metering system and not considering the opportunities to use consumption data comes from out of the billing date, in cases of data transmission failures, being thus possible use statistical tools for billing estimation. In this context, this dissertation aims to evaluate the regulatory rules of billing considering the absences of readings, proposing a new methodology to define how to estimate the billing in the absence of readings, considering previous consumption and using statistical tools to define the value to be billed. The methodology can be divided into two phases: (i) imputation of missing data in the database, resulting from possible transmission errors of the meters; (ii) forecast of electricity consumption per customer. The present work fulfilled the objectives proposed and presented a promising alternative for billing with smart meters using low cost communication technologies that could have low measurement effectiveness, in this case, 100 percent.
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Examining the taphonomic challenges to the 3D digitisation of fragmented boneHolland, Andrew D. January 2017 (has links)
The utilisation of 3D digitisation and visualisation has grown considerably since 2008 and is becoming an increasingly useful tool for the digital documentation and metric analysis of archaeological artefacts and skeletal remains. It provides public access to rare and fragile specimens of palaeontological and palaeopathological importance whilst reducing the physical impact on these remains. Research in engineering and computer vision provides some insight into the impact of surface properties such as colour, specularity, reflectance and shape on the quality of the recorded 3D image, but within the archaeological and palaeontological disciplines comparable work has not yet been developed. If archaeology and anthropology are to provide long term reliable data from archaeological and palaeontological specimens in a way that doesn’t require repeated re-digitisation, we need to understand the impacts that the taphonomic histories of such samples have on our ability to 3D record them. Understanding the relationship of these taphonomic histories and the surface and optical properties will promote informed choices about the suitability of recording techniques. This thesis considers the taphonomic processes that affect the preservation of bone over archaeological, forensic and palaeontological timescales and the effect this has on the quality of 3D digital models. The digital refit of fragmentary bone samples is considered in relation to the effect of taphonomic alterations to bone. Conclusions regarding the key taphonomic factors and 3D digital model quality are drawn and areas of further work are identified.
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[en] MULTIPARAMETER QUALITY BY DESIGN FUZZY IN THE DEVELOPMENT OF A MEASURING SYSTEM FOR CLINICAL USE / [pt] QUALITY BY DESIGN FUZZY MULTI-PARAMÉTRICO NO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMA DE MEDIÇÃO PARA USO CLÍNICODANIEL RENE TASE VELAZQUEZ 21 February 2018 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta a adaptação da abordagem Quality by Design (QbD) visando aplicá-la na garantia da qualidade de um sistema de medição para uso clínico destinado à localização de objetos estranhos metálicos não-ferromagnéticos inseridos no corpo humano. O Target Product Profile (TPP) foi identificado em associação às funcionalidades do sistema, atendendo a preceitos biometrológicos como: desempenho metrológico, baixo custo de fabricação e operação, baixa complexidade, portabilidade e segurança/inocuidade. Determinaram-se os Critical Quality Attributes (CQAs) do sistema, que devem ser controlados ao longo do seu desenvolvimento para garantir sua qualidade. Identificaram-se os Critical Process Parameters (CPPs) e suas faixas de variação aceitáveis. Foi realizada uma análise de risco prévia entre CQAs e CPPs, determinando aqueles com maior relação de dependência, a fim de estabelecer as combinações adequadas para construir o Design Space (DS). Devido às caraterísticas dos dados obtidos nas primeiras etapas da implementação do QbD, empregou-se a inferência fuzzy entre os CPPs e CQAs com elevada dependência. Os resultados obtidos com a configuração do DS possibilitaram a determinação das faixas de operação aceitáveis dos CPPs, as quais garantem a adequação dos aspectos metrológicos do equipamento biomédico em desenvolvimento, contribuindo, para a confiabilidade da sua aplicação diagnóstica e terapêutica. / [en] This work presents the adaptation of the Quality by Design (QbD) approach aiming to apply it to the quality assurance of a measurement system for clinical use for locating non-ferromagnetic metallic foreign objects inserted in the human body. The Target Product Profile (TPP) was identified in association with the functionalities of the system, complying with biometrological precepts such as: metrological performance, low manufacturing and operating costs, low complexity, portability and safety. The Critical Quality Attributes (CQAs) of the system were determined, which must be controlled throughout its development to guarantee its quality. Critical Process Parameters (CPPs) and their acceptable ranges of variation were identified. A risk analysis was previous performed between CQAs and CPPs, determining those with a higher dependency ratio, in order to establish the appropriate combinations to construct the Design Space (DS). Due to the characteristics of the data obtained in the first stages of the implementation of QbD, fuzzy inference was used between CPPs and CQAs with high dependence. The results obtained with the DS configuration enabled the determination of the acceptable operating ranges of the CPPs, which ensure the adequacy of the metrological aspects of the biomedical equipment under development, contributing to the reliability of its diagnostic and therapeutic application.
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[en] USE OF ULTRASONIC FLOW METERS FOR TRANSFER CUSTODY OF NATURAL GAS / [pt] UTILIZAÇÃO DE MEDIDORES ULTRASSÔNICOS PARA MEDIÇÃO FISCAL DE VAZÃO DE GÁS NATURALCLAUDINEI MARCHETI JUNIOR 09 February 2018 (has links)
[pt] A medição de gás natural pelo princípio do ultrassom se mostra competitiva, sob diversos aspectos, quando comparada com medidores deprimogênios, em especial a placa de orifício. O presente trabalho apresenta uma avaliação técnica da utilização de medidores ultrassônicos de múltiplos feixes em sistemas fiscais e para transferência de custódia. Uma avaliação de conformidade em relação às principais normas internacionais relativas à medição de vazão de gás natural pelo princípio do ultrassom é realizada através de dados coletados, para um mesmo medidor, durante sua calibração em laboratório e durante sua operação no campo. Apresenta também uma análise das ferramentas de diagnósticos disponíveis pelo medidor, comparando os resultados obtidos em laboratório e no campo. Foi proposta uma metodologia para a determinação das estimativas de incerteza da medição da vazão instantânea e do volume de gás em determinado intervalo de tempo. As avaliações de conformidade com as normas e as análises das ferramentas de diagnósticos disponíveis mostram que a utilização de medidores ultrassônicos na medição fiscal de gás natural é tecnicamente viável; além disto, considerando um intervalo de tempo conveniente para a totalização dos volumes medidos, a incerteza de medição pode ser bastante reduzida. / [en] The measurement of natural gas by the ultrasonic principle is shown to be competitive in several aspects when compared with orifice plate meters. This paper presents a technical evaluation of the use of multipath ultrasonic meters for custody transfer. The analysis of the meter performance matching with the requirements of principal international standards for measuring of natural gas flowrate by the ultrasonic principle is made using data collected for the same meter during the calibration in laboratory and during operation in the field. It also presents an analysis of the diagnostic tools available by the meter, comparing the results obtained in laboratory and field. A methodology for determining estimates of measurement uncertainty of flow rate and totalize gas in a given time interval is proposed. Evaluations of compliance with the standards and the analysis of the diagnostic tools available show that the use of ultrasonic meters in the fiscal measurement of natural gas is technically feasible, and that, by varying the time for measuring volumes, the uncertainty of measurement can be quite reduced.
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[en] PROPOSAL FOR ALTERNATIVE STATISTICAL PROTOCOLS FOR PROFICIENCY TESTING PROGRAMS / [pt] PROPOSTA DE PROTOCOLOS ESTATÍSTICOS ALTERNATIVOS PARA PROGRAMAS DE ENSAIOS DE PROFICIÊNCIACÍNTIA DE HOLLEBEN 21 September 2018 (has links)
[pt] O objetivo dessa dissertação é propor protocolos estatísticos alternativos ao atual praticado pela American Society for Testing and Materials (ASTM) para a determinação do desempenho dos laboratórios participantes de Ensaios de Proficiência (EP) utilizando estatística robusta. A participação em EP é um
requisito compulsório à conformidade nas certificações e acreditações para laboratórios de ensaio e calibração. O Programa de EP da ASTM considera o valor de consenso para prover os escores dos participantes. O modelo para estimar os escores, ZASTM, se baseia na média amostral (valor designado, VD) e no desvio padrão amostral (desvio padrão para a proficiência, DPP). Neste cenário, há necessidade de tratamento exaustivo dos dados, motivação para este estudo, incluindo o tratamento de outliers e a investigação de existência de distribuição normal (Gaussiana). Neste estudo, os protocolos propostos (nIQR e MADe) consideram o emprego de estatísticas robustas, mais resistentes à presença de outliers, os quais ocasionam desvios da normalidade desejada. Os resultados da comparação do protocolo ASTM com os protocolos propostos, em dados da matriz de óleos lubrificantes, reportados ao provedor ASTM, revelam
haver diferença entre as médias ou entre as variâncias dos escores produzidos pelos diferentes protocolos ao nível de 5 porcento de significância, ocasionando mudança na classificação do desempenho dos laboratórios. Conclui-se que os protocolos estatísticos alternativos propostos apresentaram a vantagem de
dispensar o tratamento de outliers e a investigação da distribuição dos dados, sendo que o protocolo MADe ainda apresentou redução na incerteza de medição associada ao valor designado por consenso. / [en] The objective of this dissertation is to propose statistical protocols that are alternative to the current one applied by the American Society for Testing and Materials (ASTM) to determine the performance of participants laboratories of Proficiency Testing (PT) by using robust statistics. Participation in PT is a
mandatory requirement for compliance in certifications and accreditations for testing and calibration laboratories. The ASTM EP Program employs the consensus value to provide the participants scores. The method for estimating the scores, ZASTM, is based on the sample data mean (assigned value, AV) and
the sample data standard deviation (standard deviation for proficiency assesment, SDPA). In this case, it is necessary an exhaustive treating of the data, motivation for this study, including the treatment of outliers and the investigation of existence of normal distribution (Gaussian). In this study, the proposed protocols (nIQR and MADe) consider the application of robust statistics, which are more resistant to the presence of outliers, which cause deviations from the desired normality. The results of the ASTM protocol comparison with the proposed protocols in the lubricant oil matrix data reported to the ASTM provider show a difference between the means or between the variances of the scores produced by the different protocols at the 5 per cent level of significance, causing variation in the classification of laboratory performance. It
is concluded that the proposed alternative statistical protocols had the advantage of dispensing the outliers treatment and the investigation of the data distribution, and the MADe protocol still showed reduction in the measurement
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[en] FLOW MEASUREMENT OF OIL AND NATURAL GÁS IN BRAZIL: MANAGEMENT AND REGULATION / [pt] MEDIÇÃO DE PETRÓLEO E GÁS NATURAL: ANÁLISE CRÍTICA DOS ASPECTOS DE GESTÃO METROLÓGICA E DE REGULAÇÃO NO BRASILJOSE CARLOS NOGUEIRA SIQUEIRA 10 June 2010 (has links)
[pt] Dadas as expectativas de grandes descobertas de petróleo no Brasil (que incluem
o pré-sal) a recente legislação que regulamenta a medição de vazão
de petróleo e gás natural no país - e que faz intenso uso de infra-estrutura
laboratorial- está sendo revista. A presente pesquisa de mestrado tem por
objetivo desenvolver uma análise crítica envolvendo aspectos técnicos e
legais do Regulamento Técnico de Medição de Petróleo e Gás Natural (RTM)
instituído pela Portaria Conjunta ANP-INMETRO 001/2000. A motivação
institucional para o desenvolvimento da pesquisa origina-se do interesse da
Petrobrás em colaborar para o avanço do conhecimento relacionado às
tecnologias e aos aspectos legais da medição. E, também, da experiência
do autor no setor de contratos da Petrobrás cuja problemática da medição da
produção de petróleo e gás natural está sendo revista. O trabalho foi
desenvolvido no contexto de recentes descobertas de campos gigantes em
águas profundas e ultra-profundas. Após o anúncio dessas novas reservas,
agentes econômicos têm pressionado a Agência Nacional de Petróleo
(ANP) para revisar e reavaliar o Regulamento Técnico de Medição instituído
pela Portaria Conjunta ANP-INMETRO 001/2000. O trabalho seguiu os
seguintes preceitos metodológicos (i) estudo de legislações aplicáveis à
medição de petróleo e gás de países industrializados; (ii) entrevista com
especialistas do INMETRO, ANP, Petrobrás (CENPES, divisão de
contratos) e com dirigentes técnicos dos principais laboratórios de medição de
vazão de petróleo e gás ern operação no país (IPT, CT-PETRO, CT-GÁS,
CONAUT, METROVAL, EMERSON) para avaliar pontos críticos da
Portaria Conjunta ANP-INMETRO; (iii) análise da consistência e adequação
técnica e jurídica da referida Portaria e (iv) identificar novas demandas e
necessidades da indústria de petróleo e gás natural no país. Dentre os
resultados da pesquisa destacam-se a identificação e a classificação de
aspectos técnicos e legais da Portaria ANP-INMETRO 001/2000 que carecem
de revisão. Como conclusão, o trabalho sugere a adaptação da legislação
vigente para fazer frente a novos desafios impostos ao setor. / [en] Because of the expectation for further massive oil fmdings in Brazil`s continen
tal platform-including the presalt play-, the existing laws which regnlate the oil and
natural gás measurement involving intensive use of laboratory infras-tructure are
being reviewed. The objective of this M.Sc.`s research project is to assess legal and
technical aspects of the Joint Administrative Rule ANP-INMETRO / 001/2000,
specifically the Technical Regulation of Oil and Natural Gás Measurement
(RTM).The inotivation of this work emerged frorn the anthors own experience at
the legal department of Petrobras dealing with custody transfer contracts where
measurements of the production of oiland natural gás play a key economic role.
Following the announcements of the ultra-deep giant fields, the work was developed
in an economic context where agents are pressing the Brazilian Petroleum Agency
(ANP) the national oil and gás regulator to review and reassess the applicable
Technical Regulation of Measurement (RMO). The project followed four
methodological precepts (i) study of applicable laws to the flow measuremeut of oil
and gás in developed countries; (ii) interview with experts of INMETRO,
ANP, PETOBRAS (CENPES, division of contracts) and technical managers of
themain laboratories involved in flow measurements (IPT, CT-PETRO, CTGAS,
CONAUT, METROVAL, EMERSON) to ascertain criticai points in the Joint
Administrative Rule ANP-INMETRO; (iii) analysis of consistency of legal and
technical aspects of the Administrative Rule and (iv) identify new demands and
needs of the oil and gás industry in the country. As the main result, the work
identified and characterized technical and legal aspects of the legislation related to oil
and gás flow measnrements to help reformulate and update the Administrative Rule,
ANP-INMETRO 001/2000. In conclusion, the oil and gás legislation conccrning the
Technical Regulation and Measurement should be adapted to new exploration
challenges.
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[en] METROLOGICAL ANALYSIS ON THE ECONOMICAL IMPACT OF REAL TIME FLUID PROPERTY CORRECTION IN NATURAL GAS FLOW MEASUREMENT ON THE TRANSPORTATION PIPELINES / [pt] MEDIÇÃO DE VAZÃO DE GÁS NATURAL POR PLACA DE ORIFÍCIO. AVALIAÇÃO METROLÓGICA E IMPACTOS ECONÔMICOSLILIAN ALVES MARTINS 03 March 2006 (has links)
[pt] A presente dissertação de mestrado faz uma análise
metrológica focada na
medição da vazão e totalização do volume de gás natural
através de placa de
orifício. O trabalho considera no cômputo da vazão a
determinação das
propriedades físico-químicas do combustível e a
utilização
desses parâmetros na
medição de volume de gás natural. O trabalho também
considera aspectos
relativos à aquisição eletrônica de outras variáveis
como
pressão, temperatura e
pressão diferencial, comumente amostradas em uma estação
de medição de
vazão de gás natural por placa de orifício. Não
obstante,
o estudo reflete uma
permanente preocupação da Petrobras em garantir a
confiabilidade de suas
medições e encontra sua motivação em mostrar que
metrologia constitui-se, de
fato, em importante insumo para avaliação de impacto
técnico e econômico. O
estudo considera três alternativas para aplicação da
composição química do gás
natural no cálculo da vazão de gás natural em cada um
dos
pontos de
transferência de custódia da malha de gasodutos da
Petrobras. Cada uma das
soluções técnicas está associada a investimentos em
instalação, operação e
manutenção de complexos equipamentos, criando inusitadas
oportunidades para
análise da confiabilidade metrológica capazes de
produzir
impacto econômico,
cabendo aqui lembrar que incertezas e erros associados
ao
processo de
medição não necessariamente são reduzidos com o aumento
dos investimentos
em tecnologia e instrumentação. O estudo dessas questões
torna-se ainda mais
atraente quando se considera que a malha de gasodutos da
Petrobras
distribuem cerca de 35 dos 45 milhões de m3 de gás
natural
consumidos
diariamente no Brasil. Cabe ainda salientar a relevância
deste estudo no âmbito
das melhorias estruturais propostas, uma vez que a
presente dissertação mostra
que é possível garantir controle metrológico a um custo
justificado, agregando
benefícios que não se limitam à malha de gasodutos
existente. / [en] This study presents a metrological analysis focused on the
natural gas flow
and volume measurement by orifice plate measurement
systems. It takes into
account the determination of chemical and physical
properties and the application
of these parameters in the flow and volume measurement.
The study also
considers aspects related to the electronic sampling of
other process information
such as pressure, temperature and differential pressure.
Nevertheless, it
demonstrates that metrology is, in fact, an important
input of economical and
technical analysis and shows a permanent concern of
Petrobras: to guarantee
measurement reliability. The dissertation presents three
alternatives to the
application of the natural gas composition in the
computation of flow and volume
measurement. When measuring natural gas flow and volume at
the custody
transfer points, the invoicing process begins to take
place. Therefore, each one of
the alternatives is associated to benefits, such as
reduction of uncertainty, and
costs and investments in equipments. It`s worthy to
mention that it creates
interesting opportunities to develop metrological analysis
capable of generate
economical impact. This study is even more attractive when
referring to a 50
million cubic meters scenario, the Brazilian daily natural
gas volume
consumption. The relevance of this study is to show that
is possible guarantee
metrological control to a justified cost.
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[en] METROLOGICAL ANALYSIS OF THE TRANSIENT BEHAVIOR OF A WET BULB AND DRY BULB PSYCHROMETER / [pt] ANÁLISE METROLÓGICA DO COMPORTAMENTO TRANSIENTE DE UM PSICRÔMETRO DO TIPO BULBO ÚMIDO E BULBO SECOFRANKY EDUARDO REYES CAC 29 July 2005 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta um estudo do comportamento
transiente de um medidor de
umidade tipo bulbo úmido e bulbo seco, assim como a
determinação da umidade do ar em
diferentes condições ambientais, que foram simuladas em
laboratório. O psicrômetro do tipo
bulbo úmido e bulbo seco é amplamente utilizado na
indústria de ar condicionado, na
monitoração da umidade em ambientes fechados, nas estações
de meteorologia para a
monitoração da umidade da atmosfera, e na prevenção das
condições climáticas. Para o
desenvolvimento do presente trabalho, foi construído um
psicrômetro do tipo bulbo úmido e
bulbo seco de ar aspirado, utilizando dois termômetros
separados por uma placa de acrílico. Os
termômetros utilizados foram tipo PT-100 e tipo Termopar.
Na avaliação do conteúdo de
umidade do ar, foi utilizada a medição de temperatura
registrada por dois termômetros que
compõem o psicrômetro, onde um deles registra a
temperatura do ar que incide sobre o
psicrômetro e serve como referência; e o segundo
termômetro, recoberto com uma mecha
molhada com água destilada, registra uma temperatura mais
baixa devido ao fenômeno de
resfriamento evaporativo, o qual é conseqüência da
transferência de calor e massa entre a mecha
molhada e o ar forçado a passar através dela. Na avaliação
do comportamento transiente do
psicrômetro, foram aplicados diferentes modelos de ajuste
aos dados experimentais, procurando
aquele que melhor representasse o comportamento através do
tempo do termômetro bulbo
úmido. Entre os modelos de ajuste estão: o linear, o
exponencial, a soma de dois exponenciais, o
racional, o polinomial de grau 6 e o exponencial linear
(soma de exponencial com linha reta). A
cada um dos modelos foi aplicado o método dos mínimos
quadrados, e foi determinado por
meio do critério de Akaike que o modelo exponencial linear
é o melhor modelo de ajuste. As
incertezas das constantes dos diferentes modelos de ajuste
foram calculadas através do método
das diferenças finitas. São apresentados os valores das
constantes de tempo para diferentes
valores de velocidade do ar e diferentes graus de umidade,
tanto para os termômetros PT-100
quanto para o tipo Termopar. Finalmente, são apresentados
os resultados da aplicação da
regressão linear múltipla entre as constantes de tempo, a
velocidade e a umidade do ar, tanto
para o psicrômetro baseado nos termômetros tipo PT-100
quanto nos termômetros tipo
Termopar. A presente pesquisa de mestrado contribui para o
desenvolvimento da metrologia
térmica no Brasil. / [en] This work presents a study of the transient behavior of a
wet bulb and dry bulb
psychrometer, as well as the determination of the humidity
of air under different environment
conditions. The wet bulb and dry bulb psychrometer are
widely used in the air conditioning
industry, for monitoring the humidity in closed
environments, and in meteorology stations for
the monitoring the atmosphere humidity and in the
prevention of the climatic conditions. For the
development of the present work, a wet bulb and dry bulb
aspirated psychrometer was built,
using two thermometers, which are physically separated by
an acrylic plate. Two types of
thermometers were used: PT-100 and Thermocouple. In the
evaluation of the humidity content,
the measurement of temperature was been registered by two
thermometers (used as the
psychrometer components), where one of them registers the
temperature of the air that impacts
the psychrometer and serves as reference; and the other
one covered by a wick wet with distilled
water, registers a lower temperature due to the phenomenon
of evaporative cooling, which is a
consequence of the mass transfer between the wet wick and
the air that is forced to pass through
it. In the evaluation of the transient behavior of the
psychrometer different models of adjustment
to the experimental data have been applied, seeking the
best theoretical model that represented
the behaviour through the time of the humid bulb
thermometer. Among the adjustment models
are: the linear one, the exponential one, the addition of
two exponential ones, the rational one,
polynomial of exponential degree 6 and the linear one
(which adds the exponential curve and the
straight line). For each of the models the method of the
minimum square had been applied, and
it was found by means of the of Aikaike´s criterion that
the linear exponential model is the best
one. The uncertainties of the constants of the different
models of adjustment were calculated
through the method of the finite differences. The values
of the time constants of time for
different values of air speed and different degrees of
humidity for both thermometers PT-100
and Thermocouple type had been presented. Finally, the
results of the application of the
multiple linear regression are presented among the time
constants, the speed, and the humidity
of air for both psychrometer based on the thermometers PT-
100 type and the thermometers
Thermocouple type. This MSc research contributes towards
the development of the thermal
metrology in Brazil.
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