The use of forced oscillation technique (FOT) to study the mechanical properties of the respiratory system was proposed by Dubois (1956). This technique allows studying the mechanical behavior of the respiratory system, and from models, extracting features of pulmonary mechanics that would be barely noticeable by other methods. The object of this work was to build a portable device that uses the forced oscillation technique so that tests could be performed in locations with limited space. The device of TOF2 was remodeled from an early version called TOF1. Its components are integrated by replacing the set of equipment, power, signal generator, pressure transducers and data acquisition board with a single portable system. It was also developed a processing system for the collected data. In the validation process of TOF2 the pressure transducers were calibrated, the acquisition and data processing approach were defined, a standard resistance-inertance-compliance (RIC) model was built (analogue), and compared to the known value of impedance with the measured values in TOF2. The resulting procedure is analogous to that used in characterization of electric resistances. The reproducibility of the resistance measurements with TOF2 coupled to the analogue, along with the coherence function was greater than 95%, which indicates a good reliability. We conclude that the developed device, called TOF2, includes all the instrumentation needed to perform the measurements of a conventional TOF instrument, and meets the general recommendations for the design and implementation of the measurement system. / O uso da Técnica de Oscilações Forçadas (TOF) no estudo das propriedades mecânicas do sistema respiratório foi proposto por DUBOIS (1956). Essa técnica permite estudar o comportamento mecânico do sistema respiratório e, a partir de modelos, extrair características da mecânica pulmonar que seriam pouco perceptíveis por outros métodos. O objeto deste trabalho foi a construção de um aparelho portátil que utiliza a técnica de oscilações forçadas para que os exames pudessem ser realizados em locais com pouco espaço. O aparelho da TOF2 foi remodelado a partir de uma versão inicial denominada TOF1. Seus componentes foram integrados substituindo o conjunto de aparelhos, fonte, gerador de sinais, transdutores de pressão e placa de aquisição de dados por um único sistema portátil. Foi desenvolvido também um sistema de processamento dos dados coletados. No processo de validação do TOF2 foram calibrados os transdutores de pressão, definidos a aquisição e o processamento dos dados, foi construído um modelo resistência-inertância-complacência (RIC) padrão (analogue) e comparou-se o valor de impedâncias conhecidas com os valores mensurados no TOF2. Os resultados foram compatíveis aos valores obtidos na caracterização das resistências. A reprodutibilidade das medidas de resistência com o TOF2 acoplado ao analogue, juntamente com a função de coerência foi superior a 95%,o que indica uma boa confiabilidade dos dados. Conclui-se que o aparelho desenvolvido, denominado TOF2, inclui toda a instrumentação necessária para realizar as medições convencionais de um aparelho TOF, e cumpre as recomendações gerais para a elaboração e implementação do sistema de medidas.

Essa dissertação desenvolve e faz uso de uma técnica de medição com objetivo de obter dados experimentais envolvidos no ciclo de trabalho dos compressores herméticos alternativos, largamente utilizados nos sistemas de refrigeração. O trabalho mostra o comportamento das válvulas de admissão e descarga durante o funcionamento do compressor, as pressões no cilindro, na sucção, na descarga e também a variação de rotação do eixo durante um ciclo de compressão completo. Todas as características mensuradas estão referenciadas à posição angular do eixo do compressor, o que permitiu monitorar todos os eventos em função do seu deslocamento angular. Para o desenvolvimento desse trabalho foi necessário planejar um sistema de medição robusto, não vulnerável aos fatores ambientais, presentes dentro da carcaça do compressor. A limitação do espaço físico foi um fator de grande importância na escolha dos sensores, assim como a velocidade de resposta dos instrumentos, pois um ciclo de compressão tem período menor que 0,020 segundos. A coleta dos dados e a análise dos sinais foram realizadas com o auxilio de hardware apropriado e software especialmente desenvolvido. / In this dissertation it is developed and applied measurement methods to obtain experimental data of a hermetic compressor work cycle, widely used in the refrigeration systems. This work shows the suction and discharge valve behaviors, the pressure in the cylinder, as well as in the discharge and suction chambers, and also crankshaft rotation variation during a complete compression cycle. All the measurements are reference to crankshaft angular position of compressor which allows to verify the events as a function of the crankshaft angular displacement. For the development of this work it was necessary to plan a reliability measure system, not affected by environmental factors inside the housing of compressor. The inner space limitation was an important feature for choosing the sensors as well as their time response, since the period compression cycle is less than 0.020 seconds. The data acquisition and signal analysis were done with appropriate hardware and it was developed a specific software.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-05-16T12:04:55Z No. of bitstreams: 1 alcindogandhibarretoalmeida.pdf: 12470862 bytes, checksum: 6af9613cce2cfd9264288cf2d6202d15 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-27T21:27:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alcindogandhibarretoalmeida.pdf: 12470862 bytes, checksum: 6af9613cce2cfd9264288cf2d6202d15 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T21:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alcindogandhibarretoalmeida.pdf: 12470862 bytes, checksum: 6af9613cce2cfd9264288cf2d6202d15 (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / A divergência entre o parque de iluminação pública em funcionamento e o cadastro informado pelos municípios às concessionárias de energia elétrica pode resultar numa das parcelas das chamadas perdas comerciais. O procedimento usual adotado para minimizar esse problema consiste no envio de uma equipe de técnicos a campo para a inspeção dos pontos de iluminação. Este trabalho propõe um sistema de identificação automático de lâmpadas de iluminação pública (IP), que permite às concessionárias de energia elétrica elaborar um mapa dos pontos de iluminação dos municípios, estimando o consumo e evitando perdas comerciais. Inicialmente, o trabalho aborda o cenário da iluminação pública no Brasil, incluindo as principais tecnologias usadas em IP e a transferência dos ativos de IP para os municípios. Em seguida, são descritos os principais conceitos radiométricos que caracterizam o sistema de IP. Posteriormente, é apresentada a placa de aquisição de dados construída. Essa placa contém um conjunto de nove sensores radiométricos, que medem a radiação eletromagnética proveniente das lâmpadas. Também são apresentados os projetos do firmware de controle da placa e o software de aquisição de dados. É desenvolvida uma metodologia de medição baseada em sensores de posicionamento para garantir a reprodutibilidade das medidas. Além de descrever todos esses itens, este trabalho apresenta uma estrutura de iluminação pública ajustável, que permitiu o estudo comparativo das técnicas empregadas, e uma metodologia de calibração das placas de aquisição de dados. Por fim, tem-se o sistema de classificação de dados radiométricos, que permite inferir qual lâmpada está sendo medida. É feita uma comparação de diversos tipos de classificadores. Os resultados experimentais obtidos demonstram o bom funcionamento do sistema em diversas condições de operação. / The misinformation between the actual public lighting equipment and those reported by municipalities to the electricity companies may result in a kind of loss mainly referred as commercial loss. The usual adopted procedure to minimize this problem is sending technician teams to the field to do a low effective inspection of the lighting points. This paper proposes an automatic identification system of street lighting lamps, which allows the electricity companies to draw up a map of the lighting points, estimating the consumption and avoiding commercial losses. Initially, the work addresses the scenario of public lighting in Brazil, including the main technologies used in street lighting and the transfer of the assets to municipalities. Then, the main radiometric concepts which characterize the street lighting systems are described. After data acquisition board built is presented. This board contains a set of 9 radiometric sensors which measure the electromagnetic radiation from the lamps. The projects of the firmware and the data acquisition software are also presented. A measurement methodology based on positioning sensors to ensure the reproducibility of the measurements is developed. In addition to describing all of these items, this paper presents an adjustable street lighting structure, which allowed the comparative study of the techniques employed, and a calibration method of data acquisition boards. Finally, the radiometric data classification system is shown, which allows us to infer which lamp is being measured. A comparison of various types of classifiers is made. The experimental results demonstrate the proper functioning of the system in various operating conditions.

Orientador: Osvair Vidal Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-22T17:34:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_CintiaGoncalves_M.pdf: 16851986 bytes, checksum: d2b235b62b2caa45fabdb9df65820998 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A injeção alternada de água e gás (WAG) configura um método mundialmente consagrado de recuperação de petróleo, no qual uma fase aquosa exerce controle de mobilidade e aumenta a área de varrido dos gases injetados no reservatório. O processo de injeção alternada de fluidos imiscíveis gera alterações irreversíveis nas curvas de permeabilidade relativa em função do efeito de histerese. Este efeito é consequente do processo e do histórico de saturações dos fluidos presentes no meio poroso. Sendo os dados de permeabilidade relativa parâmetros essenciais para a predição e gerenciamento da produção de reservatórios de petróleo, mostra-se necessário o conhecimento dos efeitos de histerese para o planejamento de projetos de injeção alternada de água e gás durante o desenvolvimento de campos petrolíferos. Este trabalho consistiu em um estudo laboratorial para investigação do efeito de histerese nas curvas de permeabilidade relativa. Os ensaios foram realizados em regime permanente e utilizou-se Tomografia Computadorizada de Raios-X para a quantificação in situ da variação das saturações dos diferentes fluidos no meio poroso durante os processos de deslocamento no meio poroso. Os deslocamentos consistiram na injeção alternada de salmoura de alta salinidade e nitrogênio em uma rocha calcária de afloramento, análoga aos reservatórios do Pré-Sal, saturada com óleo e água residual. Os principais objetivos foram à avaliação dos efeitos histeréticos nas curvas de permeabilidade relativa e a obtenção de parâmetros a serem utilizados em modelos numéricos para simulação de reservatórios. Efeitos histeréticos foram observados tanto nas curvas de permeabilidade relativa ao gás como nas relativas à salmoura. Estes efeitos foram atribuídos principalmente ao aprisionamento de gás no meio poroso ao longo dos ciclos de injeção. Observou-se também que a saturação residual de óleo se reduziu consideravelmente, ao longo da realização dos ciclos / Abstract: Water-alternating-gas (WAG) injection is a useful configuration for enhanced oil recovery (EOR). WAG consists in the improvement of the mobility control and areal sweep by cyclic injection of gas and water and it has been successfully applied worldwide. Application of WAG to carbonate reservoir has produced non-reversible changes in the permeability curves during the injection cycles in consequence of saturation path and history, which are assigned as permeability hysteresis. Consequently, hysteresis parameters obtained from experimental investigations are often required to adjust hysteresis models and to allow the improvement of the oil recovery prediction. This work reports a laboratorial investigation on relative permeability hysteresis during alternating injection of high salinity brine and nitrogen into an oil saturated carbonate core, analog to the reservoir rocks of Brazilian Pre-salt, under steady-state conditions. X-Ray Computed Tomography (CT) was applied to obtain a multiphasic quantitative analysis of the fluid in-situ saturations in the porous media. Main targets were to evaluate the permeability hysteresis and to assess the parameters to be applied in models of relative permeability hysteresis for numerical simulation. Hysteresis effects on the relative permeability curves were observed in each cycle. Permeability hysteresis was mainly attributed to gas trapping in the porous media during the injection cycles. In addition, the oil residual saturation was decreased along the successive cycles / Mestrado / Reservatórios e Gestão / Mestra em Ciências e Engenharia de Petróleo

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de instrumentação eletrônica para controle e automação de um sistema de crescimento de semicondutores por Epitaxia por Feixes Moleculares. Envolve uma variedade de circuitos analógicos e digitais como: um módulo de aquisição de dados e controle baseado em uma UCP Z-80, contendo algumas interfaces digitais e analógicas multiplexadas, e comunicando-se com um microcomputador através de uma interface serial. Envolve ainda o desenvolvimento de controladores de temperatura analógicos tipo P.I.D., atuação por motores de passo e circuitos de condicionamento de sinal. / In this work is presented the development of electronic instrumentation for automation and control of a Molecular Beam Epitaxy semiconductor growth system. A variety of analog and digital instrumentation circuits have been designed and implemented, including a data acquisition and control system based on a Z-80 CPU, which controls some multiplexed digital and analog interfaces and talks to a microcomputer using serial communication. Other circuits have been also developed, including analog temperature controllers, stepper motor actuators and circuits for signal conditioning.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work presents the development of an alternating current power source with a single-phase full bridge voltage inverter, based on electronic switches. The source is designed to drive electromechanical and electric plants. The prototype is designed with 1kVA nominal power and is able to generate sinusoidal waveforms up to 2kHz. The inverter operates at the switching frequency of 50kHz. A robust model reference adaptive controller is designed and implemented to adjust the output voltage of the source. Additionally, the elements of the source and the system for measuring the electrical parameters are presented. A digital signal controller is used to control and generate signals with pulse width modulation. The discretization of the control system is performed using the delta operator. Finally, experimental results and analysis of the closed loop system are presented. Based on these results, the experimental performance of the designed source and the proposed control system are examined. / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma fonte de potência de corrente alternada com um inversor de tensão em ponte completa monofásico, composto por interruptores eletrônicos. Esta fonte é concebida para o acionamento de plantas elétricas e eletromecânicas. O protótipo projetado tem uma potência nominal de 1kVA e é capaz de gerar formas de onda senoidais de até 2kHz. O inversor opera em uma frequência de comutação de 50kHz. Um controlador adaptativo robusto por modelo de referência é projetado e implementado para ajuste da tensão de saída da fonte. Adicionalmente, são apresentados os elementos da fonte e o sistema de medição das variáveis elétricas. Um processador digital de sinais é utilizado para controle e geração de sinais com modulação por largura de pulso. A discretização do sistema de controle é realizada por meio do operador delta. Por fim, são apresentados resultados experimentais e análise do sistema em malha fechada. A partir destes resultados, averiguou-se o desempenho experimental da fonte projetada e do sistema de controle proposto.

In Rio Grande do Sul, Brazil, the watermelon is cultivated in a large area of sandy soils, where the conventional tillage is the most commonly used, favoring the water erosion. This leads the areas under cultivation of this vegetable to intense erosive processes, which in some cases at the end of cultivation, the areas become unfit for further cultivation. In order to evaluate the performance of the watermelon crop from the point of view of production in different systems of soil tillage, in sandy soil, analyzing the operating factors of the tractor-implement set by means of an electronic system of measurement, was conducted under field conditions, an experiment at São Roque Farm, Dilermando de Aguiar County, localized at the Central Depression region of Rio Grande do Sul. The soil was a typic Hapludalf, with plots of 6 x 8m. The experimental design was randomized block with four replications and seven treatments in a factorial 7 x 4. The obtained data were tabulated and submitted to ANOVA and Tukey test with a 5% of probability error, and used the computer application MSSAAGRI to the procedure of statistical analysis. The applied treatments were: conventional tillage (PC), with one plowing and two harrowing; no- tillage (PD); tillage with a chisel plow with one shank (PDE1H); tillage with a chisel plow with two shanks (PDE2H); tillage with a chisel plow with three shanks (PDE3H); tillage with a chisel plow with four skanks (PDE4H) and tillage with a chisel plow with five shanks (PDE5H). The analysis of the results indicated that, generally, the variables such as traction power, required strength by the draw bar, slip the run and fuel consumption increased due to the addition of the number of shanks on soil tillage. The conventional tillage was higher in fuel consumption, showing 207.5 and 151.7% higher consumption in relation to the PDE1H and PDE5H treatments, respectively. The area of mobilized soil by conventional preparation was 349.6% higher than the PDE1H treatment. The conventional preparation can be replaced by minimum tillage with scarification, or even by the no-tillage, for the soil tillage to the watermelon crop, indicating a good yield, with lower fuel usage, less soil revolving and more soil conservation, being a path to sustainability of this crop cultivation. / No Rio Grande do Sul, a melancia é cultivada em uma grande área de solos arenosos, onde o preparo convencional do solo é o mais utilizado, favorecendo a erosão hídrica. Isto leva as áreas sob cultivo desta hortaliça a processos erosivos intensos, onde em alguns casos ao final do cultivo, as áreas tornam-se impróprias para cultivos posteriores. Com o objetivo de avaliar o comportamento da cultura da melancia sob o ponto de vista de produção em diferentes sistemas de preparo do solo, em solo arenoso, analisando os fatores operacionais do conjunto trator-implemento por meio de um sistema eletrônico de medições, foi conduzido em condições de campo, um experimento na Fazenda São Roque, município de Dilermando de Aguiar, na região da Depressão Central do Rio Grande do Sul. O solo é um Argissolo Vermelho distrófico arênico, com parcelas de 6x8 m. O delineamento experimental utilizado foi blocos ao acaso, com quatro repetições e sete tratamentos, em esquema fatorial 7x4. Os dados obtidos foram tabulados e submetidos à análise de variância e ao teste de Tukey com probabilidade de 5% de erro. Os tratamentos aplicados foram: Preparo convencional do solo (PC), com uma aração e duas gradagens, Plantio direto (PD), Plantio direto escarificado com uma haste de escarificação (PDE1H), Plantio direto escarificado com duas hastes de escarificação (PDE2H), Plantio direto escarificado com três hastes de escarificação (PDE3H), Plantio direto escarificado com quatro hastes de escarificação (PDE4H) e Plantio direto escarificado com cinco hastes de escarificação (PDE5H). As análises dos resultados indicaram que, de modo geral, as variáveis força de tração, potência exigida na barra de tração, patinamento dos rodados e o consumo de combustível aumentaram em virtude da adição do número de hastes de escarificação na operação de preparo do solo. O preparo convencional do solo foi superior em exigência de consumo de combustível, apresentando 207,5 e 151,7% a mais de consumo em relação aos tratamentos PDE1H e PDE5H, respectivamente. A área mobilizada de solo pelo sistema de preparo convencional foi 349,6% a mais em relação ao tratamento PDE1H. O preparo convencional do solo pode ser substituído pelo cultivo mínimo com escarificação, ou até mesmo pelo plantio direto, para o preparo do solo da cultura da melancia, indicando uma boa produtividade, com menor gasto de combustível, menor revolvimento e maior conservação do solo, sendo um caminho para sustentabilidade do cultivo dessa cultura.

In order to improve urban air quality and to meet legislation requirements, vehicular technology is constantly advancing. It focus on techniques that reduce both fuel consumption and emissions of greenhouse gases as well as harmful pollutant emissions. The technologies, however, have different impacts depending on the city, its traffic conditions and urban planning as well as other socio-economic and cultural factors that affect the driving stile. Thus, standard drive cycles such as NEDC, FTP75 or others may not represent properly the actual condition and are being progressively replaced by real-world driving cycles. This paper aims to analyze the impact of real driving conditions in the city of Santa Maria, in southern Brazil, in respect to emissions and fuel consumption. Data of real world driving cycles were collected for motorized transport and introduced into computational models to simulate vehicles traveling in predetermined route. Urban buses and passenger cars were evaluated in different traffic conditions. Underestimation of more than 50% in emissions were observed in heavy traffic conditions across the indicated in standard cycles. Simulation of techniques to reduce pollutant emissions in Diesel engines has confirmed more than 90% reductions in emissions of PM, CO, HC, and 40% of NOx, operating under real conditions. / Objetivando a melhoria na qualidade do ar urbano e o atendimento à legislação, a tecnologia veicular está em constante desenvolvimento. O foco está em técnicas para redução, tanto do consumo de combustível quanto de emissões de gases do efeito estufa. As tecnologias, entretanto, possuem diferentes impactos dependendo da cidade, das condições de tráfego e do planejamento, assim como demais fatores socioeconômicos e culturais que interfiram no modo de condução. Com isso, ciclos padrões de condução, como NEDC e FTP75, por exemplo, não representam com propriedade a condição atual de tráfego e estão sendo gradativamente substituídos pelos ciclos reais de condução. Esta dissertação objetiva analisar o impacto de ciclos reais no trânsito urbano da cidade de Santa Maria- RS, no âmbito de emissões e consumo de combustível. Dados de ciclos reais de condução foram coletados para meios de transporte motorizados e introduzidos em modelos computacionais, visando simular um veículo percorrendo o trajeto pré-estabelecido. Assim, avaliaram-se carros de passeio e ônibus urbanos em diferentes condições de tráfego. Em posse dos resultados foram realizadas as comparações com ciclos padrão existentes, onde verificaram-se subestimações de mais de 50% nas emissões por ciclos padrão frente à condições reais de tráfego intenso. A simulação de sistemas para a redução nas emissões de poluentes em motores Diesel, operando em condições reais, confirmou reduções de mais de 90% nas emissões de MP, CO e HC e de 40% nas emissões de NOx.

Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yuri k Lopes.pdf: 3796043 bytes, checksum: 70432b9e6f5bb1b00a3971427ddf5a44 (MD5) Previous issue date: 2012-10-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The languages and automata theory is used to obtain the coordinating control logic of automated manufacturing plants. However, there is a lack of standardization to interface MES (Manufacturing Execution System), SCADA (Supervisory Control System and Data Acquisition) and coordination control. This paper investigates the use of languages and automata theory to integrate and implement MES and SCADA with controllers for data acquisition and intervention in the manufacturing plant. This approach aims to achieve consistency between levels as well as the systematic development of interfaces between MES, SCADA and control coordination. Thus, the objective is to reduce the effort for creating and maintaining these systems. Furthermore, it was implemented a tool for modeling and synthesis of the proposed method. For the experiments, it was developed a graphical environment for simulation of manufacturing. The validation was performed by through two experiments in which were modeled and synthesized controller, SCADA and MES according to the proposed method. / A teoria de linguagens e autômatos é utilizada para a obtenção da lógica de controle de coordenação de plantas de manufatura automatizadas. No entanto, há uma carência da padronização das interfaces entre o MES (Sistema de Execução da Manufatura), o SCADA (Controle Supervisório e Aquisição de Dados) e o controle de coordenação. Este trabalho investiga o uso da teoria de linguagens e autômatos para integrar e implementar o MES e o SCADA com os controladores para a aquisição de dados e a intervenção na planta de manufatura. Tal abordagem visa à consistência entre níveis bem como a sistematização do desenvolvimento das interfaces entre MES, SCADA e o controle de coordenação. Com isso, objetiva-se a redução do esforço para a criação e manutenção desses sistemas. Ainda, foi implementada uma ferramenta para a modelagem e síntese conforme o método proposto. Para a realização dos experimentos, foi desenvolvido um ambiente para simulação gráfica da manufatura. A validação foi realizada por meio de dois experimentos, nos quais foram modelados e sintetizados o controlador, o SCADA e o MES segundo o método proposto.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de instrumentação eletrônica para controle e automação de um sistema de crescimento de semicondutores por Epitaxia por Feixes Moleculares. Envolve uma variedade de circuitos analógicos e digitais como: um módulo de aquisição de dados e controle baseado em uma UCP Z-80, contendo algumas interfaces digitais e analógicas multiplexadas, e comunicando-se com um microcomputador através de uma interface serial. Envolve ainda o desenvolvimento de controladores de temperatura analógicos tipo P.I.D., atuação por motores de passo e circuitos de condicionamento de sinal. / In this work is presented the development of electronic instrumentation for automation and control of a Molecular Beam Epitaxy semiconductor growth system. A variety of analog and digital instrumentation circuits have been designed and implemented, including a data acquisition and control system based on a Z-80 CPU, which controls some multiplexed digital and analog interfaces and talks to a microcomputer using serial communication. Other circuits have been also developed, including analog temperature controllers, stepper motor actuators and circuits for signal conditioning.