[pt] A presente Dissertação de Mestrado, intitulada Avaliação metrológica da estabilidade termoelétrica do termopar tipo K, refere-se à verificação de desvios de estabilidade da força eletromotriz induzidos pelo uso de termopares tipo k com isolação mineral de 3mm de diâmetro. Foram analisadas oito amostras de quatro fabricantes nacionais de termopares, após sua exposição a um campo de temperatura de 995 diferente de 0,5 graus Celsius, portanto próximo ao seu limite de aplicabilidade (1070 graus Celsius), simulando uma condição de uso em regime contínuo. As amostras foram recozidas a uma temperatura de 1000 graus Celsius para regularizar o estado de tensão antes dos ensaios realizados e suas condições físico-químicas avaliadas antes dos experimentos, com base em analises química e metalográficas. As variações da força eletromotriz, induzidas pelo uso, foram avaliadas com base em calibrações que antecederam e sucederam a exposição das amostras ao campo de temperatura previamente determinado, realizadas contra temperaturas de referência obtidas pelo uso de seis células de pontos fixos (Ag, Al, Zn, Sn, In e Ga). Como contextualização, a dissertação também apresenta um breve histórico relacionado à medição da temperatura e ao uso de termopares tipo K, além de fundamentar a teoria que sustenta o desenvolvimento da pesquisa, suas conclusões, estabelecendo, assim, as bases para recomendações de novos trabalhos neste campo. Como resultado central da investigação conduzida, comprovou- se que, para as condições de trabalhos impostas (calibração em células de ponto fixo e exposição à temperatura de 995 graus Celsius em regime contínuo), todas as amostras apresentaram desvios nas suas curvas de calibração que variam na faixa de 0,2 a 4,0 graus Celsius, explicitando intervalos superiores às expectativas dos usuários. O período de vida dos experimentos completou-se com um intervalo de tempo de 134 h de submissão ao campo de temperatura. A pesquisa é de relevância no contexto industrial e científico pelo fato de o termopar tipo K representar cerca de 70 por cento do mercado brasileiro de termopares, e ser uma expectativa e recomendação do Instituto Nacional de Metrologia do Brasil, o Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO). / [en] The present masters dissertation entitled Metrological Assessment of Thermoelectric Stability of Type K Thermocouple, refers to the verification of stability deviations in the electromotive force induced by the use of type K thermocouple with 3mm diameter mineral insulation. Eight samples from four national thermocouples manufacturers were analyzed, after their exposure to a 995 different to 0,5 temperature field, thus very close to its applicability threshold (1070 Celsius degree), simulating a continuous regime condition of use. The samples were annealed at 1000 Celsius degree to regulate the strain state before the tests; their physical-chemical conditions were assessed before the essays based on chemical and metallographic analyses. The variations in electromotive forces induced by use were assessed based on calibrations made before and after the exposure of the samples to the temperature field previously determined,performed against reference temperatures obtained with the use of six fixed- point cells (Ag, Al, Zn, Sn, In and Ga). The dissertation also presents a brief history on temperature gauging and the use of type K thermocouples, in addition to showing the basis of the theory that supports research development, its conclusions, thus establishing the basis for recommendations of new research in this field. The main result of the research carried out enabled us to prove that, for the imposed working conditions (calibration on fixed-point cells and exposure to temperatures of 995 Celsius degree under a continuous regime), all the samples presented deviations in their calibration curves which varied from 0.2 to 4.0 Celsius degree, which made explicit higher intervals than those expected by the users. The test s lifetime was completed with a 134 hour time interval submission to the temperature field. The research is relevant in the industrial and scientific context because type K thermocouples represent approximately 70percent of the Brazilian thermocouple market, and because it is an expectation and a recommendation of the National Metrology Institute of Brazil - the Instituto Nacional de Metrologia,Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO).

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Maria Eulina.pdf: 268672 bytes, checksum: c0eee8e291e9fdcbef88ed3cb0d6d969 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / Increasing population united the behaviour of man carefree about the environmental preservation has led to a scarcity of natural resources. A key resource for human survival has been directly affected by these desmazelos, water. Based on this context arises as a commitment to operational excellence of water supply systems, seeking greater efficiency in the establishment of operational rules. To this end, the general objective of this research is to develop a study of water distribution networks model calibration, because it is believed to be the best technique for tracking this problem by adjusting the physical parameters that have changed over time and dictate strategies. This work aims to develop a technique based on the inverse of calibration using GAs as a tool for optimization, using multiple goals: pressure and flow. The parameters adjusted were roughness coefficients and coefficients of losses by leaks. To evaluate the proposed methodology were employed two networks often used in literature. The first network employed is a theoretical system proposed by Tucciarelli (1999) and was used to evaluate the behavior of multiobjectives methods and their parameters. The second network is located in Campo Grande (MS) has been studied by Cheung (2004) and Soares et al. (2004). This example is a real system that had its data measured in situ and presents all the complications inherent in the calibration real problems. The results were very satisfactory, since the optimization multiobjective shown to be able to improve the accuracy of the calibration of the model. / O aumento populacional unido ao comportamento despreocupado do homem quanto à preservação ambiental levou a uma escassez dos recursos naturais. Um recurso fundamental à sobrevivência humana está sendo diretamente afetado por esses desmazelos, a água. Com base nesse contexto nasce um comprometimento quanto a excelência operacional dos sistemas de distribuição de água, buscando uma maior eficiência no estabelecimento de regras operacionais. Para tanto, o objetivo geral desta pesquisa é desenvolver um estudo de calibração de modelos de redes de distribuição de água, pois acredita-se ser a melhor técnica de monitoramento deste problema, por ajustar os parâmetros físicos que foram alterados com o tempo e ditar estratégias para auxiliar a tomada de decisão dos operadores.O presente trabalho visa desenvolver uma técnica de calibração inversa baseada nos AGs como ferramenta de otimização, fazendo uso de objetivos múltiplos: pressão e vazão. Os parâmetros ajustados são: coeficientes de rugosidades e coeficientes de perdas por vazamentos. Para avaliação da metodologia proposta foram empregadas duas redes frequentemente usadas na literatura. A primeira rede empregada por Tucciarelli et al. (1999), é uma rede teórica, e servirá para avaliar o comportamento dos métodos multiobjetivos e seus parâmetros. A segunda rede está localizada na cidade de Campo Grande (MS) foi estudada por Cheung (2004) e Soares et al. (2004). Este exemplo é um sistema real que teve os seus dados medidos em loco e apresenta todas as complicações inerentes aos problemas de calibração real. Os resultados encontrados foram bastante satisfatórios, uma vez que a otimização multiobjetivo demonstrou ser capaz de melhorar a acurácia da calibração do modelo.

[pt] Incrustações em trocadores de calor são inevitáveis e provocam a redução da sua efetividade térmica e aumento nos custos de bombeamento. Esta dissertação objetiva validar um dispositivo alternativo de limpeza de trocadores de calor, que automatiza o processo e não requer a interrupção do processo industrial que faz uso de trocadores. A motivação da pesquisa resultou do desafio imposto ao Programa de Metrologia da PUC-Rio para conceber uma solução inovadora para realizar a limpeza on-line de trocadores de calor de hidrogeradores, viabilizada com financiamento do setor elétrico e que motivou esta dissertação. A metodologia de desenvolvimento da pesquisa de mestrado perseguiu duas estratégias de otimização: (i) aprimorar a hidrodinâmica dos circuitos hidráulicos do dispositivo de limpeza concebido, visando reduzir custos de bombeamento e (ii) simular o número de ciclos mínimos de limpeza para assegurar que todos os tubos do trocador de calor sejam visitados por artefatos de limpeza. Dentre os resultados consolidados, destacam-se: (i) melhoria dos fluxos hidrodinâmicos nos distintos tramos hidráulicos do dispositivo servo-hidráulico de limpeza; (ii) confiabilidade metrológica do sistema de medição embarcada no equipamento e (iii) desenvolvimento de modelagem probabilística capaz de prever o número de ciclos de limpeza capaz de assegurar eficácia do procedimento de limpeza do trocador, o que contribui para o seu entendimento. Os ensaios de desempenho realizados em laboratório suportam a conclusão de que a pesquisa de mestrado foi capaz de validar e disponibilizar uma versão hidrodinamicamente mais eficiente e operacionalmente mais eficaz do dispositivo de limpeza originalmente concebido. / [en] Fouling in heat exchangers is inevitable and causes a reduction in their thermal effectiveness and an increase in pumping costs. This dissertation aims to validate an alternative heat exchanger cleaning device, which automates the process and does not require the interruption of the industrial process that uses exchangers. The motivation for the research resulted from the challenge imposed on the Metrology Program at PUC-Rio to devise an innovative solution to perform the online cleaning of hydrogenerator heat exchangers, made possible with financing from the electricity sector and which motivated this dissertation. The master s research development methodology pursued two optimization strategies: (i) improving the hydrodynamics of the hydraulic circuits of the designed cleaning device, aiming to reduce pumping costs and (ii) simulating the number of minimum cleaning cycles to ensure that all the tubes of the heat exchanger are visited by cleaning artefacts. Among the consolidated results, the following stand out: (i) improvement of hydrodynamic flows in the different hydraulic sections of the servo-hydraulic cleaning device; (ii) metrological reliability of the measurement system embarked in the equipment and (iii) development of probabilistic modeling capable of predicting the number of cleaning cycles capable of ensuring the efficiency of the exchanger cleaning procedure, which contributes to its understanding. The performance tests performed in the laboratory support the conclusion that the master s research was able to validate and make available a hydrodynamically more efficient and operationally more effective version of the cleaning device originally designed.

[pt] A avaliação das condições do mar por meio de instrumentos in situ na zona de surfe é muito desafiante. Nesse ambiente, temos a quebra das ondas e presença de banhistas. A quebra das ondas gera grande dissipação de energia, o que pode danificar os instrumentos e possivelmente causar um choque entre o instrumento e os banhistas. Uma solução para auferir as condições do mar com sensor remoto pode apresentar grande vantagem. Neste trabalho, é proposto um método de visão computacional tradicional, uma vez que não há um banco público de imagens de ondas para a utilização de redes neurais. Utilizamos câmeras de rede convecionais e de baixo custo já largamente instaladas nos principais pontos de surfe do Brasil e do mundo fazendo com que o nosso método fique mais acessível a todos. Com ele, conseguimos extrair propriedades das ondas, como distância, frequência, direção, posição no mundo, percurso, velocidade, intervalo entre séries e altura da face da onda, e prover uma análise quantitativa das condições do mar. Esses dados devem servir às áreas de Oceanografia, de Engenharia Costeira, de Segurança do mar e ao novo esporte olímpico: surfe. / [en] Evaluating sea conditions in the nearshore through in situ instruments can be challenging. This environment is exposed to wave breaking and civilian recreation. Wave breaking dissipates energy, which can lead to damaging the instrument and possibly causing shock with civilians. A solution to acquire sea conditions data through remote sensing can be of great advantage. This work, presents a traditional computer vision method, since there is no public wave image dataset. Low cost conventional network cameras are used, which are already installed in the main surfing spots around the world makng our method more accessible to the general public. With it, we are able to extract wave properties such as length, frequency, direction, world position, path, speed and sets interval. This data should serve as input to areas such as Oceanography, Coast Engineering, water safety and the new Olympic Game: Surfing.

[pt] O objetivo da dissertação é propor um modelo de autoavaliação para laboratórios de ensaio e calibração que possa ser utilizado para verificar seu grau de maturidade em relação ao processo de acreditação segundo a Norma ABNT NBR ISO/IEC 17025. Busca-se demonstrar a aplicabilidade do modelo mediante o desenvolvimento de um estudo de caso em um dos Laboratórios de Ensaio e Calibração da Marinha do Brasil. A pesquisa pode ser considerada aplicada, descritiva e metodológica. Quanto aos meios de investigação, a metodologia compreende: (i) pesquisa bibliográfica e documental; (ii) construção do modelo conceitual de avaliação da competência, imparcialidade e consistência na operação de laboratórios de ensaio e calibração; (iii) construção da estrutura hierárquica analítica do elementos-chave e detalhados da avaliação da competência, imparcialidade e consistência na operação desses laboratórios; (iv) aplicação do método analítico hierárquico para definição dos pesos dos elementos em dois níveis hierárquicos, com participação de especialistas convidados; (iv) aplicação da ferramenta de autoavaliação junto ao gestor do Laboratório alvo do estudo de caso; (vii) discussão dos resultados e formulação das conclusões e recomendações. Destaca-se como resultado principal uma sistemática inovadora de autoavaliação de laboratórios de ensaio e calibração, na perspectiva de apoiar processos decisórios referentes à acreditação desses laboratórios segundo a referida Norma. O estudo de caso no contexto institucional da Marinha do Brasil demonstrou ser plausível determinar o nível de maturidade de um de seus laboratórios em relação aos requisitos da referida Norma e permitiu identificar oportunidades de melhoria de seu atual sistema de gestão. / [en] This dissertation aims to propose a self-assessment model for evaluating the competence, impartiality and consistent operation of testing and calibration laboratories, based on ABNT NBR ISO/IEC 17025:2017 standard. An attempt is made to demonstrate the applicability of the proposed model through the development of a case study in one of the Brazilian Navy s Testing and Calibration Laboratories. This research can be considered applied, descriptive and methodological. The methodology encompasses literature review and documentary research; development of a self-assessment model for evaluating the competence, impartiality and operational consistency of testing and calibration laboratories; construction of the analytical hierarchical structure with the key and detailed elements that integrate the model; application of the analytical hierarchy process (AHP) method to define the weights of the evaluation criteria, with the participation of invited experts; development of a case study within one of the Brazilian Navy s Test and Calibration Laboratories; discussion of results and formulation of conclusions and recommendations. The main outcome of this research is an innovative self-assessment model for testing and calibration laboratories, with a view to supporting decisions concerning the accreditation process of these laboratories according to the mentioned Standard. Notably, the results of the case study demonstrate that it is feasible to determine the maturity level of the Laboratory in compliance with the requirements of the mentioned standard. Also, they allowed identifying opportunities for improvement of the current management system of the Laboratory.

[pt] O medidor de vazão de fluido multifásico (MM) se desenvolveu impulsionado principalmente pela necessidade da indústria de óleo e gás em medir a vazão da produção dos poços que comumente é composta por petróleo, gás e água. Em outubro de 2015, a Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP) publicou o Regulamento Técnico de Medição de Fluido Multifásico para Apropriação de Petróleo, Gás Natural e Água que apresenta os requisitos através de planos que as empresas operadoras de óleo e gás precisam preparar e submeter para obter a autorização para aplicar o MM na medição para apropriação. Contudo, esse regulamento não especifica a metodologia que deve ser utilizada no denominado plano de verificação de desempenho para avaliar desempenho do MM no campo, cabendo a cada operadora desenvolver a sua metodologia para esse fim e apresentar a ANP. Este trabalho propõe e aplica uma metodologia para verificação de desempenho para MM com resultados de testes realizados em laboratório com fluidos reais e em campo de produção de petróleo e gás. É observado que testes com tempo curto de duração, inferior a 1000 segundos, tendem a gerar incertezas mais elevadas do que testes com longa duração, com mais de 1000 segundos, como os realizados na plataforma. Sendo assim, os resultados de incerteza de medição maiores gerados no laboratório com tempos de integração curtos podem ser considerados mais conservativos que os resultados dos testes realizados na plataforma. / [en] The multiphase flowrate (MM) was driven by the necessity of the oil and gas industry to measure the production flow of the wells that are commonly composed of oil, gas and water. In October 2015, the National Agency for Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) published the Technical Regulation for Measurement of Multiphase Fluid for Petroleum, Natural Gas and Water produced, which presents the requirements through plans that oil and gas companies need to prepare and submit for authorization to apply the MM in the measurement for allocation. However, this regulation does not specify the methodology that should be used in the so-called performance verification plan to evaluate the performance of the MM in the field, it being incumbent on each operator to develop its methodology for this purpose and present the ANP. This work proposes and applies a methodology for performance verification for MM with test results performed in the laboratory with real fluids and in oil and gas field. It was observed that short duration tests, below 1000 seconds, tend to generate higher uncertainties than long tests, higher than 1000 seconds, such as those performed on the platform. Thus, the higher measurement uncertainty results generated in the laboratory with short integration times can be considered more conservative than the results of the tests performed in the platform.