CAPES / A análise do comportamento dos fluidos em escoamentos multifásicos possui grande relevância para garantia de segurança em instalações industriais. O uso de equipamentos para monitorar tal comportamento fica sujeito a fatores tais como, alto investimento e mão de obra especializada. Neste contexto, a aplicação de técnicas de processamento de imagens na análise do escoamento seria de grande auxílio, no entanto, poucas pesquisas foram desenvolvidas. Nesta tese, uma nova abordagem para segmentação de imagens baseada no método Level Set que une contornos ativos e conhecimento a priori é desenvolvida. Para tanto, um modelo da forma do objeto alvo é treinado e definido por meio do modelo de distribuição de pontos e então inserido como uma função de velocidade de extensão para evolução da curva de nível zero do método Level Set. A abordagem proposta cria um framework que consiste em três termos de energia e uma função de velocidade de extensão λLg(θ)+vAg(θ)+muP(0)+θf. Os três primeiros termos desta equação são os mesmo introduzidos em (LI CHENYANG XU; FOX, 2005) e a última parcela θf é baseada na representação da forma do objeto proposta nesta tese. Duas variações do método são utilizadas: uma com restrição (Restrict Level Set - RLS) e outra sem restrição (Free Level Set - FLS). A primeira será utilizada na segmentação de imagens que contem alvos com pouca variação na forma e pose. A segunda deve ser utilizada para a identificação correta da forma de bolhas de gás no escoamento bifásico gás-líquido. A robustez e eficiência da abordagem RLS e FLS são apresentados em imagens do escoamento bifásico gás-líquido e na base de dados HTZ (FERRARI et al., 2009). Os resultados promissores confirmam o bom desempenho do algoritmo proposto (RLS e FLS) e indicam que a abordagem pode ser utilizada como um método eficiente para validação e/ou calibração de diversos equipamentos utilizados como medidores das propriedades do escoamento bifásico, bem como, em outros problemas de segmentação de imagens. / The analysis of fluid behavior in multiphase flow is very relevant to guarantee system safety. The use of equipment to describe such behavior is subjected to factors such as the high level of investments and of specialized labor. The application of image processing techniques to flow analysis can be a good alternative, however, very little research has been developed. In this subject, this study aims at developing a new approach to image segmentation based on Level Set method that connects the active contours and prior knowledge. In order to do that, a model shape of the targeted object is trained and defined through a model of point distribution and later this model is inserted as one of the extension velocity functions for the curve evolution at zero level of level set method. The proposed approach creates a framework that consists in three terms of energy and an extension velocity function λLg(θ)+vAg(θ)+muP(0)+θf. The first three terms of the equation are the same ones introduced in (LI CHENYANG XU; FOX, 2005) and the last part of the equation θf is based on the representation of object shape proposed in this work. Two method variations are used: one restricted (Restrict Level Set - RLS) and the other with no restriction (Free Level Set - FLS). The first one is used in image segmentation that contains targets with little variation in shape and pose. The second will be used to correctly identify the shape of the bubbles in the liquid gas two phase flows. The efficiency and robustness of the approach RLS and FLS are presented in the images of the liquid gas two phase flows and in the image dataset HTZ (FERRARI et al., 2009). The results confirm the good performance of the proposed algorithm (RLS and FLS) and indicate that the approach may be used as an efficient method to validate and/or calibrate the various existing equipment used as meters for two phase flow properties, as well as in other image segmentation problems.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alex_Oliveira_Barradas_Filho.pdf: 1833807 bytes, checksum: f4a31a4d5e0c90f7f20cbb33ab6b1176 (MD5) Previous issue date: 2009-12-19 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / The commercialization of petroleum derivates, natural gas and biofuel is an activity that needs constant monitoring and tracking. The ANP (National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuel) is responsible for ensuring the products quality generated by the oil industry. However, to act effectively, ANP has established an agreement authorizing LAPQAP / UFMA (Laboratory of Analysis and Research in Analytical Chemistry of Petroleum from UFMA) to be ANP representative in the State of Maranhão. It is proposed in this work to semiautomate part of the Fuels Sample Collection process, aiming to simplify the tasks currently performed by the laboratory analysts and increase the number of stations surveyed, in order to decrease the incidence of irregularities present in fuels comertialized in Maranhão. For this, it was developed a prototype called S-Rota responsible of drawing lines between the starting point, UFMA, and the gasoline, using concepts related to Graph Theory, Traveling Salesman Problem, Ant Colony and WebSIG. / A comercialização de derivados de petróleo, gás natural e biocombustível é uma atividade que necessita, constantemente, de fiscalização e monitoramento. A ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustível) é responsável em garantir a qualidade dos produtos gerados pela indústria do petróleo. No entanto, para atuar com eficiência, a ANP estabeleceu um convênio que autoriza ao LAPQAP / UFMA (Laboratório de Análise e Pesquisa em Química Analítica do Petróleo da UFMA) representá-la no Estado do Maranhão. Propõe-se, neste trabalho, semiautomatizar parte do processo de Coleta das Amostras de Combustíveis almejando simplificar as tarefas, atualmente, executadas pelos analistas do laboratório e ampliar a quantidade de postos vistoriados visando diminuir o índice de irregularidades presentes nos combustíveis comercializados no Maranhão. Para tanto, se desenvolveu um protótipo denominado S-Rota responsável em elaborar circuitos entre o ponto de partida, a UFMA, e os postos de combustíveis revendedores que aborda conceitos relacionados à Teoria dos Grafos, Problema do Caixeiro Viajante, Colônias de Formigas e WebSIG.

Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Leonardo Dorneles.pdf: 5262998 bytes, checksum: ddf1c0050c4fd4f028d30417f5fb59f8 (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The tiredness and fatigue contribute to the involvement of drivers in a large number of accidents. This number could be reduced if it was possible to detect the moment of inattention and warn the driver of their condition. A methodology that is able to detect this automatically should be able to process the information of the current status of the driver and provide an advise in real time according to their behavior. However it must not affect the driver in its natural way to drive. In this work was developed a methodology that uses image processing techniques, computer vision, machine learning and physical characteristics to detect the eye region and analysis of their behavior with the objective of verifying the level of inattention of drivers of cars. / O cansaço e a fadiga contribuem para que o condutor de veículos automotores se envolvam em um grande número de acidentes. Esse número poderia ser reduzido caso fosse possível detectar o momento de desatenção e alertar o motorista. Uma metodologia que seja capaz de fazer essa detecção de forma automática deve ser capaz de processar as informações da situação atual do usuário e fornecer a resposta em tempo real de acordo com o seu comportamento e também não atrapalhe o condutor na sua forma natural de dirigir. Neste trabalho foi desenvolvido uma metodologia que utiliza técnicas de processamento de imagens, visão computacional, aprendizado de máquina e características físicas para a detecção da região dos olhos e a análise de seu comportamento com o objetivo de verificar o nível de desatenção de motoristas de automotores.

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-09-25T14:32:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ImpactosQualidadeEnergia.pdf: 1971120 bytes, checksum: 2908c7316fcee52419ff96183b767ded (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2012-09-27T12:17:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ImpactosQualidadeEnergia.pdf: 1971120 bytes, checksum: 2908c7316fcee52419ff96183b767ded (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-27T12:17:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ImpactosQualidadeEnergia.pdf: 1971120 bytes, checksum: 2908c7316fcee52419ff96183b767ded (MD5) Previous issue date: 2012 / Nos últimos anos, o desenvolvimento sócio econômico da Região Sudeste do Estado do Pará, tem sido causado principalmente pela exploração e processamento industrial de minérios, que agregado ao crescimento populacional, tem gerado grande evolução na demanda do consumo de energia elétrica, devido à instalação cada vez mais crescente de novas cargas industriais, comerciais, residenciais e rurais monofásicas. Todo esse aumento de carga já está impactando diretamente o desempenho das subestações distribuidoras da Concessionária de Energia Elétrica, no que tange a manifestação de distúrbios de regime permanente causados por harmônicas, tais como zumbidos em transformador de força e rompimento de condutores de média tensão. Estes distúrbios são apresentado em um estudo de caso envolvendo as Subestações (SE´s) Itacaiúnas e Itupiranga. Para comprovar a nocividade desses distúrbios nessas SE´s, foram realizadas campanhas de medição para obtenção de resultados práticos e, então, executadas simulações envolvendo estudos de curtocircuito, fluxo de carga e propagação de harmônicos, de forma a se obter um diagnóstico analítico sobre as situações encontradas e assim, ser possível emitir recomendações para a mitigação dos problemas detectados. Este trabalho será de grande valia à Concessionária de Energia Elétrica, podendo ser tomado como uma das referências para estudos de qualidade de energia elétrica, em outras subestações, além de dar embasamento experimental às futuras cobranças da ANEEL, com relação à implantação dos Procedimentos de Distribuição de Energia Elétrica no Sistema Elétrico Nacional (PRODIST). / In the recent years, the social and economical development in the Southeast of the State of Pará has been mainly caused by the exploitation and processing of mineral industries, which added to the population growth, has generated a high increase in the demand of electric energy and consumption due to the increasing installation of new industrial, commercial, residential and rural single-phase charges. This global increase is impacting directly the performance of distribution of electric utility, which can be expressed by the permanent disturbances caused by harmonics, such as buzzing in the power transformer and disruption of medium voltage conductors. These disturbances will be presented in a study of case involving the Substations (SE’s) Itacaiúna and Itupiranga. To prove how they can be harmful in these SE’s, campaigns of measurement were performed to obtain practical results and then, to perform studies involving simulations of short-circuit, load flow and spreading of harmonics in order to obtain an analytical diagnostic about the situations found and thus to issue recommendations to solve the problems identified. This study will provide a valuable support to the Concessionaire of Energy and it may be taken as a reference to the study of Power Quality in other substations, in addition to experimental basis for future charges from ANEEL, regarding the implementation of procedures in Electric Power Distribution National Electric System (PRODIST).

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-06-12T14:50:43Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CondutividadeEletricaComplexa.pdf: 12553939 bytes, checksum: 9f83bbd1ee13dec0dd5a7aac285921d8 (MD5) / Rejected by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br), reason: Indexar os assuntos on 2014-08-07T16:20:23Z (GMT) / Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-08-14T12:20:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CondutividadeEletricaComplexa.pdf: 12553939 bytes, checksum: 9f83bbd1ee13dec0dd5a7aac285921d8 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2014-08-20T14:54:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CondutividadeEletricaComplexa.pdf: 12553939 bytes, checksum: 9f83bbd1ee13dec0dd5a7aac285921d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-20T14:54:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CondutividadeEletricaComplexa.pdf: 12553939 bytes, checksum: 9f83bbd1ee13dec0dd5a7aac285921d8 (MD5) Previous issue date: 1979 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Foram realizadas medidas em laboratório da condutividade elétrica complexa de 28 amostras de testemunhos de sondagem de três furos da área MM1-Alvo 1, Distrito dos Carajás, com o objetivo de auxiliar na interpretação de dados geofísicos de campo, obtidos com os métodos polarização induzida/resistividade e eletromagnético/AFMAG, aplicados na área. As medidas foram tomadas no intervalo de frequências de 10-3Hz a 104Hz, medindo-se a amplitude e a fase da condutância. O método empregado foi o de medida direta de impedância, utilizando-se um osciloscópio com memória, um gerador de sinais e dois pré-amplificadores diferenciais com alta impedância de entrada. O sistema de eletrodos escolhido para realizar as medidas foi o de 2 eletrodos de platina-platinizada em virtude de sua resposta de frequência ser plana no intervalo utilizado. Todas as medidas foram realizadas à temperatura constante de 24°C ± 1°C. Para interpretar as medidas de condutividade foi realizado estudo petrográfico das amostras, utilizando-se lâminas delgadas, seções polidas e difração de Raios-X. Foi determinado o teor de cobre, sob a forma de sulfeto, nas amostras utilizando-se o método de absorção atômica. Os resultados petrográficos permitiram classificar as amostras em cinco grupos distintos: granito, biotita-xisto, anfibolito, anfibólio-xisto e quartzito ferruginoso-formação ferrífera. O teor de cobre foi variável nos cinco grupos, havendo teores desde 50ppm até 6000ppm. Nas medidas de condutividade observou-se que, dentre os cinco grupos, as amostras da formação ferrífera apresentaram as maiores variações com a frequência. As amostras de granito tiveram espectro mais plano que as dos xistos e anfibolito. A conclusão a que se chegou é que as anomalias eletromagnéticas e de polarização induzida/resistividade observadas no campo próximo aos três furos (F1, F2, F3) são devidas principalmgnte a formação ferrífera magnetitica, a secundariamente à mineralização de baixo teor de calcopirita associada. / Laboratory measurements of complex conductivity were made on 28 drill-core samples from area MM1-Prospect 1 of the Carajás Mining District. The objective of this research was to help interpret field geophysical survey of the area using Induced Polarization and AFMAG methods. The laboratory measurements of amplitude and phase of conductance were taken in the frequency interval of 10-3Hz to 104Hz. The method used was the direct measurement of impedance using a memory osciloscope, a signal generator, and two high input impedance differential preamplifiers. The electrode system chosen for the measurements was the 2 electrode platinized-platinum because its frequency response is flat in the frequency range used. AlI the measurements were made at a constant temperature of 24°C±1°C. A petrographic study of the samples was done, using thin sections, polished sections and X-ray diffraction. Copper content, in the form of sulfides, was determined using atomic absorption. As a result of the petrographic study, the samples were classified in five distinct groups: granite, biotite schist, amphibolite and magnetite quartzite-iron formation. The grade of Cu was variable in the five groups, ranging from 50 ppm to 6000 ppm. In the conductivity measurements it was observed that, among the five groups, the samples of iron formation gave the largest variations with frequency. The granite samples had spectra flatter than those of schist or amphibole. In conclusion, these measurements show that the field Induced Polarization and AFMAG anomalies near these three drill holes (F1, F2 and F3) are due primarily to the magnetic iron formation, and secondarily due to associated low-grade chalcopyrite mineralization.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-03T18:21:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensoresDescargas.pdf: 11724147 bytes, checksum: 8ee5f4831d064a9418414ffbd371fbbc (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2017-10-10T17:03:38Z (GMT) / Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-16T14:26:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensoresDescargas.pdf: 11724147 bytes, checksum: 8ee5f4831d064a9418414ffbd371fbbc (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-11-13T16:21:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensoresDescargas.pdf: 11724147 bytes, checksum: 8ee5f4831d064a9418414ffbd371fbbc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T16:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensoresDescargas.pdf: 11724147 bytes, checksum: 8ee5f4831d064a9418414ffbd371fbbc (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho propõe o projeto de um protótipo de um sensor de descargas atmosféricas, que irá; contabilizar o número de descargas detectadas, calcular a densidade de raios para a área de atuação do sensor e estimar o pico da variação do campo elétrico para o instante de ocorrência da descarga. Um estudo sobre a eletricidade atmosférica, tipos de raios, emissão de ondas eletromagnéticas durante tempestades, tipos de sensores eletromagnéticos e redes de detecção de raios deram subsídio para o projeto do protótipo desenvolvido. O protótipo é constituído por duas antenas, uma antena Loop e uma antena Flat plate, e por circuitos eletrônicos, os quais são implementados em sua maioria no dispositivo PSoC (Programmable System-on-Chip), que trabalha com sinais analógicos e digitais e ainda conta com uma CPU para realizar o processamento destes sinais. A validação dos dados obtidos e a estimativa da área de abrangência do sensor, foram baseados em dados da rede STARNET (Sferics Timing And Ranging NETwork). O protótipo foi idealizado para ser de baixo custo, ter uma interface simples e poder ser instalado na região amazônica. / This work proposes the design of a prototype for detect lightning, which will, count the number of lightning detected, calculate the density of lightning to the area of operation of the sensor and to estimate the peak of the variation of the electric field for the instant occurrence of discharge. A study of atmospheric electricity, types of lightning, emission of electromagnetic waves during the occurrence of the lightning , types of electromagnetic sensors and lightning detection networks gave subsidy to the design of the prototype . The prototype consists of two antennas, one loop antenna and a flat plate antenna , and electronic circuits , these electronic circuits are implemented mostly in PSoC device ( Programmable System -on - Chip ) , which is a relatively new technology that works with analog and digital signals and also has a CPU to perform the processing of these signals . The validation of the data obtained and estimated coverage area of the sensor, were based on data from STARNET network (sferics Timing And Ranging NETwork). The prototype was designed to be low cost, have a simple and straightforward interface and can be installed in the Amazon region.

Made available in DSpace on 2016-04-26T18:17:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Francisco de Assis Carvalho Arten.pdf: 5378555 bytes, checksum: add31412bfad3b724a5276d089582794 (MD5) Previous issue date: 2009-05-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research investigates the Legislative and Executive powers in the use of information technologies, particularly the Internet, evaluating the quality of official portals, with regard to facility of use, government information, services, public control, participation and interactivity. The main purpose of empirical research is proving that, despite all the talk of politicians who bow to public communication online for closer and interactivity with citizens, this does not happen in practice. The Internet user is treated as a taxpayer and not as a citizen. The empirical research studied the public portal of the Federal Government, the Chamber of Deputies, the Government of São Paulo and Rio de Janeiro and the Legislative Assemblies. However, the empirical analysis is a specific moment in the research, which in fact occurs as demand tematize social participation, which is based on models of democracy: liberal, participatory and deliberative; it will be examinated the ways in which these models deal the public participation in things of the state. The epistemological proposal of this work aims to contribute to the development of critical studies on communication, specifically online communication. It examines the wrong use of the Internet that are turning online communication in a new avatar of the metamorphosis of the system of inequality and exclusion from the study of some aspects of the revolution made of information technology in various regions of the world. It examines also the effects of computerization and virtualization generalized processes and social relations, individuals, businesses, institutions and states, in short, a process of ciberacultureness widespread, a condition that tends to aggravate the existing pattern of social injustice, producing more inequality and exclusion an area that drew anarchic and democratic. The stratifications are already happens in these fields, establishing a new hierarchy: perverse and oppressive. It points out as the main responsible for this new social order to " estrutural recycle", the very ciberdemocracy global capitalism, which requires of each one, states or individuals, the constant recycling and cognitive growth, in a pace increasingly accelerated. This situation has caused peculiar feelings : confusion, disorientation and perplexity. This new form of colonialism and exclusion is unprecedented in actuality, in the viewing of authors such as Boaventura de Souza, Eugênio Trivinho and Zygmunt Bauman, main theoretic used in this analysis / Esta pesquisa investiga a competência dos Poderes Legislativo e Executivo no uso das tecnologias de informação, particularmente da Internet, avaliando a qualidade dos portais oficiais, com relação a navegabilidade, informações governamentais, serviços, controle público, participação e interatividade. A principal finalidade da pesquisa empírica é provar que, apesar da fala dos agentes políticos que reverenciam a comunicação pública on line para maior proximidade e interatividade com os cidadãos, isso não ocorre na prática. O internauta é tratado como um contribuinte e não como cidadão. A pesquisa empírica estudou os portais públicos do Governo Federal, da Câmara dos Deputados, dos Governos de São Paulo e Rio de Janeiro e respectivas Assembléias Legislativas, procurando tematizar como se dá a participação social, que é baseada nos modelos de democracia: liberal, participativo e deliberativo; examina-se a maneira pela qual estes modelos tratam a participação pública nas coisas do Estado. A proposta epistemológica deste trabalho busca contribuir para o desenvolvimento de estudos críticos sobre comunicação on line. Para tanto, analisam-se desvirtuamentos do uso da Internet que vêm tornando a comunicação on line em avatar de uma nova metamorfose do sistema de desigualdade e do sistema de exclusão, a partir dos estudos de alguns aspectos de como se deu a revolução da tecnologia da informação em diversas regiões do mundo. Tematizam-se ainda os efeitos da informatização e virtualização generalizadas dos processos e relações sociais, atingindo indivíduos, empresas, instituições e Estados, caracterizando um processo de ciberaculturação generalizada, condição que tende a agravar o padrão de injustiça social vigente, produzindo mais desigualdade e exclusão num espaço que se desenhava anárquico e democrático. As estratificações já ocorrem neste espaço, estabelecendo uma nova hierarquia, perversa e sufocante. Aponta-se como principal responsável por esta nova ordem social a reciclagem estrutural , própria do capitalismo ciberdromocrático global, que exige de cada um, Estados ou indivíduos, o constante reciclar cognitivo e econômico, num ritmo cada vez mais acelerado. Essa situação tem provocado sentimentos peculiares: de confusão, desorientação e perplexidade. Uma nova forma de colonialismo e de exclusão sem precedentes ocorre na atualidade, na visão de autores como Boaventura de Souza Santos, Eugênio Trivinho e Zygmunt Bauman, principais teóricos utilizados nesta análise

O interesse na medição do perfil de velocidade na área de fluidodinâmica tem crescido nos últimos anos devido a evolução das técnicas de medição. Nesse contexto, a técnica ultrassônica tem se destacado por ser não intrusiva, não invasiva e funcionar mesmo em fluidos opacos. Neste trabalho foi investigado a técnica de ultrassom Doppler para medição de perfis de velocidade, utilizando equipamentos ultrassônicos para ensaios-não-destrutivos (END). Tais equipamentos são mais acessíveis do que equipamentos convencionais de medição de velocidade por ultrassom. Também foi proposto o uso da técnica de autocorrelação estendida (EAM), para medição de velocidades além do limite de Nyquist. Essa restrição existe na grande maioria dos medidores, que utilizam a técnica convencional de autocorrelação (ACM). O EAM combina o ACM com o método da correlação cruzada (CCM), outro estimador amplamente conhecido, mas que não é muito utilizado devido a seu alto custo computacional. Desta forma, o EAM consegue medir velocidades maiores com um custo computacional intermediário, que não é tão baixo quanto o ACM e nem tão alto quanto o CCM. Para adquirir e processar os dados obtidos, foi desenvolvido um sistema para aquisição e processamento dos sinais baseado na linguagem LabView. O pulsador ultrassônico END e os estimadores de velocidade por EAM, CCM e ACM foram validados medindo o perfil de velocidade em um cilindro girante, capaz de fornecer velocidades controladas de fácil solução analítica. Os resultados mostram erros médios quadráticos abaixo de 2%, validando o equipamento e a técnica. O EAM também mediu velocidades acima no limite de Nyquist com um desempenho computacional de 9 vezes maior do que o CCM. Na segunda parte deste trabalho, a técnica ultrassônica de medição de velocidade foi aplicada para medição de escoamentos multifásicos em tubulações, tema de grande interesse da indústria de petróleo e gás. Um escoamento vertical líquido-gás-sólido foi analisado com o mesmo equipamento END. Primeiramente, o perfil de velocidade do escoamento liquido-sólido em regime laminar, foi medido e validado utilizando um equipamento Coriolis como referência. Em seguida, foram realizados testes adicionando gás ao escoamento. As velocidades superficiais de líquido e gás foram variadas para gerar os padrões de escoamento tipo bolhas dispersas, intermitente e intermitente aerado. Os resultados foram comparados a imagens de uma filmadora de alta velocidade. Foram obtidos parâmetros como perfil de velocidade das bolhas dispersas, velocidade do filme de líquido e velocidade da mistura dependendo do padrão de escoamento analisado. Assim, a medição de velocidade por ultrassom Doppler, utilizando um equipamento de END, foi aplicado com sucesso em dois problemas de fluidodinâmica. / Interest in knowing the instantaneous velocity profile in fluid dynamics has grown in recent years as new flow visualization techniques are improving. In this context, the ultrasonic Doppler velocity profiler (UVP) has desirable characteristics, as it is non-invasive, works with opaque liquids, and it is portable and easy to install if compared with other velocity profiler methods. In this work, the use of nondestructive ultrasonic devices in the UVP field is investigated. NDT systems are widely available and have lower cost if compared to traditional ultrasonic velocity profiler systems. The use of an extended autocorrelation method (EAM) for ultrasonic velocity estimation beyond Nyquist limit are also evaluated. The Nyquist limit causes a restriction on the maximum measurable velocity of the traditional autocorrelation method (ACM), present in most of ultrasonic velocity profiler systems. EAM combines the ACM technique with cross-correlation method (CCM) which is a well-established velocity estimator that does not suffer with Nyquist limit. However, the technique has a high computational cost that limits real time applications. EAM has the advantage of measure velocities beyond the Nyquist limit but with a lower computational cost than CCM. To evaluate the NDT device and the velocity estimation techniques ACM, CCM and EAM, a data acquisition system and a signal-processing unit based on LabView language were developed. The velocity profile of a rotating cylinder was used to validate all measurements. The techniques ACM, CCM and EAM successfully measured velocities within Nyquist limit with less than 2% deviation, validating the NDT system. EAM also measured velocities beyond Nyquist limit with a computational performance 9 times faster than CCM. The ultrasonic technique was also applied to measure the velocity profile of a multiphase flow in a pipeline, which are of great interest in oil and gas industry. Tests within a multiphase flow composed by different combinations of oil/sand/nylon-particles and gas were conducted in a vertical rig. A high-speed camera was used to validate the measurements. First the ultrasonic velocity profile measured was validated in a liquid-solid flow by using a Coriolis flowmeter as a reference. Next, superficial liquid and gas velocity were controlled to obtain different flow patterns such as bubbly flow and slug flow. The technique measured the bubbles velocity, the mixture velocity and the liquid film velocity depending on the flow pattern. Finally, the ultrasonic NDT system was successfully applied to investigate two different fluid engineering problems.

CAPES / Em ensaios não destrutivos por ultrassom, o sinal obtido a partir de um sistema de aquisição de dados real podem estar contaminados por ruído e os ecos podem ter atrasos de tempo subamostrais. Em alguns casos, esses aspectos podem comprometer a informação obtida de um sinal por um sistema de aquisição. Para lidar com essas situações, podem ser utilizadas técnicas de estimativa de atraso temporal (Time Delay Estimation ou TDE) e também técnicas de reconstrução de sinais, para realizar aproximações e obter mais informações sobre o conjunto de dados. As técnicas de TDE podem ser utilizadas com diversas finalidades na defectoscopia, como por exemplo, para a localização precisa de defeitos em peças, no monitoramento da taxa de corrosão em peças, na medição da espessura de um determinado material e etc. Já os métodos de reconstrução de dados possuem uma vasta gama de aplicação, como nos NDT, no imageamento médico, em telecomunicações e etc. Em geral, a maioria das técnicas de estimativa de atraso temporal requerem um modelo de sinal com precisão elevada, caso contrário, a localização dessa estimativa pode ter sua qualidade reduzida. Neste trabalho, é proposto um esquema alternado que estima de forma conjunta, uma referência de eco e atrasos de tempo para vários ecos a partir de medições ruidosas. Além disso, reinterpretando as técnicas utilizadas a partir de uma perspectiva probabilística, estendem-se suas funcionalidades através de uma aplicação conjunta de um estimador de máxima verossimilhança (Maximum Likelihood Estimation ou MLE) e um estimador máximo a posteriori (MAP). Finalmente, através de simulações, resultados são apresentados para demonstrar a superioridade do método proposto em relação aos métodos convencionais. / Abstract (parágrafo único): In non-destructive testing (NDT) with ultrasound, the signal obtained from a real data acquisition system may be contaminated by noise and the echoes may have sub-sample time delays. In some cases, these aspects may compromise the information obtained from a signal by an acquisition system. To deal with these situations, Time Delay Estimation (TDE) techniques and signal reconstruction techniques can be used to perform approximations and also to obtain more information about the data set. TDE techniques can be used for a number of purposes in the defectoscopy, for example, for accurate location of defects in parts, monitoring the corrosion rate in pieces, measuring the thickness of a given material, and so on. Data reconstruction methods have a wide range of applications, such as NDT, medical imaging, telecommunications and so on. In general, most time delay estimation techniques require a high precision signal model, otherwise the location of this estimate may have reduced quality. In this work, an alternative scheme is proposed that jointly estimates an echo model and time delays for several echoes from noisy measurements. In addition, by reinterpreting the utilized techniques from a probabilistic perspective, its functionalities are extended through a joint application of a maximum likelihood estimator (MLE) and a maximum a posteriori (MAP) estimator. Finally, through simulations, results are presented to demonstrate the superiority of the proposed method over conventional methods.

CNPq; FUNTEF-PR / Sensores wire-mesh (WMS) são capazes de gerar imagens da seção transversal de escoamentos multifásicos e tem sido amplamente utilizados para investigar fenômenos de escoamentos em plantas piloto. Tais dispositivos são capazes de medir parâmetros de escoamento tais como distribuição da fração de fase (por exemplo fração de gás ou líquido) e visualizar escoamentos multifásicos com alta resolução temporal e espacial. Sendo portanto, uma ferramenta importante para investigações de escoamentos mais detalhadas. No entanto, seu princípio de medição é baseado em eletrodos intrusivos posicionados dentro do tubo onde o escoamento flui. A resolução da imagem gerada pelo sensor é dada pelo número de cruzamentos entre os fios transmissores e receptores. Em muitos processos, no entanto, efeitos de intrusividade de tal sensor pode ser uma limitação no seu uso. Por isso, um número reduzido de fios poderia permitir uma expansão do campo de aplicações do sensor wire-mesh. Por essa razão, o presente trabalho sugere um método de reconstrução de imagem para aumentar a resolução dos dados de um sensor wire-mesh com um número de eletrodos menor que o ótimo. Desta forma, os efeitos de intrusividade no processo investigado poderiam ser reduzidos. O método de reconstrução é baseado em uma abordagem estatística de regularização e é conhecido como Maximum a Posteriori (MAP). Dados de escoamento de um WMS 16x16 são usados para determinar um modelo gaussiano multivariável do escoamento, o qual são empregados como regularização na reconstrução. Uma matriz de sensitividade é estimada pelo método de elementos finitos (FEM) para incorporar o algoritmo MAP. Dados experimentais são usados para validar o método proposto, sendo comparado com interpolação do tipo spline. Resultados experimentais mostram que a reconstrução por MAP possui um desempenho melhor do que interpolação do tipo spline, alcançando desvios de fração de vazio dentro de uma faixa de ± 10% na grande maioria dos pontos de operação. A validação foi executada em um loop de escoamento horizontal água/gás em regime intermitente (golfada). / Wire-mesh sensors (WMS) are able to generate cross-sectional images of multiphase flow and have been widely used to investigate flow phenomena in pilot plant studies. Such devices are able to measure flow parameters such as phase fraction (e.g. gas/liquid fraction) distribution and visualize multiphase flows with high temporal and spatial resolution. Hence, being important tool for detailed flow investigation. However, its sensing principle is based on intrusive electrodes placed inside the pipe where a multiphase flow streams. The image resolution generated by the sensor is given by the number of crossing points formed by the transmitter and receptor wires. In many processes, however, the intrusive effect of such sensor might be a limitation on its use. Therefore, a reduced number of wires could possibly increase the application field of wire-mesh sensors. For this reason, the present work presents an image reconstruction method to increase resolution of WMS data with less than optimal number of electrode wires. In this way, a reduction of intrusive effects on the process under investigation may be achieved. The reconstruction method is based on statistical view of regularization and is known as Maximum a Posterior (MAP). 16x16 WMS flow data are used to determine a Multivariate Gaussian flow model, which in turn is used as regularization in the reconstruction. A sensitive matrix is estimated by finite element method (FEM) to incorporate MAP algorithm. Experimental data are used to validate the proposed method, which is compared with spline interpolation. Experimental results show that the MAP reconstruction performs better than interpolation and achieves deviation in gas void fraction estimation in the range of ±10% in the vast majority of operating points. The tests were performed in a horizontal water-gas flow loop operating at intermittent (slug) flow regime.