Orientador: André Nunes de Souza / Banca: Oscar Armando Moldonado Astorga / Banca: Paulo Sergio da Silva / Resumo: As smart grids e os smart meters, ou redes inteligentes, respectivamente, tornam-se uma realidade cada vez mais próxima dos consumidores residenciais mundo afora. Diversos paises vêm desenvolvendo estudos com foco nos impactos relacionados à introdução destas novas tecnologias, e a eficiência energética é um dos grandes objetivos a serem alcançados. Os ganhos relacionados à eficiência energética poderão ser percebidos diretamente pelo consumidor através da economia nas contas de energia elétrica. Também serão observados pelas concessionárias através da minimização das perdas de transmissão e distribuição, pelo aumento na estabilidade do sistema, na minimização do carregamento durante os horários de pico, entre outros. Para demonstrar o potencial de eficiência energética serão apresentadas duas referências, uma focando em medidores inteligentes e suas interfaces com os usuários, e a outra relacionando as smart grids a novos conceitos como o demand response. Os smart meters são a base para implantação das smart grids, além de serem indispensáveis na realização de testes como os apresentados. Existem no mercado diversos modelos de medidores eletrônicos disponíveis bem como kits didáticos para desenvolvimento, entretanto, dependendo da aplicação podem se tornar limitados ou inflexíveis quanto à modificações. Assim é apresentado o desenvolvimento de um smart meter de baixo custo com estrutura flexível, tendo com objetivo obter precisão e exatidão nas medidas além da capacidade de armazenar os dados coletados, possibilitando análises posteriores. O smart meter desenvolvido alcançou seus objetivos, mostrando-se uma ferramenta bastante interessante para o monitoramento da rede e também do comportamento dos consumidores / Abstract: The smart grids and smart meters become a reality closer to residential consumers worldwide. Several countries are developing studies with focus on impacts related to the introduction of these new technologies and energy efficiency is one of the major objectives to be achieved. Gains related to energy efficiency will be felt directly by the consumer through the economy in electricity bills. Will also be noted by the concessionaires by minimizing transmission and distribution losses, by the increased system stability, minimizing the load during peak hours, among others. To demonstrate the potential of energy efficiency will be presented two references, one focusing on the introduction of smart meters and their interfaces with users and other relating the smart grids and new concepts such as demand response. The smart meters are the basis for the implementation of the smart grids, and are indispensable to conducting tests as presented. There are many electronic meters as well as educational kits for development available in the market, however, depending on the application may become limited or inflexibe regarding to modifications. Finally it is presented the development of a low cost smart meter, with a flexibe structure, aiming to achieve accuracy and precision in the measurements plus the ability to store the collected data, allowing further analysis. The smart developed achieved it objectives and proved to be a very interesting tool to monitor the network and also the behavior of consumers / Mestre

Orientador: Sérgio Said Mansur / Coorientador: Edson Del Rio Vieira / Banca: João Batista Campos Silva / Banca: Vicente Luiz Scalon / Resumo: Orifício integral é um medidor de vazão industrial útil para as linhas de pequeno diâmetro (tipicamente até 38 mm), que permite um alinhamento muito preciso do conjunto. No presente trabalho, foram realizados vários experimentos utilizando orifícios integrais em tubos de PVC de 1⁄2 polegada, para verificar a influência da rugosidade do tubo, da excentricidade do furo e da geometria do orifício nas medições de vazão. Experimentos adicionais foram feitos para verificar influências de fabricação e a interferência da rugosidade do tubo sobre a operação do equipamento. Os coeficientes de descarga foram obtidos em função do número de Reynolds e, posteriormente, comparados entre si e com a literatura (fabricantes e normas). Os resultados mostraram que os orificios concêntricos com borda em canto vivo permitem operação em uma ampla faixa de Reynolds, além de apresentarem um processo de produção mais barato e uma boa precisão. Uma equação representativa do coeficiente de descarga foi proposta para este tipo de placa / Abstract: Integral orifice is an industrial flowmeter useful for small diameter lines (typically up to 38 mm), which provides a very precise alignment. In the present work, experiments have been performed using integral orifices in 1⁄2 inch PVC pipes, in order to check the influence of the tube roughness, the eccentricity of the hole and orifice geometry in the flow measurements. Additional experiments have been carried out to verify the influence of the manufacturing process and the roughness in tubes on the equipment operation. Discharge coefficients have been obtained for the different orifices as a function of the Reynolds number. Results have been compared to each other and with data from the literature (manufacturers and standards). Results show that concentric plates with square edge permit operation in a wide Reynolds number range, allied a cheaper manufacturing process and a good accuracy. A representative equation for the discharge coefficient of such a plate has been determined / Mestre

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000388696-Texto+Completo-0.pdf: 2220643 bytes, checksum: d64a335c6a256aec19a33ba57aa3f792 (MD5) Previous issue date: 2006 / The increase of nonlinear loads connected to the power systems has created the need for a generalized revision of power concepts and quantities applicable under nonsinusoidal conditions. Parallel to this, changes in the existent standards and the new ones have shown the need for new measurement procedures. In the present work an algorithm for the IEEE Std. 1459-2000 single and three-phase quantities calculation is proposed. The power systems basic concepts related to the relationship between quantities and main definitions used under sinusoidal situations are presented, including comments about concepts limitations under nonsinusoidal conditions. IEEE Std. 1459-2000, IEC 61000-4-7 and IEC 61000-4-30 definitions and concepts overview are also presented. The equations and procedures for voltage and current signals processing, applied on discrete time power quantities evaluation and developed from the IEEE Std. 1459-2000 analog concepts, are shown and discussed. Simulations and real measurement results using the developed procedures applied to discrete time signals, including obtained quantities error analysis, are also shown and discussed. It is shown that, under certain limitations, similar procedures can be applied to digital meters for power systems new proposed quantities analysis. / O aumento de cargas não lineares conectadas aos sistemas de potência tem levado a uma revisão geral dos conceitos e das variáveis aplicáveis na avaliação dos sistemas de potência para situações em que tensões e correntes não sejam senoidais. Em paralelo, mudanças nas normas existentes, assim como o aparecimento de novas normas, tem criado a necessidade de novos procedimentos de medição. No presente trabalho um algoritmo para obtenção de variáveis em sistemas monofásicos e trifásicos, de acordo com a Norma IEEE 1459-2000, é proposto. Alguns conceitos fundamentais relacionados a sistemas de potência em regime senoidal, no que diz respeito às relações entre as diversas variáveis medidas, são apresentados, tendo sido incluídas considerações sobre algumas limitações de aplicabilidade dos mesmos em situações não senoidais. Um resumo das principais definições e conceitos propostos Norma IEEE 1459-2000, assim como nas Normas IEC 61000-4-7 e IEC 61000-4- 30, é também apresentado. Desenvolvidos a partir dos conceitos propostos na Norma IEEE 1459-2000, mas considerando a aplicação para sinais amostrados, os procedimentos e equações para a obtenção das diversas grandezas são mostrados e comentados. Simulações e resultados obtidos em medições reais a partir da aplicação dos procedimentos desenvolvidos, incluindo análise de erros, são também expostos e discutidos. É demonstrado que, considerando certas limitações, os procedimentos desenvolvidos podem ser aplicados em medidores digitais visando propiciar que os mesmos forneçam valores das novas grandezas propostas.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000346861-Texto+Parcial-0.pdf: 1247028 bytes, checksum: 6cdf9feef272bc4395446fc3f7de312a (MD5) Previous issue date: 2006 / The verification of the blood pressure measure is of great importance for the cardiovascular diagnosis and mainly for the attendance of therapeutic interventions however the invasive methods today used are expensive and mainly aggressive to the patient, reducing for his/her reasons application. This study intends to obtain, for non-invasive methods, the measure of the human patient's blood pressure. This consists of the acquisition of the systolic, diastolic and mean arterial blood pressures simultaneously as well as the presentation of these in a viewfinder. The acquired values using the non-invasive method will be compared to resulting data of the acquisition invasive of the blood pressure by catheter intra-aortic that pattern-gold is considered. The obtained signs by the non-invasive they will be conditioned directly in the computer after they be captured by an acquisition plate dose to the sensor that it is located in the cuff of the apparel. Already the obtained data in a conventional way will be located in a monitor which will also be transferred to the computer. / A verificação da medida de pressão arterial é de grande importância para o diagnóstico de doenças cardiovasculares e principalmente para o acompanhamento de intervenções terapêuticas, porém os métodos invasivos hoje utilizados são caros e principalmente agressivos ao paciente, reduzindo por estes motivos sua aplicação. Este estudo pretende obter, por métodos não-invasivos, a medida da pressão arterial de pacientes humanos. Isto consiste na aquisição das pressões sistólicas, diastólicas e médias de forma "simultaneamente" bem como a apresentação destas num visor. Os valores adquiridos pelo método não-invasivo serão comparados a dados resultantes da aquisição invasiva da pressão arterial por carater intra-aórtico que é considerado padrão-ouro. Os sinais obtidos de maneira não-invasiva serão acondicionados diretamente no computador após serem captados por uma placa de aquisição junto ao sensor que está localizado no manguito do aparelho. Já os dados obtidos de maneira convencional estão localizados em um monitor os quais também serão transferidos para o computador. Este trabalho não tem como objetivo realizar testes em seres humanos. Assim, para validar o sistema proposto, serão realizados testes em pacientes virtuais com uma amostragem de dez medidas para diferentes níveis de pressão, tanto para o caso de “pacientes” adultos quanto para neonatais.

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T17:18:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Saito_EdsonHiroshi_M.pdf: 2483546 bytes, checksum: f0889b176e6cc7896851b8620c53c361 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A técnica ESPI, sigla em inglês - Electronic Speckle Pattern Interferometry -, ou ainda, Interferometria Eletrônica por Padrão de Speckle, surgiu em conseqüência do desenvolvimento da metrologia a laser, que possui como característica o chamado efeito speckle. Este efeito é o fenômeno óptico de interferência de ondas eletromagnéticas coerentes - que é o caso do Laser - que possibilita a geração de padrões de franjas de interferência, a partir das quais é possível medir o deslocamento de superfícies e posteriormente calcular as tensões e deformações. Por se tratar de uma metodologia não destrutiva e sensível a pequenos deslocamentos, essa metodologia tem se difundido na indústria para medição de Tensões em componentes mecânicos de formas complexas e como aplicação de apoio para outras técnicas como análise por Elementos Finitos. O objetivo deste trabalho é a aplicação da técnica ESPI em componentes mecânicos fazendo uso de uma metodologia através da qual seja possível estabelecer um procedimento de medição da tensão com confiabilidade. O desafio é estabelecer a adequada aplicação da ferramenta em ambiente industrial, onde há a interferência de ruídos, temperatura, vibração, além de uma adequação de equipamentos de ensaio que pode influenciar diretamente nos resultados de medições. A correta medição das tensões e deformações através de um ensaio não destrutivo e de rápido diagnóstico pode trazer diversos benefício, dentre os quais as cifras gastas em peças destruídas, tempo de medição e economia de mão-de-obra. Os resultados do presente trabalho são a determinação das variáveis influentes na aplicação do ESPI, levantamento das causas raízes dos problemas de medição e, a partir dessas informações, consolidar um procedimento padrão para aplicação em medição de tensões em componentes utilizando a técnica ESPI / Abstract: The ESPI technique - Electronic Speckle Pattern Interferometry - has emerged as a result of the development of laser metrology, which is characterized as the so-called speckle effect. This effect is an optical phenomenon of coherent electromagnetic waves interference - as Laser. It allows the generation of fringes interference from which it can be measured the displacement of surfaces and therefore calculated the stresses and strains. As a no-destructive methodology and being sensible to small displacements, it has being spread out in the industry by measuring Stress and Displacements in complex mechanical components and as a support to Finite Elements Analysis (FEA) and others techniques. The objective of this work is the application of the ESPI technique testing mechanical components making use of a systematic methodology by which it will be able to establish a procedure for measuring stress with reliability. The challenge is to establish the application procedure in the industrial environment, where there are a lot of interferences like noises, temperature variation, vibration etc., besides the fact that the testing equipment to be adapted to static tests can influences in the results. The stress and displacements measurement in a nodestructive test and fast result diagnose can bring a lot of benefits in financial terms serving as a support tool for other testing procedures. The results from this project are the determination of main variables for ESPI application, establishment of root causes in measurements problems using ESPI, and hence consolidate a standard procedure for ESPI application in strain /stress measurement in mechanical components / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Celio Pasquini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T14:52:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Facchin_Ileana_D.pdf: 12173229 bytes, checksum: e9e5635b2dd18bbec66799050b2c0a9e (MD5) Previous issue date: 1996 / Doutorado

Orientador: Kamal Abdel Radi Ismail / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-14T07:39:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Iano_MarcosChogi_D.pdf: 40621209 bytes, checksum: d971e987a0e70601a78ccb0bd1587e8e (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Instrumentos de monitoramento como termômetros, multímetros, voltímetros, manômetros, etc, são imprescindíveis para o controle e confiabilidade de um processo. No entanto, não muito raramente, os cuidados para o perfeito funcionamento destes instrumentos são colocados em segundo plano ou negligenciados. Os resultados destes descuidos, em um primeiro momento, são variações no processo e em um cenário mais negativo, interrupção e possíveis acidentes. Neste estudo, procurou-se analisar os efeitos da temperatura e do tempo de utilização nos elementos sensores de manômetros que utilizam tubo de Bourdon. Para induzir e acelerar estes efeitos montou-se uma bancada de testes composta de um reservatório onde os manômetros foram submergidos e submetidos a variações de temperatura por tempos determinados e um sistema de controle da pressão exercida sobre os manômetros. Tanto no inicio, quanto ao final de cada bateria de solicitação, os manômetros foram re-calibrados. Deste modo, geraram-se parâmetros para comparações e subsídios para se determinar os erros relativos dos instrumentos, oriundos da deterioração dos elementos sensores. Com base nos resultados alcançados puderam-se determinar, de forma a orientar os usuários de instrumentos/sistemas similares, os erros relativos esperados em cada faixa de temperatura, pressão e tempo de utilização destes instrumentos, além de auxiliá-lo na determinação do período ideal para calibrações e conhecimento de sua vida útil. / Abstract: Systems monitoring instruments like thermometers, multimeters, voltmeters, manometers, etc, are of such importance to monitor and processes reliability controlling. However, it's uncommon to have the due cares for their perfect operation being in certain moments put in second place or neglected. The results of those improper cares are the process variation and afterwards a more negative/imprecise scenario, unexpected interruption and worse possible accidents. In this study, it was analyzed the effect of temperature and time when using sensing elements like manometers which use Bourdon tube. To induce and accelerate these effects one work-bench tests was built consisting of a reservoir where the manometers were submerged and submitted under temperature variation to certain pre-determined times and a pressure controlling system on the manometers inserted. Within each pre-determined test sequence as the manometers were re-calibrated. Based on the obtained results this work gives subsidies to determine the deriving relative errors due to the sensing elements deterioration., moreover assist the user on the expected relative errors in each band of temperature, pressure and time, beyond of that determinate the ideal calibration period to obtain a known useful instrument lifetime. / Doutorado / Termica e Fluidos / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador : Moacyr Trindade de Oliveira Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T13:46:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ito_HelioTakashi_M.pdf: 5252784 bytes, checksum: ae8d7712120ea00521b3a11548526975 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Eduardo Tavares Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T08:36:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dantas_RicardoGrossi_M.pdf: 7105342 bytes, checksum: 54d821c8ddbe041c7401811d9837aee2 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Em operações cardíacas, freqüentemente há a necessidade de se realizar intervenções em estruturas internas do coração, e a circulação e oxigenação do sangue são feitas por meios artificiais, fora do corpo do paciente, em um procedimento denominado circulação extracorpórea (CEC) ou "bypass" cardio-pulmonar. Durante uma rotina de CEC, um dos parâmetros mais importantes, e que exige constante monitoração, é o fluxo sangüíneo. Em muitos casos, são utilizados estimadores de fluxo baseados na velocidade de rotação das bombas (peristálticas) ou medidores que utilizam o princípio eletromagnético (bombas peristálticas ou centrífugas). Estes métodos são de tecnologia bastante difundida, mas nem sempre confiáveis para sistemas de CEC, em função de suas características intrínsecas. Neste trabalho, foi desenvolvido um medidor de fluxo sangüíneo baseado no sistema ultra-sônico Doppler pulsátil destinado a sistemas de circulação extracorpórea. Foi utilizado um transdutor de 2MHz, medindo vazões de O a 5 litros/min, acoplado externamente à linha arterial de tubulação de CEC destinada à perfusão de adultos (9,53mm de diâmetro), com a vantagem de não entrar em contato com o sangue do paciente. Este medidor apresenta o valor do fluxo em um indicador numérico de 2 dígitos, disponibilizando esta informação também de forma analógica ou digital, esta última com resolução de 8 bits. Testes realizados indicaram um desvio máximo de 3,5% do fundo de escala. Este medidor fornece resultados de forma contínua e confiável, e não apresenta as limitações encontradas nos outros métodos. Além disso, pelo fato de não haver contato com o sangue, ele não é descartável e não necessita de esterilização, reduzindo custos operacionais e viabilizando seu uso / Abstract: : In cardiac surgeries it is frequently necessary to carry out interventions in internal heart structures, and where the blood circulation and oxygenation are made by artificial ways, out of the patient' s body, in a procedure known as extracorporeal circulation (EC) or heart-lung bypass. During an EC procedure, one of the most important parameters, and that demands constant monitoring, is the blood flow. Quite often, blood flow estimators based in the pump rotation speed (for peristaltic pumps) or those using the electromagnetic principle (for peristaltic or centrifugal pumps) are used. The technology available for these methods is relatively well known, but not very reliable for EC systems due to their intrinsic characteristics. In this work, an ultrasonic pulsed Doppler blood flowmeter, to be used in an extracorporeal circulation system, was developed. It was used a 2MHz ultrasonic transducer, measuring flows from 0 to 5 liters/min, coupled externally to the EC arterial line destined to adults perfusion (diameter of 9.53mm or 3/8"), with the advantage of not entering in contact with the patient blood. This flowmeter presents the flow value in a 2 digit numerical display, allowing this information to be used both in analog and digital forms (8 bits resolution). The results indicated a maximum deviation of3.5% of full scale. This flowmeter supplies the results in a continuous and trustworthy way, and it does not present the limitations found in those flowmeters based in other transduction methods. Moreover, due to the fact of not being in contact with the blood, it is not disposable and it does not need sterilization, reducing operational costs and facilitating its use / Mestrado / Engenharia Biomedica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientação: Sergio Santos Muhlen / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-25T13:55:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pennafiel_UilsonRuas_M.pdf: 6494676 bytes, checksum: 09cddfa5838d480e65df632bfd390aaf (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O funcionamento eficaz e seguro de equipamentos médicos, tais como desfibriladores e cardioversores, requer manutenção preventiva e corretiva que, em muitos casos, precisa ser realizada próximo à unidade hospitalar onde os equipamentos são utilizados. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um analisador microcontrolado de desfibriladores e cardioversores, que atende aos requisitos de versatilidade de um instrumento de calibração, a um custo relativamente baixo. O analisador é portátil e auto-suficiente (pode ser alimentado e carrega automaticamente suas baterias) e mede os seguintes parâmetros do pulso desfibrilatório: 1) energia direta e reversa (em 4 escalas, variando de 2 a 1.000J); 2) amplitude máxima de tensão e corrente das parcelas positiva e negativa (até 6 kV); 3) taxas de subida tR, t50 e t10 da norma ANSI/AAMI-DF2 (de 100ms até 200 ms); e 4) duração (de 100ms até 200 ms). A forma de onda do pulso desfibrilatório é apresentada num display tipo LCD de 256x64 pixels e todos os parâmetros aferidos podem ser impressos ou transmitidos a um dispositivo de registro. Uma carga resistiva de entrada (de 25, 50, 75, 100 ou 125 O), selecionada pelo usuário operador, simula a impedância transtorácica do corpo humano. Para testar cardioversores, o analisador simula o complexo QRS ou aguarda um sinal de sincronismo externo para medir o tempo de resposta (atraso entre o sinal de sincronismo e a cardioversão). Ensaios em laboratório com instrumentos calibrados (osciloscópio e geradores) e com destibriladores / cardioversores demonstraram um bom desempenho do protótipo / Abstract: The effectiveness and safety of medical devices, such as defibrillators and cardioverters, require preventive maintenance and repair, which should be carried out in many instances near the hospital unit where the devices are being used. This work describes the development of a microcontrolled analyzer, which fulfills the requirements of a calibrating equipment, at a relatively low cost. The analyzer is powered by batteries, is self-sufficient and measures the following defibrillator output pulse parameters: 1) direct and reverse energy (four ranges, from 2 to 1,000J); 2) direct and reverse peak voltage and current (up to 6 kV); 3) ANSI/AAMI-DF2 tR, t50 and t10 rise rate (from 100ms to 200 ms); and 4) pulse width (from 100ms to 200ms). The defibrillating pulse waveform is shown on a 256x64-pixel LCD display. All measured parameters can be printed or transmitted to a record device. An internal resistive load (of 25, 50, 75, 100 or 125 O) simulates the transthoracic impedance of the human body. To test cardioverters, the analyzer simulates the QRS complex and measures the response time (delay between synchronous and cardioverter pulses). Laboratory tests performed with calibrated instruments (oscilloscope and generators) and field tests with different types of defibrillators have shown good performance of the prototype / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica