Apresentaremos nesta tese três novos tipos de dosímetros de radiação, projetados para medir radiação X, na faixa de diagnóstico: o dosímetro de radiação fotoacústico pulsado, o dosímetro de radiação piroelétrico e o dosímetro de radiação piroelétrico pulsado. Estudamos também o dosimetro de radiação fotoacústico com o objetivo de compará-lo com os novos dosímetros desenvolvidos. Propomos uma metodologia para calibração de um dosímetro fotoacústico que prescinde da calibração de sua resposta em um campo conhecido de radiação ionizante. Apresentaremos um modelo teórico para explicar os resultados obtidos com o dosímetro de radiação piroelétrico pulsado. Os resultados encontrados mostram que os dosímetros desenvolvidos são do tipo calorimétrico, sendo a resposta deles linear com a taxa de fluência de energia da radiação X. / In this thesis we present three new types of radiation dosimeters, designed to measure X-rays in its diagnostic region: the pulsed photo acoustical radiation dosimeter, the pyroeletric radiation dosimeter and the pulsed pyroelectric radiation dosimeter. We also study the photo acoustical radiation dosimeter with the scope of to compare its characteristics with the characteristics of the new developed dosimeters. We propose a methodology for calibration of a photo acoustical dosimeter which doesn´t require the calibration of its response in a known field of ionizing radiation. We present a theoretical model to explain the results produced by the pulsed pyroelectric radiation dosimeter. The obtained results show that the developed dosimeters are of calorimetric type, being linear its response with the X-ray energy fluency rate.

Apresentaremos nesta tese três novos tipos de dosímetros de radiação, projetados para medir radiação X, na faixa de diagnóstico: o dosímetro de radiação fotoacústico pulsado, o dosímetro de radiação piroelétrico e o dosímetro de radiação piroelétrico pulsado. Estudamos também o dosimetro de radiação fotoacústico com o objetivo de compará-lo com os novos dosímetros desenvolvidos. Propomos uma metodologia para calibração de um dosímetro fotoacústico que prescinde da calibração de sua resposta em um campo conhecido de radiação ionizante. Apresentaremos um modelo teórico para explicar os resultados obtidos com o dosímetro de radiação piroelétrico pulsado. Os resultados encontrados mostram que os dosímetros desenvolvidos são do tipo calorimétrico, sendo a resposta deles linear com a taxa de fluência de energia da radiação X. / In this thesis we present three new types of radiation dosimeters, designed to measure X-rays in its diagnostic region: the pulsed photo acoustical radiation dosimeter, the pyroeletric radiation dosimeter and the pulsed pyroelectric radiation dosimeter. We also study the photo acoustical radiation dosimeter with the scope of to compare its characteristics with the characteristics of the new developed dosimeters. We propose a methodology for calibration of a photo acoustical dosimeter which doesn´t require the calibration of its response in a known field of ionizing radiation. We present a theoretical model to explain the results produced by the pulsed pyroelectric radiation dosimeter. The obtained results show that the developed dosimeters are of calorimetric type, being linear its response with the X-ray energy fluency rate.

Práce se zabývá fyzikálními vlastnostmi pyroelektrických senzorů a jejich praktickým využitím. Součástí práce je návrh a realizace měřící aparatury, jež bude využita k měření fyzikálních vlastností senzorů. Pro měření signálů pyroelektrického senzoru bude navržen nízkošumový zesilovač. Součástí práce je také návrh a realizace algoritmu pro lokalizaci infračerveného zdroje záření (plamene) v prostoru, na základě vyhodnoceného analogového signálu.

Submitted by mariana andreazzi (mariana.andreazzi@gmail.com) on 2018-04-17T11:25:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação M.A.pdf: 1982076 bytes, checksum: ed75a1f8ed32ce6807b4f69ef83cf56b (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-04-18T18:22:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 andreazzi_m_me_ilha.pdf: 4488184 bytes, checksum: 3ae904bc1d08784b0b43e8a989b69419 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-18T18:22:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andreazzi_m_me_ilha.pdf: 4488184 bytes, checksum: 3ae904bc1d08784b0b43e8a989b69419 (MD5) Previous issue date: 2018-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Foi implementado um instrumento com a finalidade de medir a intensidade (taxa de fluência de energia) de fótons na faixa de mamografia (22 a 33 kVp) e a tensão do tubo de um mamógrafo. O instrumento é constituído por uma câmara com sensor piroelétrico de metaniobato de chumbo (PbNb2¬O¬¬6) e seu circuito de condicionamento de sinais. Utilizou-se poliácido lático para confeccionar a câmara piroelétrica em uma impressora 3D. O circuito de condicionamento de sinais é um conversor corrente-tensão de alta sensibilidade. A intensidade da radiação foi determinada a partir da taxa de exposição medida com uma câmara de ionização. Uma simulação do espectro de emissão do molibdênio, na faixa de 22 a 33 kVp, foi realizada com o sensor piroelétrico e o software DTSA-II, e comparada com a o feita com um sensor de Si(Li), comumente empregado. Os resultados obtidos mostram que a resposta do instrumento implementado é linear com a tensão do tubo de raios-X e com a intensidade da radiação, e que o espectro de emissão do molibdênio pode ser determinado com o instrumento piroelétrico. / An instrument to measure the intensity (energy fluence rate) of photons in the mammography range (22 to 33 kVp) and the tube voltage of a mammograph. The instrument consists of a chamber with a pyroelectric sensor of lead methaniobate (PbNb2O6) and its signal conditioning circuit. Polyacid was used to make the pyroelectric chamber in a 3D printer. The signal conditioning circuit is a high sensitivity current-voltage converter. The intensity of the radiation was determined from the exposure rate measured with an ionization chamber. A simulation of the emission spectrum for molybdenum, in the range of 22 to 33 kVp, was performed with the pyroelectric sensor and the DTSA-II software, and compared to that simulated using the commonly used Si (Li) sensor. The results show that the response of the implemented instrument is linear with the X-ray tube voltage and the intensity of the radiation, and that the emission spectrum of molybdenum can be determined with a pyroelectric instrument.

Orientador: Aparecido Augusto de Carvalho / Resumo: Foi implementado um instrumento com a finalidade de medir a intensidade (taxa de fluência de energia) de fótons na faixa de mamografia (22 a 33 kVp) e a tensão do tubo de um mamógrafo. O instrumento é constituído por uma câmara com sensor piroelétrico de metaniobato de chumbo (PbNb2¬O¬¬6) e seu circuito de condicionamento de sinais. Utilizou-se poliácido lático para confeccionar a câmara piroelétrica em uma impressora 3D. O circuito de condicionamento de sinais é um conversor corrente-tensão de alta sensibilidade. A intensidade da radiação foi determinada a partir da taxa de exposição medida com uma câmara de ionização. Uma simulação do espectro de emissão do molibdênio, na faixa de 22 a 33 kVp, foi realizada com o sensor piroelétrico e o software DTSA-II, e comparada com a o feita com um sensor de Si(Li), comumente empregado. Os resultados obtidos mostram que a resposta do instrumento implementado é linear com a tensão do tubo de raios-X e com a intensidade da radiação, e que o espectro de emissão do molibdênio pode ser determinado com o instrumento piroelétrico. / Abstract: An instrument to measure the intensity (energy fluence rate) of photons in the mammography range (22 to 33 kVp) and the tube voltage of a mammograph. The instrument consists of a chamber with a pyroelectric sensor of lead methaniobate (PbNb2O6) and its signal conditioning circuit. Polyacid was used to make the pyroelectric chamber in a 3D printer. The signal conditioning circuit is a high sensitivity current-voltage converter. The intensity of the radiation was determined from the exposure rate measured with an ionization chamber. A simulation of the emission spectrum for molybdenum, in the range of 22 to 33 kVp, was performed with the pyroelectric sensor and the DTSA-II software, and compared to that simulated using the commonly used Si (Li) sensor. The results show that the response of the implemented instrument is linear with the X-ray tube voltage and the intensity of the radiation, and that the emission spectrum of molybdenum can be determined with a pyroelectric instrument. / Mestre

Ces travaux concerne le développement de capteurs/effecteurs piézoélectrique et pyroélectrique de faible diamètre intégrable dans des structures textiles par exemple les tissus, ce qui permet soit d’avoir différentes informations sur le comportement mécanique et de température de ces structures (piézoélectricité directe) ou bien de changer les propriétés mécaniques de ces structures (piézoélectricité inverse), ce qui permettrait d’avoir des tissus à contention variable.A ce jour, sur le marché il n’existe pas de capteurs/effecteurs filamentaires piézoélectriques et/ou pyroélectriques flexibles de faibles diamètres intégrables dans les structures textiles. Les instrumentations des structures textiles qui existent se font par le biais de filaments résistifs agissant comme résistances entrecroisées qui permettent seulement d’avoir une information sur la localisation d’une pression sur ces structures textiles. Le but ces travaux est de remédier aux inconvénients des procédés connus ci-dessus. Ce but est atteint grâce à la fabrication de câbles filamentaires à l’aide d’un procédé de filage par voie fondue.Ces composites filamentaires sont caractérisé puis polariser avant de les introduire dans différents textiles par exemple les tissus, ce qui permet soit d’avoir différentes informations sur le comportement mécanique et de température de ces structures (capteurs de déformations et de température) ou bien de changer leurs propriétés mécaniques (effecteurs).Ces travaux ont été brevetés par la cellule Conectus Alsace et ils ont été sélectionnés pour le second prix International Théophile Legrand de l’innovation textile 2012. / The objective of this work is the development of composite filaments with piezoelectric and pyroelectric properties. These composite filaments will be used as sensors or effectors into textile structures (e.g weaving structures). The instrumentation of textile structures with piezoelectric composite filaments (sensors) will give information about the deformations of these structures when they are submitted to stresses. If we focus on the pyroelectric properties, this integration will allow detection of temperature variation of the operating environment. By using inverse piezoelectricity (effectors), we could change mechanical properties of textiles structures. The decision to develop this type of composites filaments was take due to the literature review which shows that composite filamentous sensors or effectors does not exist commercially. The objective of this work was achieved through the development of ferroelectric composite filament by using a melt spinning process. These composite was constituted by a portion of ferroelectric copolymer P(VDF-TrFE), an inner conductive core acting as an inner electrode and an outer conductive layer serving as an outer electrode These composite filaments were characterized with mechanical and rheological tests before being polarized by an alternating field. Then we integrate them into weaving structures using an industrial weaving machine. The result of the stressing of this structure was a variation of the field across the composite electrodes This work has been patented with the help of Conectus Alsace and it was selected for the second International Award Théophile Legrand for Textile Innovation 2012.