Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T02:49:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T16:46:46Z : No. of bitstreams: 1 84761.pdf: 5241392 bytes, checksum: a9e2782ebf7668969bc31ccc06076872 (MD5)

Orientador: Vera Lucia da Silveira Nantes Button / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:01:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_ValeriaMonteirodo_M.pdf: 13720053 bytes, checksum: 762bfe926811a50d1ae9423a52388630 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Sergio Santos Muhlen / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-20T10:50:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arnold_FranciscoJose_D.pdf: 4148143 bytes, checksum: bf1c3ee421ff073dbff869fa80753194 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Os transdutores piezoelétricos empregados na geração de ultra-som de alta potência são compostos de cerâmicas piezoelétricas e peças metálicas. Eles são pré-tensionados mecanicamente a fim de que a cerâmica não frature sob forças de tração. O pré-tensionamento mecânico produz modificações nos domínios da cerâmica e, conseqüentemente, as propriedades físicas e o desempenho são afetados. Este trabalho apresenta as variações dos coeficientes das equações piezoelétricas, do fator de acoplamento piezoelétrico e das perdas relacionadas ao pré-tensionamento mecânico. Os resultados experimentais são comparados com as simulações baseadas em um modelo linear, unidimensional e isento de perdas. Através destas comparações é possível explicar alguns efeitos comportamentais da cerâmica e fornecer informações para um futuro projeto de transdutor de ultra-som / Abstract: The pieroelectric transducers employed in the generation of high power ultrasound are composed of pieroelectric ceramic and metallic parts. They are mechanically pre-stressed in order to avoid ceramic fracture on tensile forces. The mechanical pre-stressing yields changes in the domains of the ceramic and, consequently, their physical properties and performance are affected. This work shows the variations on the pieroelectric equations coefficients, pieroelectric coupling facto r and losses related to mechanical pre-stressing. The experimental results are compared with the simulations based in an uni-dimensional, linear and lossless modelo This comparisions help in explaining some effects of the ceramic behaviour and provi de information for a future design of high power ultrasound transducer / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Este trabalho descreve o projeto de um equipamento de pequeno porte para ensaio de acelerômetros, substituindo um conjunto de equipamentos de alto custo e integrando funções como uma mesa vibratória eletromagnética vertical, um amplificador DC de potência, um gerador de freqüências sinusoidais de precisão, um encoder de posição de referência, um multi-condicionador programável para acelerômetros e uma unidade microcontroladora de procedimentos de ensaio, com saída gráfica para impressoras seriais convencionais para portas RS-232C de microcomputadores. A calibração de acelerômetros é baseada em grandezas fundamentais medidas pelo equipamento, ao invés da utilização de acelerômetro de referência. O sistema eletromecânico de excitação é também descrito neste trabalho; a unidade microcontrolada pode gerar varreduras em freqüência e amplitude de forma a excitar o acelerômetro em teste ao longo da faixa de interesse. Os dados adquiridos do ambiente de teste são processados para gerar curvas de calibração e determinar índices de desempenho. / This work introduces a small sized equipment for the calibration of accelerometers, in substitution for a set of high-cost instruments, and integrating functions like an electromagnetic vertical shaker, a power DC amplifier, a precision frequency sine-wave reference position encoder, a programmable multi-type conditioner and a testing procedure micro-controller generator, a accelerometer unit, with outputs to graphic standard serial printers and to RS-232C microcomputer ports. The callibration of the accelerometer is based on fundamental quantities measured by the equipment instead of using accelerometer. A reference the electromechanical exciting system is also described in this work; the microcontrolled driver can generate sweeps in frequency and amplitude in order to excite the testing accelerometer along the interest range. Data collected from the testing environment are processed to generate calibration curves and characteristics.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:56:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:16:33Z : No. of bitstreams: 1 262692.pdf: 3760439 bytes, checksum: 472cc0c634125c82f17a1bf39963b26e (MD5)

Este trabalho apresenta uma metodologia para o desenvolvimento de transdutor de microondas para a mensuração de umidade em produtos agrícolas com a utilização de estruturas planares em microfita. O termo aquametria é definido na literatura como a área da instrumentação responsável por mensurar a quantidade de água presente em sólidos e líquidos via identificação de suas propriedades dielétricas. São apresentados alguns aspectos relativos à aquametria, seguidos do modelo matemático e numérico da interação das ondas eletromagnéticas no meio dielétrico com perdas. O modelo matemático é então especializado para dar conta de uma microfita com uma amostra úmida superposta. A partir desses resultados, são apresentadas três propostas de transdutores que buscam mensurar a permissividade dielétrica complexa efetiva do conjunto microfita mais amostra. Os transdutores propostos são então simulados com a aplicação do método de diferenças finitas no domínio tempo, objetivando não só verificar a qualidade dos mesmos, mas também validar o modelo matemático.

Este trabalho tem como objetivo o estudo e o desenvolvimento de um transdutor magnético de posição, cujo princípio de funcionamento é baseado na relação entre a distribuição do fluxo magnético em sua estrutura, provido por uma fonte de fluxo magnético constante, c.c. ou c.a., e a posição linear da parte móvel do transdutor ao longo de sua direção de deslocamento ou excursão. O transdutor pode ter entreferros de medição para medir a indução magnética nas culatras laterais, com fluxo magnético de excitação constante, c.c. ou c.a., ou não ter entreferros de medição, caso em que apenas fluxo magnético de excitação c.a. é empregado. Em ambos os casos, com fluxo magnético de excitação c.a., bobinas exploradoras foram usadas para medir o fluxo magnético estabelecido nas culatras de acordo com a posição da parte móvel do transdutor. Para o primeiro caso foi desenvolvido um protótipo no qual o material das culatras é aço maciço. Para o segundo foram desenvolvidos dois protótipos, um com barra de aço maciça, e o outro com núcleo de lâminas de Fe-Si. Além de se desenvolver uma modelagem analítica para estudar o transdutor, empregou-se, como ferramenta auxiliar de simulação, uma modelagem eletromagnética por elementos finitos. Os resultados teóricos, simulados e experimentais são esclarecedores e demonstram que o transdutor confeccionado com lâminas de Fe-Si e excitação através de fluxo magnético c.a. apresenta uma saída linear. É demonstrado também que a metodologia proposta e utilizada na modelagem e na concepção do transdutor são adequadas e indicam o domínio da teoria e da tecnologia propostas. As configurações sugeridas são extensivamente analisadas por este trabalho No caso do transdutor com fluxo magnético c.a. proposto e resultante desse estudo, sua topologia pode ser considerada inovadora, não sofrendo um efeito de histerese no seu sinal de saída devido à histerese magnética de suas culatras ferromagnéticas como acontece no transdutor com fluxo magnético c.c.. Isso, entre outras razões, ensejou o depósito de sua patente. Adicionalmente, é robusto, de fácil confecção, com enrolamentos que não requerem uma montagem de precisão como em outros transdutores eletromagnéticos de posição, e de baixo custo.

Iniciamos o presente trabalho fazendo um estudo comparativo entre duas células de carga de compressão, ambas em formato cilíndrico, possuindo internamente, à meia altura do corpo, uma placa engastada. Estas duas células de carga são de aço SAE 1045; para uma delas adaptamos um modelo matemático teórico, através do qual foram pré-determinadas as suas dimensões, objetivando em comportamento ótimo no que se refere às distribuições de tensões e deformações, esta denominamos de Célula de Carga I. Na outra, denominada de Célula de Carga II, alteramos algumas dimensões, com a finalidade de comparar seu comportamento em relação à primeira. Também, no transcorrer do trabalho analisamos e comparamos os resultados matemáticos com os valores práticos encontrados. Frente aos resultados obtidos neste estudo prévio, projetamos, construímos e analisamos cinco outras células de carga (Células de Carga III, IV, V, VI e VII), em termos de geometria, material e tratamento térmico, visando o aperfeiçoamento de tais transdutores de força no que concerne a usinagem, resposta de sinal elétrico, limitações e aplicações industriais. / We begin the present research with a comparative study of two cyiindrical compression load cells with an internally placed plate at half of the full height of the cell body. The two load cells are built in SAE 1045 steel: For one of them we have adapted a theoritical mathematical model, through which, we have pre established its dimensions in function of an optimum behavior regarding the distribution of tensionsand output: We called this one load cell I. In the other one, called load cell II, we have altered some dimensions, so as to compare its behavior in relation to the first cell. During the work we have also compared the mathematical results with the practical values found. Based on the results as obtained in this previous study, we have designed, built and analysed five other load cells (Load cells III, IV, V, VI and VII), concerning their geometry, material and thermal treatment, aiming at the perfectioning of such force transducers, regarding the casting, electrical signal response, industrial limitations and utilizations.

Ligas da classe HP40 e similares são empregados em ambientes petroquímicos on-de a agressividade do meio provém da atividade do carbono a altas temperaturas. Normal-mente a pirólise de metano, etileno ou nafta apresentam como subproduto formação de carbono na forma de coque. Com a elevação de temperatura local, ocasionada pela baixa condutividade térmica do coque, a camada de óxido de cromo interna torna-se instável, eliminando a barreira à difusão de carbono. O carbeto de cromo criado pela difusão de car-bono apresenta dilatação térmica diferente da matriz causando tensões internas que em caso extremo ocasiona o rompimento do tubo. Este rompimento pode comprometer a ativi-dade do forno e a segurança da unidade petroquímica.. Neste trabalho foram criados transdutores magnéticos capazes de medir espessura de camada cementada. A determinação da porcentagem de material cementado, através de instrumentos precisos é primordial ao planejamento da manutenção e estudo de custo-benefício à substituição destes materiais. Sua confecção visou empregar materiais de baixo custo, facilidade de manuseio e adequação ao ambiente petroquímico.

Ligas da classe HP40 e similares são empregados em ambientes petroquímicos on-de a agressividade do meio provém da atividade do carbono a altas temperaturas. Normal-mente a pirólise de metano, etileno ou nafta apresentam como subproduto formação de carbono na forma de coque. Com a elevação de temperatura local, ocasionada pela baixa condutividade térmica do coque, a camada de óxido de cromo interna torna-se instável, eliminando a barreira à difusão de carbono. O carbeto de cromo criado pela difusão de car-bono apresenta dilatação térmica diferente da matriz causando tensões internas que em caso extremo ocasiona o rompimento do tubo. Este rompimento pode comprometer a ativi-dade do forno e a segurança da unidade petroquímica.. Neste trabalho foram criados transdutores magnéticos capazes de medir espessura de camada cementada. A determinação da porcentagem de material cementado, através de instrumentos precisos é primordial ao planejamento da manutenção e estudo de custo-benefício à substituição destes materiais. Sua confecção visou empregar materiais de baixo custo, facilidade de manuseio e adequação ao ambiente petroquímico.