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Previous issue date: 2012-08-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Humidity sensor is a special type of gas sensor which is sensitive only to H2O molecules. It has a large variety of applications in industrial, household and agricultural equipments. Humidity ceramic sensors have been considered interesting due to their chemical and thermal stability. The lack of a national manufacturer of humidity sensors was the main motivation to accomplish this master thesis, whose objective was to develop a prototype of resistive ceramic humidity sensor. The objective was reached using Mn doped-MgAl2O4 powder, forming thin plates (650 a 750 μm) through tape casting process, appropriate sintering to obtain proper microstructure and the performance characterization of sintered plates as humidity sensor, especially with regard to sensibility and reproducibility. The tape casting process was successful for providing plates with excellent sensibility in the range 20-90% relative humidity and the response time of 120 and 20 seconds in the adsorption and desorption steps respectively. The correlation between the good performance and the porosity was established through the detailed interpretation of impedance spectra measured at several levels of humidity. Simultaneously to the porous plate preparation, it was developed a microcontrolled electronic transducer circuit with firmware written in C, which allows the immediate use of the electric signal produced by the humidity sensitive plate by a variety of equipments already available in the market. At the final step, the humidity sensor prototype was assembled through the insertion of the humidity sensitive plate, appropriately covered with silver electrode, to the electronic system. / Sensor de umidade é um tipo especial de sensor de gases especializado na detecção de moléculas de H2O e possui aplicações industriais, agrícolas e também domésticas. Sensores de umidade cerâmicos são especialmente interessantes devido à estabilidade química e térmica. Tendo como motivação a inexistência de fabricantes nacionais de sensores de umidade, o objetivo desta dissertação foi desenvolver um protótipo de sensor cerâmico de umidade tipo resistivo completo, desde o elemento sensível até o sistema eletrônico. O objetivo foi atingido utilizando pó de MgAl2O4 dopado com manganês, conformação de placas finas (650 a 750 μm de espessura) pela técnica colagem de fita (doctor blade), sinterização de modo a obter microestrutura apropriada e caracterização de desempenho como sensor de umidade especialmente em relação à sensibilidade e reprodutibilidade. O processo de colagem de fita forneceu placas com excelente sensibilidade no intervalo de 20 a 90% de umidade relativa e tempo de resposta de 120 segundos na adsorção e 20 segundos na dissorção. A correlação entre o bom desempenho das placas obtidas e a porosidade foi estabelecida através da interpretação detalhada dos espectros de impedância obtidos em várias umidades. Paralelamente à obtenção das placas porosas foi desenvolvido um sistema eletrônico transdutor microcontrolado, programado em linguagem C, que permite a pronta utilização do sinal elétrico fornecido pelo elemento sensível nos mais diversos equipamentos já existentes no mercado. Na etapa final, foi realizada a inserção da placa sensível à umidade, devidamente recoberta com eletrodo de prata, ao sistema eletrônico resultando no protótipo do sensor de umidade.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/9298 |
| Date | 24 August 2012 |
| Creators | Ito, Amadeu Rodrigues Pereira |
| Contributors | Souza, Dulcina Maria Pinatti Ferreira de |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Câmpus São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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