Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, desenvolveu-se um sistema de detecção fotoacústico para medidas
simultâneas e independentes dos sinais fotoacústicos dianteiro e traseiro, utilizando dois
microfones e um único feixe de excitação. Utiliza-se a diferença de fase entre estes sinais para
a determinação da difusividade térmica de materiais, com base na abordagem teórica da
técnica da Diferença de Fase dos Dois Feixes (T2F). Na metodologia apresentada não há a
necessidade de se alternar o feixe de excitação entre as faces da amostra. Esta característica
torna mais rápido o procedimento de medida e simplifica o monitoramento automatizado de
processos dinâmicos que afetam a difusividade térmica do material, como a cura de resinas
poliméricas. É apresentado o procedimento utilizado para determinar a diferença entre as
fases intrínsecas dos microfones e o método empregado para compensar tal diferença e, assim,
obter a defasagem entre os sinais fotoacústicos dianteiro e traseiro. O sistema de detecção
desenvolvido é avaliado em medidas de difusividade térmica de amostras metálicas (aço
inoxidável AISI 304 e aço SAE 1020) e poliméricas (polipropileno e polietileno de baixa
densidade). Os resultados obtidos concordam de forma satisfatória com dados disponíveis na
literatura. Finalmente, a aplicação do sistema proposto ao monitoramento de cura de amostras
de resina epóxi indicou sua potencialidade de acompanhar, em tempo real, este tipo de
processo dinâmico. / In this work, a photoacoustic detection system was developed for simultaneous and
independent measurements of both front and rear photoacoustic signals, using two
microphones and a single beam illumination mode. The phase-lag between these signals is
used in the determination of thermal diffusivity of materials, based on the theoretical
approach of the Two-Beam Phase-Lag technique. In the experimental setup presented in this
work there is no need to alternate the light beam between the sample surfaces. This feature
provides faster measurements and simplify the automated monitoring of dynamic processes
that affect the material thermal diffusivity, as crosslinking processes. The procedure to
determine the difference between the intrinsic phases of the microphones is presented, as well
as the method to compensate this difference and to obtain the phase-lag between front and
rear photoacoustic signals. The developed detection system is tested in thermal diffusivity
measurements of metallic (AISI 304 stainless steel and SAE 1020 steel) and polymeric
(polypropylene and low-density polyethylene) samples. The results are in good agreement
with the available literature values. Finally, the system here proposed is applied in studies of
epoxy resin curing, which shows its potentiality for real-time monitoring of dynamic process.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:BDTD_UERJ:oai:www.bdtd.uerj.br:2078 |
| Date | 06 September 2011 |
| Creators | Mário Anselmo Pereira Neto |
| Contributors | Norberto Cella, Fernando Reiszel Pereira, Helion Vargas |
| Publisher | Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, UERJ, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ, instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro, instacron:UERJ |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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