[pt] Esta dissertação de Mestrado teve por objetivo a concepção, desenvolvimento e validação de um dispositivo opto-eletrônico, que opera na faixa do infravermelho, para detecção e medição da velocidade de esferas em meios turvos. A motivação para desenvolvimento deste tema resultou da necessidade de controlar a circulação de esferas para instrumentar um sistema alternativo de limpeza de trocadores de calor de hidrogeradores, que faz uso de artefatos abrasivos de geometria esférica. O método utilizado fundamenta-se no processamento do sinal eletrônico gerado por um circuito que produz pulsos proporcionais ao tempo de passagem da esfera no interior do contador, a cada interrupção do feixe luminoso. O tratamento do sinal, gerado por pares de sensores opto-eletrônicos perpendiculares entre si e montados transversalmente ao fluxo de água de resfriamento que transporta as esferas, é realizado por um controlador lógico programável, que atribui inteligência ao sistema. Dentre os resultados obtidos, constatou-se que o dispositivo consegue detectar esferas circulantes quando transportadas por fluxos de água com diferentes graus de turbidez (ensaios em laboratório) ou quando em operação no ambiente da usina hidrelétrica, cuja opacidade da água de resfriamento é dada pela incrustação removida durante o processo de limpeza. Como conclusão, pode-se afirmar que o dispositivo opto-eletrônico proposto atende às necessidades do projeto de construção de um sistema alternativo de limpeza por esferas abrasivas, conseguindo descartar falsos positivos na contagem das esferas, a exemplo de bolhas de ar ou partículas de incrustação cujas dimensões críticas diferem daquelas das esferas abrasivas. / [en] This dissertation aimed at the design, development and validation of an optoelectronic device, operating in the infrared range, for counting and measuring the velocity of spheres in turbid media. The motivation to develop this theme resulted from the need to control the spheres circulation to implement an alternative system for cleaning heat exchangers used to cool hydrogenerators, which make use of spherical abrasive artefacts. The methodology used is based on the processing of the electronic signal generated by a circuit that produces pulses proportional to the time of passage of the sphere inside the meter, at each interruption of the light beam. The processing of the signal, which is generated by pairs of mutually perpendicular optoelectronic sensors and mounted transversely to the flow of cooling water carrying the spheres, is performed by a programmable logic controller, which provides intelligence to the system. Among the obtained results, it was verified that the device can detect circulating spheres both when transported by water flows with different degrees of turbidity (laboratory tests) and when in operation in the environment of the hydroelectric plant, whose opacity of the cooling water is given by the fouling removed during the cleaning process. As a conclusion, it can be stated that the proposed optoelectronic device meets the needs of the construction of the alternative system of cleaning by abrasive spheres and can eliminate false positives in the counting of the spheres, such as air bubbles or incrustation particles whose critical dimensions differ from those of the abrasive spheres.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:35294 |
| Date | 02 October 2018 |
| Creators | JOAO RICARDO CORTES NUNES |
| Contributors | CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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