Sistema de medição dos deslocamentos da rótula para disgnóstico

Existem várias patologias associadas à luxação da rótula, causadas pelo seu movimento anormal. Geralmente congénita, esta condição provoca dor, dano à cartilagem, artrite e por vezes necessita de cirurgia. As medições do movimento são feitas com recurso a equipamentos de alto custo, ou através do método clínico, que apenas os médicos mais experientes usam com fiabilidade, sendo sempre subjectivo. Actualmente não existe qualquer sistema comercial para a medição não invasiva de baixo custo dos movimentos da rótula. De modo a responder a esta necessidade, este trabalho tem como objectivo o desenvolvimento de um sistema de baixo custo para medição digital do deslocamento da rótula em diferentes ângulos entre o fémur e a tíbia. Como conceito de partida foi idealizado utilizar um sensor de movimento em seis dimensões, fixo de uma forma não invasiva sobre a rótula. O dispositivo tem como requisitos iniciais ser reutilizável e de baixo custo. Criou-se um Design Brief para identificar o contexto e necessidades específicas para este trabalho e traçar objectivos utilizando metodologias de desenvolvimento de produto. Foram desenvolvidos conceitos para um dispositivo de suporte do sensor de movimento 6D, dos quais alguns foram seleccionados para prototipagem e teste, explorando vários processos de manufactura na perseguição dos objectivos propostos. Foram estabelecidas métricas para monitorização contínua da evolução dos conceitos e selecção do conceito final, que foi sujeito a uma série de testes de validação. A validação do sensor e do dispositivo foi feita com testes de usabilidade, com a aferição por um robot programável e com medições in vivo em 20 joelhos sem patologia. Apesar da alta precisão do sensor, não foi possível obter medições que possam reproduzir com fiabilidade o movimento da rótula nos sujeitos observados. A pele foi o factor que mais influenciou as medições, provocando o deslocamento do dispositivo em relação à rótula e desta forma alterou significativamente os resultados. Assim, recomenda-se a continuação da investigação com o intuito de melhor quantificar o movimento da rótula e fornecer informação para melhorar a fiabilidade da utilização de dispositivos de medição em seis dimensões.

Concepção e projecto de um sistema para medição de caudal de gás

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica(2º Ciclo)

Estudo e concepção de um sistema de medição de caudal de gás - gasómetro

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Automatização de sistema de medição múltiplo de ensaio de manómetros analógicos

A dissertação em apreço resultou da necessidade em otimizar os recursos técnicos, mas sobretudo humanos, afetos às verificações de instrumentos de medição, no âmbito do Controlo Metrológico Legal. Estas verificações, realizadas nos termos do cumprimento das competências outrora atribuídas à Direção de Serviços da Qualidade da então Direção Regional da Economia do Norte, eram operacionalizadas pela Divisão da Qualidade e Licenciamento, na altura dirigida pelo subscritor da presente tese, nomeadamente no que respeita aos ensaios efetuados, em laboratório, a manómetros analógicos. O objetivo principal do trabalho foi alcançado mediante o desenvolvimento de um automatismo, materializado pela construção de um protótipo, cuja aplicação ao comparador de pressão múltiplo, dantes em utilização, permitiria realizar a leitura da indicação de cada manómetro analógico através de técnicas de processamento de imagem, função esta tradicionalmente efetuada manualmente por um operador especializado. As metodologias de comando, controlo e medição desse automatismo foram realizadas através de um algoritmo implementado no software LabVIEW® da National Intruments, particularmente no que respeita ao referido processamento das imagens adquiridas por uma câmara de vídeo USB. A interface com o hardware foi concretizada recorrendo a um módulo de Aquisição de Dados Multifuncional (DAQ) USB-6212, do mesmo fabricante. Para o posicionamento horizontal e vertical da câmara de vídeo USB, recorreu-se a guias lineares acionadas por motores de passo, sendo que estes dispositivos foram igualmente empregues no acionamento do comparador de pressão. Por último, procedeu-se à aquisição digital da leitura do padrão, recorrendo à respetiva virtualização, bem como a uma aplicação desenvolvida neste projeto, designada appMAN, destinada à gestão global do referido automatismo, nomeadamente no que se refere ao cálculo do resultado da medição, erro e incerteza associada, e emissão dos respetivos documentos comprovativos.

Desenvolvimento de um sistema para medição do carregamento devido ao vento em edificações alteadas

A presente dissertação de mestrado compreende o projeto e a execução de uma balança eletro-mecânica. Este equipamento tem por finalidade a medição das seis componentes dos esforços atuantes na base de modelos de edificações alteadas, ensaiadas em túnel de vento. As componentes medidas servirão como subsídio para o desenvolvimento do projeto estrutural e de fundações das edificações modeladas. A fim de tornar o mais abrangente possível sua utilização, foi estudada a magnitude de esforços e freqüências de vibração, devidas ao vento no modelo ensaiado, a que o sistema está submetido. Estas grandezas são os critérios de projeto para o desenvolvimento do sistema de medição. Deste modo, desenvolve-se um equipamento capaz de ser utilizado em estruturas dos mais variados tipos, como, por exemplo, torres, chaminés e edifícios alteados. O sistema de medição em estudo consiste em três partes: um conjunto de células de carga dispostas de forma a medir as componentes dos esforços, um circuito eletrônico para amplificação e condicionamento do sinal produzido em cada célula de carga, e um microcomputador para aquisição e armazenamento dos dados produzidos pelo sistema. Como resultados são apresentados os ensaios realizados em túnel de vento com modelos bem definidos, a fim de testar o sistema. As conclusões do trabalho ficam por conta da interpretação dos resultados e análise da utilização deste tipo de equipamento para determinação de coeficientes globais de vento em edificações.

Implantação de planejamento estratégico e conseqüente sistema de medição em empresa têxtil : estudo de caso

Este trabalho apresenta a implantação do processo de Planejamento Estratégico e o conseqüente sistema de medição com sugestão de inclusão de novos indicadores críticos ao sucesso da gestão em Empresa da Indústria Têxtil. Primeiramente foi elaborado o Planejamento Estratégico da Empresa em questão, pois é indispensável à análise de competitividade das organizações bem como necessário à elaboração de seus Sistemas de Medidas de Desempenho, decorrentes das estratégias estabelecidas. Em seguida, foi revisto o Sistema de Medidas de Desempenho utilizado, que tem o objetivo de estimular as primeiras ações de ajuste do planejado com a situação real. Por último o Sistema de Medidas de Desempenho existente foi comparado ao proposto no Balanced Scorecard para a adoção de ações de ajuste do sistema atual, contemplando a introdução de novos indicadores. Ficaram evidentes os benefícios decorrentes do processo de Planejamento Estratégico com a definição de objetivos e a formulação de estratégias para alcançá-los, desdobradas em todos os níveis da organização – requerendo um Sistema adequado de Medidas de Desempenho para o monitoramento da implementação das ações resultantes.

Desenvolvimento de um sistema de medição de deformações em máquinas agrícolas

O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um projeto para análise experimental em semeadoras agrícolas a fim de levantar dados sobre as deformações e solicitações mecânicas na sua estrutura, bem como nos diversos componentes da máquina. Visa-se o desenvolvimento de uma ferramenta / metodologia que permita localizar as regiões de maior deformação mecânica, quantificar estas deformações e registrá-las de forma dinâmica com a máquina realizando seu trabalho em campo para posterior análise dos dados. Para o desenvolvimento deste trabalho foi realizada a averiguação do estado da arte na análise experimental de tensões. Posteriormente foi feito um estudo para verificar quais dos métodos experimentais poderiam ser utilizados e qual destes métodos poderia apresentar melhores resultados para este caso. As características básicas de cada método receberam classificação e estes dados foram colocados em um programa comercial de QFD. Este estudo considerou que o baixo custo de implementação e a facilidade de operação devem apresentar maior importância. O estudo mostrou que nenhum dos métodos isoladamente atende a todos os requisitos exigidos. A fim de que atender as necessidades decidiu-se pela aplicação de dois métodos: Camada Frágil e Extensometria. O primeiro método utilizado inicialmente para localizar os pontos de maior deformação do equipamento, enquanto o segundo método fornece dados quantitativos para a posterior análise dos dados. Assim, os dois métodos escolhidos são apresentados com maior detalhamento. Este trabalho ainda apresenta uma descrição de problemas encontrados na aplicação de cada método, bem como as soluções adotadas; descreve detalhes de equipamentos e materiais comerciais utilizados e discute detalhes do processo experimental empregado. Posteriormente são discutidos os erros experimentais Os resultados obtidos demonstram que o método escolhido atendeu as necessidades e que foi capaz de proporcionar arquivos contendo dados sobre as deformações mecânicas dos componentes quando submetidos aos carregamentos dinâmicos encontrados no trabalho em campo.

Sistema de medição de energia baseado no medidor de energia Teridian 71M6515H

Esta tese de mestrado descreve o desenvolvimento, implementação e teste de um sistema de medição de energia concebido para um ambiente doméstico, baseado no circuito integrado medidor de energia Teridian 71M6515H. O sistema desenvolvido envia periodicamente os valores monitorizados para uma base de dados, através de uma rede sem fios com base no protocolo IEEE 802.11 (Wi-Fi). Os dados podem ser acedidos remotamente em tempo real, através de uma página na internet, onde é possível consultar a quantidade de energia consumida acumulada. Na primeira fase deste trabalho realizou-se o enquadramento do tema no contexto atual, realizando-se o estudo de alguns sistemas domésticos de monitorização do consumo de energia elétrica existentes no mercado. Numa segunda fase foi realizado o estudo dos componentes a serem utilizados, o desenho da placa de circuito impresso e o desenvolvimento do firmware, para que todo o processamento e manipulação dos dados fossem realizados pela unidade de aquisição de dados. Em seguida procedeu-se à construção da unidade de aquisição e à programação para o registo dos valores numa base de dados. A última fase consistiu nos testes de funcionamento da unidade de aquisição em conjunto com a aplicação de registo de dados. Com a implementação do sistema desenvolvido o consumidor doméstico poderá ter conhecimento, em tempo real, do custo de funcionamento dos equipamentos que possui e assim tomar decisões para os utilizar de forma mais racional, o que se pode traduzir numa economia dos recursos energéticos.

Uma metodologia para redução de incertezas em sistema de medição de vazão de óleo e gás

The objective of this research is to discuss about the need for implementation of new alternatives for the implementation on the metrological control: on the findings of initial and subsequent measurements, the control procedures of measurement uncertainty applied in assessing the loss or remains found in handling operations of bulk liquids, when used turbine meters used in measuring the tax on the business of Petrobras, due to the current environment of legal metrology and scientific, both domestic and international. We aim, with these alternatives: standardizing the minimization of random and systematic errors, the estimate of the remaining errors, as well as the management control of metrological calibration procedures, control of measurement uncertainty, and contribute to the change in the form of performance of legal metrology and scientific disseminating new information to change management of metrological control, objectively focused on aspects of supervision in implementing these activities in the control of the uncertainties of measurement used in our processes in the fiscal measurement system Petrobras. Results are presented, information and comments on the influence of measurement uncertainty in the current results of the fiscal and transfer of custody. This will emphasize the need, among other things, improvement and expansion of metrological control monitored by setting a better meet demand, calibration equipment and measuring instruments for Petrobras. Finally, we intend to establish the need for improving the method of evaluation of the data meter applied to the current management control of measurement uncertainty by proposing a methodology for addressing the problem, as well as highlighting the expected results.

Desenvolvimento de um sistema de medição de baixo custo para a monitoração de alimentadores aéreos de distribuição de energia elétrica da classe 15 KV

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise do sistema de medição em uma linha produtiva de radar

In this work, we analyze a measurement system that will be implanted in a wheels production line, in order to use those wheels for buses and trucks. The measurement device has to be approved according to the MSA study, due to the fact that the mentioned industry is an automobilistic supplier, so that it has to be conform with the ISO/TS 16949 standards. We showed the MSA studies, as well as some concepts for the work understanding. The airlock wheels systematic production is also broached, that is to say, wheels that use airlock tyres, with a better attention given to the rim production, where the device must be implanted. We analyze and assess the data’s acceptance according to the guidelines showed in this study, along with this, improvement proposals are elaborated and their analysis is made, in order to check the obtained results. Finally, we survey the analyzed measurement system, and new studies are suggested, with the intention of improving it

Analise do sistema de medição em peças aeronaúticas através do estudo de R&R (repetibilidade e reprodutibilidade)

The Measurement System Analysis (MSA - Measurement System Analysis) is a statistical methodology developed to study and analyze the behavior of the measurement systems, and, therefore, allow the increased of the confidence readings performed by measuring instruments. It’s widely used in the automotive industry since the 90’s and is a mandatory requirement for the approval of the parts according to ISO Standard of the automotive sector. However, the aerospace industry doesn’t require this type of Study, once which the vast majority of aeronautics parts have characteristics (dimensions) with very tight tolerances, closed, ie, at the home of microns. This work aims to create lists of recommendations for definitions of measuring instruments in developing of control plans, which correlates tolerances fields of characteristics for different settings and acceptance of the instrument, classified as optimum, recommended and not recommended, through of the study of R&R (Repeatability and Reproducibility) in aeronautics parts. Every methodology of the experimental part was based on modern strategy of continuous improvement, the DMAIC (Define Measure Analyze Implant Control), in order to achieve better measurement method used in the control of milling aeronautics parts, identifying and reducing the variations of the measurement process. The results of the R&R Study in large part of measuring instrument manuals were considered acceptable and/or recommended, ie with values of %P/T and %RR lower than 30%, providing statistical data which have enabled the elaboration of tables of recommendations, which, from this work, have turned into very important documents and aid for Process Engineering, having in their hands a technical study able to identify which is the most appropriate instrument to get a more robust dimensional... (Complete abstract click electronic access below)

Sistema para Medição de Velocidades de Escoamentos Através de Ondas Ultra-Sônicas

Está sendo implementado, no Instituto de Engenharia Nuclear-IEN, um projeto de estudos de viabilidade da utilização de técnicas ultra-sônicas para medições de escoamentos bifásicos, ampliando as aplicações do ultra-som na área de pesquisa e na área industrial de medição de fluidos. Na primeira etapa do projeto, foi realizado um estudo preliminar do efeito da velocidade do escoamento em um circuito experimental a água fechado, sobre uma onda ultra-sônica que atravessava o líquido. Foi utilizado um sistema capaz de medir a diferença de tempo de trânsito entre ondas ultra-sônicas da ordem de 1 ns, utilizando técnicas de processamento de sinais. As diferentes velocidades da água obtidas, variando-se a vazão do circuito, foram relacionadas com as velocidades da onda ultra-sônica. Foi observado que a variação da temperatura da água influenciava a velocidade da onda ultra-sônica, de maneira inversa à velocidade do líquido. Pelo experimento realizado, concluiu-se que o dispositivo ultra-sônico montado pode ser adequado para medir a velocidade de escoamento da água no circuito experimental.

Sistema eletro-eletrônico para medição direta de torque em dispositivos girantes utilizando extensômetros de resistência elétrica

Neste trabalho propõe-se um sistema para medição de torque em dispositivos girantes, que utiliza extensômetros de resistência elétrica colados nos próprios elementos constituintes do arranjo mecânico sob análise. Um conjunto de circuitos eletrônicos foi especialmente desenvolvido para o sensoreamento das pequenas deformações que ocorrem nos disposotivos girantes. O sistema opera sem contato eletro-mecânico entre a parte estacionária e a parte girante. Para tanto desenvolveu-se também uma metodologia de projeto e construção de transformadores rotativos que são utilizados para transferência da energia que alimenta os circuitos eletrônicos solidários ao elemento mecânico instrumentado. Também foi necessário utilizar um transmissor em freqüência modulada do sinal elétrico proporcional ao torque medido. Uma análise comparativa, dos resultados obtidos entre os sistemas existentes e aqueles alcançados com a técnica proposta neste trabalho, demonstra sua aplicabilidade em diversas situações práticas.

Utilização de sensores de baixo custo na medição de monóxido de carbono no ar ambiente

Nos últimos anos tem-se assistido à introdução de novos dispositivos de medição da poluição do ar baseados na utilização de sensores de baixo custo. A utilização menos complexa destes sistemas, possibilita a obtenção de dados com elevada resolução temporal e espacial, abrindo novas oportunidades para diferentes metodologias de estudos de monitorização da poluição do ar. Apesar de apresentarem capacidades analíticas distantes dos métodos de referência, a utilização destes sensores tem sido sugerida e incentivada pela União Europeia no âmbito das medições indicativas previstas na Diretiva 2008/50/CE, com uma incerteza expandida máxima de 25%. O trabalho desenvolvido no âmbito da disciplina de Projeto consistiu na escolha, caracterização e utilização em medições reais de um sensor de qualidade do ar, integrado num equipamento protótipo desenvolvido com esse fim, visando obtenção uma estimativa da incerteza de medição associada à utilização deste dispositivo através da aplicação da metodologia de demonstração de equivalência de métodos de medição de qualidade do ar definida pela União Europeia. A pesquisa bibliográfica realizada permitiu constatar que o monóxido de carbono é neste momento o parâmetro de qualidade do ar que permite ser medido de forma mais exata através da utilização de sensores, nomeadamente o sensor eletroquímico da marca Alphasense, modelo COB4, amplamente utilizado em projetos de desenvolvimento neste cotexto de monitorização ambiental. O sensor foi integrado num sistema de medição com o objetivo de poder ser utlizado em condições de autonomia de fornecimento de energia elétrica, aquisição interna dos dados, tendo em consideração ser o mais pequeno possível e de baixo custo. Foi utlizado um sistema baseado na placa Arduino Uno com gravação de dados em cartão de memória SD, baterias e painel solar, permitindo para além do registo das tensões elétricas do sensor, a obtenção dos valores de temperatura, humidade relativa e pressão atmosférica, com um custo global a rondar os 300 euros. Numa primeira fase foram executados um conjunto de testes laboratoriais que permitiram a determinação de várias características de desempenho em dois sensores iguais: tempo de resposta, a equação modelo do sensor, avaliação da repetibilidade, desvio de curto e longo termo, interferência da temperatura e histerese. Os resultados demonstraram um comportamento dos sensores muito linear, com um tempo de resposta inferior a um minuto e com uma equação modelo do sensor dependente da variação da temperatura. A estimativa da incerteza expandida laboratorial ficou, para ambos os sensores, abaixo dos 10%. Após a realização de duas campanhas reais de medição de CO em que os valores foram muito baixos, foi realizada uma campanha de quinze dias num parque de estacionamento subterrâneo que permitiu a obtenção de concentrações suficientemente elevadas e a comparação dos resultados dos sensores com o método de referência em toda a gama de medição (0 a 12 mol.mol-1). Os valores de concentração obtidos pelos dois sensores demonstraram uma excelente correlação com o método de referência (r2≥0,998), obtendo-se resultados para a estimativa da incerteza expandida de campo inferiores aos obtidos para a incerteza laboratorial, cumprindo o objetivo de qualidade de dados definido para as medições indicativas de incerteza expandida máxima de 25%. Os resultados observados durante o trabalho realizado permitiram confirmar o bom desempenho que este tipo de sensor pode ter no âmbito de medições de poluição do ar com um caracter mais indicativo.