Application of personal computers to eddy current inspections

This presentation describes a system for measuring claddings as an example of the many possible advantages to be obtained by applying a personal computer to eddy current testing. A theoretical model and a learning algorithm are integrated into an instrument. They are supported in the PC, and serve to simplify and enhance multiparameter testing. The PC gives additional assistance by simplifying set-up procedures and data logging etc.

Proposed design for an ultrasonic optical force-feedback microphone

We discuss a novel approach that would lead to the development of an ultrasonic optical force-feedback measurement microphone.

Quantitative thermal imaging analysis of aircraft materials: through skin sensing (Invited Paper)

Thermal non-destructive testing (NDT) is commonly used for assessing aircraft structures. This research work evaluates the potential of pulsed -- transient thermography for locating fixtures beneath aircraft skins in order to facilitate accurate automated assembly operations. Representative aluminium and carbon fibre aircraft skin-fixture assemblies were modelled using thermal modelling software. The assemblies were also experimentally investigated with an integrated pulsed thermographic evaluation system, as well as using a custom built system incorporating a miniature un-cooled camera. Modelling showed that the presence of an air gap between skin and fixture significantly reduced the thermal contrast developed, especially in aluminium. Experimental results show that fixtures can be located to accuracies of 0.5 mm.

Development of a method fon non-destructive testing of fruits using scanning laser vibrometry (SLV)

Quality control on fruits requires reliable methods, able to assess with reasonable accuracy and possibly in a non-destructive way their physical and chemical characteristics. More specifically, a decreased firmness indicates the presence of damage or defects in the fruit or else that the fruit has exceeded its “best before date”, becoming unsuitable for consumption. In high-value exotic fruits, such as mangoes, where firmness cannot be easily measured from a simple observation of texture, colour changes and unevenness of fruits surface, the use of non-destructive techniques is highly recommendable. In particular, the application of Laser vibrometry, based on the Doppler effect, a non-contact technique sensitive to differences in displacements inferior to the nanometre, appears ideal for a possible on-line control on food. Previous results indicated that a phase shift can be in a repeatable way associated with the presence of damage on the fruit, whilst a decreased firmness results in significant differences in the displacement of the fruits under the same excitation signal. In this work, frequency ranges for quality control via the application of a sound chirp are suggested, based on the measurement of the signal coherence. The variations of the average vibration spectrum of a grid of points, or of point-by-point signal velocity allows the go-no go recognition of “firm” and “over-ripe” fruits, with notable success in the particular case of mangoes. The future exploitation of this work will include the application of this method to allow on-line control during conveyor belt distribution of fruits.

N-acetylcysteine protects against renal injury following bilateral ureteral obstruction

Background. Obstructive nephropathy decreases renal blood flow (RBF) and glomerular filtration rate (GFR), causing tubular abnormalities, such as urinary concentrating defect, as well as increasing oxidative stress. This study aimed to evaluate the effects of N-acetylcysteine (NAC) on renal function, as well as on the protein expression of aquaporin 2 (AQP2) and endothelial nitric oxide synthase (eNOS), after the relief of bilateral ureteral obstruction (BUO). Methods. Adult male Wistar rats were divided into four groups: sham (sham operated); sham operated + 440 mg/kg body weight (BW) of NAC daily in drinking water, started 2 days before and maintained until 48 h after the surgery; BUO (24-h BUO only); BUO + NAC-pre (24-h BUO plus 440 mg/kg BW of NAC daily in drinking water started 2 days before BUO); and BUO + NAC-post (24-h BUO plus 440 mg/kg BW of NAC daily in drinking water started on the day of BUO relief). Experiments were conducted 48 h after BUO relief. Results. Serum levels of thiobarbituric reactive substances, which are markers of lipid peroxidation, were significantly lower in NAC-treated rats than in the BUO group rats. The administration of NAC provided significant protection against post-BUO GFR drops and reductions in RBF. Renal cortices and BUO rats presented decreased eNOS protein expression of eNOS in the renal cortex of BUO group rats, whereas it was partially recovered in BUO + NAC-pre group rats. Urine osmolality was significantly lower in BUO rats than in sham group rats or NAC-treated rats, the last also presenting less interstitial fibrosis. Post-BUO downregulation of AQP2 protein expression was averted in the BUO + NAC-pre group rats. Conclusions. This study demonstrates that NAC administration ameliorates the renal function impairment observed 48 h after the relief of 24-h BUO. Oxidative stress is important for the suppression of GFR, RBF, tissue AQP2 and eNOS in the polyuric phase after the release of BUO.

Machine vision for the automatic classification of images acquired from Non-destructive tests

This project is based on Artificial Intelligence (A.I) and Digital Image processing (I.P) for automatic condition monitoring of sleepers in the railway track. Rail inspection is a very important task in railway maintenance for traffic safety issues and in preventing dangerous situations. Monitoring railway track infrastructure is an important aspect in which the periodical inspection of rail rolling plane is required.Up to the present days the inspection of the railroad is operated manually by trained personnel. A human operator walks along the railway track searching for sleeper anomalies. This monitoring way is not more acceptable for its slowness and subjectivity. Hence, it is desired to automate such intuitive human skills for the development of more robust and reliable testing methods. Images of wooden sleepers have been used as data for my project. The aim of this project is to present a vision based technique for inspecting railway sleepers (wooden planks under the railway track) by automatic interpretation of Non Destructive Test (NDT) data using A.I. techniques in determining the results of inspection.

MACHINE VISION FOR AUTOMATICVISUAL INSPECTION OF WOODENRAILWAY SLEEPERS USING UNSUPERVISED NEURAL NETWORKS

The motivation for this thesis work is the need for improving reliability of equipment and quality of service to railway passengers as well as a requirement for cost-effective and efficient condition maintenance management for rail transportation. This thesis work develops a fusion of various machine vision analysis methods to achieve high performance in automation of wooden rail track inspection.The condition monitoring in rail transport is done manually by a human operator where people rely on inference systems and assumptions to develop conclusions. The use of conditional monitoring allows maintenance to be scheduled, or other actions to be taken to avoid the consequences of failure, before the failure occurs. Manual or automated condition monitoring of materials in fields of public transportation like railway, aerial navigation, traffic safety, etc, where safety is of prior importance needs non-destructive testing (NDT).In general, wooden railway sleeper inspection is done manually by a human operator, by moving along the rail sleeper and gathering information by visual and sound analysis for examining the presence of cracks. Human inspectors working on lines visually inspect wooden rails to judge the quality of rail sleeper. In this project work the machine vision system is developed based on the manual visual analysis system, which uses digital cameras and image processing software to perform similar manual inspections. As the manual inspection requires much effort and is expected to be error prone sometimes and also appears difficult to discriminate even for a human operator by the frequent changes in inspected material. The machine vision system developed classifies the condition of material by examining individual pixels of images, processing them and attempting to develop conclusions with the assistance of knowledge bases and features.A pattern recognition approach is developed based on the methodological knowledge from manual procedure. The pattern recognition approach for this thesis work was developed and achieved by a non destructive testing method to identify the flaws in manually done condition monitoring of sleepers.In this method, a test vehicle is designed to capture sleeper images similar to visual inspection by human operator and the raw data for pattern recognition approach is provided from the captured images of the wooden sleepers. The data from the NDT method were further processed and appropriate features were extracted.The collection of data by the NDT method is to achieve high accuracy in reliable classification results. A key idea is to use the non supervised classifier based on the features extracted from the method to discriminate the condition of wooden sleepers in to either good or bad. Self organising map is used as classifier for the wooden sleeper classification.In order to achieve greater integration, the data collected by the machine vision system was made to interface with one another by a strategy called fusion. Data fusion was looked in at two different levels namely sensor-level fusion, feature- level fusion. As the goal was to reduce the accuracy of the human error on the rail sleeper classification as good or bad the results obtained by the feature-level fusion compared to that of the results of actual classification were satisfactory.

ANALYSIS & STUDY OF AI TECHNIQUES FORAUTOMATIC CONDITION MONITORING OFRAILWAY TRACK INFRASTRUCTURE : Artificial Intelligence Techniques

Since the last decade the problem of surface inspection has been receiving great attention from the scientific community, the quality control and the maintenance of products are key points in several industrial applications.The railway associations spent much money to check the railway infrastructure. The railway infrastructure is a particular field in which the periodical surface inspection can help the operator to prevent critical situations. The maintenance and monitoring of this infrastructure is an important aspect for railway association.That is why the surface inspection of railway also makes importance to the railroad authority to investigate track components, identify problems and finding out the way that how to solve these problems. In railway industry, usually the problems find in railway sleepers, overhead, fastener, rail head, switching and crossing and in ballast section as well. In this thesis work, I have reviewed some research papers based on AI techniques together with NDT techniques which are able to collect data from the test object without making any damage. The research works which I have reviewed and demonstrated that by adopting the AI based system, it is almost possible to solve all the problems and this system is very much reliable and efficient for diagnose problems of this transportation domain. I have reviewed solutions provided by different companies based on AI techniques, their products and reviewed some white papers provided by some of those companies. AI based techniques likemachine vision, stereo vision, laser based techniques and neural network are used in most cases to solve the problems which are performed by the railway engineers.The problems in railway handled by the AI based techniques performed by NDT approach which is a very broad, interdisciplinary field that plays a critical role in assuring that structural components and systems perform their function in a reliable and cost effective fashion. The NDT approach ensures the uniformity, quality and serviceability of materials without causing any damage of that materials is being tested. This testing methods use some way to test product like, Visual and Optical testing, Radiography, Magnetic particle testing, Ultrasonic testing, Penetrate testing, electro mechanic testing and acoustic emission testing etc. The inspection procedure has done periodically because of better maintenance. This inspection procedure done by the railway engineers manually with the aid of AI based techniques.The main idea of thesis work is to demonstrate how the problems can be reduced of thistransportation area based on the works done by different researchers and companies. And I have also provided some ideas and comments according to those works and trying to provide some proposal to use better inspection method where it is needed.The scope of this thesis work is automatic interpretation of data from NDT, with the goal of detecting flaws accurately and efficiently. AI techniques such as neural networks, machine vision, knowledge-based systems and fuzzy logic were applied to a wide spectrum of problems in this area. Another scope is to provide an insight into possible research methods concerning railway sleeper, fastener, ballast and overhead inspection by automatic interpretation of data.In this thesis work, I have discussed about problems which are arise in railway sleepers,fastener, and overhead and ballasted track. For this reason I have reviewed some research papers related with these areas and demonstrated how their systems works and the results of those systems. After all the demonstrations were taking place of the advantages of using AI techniques in contrast with those manual systems exist previously.This work aims to summarize the findings of a large number of research papers deploying artificial intelligence (AI) techniques for the automatic interpretation of data from nondestructive testing (NDT). Problems in rail transport domain are mainly discussed in this work. The overall work of this paper goes to the inspection of railway sleepers, fastener, ballast and overhead.

Adubação orgânica e mineral na produção, qualidade e composição química de sementes de abobrinha (Cucurbita pepo L. var. melopepo cv. Caserta)

Com o objetivo de estudar os efeitos da adubação sobre os componentes do rendimento, no potencial de produção, qualidade e composição química das sementes de C. pepo L variedade melopepo (Caserta) conduziu-se dois Estudos no Centro Agrícola Demonstrativo da Prefeitura de Porto Alegre/CAD, e no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Plantas forrageiras e Agrometeorologia da Faculdade de Agronomia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) nos períodos de 2000/01 e 2002/03. No primeiro estudo utilizou-se dois tipos de adubação uma orgânica (cama de aviário- 386g/cova), e outra mineral (fórmula 5-20-20). No segundo estudo, os tratamentos constaram de:T1= testemunha, T2= adubação mineral, e 4 doses de cama de aviário: T3= 63g/cova, T4= 125 g/cova, T5= 187g/cova, T6= 250g/cova. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados com 4 e 3 repetições no primeiro e segundo estudos, respectivamente. Foram determinados: número de flores/planta, número de frutos/planta, peso médio de frutos, peso de sementes/fruto, número de sementes/fruto, peso de 1000 sementes, rendimento de sementes/área, germinação, emergência em campo, teste de frio, condutividade elétrica, comprimento de plântula, composição centesimal (Cinza, PB, EE, FB, ENN, NDT, EB, MO), macronutrientes (N, P, K, Ca, MG, S) e micronutrientes (Cu, Zn, Fe, Mn, Na, B). No primeiro estudo, tanto a adubação mineral como a adubação orgânica não afetaram os componentes do rendimento, o rendimento/área, a qualidade e a composição química de sementes. No segundo estudo, a aplicação de cama de aviário aumentou o rendimento de sementes de abobrinha e os teores de nitrogênio e ferro nas sementes, porém não afetou a qualidade. A dose de cama de aviário que proporcionou o melhor resultado foi de 250g/cova (3,12 t/ha).

Desempenho de novilhas expostas à reprodução aos 14/15 meses de idade

Foram conduzidos dois experimentos para avaliar o comportamento reprodutivo de novilhas de corte pertencentes a quatro grupos genéticos (Hereford, ½ Nelore½ Hereford; ¼ Nelore ¾ Hereford; ½ Angus ½ Hereford) acasaladas aos 14/15 meses de idade. No experimento iniciado em 2001 foram utilizadas quatro alternativas de alimentação no outono/inverno: a) suplementação do campo nativo (CN) a 1,5% do peso vivo (PV) com ração comercial (RC) contendo 14% de proteína bruta (PB) e 68% de NDT (S68); b) suplementação do CN a 1,5% do PV com RC contendo 14% de PB e 75% de NDT (S75); c) suplementação em pastagem de azevém (Lolium multiflorum Lan), trevo branco (Trifolium repens) e cornichão (Lotus corniculatus) a 0,5% do PV de milho em grão (SPAS);d) confinamento a céu aberto com silagem de milho e 0,7% do PV de ração (CON). Após, em um só grupo, permaneceram em pastagem de azevém e aveia (Avena sativa) até o início do período reprodutivo. Durante o período de aplicação dos tratamentos alimentares o ganho médio diário (GMD) do tratamento SPAS e CON (0,755 vs 0,784 kg/dia) não apresentou diferença significativa (P>0,05), nem os S68 e S75 (0,511 vs 0,489 kg/dia). Durante o período conjunto em pastagem não foi determinada diferença significativa (P>0,05) no GMD entre S68, S75 e SPAS, nem entre S68, SPAS e CON. O peso ao início do período reprodutivo foi de 233,7 e 232,3 kg para S68 e S75 (P>0,05) e de 260,6 e 254,3 kg para SPAS e CON (P>0,05). As taxas de prenhez do SPAS e COM não apresentaram diferença entre si (62,16% e 53,86%), mas foram significativamente mais elevadas (P<0,05) em relação às S68 e S75 (20,51% e 25,64%) as quais também não diferiram entre si (P>0,05). As novilhas que conceberam foram mais pesadas, apresentaram maiores GMD de peso, condição corporal (CC) e escore trato reprodutivo (ETR) ao início do período reprodutivo em relação às que não conceberam. No experimento iniciado em 2002 foram utilizadas três alternativas de alimentação no outono/inverno: a) suplementação do CN com RC (SUR) a 1% do PV, contendo 14% de PB e 75% de NDT; b) suplementação do CN com farelo de arroz (SUFA) a 0,5% PV; c) pastejo contínuo em pastagem cultivada de azevém (PAST) e aveia. O tratamento PAST (0,478 kg/dia) apresentou GMD de peso mais elevado (P<0,05), seguido do tratamento SUR (0,326 kg/dia) superior (P<0,05) ao tratamento SUFA (0,100 kg/dia). Durante o período em conjunto em pastagem de azevém e aveia os tratamentos SUFA e PAST não apresentaram diferença significativa no GMD de peso (P>0,05) mas, foram superiores (P<0,05) ao tratamento SUR. O peso ao início do período reprodutivo foi de 265,4; 236,7 e 222,6 kg para os tratamentos PAST, SUR e SUFA, respectivamente (P<0,05). A taxa de prenhez do tratamento PAST (61,36%) foi superior (P<0,05) a dos tratamentos SUR e SUFA (20,0 e 22,73%; P>0,05). As novilhas que conceberam foram as mais pesadas e mais velhas, do início dos tratamentos alimentares até o final do período reprodutivo.

Digestibilidade aparente da matéria seca, matéria orgânica e energia bruta e nutrientes digestíveis totais de uma ração completa para bovinos de diferentes grupos genéticos

Avaliou-se a digestibilidade da matéria seca (DMS), matéria orgânica (DMO) e energia bruta (DEB) e os nutrientes digestíveis totais (NDT) de uma ração completa, composta por 44,3% de feno de capim-braquiaria, 55% de concentrado e 0,7% de mistura mineral, fornecida a bovinos de diferentes grupos genéticos (Gir, Nelore, Guzerá, Santa Gertrudis e Caracu), pelas metodologias de coleta total de fezes e com indicador interno (lignina em detergente ácido -- LDA), em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições por grupo genético, com análise de variância individual dentro de cada metodologia e uma análise de correlação entre as metodologias. As correlações foram médias ( 0,47 a 0,51) e significativas (P<0,0602; P<0,0697; P<0,0747; P<0,0522), respectivamente, para DMS, DMO, DEB e para NDT. A recuperação do indicador (95,06%) foi semelhante entre os grupos genéticos. Não houve diferença entre grupos genéticos para DMS, DMO, DEB e nos valores de NDT pelas metodologias de coleita total de fezes e com LDA, com médias de 53,31 e 50,33; 55,16 e 52,25; 52,22 e 49,20; e 53,39 e 50,61%, respectivamente. Assim, a LDA foi eficiente na estimativa da digestibilidade, em função de sua adequada recuperação. Os nutrientes foram utilizados de forma semelhante pelos grupos genéticos.

Aporte de energia, composição e eficiência microbiana em bovinos alimentados com feno de capim-marandu e concentrado balanceados para diferentes ganhos de peso e potenciais de fermentação microbiana

Um experimento foi realizado com o objetivo de avaliar o aporte de energia, a composição de bactérias e a eficiência microbiana por tourinhos Santa Gertrudes canulados no rúmen e no duodeno alimentados com dietas compostas de feno de capim-marandu e concentrado. Empregou-se o delineamento em quadrado latino 4 ´ 4, no qual os tratamentos foram concentrados ajustados para ganho de peso corporal (GPC) diário de 0,5 e 1 kg/animal e potencial de fermentação microbiana (y) de 9,5 e 11 g de PB microbiana/MJ energia metabolizável fermentável. Houve diferença para as concentrações de nutrientes digestíveis totais (NDT) e energia metabolizável fermentável (EMFe) ingeridos e para a composição em matéria orgânica e mineral das bactérias ruminais para as dietas ajustadas para diferentes GPC. Houve interação significativa GPC ´ y para a ingestão de NDT como porcentagem do peso corporal e a composição em PB e carboidratos totais das bactérias ruminais. Não foram encontradas diferenças para os potenciais de fermentação microbiana. A eficiência de síntese microbiana também não diferiu entre as dietas e apresentou valores de 12,7 g PB microbiana/100 g NDT e 9,2 g PB microbiana/MJ EMFe. As diferenças encontradas não justificaram o balanceamento dos concentrados para os diferentes potenciais de fermentação microbiana avaliados.

Consumo e digestibilidade em bovinos em pastejo durante o período das águas sob suplementação com fontes de compostos nitrogenados e de carboidratos

Objetivou-se avaliar os efeitos de diferentes formas químicas de compostos nitrogenados (proteicos e não-proteicos) e de carboidratos (amiláceos e fibra solúvel) sobre o consumo, a digestibilidade e a síntese ruminal de proteína microbiana em bovinos sob suplementação durante o período das águas. Foram utilizados cinco novilhos mestiços Holandês × Zebu, com peso vivo (PV) médio inicial de 211 ± 35 kg, fistulados no rúmen e abomaso. Os tratamentos foram: controle (somente pasto); e suplementos formulados à base de milho + farelo de soja; milho + ureia; polpa cítrica + farelo de soja; e polpa cítrica + ureia. Os suplementos foram balanceados para apresentar 30% de proteína bruta (PB), com base na matéria seca (MS), e fornecidos na quantidade de 3 g/kg PV. O experimento foi conduzido segundo delineamento em quadrado latino 5 × 5, em esquema fatorial 2 × 2 + 1, composto de duas fontes de compostos nitrogenados, duas fontes de carboidratos e tratamento controle. O consumo de pasto reduziu com o fornecimento de suplementos, com coeficiente médio de substituição de 2,11 g de MS de pasto/g de MS de suplemento. A suplementação não alterou os coeficientes de digestibilidade total e ruminação da MS nem o teor dietético de nutrientes digestíveis totais (NDT). Os animais sob suplementação apresentaram maiores coeficientes de digestibilidade total e ruminal da proteína bruta. A eficiência de síntese de proteína microbiana (EFSM), média de 123,1 g PB microbiana/kg de NDT, não foi alterada pela suplementação. Contudo, os animais sob suplementação com milho apresentaram maior EFSM em comparação aos animais sob suplementação com polpa cítrica (137,6 e 106,1 g PB microbiana/kg de NDT, respectivamente). A suplementação proteico-energética para bovinos mantidos em pastos tropicais durante o período das águas não causa benefícios nutricionais, o que reflete o alto coeficiente de substituição da forragem pelo suplemento.

Características agronômicas e composição química de oito híbridos de sorgo [Sorghum bicolor (L.) Moench]

O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar as características agronômicas, composição química das frações e da planta inteira de oito híbridos de sorgo, semeados em março de 2000, no sentido de contribuir para os programas de seleção de germoplamas resistentes aos efeitos das estiagens prolongadas e, ao mesmo tempo, apropriados ao processo de ensilagem. Utilizou-se o delineamento em blocos ao acaso com oito tratamentos e três repetições, para avaliar os híbridos AG-2005, BR-700, MASSA-03, 498111, 65E3, 698005, 698007 e 699005. Não houve diferenças significativas entre produção de matéria seca (PMS) e proporção de folhas dos híbridos avaliados. A maior proporção de colmo (41,3%) foi observada no 498111 e a menor no MASSA-03 (28,9%). O híbrido 65E3 apresentou a maior proporção de panícula (43,2%) e o 498111 a menor (28,9%). Quanto à composição química da planta inteira, não foram observadas diferenças significativas entre os híbridos quanto aos teores de matéria seca, matéria mineral, hemicelulose, nitrogênio insolúvel em detergente neutro, nitrogênio insolúvel em detergente ácido e nutrientes digestíveis totais (NDT). Os teores de proteína bruta variaram de 6,5 a 8,8%, fibra em detergente neutro de 57,0 a 70,3%, fibra em detergente ácido de 29,8 a 36,2%, celulose de 25,3 a 31,2% e lignina de 3,6 a 5,5%, sendo estatisticamente diferentes entre os híbridos. O 699005 apresentou o maior teor de carboidratos solúveis (14,5%), diferindo estatisticamente apenas do híbrido 698007 (9,6%). Os híbridos também mostraram diferenças na composição química das frações folhas, colmo e panícula. de forma geral, todos os híbridos apresentaram teores de matéria seca e carboidratos solúveis adequados ao processo de ensilagem. As produções médias de matéria seca dos híbridos (6,2 t/ha), foram altas considerando-se a baixa precipitação ocorrida durante o período experimental. A análise de Cluster sugeriu o agrupamento dos híbridos de maior PMS e menores porcentagens de panícula e NDT e híbridos de menor PMS, porém com maiores porcentagens de panícula e NDT.