Fiber grating sensors for high-temperature measurement

Two fiber grating sensors for high-temperature measurements are proposed and experimentally demonstrated. The interrogation technologies of the sensor systems are all simple, low cost but effective. In the first sensor system, the sensor head is comprised of one fiber Bragg grating (FBG) and two metal rods. The lengths of the rods are different from each other. The coefficients of thermal expansion of the rods are also different from each other. The FBG will be strained by the sensor head when the temperature to be measured changes. The temperature is measured based on the wavelength-shifts of the FBG induced by the strain. In the second sensor system, a long-period fiber grating (LPG) is used as the high-temperature sensor head. The LPG is very-high-temperature stable CO2-Aaser-induced grating and has a linear function of wavelength-temperature in the range of 0 - 800 degrees C. A dynamic range of 0 - 800 degrees C and a resolution of 1 degrees C have been obtained by either the first or the second sensor system. The experimental results agree with theoretical analyses. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A novel fiber Bragg grating high-temperature sensor

A novel fiber Bragg grating (FBG) sensor for the measurement of high temperature is proposed and experimentally demonstrated. The interrogation system of the sensor system is simple, low cost but effective. The sensor head is comprised of one FBG and two metal rods. The lengths of the rods are different from each other. The coefficients of thermal expansion of the rods are also different from each other. The FBG will be strained by the sensor head when the temperature to be measured changes. The temperature is measured basis of the wavelength shifts of the FBG induced by strain. A dynamic range of 0-800 degrees C and a resolution of 1 degrees C have been obtained by the sensor system. The experiment results agree with theoretical analyses. (c) 2007 Elsevier GmbH. All rights reserved.

High-fidelity replication of Dammann gratings using soft lithography

We report the experimental results of using the soft lithography method for replication of Dammann gratings. By using an elastomeric stamp, uniform grating structures were transferred to the LTV-curable polymer. To evaluate the quality of the replication, diffraction images and light intensity were measured. Compared with the master devices, the replicas of Dammann gratings show a slight deviation in both surface relief profile and optical performance. Experimental results demonstrated that high-fidelity replication of Dammann gratings is realized by using soft lithography with low cost and high throughput. (C) 2008 Optical Society of America.

Paths Towards High Efficiency Silicon Photovoltaics

While photovoltaics hold much promise as a sustainable electricity source, continued cost reduction is necessary to continue the current growth in deployment. A promising path to continuing to reduce total system cost is by increasing device efficiency. This thesis explores several silicon-based photovoltaic technologies with the potential to reach high power conversion efficiencies. Silicon microwire arrays, formed by joining millions of micron diameter wires together, were developed as a low cost, low efficiency solar technology. The feasibility of transitioning this to a high efficiency technology was explored. In order to achieve high efficiency, high quality silicon material must be used. Lifetimes and diffusion lengths in these wires were measured and the action of various surface passivation treatments studied. While long lifetimes were not achieved, strong inversion at the silicon / hydrofluoric acid interface was measured, which is important for understanding a common measurement used in solar materials characterization.

Cryogenic deep reactive ion etching was then explored as a method for fabricating high quality wires and improved lifetimes were measured. As another way to reach high efficiency, growth of silicon-germanium alloy wires was explored as a substrate for a III-V on Si tandem device. Patterned arrays of wires with up to 12% germanium incorporation were grown. This alloy is more closely lattice matched to GaP than silicon and allows for improvements in III-V integration on silicon.

Heterojunctions of silicon are another promising path towards achieving high efficiency devices. The GaP/Si heterointerface and properties of GaP grown on silicon were studied. Additionally, a substrate removal process was developed which allows the formation of high quality free standing GaP films and has wide applications in the field of optics.

Finally, the effect of defects at the interface of the amorphous silicon heterojuction cell was studied. Excellent voltages, and thus efficiencies, are achievable with this system, but the voltage is very sensitive to growth conditions. We directly measured lateral transport lengths at the heterointerface on the order of tens to hundreds of microns, which allows carriers to travel towards any defects that are present and recombine. This measurement adds to the understanding of these types of high efficiency devices and may aid in future device design.

Avaliação de gases efeito estufa na cidade do Rio de Janeiro

O presente trabalho teve como objetivo a validação de uma metodologia de amostragem para GEE Gases do Efeito Estufa, com a utilização de seringas e análise por cromatografia de fase gasosa com múltiplos detectores. O trabalho se dividiu em duas etapas. A primeira etapa consistiu em um teste de estabilidade avaliando o meio de amostragem proposto, a seringa, e comparando-o a dois meios de amostragem convencionais canister e bolsa de teflon -, utilizando uma amostra padrão de GEE. A segunda etapa foi a aplicação desta nova metodologia de amostragem na cidade do Rio de Janeiro, buscando a avaliação da concentração dos GEE em diferentes bairros da cidade e a correlação destas com dados meteorológicos e características da localização dos pontos amostrados. Nestas amostragens realizadas na cidade do Rio de Janeiro obteve-se uma média de 536 ppmv, 2,04 ppmv e 274 ppbv, para o CO2, CH4 e N2O, respectivamente, que foram os GEE analisados. Foi possível neste trabalho verificar o grau de correlação dos GEE estudados com variáveis meteorológicas, bem como com outros poluentes já legislados e participantes de monitoramento contínuo. As conclusões alcançadas foram que a nova metodologia proposta para amostragem de GEE é viável devido ao seu bom desempenho no teste de estabilidade, ao baixo custo do material empregado e à praticidade do mesmo, e que as concentrações dos GEE avaliados na cidade do Rio de Janeiro encontram-se superiores às concentrações indicadas como médias globais para os mesmos. Apontando desta forma, a necessidade de um monitoramento contínuo destes de forma a contribuir para a tomada de ações de mitigação dos GEE

Impacto das motocicletas na qualidade do ar das grandes cidades

O crescimento do número de motocicletas nas grandes cidades, em função de fatores como o baixo custo e a alta mobilidade nos centros urbanos, tem sido considerado um importante fator de deterioração da qualidade do ar. Nesse contexto, o monitoramento das emissões gasosas provenientes do escapamento desses veículos é fundamental para o conhecimento da contribuição dessa classe de transporte no agravamento da poluição atmosférica. A partir dessas informações tornam-se possíveis o monitoramento e o controle da qualidade do ar. Para tanto, amostras das emissões de diferentes motocicletas foram coletadas, por meio de dinamômetro, e analisadas por cromatografia gasosa. As emissões das motocicletas foram utilizadas em conjunto com dados meteorológicos utilizando o modelo de trajetória OZIPR e o mecanismo químico SAPRC para demonstrar o impacto na formação do ozônio troposférico na região. As simulações indicam que a concentração de ozônio na troposfera poderá ultrapassar o padrão nacional estabelecido pela Resolução CONAMA 03/90 em até três anos. Além disso, acrescenta-se que as taxas de emissões de compostos legislados emitidos pelas motocicletas utilizadas neste estudo (HC, CO e NOx) já atendem aos níveis preconizados em todas as fases do PROMOT. Assim, além da adoção do PROMOT, se fazem necessárias medidas adicionais para o gerenciamento da emissão de poluentes provindos de fontes móveis. A alteração do tipo de combustível ou até mesmo da fonte de energia, elétrica, por exemplo, seria uma alternativa para o controle da poluição atmosférica

A Real-Time Sliding Mode Control for a Wind Energy System Based on a Doubly Fed Induction Generator

In this paper, a real time sliding mode control scheme for a variable speed wind turbine that incorporates a doubly feed induction generator is described. In this design, the so-called vector control theory is applied, in order to simplify the system electrical equations. The proposed control scheme involves a low computational cost and therefore can be implemented in real-time applications using a low cost Digital Signal Processor (DSP). The stability analysis of the proposed sliding mode controller under disturbances and parameter uncertainties is provided using the Lyapunov stability theory. A new experimental platform has been designed and constructed in order to analyze the real-time performance of the proposed controller in a real system. Finally, the experimental validation carried out in the experimental platform shows; on the one hand that the proposed controller provides high-performance dynamic characteristics, and on the other hand that this scheme is robust with respect to the uncertainties that usually appear in the real systems.

Reutilización de escoria negra de acería como soporte en biofiltros para la eliminación de H2S del biogás.

[EN]Due to the limitations associated with fossil fuels it is necessary to promote energy sources that are renewable as well as eco-friendly, such as biogas generated in anaerobic digesters. The biogas, composed principally of methane and CO2, is the result of the biodegradation of organic matter under anaerobic conditions. Its use as fuel is limited by the presence of minority compounds such as hydrogen sulphide (H2S); therefore, its pre-treatment is necessary. Currently there are various technologies for the removal of H2S from a gas stream, but most of them are based on physic-chemical treatments which have a number of drawbacks as reactive consumption, generation of secondary flows, etc. Biofiltration has been used as an efficient and low cost alternative to conventional purification processes, and excellent results for the degradation of H2S have been obtained. However process can be limited due to the progressive ageing of the support material, along with the loss of nutrients and other specific characteristics necessary for the good development of biomass. The purpose of this project is to develop a mixed support consisting of a mixture of an organic material and an inorganic support for its application in the removal of the H2S from biogas. This support material helps to optimize the characteristics of the bed and extend its lifespan. The development of such material will contribute to the implementation of biofiltration for treating biogas from anaerobic digesters for its use as biofuel. The inorganic material used is electric arc furnace (EAF) black slag, a by-product generated in large quantities in the production of steel in the Basque Country. Although traditionally the slag has been used in civil engineering, its physicochemical characteristics make it suitable for reuse as a filter medium in biofiltration. The main conclusion drawn from the experimental results is that EAF black slag is a suitable co-packing material in organic biofilters treating H2S-polluted gaseous streams. High pollutant removal rates have been achieved during the whole experimental period. The removal capacity recorded in biofilters with less inorganic material was higher than in those with higher slag portion. Nevertheless, all the biofilters have shown a satisfactory response even at high inlet loads (48 g·m-3·h-1), where the RE has not decreased over 82%.

Diseño y fabricación de un electrodo para electroerosión por penetración mediante fabricación aditiva.

[ES]Este trabajo pretende dar solución a la fabricación de los electrodos utilizados en el proceso de la electroerosión, los cuales presentan numerosos requisitos a los que los electrodos actuales no dan respuesta. Por ello, se propone utilizar un material de bajo coste como núcleo y recubrirlo con una fina capa de cobre mediante laser cladding. De esta forma, se reduce el coste del electrodo manteniendo sus propiedades y se posibilita la creación de geometrías complejas.

Sistema para la detección automática de pulso y respiración en la señal de aceleración.

ES]El proyecto descrito en este documento consiste en la investigación sobre la viabilidad de detección automática de pulso y respiración a partir de la señal de aceleración, medida mediante un acelerómetro posicionado bien en la carótida o en el pecho del paciente. El motivo de la utilización de la aceleración está principalmente en el bajo costo y por la tecnología sencilla de los acelerómetros. En este documento se explica cómo se ha montado una plataforma para la adquisición de las señales de aceleración y el electrocardiograma emitido por el corazón, en sujetos sanos. Con la base de señales adquirida se ha diseñado un método basado en el dominio de la frecuencia para detectar la presencia de pulso y respiración. Los resultados son prometedores y confirman la posibilidad de desarrollar estos detectores. Las herramientas desarrolladas podrán ser utilizadas para análisis futuros y para seguir avanzando en este estudio.

Elaboração e avaliação da biodegradabilidade de compósitos à base de poliéster e amido com palha de milho

O uso de polímeros e de compósitos biodegradáveis se apresenta como uma solução para o problema gerado pelo descarte de grandes quantidades de resíduos plásticos no ambiente. Os polímeros convencionais, além de não biodegradáveis, tem como fonte um material não-renovável, o petróleo. Os polímeros biodegradáveis, produzidos a partir de materiais renováveis, frequentemente apresentam como desvantagem o alto custo e propriedades nem sempre satisfatórias. Neste contexto, os compósitos poliméricos se apresentam como uma alternativa, pela possibilidade de incorporar cargas, tanto de origem vegetal como mineral, para alterar propriedades, adequando-as à finalidade do material. Além disso, para viabilizá-los economicamente, há o uso de cargas de baixo custo, como resíduos agrícolas. Neste estudo foram elaborados compósitos de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) e amido (ECOBRAS) com palha de milho, em diferentes concentrações. Foi utilizada a palha de milho in natura, resíduo agrícola abundante, como forma de reduzir os custos e aumentar a proporção de produtos naturais usados, considerando que o ECOBRAS já possui amido em sua composição. O ensaio de tração e análises de DSC, TGA, FTIR, MO e MEV foram utilizadas para caracterizar e avaliar as propriedades dos compósitos. A matriz polimérica e os compósitos foram submetidos ao ensaio de biodegradabilidade através do enterro em solo simulado, segundo a norma ASTM G 160-03, por períodos variando de 2 a 15 semanas. Após cada período de enterro, foram determinadas a perda de massa e a morfologia dos corpos de prova e foram realizadas análises de TGA e FTIR. Os compósitos apresentaram menor resistência à tração que a matriz polimérica. No ensaio de biodegradabilidade, todos os compósitos foram considerados biodegradáveis, embora o acréscimo de palha tenha aumentado o tempo de degradação

The role of probiotics in aquaculture in Nigeria - a review

Aquaculture is beset by many problems especially diseases caused by bacteria as the major deteriorating factors. The use of vaccines and antimicrobial agents have been centered on disease control, but are associated with problems The development of antibiotic resistance among the microorganisms have become a global concern as a result of indiscriminate use of antibiotics. Several alternative suggestions for disease prevention have been on probiotics for its efficacy, low cost, less side effects and accessible to farmers. Probiotics is gaining a high priority in the developed countries with the aim of replacing conventional drugs. The principal bacterial groups tested as probiotic bacteria in culture of shrimps, crabs, oysters, fish and humans are Vibrio, Pseudomonas, Bacillus, Bifidobacteria and several Lactobacilli. Experiments have mainly been conducted with fish larvae, adult fish, crustaceans and animals where significant reduction in mortalities has been obtained. The purpose of this review is to create awareness of the role of probiotics in disease control in aquaculture as alternative to antibiotics.

柱状ZnO阵列薄膜的生长及其发光特性

采用一种设备简单、原料低廉的新型方法，在镀有ZnO先驱薄膜的（0001）蓝宝石上利用水热法制备出了柱状ZnO阵列薄膜．用扫描电镜（SEM），X射线衍射（XRD）对样品的形貌和结构进行了表征，结果显示ZnO薄膜为柱状阵列，基于蓝宝石衬底沿c轴择优生长，且（0004）摇摆曲线半高宽度（FWHM）约为1.8°。此ZnO阵列薄膜具有很强的紫外发射光谱（PL）．

Adesão e sobrevida de pacientes em um programa de assistência medicamentosa para doença de Alzheimer no Rio de Janeiro: um estudo baseado em relacionamento de bases de dados

A doença de Alzheimer (DA) afeta mais de um milhão de habitantes no Brasil com grande impacto tanto na saúde como social e financeiro. O uso adequado de medicamentos e os programas de cuidado integrado são recomendados como as melhores práticas nesta doença. Em 2002, o Ministério da Saúde criou o Programa de Assistência Farmacêutica aos Portadores de doença de Alzheimer que garante aos portadores desta patologia acesso à avaliação por especialistas e tratamento medicamentoso de alto custo. Mas, para um melhor planejamento das ações relacionadas ao programa, é importante entender os padrões de morbi-mortalidade da população alvo, qualidade da assistência oferecida e o seu impacto. Com foco nesse cenário, esta tese teve como objetivo o estudo da adesão, mortalidade e sobrevida em uma população portadora de doença de Alzheimer assistida nesse programa de assistência farmacêutica. Para apresentação dessa pesquisa, dividiram-se os resultados em três artigos. No primeiro artigo, o objetivo foi avaliar a viabilidade de se utilizar as informações de reabastecimento de receitas coletadas por esse programa na construção de medidas de adesão, uma metodologia já explorada na literatura internacional, mas com experiência limitada no Brasil. Os dados foram acessados nos formulários de Autorização de Procedimentos de Alto Custo (APAC) armazenados na base de dados do programa de acesso de medicamentos excepcionais do Sistema de Informação Ambulatorial (SIA). Como resultado, foram criadas várias medidas de adesão com potencial aplicação no campo da farmacoepidemiologia e planejamento em saúde. No segundo artigo, o foco foi entender que fatores individuais, terapêuticos ou relacionados à assistência, poderiam estar relacionados com um aumento do risco de abandono do programa. Fatores como o sexo feminino, o número de comorbidades na APAC, o tipo de inibidor de colinesterase iniciado e a irregularidade nos reabastecimentos foram associados a um maior risco de abandono do programa. No terceiro artigo, pelas técnicas de relacionamento probabilístico de base de dados, agregaram-se os dados presentes no Sistema de Informação sobre Mortalidade (SIM) para avaliação dos padrões de mortalidade desta patologia. Cerca de 40% dos pacientes foram a óbito durante todo o período de seguimento e principal causa básica de mortalidade foi a doença de Alzheimer (19%). Idade mais avançada e sexo masculino foram as únicas variáveis associadas com uma menor sobrevida. A persistência no programa em seis meses e os diferentes níveis de adesão, medidos pela proporção de posse da medicação, não mostraram associação com a sobrevida. Conclui-se que os dados disponíveis nas bases possibilitaram a investigação do padrão de mortalidade e utilização de um programa de assistência na doença de Alzheimer. E, a possibilidade de analisar grandes populações, em caráter contínuo, com medidas objetivas e com um custo relativamente baixo suplanta o caráter limitado das informações individuais e da doença. Políticas que suportem o aumento na disponibilidade, qualidade e escopo da informação e o avanço nas metodologias de pesquisa em bases de dados devem ser uma prioridade da saúde, pois contribuem com a criação de informações relevantes para um uso racional de recursos e melhora nas práticas de cuidado.

A novel non-intrusive sampling technique for CO2 laser on-line beam monitoring utilising a silicon mirror

The measurement of high speed laser beam parameters during processing is a topic that has seen growing attention over the last few years as quality assurance places greater demand on the monitoring of the manufacturing process. The targets for any monitoring system is to be non-intrusive, low cost, simple to operate, high speed and capable of operation in process. A new ISO compliant system is presented based on the integration of an imaging plate and camera located behind a proprietary mirror sampling device. The general layout of the device is presented along with the thermal and optical performance of the sampling optic. Diagnostic performance of the system is compared with industry standard devices, demonstrating the high quality high speed data which has been generated using this system.