LASER-TESTING RIG : Measurement System for evaluation of Shape of concentrating reflector for solar collector Absolicon X10

This Thesis project is a part of the all-round automation of production of concentrating solar PV/T systems Absolicon X10. ABSOLICON Solar Concentrator AB has been invented and started production of the prospective solar concentrated system Absolicon X10. The aims of this Thesis project are designing, assembling, calibrating and putting in operation the automatic measurement system intended to evaluate the shape of concentrating parabolic reflectors.On the basis of the requirements of the company administration and needs of real production process the operation conditions for the Laser testing rig were formulated. The basic concept to use laser radiation was defined.At the first step, the complex design of the whole system was made and division on the parts was defined. After the preliminary conducted simulations the function and operation conditions of the all parts were formulated.At the next steps, the detailed design of all the parts was conducted. Most components were ordered from respective companies. Some of the mechanical components were made in the workshop of the company. All parts of the Laser-testing rig were assembled and tested. Software part, which controls the Laser-testing rig work, was created on the LabVIEW basis. To tune and test software part the special simulator was designed and assembled.When all parts were assembled in the complete system, the Laser-testing rig was tested, calibrated and tuned.In the workshop of Absolicon AB, the trial measurements were conducted and Laser-testing rig was installed in the production line at the plant in Soleftea.

Experimental performance of a string module in a CPC reflector cavity

The purpose of the work is to develop a cost effective semistationary CPC concentrator for a string PV-module. A novel method of using annual irradiation distribution diagram projected in a north-south vertical plane is developed. This method allows us easily to determine the optimum acceptance angle of the concentrator and the required number of annual tilts. Concentration ranges of 2-5x are investigated with corresponding acceptance angles between 5 and 15°. The concentrator should be tilted 2-6 times per year. Experiments has been performed on a string module of 10 cells connected in a series and equipped with a compound parabolic concentrator with C = 3.3X. Measurement show that the output will increase with a factor of 2-2.5 for the concentrator module, compared to a reference module without concentrator. If very cheap aluminium reflectors are used the costs for the PV-module can be decreased nearly by a factor of two.

Module property verification : A method to plan and perform quality verifications in modular architectures

Modular product architectures have generated numerous benefits for companies in terms of cost, lead-time and quality. The defined interfaces and the module’s properties decrease the effort to develop new product variants, and provide an opportunity to perform parallel tasks in design, manufacturing and assembly. The background of this thesis is that companies perform verifications (tests, inspections and controls) of products late, when most of the parts have been assembled. This extends the lead-time to delivery and ruins benefits from a modular product architecture; specifically when the verifications are extensive and the frequency of detected defects is high. Due to the number of product variants obtained from the modular product architecture, verifications must handle a wide range of equipment, instructions and goal values to ensure that high quality products can be delivered. As a result, the total benefits from a modular product architecture are difficult to achieve. This thesis describes a method for planning and performing verifications within a modular product architecture. The method supports companies by utilizing the defined modules for verifications already at module level, so called MPV (Module Property Verification). With MPV, defects are detected at an earlier point, compared to verification of a complete product, and the number of verifications is decreased. The MPV method is built up of three phases. In Phase A, candidate modules are evaluated on the basis of costs and lead-time of the verifications and the repair of defects. An MPV-index is obtained which quantifies the module and indicates if the module should be verified at product level or by MPV. In Phase B, the interface interaction between the modules is evaluated, as well as the distribution of properties among the modules. The purpose is to evaluate the extent to which supplementary verifications at product level is needed. Phase C supports a selection of the final verification strategy. The cost and lead-time for the supplementary verifications are considered together with the results from Phase A and B. The MPV method is based on a set of qualitative and quantitative measures and tools which provide an overview and support the achievement of cost and time efficient company specific verifications. A practical application in industry shows how the MPV method can be used, and the subsequent benefits

Beneftis of modularity and module level tests

Many companies implement a modular architecture to support the need to create more variants with less effort. Although the modular architecture has many benefits, the tests to detect any defects become a major challenge. However, a modular architecture with defined functional elements seems beneficial to test at module level, so called MPV (Module Property Verification). This paper presents studies from 29 companies with the purpose of showing trends in the occurrence of defects and how these can support the MPV.

An Injection-locked Diode Laser for Cold Rydberg Atom Experiments

A free-running, temperature stabilized diode laser has been injection-locked to an external cavity diode laser for use in cold Rydberg atom experiments. Cold rubidium atoms in a magneto-optical trap (MOT) are excited to Rydberg states using a 10 ns laser pulse. The Rydberg atoms spontaneously ionize due to dipole forces, and the collisional ionization dynamics are observed as a function of atom density and principal quantum number of the Rydberg state, n. The injection-locked diode laser will be used as a repumper in conjunction with a dark spontaneous-force optical trap (SPOT) to increase the Rydberg state density. We report on the design of the injection-locked laser system.

Estudo microscópico do reparo ósseo na mandíbula de ratos submetida a ostectomias a fresa cirúrgica e laser de Er:YAG

Proposição: avaliar histologicamente o reparo ósseo, especialmente a velocidade de cicatrização, após ostectomias a fresa cirúrgica e a laser de Er:YAG, sem contato, em diferentes intensidades de energia, in vivo. Materiais e método: 20 ratos (Novergicus Cepa Wistar), divididos em cinco grupos de quatro animais, foram submetidos a ostectomias da cortical óssea do corpo mandibular a fresa cirúrgica e a laser de Er:YAG (400 mJ/6 Hz), sem contato, no lado direito; no lado esquerdo foram realizadas ostectomias a laser de Er:YAG nas intensidades de 350 mJ/6 Hz e 300 mJ/6 Hz, sem contato. O laser foi aplicado sob irrigação constante. Foi utilizada matriz metálica para padronização das cavidades. Os tempos cirúrgicos foram sete, 14, 45, 60 e 90 dias pós-operatórios, e os espécimens analisados ao microscópio óptico. Resultados: as ostectomias a fresa cirúrgica apresentaram reparo ósseo a partir do endósteo cortical e do trabeculado remanescente. Aos 45 dias, observou-se o restabelecimento cortical, e após remodelação óssea. O reparo ósseo após irradiação a laser apresentou neoformação óssea a partir da superfície externa e endósteo corticais. Áreas de dano térmico foram verificadas nas três condições de irradiação, limitando-se a superfície. Estas áreas não foram mais evidenciadas aos 60 dias pós-operatórios. Neste período e adiante, verificou-se remodelação óssea. Conclusão: o reparo ósseo após ostectomias a laser de Er:YAG ocorreu através de corredores de cicatrização. O reparo ósseo após ostectomias a fresa cirúrgica tende a forma centrífuga. Já o reparo ósseo após irradiação a laser de Er:YAG tende a forma centrípeta. A velocidade de reparo foi maior nas ostectomias a fresa cirúrgica do que nas ostectomias a laser. Aos 90 dias, verificou-se reparo ósseo comparativamente homogêneo nas quatro condições propostas.

Processamento de materiais carbonáceos por pulsos intensos de laser em alta pressão

Neste trabalho foi desenvolvida uma câmara de alta pressão com janela de safira para processamento de filmes finos com pulsos de laser de alta potência, num regime de resfriamento ultra-rápido e geometria confinada. As amostras estudadas consistiram de filmes finos de carbono amorfo depositados sobre substratos de cobre. Os processamentos foram realizados com um laser pulsado Nd:YAG com energia de até 500 mJ por pulso, com duração de 8 ns, focalizada numa região de cerca de 1,5mm2, gerando uma região de elevada temperatura na superfície da amostra durante um intervalo de tempo bastante curto, da ordem do tempo de duração do pulso do laser. Para evitar a evaporação do filme de carbono, aplicava-se através da câmara, uma pressão de 0,5 a 1,0 GPa, confinando a amostra e eliminando o efeito da ablação. Este sistema tornou possível produzir taxas de resfriamento extremamente elevadas, com supressão da formação de uma pluma durante a incidência do laser, sendo o calor dissipado rapidamente pelo contato com os substratos de cobre e safira, ambos com elevada condutividade térmica. As amostras processadas foram analisadas por micro-espectroscopia Raman e os resultados revelaram a formação de estruturas com cadeias lineares de carbono, “carbynes”, caracterizadas pela presença de um pico Raman intenso na região de 2150 cm-1. Outro conjunto de picos Raman foi observado em 996 cm-1, 1116 cm-1 e 1498 cm-1 quando o filme fino de carbono amorfo foi processado dentro da câmara, com uma seqüência de mais de três pulsos consecutivos de laser. Várias tentativas foram feitas para investigar a natureza da fase que origina estes picos. Apesar da similaridade com o espectro Raman correspondente ao poliacetileno (CnHn), não foi possível constatar evidências experimentais sobre a presença de hidrogênio nos filmes de carbono processados. Estes picos Raman não foram observados quando o filme de carbono era depositado sobre outros substratos metálicos, a não ser em cobre. O conjunto de resultados experimentais obtidos indica que estes picos estariam relacionados a pequenos aglomerados lineares de átomos de carbono, diluídos numa matriz de átomos de cobre, formados durante os pulsos subseqüentes de laser e retidos durante o resfriamento ultra-rápido da amostra. A comparação dos resultados experimentais com a simulação do espectro Raman para diferentes configurações, permite propor que estes aglomerados seriam pequenas cadeias lineares, com poucos átomos, estabilizadas frente à formação de grafenos pela presença de átomos de cobre em abundância. Foram também realizados processamentos de materiais carbonáceos por pulsos de laser em meios líquidos, através de câmaras especialmente construídas para este fim. Os resultados, em diversos materiais e configurações, mostraram apenas a formação de estruturas grafíticas, sem evidência de outras fases.

Estudo da estampabilidade de tailored blanks soldadas a laser

A união de chapas de diferentes materiais, espessuras e propriedades mecânicas formando uma geratriz para estampagem é uma estratégia que a indústria automobilística utiliza no desenvolvimento de estruturas leves. Uma delas chama-se Tailored Welded Blanks, onde duas ou mais chapas são unidas pelo processo de solda. Dentro do contexto de estruturas leves é analisado neste trabalho o comportamento mecânico de duas diferentes chapas soldadas utilizadas pela indústria automobilística, formando uma única geratriz com diferentes razões de espessuras. Para isso, foram unidos os materiais ZSTE 220 P nas espessuras 1.5 e 0.8 mm e St 05 nas espessuras de 1.5 e 1.2 mm. O processo de junção utilizado para unir os materiais de diferentes espessuras foi solda a laser. Os ensaios de fabricação utilizados para caracterizar o comportamento mecânico do material foram o ensaio de tração uniaxial e o ensaio Nakajima modificado. O ensaio de tração define as propriedades mecânicas e o ensaio Nakajima quantifica as deformações principais maiores e menores na superfície da chapa. De posse destas deformações é possível construir as Curvas Limites de Conformação (CLC) de cada material. A maneira encontrada para simular estes estados de deformações foi utilizar 8 corpos de prova de mesmo comprimento, porém variando sua largura e o raio do entalhe correspondente. O uso de corpos de prova com diferentes larguras e raio de entalhe permite obter deformações que abrangem os campos referentes ao estiramento, deformação plana e embutimento profundo.

A influência da luz laser de baixa energia na prevenção de mucosite oral em crianças e adolescentes com câncer

Objetivo: Este estudo teve como objetivo avaliar a influência do laser de baixa energia na prevenção ou redução de mucosite oral em crianças e adolescentes. Pacientes e Métodos: Este trabalho foi um ensaio clínico randomizado cego. Pacientes de três a 18 anos tratados com quimioterapia ou transplante de células progenitoras hematopoéticas entre maio de 2003 e fevereiro de 2005 foram incluídos no estudo. Nos pacientes do grupo intervenção foi aplicado laser na mucosa oral por cinco dias, a partir do primeiro dia da quimioterapia. As avaliações orais foram realizadas no primeiro dia, no oitavo e no 15º dia após o início do tratamento, utilizando-se a escala para avaliação do grau de mucosite oral recomendada pela Organização Mundial de Saúde de 1998. As avaliações foram realizadas pelo mesmo examinador, sem envolvimento na randomização. Resultados: Sessenta pacientes foram incluídos no estudo, 39 (65%) foram meninos, 35 (58%) tinham diagnóstico de leucemias e linfomas e 25 (42%) tinham diagnóstico de tumores sólidos. A média de idade foi 8,7 ± 4,3 anos. Vinte e nove pacientes foram randomizados para receber a intervenção e 31 para o grupo controle. Nenhum paciente teve evidência de mucosite oral na primeira avaliação. Na segunda avaliação, no dia oito, 20 pacientes (36%) desenvolveram mucosite, 13 deles eram do grupo que recebeu laser e sete do grupo controle. Na terceira avaliação, no dia 15, 24 (41%) pacientes desenvolveram mucosite oral, 13 deles foram do grupo laser e 11 do grupo controle. Não houve diferença estatisticamente significativa entre os grupos para o grau de mucosite oral no dia oito (P=0,234), nem no dia 15 (P=0,208). Conclusão: O uso do laser de baixa intensidade não mostrou evidências suficientes que possam justificar a sua recomendação como medida preventiva para mucosite oral em crianças e adolescentes submetidas à quimioterapia.