Controlo automático de um interferómetro para monitorização e caracterização de sensores interferométricos

A indústria de sensores de fibra óptica está a tornar-se cada vez mais importante e emprega diferentes técnicas que permitem monitorizar uma grande variedade de parâmetros. Uma das técnicas que apresenta grandes potencialidades, devido ao seu elevado desempenho, é a técnica interferométrica, que fornece, simultaneamente, uma grande sensibilidade e uma larga gama dinâmica. Além destas vantagens, juntam-se as vantagens comuns associadas a todos os sensores de fibra óptica, tais como passividade eléctrica, fiabilidade e possibilidade de multiplexagem, que também se aplicam aos sensores interferométricos. Outra técnica muito utilizada no ramo dos sensores de fibra óptica, em configurações interferométricas com intuito de interrogação, é a técnica de interferometria de luz branca. Esta técnica permite precisão de medição, insensibilidade a flutuações da potência óptica ao longo do sistema de interrogação, assim como uma resolução elevada. Com o intuito de tornar os sistemas de instrumentação / interrogação mais compactos e flexíveis foi desenvolvida uma plataforma de instrumentação virtual, que consiste em aplicações de software que implementam as funções dos instrumentos físicos em ambiente computacional. Esta área permite obter sistemas de instrumentação / interrogação menos complexos, de maior portabilidade e com um custo mais reduzido. Esta dissertação tem como objectivo o desenvolvimento de um sistema de interrogação de sensores de fibra óptica interferométricos controlado automaticamente através de instrumentação virtual, sendo necessário numa fase inicial um estudo aprofundado dos sensores de fibra óptica, das diferentes técnicas de interrogação e da área de instrumentação virtual. O capítulo 1 é o capítulo de introdução, onde são apresentados de forma genérica os diferentes conceitos inerentes ao trabalho, nomeadamente sensores de fibra óptica e os conceitos de interrogação de sensores interferométricos e conceitos de instrumentação virtual. Os sensores interferométricos são abordados com mais detalhe no capítulo 2. Neste capítulo são abordados os conceitos teóricos de interferometria, assim como os diferentes esquemas interferométricos geralmente utilizados em sensores de fibra óptica.No capítulo 3 são apresentados os diferentes esquemas de detecção de sinal utilizados para interrogar sensores interferométricos de fibra óptica. É apresentada a técnica de interferometria de luz branca e os esquemas de detecção de sinal homódina e heteródina. O conceito de instrumentação, com ênfase nos sistemas de instrumentação virtual é apresentado no capítulo 4. É abordado o tema de sistemas de instrumentação tradicionais e de instrumentação virtual, dando ênfase às vantagens destes últimos. É também apresentado o ambiente de programação LabVIEW e o amplificador lock-in virtual, utilizado no desenvolvimento do projecto. No capítulo 5 é apresentado o desenvolvimento do sistema de interrogação de sensores interferométricos proposto inicialmente. Todo o desenvolvimento, desde implementação do interferómetro receptor, passando pelo sistema de controlo baseado em instrumentação virtual, até à caracterização do sistema está documentado neste capítulo. A monitorização e caracterização de sensores interferométricos com o sistema apresentado no capítulo 5 estão documentadas no capítulo 6. No capítulo 7 são apresentadas as conclusões relativas ao trabalho desenvolvido, assim como as perspectivas futuras de evolução do sistema implementado.

Detecção de metamidofós em solos por métodos ecotoxicológico e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas sequencial (LC-MS/MS)

Soil contamination by pesticides is an environmental problem that needs to be monitored and avoided. However, the lack of fast, accurate and low cost analytical methods for discovering residual pesticide in complex matrices, such as soil, is a problem still unresolved. This problem needs to be solved before we are able to assess the quality of environmental samples. The intensive use of pesticides has increased since the 60s, because the dependence of their use, causing biological imbalances and promoting resistance and recurrence of high populations of pests and pathogens (upwelling). This has contributed to the appearance of new pests that were previously under natural control. To develop analytical methods that are able to quantify residues pesticide in complex environment. It is still a challenge for many laboratories. The integration of two analytical methods one ecotoxicological and another chemical demonstrates the potential for environmental analysis of methamidophos. The aim of this study was to evaluate an ecotoxicological method as "screening" analytical methamidophos in the soil and perform analytical confirmation in the samples of the concentration of the analyte by chemical method LC-MS/MS In this work we tested two soils: a clayey and sandy, both in contact with the kinetic methamidophos model followed pseudo-second order. The clay soil showed higher absorption of methamidophos and followed the Freundlich model, while the sandy, the Langmuir model. The chemical method was validated LC-MS/MS satisfactory, showing all parameters of linearity, range, precision, accuracy, and sensitivity adequate. In chronic ecotoxicological tests with C. dubia, the NOEC was 4.93 and 3.24 for ng L-1 of methamidophos to elutriate assays of sandy and clay soils, respectively. The method for ecotoxicological levels was more sensitive than LC-MS/MS detection of methamidophos, loamy and sandy soils. However, decreasing the concentration of the standard for analytical methamidophos and adjusting for the validation conditions chemical acquires a limit of quantification (LOQ) in ng L-1, consistent with the provisions of ecotoxicological test. The methods described should be used as an analytical tool for methamidophos in soil, and the ecotoxicological analysis can be used as a "screening" and LC-MS/MS as confirmatory analysis of the analyte molecule, confirming the objectives of this work

Detecção dos herpesvirus humanos na mucosa oral de pacientes irradiados para tratamento de carcinoma epidermoide em região de cabeça e pescoço

A radioterapia para tratamento das neoplasias malignas em região de cabeça e pescoço é acompanhada de diversas complicações, decorrentes do comprometimento dos tecidos radiossensíveis localizados próximos ao tumor. Entre essas complicações a mucosite é a que merece maior destaque. A mucosite é uma reação tóxica inflamatória da mucosa oral causada pelo tratamento citorredutivo induzido pela radioterapia (RT) ou pela quimioterapia (QT). Ela manifesta-se com sinais de edema, eritema, úlcera e formação pseudomembrana, resultando em sintomas de ardência, que pode progredir para dor intensa e consequente prejuízo na alimentação e comunicação verbal. Infecções bacterianas, fúngicas ou virais podem acometer a mucosa bucal irradiada e exacerbar a manifestação da mucosite oral por meio da ativação de fatores de transcrição da resposta inflamatória. Existem poucos dados na literatura sobre a participação dos herpesvirus humanos na mucosite oral induzida pela radioterapia. A proposta desse trabalho foi avaliar a excreção oral dos herpesvirus humanos (HSV-1, HSV-2, EBV, CMV, VZV, HHV6, HHV7 e HHV8) e sua possível associação com o desenvolvimento e agravamento da mucosite oral, em pacientes diagnosticados com carcinoma epidermoide (CEC) de boca e orofaringe, submetidos à radioterapia associado à quimioterapia. Nesse estudo foram analisadas 158 amostras de lavado bucal, de 20 pacientes, submetidos à radioterapia para CEC em região de cabeça e pescoço, coletadas semanalmente, durante todo o tratamento. Foi realizada a extração do DNA dessas amostras e em seguida sua amplificação através da PCR utilizando dois conjuntos de primers: HSVP1/P2 para os subtipos HSV-1, HSV-2, EBV, CMV e HHV-8 e o VZVP1/P2 para os subtipos VZV, HHV-6 e HHV-7. As amostras positivas foram submetidas à digestão enzimática com enzimas de restrição BamHI e BstUI para determinação específica de cada um dos oito herpesvirus. Foi também avaliada clinicamente, a mucosite oral, em cada uma das coletas, seguindo os critérios da OMS e NCIC. As análises da amostra mostraram a excreção do EBV, HHV-6 e HHV-7, em todas as semanas de tratamento radioterápico, enquanto que a excreção do HSV1 não pode ser observada no momento da triagem. Considerando-se todos os períodos em conjunto (Triagem, semanas de radioterapia e Controle), a maior frequência foi de pacientes que excretaram EBV (55,0%), seguida daqueles que excretaram HHV-7 (20,5%). A frequência de excreção de EBV foi significativamente maior do que a dos demais vírus (Teste ?2, p<0.001 para todos os cruzamentos). A frequência de excreção de HHV-7 foi significativamente maior do que a de HSV-1 (5,9%) e HHV-6 (5,5%) (Teste ?2, p=0.001 para ambos os cruzamentos). Não houve diferenças estatísticas significantes entre as frequências de HSV-1 e HHV-6. Como conclusão, verificou-se uma correlação positiva entre a excreção oral do EBV e a presença de mucosite induzida pela associação de radioterapia e quimioterapia com graus >=2, sobretudo se considerarmos as três últimas semanas de radioterapia, período este em que a severidade da mucosite foi estatisticamente maior. Esses achados nos possibilitam inferir que o ambiente inflamatório local de mucosites com grau >=2 seja mais favorável para excreção oral do EBV.

The role of non-factorizability in determining "pseudo-classical" non-separability

This article introduces a “pseudo classical” notion of modelling non-separability. This form of non-separability can be viewed as lying between separability and quantum-like non-separability. Non-separability is formalized in terms of the non-factorizabilty of the underlying joint probability distribution. A decision criterium for determining the non-factorizability of the joint distribution is related to determining the rank of a matrix as well as another approach based on the chi-square-goodness-of-fit test. This pseudo-classical notion of non-separability is discussed in terms of quantum games and concept combinations in human cognition.

Pseudo-merohedral twinning in the structure of the hydrated 1:1 proton-transfer compound of 5-sulfosalicylic acid with 4-aminopyridine

The structure of the pseudo-merohedrally twinned crystal of the 1:1 proton-transfer compound of 5-sulfosalicylic acid (3-carboxy-4-hydroxybenzenesulfonic acid) with 4-aminopyridine: 4-aminopyridinium 3-carboxy-4-hydroxybenzenesulfonate sesquihydrate has been determined at 180 K and the hydrogen-bonding pattern is described. Crystals of the compound are monoclinic with space group P21/c, with unit cell dimensions a = 35.2589(8), b = 7.1948(1), c = 24.5851(5) Å, β = 110.373(2)o, and Z = 16. The monoclinic asymmetric unit comprises four cation-anion pairs and six water molecules of solvation with only the pyridinium cations having pseudo-symmetry as a result of inter-cation aromatic ring π-π stacking effects. Extensive hydrogen bonding gives a three-dimensional framework structure.

Pseudo-marginal algorithms with multiple CPUs

The emergence of pseudo-marginal algorithms has led to improved computational efficiency for dealing with complex Bayesian models with latent variables. Here an unbiased estimator of the likelihood replaces the true likelihood in order to produce a Bayesian algorithm that remains on the marginal space of the model parameter (with latent variables integrated out), with a target distribution that is still the correct posterior distribution. Very efficient proposal distributions can be developed on the marginal space relative to the joint space of model parameter and latent variables. Thus psuedo-marginal algorithms tend to have substantially better mixing properties. However, for pseudo-marginal approaches to perform well, the likelihood has to be estimated rather precisely. This can be difficult to achieve in complex applications. In this paper we propose to take advantage of multiple central processing units (CPUs), that are readily available on most standard desktop computers. Here the likelihood is estimated independently on the multiple CPUs, with the ultimate estimate of the likelihood being the average of the estimates obtained from the multiple CPUs. The estimate remains unbiased, but the variability is reduced. We compare and contrast two different technologies that allow the implementation of this idea, both of which require a negligible amount of extra programming effort. The superior performance of this idea over the standard approach is demonstrated on simulated data from a stochastic volatility model.

Pseudo plastic zone analysis of steel frame structures comprising non-compact sections

Application of `advanced analysis' methods suitable for non-linear analysis and design of steel frame structures permits direct and accurate determination of ultimate system strengths, without resort to simplified elastic methods of analysis and semi-empirical specification equations. However, the application of advanced analysis methods has previously been restricted to steel frames comprising only compact sections that are not influenced by the effects of local buckling. A concentrated plasticity method suitable for practical advanced analysis of steel frame structures comprising non-compact sections is presented in this paper. The pseudo plastic zone method implicitly accounts for the effects of gradual cross-sectional yielding, longitudinal spread of plasticity, initial geometric imperfections, residual stresses, and local buckling. The accuracy and precision of the method for the analysis of steel frames comprising non-compact sections is established by comparison with a comprehensive range of analytical benchmark frame solutions. The pseudo plastic zone method is shown to be more accurate and precise than the conventional individual member design methods based on elastic analysis and specification equations.

Sampling designs on stream networks using the pseudo-Bayesian approach

Monitoring stream networks through time provides important ecological information. The sampling design problem is to choose locations where measurements are taken so as to maximise information gathered about physicochemical and biological variables on the stream network. This paper uses a pseudo-Bayesian approach, averaging a utility function over a prior distribution, in finding a design which maximizes the average utility. We use models for correlations of observations on the stream network that are based on stream network distances and described by moving average error models. Utility functions used reflect the needs of the experimenter, such as prediction of location values or estimation of parameters. We propose an algorithmic approach to design with the mean utility of a design estimated using Monte Carlo techniques and an exchange algorithm to search for optimal sampling designs. In particular we focus on the problem of finding an optimal design from a set of fixed designs and finding an optimal subset of a given set of sampling locations. As there are many different variables to measure, such as chemical, physical and biological measurements at each location, designs are derived from models based on different types of response variables: continuous, counts and proportions. We apply the methodology to a synthetic example and the Lake Eacham stream network on the Atherton Tablelands in Queensland, Australia. We show that the optimal designs depend very much on the choice of utility function, varying from space filling to clustered designs and mixtures of these, but given the utility function, designs are relatively robust to the type of response variable.

Shared generation of pseudo-random functions

In Crypto’95, Micali and Sidney proposed a method for shared generation of a pseudo-random function f(·) among n players in such a way that for all the inputs x, any u players can compute f(x) while t or fewer players fail to do so, where 0⩽t

Shared generation of pseudo-random functions with cumulative maps

In Crypto’95, Micali and Sidney proposed a method for shared generation of a pseudo-random function f(·) among n players in such a way that for all the inputs x, any u players can compute f(x) while t or fewer players fail to do so, where 0 ≤ t < u ≤ n. The idea behind the Micali-Sidney scheme is to generate and distribute secret seeds S = s1, . . . , sd of a poly-random collection of functions, among the n players, each player gets a subset of S, in such a way that any u players together hold all the secret seeds in S while any t or fewer players will lack at least one element from S. The pseudo-random function is then computed as where f s i (·)’s are poly-random functions. One question raised by Micali and Sidney is how to distribute the secret seeds satisfying the above condition such that the number of seeds, d, is as small as possible. In this paper, we continue the work of Micali and Sidney. We first provide a general framework for shared generation of pseudo-random function using cumulative maps. We demonstrate that the Micali-Sidney scheme is a special case of this general construction.We then derive an upper and a lower bound for d. Finally we give a simple, yet efficient, approximation greedy algorithm for generating the secret seeds S in which d is close to the optimum by a factor of at most u ln 2.

A pseudo-marginal sequential Monte Carlo algorithm for random effects models in Bayesian sequential design

A computationally efficient sequential Monte Carlo algorithm is proposed for the sequential design of experiments for the collection of block data described by mixed effects models. The difficulty in applying a sequential Monte Carlo algorithm in such settings is the need to evaluate the observed data likelihood, which is typically intractable for all but linear Gaussian models. To overcome this difficulty, we propose to unbiasedly estimate the likelihood, and perform inference and make decisions based on an exact-approximate algorithm. Two estimates are proposed: using Quasi Monte Carlo methods and using the Laplace approximation with importance sampling. Both of these approaches can be computationally expensive, so we propose exploiting parallel computational architectures to ensure designs can be derived in a timely manner. We also extend our approach to allow for model uncertainty. This research is motivated by important pharmacological studies related to the treatment of critically ill patients.