Projecto e realização de sensores de temperatura analógicos e digitais

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e Computadores

Vigilancia por análisis de ruido de los sensores de temperatura

En este proyecto se van a aplicar las técnicas de análisis de ruido para caracterizar la respuesta dinámica de varios sensores de temperatura, tanto termorresistencias de platino como de termopares. Estos sensores son imprescindibles para él correcto funcionamiento de las centrales nucleares y requieren vigilancia para garantizar la exactitud de las medidas. Las técnicas de análisis de ruido son técnicas pasivas, es decir, no afectan a la operación de la planta y permiten realizar una vigilancia in situ de los sensores. Para el caso de los sensores de temperatura, dado que se pueden asimilar a sistemas de primer orden, el parámetro fundamental a vigilar es el tiempo de respuesta. Éste puede obtenerse para cada una de las sondas por medio de técnicas en el dominio de la frecuencia (análisis espectral) o por medio de técnicas en el dominio del tiempo (modelos autorregresivos). Además de la estimación del tiempo de respuesta, se realizará una caracterización estadística de las sondas. El objetivo es conocer el comportamiento de los sensores y vigilarlos de manera que se puedan diagnosticar las averías aunque éstas estén en una etapa incipiente. ABSTRACT In this project we use noise analysis technique to study the dynamic response of RTDs (Resistant temperature detectors) and thermocouples. These sensors are essential for the proper functioning of nuclear power plants and therefore need to be monitored to guarantee accurate measurements. The noise analysis techniques do not affect plant operation and allow in situ monitoring of the sensors. Temperature sensors are equivalent to first order systems. In these systems the main parameter to monitor is the response time which can be obtained by means of techniques in the frequency domain (spectral analysis) as well as time domain (autoregressive models). Besides response time estimation the project will also include a statistical study of the probes. The goal is to understand the behavior of the sensors and monitor them in order to detect any anomalies or malfunctions even if they occur in an early stage.

Abrigo meteorológico de baixo custo para sensores de temperatura.

2015

Sensores Passivos em Suporte de Papel

O presente trabalho propõe-se superar o problema do funcionamento da tecnologia RFID num meio em presença de líquidos. Desta forma procedeu-se ao desenvolvimento de um rótulo que visa ser aplicado em garrafas de vinho ou champanhe. Incorporar RFID em rótulos permite maior velocidade e robustez na identificação do produto, sendo o principal interesse a sua versatilidade que permitirá associar diferentes funcionalidades. Para construir as antenas das tags foi necessário primeiramente estudar as caraterísticas do meio dielétrico, tendo sido necessário para isso, desenvolver um método de caraterização dielétrica. Estudou-se o papel e o vidro usando um método baseado em linhas de transmissão. Uma vez estudadas as caraterísticas dielétricas, foram dimensionadas e produzidas diferentes antenas, nomeadamente o rótulo com a presença de uma garrafa com água.

Avaliação da transmissão de dados de temperatura no sistema 1-wireTM

A necessidade de sistemas de monitoramento automático versáteis e de baixo custo que possam auxiliar o produtor agrícola na otimização dos processos produtivos, é evidente. Este trabalho foi realizado com o objetivo de pesquisar as limitações e as potencialidades de aplicação do sistema 1-wireTM na transmissão de dados de temperatura em instalações agrícolas. O sistema 1-wireTM é uma rede de transmissão de dados que possibilita a comunicação digital entre um computador e dispositivos da série 1-wireTM, tais como os sensores de temperatura DS1820. A transmissão de dados de temperatura nesse sistema foi avaliada em função do tipo dos condutores e do número de sensores DS1820. Com base nos resultados, concluiu-se que o aumento do número de sensores de temperatura DS1820 no sistema 1-wireTM incrementa a carga capacitiva de maneira distinta para cada um dos tipos de condutores estudados, podendo causar interrupções na transmissão de dados.

Avaliação de circuito eletrônico para medição de temperatura em instalações agrícolas por meio da porta paralela de um computador

Os sistemas de aquisição de dados de temperatura disponíveis comercialmente apresentam alto custo e grande complexidade operacional para a sua utilização em instalações agrícolas climatizadas. Este trabalho teve por objetivos propor, calibrar e validar um circuito eletrônico de baixo custo para a aquisição de dados de temperatura com base na freqüência de oscilação da tensão elétrica (0 a 5 V). O sensor empregado no circuito foi um termistor com resistência ômica de 10 kômega 25 ºC e coeficiente de temperatura negativo. O circuito eletrônico, conectado a um computador via porta paralela, foi calibrado por comparação com um termômetro-padrão de mercúrio em vidro. Após as medições, análises de regressão foram realizadas com os dados experimentais, gerando-se equações que relacionam freqüência com resistência e resistência com temperatura. Os coeficientes de determinação demonstraram excelentes correlações entre as variáveis (R² > 0,9999). Posteriormente, foram realizadas comparações entre as medições obtidas com o circuito eletrônico e dois sistemas convencionais de aquisição de dados. Os resultados demonstraram que o circuito proposto é capaz de medir com exatidão e precisão a temperatura na faixa de 10 a 40 ºC.

Construção e validação de uma bancada para calibração de sensores para determinação da umidade relativa do ar

O presente trabalho destina-se a apresentar a experiência de montagem e de validação de uma Bancada de Calibração de sensores para determinação da umidade relativa do ar com base nas teorias e normas existentes de psicrometria. A Bancada foi construída com base em normas internacionais, onde salienta-se a ASHRAE 41.1-1974, sendo uma evolução de trabalhos anteriormente desenvolvidos. A validação da bancada passa por uma verificação do funcionamento do sistema montado, buscando garantir que o mesmo é eficaz no que se propõe. Para isso, curvas de estabilidade em temperatura e umidade relativa do ar em função do tempo foram levantadas e analisadas dentro de uma certa faixa de operação, entre 30,50 e 44,50 ºC e para temperatura de bulbo úmido, entre 25,00 e 31,10 ºC. Para a estabilidade em umidade relativa do ar testada, a faixa varia de 57,20 a 74,46 %. Também foi verificado experimentalmente o comportamento da temperatura de bulbo úmido em função da velocidade do ar no escoamento, entre 1,25 e 5,00m/s. Para a comprovação desta verificação experimental, os dados coletados nos sensores e termômetros foram corrigidos através das equações de calibração e depois os mesmos foram comparados e estudados mediante uma análise de variância (ANOVA). Os resultados dos testes revelaram que a velocidade na faixa experimentada (1,25 a 5,00) m/s não gera uma diferença significativa na leitura dos sensores Um outro teste experimental foi elaborado para verificar o comportamento da temperatura de bulbo úmido em função da umidade relativa do ar para diversos elementos sensores de temperatura. (termômetros de Hg, sensores PT100, AD592 e termopar tipo K). Para esta verificação, os elementos sensores foram submetidos a uma velocidade de 5,00 m/s. Para cada nível de temperatura, três níveis de umidade relativa do ar foram analisadas. Os resultados mostram que a Bancada de calibração é um ambiente controlado dentro de uma faixa de temperatura e umidade relativa do ar, sendo um recurso a mais que pode ser usado no vasto campo da psicrometria.

Desenvolvimento de uma rede de sensores sem fio aplicada no monitoramento da variabilidade térmica em casas de vegetação

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sistema de control de temperatura a través de Arduino y la tecnología GPRS/GSM

El principal objetivo de este proyecto consiste en estudiar las posibilidades de desarrollo de un sistema para el control de la temperatura basado en la plataforma Arduino. Con el fin de alcanzar dicho objetivo, se ha implementado un sistema que permite la consulta y control de la temperatura ambiente a través de la red de comunicaciones móviles. Tras un análisis previo de las distintas placas Arduino, se evalúan una serie de módulos de expansión (shields) compatibles con dicha plataforma que nos permiten ampliar sus funcionalidades, dotando al dispositivo de un sistema de comunicación basado en la tecnología GPRS/GSM. Se estudian los diferentes sensores de temperatura compatibles con Arduino, además de una serie de actuadores que contribuyen al accionamiento y control de un posible termostato, así como al desarrollo de un pequeño sistema de alarma capaz de detectar temperaturas extremas. El proyecto concluye con el diseño de una aplicación basada en el entorno de desarrollo Arduino que nos permita evaluar las distintas capacidades de nuestro sistema, así como comunicarnos con la plataforma a través de SMS para el control remoto de la temperatura. ABSTRACT. The goal of the project consists of studying the developmental possibilities of a temperature control system based on the Arduino platform. In order to this, there has been implemented a system to consult and manage the environmental temperature through mobile communication networks. After a previous assessment of the different Arduino boards, there are analysed a set of expansion modules (shields) compatibles with the platform that enables us to upgrade the device functionalities with the GPRS/GSM communication protocol. Different temperature sensors compatible with Arduino have been studied. In addition, there are evaluated a set of actuators for the operation and control of a thermostat and also the development of a small alarm system that alerts of extremes temperatures. The project concludes with the design of an application based on the Arduino development environment which allows us to evaluate the different capabilities of our system as well as the communication with the platform by SMS for the remote temperature control.

Caracterización Avanzada de Tanques de Fermentación de Café medinate una Red Multidistribuida de Sensores RFID

Las hortalizas mínimamente procesadas (MP) son productos frescos, higienizados, que sufren alteraciones físicas durante el proceso de elaboración que afectan a su metabolismo, determinando incrementos en la tasa respiratoria y producción de etileno. Los daños que se originan por las operaciones físicas, vuelven a estos productos más susceptibles a la colonización de microorganismos, inducen procesos de cicatrización de heridas y afectan su calidad organoléptica y funcional. Por ello en estos productos es especialmente crítico el aseguramiento de las condiciones de refrigeración desde el productor hasta el consumidor. En este estudio se presenta el análisis de las temperaturas registradas en Santiago (Chile) durante la cadena de producción y distribución de lechugas baby leaf MP tipo Salanova®, monitorizadas mediante sensores de temperatura y humedad relativa (I-Buttons®) y tarjetas RFID con sensor de temperatura (TurboTag®), colocados en el interior de las bolsas de lechuga y en el exterior de las cajas de agrupación. El objetivo del presente trabajo es generar información sobre el historial térmico de estos productos desde la huerta a la nevera del consumidor, así como optimizar los protocolos de colocación de dispositivos y sistematizar procedimientos de análisis de datos espacio-temporales. Con los datos registrados, se simuló la cadena de producción, distribución y venta, realizando un seguimiento de la calidad comercial del producto, evaluándose la tasa respiratoria y las características sensoriales sin degustación. Se observó que no solo se producen saltos térmicos discretos, sino que las lechugas estuvieron durante gran parte de su vida útil en condiciones sub-óptimas de temperatura, comprometiéndose su calidad sensorial.

Otimização de um sistema de "Free-Cooling" de uma instalação de climatização: incluindo a definição de um algoritmo de controlo de funcionamento

A utilização de equipamentos de climatização é cada vez mais frequente, e surgem novas tecnologias para aumentar a eficiência do processo, e neste caso, a opção da instalação de um sistema de Unidade de Tratamento de Ar com Economizador é a fundamental temática deste trabalho de dissertação. O “Free-Cooling” baseia-se na utilização total ou parcial do ar exterior para proceder à climatização de um espaço, quando se verificam as condições ótimas para o processo, e quando o sistema apresenta um controlador que permita gerir a abertura dos registos face à temperatura exterior e interior medida. A análise das condições exteriores e interiores é fundamental para dimensionar um Economizador. É necessário determinar o tipo de clima do local para fazer a seleção do tipo de controlo do processo, e recolher também, o perfil de temperaturas exterior para justificar a utilização de “Free-Cooling” no local. A determinação das condições interiores como a quantificação da utilização da iluminação, ocupação e equipamentos, é necessária para determinar a potência das baterias de arrefecimento ou aquecimento, e no caso de ser utilizado “Free-Cooling”, determinar o caudal de ar exterior a insuflar. O balanço térmico das instalações explicita todas as cargas influentes no edifício, e permite quantificar a potência necessária para climatização. Depois, adicionando o Economizador no sistema e comparando os dois sistemas, verifica-se a redução dos custos de utilização da bateria de arrefecimento. O desenvolvimento de um algoritmo de controlo é fundamental para garantir a eficiência do Economizador, onde o controlo dos registos de admissão e retorno de ar é obrigatoriamente relacionado com a leitura dos sensores de temperatura exterior e interior. A quantidade de ar novo insuflado no espaço depende, por fim, da relação entre a carga sensível do local e a diferença de temperatura lida entre os dois sensores.

Monitorização de mosaicos in situ da Villa Romana do Rabaçal

De modo a implementar as recomendações do ICCM (1986) no sentido de preservar os mosaicos no seu contexto arqueológico, a equipa que desde 1984 tem vindo a estudar a Villa romana do Rabaçal tem efectuado esforços no sentido de adquirir conhecimentos que permitam seleccionar medidas para a sua preservação e conservação in situ. De modo a avaliar as condições atmosféricas a que os mosaicos estão sujeitos e projectar uma possível cobertura, enquadrada no Plano de Salvaguarda 2007-2009 proposto, foi instalada uma estação meteorológica, na qual se regista os valores atmosféricos de temperatura, humidade, pressão, direcção e velocidade do vento, precipitação, e humidade no solo (em contexto não arqueológico). Foram ainda instalados sensores de temperatura e humidade no solo, o mais próximo possível dos mosaicos, aproveitando as lacunas dispersas. Foram estudadas algumas características do solo local, tendo sido analisadas a granulometria, composição mineralógica, quantidade de matéria orgânica e taxa de infiltração da água no solo. De modo a inventariar locais com aptidão para a exploração de tesselas calcárias, com cores idênticas às que estão aplicadas nos mosaicos, a utilizar em futuros trabalhos de conservação e restauro, foi efectuada uma campanha de prospecção geológica na região, verificando-se a existência de matéria-prima semelhante em antigas pedreiras e outros pontos de possível exploração em lugares que distam menos de 5km da villa romana do Rabaçal.

Sistema contra incendis

Aquest projecte ha consistit en desenvolupar un sistema contra incendis utilitzant per tal efecte dues motes cou24, emissora, receptora i un ordenador. La mota emissora pren valors dels sensors de temperatura i bateria els envia a la mota receptora per monitoritzar-los, si la bateria baixa d'un límit preestablert enviarà una alarma de bateria baixa a la mota receptora, si la temperatura supera el límit de temperatura preestablert enviarà l'alarma d'incendi a la mota receptora. La mota receptora s'encarrega d'enviar els missatges que provenen de la mota emissora a l'ordenador on estigui connectada i també d'enviar els missatges que provenen de l'ordenador a la mota emissora.S'ha desenvolupat una aplicació amb Java amb la que es monitoritzen els valors dels sensors i les alarmes provinents de la mota emissora, també es poden modificar una sèrie de paràmetres com són: l'interval de temps amb el que es prenen valors dels sensors, interval de temps amb el que s'envien els valors i límit de temperatura amb el que la mota comprovarà l'alarma d'incendi així com, si fos el cas, enviar la confirmació d'alarma d'incendi.

Avaliação do tensiômetro eletrônico no monitoramento do potencial matricial de água no solo

O presente trabalho apresenta o monitoramento do potencial de água no solo obtido por meio do uso de um tensiômetro eletrônico. Os testes foram conduzidos no Laboratório de Mecânica e Eletrônica do Departamento de Engenharia Agrícola da UFC, tendo sido utilizados nove exemplares de tensiômetro eletrônico e três exemplares de tensiômetro convencional de mercúrio. Durante o período de um mês, os dados foram armazenados a uma freqüência de 2 Hz, sendo possível obter detalhes quanto ao monitoramento do potencial da água do solo, o efeito das flutuações de temperatura nas leituras do tensiômetro e a realização de testes de tempo de resposta e de sensibilidade. O efeito das flutuações de temperatura acentuou-se à medida que o potencial matricial diminuiu, sendo o uso de sensores de temperatura em transdutores de pressão de fundamental importância para corrigir o erro de leitura, principalmente para leituras coletadas em horário em que ocorrem as maiores temperaturas do dia. O tempo de resposta do equipamento aumenta à medida que o potencial matricial diminui. Os dispositivos testados apresentaram sensibilidades, em média, de 42,833 mV (kPa)-1 e precisão média de 0,02334 kPa ou 0,2380 cm c H2O.