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dc.creatorRibeiro, Joel da Silva-
dc.date.accessioned2019-02-28T12:42:29Z-
dc.date.available2019-02-28T12:42:29Z-
dc.date.issued2018-12-07-
dc.identifier.citationRIBEIRO, Joel da Silva. Transdutor a fibra ótica para monitoração de vazão em tubulações industriais. 2018. 69 f. Dissertação (Mestrado em Sistemas de Energia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/3910-
dc.description.abstractFluid flow monitoring is essential in industrial processes. Volumetric flow measurement methods are not feasible in some applications, such as in environments subject to explosions or subject to intense electromagnetic fields. The present work shows the development of an optical fiber transducer for flow measurement in industrial pipes. The force created by the displacing fluid results in the tubular cantilever deformation, within which are adhered four optical fibers, two as a sensor element using Fiber Bragg Grating and two to ensure the optimal geometrical positioning of FBGs. The flow rate is obtained by monitoring the two wavelengths difference of each FBG, which also corrects the cross sensitivity trouble of sensor temperature and strain. Furthermore, the use of clamps adds another strong point to the sensor as it allows easy installation and maintenance on industrial pipes. Static and dynamic tests were performed for transducer calibration and validation. The highest sensitivity in Transducer 1 dynamic calibration is 14,7 pm⁄mh³ ± 2,9 pm(t95% = 2,0) and Transducer 2, 19,2 pm⁄mh³ ± 4,5 pm(t95% = 2,0). For the static calibration the Transducer 1 highest sensitivity is 2,34 nm⁄N ± 31 pm(t95% = 2,1) and Transducer 2, 3,2 nm⁄N ± 35 pm(t95% = 2,1). The difference in sensitivity between the transducers is due to the rotation to the probe of Transducer 1 during the drying period of the epoxy adhesive.The transducer was able to measure flow rate in the range of 0,5 m³⁄h to 6,0 m³⁄h. Furthermore, the gas-liquid flow. There are several advantages of using optical fibers such as flow rate sensors and the development of robust devices allows them to be used in an aggressive industrial environments.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.description.sponsorshipFinanciadora de Estudos e Projetos (FINEP)pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paranápt_BR
dc.description.sponsorshipSecretaria da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior (SETI)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.subjectDetectores ópticospt_BR
dc.subjectMedidores de fluxopt_BR
dc.subjectEscoamento bifásicopt_BR
dc.subjectEscoamento multifásicopt_BR
dc.subjectTransdutorespt_BR
dc.subjectCalibraçãopt_BR
dc.subjectTubulaçãopt_BR
dc.subjectControle de processopt_BR
dc.subjectMétodos de simulaçãopt_BR
dc.subjectOptical detectorspt_BR
dc.subjectFlow meterspt_BR
dc.subjectTwo-phase flowpt_BR
dc.subjectMultiphase flowpt_BR
dc.subjectTransducerspt_BR
dc.subjectCalibrationpt_BR
dc.subjectPipingpt_BR
dc.subjectProcess controlpt_BR
dc.subjectSimulation methodspt_BR
dc.titleTransdutor a fibra ótica para monitoração de vazão em tubulações industriaispt_BR
dc.title.alternativeOptical fiber transducer for flow monitoring in industrial pipespt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoMonitoramento da vazão de fluidos é essencial em processos industriais. Métodos de medição de vazão volumétrica tradicionais não são viáveis em algumas aplicações, como, por exemplo, em ambientes sujeitos a explosões ou sujeitos a campos eletromagnéticos intensos. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um transdutor a fibra ótica para medição de escoamento em tubulações industriais. A força criada pelo fluido em deslocamento resulta na deformação do cantilever tubular, no interior do qual estão coladas quatro fibras óticas, duas como elemento sensor, utilizando redes de Bragg, e duas para garantir o correto posicionamento das redes. A vazão é obtida monitorando a diferença dos dois comprimentos de onda de cada FBG, o que corrige também o problema da sensibilidade cruzada de temperatura e de deformação dos sensores. Além disso, o uso de abraçadeiras agrega outro ponto forte ao sensor, pois permite a fácil instalação e manutenção em tubulações industriais. Foram realizados ensaios estáticos e dinâmicos a fim de calibrar e validar o transdutor. A maior sensibilidade na calibração dinâmica do Transdutor 1 é de 14,7 pm⁄mh³ ± 2,9 pm(t95% = 2,0) e do Transdutor 2 de 19,2 pm⁄mh³ ± 4,5 pm(t95% = 2,0). Para a calibração estática, a maior sensibilidade do Transdutor 1 é de 2,34 nm⁄N ± 31 pm(t95% = 2,1) e do Transdutor 2 de 3,2 nm⁄N ± 35 pm(t95% = 2,1). A diferença de sensibilidade entre os transdutores deve-se à rotação da sonda do Transdutor 1 durante o período de secagem da cola epóxi. O transdutor foi capaz de medir vazão na faixa de 0,5 m³⁄h a 6,0 m³⁄h, além de caracterizar escoamento gás-liquido. Diversas são as vantagens de utilizar fibras óticas como sensores de vazão e o desenvolvimento de dispositivos robustos permite sua utilização em ambientes agressivos como os industriais.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5237955628048880pt_BR
dc.contributor.advisor1Silva, Jean Carlos Cardozo da-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9949032159595994pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Silva, Marco José da-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3660493864159835pt_BR
dc.contributor.referee1Silva, Jean Carlos Cardozo da-
dc.contributor.referee2Santos, Eduardo Nunes dos-
dc.contributor.referee3Rambo, Marcos Vinicio Haas-
dc.contributor.referee4Dreyer, Uilian José-
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Sistemas de Energiapt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MEDIDAS ELETRICAS, MAGNETICAS E ELETRONICAS INSTRUMENTACAOpt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
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