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dc.creatorFernandes, Diego-
dc.date.accessioned2022-09-26T22:11:38Z-
dc.date.available2022-09-26T22:11:38Z-
dc.date.issued2022-08-30-
dc.identifier.citationFERNANDES, Diego. Sensoriamento ótico para medição de nível, velocidade e vazão no escoamento em canais. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29746-
dc.description.abstractThis work aimed to create a transducer based on sensors with Bragg gratings (FBG) for simultaneous measurements of water level, velocity and temperature in channels. Optical fibers are glued to a rectangular aluminum rod that has been attached to the bottom of a rectangular channel. The flow of water causes a distributed force and characteristic curve in the rod, depending on the fluid level and velocity. A set of four FBGs are used to monitor the flexural profile of the rod. With the difference between the wavelengths of the FBGs, it is possible to eliminate the effect of temperature and obtain a system of nonlinear equations dependent only on the speed and water level. They were worked with speeds between 0.1 m/s to 0.9 m/s and water levels from 0.4 m to 0.7 m, for the evaluated experiments. An empirical model was obtained to describe the change in wavelength and, as a consequence, the level and velocity of the water. Until the final presentation of this work, it was not possible to find satisfactory precision results for more than 30% of the systems and expectations for future work remained. Then artificial neural networks were used as a more direct solution to determine the level and speed of water from the measured wavelengths, considering mean values and standard deviation. With this method, the maximum absolute deviations were 0.02 m/s and 3.1 cm, for the mean velocity and water level, respectively.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/pt_BR
dc.subjectDetectores ópticos - Mediçãopt_BR
dc.subjectFibras ópticaspt_BR
dc.subjectEscoamentopt_BR
dc.subjectMedidores de fluxopt_BR
dc.subjectResistência de materiaispt_BR
dc.subjectRedes neurais (Computação)pt_BR
dc.subjectTubos - Dinâmica dos fluidospt_BR
dc.subjectTransdutorespt_BR
dc.subjectOptical detectors - Measurementpt_BR
dc.subjectOptical fiberspt_BR
dc.subjectRunoffpt_BR
dc.subjectFlow meterspt_BR
dc.subjectStrength of materialspt_BR
dc.subjectNeural networks (Computer science)pt_BR
dc.subjectTubes - Fluid dynamicspt_BR
dc.subjectTransducerspt_BR
dc.titleSensoriamento ótico para medição de nível, velocidade e vazão no escoamento em canaispt_BR
dc.title.alternativeOptical sensing to measure level, speed and flow in channel flowpt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.description.resumoEste trabalho teve como objetivo a criação de um transdutor baseado nos sensores com redes de Bragg (FBG) para medições simultâneas de nível de água, velocidade e temperatura em canais. As fibras óticas são coladas em uma haste retangular de alumínio que foi presa ao fundo de um canal retangular. O fluxo de água causa uma força distribuída e uma curva característica na haste, dependendo do nível e da velocidade do fluido. Um conjunto de quatro FBGs são usados para monitorar o perfil de flexão da haste. Com a diferença entre os comprimentos de onda das FBGs é possível eliminar o efeito da temperatura e obter um sistema de equações não lineares dependentes apenas da velocidade e do nível da água. Foram trabalhadas com velocidades entre 0,1 m/s a 0,9 m/s e níveis de água de 0,4 m a 0,7 m, para os experimentos avaliados. Um modelo empírico foi obtido para descrever a mudança de comprimento de onda e, e como consequência o nível e a velocidade da água. Até a apresentação final deste trabalho, não foi possível encontrar resultados precisão satisfatória para mais de 30% dos sistemas e ficaram as expectativas para trabalhos futuros. Então foram utilizadas redes neurais artificiais como solução mais direta para determinar o nível e a velocidade da água a partir dos comprimentos de onda medidos, considerando valores médios e desvio padrão. Com este método, os desvios absolutos máximos foram de 0,02 m/s e 3,1 cm, para a velocidade média e nível da água, respectivamente.pt_BR
dc.degree.localCuritibapt_BR
dc.publisher.localCuritibapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0003-4691-4388pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/0383901485845912pt_BR
dc.contributor.advisor1Kamikawachi, Ricardo Canute-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3079-924Xpt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7279178012336732pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Fabiani, André Luiz Tonso-
dc.contributor.advisor-co1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6860-7595pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2066172514415967pt_BR
dc.contributor.referee1Dartora, César Augusto-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-5110-5214pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9823126897769892pt_BR
dc.contributor.referee2Silva, Jean Carlos Cardozo da-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-2310-9159pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9949032159595994pt_BR
dc.contributor.referee3Barreto, Rafael Carvalho-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-5710-8600pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/9065135095315460pt_BR
dc.contributor.referee4Kamikawachi, Ricardo Canute-
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000-0003-3079-924Xpt_BR
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/7279178012336732pt_BR
dc.contributor.referee5Braga, Sérgio Michelotto-
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/9313203926620534pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrialpt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICApt_BR
dc.subject.capesEngenharia Elétricapt_BR
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