Metodologia para avaliação dimensional de placas de trocadores de calor utilizando técnicas de visão computacional: Vitor Gabriel Ramos ; orientador, Anderson Wedderhoff Spengler, coorientador, Jorge Luiz Goes Oliveira.

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ramos, Vitor Gabriel
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/251953
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas Eletrônicos, Joinville, 2023.
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spelling Metodologia para avaliação dimensional de placas de trocadores de calor utilizando técnicas de visão computacional: Vitor Gabriel Ramos ; orientador, Anderson Wedderhoff Spengler, coorientador, Jorge Luiz Goes Oliveira.Sistemas eletrônicosInstrumentação (Física)AlgorítmosDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Campus Joinville, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Sistemas Eletrônicos, Joinville, 2023.Os trocadores de calor do tipo placas são equipamentos usados ??para implementação da troca térmica entre fluidos, e são amplamente utilizados em processos industriais, como nas indústrias alimentícias, petroquímicas e têxteis. Para evitar perdas de desempenho e possíveis paradas por inatividade, são realizados processos de manutenção, que incluem, entre outras, atividades de limpeza e inspeção dimensional das placas. Os métodos de medição tradicionais são lentos e cansativos ao técnico executor, o que pode conferir atrasos ao processo de manutenção, ao passo que métodos avançados, como de medição por orientações e dedicados a este tipo de componente, são robustos, comprometendo a portabilidade entre ambientes e contém custo elevado. Como alternativa, algoritmos de instrumentação virtual, equipados com ferramentas de visão computacional, possuem custos de implementação inferiores e, dependendo da estrutura e do tipo de sensor, possuem também portabilidade, como no caso da utilização de câmeras. O desafio deste tipo de solução está na exatidão do sistema, que depende do conjunto de técnicas de processamento digital de imagem que são embarcadas, sendo estas definidas de acordo com as condições de contorno de cada aplicação. O objetivo desta pesquisa é a elaboração de um sistema de medição baseado em um algoritmo, abandonando a proposição de uma metodologia de processamento digital de imagem. Foram analisados ??diferentes softwares que incluem visão computacional, e selecionados o conjunto Python e a biblioteca OpenCV para a elaboração do algoritmo. Identificou-se como pontos críticos a exatidão do sistema, a operação das técnicas de detecção de bordas e contornos e seu pré-processamento. Foram elaboradas estratégias de recombinação de imagem, orientadas para a detecção de bordas, baseadas em diferentes espaços de cor. O algoritmo elaborado foi testado utilizando amostras de placas de trocadores de calor, descritos nesta pesquisa, por meio de conceitos de metrologia, estimando a incerteza de forma experimental. Foram desenvolvidos recursos adicionais de processamento, transferência de compensação de erros, distorções, e referenciamento, utilizando-se marcadores ArUco. A metodologia de melhor desempenho foi a recombinação lógica tipo OR, sobre as camadas U e V do modelo de cor YUV, que apresentou um erro máximo de 1,87mm, sobre as condições definidas de ensaio.Abstract: Plate-type heat exchangers are equipment used to implement thermal exchange between fluids and are widely used in industrial processes, such as the food, petrochemical, and textile industries. To avoid loss of performance and possible downtime due to inactivity, maintenance processes are carried out, which include, among others, cleaning activities and dimensional inspection of the plates. Traditional measurement methods are slow and tiring for the technician performing them, which can cause delays in the maintenance process. In contrast, advanced methods, such as measurement by coordinates and dedicated to this type of component, are robust, but compromise portability between environments and with high cost. Alternatively, virtual instrumentation algorithms, equipped with computer vision tools, have lower implementation costs and, depending on the structure and type of sensor, also have portability, as in the case of using cameras. The challenge of this type of solution lies in the accuracy of the system, which depends on the set of digital image processing techniques that are embedded, these techniques are defined according to the boundary conditions of each application. The objective of this research is the development of a measurement system based on an algorithm, encompassing the proposition of a digital image processing methodology. Different software with computer vision was analyzed, and the Python set and OpenCV library were selected to develop the algorithm. Critical points were identified as the system's accuracy, the operation of edge and contour detection techniques, and their pre-processing. Image recombination strategies were developed, oriented towards edge detection, based on different color spaces. The developed algorithm was tested using samples of heat exchanger plates, characterized in this research, through metrology concepts, estimating uncertainty experimentally. Additional processing resources were developed, aiming to compensate for errors, distortions, and referencing, using ArUco markers. The best-performing methodology was logical OR recombination, on the U and V layers of the YUV color model, which presented a maximum error of 1.87mm, under the defined test conditions.Spengler, Anderson WedderhoffOliveira, Jorge Luiz GoesUniversidade Federal de Santa CatarinaRamos, Vitor Gabriel2023-11-14T23:28:59Z2023-11-14T23:28:59Z2023info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis149 p.| il., tabs.application/pdf384836https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/251953porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-11-14T23:28:59Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/251953Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732023-11-14T23:28:59Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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