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

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Lugão, João Ricardo Lhullier [UNESP]
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/136279
Resumo: Temperature control systems are required in several industry and scientific research areas. This work proposes a liquid temperature control system applied to an ultrasonic mea- surement cell for liquids. The control system requires a maximum steady state deviation of 0,01 ◦ C. Thermoelectric coolers (TEC) work as thermal actuators with H bridge power circuits to pump heat to or from the object of interest. Resistive temperature detectors (RTD) are used in this work, which are linear and widely used in the industry as temperature measurement reference. A proportional, integral and derivative (PID) digital controller is tuned using relay feedback identification with direct tuning methods, such as Ziegler-Nichols’. To improve the results a fine tuning is implemented from the parameters estimated by the direct methods. A PID controller capable of achieving the 0,01◦ C maximum variation goal is implemented. With this low steady-state oscilation it is possible to measure phase velocity of ultrassound waves in distilled water with maximum variation of 0,05 m/s around the mean value.
id UNSP_4af632dfaf62d225e536695c6d1a9c88
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/136279
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str 2946
spelling Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassomTemperature controller for a ultrasound liquid properties measurement cellAutomatic ControlTemperature ControlPID ControlPeltier CellsUltrassoundControle de TemperaturaCélula PeltierUltrassomControle PIDTemperature control systems are required in several industry and scientific research areas. This work proposes a liquid temperature control system applied to an ultrasonic mea- surement cell for liquids. The control system requires a maximum steady state deviation of 0,01 ◦ C. Thermoelectric coolers (TEC) work as thermal actuators with H bridge power circuits to pump heat to or from the object of interest. Resistive temperature detectors (RTD) are used in this work, which are linear and widely used in the industry as temperature measurement reference. A proportional, integral and derivative (PID) digital controller is tuned using relay feedback identification with direct tuning methods, such as Ziegler-Nichols’. To improve the results a fine tuning is implemented from the parameters estimated by the direct methods. A PID controller capable of achieving the 0,01◦ C maximum variation goal is implemented. With this low steady-state oscilation it is possible to measure phase velocity of ultrassound waves in distilled water with maximum variation of 0,05 m/s around the mean value.Sistemas de controle de temperatura são necessários em diversos setores da indústria e pesquisa científica. Neste trabalho propõe-se um sistema de controle de temperatura para líquidos, que será utilizado em uma célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom. O sistema de controle tem como requisito atingir uma variação máxima de 0,01 ◦C em regime permanente. Os atuadores térmicos empregados são células de efeito Peltier e utilizam-se circuitos de potência do tipo ponte H para injetar ou retirar calor do objeto de interesse. São utilizados sensores de temperatura do tipo resistivos (RTDs), que são lineares e muito utilizados na indústria como referência para medição de temperatura. É utilizado um controlador proporcional, integral e derivativo (PID) digital, sintonizado a partir de um experimento em que o sistema é realimentado através de um controlador do tipo relé. A partir dos resultados desse experimento utilizam-se métodos diretos, como o de Ziegler-Nichols, para a sintonização dos coeficientes. Em seguida um ajuste fino é feito a partir dos coeficientes gerados por esses métodos. Um controlador PID capaz de atingir as meta de variação máxima de 0,01 ◦C é implementado. Com essa baixa oscilação no regime permanente concluiu-se que é possível realizar medidas de velocidade de fase de ondas de ultrassom propagando-se em água destilada com variação máxima de 0,05 m/s em torno do valor médio.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Estadual Paulista (Unesp)Assunção, Edvaldo [UNESP]Higuti, Ricardo Tokio [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Lugão, João Ricardo Lhullier [UNESP]2016-03-15T18:11:15Z2016-03-15T18:11:15Z2016-02-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11449/13627900086879933004099080P0875516058014262664053395108832030000-0002-4439-85700000-0003-4201-5617porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2024-08-05T17:42:29Zoai:repositorio.unesp.br:11449/136279Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T17:42:29Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom
Temperature controller for a ultrasound liquid properties measurement cell
title Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom
spellingShingle Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom
Lugão, João Ricardo Lhullier [UNESP]
Automatic Control
Temperature Control
PID Control
Peltier Cells
Ultrassound
Controle de Temperatura
Célula Peltier
Ultrassom
Controle PID
title_short Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom
title_full Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom
title_fullStr Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom
title_full_unstemmed Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom
title_sort Controlador de temperatura para célula de medição de propriedades de líquidos por ultrassom
author Lugão, João Ricardo Lhullier [UNESP]
author_facet Lugão, João Ricardo Lhullier [UNESP]
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Assunção, Edvaldo [UNESP]
Higuti, Ricardo Tokio [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Lugão, João Ricardo Lhullier [UNESP]
dc.subject.por.fl_str_mv Automatic Control
Temperature Control
PID Control
Peltier Cells
Ultrassound
Controle de Temperatura
Célula Peltier
Ultrassom
Controle PID
topic Automatic Control
Temperature Control
PID Control
Peltier Cells
Ultrassound
Controle de Temperatura
Célula Peltier
Ultrassom
Controle PID
description Temperature control systems are required in several industry and scientific research areas. This work proposes a liquid temperature control system applied to an ultrasonic mea- surement cell for liquids. The control system requires a maximum steady state deviation of 0,01 ◦ C. Thermoelectric coolers (TEC) work as thermal actuators with H bridge power circuits to pump heat to or from the object of interest. Resistive temperature detectors (RTD) are used in this work, which are linear and widely used in the industry as temperature measurement reference. A proportional, integral and derivative (PID) digital controller is tuned using relay feedback identification with direct tuning methods, such as Ziegler-Nichols’. To improve the results a fine tuning is implemented from the parameters estimated by the direct methods. A PID controller capable of achieving the 0,01◦ C maximum variation goal is implemented. With this low steady-state oscilation it is possible to measure phase velocity of ultrassound waves in distilled water with maximum variation of 0,05 m/s around the mean value.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-03-15T18:11:15Z
2016-03-15T18:11:15Z
2016-02-26
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11449/136279
000868799
33004099080P0
8755160580142626
6405339510883203
0000-0002-4439-8570
0000-0003-4201-5617
url http://hdl.handle.net/11449/136279
identifier_str_mv 000868799
33004099080P0
8755160580142626
6405339510883203
0000-0002-4439-8570
0000-0003-4201-5617
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808128196283990016