Caracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelástico

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Felizari, Alessandra
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/149791
Resumo: Uma vasta gama de sensores são aplicados no mercado atual na busca pela melhoria de processos e produtos. Há um grande crescimento em novos sistemas que possam apresentar recursos que técnicas convencionais não apresentam. A busca por uma nova plataforma de sensoriamento surge a partir do interesse em identificar e controlar parâmetros ambientais isolados. Esta pesquisa em área incipiente no Brasil mostra o desenvolvimento de um sensor a partir de um material inteligente (smart material), que por definição, possui uma ou mais propriedades que podem sofrer mudanças significativas a partir de um estímulo externo. O presente trabalho é baseado na investigação de uma fita de material magnético amorfo, que ao exibir propriedades magnéticas e elásticas pelo efeito da magnetostricção, permite o monitoramento remoto de fenômenos físico-químicos do ambiente em que estiver exposta. O desenvolvimento deste sensor tem finalidade no monitoramento sem fio de solicitação mecânica, e alteração do tipo de fluido presente em um dado ambiente. O estudo e avaliação do sensor contou com técnicas de caracterização experimentais e de simulação. São apresentados sistemas e ensaios capazes verificar as ressonâncias do modo de vibração puro da amostra a partir de medidas ópticas e elétricas, quando submetidos a variação de fenômenos físicos. Os resultados indicam a dependência do efeito direto ao estímulo na ação externa do campo magnético em decorrências das características do material. Os resultados quantificados e qualificados na correlação entre os métodos utilizados, justificam a aplicação do smart material no sensoriamento de viscosidade e carregamento aplicado em ambientes isolados. Em consequência das discussões apresentadas para as curvas comportamentais na variação dos parâmetros físico-químico a plataforma de sensoriamento é validada.
id URGS_24c8008f57a69dbb6467a6d7e3e0932b
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/149791
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str 1853
spelling Felizari, AlessandraClarke, Thomas Gabriel Rosauro2016-11-23T02:25:50Z2016http://hdl.handle.net/10183/149791001006780Uma vasta gama de sensores são aplicados no mercado atual na busca pela melhoria de processos e produtos. Há um grande crescimento em novos sistemas que possam apresentar recursos que técnicas convencionais não apresentam. A busca por uma nova plataforma de sensoriamento surge a partir do interesse em identificar e controlar parâmetros ambientais isolados. Esta pesquisa em área incipiente no Brasil mostra o desenvolvimento de um sensor a partir de um material inteligente (smart material), que por definição, possui uma ou mais propriedades que podem sofrer mudanças significativas a partir de um estímulo externo. O presente trabalho é baseado na investigação de uma fita de material magnético amorfo, que ao exibir propriedades magnéticas e elásticas pelo efeito da magnetostricção, permite o monitoramento remoto de fenômenos físico-químicos do ambiente em que estiver exposta. O desenvolvimento deste sensor tem finalidade no monitoramento sem fio de solicitação mecânica, e alteração do tipo de fluido presente em um dado ambiente. O estudo e avaliação do sensor contou com técnicas de caracterização experimentais e de simulação. São apresentados sistemas e ensaios capazes verificar as ressonâncias do modo de vibração puro da amostra a partir de medidas ópticas e elétricas, quando submetidos a variação de fenômenos físicos. Os resultados indicam a dependência do efeito direto ao estímulo na ação externa do campo magnético em decorrências das características do material. Os resultados quantificados e qualificados na correlação entre os métodos utilizados, justificam a aplicação do smart material no sensoriamento de viscosidade e carregamento aplicado em ambientes isolados. Em consequência das discussões apresentadas para as curvas comportamentais na variação dos parâmetros físico-químico a plataforma de sensoriamento é validada.New amorphous magnetic materials have magnetic and elastic properties which allows the identification and control of environmental parameters remotely. This work was based in the investigation of a magnetoelastic thin strip, widely used as anti-theft device. In this study it was discussed the employment of this material as a sensor capable identify an environmental change through magnetoelasticity. In order to characterize the strips it was employed several techniques, namely: finite element modeling of the vibrational modes, electromagnetic impedance and laser interferometry. It was presented an analysis of the displacement of the longitudinal modes. The knowledge of the vibration mode allowed the sensor electric characterization when subjected to environmental changes. According to the sample dimensions under magnetic field, test systems were developed in order to perform optic and electric measurements. A proper parameter adjustment of the power supply allowed the determination of the fundamental and higher order resonance frequencies. The magnetostrictive behaviour of the anti-theft strips is related to the Young modulus where the vibration frequency is inversely proportional to the length of the strip. Studies showed that the strip performance is also related to many other parameters, such as the mechanical and electromagnetic properties and the environment to which it is exposed. The strips here presented are largely employed as sensor for temperature, pressure, density, mas variation, viscosity and flux velocity mainly because their wireless capabilities. The data from the polarization field are a section of the knowledge required to better investigate the best performance of the sensor. The sensor characterization through several techniques applied in viscous media and under pressure raise some issues. However, the construction of some devices allowed the application of different values of viscosity and pressure upon the magnetized strip. This made the results interpretation less complex. The resonances were observed in the experimental data and mathematical modellin. Calibration curves were defined to make the results interpretation easier.Previously applied and studied techniques which cover the characterization and behaviour of the material provide valid justifications for the implementation of remote sensors made of amorphous metallic strips. The results presented here justify the application of the analysed amorphous strip as a viscosity and pressure sensor in isolated enviroments.application/pdfporMateriais ferromagnéticosSensores magnéticosMagnetostricçãoMagnetostrictive sensorFerromagnetic materialsOptical characterizationElectric characterizationResonance frequencyViscosity sensorWireless sensorThin film sensorCaracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelásticoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulEscola de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de MateriaisPorto Alegre, BR-RS2016mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSORIGINAL001006780.pdf001006780.pdfTexto completoapplication/pdf2517587http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/149791/1/001006780.pdf8616347eabfda3e91b629fc64f225bd9MD51TEXT001006780.pdf.txt001006780.pdf.txtExtracted Texttext/plain175381http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/149791/2/001006780.pdf.txtad3ed144bde480d40315e5776674a1b7MD52THUMBNAIL001006780.pdf.jpg001006780.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1174http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/149791/3/001006780.pdf.jpgbba4009b142163524c7df77bc7164b3bMD5310183/1497912018-10-29 09:23:39.754oai:www.lume.ufrgs.br:10183/149791Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532018-10-29T12:23:39Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Caracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelástico
title Caracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelástico
spellingShingle Caracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelástico
Felizari, Alessandra
Materiais ferromagnéticos
Sensores magnéticos
Magnetostricção
Magnetostrictive sensor
Ferromagnetic materials
Optical characterization
Electric characterization
Resonance frequency
Viscosity sensor
Wireless sensor
Thin film sensor
title_short Caracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelástico
title_full Caracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelástico
title_fullStr Caracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelástico
title_full_unstemmed Caracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelástico
title_sort Caracterização e monitoramento remoto aplicado a um sensor magnetoelástico
author Felizari, Alessandra
author_facet Felizari, Alessandra
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Felizari, Alessandra
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Clarke, Thomas Gabriel Rosauro
contributor_str_mv Clarke, Thomas Gabriel Rosauro
dc.subject.por.fl_str_mv Materiais ferromagnéticos
Sensores magnéticos
Magnetostricção
topic Materiais ferromagnéticos
Sensores magnéticos
Magnetostricção
Magnetostrictive sensor
Ferromagnetic materials
Optical characterization
Electric characterization
Resonance frequency
Viscosity sensor
Wireless sensor
Thin film sensor
dc.subject.eng.fl_str_mv Magnetostrictive sensor
Ferromagnetic materials
Optical characterization
Electric characterization
Resonance frequency
Viscosity sensor
Wireless sensor
Thin film sensor
description Uma vasta gama de sensores são aplicados no mercado atual na busca pela melhoria de processos e produtos. Há um grande crescimento em novos sistemas que possam apresentar recursos que técnicas convencionais não apresentam. A busca por uma nova plataforma de sensoriamento surge a partir do interesse em identificar e controlar parâmetros ambientais isolados. Esta pesquisa em área incipiente no Brasil mostra o desenvolvimento de um sensor a partir de um material inteligente (smart material), que por definição, possui uma ou mais propriedades que podem sofrer mudanças significativas a partir de um estímulo externo. O presente trabalho é baseado na investigação de uma fita de material magnético amorfo, que ao exibir propriedades magnéticas e elásticas pelo efeito da magnetostricção, permite o monitoramento remoto de fenômenos físico-químicos do ambiente em que estiver exposta. O desenvolvimento deste sensor tem finalidade no monitoramento sem fio de solicitação mecânica, e alteração do tipo de fluido presente em um dado ambiente. O estudo e avaliação do sensor contou com técnicas de caracterização experimentais e de simulação. São apresentados sistemas e ensaios capazes verificar as ressonâncias do modo de vibração puro da amostra a partir de medidas ópticas e elétricas, quando submetidos a variação de fenômenos físicos. Os resultados indicam a dependência do efeito direto ao estímulo na ação externa do campo magnético em decorrências das características do material. Os resultados quantificados e qualificados na correlação entre os métodos utilizados, justificam a aplicação do smart material no sensoriamento de viscosidade e carregamento aplicado em ambientes isolados. Em consequência das discussões apresentadas para as curvas comportamentais na variação dos parâmetros físico-químico a plataforma de sensoriamento é validada.
publishDate 2016
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2016-11-23T02:25:50Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2016
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/10183/149791
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001006780
url http://hdl.handle.net/10183/149791
identifier_str_mv 001006780
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.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/149791/1/001006780.pdf
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/149791/2/001006780.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/149791/3/001006780.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 8616347eabfda3e91b629fc64f225bd9
ad3ed144bde480d40315e5776674a1b7
bba4009b142163524c7df77bc7164b3b
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1810085385487777792