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Desenvolvimento de um sistema opto-eletronico para a aplicação da tecnologia fieldbus na detecção de bolhas em tubulações

By Fabio Delatore

Abstract

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema óptico de detecção de bolhas em tubulações. Esta montagem foi realizado no Laboratório de Controle e Automação de processos de DESQ/FEQ/UNICAMP. As bolhas podem representar um problema em certos processos químicos, por exemplo, no caso de uma tubulação que alimenta uma bomba. Deseja-se exista somente líquido passando, pois bolhas geraria cavitação e também desgaste do rotor devido ao choque dessas bolhas de ar com o rotor e com as paredes internas da bomba, inutilizando-a em pouco tempo de uso. Um outro exemplo, em tubulações com líquidos quentes que alimentam um trocador de calor, a presença de bolhas faz com que a eficiência da troca térmica do equipamento diminua. O sistema óptico desenvolvido utilizou como emissor de luz, o laser e como receptor, um componente eletrônico chamado de fototransistor. Dois tipos de sensores ópticos foram desenvolvidos. O primeiro deles, o sensor pontual, utiliza apenas um emissor laser e um fototransistor. Já o segundo, chamado de sensor multiponto, utiliza quatro emissores laser e quatro fototransistores. Duas interfaces eletrônicas foram desenvolvidas. A interface do sensor pontual funciona com retenção do sinal de saída, ou seja, a saída não se altera até a passagem de uma nova bolha... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digitalThis work describes the development of an optical system to detect bubbles on chemical industries pipelines. The experimental apparatus was assembled in the Processes Control and Automation Laboratory of DESQ/FEQ/UNICAMP. Bubbles may represent a problem in some processes. For example, the presence of bubbles in the liquid that feeds a centrifugal pump can cause a decrease in the pump efficiency and the rotor wearing down due to the friction forces. Another example can be found in pipes with hot fluid that feeds a heat exchanger. Bubble appearance will also decrease the heat transfer efficiency. The developed optical system employs the laser pointer pen as a light source (emitter) and an electronic component, called phototransistor, as a receiver. Two optical sensors were developed. The first one was assembled using just one emitter and one-receiver devices. The second one, called multipoint sensor, was developed using four emitters and four receivers. An electronic interface was successfully developed to connect the optical sensor on the Fieldbus network. For the one-emitter-sensor, the interface uses the latch feature so that the transmitter state does no change until a new event happens. On the multipoint sensor, the interface works as an asynchronous counter: for every bubble event, the counter in the software is increased by one... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertation

Topics: Detectores, Bolhas (Fisica), Optoletronica, Laser, Detectors, Bubbles, Optoelectronics, Laseer
Publisher: Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Engenharia Química
Year: 2005
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.BDTD_UNICAMP:oai:unicamp.br:vtls000354213
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