Dissertação
Desenvolvimento de um sistema para monitoramento acústico da Análise de Composição Química em Campo
Development of a System for Acoustic Monitoring of the Chemical Composition Analysis in Field
Registro en:
Autor
Souza, Frederico Costa
Institución
Resumen
The objective of this work was the design, manufacture and validation of an acoustic
monitoring system of the chemical analysis process, in order to alert the operator of the
Belec Compact Port HLC® portable equipment used in the analysis of chemical composition
in the field about the validity of the results. In order to investigate the effect of vertical
distance and surface geometry factors in the results of the analysis of the chemical
composition of API X65 steel a complete factorial design 3x8 was proposed. The Analysis of
Variance (ANOVA) was applied, and it was concluded with a 95.45 % confidence level that
the investigated factors (vertical distance and geometry of the evaluated surface) and the
interaction between them produced statistically significant effects in the values of the
response variable (% of weight) of the steel X65. A low cost acoustic measurement system
was designed, built and validated to monitor the frequencies of the noise signals emitted
during the chemical composition analyzes in situ. A program in LabVIEW® has been
developed and validated for acquisition of acoustic signals. The developed embedded
system was efficient in the monitoring of the noise signals, presenting nominal range of 11
Pa RMS and resolution of 0.04 Pa RMS. The sound pressure measurement uncertainty (U)
obtained for the inputs of 1 Pa RMS and 10 Pa RMS was U = 0.02 Pa RMS for a coverage
factor k = 1.96 and a coverage probability of 95.45%. The cost of the embedded system was
R$ 430 (USD 115.59, based on the quotation on 06/14/2018). Finally, a reliable criteria for
the chemical composition analysis acceptance was defined. FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Dissertação (Mestrado) O objetivo deste trabalho foi o projeto, fabricação e validação de um sistema de
monitoramento acústico do processo de análise química, com o intuito de alertar o operador
do equipamento portátil Belec Compact Port HLC® utilizado na análise de composição
química em campo sobre a validade dos resultados. Para tanto, foi proposto um
planejamento fatorial completo 3x8, com o objetivo de investigar o efeito dos fatores
distância vertical e geometria da superfície avaliada, nos resultados das análises de
composição química do aço API X65. O tratamento dos dados foi efetuado utilizando-se a
técnica estatística de Análise de Variância (ANOVA), por meio do software Statistica 7.0. Foi
projetado, construído e validado um sistema de baixo custo para monitoramento das
frequências dos sinais de ruído emitidos durante as análises de composição química. Um
programa em LabVIEW foi desenvolvido e validado para aquisição de sinais acústicos.
Como resultados, verificou-se que os fatores investigados (distância vertical e geometria da
superfície avaliada) e a interação entre estes produziram efeitos estatisticamente
significativos nos valores da variável resposta (% em peso) do aço X65 para uma
confiabilidade de 95,45 %. O sistema embarcado desenvolvido se mostrou eficiente no
monitoramento dos sinais de ruído, apresentando faixa nominal de 11 Pa RMS e resolução
de 0,04 Pa RMS. A incerteza de medição (U) de pressão sonora obtida, para as entradas de
1 Pa RMS e 10 Pa RMS, foi de U = 0,02 Pa RMS, para um fator de abrangência k = 1,96 e
uma confiabilidade de 95,45 %. O custo de fabricação do sistema embarcado foi de R$ 430
(USD 115,59, baseada na cotação do dia 14/06/2018). Com base nos resultados do trabalho
foi definido um critério confiável de aceitação dos resultados da análise de composição
química.