[en] DESIGN OF HYDROMETER BASED ON A THIN-FILM RESISTIVE SENSOR FOR MEASURING

[pt] PROJETO DE HIDRÔMETRO BASEADO EM UM SENSOR RESISTIVO DE FILME FINO PARA MEDIÇÃO DE CONSUMO DE ÁGUA EM UNIDADES AUTÔNOMAS

[pt] LAIS DOS SANTOS GONCALVES

[pt] METROLOGIA

[pt] MEDICAO INDIVIDUALIZADA

[pt] CONSUMO DE AGUA

[pt] BEND SENSOR

[pt] SIMULACAO COMPUTACIONAL

[en] METROLOGY

[en] INDIVIDUALIZED MEASUREMENT

[en] WATER CONSUMPTION

[en] BEND SENSOR

[en] COMPUTER SIMULATION

[pt] Em consequência de modificações econômicas, populacionais e nos padrões de consumo, a utilização de água doce aumentou significativamente nos últimos 100 anos. Notoriamente, a medição mostra-se primordial para estimular a conservação da água. Sendo assim, esta dissertação tem por intuito contribuir para o aprimoramento das tecnologias dos hidrômetros, mais especificamente para medição do volume de água escoado em uma tubulação de unidades autônomas em edifícios. Com isso, o presente estudo objetiva avaliar a aplicabilidade de um sensor resistivo de filme fino (bend sensor), com diferentes revestimentos e comprimentos, para implementação em sistemas de medição individualizada de água. Além disso, a motivação deste trabalho é propor um hidrômetro utilizando as válvulas de controle de fluxo que, normalmente, já estão presentes nas instalações hidráulicas condominiais, evitando, assim, a necessidade de obras maiores em prédios antigos, que possuem medição coletiva de consumo de água. Metodologicamente, apresenta-se o sistema desenvolvido para as caracterizações eletromecânica e térmica do sensor, a simulação computacional do sensor realizada por meio do software Ansys e do circuito eletrônico feita no software LTspice (marca registrada) , o treinamento de uma rede neural artificial e as estimativas de volume a partir de pulsos trapezoidais. Os resultados obtidos permitiram avaliar, levando em consideração o tipo de revestimento, que o sensor revestido com poliéster possui um melhor comportamento para o hidrômetro proposto. Além disso, esta avaliação permitiu concluir que o bend sensor demonstrou viabilidade para ser utilizado como transdutor deste medidor volumétrico, podendo ser facilmente inserido dentro de algum componente hidráulico, como uma válvula de controle de fluxo, por exemplo.

[en] As a result of economic, population, and consumption patterns changes, the use of freshwater has increased significantly in the last 100 years. Notably, measurement is essential to encourage water conservation. Therefore, this dissertation aims to contribute to the advancement of water meter technologies, specifically for measuring the volume of water drained in a pipeline of autonomous units in buildings. Thus, the present study aims to evaluate the applicability of a thin-film resistive sensor (bend sensor) with different coatings and lengths for implementation in individualized water measurement systems. In addition, the motivation of this work is to propose a volumetric meter using flow control valves that, ordinarily, are already present in the buildings hydraulic installations, thus avoiding the need for large-scale works in old buildings, which have collective measurement of water consumption. Methodologically, it is presented the system developed for the electromechanical and thermal characterization of the sensor, the computational simulation of the sensor performed using the Ansys software, and of the electronic circuit designed in LTSpice (trademark) software, the training of artificial neural network and the volume estimates from trapezoidal pulses. The results obtained allowed us to assess that, taking into account the type of coating, the sensor coated with polyester has better behavior for the proposed hydrometer. In addition, this evaluation allowed to conclude that the bend sensor demonstrated the feasibility to be used as a transducer of this volumetric meter and can be easily inserted inside a hydraulic component, as a flow control valve, for example.

CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA

KHRISSY ARACELLY REIS MEDEIROS

JOSE FRANCO MACHADO DO AMARAL

CARLOS ROBERTO HALL BARBOSA

MARIA HELENA FARIAS

JORGE LUIS MACHADO DO AMARAL

KHRISSY ARACELLY REIS MEDEIROS

2022-09-01

2022-04-28

[pt] TEXTO

application/pdf

PORTUGUÊS

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=60419@1

https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=60419@2

https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.60419