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Universidade Federal do Maranhão

1. Will Ribamar Mendes Almeida. Anemômetro Baseado no Método de Tempo de Trânsito: Estudo comparativo de arquiteturas, avaliação de incertezas e implementação.

Degree: 2004, Universidade Federal do Maranhão

Anemometers are instruments, simply, for measuring the velocity of fluids and, in some cases, its direction. Particularly, the measurement of the air velocity extends to applications like: windmills, wind tunnels, electricity generation from Aeolian energy and meteorology. Among the most used methods for the wind velocity determination, the method based on the transit time of ultrasonic waves is stressed for being more suitable to the measurement of the velocity of gases, and which is based on the time required for an ultrasonic wave emitted from a transmitter to reach a receptor. Among the techniques for implementing the transit time the Difference of Time (DT) and Difference of Phase (DP) are emphasized, and both are addressed ins this work. A comparative study, with experimental verification, between the two techniques (DT and DP) is presented in this work, using techniques for compensating the effects of temperature variation on the sound velocity. It was taken into consideration the implementation of the measurement circuits and the propagation of uncertainties with respect to the variables that interfere in the measurement process. From the analyses carried out, the most suitable method for measuring the wind velocity was chosen, and a prototype was developed based on this method. The most suitable method is the Difference of Phase, because the observed uncertainty, in both simulations and experiments, was much smaller than for the DT method.

Anemômetros são instrumentos que, de maneira simplificada, têm a finalidade de medir velocidade de fluidos e, em alguns casos, a sua direção. Em particular a medição da velocidade do ar estende-se a aplicações como: moinhos de vento, túneis de vento, geração de energia elétrica a partir da energia eólica e meteorologia. Dentre os métodos mais comuns de determinação da velocidade de vento destacam-se os que se baseiam no Tempo de Trânsito de ondas ultra-sônicas, por serem mais adequadas para medição de velocidade de gases, e que se baseiam no tempo levado para uma onda ultra-sônica emitida por um transmissor atingir um receptor. Dentre as técnicas usadas para implementar o método do Tempo de Trânsito destacamse a Diferença de Tempo (DT) e a Diferença de Fase (DF), ambas abordadas neste trabalho.. Um estudo comparativo, com verificação experimental, entre as duas técnicas (DT e DF) é apresentado neste trabalho, usando técnicas para compensar os efeitos da variação da temperatura na velocidade do som. Foi levado em consideração na comparação à implementação dos circuitos de medição e a propagação de incertezas com relação as variáveis que interferem no processo de medição. A partir das análises realizadas escolheu-se o método mais apropriado para estimação da velocidade do vento, tendo sido desenvolvido um protótipo baseado nesse método. O método mais apropriado foi o da diferença de fase, pois foi observado, tanto por simulação quanto por experimentação, que a incerteza na estimação da velocidade do vento foi bem maior para o método DT.

Advisors/Committee Members: Sebastian Yuri Cavalcanti Catunda.

Subjects/Keywords: Anemometers; Ultrasonic transducers; Medidores de fluidos; Fluid measurers; Transdutores ultra-sônicos; Anemômetros; MODELOS ANALITICOS E DE SIMULACAO

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APA (6th Edition):

Almeida, W. R. M. (2004). Anemômetro Baseado no Método de Tempo de Trânsito: Estudo comparativo de arquiteturas, avaliação de incertezas e implementação. (Thesis). Universidade Federal do Maranhão. Retrieved from http://www.tedebc.ufma.br//tde_busca/arquivo.php?codArquivo=235

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Chicago Manual of Style (16th Edition):

Almeida, Will Ribamar Mendes. “Anemômetro Baseado no Método de Tempo de Trânsito: Estudo comparativo de arquiteturas, avaliação de incertezas e implementação.” 2004. Thesis, Universidade Federal do Maranhão. Accessed January 22, 2020. http://www.tedebc.ufma.br//tde_busca/arquivo.php?codArquivo=235.

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MLA Handbook (7th Edition):

Almeida, Will Ribamar Mendes. “Anemômetro Baseado no Método de Tempo de Trânsito: Estudo comparativo de arquiteturas, avaliação de incertezas e implementação.” 2004. Web. 22 Jan 2020.

Vancouver:

Almeida WRM. Anemômetro Baseado no Método de Tempo de Trânsito: Estudo comparativo de arquiteturas, avaliação de incertezas e implementação. [Internet] [Thesis]. Universidade Federal do Maranhão; 2004. [cited 2020 Jan 22]. Available from: http://www.tedebc.ufma.br//tde_busca/arquivo.php?codArquivo=235.

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Council of Science Editors:

Almeida WRM. Anemômetro Baseado no Método de Tempo de Trânsito: Estudo comparativo de arquiteturas, avaliação de incertezas e implementação. [Thesis]. Universidade Federal do Maranhão; 2004. Available from: http://www.tedebc.ufma.br//tde_busca/arquivo.php?codArquivo=235

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