Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível (2017)
- Authors:
- Autor USP: BECARI, WESLEY - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PSI
- Subjects: SENSOR; COMBUSTÍVEIS; TECNOLOGIA DE MICRO-ONDAS; ELETROMAGNETISMO
- Language: Português
- Abstract: Etanol é um dos principais combustíveis na matriz energética brasileira. Embora tenha uma fiscalização rigorosa, é comum sua adulteração com água. Este trabalho propõe o desenvolvimento de sensores planares de micro-ondas para a qualificação de etanol combustível. São apresentados dois conjuntos de sensores, sendo um voltado para a análise da fase vapor e outro para a fase líquida do etanol combustível. Foram projetados dois sensores para a fase vapor, sendo um deles uma antena de microfita e o outro uma antena de fenda em cavidade de guia de ondas integrada ao substrato, ambos recobertos com nanotubos de carbono e operando em 5,8 GHz. As antenas foram utilizadas como ressoadores e não como elementos radiantes. Os dois sensores para a fase líquida foram projetados em tecnologia de guia de ondas integrado ao substrato, sendo um deles a antena de fenda em cavidade, sem cobertura de nanotubos de carbono, e o outro um guia de ondas operando na faixa de 3,95 a 6 GHz contendo uma seção no substrato. Foram implementadas as técnicas de perturbação da cavidade ressonante e de transmissão/reflexão para a extração dos valores de permissividade elétrica complexa dos materiais sob teste, a partir da resposta em frequência dos sensores propostos. Foram caracterizadas amostras de álcool etílico absoluto 99,5%, água deionizada e misturas desses materiais em diferentes frações. Todos os sensores propostos demonstraram capacidade de discriminação de frações volumétricas de etanol em água de 2% (v/v) na faixa especificada pela legislação. Os nanotubos de carbono viabilizaram o desenvolvimento dos sensores de fase vapor, sendo que o sensor empregando a antena com fenda apresentou sensibilidade 5,1 vezes maior comparado ao sensor com antena de microfita.O sensor de fase líquida usando a antena com fenda apresentou a maior sensibilidade entre os sensores ressonantes -- 30,9 vezes maior do que o obtido com a antena de microfita com nanotubos de carbono. O sensor com guia de ondas integrado ao substrato apresentou incerteza máxima de 3,4% para medidas de etanol em água nas frações permitidas pela legislação. Dessa forma, este trabalho contribui de forma original no desenvolvimento de sensores para caracterização eletromagnética de materiais e para qualificação de etanol combustível.
- Imprenta:
- Data da defesa: 06.03.2017
-
ABNT
BECARI, Wesley. Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível. 2017. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28062017-144309/. Acesso em: 28 dez. 2025. -
APA
Becari, W. (2017). Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28062017-144309/ -
NLM
Becari W. Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível [Internet]. 2017 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28062017-144309/ -
Vancouver
Becari W. Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível [Internet]. 2017 ;[citado 2025 dez. 28 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28062017-144309/ - Rede de sensores para engenharia biomédica utilizando o protocolo IEEE1451
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