Detecção de umidade em matrizes porosas utilizando ponteiras com transistor bipolar
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Silva Junior, José Cláudio da
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Resumo
Resumo: A medição do teor de água em matrizes porosas é um parâmetro de interesse para diversas áreas, como a agricultura e construção civil, as quais constantemente buscam por novas técnicas para quantificação desta variável Neste contexto, os sensores de umidade por pulsos de calor têm se destacado dado o baixo custo e a boa confiabilidade Normalmente, esta técnica utiliza modelos de calibração empíricos que requerem um conhecimento prévio de propriedades físicas das matrizes porosas, fato que dificulta seu uso em larga escala Este trabalho apresenta o desenvolvimento de sondas de calor em ponteiras simples com transistores bipolares Regressões por mínimos quadrados parciais são utilizadas para predizer o teor de umidade em matrizes porosas Tal modelo estima o conteúdo de água com base nas curvas de aquecimento e resfriamento dos sensores, sem o uso deum modelo de calibração empírico As ponteiras são fabricadas com transistores bipolares de baixo custo, nas quais pulsos de calor de 1,6 J (8 mW em 2 s) são dissipados São propostos e discutidos três circuitos de condicionamento para este tipo de sensor O menor erro de medição foi obtido com o dispositivo que aplica um pulso de calor de tensão elevada e baixa corrente Este sistema foi testado em matrizes porosas distintas como o gesso e solo roxo deformado Em blocos de gesso foram obtidos, em média, modelos de predição do grau de saturação ( % -1 %) com R2 de ,9722 e RMSE de 4,78 % Para amostras de solo, em média, as curvas de calibração do conteúdo de água na faixa de 5 % a 53 % atingiramR2 de ,928 e RMSE de 2,37 % em validação cruzada
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Palavras-chave
Instrumentação eletrônica, Agricultura de precisão, Engenharia elétrica, Medidores de umidade, Precision farming, Electric engineering, Humidity meters