Recuperação do envelope de ondas ultrassônicas corrompidas, para determinação do tempo de trânsito usando a técnica da detecção do cruzamento por zero
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Santos, Jean Carlos Fabiano dos
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Resumo
Resumo: Conhecer a velocidade do vento é um fator importante que engloba diversas áreas científicas Para os modelos existentes de anemômetros, o ultrassônico é o que pode ser utilizado em grande maioria das aplicações Como parte do cálculo necessário para aquisição da velocidade do vento, é preciso encontrar o tempo que uma onda de ultrassom leva para percorrer de um ponto a outro Esse tempo é conhecido por tempo de trânsito (TOF) Os TOF são valiosas medidas empregadas em técnicas que realizam estimativa de deslocamentos, distâncias e velocidades de fluidos em movimento, dentre eles, o vento O maior desafio de medir o TOF é determinar o correto momento em que onda ultrassônica chegou na recepção, pois, ela estará imersa em ruído e sua envoltória provavelmente corrompida por ações do vento A metodologia proposta por este trabalho apresenta um algoritmo combinado entre um Filtro de Kalman Estendido (EKF) e uma técnica de cruzamento por zero (ZCD) O método EKF é responsável pelo estágio de eliminação do ruído e estimação da envoltória real do ultrassom, enquanto o ZCD detecta o correto TOF do sinal estimado No trabalho, também são apresentadas as falhas e soluções encontradas para cada técnica, além de avaliar um circuito de condicionamento mais robusto para excitação e aquisição de transdutores de ultrassom No final é mostrado que, para velocidades de até 75 km/h, com o uso da metodologia do trabalho, foi obtido um coeficiente de determinação de R2 Det = ;9977 e erro relativo de 14,58% em relação a um anemômetro comercial utilizado como referência nesta pesquisa
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Palavras-chave
Eletrônica, Instrumentos, Ondas ultra-sônicas, Sistemas eletrônicos, Engenharia elétrica, Electronic instruments, Ultrasonic waves, Electronic systems, Electric engineering