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Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível (2017)

  • Authors:
  • USP affiliated authors: BECARI, WESLEY - EP
  • USP Schools: 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
  • Acesso online ao documento

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    EPBC31200038516FT-3756 versão corr.
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    • ABNT

      BECARI, Wesley; CORRERA, Fatima Salete. Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível. 2017.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28062017-144309/pt-br.php >.
    • APA

      Becari, W., & Correra, F. S. (2017). Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28062017-144309/pt-br.php
    • NLM

      Becari W, Correra FS. Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28062017-144309/pt-br.php
    • Vancouver

      Becari W, Correra FS. Desenvolvimento de sensores em frequências de micro-ondas para caracterização de etanol combustível [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3140/tde-28062017-144309/pt-br.php

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