Medição de Micro Caudal por Interferometria
Medição de Micro Caudal por Interferometria
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A medição de caudais inferiores a 1 μL/h apresenta uma complexidade elevada devida a vários fatores de influência, nomeadamente: a evaporação, a absorção e a existência de bolhas de ar, entre outros fatores.
O presente trabalho, desenvolvido em parceria pelos Laboratórios de Volume e Caudal (LVC) e de Comprimento (LC) do IPQ com o Departamento de Engenharia Mecânica e Industrial (DEMI) da FCT/UNL, tem como objetivo a conceção e o desenvolvimento de um novo padrão de medição de caudal de fluidos, para valores inferiores a 1 μL/h, recorrendo a técnicas interferométricas associadas a um gerador de caudal (tipo seringa Nexus).
A montagem experimental utiliza um interferómetro laser, constituído pela unidade laser, dois cubos retrorrefletores e um divisor de feixes, um gerador de caudal, um cronómetro, o instrumento a calibrar e um computador para aquisição e tratamento de dados.
O interferómetro laser é colocado sobre um tripé com altura e ângulo ajustáveis, para alinhamento linear dos componentes óticos do interferómetro. Um dos cubos é colocado sobre o elemento móvel do sistema gerador de caudal, enquanto que o outro se encontra acoplado ao divisor de feixe. Desta forma garante-se que a indicação de distância medida pelo interferómetro é apenas devida ao movimento do cubo móvel. No eixo de movimento do gerador de caudal é instalada uma seringa, da qual se conhece a área da secção transversal interna. Admitindo a condição de corpo rígido, o avanço do êmbolo da seringa é ditado pelo avanço do pusher block do gerador de caudal.
Com o interferómetro foi possível monitorizar a distância percorrida pelo elemento do gerador de caudal, que se encontra solidário com o êmbolo da seringa devidro, durante um intervalo de tempo pré estabelecido. Com estes valores de medição foi determinada a velocidade de deslocação do êmbolo da seringa e juntamente com o diâmetro interno da seringa, foi possível calcular o caudal debitado. Esta metodologia de medição tem a vantagem de ser praticamente independente da evaporação do líquido.
Para a obtenção dos valores de medição nos ensaios efetuados foi necessário monitorizar as condições ambientais (temperatura, pressão e humidade) e a emperatura do líquido padrão. Neste trabalho caraterizaram-se as fontes de incerteza associadas e é apresentado o modelo matemático considerado no sistema experimental implementado com o qual foi estimado o respetivo balanço de incerteza global da medição.
João Paulo Sartori Robarts attends the integrated master’s degree in Mechanical Engineering at the Faculty of Sciences and Technology of University Nova of Lisbon. Currently undergoing an internship at the Portuguese Institute of Quality (IPQ) in the Volume and Flow Laboratory (LVC) to develop the project that supports the master thesis.
Elsa Batista has a master´s degree in Analytical Chemistry from the Faculdade de Ciências e Tecnologia of the Universidade Nova de Lisboa in 2007 and a degree in Applied Chemistry fromFaculdade de Ciências e Tecnologia of the Universidade Nova de Lisboain 1999. She is the head of the volume and flow laboratory of the Portuguese Institute for Quality since 1999. She is also the contact person and Chair of the Technical committee for flow of EURAMET
Rui F. Martins graduated in Mechanical Engineering at IST-UTL in 1996 and obtained its MSc and Ph.D degree in 1999 and 2005, respectively. He is Assistant Professor at the Department of Mechanical and Industrial Engineering of Faculty of Sciences and Technology of The New University of Lisbon.
Isabel Godinho is the Director of Metrology of the Portuguese Institute of Quality (IPQ). In 1991 instated the Laboratory of Electric Measurements of the National Laboratory of Engineering and Industrial Technology (LNETI), whilst a Designated Institute, in the scope of the Portuguese System of Quality (SPQ), as a Nacional Laboratory for electric quantities.
Between June 2007 and May 2008, was the board of direction of the Electrical Measurement Laboratory of LNETI, until her integration at IPQ, in June 2008. Since June 2008 until March 2014 was the Coordinator at the National Laboratory of Metrology at IPQ in the Laboratorial Field of Electricity, Temperature and Acoustic. Bachelor Degree in Physics, by the Faculty of Sciences of the University of Lisbon, and since 2011 Doctorate in Physics, Metrology branch, by the same University.
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Microcaudal, interferometria, calibração, incerteza de medição, medição de caudal.