Desarrollo de un prototipo de sensor óptico para medir parámetros de aceite para transformadores

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i10.8273

Palabras clave:

Fluorescencia; Óptica; Espectro de ondas; PLS; Aceite Mineral; Prototipo.

Resumen

Este artículo consiste en la construcción de un prototipo de sensor óptico, para el análisis de la calidad físico-química del aceite utilizado en transformadores. Para eso, utilizamos una gama de muestras de aceite, tomadas de diferentes transformadores, bajo diferentes condiciones, cuya información se almacenaba en una base de datos que permitiría caracterizarlas para crear un conjunto de muestras que retrataran las condiciones de contorno en la mayor medida posible. necesaria para permitir una mayor seguridad en la detección y uso de optoelectrónica. Con el fin de obtener una mayor precisión, se realizaron largas series de mediciones, utilizando más de 100 muestras de aceite mineral en poco más de 2.000 simulaciones, con el objetivo de asegurar que el prototipo cumpliera con las métricas relacionadas con la calidad del aceite y una mayor precisión al estudio. La técnica óptica utilizada para el desarrollo del prototipo fue la floración, escaneando las regiones UV, Visible e IR con el fin de encontrar la longitud de luz ideal para una medición precisa y que cumpliera con los estándares y parámetros técnicos ya adoptados y consolidados en esta industria. . Para el análisis de los resultados se utilizaron las técnicas de FTIR, UV-VIS, fluorescencia, métodos matemáticos, tales como: coeficiente de determinación R2, regresión parcial de mínimos cuadrados, mínimos múltiples y Savitzky-Golay. La investigación demostró, mediante simulaciones, diversas medidas y prototipos de los circuitos hardware y software, la factible aplicabilidad de esta propuesta de implementación, presentando un prototipo de sensor óptico para medir parámetros de aceite para transformadores.

Biografía del autor/a

David Martins Leite, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Graduated in Industrial Maintenance by the Faculty of Technology of Cariri - Fatec-CE. He worked in the electronics department of the company PPA, period: from March 2012 to April 2013. He started teaching at CENTEC (Instituto Centro de Ensino Tecnológico) in November 2013 until July 2018 as coordinator of the electrotechnical course and professor, Master in Telecommunications Engineering at IFCE, where he also served as a volunteer with a scholarship in the period: February 2016 until December 2016 and a fellow in the electro acre project, from 2017 to 2018 e. His areas of interest are optical studies in the propagation of free space, fiber optics, electronics aimed at microcontrollers, automation systems, sensing, data management, creation of electronic equipment, Internet of Things (IoT).

Kilbert Amorim Maciel, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Se graduó en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Federal de Ceará (2004). Actualmente es profesor ebtt en el Instituto Federal de Ceará - Campus Tauá. Tiene experiencia en el área de Ingeniería Eléctrica, con énfasis en Telecomunicaciones, actuando principalmente en los siguientes temas: redes informáticas, redes inalámbricas, lte, internet y proveedor de servicios de internet. Trabajó durante más de 15 años (2002-2017) como especialista en telecomunicaciones en Oi, actuando como especialista principal de redes móviles, especialista en planificación de ventas (BI) y consultor de redes de acceso móvil.

José Wally Mendonça Menezes, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Licenciatura, Licenciatura, Maestría y Doctorado en Física de la Universidad Federal de Ceará (UFC). Es profesor del Departamento de Telemática y del Programa de Posgrado en Ingeniería de Telecomunicaciones (PPGET) ambos del Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología de Ceará (IFCE). Es investigador del Laboratorio de Fotónica y Electromagnetismo Aplicado / IFCE y colaborador del Laboratorio de Telecomunicaciones y Ciencia e Ingeniería de Materiales - LOCEM / UFC. Tiene experiencia en Física aplicada a las Telecomunicaciones, Electromagnetismo, Áreas Clásicas de la Fenomenología y sus Aplicaciones, actuando principalmente en los siguientes temas: Sistemas de Telecomunicaciones, Grafeno, Internet de las Cosas (IoT), Big Data, Fotónica, Redes de sensores, Comunicación óptica, Telesalud y Smart City.

Glendo de Freitas Guimarães, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Ceará

Licenciada en Física por la Universidad Federal de Ceará (2004), Maestría en Física por la Universidad Federal de Pernambuco (2006) y Doctora en Ingeniería Teleinformática por la Universidad Federal de Ceará (2011). Actualmente es profesor del Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología de Ceará. Líder del Laboratorio de Fotónica del Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología de Ceará, miembro del Programa de Postgrado en Ingeniería de Telecomunicaciones del mismo instituto y miembro del Curso de Postgrado en Ingeniería y Ciencia de Materiales de la UFC. Trabaja con la investigación en el campo de la óptica no lineal, detección óptica, comunicaciones ópticas y dispositivos fotónicos; también trabaja con varios problemas analíticos y numéricos relacionados con la óptica no lineal

João Isaac Silva Miranda, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Cea

Profesor de Educación Básica, Técnica y Tecnológica del Instituto Federal de Ceará. Investigador del Laboratorio de Fotónica del Instituto Federal de Ceará. Maestría por el Programa de Postgrado en Ingeniería de Telecomunicaciones por el Instituto Federal de Ceará. Licenciado en Ingeniería de Telecomunicaciones por el Instituto Federal de Ceará. Técnico en Tecnologías de la Información por CEPEP. Tiene experiencia en Ingeniería de Telecomunicaciones con énfasis en las áreas de Electrónica Aplicada, Sistemas Embebidos y Detección Óptica.

Guilherme Matias de Medeiros, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Ceará

Investigador del Laboratorio de Fotónica con énfasis en Óptica Integrada, tiene experiencia en las áreas de comunicaciones ópticas, sensores ópticos, electrónica aplicada, programación y sistemas embebidos. Actualmente, se desempeña como profesor efectivo en el Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología de Ceará (IFCE) en el curso de Redes de Computadoras, campus Jaguaribe.

Robson dos Santos Sampaio, Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia do Ceará

Profesor suplente en el área de sistemas informáticos en IFCE campus Fortaleza. Estudiante de Máster de Ingeniería de Telecomunicación - IFCE en el campo de la Óptica Aplicada. Miembro de la junta del Laboratorio de Fotónica - IFCE. Realizo investigaciones en el campo de la detección óptica, el aprendizaje automático y los métodos estadísticos de regresión (actual). Licenciado en Ingeniería de Telecomunicaciones por el Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología de Ceará -IFCE (2017). Estudió Ingeniería Electrónica en el Waterford Institute of Technology (2014 - 2015) durante un programa de intercambio en Science Without Borders - Irlanda. (Texto informado por el autor)

Citas

Abbas, O. et al.(2006). Application of chemometric methods to synchronous UV fluorescence spectra of petroleum oils. Fuel, 85(17/18), 2653–2661.

Abu-siada, A., Lai, S. P., Islam, S. M. (2012). A Novel Fuzzy-Logic Approach for Furan Estimation in Transformer Oil. IEEE Transactions on Power Delivery, 27(2), 469–474.

An, Z., et al.(2015). Stabilizing triplet excited states for ultralong organic phosphorescence. Nature Materials, 14(7), 685–690.

Antonello, I.(2006). Determinação De Ascarel Em Óleo Mineral Isolante De Transformador. [s.l.] Universidade Federal de Santa Satarina.

Bechara, R.(2010). Analise de falhas de transformadores de potência. Dissertação (Mestrado) [s.l.] Escola Politécnica da Universidade De São Paulo.

Benounis, M. et al. (2008). NIR and optical fiber sensor for gases detection produced by transformation oil degradation. Sensors and Actuators, A: Physical, 141(1), 76–83.

Bruzzoniti, M. C., et al. (2012). Determination of copper in liquid and solid insulation for large electrical equipment by ICP-OES. Application to copper contamination assessment in power transformers. Talanta, 99, 703–711.

Chen, H. et al. (2015). New concept ultraviolet photodetectors. Materials Today, 18(9), 493–502.

Chen, H. et al. (2016). Nanostructured Photodetectors: From Ultraviolet to Terahertz. Advanced Materials, 28(3), 403–433..

De Caro, C. (2015). UV / VIS Spectrophotometry. Mettler-Toledo International, n. September 2015, 4–14.

Godinho, M. D. S. (2014). Avaliação da Degradação de Óleos Isolantes usando Análise de Imagens e Técnicas Espectroscópicas Combinadas com Métodos de Calibração Multivariada e Resolução de Curvas. [s.l.] Universidade Federal de Goiás.

Li, X., Yan, H., Zhao, Q. (2016). Carboranes as a Tool to Tune Phosphorescence. Chemistry - A European Journal, 22(6), 1888–1898.

Palou, A. et al. (2017). Calibration sets selection strategy for the construction of robust PLS models for prediction of biodiesel/diesel blends physico-chemical properties using NIR spectroscopy. Spectrochimica Acta - Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, v. 180, p. 119–126.

Pereira, A. S., et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [e-book]. Santa Maria. Ed. UAB/NTE/UFSM. Recuperado de https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1 /15824/Lic_Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1.

Roychoudhuri, C.; Vandergriff, L. (2009). Nature and Properties of Light. Fundamentals of Photonics, 1–38.

Stedwell, C. N., Polfer, N. C. (2013). Laser Photodissociation and Spectroscopy of Mass-separated Biomolecular Ions. Cham: Springer International Publishing, v. 83.

Tran, T. T. et al. (2016). Deep Ultraviolet Nonlinear Optical Materials. Chemistry of Materials, 28(15), 5238–5258.

Viñas, M. H. et al. (1992). Spectroscopic Sensor as a Mineral Oil Indicator. Laser Chemistry, 12(1–2), 65–73.

Publicado

27/09/2020

Cómo citar

LEITE, D. M. .; MACIEL, K. A. .; MENEZES, J. W. M. .; GUIMARÃES, G. de F. .; MIRANDA, J. I. S. .; MEDEIROS, G. M. de .; SAMPAIO, R. dos S. . Desarrollo de un prototipo de sensor óptico para medir parámetros de aceite para transformadores. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 10, p. e3099108273, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i10.8273. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/8273. Acesso em: 30 jun. 2024.

Número

Sección

Ingenierías