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DIOGO KAORU TAKAYAMA

Desenvolvimento de um Transdutor de Umidade
Baseado na Reflexão Difusa no Infravermelho
Próximo

LONDRINA
2009

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA
ELÉTRICA

Desenvolvimento de um Transdutor de Umidade
Baseado na Reflexão Difusa no Infravermelho
Próximo

Dissertação de mestrado submetido à
Universidade Estadual de Londrinacomo parte dos requisitos para a obtenção
do grau de mestre em Engenharia Elétrica.

DIOGO KAORU TAKAYAMA

Londrina, março de 2009.

Desenvolvimento de um Transdutor de Umidade
Baseado na Reflexão Difusa no Infravermelho
Próximo
Diogo Kaoru Takayama
‘Este trabalho foi julgado adequado para a obtenção do título de mestre em
engenharia elétrica e aprovado em sua forma final pelaCoordenação do Curso de
Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da Universidade Estadual de Londrina.’

Dr. José Alexandre de França
Orientador

Dr. José Alexandre de França
Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

Banca Examinadora:

Dr. Carlos Alberto dos Reis Filho

Dr. Carlos Alberto P. da Camara

Dr. Dari de Oliveira Toginho Filho

Dr. Marcelo de Carvalho Tosin AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus.
Aos meus pais e a minha bátchan que sempre me apoiaram.
Ao meu orientador, Prof. Dr. José Alexandre de França, que me ajudou e cooperou com
o desenvolvimento deste trabalho.
A todos os professores deste departamento e de outros departamento, que me ajudaram
com seus conhecimentos, para que fosse possível a conclusão deste trabalho.
Aos amigos, colegas decurso e a todos aqueles que, de alguma forma, me ajudaram.

iii

Resumo da dissertação apresentada à UEL como parte dos requisitos necessários para
obtenção do grau de mestre em Engenharia Elétrica.

Desenvolvimento de um Transdutor de Umidade
Baseado na Reflexão Difusa no Infravermelho
Próximo
Diogo Kaoru Takayama
MARÇO/2009

Orientador: Dr. José Alexandre de França
Área deConcentração: Instrumentação Eletrônica
Palavras-chave: Medição de Umidade, Medidor On-line, infravermelho próximo, NIR

Em diversos setores da indústria, a medição de umidade é uma tarefa fundamental como,
por exemplo, na indústria alimentícia, de processamento/esmagamento de grãos, de papel,
usinas de açúcar etc. O método clássico de medição de umidade requer uma análise da
amostra em laboratório.Este é um processo destrutivo, caro e demorado. Além do mais,
como a umidade da matéria-prima pode variar bastante ao longo do dia, são necessárias
várias medições em laboratório ao longo do período. Por outro lado, com o processo de
medição on-line de umidade, a percentagem de água é conhecida instantaneamente, logo temse controle do processo de produção sem perdas, com o lucro máximo equalidade. Atualmente,
existem poucos fabricantes deste tipo de equipamento e não existe nenhum fabricante neste
país, o que resulta em um custo elevado para indústrias pequenas. A presente dissertação
apresenta o desenvolvimento de um transdutor de umidade baseado no infravermelho próximo.
O equipamento é fundamentado no princípio de reflexão difusa da luz, onde partículas da água
são detectadaspor infravermelho próximo. O objetivo do desenvolvimento deste transdutor
é a melhoria do sistema e uma diminuição nos preços de venda. Para isto, foram utilizados
LEDs para emissão da radiação infravermelha, aumentando a vida útil do sistema com a
eliminação das partes móveis do equipamento e, conseqüentemente, a solução do problema
de fixação em locais que apresentam vibrações. Além disso, coma adição de um sistema de
controle de temperatura, o problema de influência da temperatura ambiente no equipamento
foi eliminado. Os testes foram realizados em laboratório, medindo-se umidade em pó de
café para avaliar os circuitos e o resultado final do sistema. Foram implementados testes de
sensibilidade, repetibilidade, dependência térmica e imunidade a interferência luminosa, com...
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