Influência dos Erros da Câmera de Infravermelho Na Estimativa de Parâmetros Termofísicos

• Ano de defesa: 2012
• Autor(a) principal: Silva, Renata Nunes Tavares da
• Orientador(a): Magnani, Fábio Santana
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Palavras-chave em Português: Câmera de Infravermelho; Erros; Estimativa de Parâmetros; Método Inverso
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/11665

A termografia por infravermelho é uma técnica de ensaio não-destrutivo que obtém imagens térmicas de objetos. Ela pode ser usada de forma quantitativa na solução de problemas inversos de condução de calor. Normalmente esses problemas inversos são resolvidos a partir da: (a) obtenção de temperaturas a partir de um instrumento de medição; (b) solução do problema direto; e (c) minimização do erro entre as temperaturas experimentais e estimadas. As diferenças são a forma de medir as temperaturas e o método de minimização empregado. O principal objetivo desse trabalho é analisar como os erros da câmera de infravermelho influenciam na precisão da estimativa de parâmetros termofísicos de materiais. Foi realizado um levantamento dos erros de uma câmera de infravermelho real. Também foram simulados experimentos computacionais para a geração de imagens térmicas do resfriamento de uma placa de gesso. Depois foram adicionados os erros levantados. Para simular diferentes resoluções de câmeras, foram implementadas diferentes máscaras com várias distribuições e quantidade de pixels. Para representar a temperatura superficial da amostra foram usados três índices, calculados a partir das máscaras implementadas. Os índices utilizados foram: a temperatura média superficial, temperatura média quadrática superficial, e temperatura máxima superficial. Também foi desenvolvido um método automático baseado na técnica de Levenberg- Marquardt para resolver o problema inverso de condução de calor as diferentes combinações máscara_índice. Os resultados mostraram que o erro sistemático que varia apenas com a distância do pixel ao centro da imagem provoca uma maior influência, ou seja, um erro percentual do parâmetro estimado em relação ao parâmetro de referência, nas estimativas da capacidade térmica do gesso. Enquanto que um erro sistemático que depende apenas da temperatura registrada no pixel da imagem influencia mais na estimativa da condutividade térmica gesso. Para um desvio médio de 1,46 °C houve erro% de 15% no rcp, e para um desvio médio de 0,81°C o erro% foi de 25% no k. Comprovando a importância da frequência das calibrações da câmera de infravermelho que será usada para medir temperaturas a serem usadas em problemas inversos de transferência de calor. Os erros aleatórios provocaram os maiores erros percentuais nas estimativas feitas com a temperatura máxima superficial da amostra. Para esse tipo de erro, a maior influência é na estimativa da condutividade térmica do gesso. A diferença entre usar a temperatura média ou máxima não é tão importante se os erros considerados são os sistemáticos, mas se os erros são aleatórios a diferença é enorme.