Development of a System for Acoustic Monitoring of the Chemical Composition Analysis in Field

The objective of this work was the design, manufacture and validation of an acoustic monitoring system of the chemical analysis process, in order to alert the operator of the Belec Compact Port HLC® portable equipment used in the analysis of chemical composition in the field about the validity of the results. In order to investigate the effect of vertical distance and surface geometry factors in the results of the analysis of the chemical composition of API X65 steel a complete factorial design 3x8 was proposed. The Analysis of Variance (ANOVA) was applied, and it was concluded with a 95.45 % confidence level that the investigated factors (vertical distance and geometry of the evaluated surface) and the interaction between them produced statistically significant effects in the values of the response variable (% of weight) of the steel X65. A low cost acoustic measurement system was designed, built and validated to monitor the frequencies of the noise signals emitted during the chemical composition analyzes in situ. A program in LabVIEW® has been developed and validated for acquisition of acoustic signals. The developed embedded system was efficient in the monitoring of the noise signals, presenting nominal range of 11 Pa RMS and resolution of 0.04 Pa RMS. The sound pressure measurement uncertainty (U) obtained for the inputs of 1 Pa RMS and 10 Pa RMS was U = 0.02 Pa RMS for a coverage factor k = 1.96 and a coverage probability of 95.45%. The cost of the embedded system was R$ 430 (USD 115.59, based on the quotation on 06/14/2018). Finally, a reliable criteria for the chemical composition analysis acceptance was defined.FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisDissertação (Mestrado)O objetivo deste trabalho foi o projeto, fabricação e validação de um sistema de monitoramento acústico do processo de análise química, com o intuito de alertar o operador do equipamento portátil Belec Compact Port HLC® utilizado na análise de composição química em campo sobre a validade dos resultados. Para tanto, foi proposto um planejamento fatorial completo 3x8, com o objetivo de investigar o efeito dos fatores distância vertical e geometria da superfície avaliada, nos resultados das análises de composição química do aço API X65. O tratamento dos dados foi efetuado utilizando-se a técnica estatística de Análise de Variância (ANOVA), por meio do software Statistica 7.0. Foi projetado, construído e validado um sistema de baixo custo para monitoramento das frequências dos sinais de ruído emitidos durante as análises de composição química. Um programa em LabVIEW foi desenvolvido e validado para aquisição de sinais acústicos. Como resultados, verificou-se que os fatores investigados (distância vertical e geometria da superfície avaliada) e a interação entre estes produziram efeitos estatisticamente significativos nos valores da variável resposta (% em peso) do aço X65 para uma confiabilidade de 95,45 %. O sistema embarcado desenvolvido se mostrou eficiente no monitoramento dos sinais de ruído, apresentando faixa nominal de 11 Pa RMS e resolução de 0,04 Pa RMS. A incerteza de medição (U) de pressão sonora obtida, para as entradas de 1 Pa RMS e 10 Pa RMS, foi de U = 0,02 Pa RMS, para um fator de abrangência k = 1,96 e uma confiabilidade de 95,45 %. O custo de fabricação do sistema embarcado foi de R$ 430 (USD 115,59, baseada na cotação do dia 14/06/2018). Com base nos resultados do trabalho foi definido um critério confiável de aceitação dos resultados da análise de composição química