Caracterização de tamanhos de partículas sólidas utilizando emissão acústica e inteligência computacional
| Ano de defesa: | 2019 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica UFRJ |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://hdl.handle.net/11422/21711 |
Resumo: | Solid particles sizing plays a significant role in the quality of different products and in the performance of several manufacturing processes. The use of acoustic emission for this task is an approach that offers significant advantages such as: non-invasiveness, low cost and rapid response, resulting in relevant improvements in process control and product quality. On the other hand, the acoustic emis- sion signals are admittedly difficult to interpret and analyze, and an interesting option to overcome these difficulties is to use computational intelligence to enable the extraction of useful and relevant information from the acoustic emission signals. However, developing methods for the characterization of solid particle sizes using acoustic emission and computational intelligence is not an easy task due to several challenges such as high dimensionality of acoustic emission signals, unavailability of simulation tools that are accessible and easy to use, as well as the lack of well- characterized and reproducible databases. In this study a model for the simulation of the acoustic emission measurement chain was developed, implemented and validated; a reproducible and well-characterized database of acoustic emission signals has been produced; seven new approaches combining computational intelligence techniques and two new preprocessing methods were developed, implemented, and evaluated. The results obtained allowed to propose a new hybrid approach that combines the computational intelligence with the expert knowledge and traditional methods of acoustic emission in an unprecedented way in this context. The proposed approach has shown an average absolute deviation below 1% for the prediction of the content of particles less than 750 μm and, as an additional and innovative advantage, it does not require re-training. |
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Caracterização de tamanhos de partículas sólidas utilizando emissão acústica e inteligência computacionalTamanhos de partículasEmissão acústicaInteligência computacionalCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICASolid particles sizing plays a significant role in the quality of different products and in the performance of several manufacturing processes. The use of acoustic emission for this task is an approach that offers significant advantages such as: non-invasiveness, low cost and rapid response, resulting in relevant improvements in process control and product quality. On the other hand, the acoustic emis- sion signals are admittedly difficult to interpret and analyze, and an interesting option to overcome these difficulties is to use computational intelligence to enable the extraction of useful and relevant information from the acoustic emission signals. However, developing methods for the characterization of solid particle sizes using acoustic emission and computational intelligence is not an easy task due to several challenges such as high dimensionality of acoustic emission signals, unavailability of simulation tools that are accessible and easy to use, as well as the lack of well- characterized and reproducible databases. In this study a model for the simulation of the acoustic emission measurement chain was developed, implemented and validated; a reproducible and well-characterized database of acoustic emission signals has been produced; seven new approaches combining computational intelligence techniques and two new preprocessing methods were developed, implemented, and evaluated. The results obtained allowed to propose a new hybrid approach that combines the computational intelligence with the expert knowledge and traditional methods of acoustic emission in an unprecedented way in this context. The proposed approach has shown an average absolute deviation below 1% for the prediction of the content of particles less than 750 μm and, as an additional and innovative advantage, it does not require re-training.A caracterização de tamanhos de partículas sólidas desempenha um papel fundamental na qualidade de diversos produtos e no desempenho de vários processos de produção. A utilização da emissão acústica para esta tarefa é uma abordagem que oferece vantagens significativas como: não-invasividade, baixo custo e resposta rápida, resultando em melhorias relevantes no controle dos processos e na qualidade dos produtos. Por outro lado, os sinais de emissão acústica são reconhecidamente difíceis de interpretar e analisar, sendo que uma opção interessante para superar estas dificuldades é utilizar a inteligência computacional para viabilizar a extração de informação útil e relevante dos sinais de emissão acústica. Entretanto, desenvolver métodos para a caracterização de tamanhos de partículas sólidas usando emissão acústica e inteligência computacional não é uma tarefa fácil devido a vários desafios como: elevada dimensionalidade dos sinais de emissão acústica, indisponibilidade de ferramentas de simulação de fácil uso e acesso, bem como a ausência de bases de dados bem caracterizadas e reprodutíveis. Neste estudo uma modelagem para a simulação da cadeia de medição de emissão acústica foi desenvolvida, implementada e validada; uma base de dados reprodutível e bem caracterizada de sinais de emissão acústica foi produzida; sete novas abordagens que combinam técnicas de inteligência computacional e dois novos métodos de pré-processamento foram desenvolvidas, implementadas e avaliadas. Os resultados obtidos permitiram propor uma nova abordagem híbrida que combina, de uma forma inédita neste contexto, a inteligência computacional com o conhecimento especialista e os métodos tradicionais de emissão acústica. A abordagem proposta apresentou um desvio absoluto médio inferior a 1% na previsão do teor de partículas inferiores a 750 μm e possui uma vantagem adicional e inovadora de não necessitar de re-treinamento.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFRJSeixas, José Manoel dehttp://lattes.cnpq.br/4930983389346351Dória Neto, Adrião DuarteTôrres, Alexandre RodriguesCerqueira, Augusto SantiagoCalôba, Luiz PereiraSoares, Sergio DamascenoXavier, Gilberto Magalhães2023-09-27T14:27:51Z2023-12-21T03:02:04Z2019-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://hdl.handle.net/11422/21711porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:02:04Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/21711Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:02:04Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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