Conhecimentos de Base Recomendados
Física. Termodinâmica. Matemática.
Métodos de Ensino
As aulas teóricas são de carácter expositivo. As aulas teórica-práticas começam com uma parte expositiva e acabam com a realização de exercícios.
As aulas práticas são de carácter laboratorial onde há um contacto com instrumentos reais.
O material de apoio será disponibilizado através da plataforma Moodle. Esta será a via de comunicação preferencial com os alunos. Os sumários serão disponibilizados na plataforma nónio. Ambas as plataformas podem ser usadas para enviar notificações ao aluno que são direcionadas para o seu email institucional.
Na segunda semana de aulas o aluno tem de optar por um de dois métodos de avaliação: avaliação periódica ou avaliação por exame.
Resultados de Aprendizagem
Sensibilizar para a Metrologia. Conhecer a instrumentação industrial para medição de temperatura, caudal, nível, pressão, viscosidade, densidade e humidade de um gás. Reconhecer como uma interação bioespecífica pode ser usada no desenvolvimento de biossensores. Descrever e avaliar de forma crítica a aplicação de um determinado biossensor. Capacidade de utilizar adequadamente os conhecimentos na área de instrumentação e controlo, de modo a selecionar e integrar esses conhecimentos perante um problema de medição real de controlo de variáveis, associado à operação dos processos biológicos. Capacidade de programar dentro da plataforma gráfica LabView para produzir um instrumento virtual de aquisição de dados. Saber interpretar e construir pequenos circuitos elétricos onde estão aplicados sensores e em alguns casos é feito uso do Arduino. Capacidade de raciocinar perante uma malha de controlo fechada ou aberta, e tomar as devidas ações para melhorar a qualidade e estabilidade do controlo. Capacidade para identificar a instrumentação e as malhas de controlo num processo industrial a partir de um esquema em P&ID.
Programa
1. Introdução. Motivação. Introdução à Metrologia. Metrologia Científica, Metrologia Industrial e Metrologia Legal. Vocabulário internacional de metrologia. A norma NP EN ISO 10012. Requisitos para processos de medição e equipamento de medição. Definições. Classificação de instrumentos. Diagramas P&ID.
2.Sensores e Transdutores. Generalidades. Padrões de medida. Medição de Temperatura. Medição de Viscosidade. Medição de Pressão. Medição de Caudal. Medição de Nível. Medição de Humidade. Medição de Massa Volúmica.
3. Controladores. Classificação. Controlador sem energia auxiliar. Controlador elétrico, hidráulico e pneumático. Controlo em malha aberta e malha fechada.
4. Elemento final de controlo Classificação. Válvula de controlo. Tipos de válvulas.
5. Biosensores. Sensores e biosensores. Composição. Classificação. Aplicação.
6. LabView. Navegar no LabView. Detetar e corrigir erros de programação. Implementação de um VI. Criação de um VI para aquisição de dados em tempo real.
Docente(s) responsável(eis)
Laura Maria Teixeira SantosMétodos de Avaliação
Avaliação periódica, ou por exame.
Avaliação periódica: Classificação Final = (0.25*A+0.20*B+0.15*C+0.30*D+0.10*E)
Avaliação por exame: componente escrita (85%) + trabalho em labview (15%)
Melhoria de classificação: avaliação a toda a matéria incluindo o desenvolvimento de um programa em labview.
A avaliação periódica é composta por:
a) 3 mini-testes, realizados individualmente ao longo do semestre em regime presencial (componente A – 25%).
b) fichas realizadas em grupo nas aulas práticas (componente B – 20%),
c) um trabalho em LabView entregue pelo grupo na penúltima aula teórica, seguido de apresentação oral obrigatória no final do período de aulas (componente C – 15%),
d) 1 mini-teste realizado individualmente na época normal e/ou na época de recurso e/ou na época especial (componente D – 30%),
e) exercícios realizados nas aulas teórica-práticas individualmente ou em grupo (componente E – 10%) podendo ser finalizados fora do horário da componente letiva.
nota: as componentes A, B, C e E não podem ser repetidas, isto é são de avaliação única.
A avaliação por exame tem uma componente laboratorial de desenvolvimento de um programa em LabView com um peso de 15%. O aluno pode substituí-la pela componente C da avaliação periódica tendo para o efeito de o solicitar por email, até ao dia da realização do 1º mini-teste, para poder ser integrado num grupo.
A componente A se não puder ser em regime presencial será realizada conjuntamente com a componente D, não havendo lugar aos 3 mini-testes durante o período de aulas.
Estágio(s)
NAO
Bibliografia
Considine, D. M. (1985) Process instruments and controls handbook, 3ª edição, McGraw-Hill, New York. (disponível na biblioteca do ISEC: 1-6-250)
Coulson, J. M. e Richardson, J. F. (1983) Tecnologia química, vol 1, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa. (disponível na biblioteca do ISEC: 6-7-72)
Dunn, W. C. (2018) Fundamentals of industrial instrumentation and process control, 2ª edição, McGraw-Hill Education, New York.
Eggins, B. R (2008) Chemical sensors and biosensors, 3ª edição, John Wiley & Sons, New York.
Fraden, J. (2016) Handbook of Modern Sensors -Physics, Designs and Applications, 5ª edição, Springer International Publishing AG.
IPQ. (2012) Vocabulário Internacional de Metrologia, Ministério da Economia e do Emprego, Caparica.
Johnson, C. D. (2014) Process control instrumentation technology, 8ª edição, Pearson New International Edition. (disponível na biblioteca do ISEC: 1-6-258)
Lipták, B. G. (2003) Instrument Engineers’ handbook – Process Measurement and Analysis, 4ª edição, CRC Press. (disponível na biblioteca do ISEC: 1-6-237)
Santos, L. T. (2005) Sebenta de Instrumentação e Controlo, ISEC, Coimbra. (disponível na secção de textos do ISEC)
Solé, A. C. (2010) Instrumentacion industrial, 8ªedição, Marcombo, Barcelona. (disponível na biblioteca do ISEC: 1-6-259)
NP EN ISO 10012:2005 – Sistemas de gestão da medição. Requisitos para processos de medição e equipamento de medição.