Literatura académica sobre el tema "Sensore dinamico di pressione"

Il sensore di pressione ha un notevole potenziale per il controllo della combustione di un motore. Il costo elevato, che ne ha impedito la diffusione su larga scala in veicoli di serie, negli ultimi anni si è notevolmente abbassato e la misura della pressione in camera può risultare un elemento essenziale per soddisfare le sempre più stringenti norme relative all'inquinamento e ai consumi. L'obiettivo di questo elaborato è investigare su tutti i controlli possibili a partire dalla misura della pressione in camera di combustione, sia per motori ad accensione per compressione sia per motori ad accensione comandata. In particolare in motori Diesel è stato studiato il controllo di CA50, IMEP ed EGR e sono stati visti due modelli per la stima della massa aspirata al momento della chiusura delle valvole di aspirazione e di stima del rapporto aria/combustibile. Per motori ad accensione comandata sono invece stati studiati il controllo della fasatura della combustione (CA50) e il controllo della combustione.

La chirurgia robotica è una procedura che permette al chirurgo di operare a distanza, manovrando un robot che esegue direttamente sul paziente l'operazione. La tecnologia master-slave, però, impedisce al chirurgo di palpare i tessuti, limitando l’acquisizione di informazioni sulla loro consistenza. Per fornire al chirurgo sensazioni tattili è essenziale misurare la forza di contatto tra strumento e tessuto, ma i sensori commerciali non sono adatti per motivi dimensionali, di biocompatibilità e di sterilizzabilità. In questo contesto si inserisce il lavoro di tesi, che si prefigge l’obiettivo di studiare un nuovo sistema di tipo pneumatico per la stima della forza. Il controllo del circuito è stato effettuato tramite Arduino e per la validazione sperimentale sono stati utilizzati un sensore di forza ATI Nano 17 e un braccio robotico Kuka KR3, al fine di simulare l'operazione di palpazione effettuata dal robot chirurgico. Le dimensioni del prototipo iniziale sono lontane da quelle consone all’applicazione microchirurgica, ma adatte ad uno studio preliminare i cui risultati sono promettenti.

La misurazione della pressione arteriosa è molto comune nella pratica clinica poichè permette di avere una valutazione generale sullo stato di salute del paziente. La pressione arteriosa viene rilevata sia nei controlli di routine che nell'assistenza di un paziente in area critica. La misurazione può essere non invasiva oppure invasiva. La tecnica invasiva consiste nella rilevazione della pressione arteriosa tramite catetere. Il monitoraggio può avvenire tramite sensore extravascolare oppure intravascolare. I metodi non invasivi invece, permettono di valutare in maniera indiretta e ad intervalli regolari, i valori pressori, basondosi sulle intuizioni di Riva-Rocci e Korotkoff. La debolezza di queste tecniche non invasive risiede nell’impossibilità di tracciare la variabilità e la forma d’onda della pressione arteriosa. L’esigenza di avere una rilevazione non invasiva continua ha quindi spinto nel corso degli anni i ricercatori a sviluppare nuovi metodi di misura. Lo scopo delle nuove tecniche e dei miglioramenti di quelle più tradizionali resta comunque lo stesso: raggiungere l’accuratezza e la precisione della misurazione diretta, restando ovviamente non invasive.

In-cylinder pressure measurement allows for the obtainment of fundamental information for the reduction of pollutant emissions and for the control of the combustion process, especially in applications characterized by unstable combustion such as LTC (Low Temperature Combustion), where an on-board combustion monitoring system is required. The aim of this thesis was the development of a piezoelectric sensor installed under the spark plug, which would allow to perceive a variation of the forces acting on the surfaces of the piezoelectric material due to the pressure variations inside the cylinder, generating a measurable voltage signal. The most convenient solution has been developed, with the miniaturization of the sensor as much as possible without compromising its functionality. The tests carried out with the first prototypes showed a significant correlation with the reference pressure sensor but also showed issues affecting the accuracy of measurement. Such issues are most likely caused by thermic stress both of the assembly and the piezoelectric element, which lead to a non-linear transmission of forces and a variation of piezoelectric properties. For this reason, a new algorithm has been proposed, which is capable of compensating for potential errors in the evaluation of combustion indexes.

Scopo di questo studio è stato quello di analizzare le prestazioni di un sistema a costo contenuto per la valutazione dell’equilibrio posturale, avente funzionalità comparabili a quelle della strumentazione professionale attualmente impiegata. A tal fine si sono approfondite alcune proprietà misurative della Nintendo Wii Balance Board. L’interfacciamento tra periferica e computer è stato possibile grazie a un adattatore Bluetooth, i dati sono stati acquisiti con un software in linguaggio C++ appositamente sviluppato, e poi processati in Matlab. Per valutare l’affidabilità della Balance Board sono stati effettuati tre tipi di test. In primo luogo state analizzate le prestazione della WBB in condizioni statiche ponendo sopra la pedana tre tipi diversi di peso (1kg, 5kg e 20kg) in diciassette diverse posizioni, confrontando i risultati ottenuti con le coordinate reali dei punti di applicazione. Successivamente, sono state analizzate le prestazioni in condizioni dinamiche. In particolare, sono state confrontate le prestazioni della WBB e della pedana BERTEC in termini di ampiezza e fase dei segnali acquisiti da due soggetti ai quali è stato richiesto di eseguire otto diversi task motori. Infine sono state analizzate le prestazioni dei due diversi dispositivi confrontando i valori calcolati per i principali parametri stabilometrici relativi a quattro soggetti sani.

L’ambito di riferimento in cui si inserisce il lavoro di tesi è quello della bioingegneria riabilitativa. Essa si propone di realizzare strumenti per la valutazione e soluzioni assistive pensate per sostenere l’autonomia di pazienti con disabilità motorie. Per la valutazione dell’uso degli arti superiori, lo stato dell’arte attuale non fornisce strumenti specifici, nonostante la manipolazione di oggetti con le mani coinvolga qualsiasi persona nelle più svariate attività e quindi incida molto sull’autonomia. A tal scopo, in questo lavoro di tesi, è stato progettato e realizzato uno smart-object sensorizzando un oggetto della vita di tutti i giorni, un bicchiere che, pur mantenendo l’interfaccia semplice dell’oggetto originale, fosse in grado di restituire una descrizione quantitativa della capacità di presa e di articolazione della mano. All’interno del bicchiere sono stati integrati sensori di pressione ed accelerazione per ottenere le misure relative alla forza impressa durante l’impugnatura e altri dati aggiuntivi per una valutazione più completa. Nel corso del progetto di tesi è stata applicata la metodologia del Quality Function Deployment. Il QFD è una tecnica di definizione del prodotto orientata all’utente, creando un modello di interazione con gli utenti che consente una definizione delle specifiche di prodotto efficace e coerente con i loro reali bisogni. Il lavoro di analisi svolto in accordo con tale metodologia ha prodotto un insieme di indicazioni sulle priorità progettuali. Queste informazioni sono state poi utilizzate nella fase di progettazione vera e propria del bicchiere sia per quanto riguarda il design della forma, sia per quanto riguarda la selezione degli hardware e la loro programmazione. L’attività di tesi si è conclusa con la stampa 3D del prototipo e sono state condotte alcune prove coinvolgendo l’utenza reale, terapisti occupazionali e pazienti per testare l’usabilità del bicchiere e le nuove funzionalità smart integrate.

Lo studio dell’equilibrio, in condizioni sia statiche che perturbate e delle strategie posturali adottate dagli atleti durante l’esecuzione di gesti tecnici, rappresenta un utile strumento per la valutazione della funzionalità motoria e del grado di perfezionamento raggiunto dall’atleta. L’individuazione di alterazioni o di deficit nel controllo posturale durante l’esecuzione di un compito motorio, consente di intervenire in maniera precoce al ripristino della funzionalità corretta in modo da ridurre fattori di rischio per infortuni e in modo da aumentare il grado di perfezionamento tecnico. Per ottenere ciò il macro obbiettivo di questo lavoro è stato quello di verificare se i test a carattere generale per la valutazione dell’equilibrio sia statico che dinamico che quelli a carattere specifico, fossero in grado di valutare l’equilibrio come capacità discriminante nelle diverse discipline sportive e all’interno di esse tra i vari livelli di specializzazione (basso, medio e alto livello). Per poter arrivare al conseguimento di questo macro obbiettivo, il lavoro è stato suddiviso in due fasi ognuna delle quali caratterizzata da specifiche finalità di analisi. La prima fase di questo lavoro è stata caratterizzata da un’attività di analisi finalizzata ad indagare la ripetibilità dei test eseguibili con le varie strumentazioni al fine di stabilire il “test di equilibrio” maggiormente predittivo sia nella condizione statica che dinamica. La seconda fase ha sviluppato l’operazione di validazione dei test di equilibrio adottati analizzando le variazioni dei parametri di tale capacità nelle espressioni differenziate delle varie discipline sportive analizzate (Basket, Pallavolo, Ginnastica aerobica, Kayak, Ginnastica artistica e Danza). Questa seconda fase, inoltre, offre espressioni di “valutazione gerarchica” dell’equilibrio all’interno delle singole discipline sportive in funzione del sesso, dell’età e della categoria di appartenenza (elite, medio livello, basso livello). Il portato di risultato di questo lavoro ha consentito l’implementazione della fase applicativa successiva che ha visto l’applicazione pratica di vari protocolli di allenamento allo scopo di valutare gli effetti degli stessi sui parametri di equilibrio sia in acuto che in cronico. L’intero progetto ha generato interessanti risultati portando alla ripetibilità della procedura di analisi utilizzata nell’esecuzione dei test di equilibrio statico e dinamico generale e specifico con validazione dei macchinari utilizzati (MuscleLab Bosco System e Delos Postural Proprioceptive System); alla invalidazione dei test generali come elemento di valutazione in grado di discriminare la capacità di equilibrio; alla creazione e validazione dei test specifici con richiamo del gesto tecnico per la valutazione dell’equilibrio come fattore discriminante delle qualità e del livello tecnico dell’atleta; ed infine alla scoperta dell’esistenza di un influenza positiva sulla capacità di equilibrio di protocolli di allenamento che fanno utilizzo della Whole Body Vibration.<br>The analysis of static and perturbed balance of postural strategy used by athletes when carrying out technical acts, represents a useful instrument for the evaluation of motor functionality and the level of improvement reached by the athlete. The detection of any impairment in the control of orthostatic posture or in executing a motor task, allow precocious intervention to re-establish the correct functionality so as to reduce the risk factor for injury and to increase the rate of technical improvement. To arrive at this, the main purpose of the current investigation was to investigate if the general and specific test for the assessment of static and dynamic balance were capable of estimating balance as a discriminating factor in different sport activities and also; within the same activity itself, between different levels of specialization (low, medium, high level). For this purpose the study was divided in two phases, the fist phase was characterized by an activity of analysis directed to investigate the reliability of the balance test both in static and dynamic conditions. The second phase analysed the validation of the balance test by studying the variation of balance parameter within the various sport disciplines analysed (Basket, Volleyball, Aerobics, Kayak, Gymnastic and Dance). In addition, this second phase offers an expression of “ hierarchical assessment of balance” within a particular sport discipline on the basis of gender, age and sport level (elite, medium level, low level). The result of this work permitted the implementation of the next application phase characterized by the performance of various training protocols for assessing the acute and chronic effects on balance parameters. The study produced interesting results leading to the reliability of general and specific static and dynamic balance tests with the validation of machinery used (MuscleLab Bosco System e Delos Postural Proprioceptive System); to the invalidation of the general balance test as instrument of assessment capable of discriminating the balance skill; to the creation and validation of a specific balance test which refer technical acts for assessing balance as discriminating factor of the quality and technical level of the athlete and to the individuation of positive influence on balance skill of training protocols that use the whole body vibration.

Nella tesi è descritto il processo di sviluppo e validazione di un modello integrato motore-veicolo per la previsione e l’ottimizzazione dei consumi e delle emissioni inquinanti di veicoli a due ruote. Sono presentati quindi i benefici in termini di rendimento globale del propulsore ottenuti anche grazie al largo impiego del suddetto modello; i risultati numerici sono poi stati verificati sperimentalmente. Nel dettaglio, le mappe di funzionamento “virtuali” del motore sono state generate utilizzando due codici di calcolo commerciali 1D, mentre il modello veicolo è stato implementato e sviluppato in ambiente MatLab-Simulink. È stata quindi condotta una corposa campagna sperimentale sia di supporto all’attività numerica nella fase di calibrazione dei modelli, sia di verifica del processo di ottimizzazione del sistema motore-veicolo.

Currently, fast-response aerodynamic probes are widely used for advanced experimental investigations in turbomachinery applications. The most common configuration is a virtual three-hole probe. This solution is a good compromise between probe dimension and accuracy. Several authors have attempted to extend the capabilities of these probes in terms of bandwidth and operating conditions. Even though differences exist between the solutions in the literature, all of the designs involve the positioning of a dynamic pressure sensor close to the measurement point. In general terms, the higher the frequency response, the more the sensor is exposed to the flow. This physical constraint puts a limit on the probe applicability since the measurement conditions have to comply with the maximum allowed operating conditions of the sensor. In other applications, when the conditions are particularly harsh and a direct measurement is not possible, a waveguide probe is commonly used to estimate the local pressure. In this device, the sensor is connected to the measurement point through a transmitting duct which guarantees that the sensor is operating in a less critical condition. Generally, the measurement is performed through a pressure tap and particular attention must be paid to the probe design in order to have an acceptable frequency response function. In this study, the authors conceived, developed, and tested a probe which combines the concept of a fast-response aerodynamic pressure probe with that of a waveguide probe. Such a device exploits the benefits of having the sensor far from the harsh conditions while maintaining the capability to perform an accurate flow measurement.