Campus Vitória da Conquista Trabalhos de Conclusão de Cursos (TCCs) - Vitória da Conquista
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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Detecção e classificação de níveis de cavitação em sistemas industriais: uma abordagem de clusterização e comparação de diferentes arquiteturas de redes neurais convolucionais
metadata.dc.creator: Pinto, Jonas Souza
metadata.dc.contributor.advisor1: Soares, Allan de Sousa
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Santos, Carlos Moreno dos
metadata.dc.description.resumo: Este trabalho propõeumaabordagemparadetecçãoeclassificaçãodeníveis decavitação emsistemasindustriais, utilizando técnicas de clusterização e compa ração de diferentes arquiteturas de CNNs. A cavitação, um fenômeno que causa danosmecânicosemsistemasdebombeamento,foianalisadaatravésdeimagens capturadasemumsistemaexperimental. Ametodologiaenvolveuaconstruçãode umdataset de imagens, onde um sistema de aquisição foi configurado para cap turar a formação de bolhas de cavitação em um tubo de acrílico transparente. A iluminação foi controlada para garantir a qualidade das imagens, e um transdu tor de pressão foi utilizado para monitorar os níveis de pressão de sucção. Foram exploradas arquiteturas como VGG16, VGG19, ResNet50 e ResNet101, com a apli cação de filtros como Prewitt e Sobel para melhorar a detecção de características. Oprocesso de clusterização utilizou Gaussian Mixture Models (GMM) para agrupar os dados, e a redução de dimensionalidade foi realizada através de PCA. Os re sultados mostraram que a arquitetura VGG19 alcançou uma acurácia de 88% na classificação supervisionada, enquanto a ResNet101 obteve 91%. Além disso, as ar quiteturas VGG consumirammenosmemóriaRAMemcomparaçãocomasResNet, especialmente em grandes volumes de dados. A análise de desempenho também revelou que a aplicação de filtros melhorou a qualidade dos clusters, facilitando a separaçãodosníveisdecavitação. Emdadosdetestediversificados,comvariações de iluminação e capturados em diferentes dias, o modelo com a VGG19 alcançou uma precisão média de 79,97%. Este estudo destaca a eficácia das técnicas de visão computacional e aprendizado de máquina no monitoramento preditivo de cavitação, contribuindo para a manutenção eficiente e a redução de custos em ambientes industriais.
Resumo: This work proposes an approach for the detection and classification of cavi tation levels in industrial systems using clustering techniques and a comparison of different convolutional neural network (CNN) architectures. Cavitation, a phe nomenon that causes mechanical damage in pumping systems, was analyzed th roughimagescapturedinanexperimentalsetup. Themethodologyinvolvedcons tructing an image dataset, where an acquisition system was configured to capture cavitation bubble formation in a transparent acrylic tube. Lighting was controlled to ensure image quality, and a pressure transducer was used to monitor suction pressure levels. Architectures such as VGG16, VGG19, ResNet50, and ResNet101 were explored, with the application of filters like Prewitt and Sobel to enhance fe ature detection. The clustering process used GMM to group the data, and dimen sionality reduction was performed using PCA. The results showed that the VGG19 architecture achieved 88% accuracy in supervised classification, while ResNet101 obtained 91%. Additionally, the VGG architectures consumed less RAM compared to the ResNet architectures, especially with large volumes of data. Performance analysis also revealed that the application of filters improved cluster quality, faci litating the separation of cavitation levels. On diversified test data, with variations in lighting and captured on different days, the model with VGG19 achieved an ave rageprecisionof79.97%. Thisstudyhighlightstheeffectivenessofcomputervision and machine learning techniques in predictive cavitation monitoring, contributing to efficient maintenance and cost reduction in industrial environments.
Palavras-chave: Engenharia Elétrica
Cavitação
Redes Neurais Convolucionais
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia
metadata.dc.publisher.initials: IFBA
metadata.dc.publisher.department: Departamento de Ensino Superior/Bacharelado
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/
URI: https://repositorio.ifba.edu.br/jspui/handle/123456789/790
Data do documento: 5-Mar-2025
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