Projeto de Sensores CCSR para o Monitoramento de Umidade em Grãos
Sensor ressonador de micro-ondas, umidade relativa, grãos, CCSR, caracterização dielétrica, regressão multivariada.
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de dois sensores ressonadores planares de micro-ondas baseados em ressonadores espirais circulares complementares (Complementary Circular Spiral Resonators – CCSR) para estimativa do teor de umidade em grãos de feijão. Foram propostas duas configurações, uma com um único ressonador e outra com dois ressonadores, ambas implementadas em linha de microfita em formato de U. Os sensores foram projetados e otimizados por meio de simulações eletromagnéticas no software High-Frequency Structure Simulator (HFSS), fabricados e validados experimentalmente utilizando amostras submetidas a diferentes níveis de hidratação. Os resultados demonstraram que o aumento da umidade provoca deslocamento da frequência de ressonância, redução da magnitude do coefiente de transmissão(S21) e diminuição do fator de qualidade. Entretanto, verificou-se que esses parâmetros, quando analisados isoladamente, não permitem discriminar adequadamente todos os níveis de umidade investigados. Para superar essa limitação, foram extraídos múltiplos descritores espectrais e aplicadas técnicas de regressão multivariada. Os resultados evidenciaram que a abordagem multiparamétrica proporciona melhor capacidade preditiva do que a utilização de parâmetros individuais, demonstrando o potencial dos sensores desenvolvidos para aplicações no monitoramento não destrutivo da umidade em grãos.