Índice • O que é uma fibra? • O que é uma Rede de Bragg? • O que é um sensor? – Sensores de movimento – Sensores de deformação e temperatura
09/09/2005 Escola de Física
Sensores de fibra óptica
O que é uma fibra? Fibra óptica é um filamento de vidro com a capacidade de transmitir luz!
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Sensores de fibra óptica
Como funciona?
A luz propaga-se graças à diferença de índice de refracção entre o núcleo e o revestimento dando lugar ao fenómeno de reflexão total.
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Sensores de fibra óptica
Aplicações da Fibra Óptica • Telecomunicações / transmissão de dados • Sensores – Engenharia civil – Indústria aeronáutica / química / naval / espacial
• Medicina
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Sensores de fibra óptica
O que é uma Rede de Bragg? • É um filtro óptico que deixa passar a luz excepto num determinado comprimento de onda que é reflectido devido à alteração que é introduzida na fibra.
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Sensores de fibra óptica
O que é uma Rede de Bragg?
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Sensores de fibra óptica
O que é um sensor? • Um sensor é um dispositivo tecnológico que detecta ou sente um sinal através da alteração de um parâmetro específico ou geral do meio.
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Sensores de fibra óptica
O porquê da fibra óptica em sensores
• Baixo peso • Flexibilidade • Alta velocidade de transmissão a longa distância ( sensor remoto ) • Baixa reactividade • Isolamento eléctrico • Imunidade electromagnética • Multiplexagem de sinais
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Sensores de movimento • Salto em altura • Comprimento do passo • Número de pessoas que entram numa sala
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Sensores de fibra óptica
Sensores de Movimento • O sensor funciona através das perdas de luz provocadas pelas alterações geométricas da fibra quando aplicada uma pressão... Neste caso o peso é a pressão exercida na fibra óptica.
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Material dos Sensores – – – –
Diodo Laser Fotodiodo Osciloscópio Espectrómetro
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Sen. Mov. : Salto em altura
1 t h g 2 2
2
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Sensores de fibra óptica
Resultados 0.6 João
0.5
Eduardo
0.4
Mariana
Altura do salto 0.3
Priscila
0.2
Tânia
0.1
Mafalda
0
Rosa 1 Pessoas
Miguel
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Sensores de fibra óptica
Sen. Mov. : Comprimento do passo •
Contando o N.º de picos apresentados no osciloscópio, e sabendo o comprimento do tapete, podemos medir o comprimento do passo através da fórmula:
Lp
Ltapete N 1
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Sensores de fibra óptica
Resultados Mafalda Pedro
120
Vasco
100 comprimento passo
Rosa
80
Mariana
60
Eduardo
40
João Ivo
20 0
Priscila 1 Pessoas
Ricardo Tânia João Lopes
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Sensores de fibra óptica
Sensor de temperatura
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Sensores de fibra óptica
Sensor de temperatura
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Sensores de fibra óptica
Resultados Comprimento de onda (nm)
Sensibilidade da Rede de Bragg quando sujeita à Temperatura 1550.6 1550.5 1550.4 1550.3 1550.2 1550.1 1550.0 1549.9 50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
Temperatura (ºC)
Sensibilidade = 11,5 pm/ºC
100.0
110.0
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Sensores de fibra óptica
Sensor de deformação
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Sensor de deformação
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Sensores de fibra óptica
Resultados Comprimento de Onda (nm)
Variação da Rede de Bragg quando sujeita a Deformação 1553.5 1553 1552.5 1552 1551.5 1551 1550.5 1550 1549.5 0
