09/09/2005 Escola de Física Sensores de fibra óptica Sensores em Fibra Óptica

09/09/2005Escola de Física

Sensores de fibra óptica

Sensores em Fibra Óptica



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



O que é uma fibra?

Fibra óptica é um filamento de vidro com a capacidade de transmitir luz!



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.



Aplicações da Fibra Óptica

• Telecomunicações / transmissão de dados

• Sensores– Engenharia civil– Indústria aeronáutica / química / naval /

espacial

• Medicina



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.



O que é uma Rede de Bragg?



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.



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



Sensores de movimento

• Salto em altura

• Comprimento do passo

• Número de pessoas que entram numa sala



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.



Material dos Sensores

– Diodo Laser

– Fotodiodo

– Osciloscópio

– Espectrómetro



Sen. Mov. : Salto em altura

2

22

1

t

gh



0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Altura do salto

1

Pessoas

João

Eduardo

Mariana

Priscila

Tânia

Mafalda

Rosa

Miguel

Resultados



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:

1N

LL tapetep



0

20

40

60

80

100

120

comprimento passo

1

Pessoas

Mafalda

Pedro

Vasco

Rosa

Mariana

Eduardo

João

Ivo

Priscila

Ricardo

Tânia

João Lopes

Resultados



Sensor de temperatura



Sensor de temperatura



ResultadosSensibilidade da Rede de Bragg quando sujeita à

Temperatura

1549.91550.0

1550.11550.2

1550.31550.4

1550.51550.6

50.0 60.0 70.0 80.0 90.0 100.0 110.0

Temperatura (ºC)

Co

mp

rim

ento

de

on

da

(nm

)

Sensibilidade = 11,5 pm/ºC



Sensor de deformação



Sensor de deformação



ResultadosVariação da Rede de Bragg quando sujeita a

Deformação

1549.5

1550

1550.5

1551

1551.5

1552

1552.5

1553

1553.5

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Deformação (me )

Co

mp

rim

ento

de

On

da

(nm

)

Sensibilidade = 1,2 pm/me



Referencias

• http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page• www.witbd.org/articles/ digital_communications.htm• http://inventabrasilnet.t5.com.br/pucvikt.htm• http://www.ifsc.sc.usp.br/~cepofusp/bragg.htm´• http://www.sbfisica.org.br/rfai/Vol17/Num1/v17_22.pdf



Trabalho realizado por:

Mafalda FreitasMariana GomesEduardo SantosJoão AzevedoPedro OliveiraVasco Lima

Orientado por: Rosa Muñiz



FIM

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