09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Sensores em Fibra Óptica
09/09/2005Escola de Física
Sensores de 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
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
O que é uma fibra?
Fibra óptica é um filamento de vidro com a capacidade de transmitir luz!
09/09/2005Escola de Física
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.
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Aplicações da Fibra Óptica
• Telecomunicações / transmissão de dados
• Sensores– Engenharia civil– Indústria aeronáutica / química / naval /
espacial
• Medicina
09/09/2005Escola de Física
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.
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
O que é uma Rede de Bragg?
09/09/2005Escola de Física
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.
09/09/2005Escola de Física
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
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Sensores de movimento
• Salto em altura
• Comprimento do passo
• Número de pessoas que entram numa sala
09/09/2005Escola de Física
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.
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Material dos Sensores
– Diodo Laser
– Fotodiodo
– Osciloscópio
– Espectrómetro
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Sen. Mov. : Salto em altura
2
22
1
t
gh
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
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
09/09/2005Escola de Física
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:
1N
LL tapetep
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
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
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Sensor de temperatura
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Sensor de temperatura
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
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
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Sensor de deformação
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Sensor de deformação
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
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
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
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
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Trabalho realizado por:
Mafalda FreitasMariana GomesEduardo SantosJoão AzevedoPedro OliveiraVasco Lima
Orientado por: Rosa Muñiz
09/09/2005Escola de Física
Sensores de fibra óptica
FIM