Protótipo de um sensor baseado em redes de período longo
para monitorização de parâmetros físicos in situ
C. Silva1, J. Coelho 1, O. Frazão2, J. Santos2
1
Dept. de Óptica e Lasers, INETI, Ed. D, Estrada do Paço do Lumiar, 22, 1649-038 Lisboa
2
INESC Porto, Unidade de Optoelectrónica e Sistemas Electrónicos, 4169-007 Porto
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A rede de período longo (LPG) é uma estrutura ressonante que permite o
acoplamento de luz entre o modo fundamental do núcleo e os modos específicos da
bainha. Esta estrutura é extremamente sensível ao ambiente, permitindo assim ser
usada como sensor de parâmetros ambientais. Esta característica provém da forte
dependência do índice de refracção efectivo dos modos da bainha com o índice de
refracção do meio envolvente. No campo de estudos ambientais em meios aquosos,
as LPGs são muito atractivas para monitorização de parâmetros físicos em tempo
real, tais como temperatura e salinidade. Contudo, na sua produção, a remoção do
revestimento faz delas uma estrutura frágil quando aplicadas em meios aquáticos que
normalmente contêm algas e outros materiais orgânicos. Neste âmbito, foi
desenvolvido o protótipo de um sensor baseado em LPGs para medição de salinidade
in situ, operacional em ambientes agressivos.
Foram realizados estudos para encapsular o elemento sensor e, assim, torná-lo um
dispositivo mais robusto. O protótipo desenvolvido (Figura 1) possui um sistema de
filtração de materiais orgânicos, conseguido através do processo de separação por
membranas. O sistema é de fácil implementação e permite a substituição do filtro
sem interferir com a medição. A sensibilidade da cabeça sensora à variação do índice
de refracção do meio externo foi caracterizada. Para a sua calibração o LPG foi
imerso em soluções com diferentes índices de refracção, à temperatura ambiente.
Resultados experimentais mostram que o sistema sensor pode ser usado como
dispositivo de medição remota de salinidade.
Figura 1 – Protótipo desenvolvido para medição de parâmetros físicos in situ.
Referências
[1] A.M.Vengsarkar, J.R.Pedrazzani, J.B.Judkins, P.J.Lemaire, V.Bhatia, J.E.Sipe, T.Erdogan, "Longperiod fiber gratings as band-rejection filters", J. Lightwave Technol., 14, 58-65 (1996).
[2] H. J. Patrick et Al. “Analysis of the response of long-period fiber gratings to external index of
refraction”, J. Lightwave Technol., 16, 1606–1612 (1998).