09/09/2005
Escola de Física
Sensores de fibra óptica
Sensores em Fibra Óptica
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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
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O que é uma fibra?
Fibra óptica é
um filamento de
vidro com a
capacidade de
transmitir luz!
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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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Aplicações da Fibra Óptica
• Telecomunicações / transmissão de dados
• Sensores
– Engenharia civil
– Indústria aeronáutica / química / naval /
espacial
• Medicina
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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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O que é uma Rede de Bragg?
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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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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 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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Resultados
0.6
João
0.5
Eduardo
0.4
Mariana
Altura do salto 0.3
Priscila
0.2
Tânia
0.1
Mafalda
Rosa
0
1
Pessoas
Miguel
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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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Resultados
Mafalda
Pedro
120
Vasco
100
Rosa
comprimento
passo
80
Mariana
60
Eduardo
40
João
Ivo
20
Priscila
0
Ricardo
1
Pessoas
Tânia
João Lopes
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Sensores de fibra óptica
Sensor de temperatura
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Sensor de temperatura
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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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Sensor de deformação
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Sensor de deformação
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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
500
1000
1500
2000
Deformação (me )
Sensibilidade = 1,2 pm/me
2500
3000
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Referencias
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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
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Trabalho realizado por:
Mafalda Freitas
Mariana Gomes
Eduardo Santos
João Azevedo
Pedro Oliveira
Vasco Lima
Orientado por: Rosa Muñiz
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FIM