Sensor de
Temperatura usando
Redes de Bragg
Ana Sílvia Esc. Sec.
Caldas das Taipas
Artur Sousa Esc. Sec. da
Lixa
Catarina Gonçalves Esc. Sec.
Condes de Resende
Joana Fragoso Esc. Sec. de Macedo de
Cavaleiros
João Pedro Esc. Sec. da
Sertã
João Granja Esc. Sec. Carlos
Sumário
• Introdução
• Objectivos do trabalho • O nosso projecto
Introdução
• As fibras ópticas têm um papel fundamental nas telecomunicações permitindo elevadas taxas de transmissão de informação.
• As suas principais características são: tamanho e
peso reduzidos, imunidade a interferências
electromagnéticas e elevada capacidade de
transmissão de informação.
• Fazendo uso das características das fibras surgiram vários tipos de sensores ópticos para medição de parâmetros físicos (temperatura, deformação, …), químicos (oxigénio, …) e biológicos (anti-corpos, enzimas, …).
Objectivos
Compreensão dos conceitos:
• Propagação da luz na fibra óptica • Fontes ópticas e fotodetectores • Filtros ópticos
– Redes de Bragg - FBG
– Redes de período longo – LPG
• Outros componentes ópticos
• Analisador de espectros ópticos - OSA
Propagação da luz na fibra óptica
Lei de Snell (Princípio da Reflexão Total) Propagação de um feixe de luz numa fibra óptica do tipo monomodoFontes Ópticas e Fotodectores
Fonte de Espectro Largo
Laser
Filtros Ópticos
• Redes de Bragg
Filtros Ópticos
Outros componentes ópticos
Circulador Óptico Acoplador Óptico
Analisador de Espectros ópticos
Fonte de espectro largo Circulador óptico Rede de Bragg em fibra Disco de aquecimento Analisador de 1 5 5 5 ,4 1 5 5 5 ,5 1 5 5 5 ,6 1 5 5 5 ,7 1 5 5 5 ,8 1 5 5 5 ,9 1 5 5 6 ,0 1 5 5 6 ,1 C o m p ri m e n to d e o n d a ( n m )Sensor de Temperatura usando Redes de Bragg
3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 5 4 9 ,8 1 5 4 9 ,9 1 5 5 0 ,0 1 5 5 0 ,1 1 5 5 0 ,2 1 5 5 0 ,3 1 5 5 0 ,4 1 5 5 0 ,5 1 5 5 0 ,6 1 5 5 0 ,7 1 5 5 0 ,8 1 5 5 0 ,9 C o m p ri m e n to d e O n d a ( n m ) T e m p e ra tu ra (ºC ) Fonte de espectro largo Circulador óptico Rede de Bragg em fibra Acoplador óptico Rede de período longo Disco de aquecimento 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 T e m p e ra tu ra ( ºC )( )
T
=
f P
2 1P
=
P
-
P
Conclusões
• A temperatura pode ser medida usando sistemas ópticos.
• As LPGs são óptimos meios de interrogar o espectro reflectido pelas redes de Bragg;
• A conjugação de ambas as tecnologias permitiu, no nosso projecto, determinar a temperatura em função da potência óptica;
• Este tipo de arquitecturas permite-nos ainda inferir as mais variadas grandezas físicas (temperatura, deformação, índices de refracção e curvatura) com recurso a sistemas simples, baratos e eficientes.
Agradecimentos
• À Faculdade de Ciências da Universidade do Porto • Aos nossos professores
• Ao Paulo Caldas, ao Joel Carvalho e ao Prof. Paulo Marques
• ...
• Ao Exército português (á sua corneta e WCs virtuais) • À Vértico (sobretudo pelo jogo do capuchinho
vermelho)
