Sensores em Fibra Óptica Baseados em Interferêmetros de Sagnac

dc.contributor.advisor1Castellani, Carlos Eduardo Schmidt
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000000341545683
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1975160943820607
dc.contributor.authorPizzaia, João Paulo Lebarck
dc.contributor.referee1Pontes, Maria José
dc.contributor.referee2Leal Junior, Arnaldo Gomes
dc.contributor.referee3Marques, Carlos Alberto Ferreira
dc.date.accessioned2024-05-30T00:50:21Z
dc.date.available2024-05-30T00:50:21Z
dc.date.issued2021-11-12
dc.description.abstractThe use of all-in-fiber optical sensors to monitor physical quantities has been gaining ground in the industry, especially for use in areas classified as potentially explosive. Among the devices used in this function we can highlight the interferometers that are the object of constant research due to their high accuracy for measurements in various fields such as temperature, pressure, displacement, magnetic fields, vibration, among others. This work presents, through numerical simulations and experimentation, setups for measurement systems using the in-fiber Sagnac interferometer model for flow and temperature sensing, in order to discuss the results and the theory behind the operational principle of them. The results found show sensitivities of 2.59×10−¹mW/ms−¹ for the proposed setup for flow measurement using the effect known as "Fresnel drag" for a pipeline measuring 10 cm of internal diameter, and up to -1.62 nm /◦C and 214pm/◦C for temperature sensors using, respectively, Polarization Maintaning Fiber (PMF) and Erbium Doped Fiber (EDF) segments as sensing elements. Such devices proved to be effective, due to their high sensitivities, resolution, linearity and operating range, therefore, they can be a viable option for laboratory and industrial use, especially for environments with the possibility of formation of an explosive atmosphere.
dc.description.resumoA utilização de sensores ópticos construídos em fibra para monitoramento de grandezas físicas vem ganhando espaço na indústria, em especial para uso em áreas classificadas como potencialmente explosivas. Dentre os dispositivos empregados nesta função podemos destacar os interferômetros que são objeto de constante estudo na academia devido a sua alta precisão para medições em diversos campos como, por exemplo, temperatura, pressão, deslocamento, campos magnéticos, vibração, entre outros. Neste trabalho é apresentado, através de simulações numéricas e experimentação prática, modelos de montagens de sistemas de medição utilizando como base um interferômetro de Sagnac em fibra para o sensoriamento de vazão e temperatura, com o objetivo de discutir os resultados e a teoria que embasa o funcionamento destes. Os resultados encontrados evidenciam sensibilidades de 2,59×10−¹ mW/ms−¹ para a montagem proposta para medição de vazão utilizando-se do efeito conhecido como “arrasto de Fresnel” para uma tubulação de 10 cm de diâmetro interno, e de até -1,62 nm/◦C e 214 pm/◦C para os sensores de temperatura utilizando, respectivamente, segmentos de Fibras Mantenedoras de Polarização (PMF) e Fibras Dopadas com Érbio (EDF) como elementos sensores. Tais dispositivos se mostraram eficazes, devido suas altas sensibilidades, resolução, linearidade e faixa de operação, portanto, podem ser uma opção viável para uso laboratorial e industrial, em especial para ambientes com a possibilidade de formação de atmosfera explosiva.
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15331
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Engenharia Elétrica
dc.publisher.departmentCentro Tecnológico
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
dc.rightsopen access
dc.subjectSensor em fibra
dc.subjectSagnac
dc.subjectvazão
dc.subjecttemperatura
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqEngenharia Elétrica
dc.titleSensores em Fibra Óptica Baseados em Interferêmetros de Sagnac
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typemasterThesis

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