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Controlo automático de um interferómetro para monitorização e caracterização de sensores interferométricos
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Authors
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Abstract(s)
A indústria de sensores de fibra óptica está a tornar-se cada vez mais importante
e emprega diferentes técnicas que permitem monitorizar uma grande variedade de
parâmetros. Uma das técnicas que apresenta grandes potencialidades, devido ao seu
elevado desempenho, é a técnica interferométrica, que fornece, simultaneamente, uma grande sensibilidade e uma larga gama dinâmica. Além destas vantagens, juntam-se as vantagens comuns associadas a todos os sensores de fibra óptica, tais como passividade eléctrica, fiabilidade e possibilidade de multiplexagem, que também se aplicam aos
sensores interferométricos.
Outra técnica muito utilizada no ramo dos sensores de fibra óptica, em configurações interferométricas com intuito de interrogação, é a técnica de
interferometria de luz branca. Esta técnica permite precisão de medição, insensibilidade
a flutuações da potência óptica ao longo do sistema de interrogação, assim como uma
resolução elevada. Com o intuito de tornar os sistemas de instrumentação / interrogação
mais compactos e flexíveis foi desenvolvida uma plataforma de instrumentação virtual,
que consiste em aplicações de software que implementam as funções dos instrumentos
físicos em ambiente computacional. Esta área permite obter sistemas de instrumentação
/ interrogação menos complexos, de maior portabilidade e com um custo mais reduzido.
Esta dissertação tem como objectivo o desenvolvimento de um sistema de
interrogação de sensores de fibra óptica interferométricos controlado automaticamente
através de instrumentação virtual, sendo necessário numa fase inicial um estudo
aprofundado dos sensores de fibra óptica, das diferentes técnicas de interrogação e da
área de instrumentação virtual.
O capítulo 1 é o capítulo de introdução, onde são apresentados de forma genérica os diferentes conceitos inerentes ao trabalho, nomeadamente sensores de fibra
óptica e os conceitos de interrogação de sensores interferométricos e conceitos de
instrumentação virtual.
Os sensores interferométricos são abordados com mais detalhe no capítulo 2.
Neste capítulo são abordados os conceitos teóricos de interferometria, assim como os
diferentes esquemas interferométricos geralmente utilizados em sensores de fibra óptica.No capítulo 3 são apresentados os diferentes esquemas de detecção de sinal
utilizados para interrogar sensores interferométricos de fibra óptica. É apresentada a técnica de interferometria de luz branca e os esquemas de detecção de sinal homódina e heteródina.
O conceito de instrumentação, com ênfase nos sistemas de instrumentação virtual é apresentado no capítulo 4. É abordado o tema de sistemas de instrumentação tradicionais e de instrumentação virtual, dando ênfase às vantagens destes últimos. É também apresentado o ambiente de programação LabVIEW e o amplificador lock-in
virtual, utilizado no desenvolvimento do projecto. No capítulo 5 é apresentado o desenvolvimento do sistema de interrogação de
sensores interferométricos proposto inicialmente. Todo o desenvolvimento, desde
implementação do interferómetro receptor, passando pelo sistema de controlo baseado
em instrumentação virtual, até à caracterização do sistema está documentado neste capítulo.
A monitorização e caracterização de sensores interferométricos com o sistema apresentado no capítulo 5 estão documentadas no capítulo 6.
No capítulo 7 são apresentadas as conclusões relativas ao trabalho desenvolvido,
assim como as perspectivas futuras de evolução do sistema implementado.
Description
Keywords
Sensores de fibra óptica Interferometria Interrogação Interferometria de luz branca Detecção pseudo-heteródina Detecção heteródina sintética Instrumentação virtual .