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Sensores de pressão em fibra óptica para o estudo dos fenómenos da percolação da água em solos
| dc.contributor.advisor | Baptista, José Manuel Rocha Teixeira | |
| dc.contributor.author | Freitas, Norberto Bruno Serrão de | |
| dc.date.accessioned | 2013-01-24T16:00:54Z | |
| dc.date.available | 2013-01-24T16:00:54Z | |
| dc.date.issued | 2013-01-24 | |
| dc.date.submitted | 2010 | |
| dc.description.abstract | Dada a necessidade de obtermos sistemas monitorizados com elevada precisão, de grande durabilidade e resistentes às condições atmosféricas, surgiu a possibilidade de aplicação das fibras ópticas como sensores para monitorização de pressão. Nesse contexto, as fibras “hetero-core” (fibra óptica composta por uma fibra multimodo entre duas fibras ópticas monomodo) e a utilização de lentes GRIN (“GRaded INdex”) em conjunto com superfícies reflectoras permitem a determinação da pressão e são objecto de estudo desta dissertação. Em termos de aplicação, o objectivo principal desta tese de mestrado foi de proporcionar o projecto e desenvolvimentos da medida de pressão em 48 pontos para um tanque de estudo dos fenómenos de percolação da água nos solos e que é pertencente à Secção de Geotecnia do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Inicialmente, foi caracterizado um sistema contendo uma fibra “hetero-core” à qual foi aplicada uma curvatura, com auxílio de uma carruagem micrométrica. Este sistema permitiu a simulação do mesmo efeito de aplicação de pressão à fibra “hetero-core”. Na configuração seguinte, usou-se um OTDR (“Optical Time Domain Reflectometer”) para visualização e registo das perdas encontradas durante o processo de dobrar e esticar da fibra “hetero-core”. Ao longo deste registo, várias configurações foram testadas até ser encontrada a cabeça sensora com melhor comportamento para monitorizar a pressão. A multiplexagem foi conseguida ao colocar dois sensores em série, sendo cada um deles constituído por uma fibra “hetero-core” colocada no fundo de um tubo de água disposto verticalmente. Com a adição da água no tubo de água, a curvatura na fibra “hetero-core” aumentava, notando-se claramente que as perdas também subiam. Os resultados obtidos nesta configuração foram bastante satisfatórios permitindo a independência entre os dois sensores dispostos em série. Posteriormente, foi testada uma nova configuração sensora, o sensor de fibra óptica para monitorização de pressão foi construído com recurso a uma lente GRIN e uma superfície reflectora. Esta lente, disposta diante de um espelho, permitiu emitir e captar luz de um determinado comprimento de onda devido à reflexão do sinal luminoso no espelho. Com sucessivos incrementos, afastou-se e aproximou-se a lente ao espelho, registando-se e observando-se as perdas de potência obtidas com auxílio do OTDR. Também para esta configuração foi testada a multiplexagem de vários sensores, tendo sido utilizadas as seguintes opções: um acoplador de 2:1; um acoplador 4:1 e um comutador óptico. Verificou-se que a utilização de um comutador óptico é o melhor caso para a monitorização de pressão de múltiplos sensores. A multiplexagem com recurso ao comutador foi possível, uma vez que permitia a medição independente de cada sensor de pressão num determinado tempo. Com este resultado, é possível monitorizar 48 sensores com recurso ao OTDR, multiplexados temporalmente. Toda esta implementação prática da dissertação foi realizada nas instalações da Unidade de Optoelectrónica e Sistemas Electrónicos no INESC Porto, onde foram caracterizados e estudados sensores com diferentes características que poderão ser lidas neste documento. A componente teórica foi efectuada na Universidade da Madeira. | por |
| dc.description.sponsorship | Universidade da Madeira | por |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10400.13/327 | |
| dc.language.iso | por | por |
| dc.subject | Sensores de fibra óptica | por |
| dc.subject | Sensores de pressão | por |
| dc.subject | Fibra “hetero-core” | por |
| dc.subject | Lentes GRIN | por |
| dc.subject | Percolação | por |
| dc.subject | . | por |
| dc.subject | Centro de Ciências Exatas e da Engenharia | por |
| dc.title | Sensores de pressão em fibra óptica para o estudo dos fenómenos da percolação da água em solos | por |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | por |
| rcaap.type | masterThesis | por |
| thesis.degree.discipline | Ciências Exatas e Engenharia | por |
| thesis.degree.level | Mestre | por |
| thesis.degree.name | Mestre em Engenharia de Telecomunicações e Redes | por |