Sensores de fibra ótica baseados em novos materiais flexíveis
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2013 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1822/39459 |
Resumo: | Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e de Computadores |
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Sensores de fibra ótica baseados em novos materiais flexíveisFiber-optic sensors based on new flexible materialsFBGPolidimetilsiloxano (PDMS)Fibra óticaPolydimethylsiloxane (PDMS)Optical fiberEngenharia e Tecnologia::Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e InformáticaDissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e de ComputadoresEsta dissertação apresenta um sensor ótico baseado em fibra ótica com redes de Bragg (FBG) para medir deformações, curvaturas e vibrações. Este sensor foi embebido num material flexível para proteger e assegurar uma boa ligação com a estrutura a monitorizar. O material selecionado foi o Polidimetilsiloxano (PDMS). O FBG utilizado foi criado pelo método da máscara de fase para refletir o comprimento de onda de 1552.43 nm, tendo sido embebido no PDMS antes do processo de solidificação para assegurar uma forte aderência entre os dois componentes. O protótipo fabricado foi caracterizado do ponto de vista estático e dinâmico. No primeiro caso, foi utilizado um setup de teste construído especificamente para esse propósito. Foram realizadas cinco medições com um deslocamento máximo de 8 mm e obtidas as curvas da variação do comprimento de onda refletido em função da elongação do sensor. Posteriormente, o FBG embebido em PDMS foi exposto a elevadas temperaturas (150 a 200 °C) e repetidos os testes para averiguar o comportamento do sensor e do material. A caracterização dinâmica dividiu-se em dois testes distintos. No primeiro foi aplicada uma frequência fixa ao sistema oscilatório, enquanto no segundo foi aplicada uma variação linear da frequência. No primeiro teste, o protótipo foi colocado a elevadas temperaturas e repetidos os diferentes testes. Isto permitiu avaliar a resposta dinâmica do sensor após a degradação térmica. Em todos os testes, foi possível observar que o sensor caracteriza razoavelmente os deslocamentos dos provetes de teste.This dissertation presents an optical sensor based on optical Fiber Bragg Grating (FBG) to measure displacements, strains and vibrations. This sensor has been embedded into a flexible material so as to provide protection and to ensure a good bond with the structure to be monitored. The material selected was the Polydimethylsiloxane (PDMS). The FBG was created by the phase mask method to reflect the wavelength of 1552.43 nm and it was embedded in PDMS before solidification process to ensure a strong adhesion between the two components. The prototype produced was characterized both in terms of static and dynamic behavior. In the first case, it was used a test setup specifically built for this purpose. Sets of five measurements were performed up to a maximum displacement of 8 mm and at the same time, it was obtained the curves of the reflected wavelength according to the elongation of the sensor. Subsequently, the FBG embedded on PDMS was exposed to high temperatures (150 to 200 oC). In these cases, the tests were repeated to investigate the behavior of the sensor and the material with relation to the temperature. The dynamic characterization was divided into two distinct tests. At first, it was applied a fixed frequency to the shaking system, while on the second a linear variation of the frequency was applied. In the first test, the prototype was placed at high temperatures and at the same time, the different tests were repeated. This allowed the evaluation of the dynamic response of the sensor after the thermal degradation. On all tests, it was possible to observe the ability to characterize with a reasonable degree, the displacements suffered by the test structures (specimen).Carmo, João Paulo PereiraUniversidade do MinhoMonteiro, José António Ferreira20132013-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/1822/39459porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-21T12:03:04Zoai:repositorium.sdum.uminho.pt:1822/39459Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T18:53:09.532329Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse |
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