Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Moraes, Isabelle Gomes de
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/6318
Resumo: Magnetic field measurement has many application from military area, as detection of airplanes, ships and tanks, to electrical generator and transmission system as electric current sensing. Sensors based on optical fiber with thin film technology become great options to this application, once they are electromagnetic imunes, small dimensions and intrinsically electrically insulated. The goal of this work is the production of a magnetic field sensor based on an optical fiber with a Bragg grating inscribed and coated with a Terfenol-D magnetostrictive thin film. When an external magnetic field is applied, the magnetostrictive thin film presents a strain that will be transmitted to the optical fiber. The strain will be detected by the displacement of the wavelength reflected by the Bragg grating. The developed sensor presents a sensitivity of 0.075 pm/mT with operational range of 50 to 150 mT for a field perpendicular to the fiber optical longitudinal axis. In addition to the sensor characterization, a thorough characterization of the thin film was performed, including chemical composition, structure and magneto-optical properties. The final system response was analysed in view of these informations. We also verified the influence of the characterization setup in the sensor response.
id UFRJ_1e4f61383eb4567c15b2603186ffb123
oai_identifier_str oai:pantheon.ufrj.br:11422/6318
network_acronym_str UFRJ
network_name_str Repositório Institucional da UFRJ
repository_id_str
spelling Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-DEngenharia elétricaRede de BragCampo magnéticoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAMagnetic field measurement has many application from military area, as detection of airplanes, ships and tanks, to electrical generator and transmission system as electric current sensing. Sensors based on optical fiber with thin film technology become great options to this application, once they are electromagnetic imunes, small dimensions and intrinsically electrically insulated. The goal of this work is the production of a magnetic field sensor based on an optical fiber with a Bragg grating inscribed and coated with a Terfenol-D magnetostrictive thin film. When an external magnetic field is applied, the magnetostrictive thin film presents a strain that will be transmitted to the optical fiber. The strain will be detected by the displacement of the wavelength reflected by the Bragg grating. The developed sensor presents a sensitivity of 0.075 pm/mT with operational range of 50 to 150 mT for a field perpendicular to the fiber optical longitudinal axis. In addition to the sensor characterization, a thorough characterization of the thin film was performed, including chemical composition, structure and magneto-optical properties. The final system response was analysed in view of these informations. We also verified the influence of the characterization setup in the sensor response.A medida de campo magnético tem diversas aplicações, desde o setor militar, como a detecção de aviões, navios e tanques ao setor de geração e transmissão de energia elétrica com a medida de corrente elétrica. Sensores baseados em fibra óptica associados com a tecnologia de filmes finos tornam-se promissores candidatos para esta aplicação por serem imunes a interferênciais eletromagnéticas, possuirem pequenas dimensõe e intrinsecamente isolado eletricamente. O objetivo deste trabalho é a confecção de um sensor de campo magnético baseado em uma fibra óptica com rede de Bragg inscrita e sobre esta um filme fino magnetostrictivo de Terfenol-D foi depositado. Quando submetido a um campo magnético externo, o filme magnetostrictivo sofre uma deformação que será transmitida a fibra óptica. Graças a rede de Bragg inscrita irá transmitir a medida de deformação a partir da variaçãosensor desenvolvido apresenta uma sensibilidade de 0,075 pm/mT operando na faixa de 50 a 150 mT para um campo perpendicular ao eixo longitudinal da fibra óptica. Além da caracterização do sensor, foram realizadas caracterizações química, estruturais e magneto-ópticas dos filmes finos confeccionados a fim de relacionar estes aspectos com a resposta final do sistema. Discutiu-se também a influência da montagem de caracterização sobre a resposta do sensor.Universidade Federal do Rio de JaneiroBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFRJWerneck, Marcelo Martinshttp://lattes.cnpq.br/7469393501786183Orlando, Marcos Tadeu DAzeredoAllil, Regina Célia da Silva BarrosBarthem, Vitória Maria TupinambáMoraes, Isabelle Gomes de2019-01-31T15:05:26Z2023-12-21T03:03:03Z2017-07info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/11422/6318porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJ2023-12-21T03:03:03Zoai:pantheon.ufrj.br:11422/6318Repositório InstitucionalPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestpantheon@sibi.ufrj.bropendoar:2023-12-21T03:03:03Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D
title Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D
spellingShingle Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D
Moraes, Isabelle Gomes de
Engenharia elétrica
Rede de Brag
Campo magnético
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
title_short Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D
title_full Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D
title_fullStr Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D
title_full_unstemmed Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D
title_sort Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D
author Moraes, Isabelle Gomes de
author_facet Moraes, Isabelle Gomes de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Werneck, Marcelo Martins
http://lattes.cnpq.br/7469393501786183
Orlando, Marcos Tadeu DAzeredo
Allil, Regina Célia da Silva Barros
Barthem, Vitória Maria Tupinambá
dc.contributor.author.fl_str_mv Moraes, Isabelle Gomes de
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia elétrica
Rede de Brag
Campo magnético
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
topic Engenharia elétrica
Rede de Brag
Campo magnético
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
description Magnetic field measurement has many application from military area, as detection of airplanes, ships and tanks, to electrical generator and transmission system as electric current sensing. Sensors based on optical fiber with thin film technology become great options to this application, once they are electromagnetic imunes, small dimensions and intrinsically electrically insulated. The goal of this work is the production of a magnetic field sensor based on an optical fiber with a Bragg grating inscribed and coated with a Terfenol-D magnetostrictive thin film. When an external magnetic field is applied, the magnetostrictive thin film presents a strain that will be transmitted to the optical fiber. The strain will be detected by the displacement of the wavelength reflected by the Bragg grating. The developed sensor presents a sensitivity of 0.075 pm/mT with operational range of 50 to 150 mT for a field perpendicular to the fiber optical longitudinal axis. In addition to the sensor characterization, a thorough characterization of the thin film was performed, including chemical composition, structure and magneto-optical properties. The final system response was analysed in view of these informations. We also verified the influence of the characterization setup in the sensor response.
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-07
2019-01-31T15:05:26Z
2023-12-21T03:03:03Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11422/6318
url http://hdl.handle.net/11422/6318
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UFRJ
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
Brasil
Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
UFRJ
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRJ
instname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron:UFRJ
instname_str Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron_str UFRJ
institution UFRJ
reponame_str Repositório Institucional da UFRJ
collection Repositório Institucional da UFRJ
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
repository.mail.fl_str_mv pantheon@sibi.ufrj.br
_version_ 1815455981229834240

Registros relacionados