Sensores Óticos – Tecnologia FBG (Fiber Bragg Grating)

Funcionamento

O sensor de tecnologia Bragg atua como um espelho seletivo de comprimento de onda (wavelenght selective mirror), tal como um filtro sintonizado numa faixa estreita. Se uma fonte de luz de banda larga for injetada na fibra óptica, apenas a luz que se encontra nessa região espectral estreita, centrada no comprimento de onda de Bragg será refletida. A luz remanescente continuará a sua trajetória através da fibra sem apresentar perdas representativas.

A luz percorrerá os sensores existentes na fibra, cada qual com um comprimento de onda definido e distinto dos demais, o que possibilita a identificação dos sensores na cadeia de medição.

O comprimento de onda de Bragg é definido pelo período da microestrutura e pelo índice de refração do seu núcleo. Como o sensor de Bragg possui uma estrutura simétrica, sempre refletirá o mesmo comprimento de onda, independente do sentido da luz que atravessa a fibra.

Vantagens

A tecnologia é imune às interferências eletromagnéticas e de rádio frequência, possui uma perda de sinal desprezível em relação ao comprimento da fibra e permite monitoramento remoto. Os sensores possuem tamanho e peso reduzidos, tem passividade elétrica, operação intrinsecamente segura, tem elevada sensibilidade, confiabilidade em longo prazo, além de permitir a multiplexação de sensores. Podemos conectar diversos sensores em uma única fibra, separados por milímetros ou quilômetros dependendo da necessidade da aplicação.

Graças às suas características, os sensores de Bragg estão ganhando espaço nas aplicações que anteriormente utilizavam a tecnologia clássica (extensometria elétrica). As redes constituídas de sensores de Bragg permitem a integração na cadeia de medição de distintas grandezas como: deformação, temperatura, pressão, inclinação e aceleração, distribuídas ao longo de dezenas de quilômetros e ligadas por um número muito reduzido de fibras conectadas à unidade de aquisição de dados centralizada (Interrogators).

Aplicações:

Os sensores de tecnologia Bragg são uma alternativa inovadora e bastante recomendada para aplicações em:

  • Engenharia Civil: monitoramento estrutural de pontes, escavações de tuneis, edifícios etc,
  • Geração de Energia Elétrica: monitoramento de vibração e temperatura em geradores de alta potência, monitoramento de torres de transmissão de alta tensão etc.
  • Energia Eólica: medição de deformação nas lâminas dos geradores,
  • Aeroespacial: monitoramento de temperatura em satélites de telecomunicação, em tanques de combustível de aeronaves etc.
  • Materiais compósitos: medição de deformações em ensaios de fadiga do material.

HBM e a tecnologia Bragg

A HBM, como líder mundial no desenvolvimento e produção de sistemas de monitoramento, baseados na tecnologia FBG (Fiber Bragg Grating), dispõe do estado da arte nos sistemas de aquisição de dados (Interrogadores Óticos), bem como softwares de medição e tratamento dos dados adquiridos, além de uma diversificada linha de sensores de fibra óptica para as medições de: deslocamento, temperatura, deformação (axial e roseta), aceleração e inclinação.

Estudos de Caso

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