O que é um sensor de fibra ótica?
Um sensor de fibra ótica é uma tecnologia que usa a luz para realizar análises de propriedades físicas em aplicações de sensoriamento remoto. Os sensores intrínsecos usam a própria fibra óptica como elemento sensor, enquanto os sensores extrínsecos usam cabos de fibra ótica para transmitir informações de luz de um sensor remoto para processadores eletrônicos. A luz pode ser usada para detectar alterações em muitas propriedades físicas e químicas dos materiais para analisar fatores como temperatura, pressão ou vibração. Esses sensores funcionam em vários contextos industriais e científicos, como a medição de poços de petróleo no fundo do poço ou como hidrofones para aplicações de sonar e sísmica. As fibras ópticas leves possuem muitas vantagens inerentes às tecnologias anteriores, incluindo tamanhos pequenos e leves, resistência eletromagnética, durabilidade e transmissão instantânea e precisa de informações.
As fibras ópticas conduzem a luz de fontes como lasers ou diodos emissores de luz (LED) através de guias de onda dielétricos cilíndricos. Essas fibras permitem que a luz reflita em forma de onda com perda mínima em grandes distâncias. A fibra é feita de um núcleo dielétrico cercado por uma camada de revestimento e revestido por uma jaqueta; essas fibras podem ser agrupadas em cabos mais grossos. Um sensor de fibra óptica fornece desempenho robusto em condições extremas que proíbem a observação direta; isso pode incluir áreas perigosas e remotas, como motores internos ou ambientes explosivos e corrosivos.
Sensores intrínsecos podem medir o fluxo de material através de intervalos de até um metro no caminho da luz. Este material faz algumas alterações na qualidade da luz, que podem revelar informações vitais para análise. Variações no comprimento do caminho óptico permitem medições de intensidade, polarização, fase e outras características do comprimento de onda da luz. O sensor de fibra óptica propaga os efeitos ambientais modulados usando fontes de luz e detectores. São possíveis leituras adicionais, como tensão, temperatura e viscosidade.
Os sensores ópticos e eletrônicos também podem usar fibras ópticas para transportar informações aos processadores eletrônicos. Esses sensores extrínsecos podem ser projetados especificamente para determinadas condições adversas: por exemplo, temperaturas de leitura dentro de motores a jato e transformadores, onde campos de calor ou eletromagnéticos proíbem outros métodos de medição. Um sensor de fibra óptica extrínseco normalmente usa uma fibra multimodo que pode permitir vários comprimentos de onda, ou feixes de luz, para uma transmissão de informações mais complexa. As informações de um sensor eletrônico são convertidas através de um transmissor óptico e transportadas por linhas ópticas para sua base de destino.
O tipo mais simples de sensor de fibra ótica é conhecido como tipo intensivo; mede a modulação de intensidade. Os sensores espectrais medem a luz modulada por um efeito ambiental e são usados para capturar informações relacionadas às propriedades da luz, como radiação, fluorescência e absorção. Os sensores interferométricos funcionam como giroscópios de fibra óptica de estado sólido no setor aeroespacial, navegação e mineração. O campo médico utiliza sensores de fibra ótica para obter informações sobre dosagens e gases no sangue; esses sensores passivos são de baixo custo, produzidos em massa e parecem não apresentar efeitos negativos para os pacientes. Estruturas inteligentes de fibra óptica são incorporadas a materiais manufaturados e estruturas em grande escala, como pontes e barragens; os aplicativos continuam sendo desenvolvidos para as tecnologias novas e existentes.