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Type: Dissertação
Title: Estudo de sensor de campo magnético baseado em fibra óptica com rede de Bragg e Filme Fino de Terfenol-D
Author(s)/Inventor(s): Moraes, Isabelle Gomes de
Advisor: Werneck, Marcelo Martins
Abstract: 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.
Abstract: 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.
Keywords: Engenharia elétrica
Rede de Brag
Campo magnético
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Jul-2017
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Elétrica

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