Sistemas de sensoriamento ópticos distribuídos aplicados ao setor de energia
Ano de defesa: | 2022 |
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Autor(a) principal: | |
Orientador(a): | |
Banca de defesa: | , , , , |
Tipo de documento: | Tese |
Tipo de acesso: | Acesso embargado |
Idioma: | por |
Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba |
Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
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Departamento: |
Não Informado pela instituição
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País: |
Brasil
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Palavras-chave em Português: | |
Área do conhecimento CNPq: | |
Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30309 |
Resumo: | Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de dois sistemas sensores distribuídos baseados em fibra óptica aplicados ao setor de energia. O primeiro sistema é um sensor distribuído acústico (DAS) baseado no retroespalhamento Rayleigh, aplicado ao setor de extração de óleo e gás. O segundo sistema sensor é um sensor de vibração baseado no na reflectometria óptica no domínio do tempo (OTDR) aliado a técnica da interferometria de Sagnac, aplicado para a detecção de descargas parciais em máquinas e cabos elétricos. A topologia escolhida para o sistema DAS foi a demodulação por amplitude do sinal retroespalhado (COTDR), sua escolha foi definida com base em estudo de topologias, requisitos do sistema e estudos de componentes. Para de validar o sistema foram definidos ensaios simples de determinação da velocidade do som no ar e de determinação de velocidade de propagação de ondas mecânicas em tubulação de aço onde o sistema apresentou bom desempenho. As principais características do sistema DAS desenvolvido são resolução espacial de 1 m e fibra sensora com 2 km de comprimento. O sistema DAS desenvolvido neste trabalho foi de fundamental importância para a continuidade do desenvolvimento do sistema. O segundo sistema sensor possui a principal característica no uso de uma fonte de luz com baixa coerência. Essa característica faz com que o sistema apresente maior viabilidade econômica, propiciando seu uso em aplicações menos nobre, mas tão importantes quanto o setor de extração de óleo e gás. O sistema proposto possui resolução espacial de 50 m. Para validação do sistema e avaliação de sua capacidade de identificar e localizar descargas elétricas foram definidos dois ensaios. No primeiro ensaio foram aplicadas descargas elétricas em uma placa condutora instrumentada com fibra óptica e no segundo ensaio descargas elétricas foram aplicadas a uma seção de cabro elétrico isolado instrumentado com fibra óptica. Em ambos os ensaios o sistema sensor baseado na interferometria de Sagnac foi capaz de localizar e identificar as descargas elétricas aplicadas. O estudo inicial do sistema apresentou resultados promissores, criando inúmeras possibilidades de melhoria. |