Sensores em fibra ótica aplicados na indústria intensiva - Ribeiro, Diana Genoveva dos Reis (2022)
Nos dias de hoje temos acesso à mais recente e inovadora tecnologia e, portanto, o nosso dever passa por prever e conter as catástrofes a pequena e grande escala. O processo de monitorização da saúde estrutural (SHM) envolve a implementação de ferramentas e estratégias de caracterização e deteção de danos em estruturas e equipamentos de engenharia, e está intimamente ligado à segurança. De facto, a deteção precoce de comportamentos anormais mitiga o risco de colapso repentino, contribuindo para a preservação de vidas humanas e bens materiais. Existem diversos sistemas no mercado para satisfazer estas necessidades em tubagens industriais, mas são poucos os que incluem requisitos como baixo custo, confiabilidade nos resultados, continuidade do sensor, sensibilidade a diversos modos acústicos e ainda que permita a avaliação de tubos de qualquer diâmetro em algumas dezenas de metros a partir de um único ponto de medição e operação a temperaturas de até 500 °C. Assim, este projeto propõe-se a estudar a deteção de ondas guiadas em tubagens através de sensores de fibra ótica, com especial destaque no sensor interferométrico de Michelson. A fibra ótica apresenta uma série da vantagens para deteção de ondas guiadas, particularmente em ambiente industrial, de entre as quais: elevada sensibilidade, que se traduz em maior alcance, ser intrinsecamente segura, capacidade de operação a altas temperaturas, capacidade de multiplexagem e medição quase-distribuída. Em particular, o sensor estudado face ao tradicional sensor baseado em redes de Bragg usado no MOT possibilita a deteção de mais modos acústicos e, portanto, mais informação estrutural do objeto de estudo. Utilizando o MOT como emissor de ondas acústicas, estudou-se o comportamento do interferómetro de Michelson para diversos comprimentos de fibra ótica e para dois desbalanceamentos diferentes, sendo que se verfificou que para comprimentos de fibra menores se obteve uma melhor filtragem de ruídos e perturbações externas e, consequentemente, uma maior sensibilidade aos defeitos estruturais da tubagem em estudo nos laboratórios da EQS Global. Já para a variação do desbalanceamento entre os percursos óticos do interferómetro não foi clara a evidência e mais testes seriam necessários para a obtenção de resultados com repetibilidade e reprodutibilidade.