Signal Processing and Computational Modeling for Optical Fiber Sensor Devices
Nome: LUÍS CÍCERO BEZERRA DA SILVA
Tipo: Tese de doutorado
Data de publicação: 26/11/2021
Orientador:
Nome |
Papel |
|---|---|
| MARCELO EDUARDO VIEIRA SEGATTO | Co-orientador |
| MARIA JOSE PONTES | Orientador |
Banca:
| Nome |
Papel |
|---|---|
| CAMILO ARTURO RODRIGUEZ DIAZ | Examinador Interno |
| CARLOS ALBERTO FERREIRA MARQUES | Examinador Externo |
| CARLOS EDUARDO SCHMIDT CASTELLANI | Examinador Interno |
| MARCELO EDUARDO VIEIRA SEGATTO | Coorientador |
| MARIA JOSE PONTES | Orientador |
Páginas
Resumo: Nas últimas quatro décadas, especial interesse tem sido dado à exploração das
características do ambiente óptico para sensoriamento, dando origem ao que hoje seria uma das maiores aplicações das bem conhecidas fibras ópticas, geralmente empregadas para transmitir dados à altas taxas. O sensoriamento de temperatura, pressão, nível de líquido, deformação, entre outros parâmetros físicos que empregam fibras ópticas, tornou-se não apenas um ramo crescente de pesquisa, mas também uma atividade comercial concorrente com sensores elétricos bem estabelecidos na indústria. Os sensores de fibra óptica têm todas as características inerentes de um cabo de fibra óptica, como imunidade eletromagnética, tamanho e peso reduzidos,
multiplexação, etc. Estas características exclusivas fizeram os sensores em fibra tão versáteis que se tornaram uma tecnologia transformadora possibilitando que diversos processos industriais sejam executados com maior grau de segurança. Hoje em dia, existem vários tipos de sensores ópticos, estes incluem sensores de rede de Bragg em fibra, Fabry-Perot, interferométricos, distribuídos, polarimétricos, de fibra de polímero, e vários outros. Essa imensa diversidade permite que esses sensores sejam aplicados em biomedicina, sistemas de defesa militar, monitoramento da integridade estrutural de pontes, poços de petróleo, oleodutos, linhas de transmissão de
energia e assim por diante. Entretanto, para operar adequadamente, tais sensores requerem processamento adequado para que as informações por eles medidas sejam extraídas da melhor maneira possível. Nessa perspectiva, esta tese descreve um conjunto de técnicas de processamento de sinais desenvolvidas para esses sensores. As contribuições descritas aqui cobrem duas classes de sensores ópticos: sensores distribuídos de temperatura baseados em Raman e sensores interferométricos. Para o primeiro, é apresentado um método para detectar e medir pequenos eventos de temperatura em uma escala de poucos centímetros, bem como uma análise teórica do receptor desses sensores para melhorar sua sensibilidade por meio de modificações a nível de hardware. Além disso, para este último, uma técnica de linearização é desenvolvida para melhorar sua linearidade e faixa de operação.
Palavras-chave: Óptica, processamento de sinais, modelagem computacional,
sensores em fibras ópticas, sensores distribuídos de temperatura baseados em Raman, espalhamento Raman espontâneo, sensores interferométricos em fibra.
