Desenvolvimento de novos sensores de fibra ótica para medições de deformação

Gabriel Farias Ferreira¹; Leonardo Dantas Rodrigues¹; Renan Antonio Nascimento Reis¹; Filipe Renan Benicio Silva¹; Cindy Stella Fernandes¹; Marcos José de Souza¹; João Crisostomo Weyl Albuquerque Costa¹; Hérica Raiane Costa Pereira¹

¹ Universidade Federal do Pará

doi:10.20906/CPS/CON-2016-1301

Resumo

Em ensaios mecânicos laboratoriais e em avaliações de componentes estruturais, as deformações provocadas pelas cargas aplicadas é uma das principais informações a serem obtidas. A utilização de extensômetros de resistência elétrica (strain gages) é apropriada e confiável para medições localizadas ou pontuais de deformações uniformes ou com baixos gradientes de deformação. No entanto, para medições em regiões com altos gradientes de deformação os extensômetros não são adequados, pois medem a média das deformações sob sua grade, não sendo capaz de informar os valores máximos existentes. Nos últimos anos, o uso de sensores de fibra óptica (FO) vem ganhando cada vez mais espaço nas medições de deformação. Por possuírem dimensões bastante reduzidas podem ser utilizadas em regiões onde os extensômetros não são adequados, como zonas de altos gradientes de deformação. Os sensores atualmente utilizados têm como princípio a inscrição de redes de Bragg na fibra, que funcionam como um filtro que determina o único comprimento de onda que será refletido ou transmitido dentre os vários contidos na luz branca. O comprimento de onda é relacionado com a deformação ocorrida no sensor que está instalado no componente de interesse. Este método, embora eficiente e de mais fácil instalação em relação aos strain gages (SG), tem no seu custo o principal inconveniente. O maquinário para inscrição das redes de Bragg na fibra e os equipamentos para aquisição dos dados de medição são muito caros. Neste trabalho, serão realizadas análises preliminares para desenvolvimento de um novo sensor de deformação de FO, com baixos custos de produção e de utilização em campo. Os sensores consistem da emenda de fibras monomodo com pequenos trechos de fibra multimodos, que possuem um núcleo menor do que aquelas, produzindo perdas de potência luminosa, que podem ser relacionadas com deformação e, principalmente variações de curvatura. Nos testes já realizados, foram feitos ensaios de tração e flexão comparando-se os resultados obtidos com os sensores de fi

Palavras-chave: Medição de deformações; extensômetros; sensores de fibra óptica; fibras monomodo; fibras multimodo