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observados nos trabalhos de BERALDO (1994) e STANCATO (2006) e determinação do desempenho à tração na flexão, conforme LEE et al. (1987). Determinação da Temperatura Utilizando Redes de Bragg em Fibras Óticas A tecnologia de medição da temperatura por fibra ótica foi apresentada pela primeira vez em 1981 na Universidade de Southampton (AUFLEGER et al., 2003). Redes de Bragg são assim denominadas em homenagem à Sir Willian Lawrence Bragg (1890 – 1971), físico australiano ganhador do prêmio Nobel, com trabalho baseado no fenômeno de difração de raios-X em cristais. Bragg descobriu que os raios-X são refletidos em cristais, de acordo com a lei física da reflexão da luz e, que a distância entre os planos paralelos de átomos determinam um ângulo de reflexão de acordo com o comprimento da onda do raio-X. Esta relação é denominada lei de Bragg (MASTRO, 2000). Sistemas sensores para o estudo de vibrações mecânicas e de temperatura através de redes de Bragg em fibras óticas são promissores em virtude de suas pequenas dimensões, inércia química, imunidade eletromagnética, alta sensibilidade, possibilidade de monitoração remota e de multiplexagem, etc. (MARTELLI et al., 2004; MOSER et. al, 2006; CHOQUET et al, 2000). Uma rede de Bragg é essencialmente uma microestrutura que pode ser inscrita no núcleo de uma fibra ótica (Ø núcleo ≈ 10µm, Ø fibra ≈ 125µm) por métodos diversos, utilizando radiação ultravioleta coerente, emitida por um laser. Essa microestrutura consiste numa pequena alteração periódica e localizada, do índice de refração, que tem origem num mecanismo físico denominado fotossensibilidade, particularmente observável em fibras de sílica com elevadas dopagens de germânio ou em fibras óticas standard, submetidas a tratamento com hidrogênio a alta pressão (FERREI RA et al. 2004). Conforme FERREIRA et al. (2004) Quando uma luz proveniente de uma fonte de largo espectro é guiada pela fibra e espalhamento de luz nos planos consecutivos da rede. Para cada rede há um determinado comprimento de onda para o qual é satisfeita uma condição de 25 incide na rede de difração, ocorre o
essonân cia em que as ondas geradas em cada plano estão em fase, originando uma reflexão forte. Esse comprimento de onda é denominado comprimento de onda de Bragg, λB, e a dependência no período da rede de difração, ΛB, é dado por: Onde: nef: índice de refração efetivo da fibra ótica Tal intrinsecamente sensíveis à temperatura, às deformações axial e transversal, à pressão e, em situações particulares, ao campo magnético. Por intermédios dessas sensibilidades, os sensores de Bragg podem ser utilizados na medição de uma grande variedade de grandezas físicas (FERREIRA et al. 2004). λB=2nef ΛB (4) como a maioria dos sensores de fibra ótica, os sensores de Bragg são A dependência de um sensor de Bragg na temperatura T pode ser obtida por: ∆λB ∆( nef Λ) ⎛ nef ⎞ ⎜ 1 ∂Λ 1 ∂ = = + ⎟∆T = ( α + ς ) ∆T = βT ∆T λB n ⎜ ef Λ T nef T ⎟ ⎝ Λ ∂ ∂ ⎠ Onde: β T = coeficiente de sensibilidade térmica do sensor de Bragg; α = coeficiente de expansão térmica da fibra; ς = coeficiente termo-ótico que estabelece a relação entre o índice de refração efetivo e a temperatura. Os sensores de Bragg respondem, então, a variação da temperatura refletindo um sinal ótic o com uma assinatura espectral bem definida no comprimento de onda de Bragg. A ação do parâmetro a medir traduz-se numa alteração dessa assinatura espectral evidenciada por uma variação no comprimento de onda de Bragg (FERREIRA et al. 2004). 26 (5)
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observados nos trabalhos <strong>de</strong> BERALDO (1994) e STANCATO (2006) e <strong>de</strong>terminação<br />
do <strong>de</strong>s<strong>em</strong>penho à tração na flexão, conforme LEE et al. (1987).<br />
Determinação<br />
da T<strong>em</strong>peratura Utilizando Re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Bragg <strong>em</strong> Fibras Óticas<br />
A tecnologia <strong>de</strong> medição da t<strong>em</strong>peratura por fibra ótica foi apresentada pela<br />
primeira<br />
vez <strong>em</strong> 1981 na Universida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Southampton (AUFLEGER et al., 2003).<br />
Re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Bragg são assim <strong>de</strong>nominadas <strong>em</strong> homenag<strong>em</strong><br />
à Sir Willian<br />
Lawrence Bragg (1890 – 1971), físico australiano ganhador<br />
do prêmio Nobel, com<br />
trabalho baseado<br />
no fenômeno <strong>de</strong> difração <strong>de</strong> raios-X <strong>em</strong> cristais. Bragg <strong>de</strong>scobriu que<br />
os raios-X são refletidos <strong>em</strong> cristais, <strong>de</strong> acordo com a lei física da reflexão da luz e, que<br />
a distância<br />
entre os planos paralelos <strong>de</strong> átomos <strong>de</strong>terminam um ângulo <strong>de</strong> reflexão <strong>de</strong><br />
acordo com o comprimento da onda do raio-X. Esta relação é <strong>de</strong>nominada lei <strong>de</strong> Bragg<br />
(MASTRO, 2000). Sist<strong>em</strong>as sensores para o estudo <strong>de</strong> vibrações mecânicas e <strong>de</strong><br />
t<strong>em</strong>peratura através <strong>de</strong> re<strong>de</strong>s <strong>de</strong> Bragg <strong>em</strong> fibras óticas são promissores <strong>em</strong> virtu<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
suas pequenas<br />
dimensões, inércia química, imunida<strong>de</strong> eletromagnética, alta<br />
sensibilida<strong>de</strong>,<br />
possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> monitoração r<strong>em</strong>ota e <strong>de</strong> multiplexag<strong>em</strong>, etc.<br />
(MARTELLI<br />
et al., 2004; MOSER et. al, 2006; CHOQUET et al, 2000).<br />
Uma re<strong>de</strong> <strong>de</strong> Bragg é essencialmente uma microestrutura que po<strong>de</strong> ser<br />
inscrita<br />
no núcleo <strong>de</strong> uma fibra ótica (Ø núcleo ≈ 10µm, Ø fibra ≈ 125µm) por métodos<br />
diversos, utilizando radiação ultravioleta coerente, <strong>em</strong>itida<br />
por um laser. Essa<br />
microestrutura<br />
consiste numa pequena alteração periódica e localizada, do índice <strong>de</strong><br />
refração,<br />
que t<strong>em</strong> orig<strong>em</strong> num mecanismo físico <strong>de</strong>nominado fotossensibilida<strong>de</strong>,<br />
particularmente observável <strong>em</strong> fibras <strong>de</strong> sílica<br />
com elevadas dopagens <strong>de</strong> germânio ou<br />
<strong>em</strong> fibras óticas standard, submetidas a tratamento<br />
com hidrogênio a alta pressão<br />
(FERREI RA et al. 2004).<br />
Conforme FERREIRA et al. (2004) Quando uma luz proveniente <strong>de</strong> uma fonte<br />
<strong>de</strong> largo espectro é guiada pela fibra e<br />
espalhamento <strong>de</strong> luz nos planos<br />
consecutivos da re<strong>de</strong>. Para cada re<strong>de</strong> há um<br />
<strong>de</strong>terminado comprimento <strong>de</strong> onda para o qual é satisfeita uma condição <strong>de</strong><br />
25<br />
inci<strong>de</strong> na re<strong>de</strong> <strong>de</strong> difração, ocorre o