Registro fonte: Sistema eletrônico para medição de temperatura em fibra óptica utilizando grade de Bragg

Sistema eletrônico para medição de temperatura em fibra óptica utilizando grade de Bragg

The acquisition and monitoring of physical quantities pertains to an important role in engineering. With it you can control processes, as well as guarantee the equipment’s adequate functioning and it’s safety. These quantities are monitored from sensors which can be utilized under given conditions....

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Principais autores:	Zilio, Gabriel Cacilho, Campos, Matheus Henrique Mayer
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2020
Assuntos:	Fibras ópticas Transformadores elétricos Controle de temperatura Optical fibers Electric transformers Temperature control CNPQ::ENGENHARIAS
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15807
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id	riut-1-15807
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spelling	riut-1-158072020-11-19T13:07:57Z Sistema eletrônico para medição de temperatura em fibra óptica utilizando grade de Bragg Zilio, Gabriel Cacilho Campos, Matheus Henrique Mayer Pfrimer, Felipe Walter Dafico Nakano, Alberto Yoshihiro Pfrimer, Felipe Walter Dafico Bombacini, Marcos Roberto Zilli, Bruno Meneghel Fibras ópticas Transformadores elétricos Controle de temperatura Optical fibers Electric transformers Temperature control CNPQ::ENGENHARIAS The acquisition and monitoring of physical quantities pertains to an important role in engineering. With it you can control processes, as well as guarantee the equipment’s adequate functioning and it’s safety. These quantities are monitored from sensors which can be utilized under given conditions. However, in some applications, like temperature monitoring in power transformers, it is required electromagnetic interference immune sensors. In this context, the usage of optical sensors are adequate given their passive behavior (no power supply required). This paper proposes an alternate method of interrogation (signal acquisition) to temperature reading using fiber Bragg gratings (FBG) in optical fiber networks, which can be used as sensors due to it’s spectral response when temperature or deforming variations occur. This method consists on varying the spectre of a laser under FBG’s reflection pattern and analyze the convolution signal reflected by the sensor. For this project, it was used: one control board which includes signal conditioning analog circuits to capture the detection of the reflected signal, one analog-digital converter, one digital-analog converter, one microcontroller programmed with the aforementioned method; and one board directed to the laser’s safety and activation. In addition, for testing purposes, the laser and the FBG were replaced by an electronic system which simulates these devices behavior, eliminating direct risks to the optic equipment’s integrity.With the project’s result, the system’s implementation with the laser and the FBG can be assembled with a higher device security. A aquisição e monitoramento de grandezas físicas ocupa um papel importante na engenharia. A partir delas pode-se controlar processos, bem como garantir o funcionamento adequado de equipamentos e segurança da operação dos mesmos. Essas grandezas são monitoradas a partir de sensores que podem ser utilizados sob determinadas condições. No entanto, em alguns tipos de aplicações, como o monitoramento da temperatura em transformadores de potência, exige-se sensores imunes a interferência eletromagnética. Nesse contexto a utilização dos sensores ópticos é adequado pelo seu funcionamento passivo, não necessitando de alimentação elétrica. Este trabalho propõem a validação de um método de interrogação (aquisição de sinal) para a leitura da temperatura utilizando Grades de Bragg em fibras ópticas (fiber Bragg gratings – FBG), que podem ser utilizadas como sensores devido a sua resposta espectral variar proporcionalmente a mudanças de temperatura ou deformações. O método consiste em variar o espectro de um laser sobre o padrão de reflexão de uma FBG e analisar o sinal de convolução refletido no sensor. Para o projeto, foram utilizadas: uma placa de controle contendo circuitos analógicos de condicionamento de sinais para a detecção do sinal refletido, um conversor analógico-digital, um conversor digital-analógico e um microcontrolador programado com o método citado; e uma placa de acionamento e proteção para o laser. Para garantir a segurança nos testes, o laser e a FBG foram substituídos por um sistema eletrônico que simula o comportamento destes dispositivos, eliminando os riscos diretos à integridade dos equipamentos ópticos. Com os resultados obtidos pelo projeto, a implementação do sistema com o laser e uma FBG poderá ser realizada com maior segurança. 2020-11-19T13:07:57Z 2020-11-19T13:07:57Z 2019-06-26 bachelorThesis ZILIO, Gabriel Cacilho; CAMPOS, Matheus Henrique Mayer. Sistema eletrônico para medição de temperatura em fibra óptica utilizando grade de Bragg. 2019. 64 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/15807 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Toledo Brasil Curso de Engenharia Eletrônica UTFPR
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description	The acquisition and monitoring of physical quantities pertains to an important role in engineering. With it you can control processes, as well as guarantee the equipment’s adequate functioning and it’s safety. These quantities are monitored from sensors which can be utilized under given conditions. However, in some applications, like temperature monitoring in power transformers, it is required electromagnetic interference immune sensors. In this context, the usage of optical sensors are adequate given their passive behavior (no power supply required). This paper proposes an alternate method of interrogation (signal acquisition) to temperature reading using fiber Bragg gratings (FBG) in optical fiber networks, which can be used as sensors due to it’s spectral response when temperature or deforming variations occur. This method consists on varying the spectre of a laser under FBG’s reflection pattern and analyze the convolution signal reflected by the sensor. For this project, it was used: one control board which includes signal conditioning analog circuits to capture the detection of the reflected signal, one analog-digital converter, one digital-analog converter, one microcontroller programmed with the aforementioned method; and one board directed to the laser’s safety and activation. In addition, for testing purposes, the laser and the FBG were replaced by an electronic system which simulates these devices behavior, eliminating direct risks to the optic equipment’s integrity.With the project’s result, the system’s implementation with the laser and the FBG can be assembled with a higher device security.
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Sistema eletrônico para medição de temperatura em fibra óptica utilizando grade de Bragg

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