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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36148| Título: | Desenvolvimento de um sensor óptico de salinidade baseados em fibras ópticas plásticas em formato U |
| Título(s) alternativo(s): | Development of an optical salinity sensor based on U-shaped polymeric optical fibers |
| Autor(es): | Zanella, Fellipe Meneghim |
| Orientador(es): | Sousa, Kleiton de Morais |
| Palavras-chave: | Salinidade Condutividade elétrica Fibras ópticas Detectores ópticos Aparelhos e materiais eletrônicos Salinity Electric conductivity Optical fibers Optical detectors Electronic apparatus and appliance |
| Data do documento: | 8-Nov-2024 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Pato Branco |
| Citação: | ZANELLA, Fellipe Meneghim. Desenvolvimento de um sensor óptico de salinidade baseados em fibras ópticas plásticas em formato U. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e de Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2024. |
| Resumo: | A salinidade é um parâmetro físico-químico medido e investigado em áreas químicas, biológicas, alimentícia e em áreas da oceanografia. Nesse trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sensor de salinidade compacto, de simples fabricação e baixo custo, utilizando fibras ópticas plásticas (FOPs) polidas lateralmente e dobradas em formato U, com diferentes diâmetros de curvatura e profundidade. Os experimentos foram conduzidos com concentrações de sal variando de 0 a 25,9%, dissolvidas em água com temperatura ambiente de 20°C. A fonte óptica utilizada, foi um circuito de driver para LED associado a um fotodiodo. Observou-se uma atenuação na tensão elétrica medida na saída da fibra óptica devido à interação da luz com as concentrações de sal utilizadas. Foram obtidos nove sensores, que apresentaram linearidades entre R² 0,9822 a 0,9999, com sensibilidades de -0,0196 V/% a -0,0712 V/% entre a tensão elétrica e a concentração de sal. O sensor de melhor desempenho apresentou linearidade de R² de 0,9999 e sensibilidade de -0,0712 V/% para um diâmetro de curvatura de 7,65 mm, profundidade de 0,043 mm e comprimento de 1,465 mm da região de detecção do sensor. Complementarmente, um sistema microcontrolado de aquisição de sinais foi desenvolvido para medir a tensão média do sensor, as temperaturas do analito e do ambiente, juntamente com a umidade relativa o ar. |
| Abstract: | Salinity is a physicochemical parameter measured and investigated in chemical, biological, food and oceanography areas. This work presents the development of a compact, easy-tomanufacture and low-cost salinity sensor using plastic optical fibers (POFs) laterally polished and bent in a U shape, with different curvature diameters and depths. The experiments were conducted with salt concentrations ranging from 0 to 25.9%, dissolved in water at room temperature of 20°C. The optical source used was a driver circuit for LED associated with a photodiode. An attenuation in the electrical voltage measured at the optical fiber output was observed due to the interaction of light with the salt concentrations used. Nine sensors were obtained, which presented linearities between R² 0.9822 and 0.9999, with sensitivities of -0.0196 V/% to -0.0712 V/% between the electrical voltage and the salt concentration. The best performing sensor showed a linearity of R² of 0.9999 and a sensitivity of -0.0712 V/% for a bend diameter of 7.65 mm, depth of 0.043 mm and length of 1.465 mm of the sensor detection region. In addition, a microcontrolled signal acquisition system was developed to measure the average sensor voltage, saline and ambient temperatures, along with relative humidity. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/36148 |
| Aparece nas coleções: | PB - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e de Computação |
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