Introdução: Sensores ópticos estão sendo cada vez mais utilizados para medir diversos parâmetros físicos ligados a várias aplicações, entre essas aplicações, podem ser citadas: medição de temperatura, corrente elétrica e campo Magnético. Em modo geral, os sensores que são mais utilizados para medir os parâmetros elétricos de uma rede de tensão elevada, são baseados no efeito hall, onde acopla-se um ímã em uma possível peça móvel, abrindo assim uma possibilidade de detectar seu movimento, medir sua rotação e verificar sua posição com a utilização de sensores magnéticos.
Objetivo: No seguinte trabalho, é apresentado um sensor de corrente elétrica e campo magnético utilizando interferômetro de Mach-Zehnder em fibras ópticas com nanoparticulas paragmagnéticas (paticulas cujo tamanho se encontra entre 1 e 100 nanômetros). As nanoparticulas citadas e utilizadas para a execução deste trabalho foram as de Ferrita de Níquel (NiFe2O4), caracterizada com um tamanho de cristalito médio de 72 nm x 13 nm (valor aproximado).
Método: O sensor tem em sua coposição um interferômetro de Mach-Zehnder, a fonte LASER, possui um comprimento de onda de 1550 nm e potência óptica de 0.5 mW. O sinal óptico é dividido po um acoplador 1 de 3 dB. Os sinais provenientes do acoplador 1 propagam-se pelos dois braços, sendo um deles constituídos pelo elemtento sensor, sendo este um pedaço de fibra envolta por nanopartículas e, o braço dois sendo uma fibra óptica convencional. Os sinais que saem de ambos os braços são untos no acoplador 2, analisados na saída do interfômetro. O sinal tratado no fotodiodo é tratado na placa eletrônica com um circuito específico elaborado para o tratamento do sinal, e analisado no osciloscópio. O campo magnético é gerado através da passagem da corrente elétrica variável e, uma bobina.
Resultados: Foi observado que a transmissão do sensor é alterado pela vibração dessas nanoparticuals na presença de campo magnético alternado, causando assim, um desbalanceamento entre os sinais ópticos dos braços do interferômetro. Foi possível observar também, o aumento do sinal de saída do sensor quando aumentado o campo magnético, tendo variações de aproximandamento 20 dB, com isso, também foi possível analisar a redução do sinal óptico na saída do sensor após o aumento da distância do próprio sensor e do elemento que é utilizado como gerador de campo magnético.
Conclusão: Com o uso do interferômetro de March-Zehnder de fibras ópticas e nanoparticulas paragmagnéticas de Ferrita de Níquel (NiFe2O4), foi demonstrado um sensor de corrente elétrica alternada e campo magnético. Em relação a variação do sinal de saída do sensor, foi observado variações de pelo menos 20 dB com o aumento do campo magnético, também sendo analisada a perca de intensidade com a distância entre o sensor e o elemento que gera o campo elétrico.
Realização: Coordenação de Pesquisa da Faculdade Uninta Itapipoca
Apoio: Direção da Faculdade Uninta Itapipoca
Comissão Organizadora:
Prof. Dra. Maria Sinara Farias
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