BR102016019905A2 - SENSING EQUIPMENT OF PHOTOLUMINESCENT MATERIALS FOR THE DETECTION OF PHOTOLUMINESCENT MATERIALS IN SEA WATER - Google Patents

SENSING EQUIPMENT OF PHOTOLUMINESCENT MATERIALS FOR THE DETECTION OF PHOTOLUMINESCENT MATERIALS IN SEA WATER Download PDF

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Carlos Guedes Valente Luiz
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Abstract

equipamento de sensoriamento de materiais fotoluminescentes para a detecção de materiais fotoluminescentes em águas marítimas. a presente invenção refere-se a um equipamento de sensoriamento (10) de materiais fotoluminescentes (300), que compreende pelo menos uma fonte de luz (20) configurada para gerar um feixe de luz (200) que é transmitido para o exterior do equipamento e incide sobre um material fotoluminescente (300); um fotodetector por contagem de fótons (30) configurado para receber uma luz de resposta (400) gerada pela iluminação do elemento fotoluminescente (300) com o feixe de luz (200) e transformá-la em um sinal elétrico; um sistema eletrônico de processamento de sinais (70) configurado para processar o sinal elétrico; e um meio de transmissão de sinais (80) configurada para transmitir os sinais gerados pelo sistema eletrônico de processamento de sinais (70) para fora do equipamento.photoluminescent material sensing equipment for the detection of photoluminescent materials in marine waters. The present invention relates to a photoluminescent material sensing equipment (10) (300) comprising at least one light source (20) configured to generate a light beam (200) that is transmitted to the outside of the equipment. and focuses on a photoluminescent material (300); a photon counting photodetector (30) configured to receive a response light (400) generated by illuminating the photoluminescent element (300) with the light beam (200) and transforming it into an electrical signal; an electronic signal processing system (70) configured to process the electrical signal; and a signal transmission means (80) configured to transmit the signals generated by the electronic signal processing system (70) out of the equipment.

Description

(54) Título: EQUIPAMENTO DE(54) Title: EQUIPMENT OF

SENSORIAMENTO DE MATERIAISMATERIALS SENSING

FOTOLUMINESCENTES PARA A DETECÇÃO DE MATERIAIS FOTOLUMINESCENTES EM ÁGUAS MARÍTIMAS (51) Int. Cl.: G01V 8/12; G01N 21/64; G01J 1/18; G01R 3/00; H04B 10/50; (...) (73) Titular(es): ALIS SOLUÇÕES EM ENGENHARIA LTDA (72) Inventor(es): LEONE PEREIRA MASIERO; LUIZ CARLOS GUEDES VALENTE (74) Procurador(es): HERMÍNIA LEITÃO MENDES (57) Resumo: EQUIPAMENTO DEPHOTOLUMINESCENT FOR THE DETECTION OF PHOTOLUMINESCENT MATERIALS IN SEA WATERS (51) Int. Cl .: G01V 8/12; G01N 21/64; G01J 1/18; G01R 3/00; H04B 10/50; (...) (73) Owner (s): ALIS SOLUÇÕES EM ENGENHARIA LTDA (72) Inventor (s): LEONE PEREIRA MASIERO; LUIZ CARLOS GUEDES VALENTE (74) Attorney (s): HERMÍNIA LEITÃO MENDES (57) Summary: EQUIPMENT OF

SENSORIAMENTO DE MATERIAIS FOTOLUMINESCENTES PARA A DETECÇÃO DE MATERIAIS FOTOLUMINESCENTES EM ÁGUAS MARÍTIMAS. A presente invenção refere-se a um equipamento de sensoriamento (10) de materiais fotoluminescentes (300), que compreende pelo menos uma fonte de luz (20) configurada para gerar um feixe de luz (200) que é transmitido para o exterior do equipamento e incide sobre um material fotoluminescente (300); um fotodetector por contagem de fótons (30) configurado para receber uma luz de resposta (400) gerada pela iluminação do elemento fotoluminescente (300) com o feixe de luz (200) e transformá-la em um sinal elétrico; um sistema eletrônico de processamento de sinais (70) configurado para processar o sinal elétrico; e um meio de transmissão de sinais (80) configurada para transmitir os sinais gerados pelo sistema eletrônico de processamento de sinais (70) paraSENSING OF PHOTOLUMINESCENT MATERIALS FOR THE DETECTION OF PHOTOLUMINESCENT MATERIALS IN SEA WATERS. The present invention relates to a sensing equipment (10) of photoluminescent materials (300), which comprises at least one light source (20) configured to generate a light beam (200) which is transmitted to the outside of the equipment. and focuses on a photoluminescent material (300); a photodetector by photon counting (30) configured to receive a response light (400) generated by illuminating the photoluminescent element (300) with the light beam (200) and transforming it into an electrical signal; an electronic signal processing system (70) configured to process the electrical signal; and a signal transmission means (80) configured to transmit the signals generated by the electronic signal processing system (70) to

Figure BR102016019905A2_D0001

1/13 “EQUIPAMENTO DE SENSORIAMENTO DE MATERIAIS FOTOLUMINESCENTES PARA A DETECÇÃO DE MATERIAIS FOTOLUMINESCENTES EM ÁGUAS MARÍTIMAS”1/13 “PHOTOLUMINESCENT MATERIALS SENSING EQUIPMENT FOR THE DETECTION OF PHOTOLUMINESCENT MATERIALS IN SEA WATERS”

CAMPO DA INVENÇÃO [0001] A presente invenção refere-se a um equipamento de sensoriamento de materiais que apresentem fotoluminescência em uma faixa de frequência óptica específica, particularmente empregando um método de excitação do material usando luz e posterior detecção da luz emitida ou espalhada do material a ser caracterizado usando um fotodetector por contagem de fótons. A luz emitida do material e posteriormente analisada pode ser resultado da fotoluminescência ou do espalhamento Raman ou a combinação de ambas.FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to material sensing equipment that exhibits photoluminescence in a specific optical frequency range, particularly employing a method of exciting the material using light and later detecting the light emitted or scattered from the material to be characterized using a photodetector by photon counting. The light emitted from the material and subsequently analyzed can be the result of photoluminescence or Raman scattering or a combination of both.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0002] Atualmente, os métodos mais utilizados para a detecção de hidrocarbonetos são baseados em métodos utilizando propriedades capacitivas, fotoluminescência com detecção convencional (sem contagem de fótons), imagens submarinas, imagens processadas de satélite, espectroscopia convencional, modulo ou derivada do campo eletromagnético, e sensoriamento acústico.BACKGROUND OF THE INVENTION [0002] Currently, the most used methods for the detection of hydrocarbons are based on methods using capacitive properties, photoluminescence with conventional detection (without photon counting), underwater images, processed satellite images, conventional spectroscopy, module or derivative electromagnetic field, and acoustic sensing.

[0003] Alguns desses métodos conhecidos são descritos nos documentos de patente norte-americanos US 4,282,487, US 9,217,317, US 9,146,225, US 9,052,276, US 8,916,816, US 8,445,841, US 9,244,051, US 9,222,892, US 9,298,193, US 8,030,934, US 20150285060, US 20150241296, US 20150192488, US 20140303895, US 20140288853, US 20140284465, US 20140256055, US 20120059585, US 20120038362 e US 20090014325. [0004] Sensores do estado da técnica para uso na detecção de hidrocarbonetos em derramamento de óleo são discutidos no artigo “Avanços em sensoriamento remoto para gerenciamento de desastre de derramamento de óleo: Tecnologia de sensores do estado da técnica para monitoramento de derramamento de óleo” de Jha, Levy e Gao (Advances in Remote Sensing for Oil Spill Disaster Management: State-of-the-Art Sensors Technology for Oil Spill Surveillance) publicado na revista Sensors de janeiro de 2008 (número[0003] Some of these known methods are described in U.S. Patent Documents US 4,282,487, US 9,217,317, US 9,146,225, US 9,052,276, US 8,916,816, US 8,445,841, US 9,244,051, US 9,222,892, US 9,298,193, US 8,030,934, US 20150285060, US 20150285060, US 20150241296, US 20150192488, US 20140303895, US 20140288853, US 20140284465, US 20140256055, US 20120059585, US 20120038362 and US 20090014325. [0004] State of the art sensors for use in the detection of oil spills are discussed in the article “Advances in remote sensing for oil spill disaster management: State of the art sensor technology for oil spill monitoring ”by Jha, Levy and Gao (Advances in Remote Sensing for Oil Spill Disaster Management: State-of-the-Art Sensors Technology for Oil Spill Surveillance) published in Sensors magazine in January 2008 (number

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8, páginas 236-255).8, pages 236-255).

[0005] O artigo “Detecção de derramamento de óleo por sensoriamento remoto por satélite” (0/7 Spill Detection by Satellite Remote Sensing), de Brekke e Solberg, publicado em Março de 2005 na “Remote Sensing of Environment”, descreve diferentes abordagens automáticas e manuais para utilização de sensores por satélite para detecção de derramamento de óleo. [0006] Uma das técnicas comumente utilizadas para detecção de hidrocarbonetos no mar é a fotoluminescência. Essa técnica é utilizada há muitos anos para detecção de manchas de óleo na superfície do mar e, mais recentemente, para detectar a presença de óleo em misturas com água do mar em grandes profundidades. No entanto, a distância máxima entre o sensor e o vazamento de óleo é muito limitada devido à baixa sensibilidade dos fotodetectores usados e à limitação de potência das fontes de luz.[0005] The article "0/7 Spill Detection by Satellite Remote Sensing" by Brekke and Solberg, published in March 2005 in the "Remote Sensing of Environment", describes different approaches automatic and manual methods for using satellite sensors to detect oil spills. [0006] One of the techniques commonly used for the detection of hydrocarbons in the sea is photoluminescence. This technique has been used for many years to detect oil stains on the sea surface and, more recently, to detect the presence of oil in mixtures with sea water at great depths. However, the maximum distance between the sensor and the oil leak is very limited due to the low sensitivity of the photodetectors used and the limited power of the light sources.

[0007] Além do motivo acima, baixas sensibilidades de detecção tornam o uso de fibras ópticas através de longas distâncias proibitivo, devido à alta atenuação das fibras ópticas nos comprimentos de onda do espectro visível em que a fluorescência do petróleo ocorre, isto é, na vizinhança de 500nm. [0008] Uma das maneiras de identificação de uma molécula de um determinado material é através da espectroscopia Raman, onde uma pequena fração da luz que incide no material a ser caracterizado é espalhado inelasticamente com frequência diferente da luz incidida. Esta variação de frequência, que acontece independente da frequência da luz emitida, permite obter informações das características intrínsecas da molécula do material analisado. No entanto, como a fração de luz espalhada inelasticamente é muito pequena, há grande dificuldade para a detecção desta luz.[0007] In addition to the above reason, low detection sensitivities make the use of optical fibers over long distances prohibitive, due to the high attenuation of optical fibers in the wavelengths of the visible spectrum in which oil fluorescence occurs, that is, in 500nm neighborhood. [0008] One of the ways of identifying a molecule of a given material is through Raman spectroscopy, where a small fraction of the light that falls on the material to be characterized is scattered inelastically with a frequency different from the impacted light. This frequency variation, which happens regardless of the frequency of the light emitted, allows to obtain information about the intrinsic characteristics of the molecule of the analyzed material. However, as the fraction of light scattered inelastically is very small, there is great difficulty in detecting this light.

[0009] Assim, permanece na técnica a necessidade de uma solução técnica que permita a detecção eficiente de partículas fotoluminescentes (por exemplo, óleo) mesmo quando existe uma distância significativa entre o detector e a partícula.[0009] Thus, the need for a technical solution that allows the efficient detection of photoluminescent particles (for example, oil) remains in the art even when there is a significant distance between the detector and the particle.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO [0010] É um objetivo da presente invenção proporcionar um equipamento de sensoriamento de materiais fotoluminescentes para a detecção deOBJECTIVES OF THE INVENTION [0010] It is an objective of the present invention to provide equipment for sensing photoluminescent materials for the detection of

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3/13 materiais fotoluminescentes em águas marítimas, que apresenta grande sensibilidade de detecção ao mesmo tempo em que que permite o aumento da distância entre sensor e partícula fotoluminescente.3/13 photoluminescent materials in marine waters, which has a high sensitivity of detection while allowing the distance between sensor and photoluminescent particle to be increased.

[0011] É outro dos objetivos da presente invenção proporcionar um equipamento de sensoriamento de materiais fotoluminescentes para a detecção de materiais fotoluminescentes em águas marítimas, que permite o uso de fibras óticas para levar a luz de fotoluminescência a detectores situados a uma grande distância da região na qual a fotoluminescência é emitida.[0011] Another objective of the present invention is to provide photoluminescent material sensing equipment for the detection of photoluminescent materials in marine waters, which allows the use of optical fibers to take the photoluminescence light to detectors located at a great distance from the region. in which photoluminescence is emitted.

[0012] É mais um dos objetivos da presente invenção proporcionar um equipamento de sensoriamento de materiais fotoluminescentes para a detecção de materiais fotoluminescentes em águas marítimas, que pode ser usado para a detecção de óleo em instalações marítimas ou submarinas.[0012] It is one of the objectives of the present invention to provide photoluminescent material sensing equipment for the detection of photoluminescent materials in marine waters, which can be used for the detection of oil in marine or underwater installations.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [0013] A presente invenção atinge esses e outros objetivos através de um equipamento de sensoriamento de materiais fotoluminescentes para a detecção de materiais fotoluminescentes em águas marítimas, que compreende:BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION [0013] The present invention achieves these and other objectives through photoluminescent material sensing equipment for the detection of photoluminescent materials in marine waters, comprising:

[0014] pelo menos uma fonte de luz configurada para gerar um feixe de luz que é transmitido para o exterior do equipamento e incide sobre um material fotoluminescente;[0014] at least one light source configured to generate a beam of light that is transmitted to the outside of the equipment and focuses on a photoluminescent material;

[0015] pelo menos um fotodetector por contagem de fótons configurado para receber uma luz de resposta gerada pela iluminação do elemento fotoluminescente com o feixe de luz e transformá-la em um sinal elétrico; [0016] pelo menos um sistema eletrônico de processamento de sinais configurado para processar o sinal elétrico; e [0017] pelo menos um meio de transmissão de sinais configurada para transmitir os sinais gerados pelo sistema eletrônico de processamento de sinais para fora do equipamento.[0015] at least one photodetector per photon count configured to receive a response light generated by illuminating the photoluminescent element with the light beam and transforming it into an electrical signal; [0016] at least one electronic signal processing system configured to process the electrical signal; and [0017] at least one signal transmission means configured to transmit the signals generated by the electronic signal processing system outside the equipment.

[0018] Preferencialmente, a fonte de luz compreende um dispositivo emissor de luz e um circuito eletrônico de driver eletricamente conectado ao dispositivo emissor de luz.[0018] Preferably, the light source comprises a light emitting device and an electronic driver circuit electrically connected to the light emitting device.

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4/13 [0019] Em uma primeira concretização da presente invenção, o equipamento compreende um encapsulamento mecânico que aloja a fonte de luz, o fotodetector por contagem de fótons e o sistema eletrônico de processamento de sinais. Nessa concretização, o encapsulamento mecânico aloja ainda um sistema óptico configurado para transmitir e receber luz entre os lados interno e externo do equipamento, um filtro óptico conectado ao fotodetector; e um multiplexador / demultiplexador óptico.4/13 [0019] In a first embodiment of the present invention, the equipment comprises a mechanical encapsulation that houses the light source, the photodetector by photon counting and the electronic signal processing system. In this embodiment, the mechanical encapsulation also houses an optical system configured to transmit and receive light between the internal and external sides of the equipment, an optical filter connected to the photodetector; and an optical multiplexer / demultiplexer.

[0020] O multiplexador / demultiplexador óptico possui um primeiro, um segundo e um terceiro terminais; o primeiro terminal sendo conectado à fonte de luz, o terceiro terminal sendo conectado ao filtro óptico, e o segundo terminal sendo conectado ao sistema óptico, de modo que luz gerada pela fonte de luz entre pelo primeiro terminal e saia pelo segundo terminal, e que um sinal de luz de resposta entre pelo segundo terminal e saia pelo terceiro terminal para o filtro óptico.[0020] The optical multiplexer / demultiplexer has a first, a second and a third terminal; the first terminal being connected to the light source, the third terminal being connected to the optical filter, and the second terminal being connected to the optical system, so that light generated by the light source enters through the first terminal and exits through the second terminal, and that a response light signal enters through the second terminal and exits through the third terminal to the optical filter.

[0021] Preferencialmente, o meio de transmissão de sinais é um cabo umbilical conectado ao encapsulamento mecânico. O cabo umbilical é também utilizado como fonte de alimentação de energia.[0021] Preferably, the signal transmission medium is an umbilical cable connected to the mechanical encapsulation. The umbilical cable is also used as a power supply.

[0022] Em uma segunda concretização da presente invenção, o equipamento compreende:[0022] In a second embodiment of the present invention, the equipment comprises:

[0023] um primeiro encapsulamento mecânico que aloja a fonte de luz e compreende um primeiro sistema óptico de transmissão de luz; e [0024] pelo menos um segundo encapsulamento mecânico que aloja o sistema eletrônico de processamento de sinais, o fotodetector por contagem de fótons, um filtro óptico conectado ao fotodetector e um sistema óptico de recepção de luz; de modo que a luz gerada pela fonte de luz passa pelo sistema óptico de transmissão de luz para incidir sobre o material fotoluminescente; e a luz de resposta é recebida pelo sistema óptico de recepção de luz e passa pelo filtro óptico para o fotodetector.[0023] a first mechanical encapsulation that houses the light source and comprises a first optical light transmission system; and [0024] at least a second mechanical encapsulation that houses the electronic signal processing system, the photodetector by photon counting, an optical filter connected to the photodetector and an optical light receiving system; so that the light generated by the light source passes through the optical light transmission system to fall on the photoluminescent material; and the response light is received by the optical light receiving system and passes through the optical filter to the photodetector.

[0025] Nessa concretização, o meio de transmissão de sinais é um cabo umbilical conectado ao primeiro encapsulamento mecânico e ao segundo encapsulamento mecânico. Preferencialmente, o cabo umbilical é também utilizado como fonte de alimentação de energia.[0025] In this embodiment, the signal transmission medium is an umbilical cable connected to the first mechanical package and the second mechanical package. Preferably, the umbilical cable is also used as a power supply.

Petição 870160047416, de 29/08/2016, pág. 13/29Petition 870160047416, of 29/08/2016, p. 13/29

5/13 [0026] Em uma terceira concretização da presente invenção, o equipamento de sensoriamento compreende:5/13 [0026] In a third embodiment of the present invention, the sensing equipment comprises:

[0027] pelo menos um módulo periférico com um encapsulamento mecânico que aloja a fonte de luz, um sistema óptico configurado para transmitir e receber luz entre os lados interno e externo do equipamento, um filtro óptico, e um multiplexador / demultiplexador óptico possuindo possui um primeiro, um segundo e um terceiro terminais; o primeiro terminal sendo conectado à fonte de luz, o terceiro terminal sendo conectado ao filtro óptico, e o segundo terminal sendo conectado ao sistema óptico, de modo que luz gerada pela fonte de luz entra pelo primeiro terminal e saia pelo segundo terminal, e que um sinal de luz de resposta entre pelo segundo terminal saia pelo terceiro terminal para o filtro óptico; e [0028] um módulo central com um encapsulamento mecânico que aloja um multiplexador de sinais ópticos, o fotodetector por contagem de fótons, e o sistema eletrônico de processamento de sinais;[0027] at least one peripheral module with a mechanical encapsulation that houses the light source, an optical system configured to transmit and receive light between the internal and external sides of the equipment, an optical filter, and an optical multiplexer / demultiplexer having a first, a second and a third terminal; the first terminal being connected to the light source, the third terminal being connected to the optical filter, and the second terminal being connected to the optical system, so that light generated by the light source enters through the first terminal and exits through the second terminal, and that a response light signal enters the second terminal and exits the third terminal to the optical filter; and [0028] a central module with a mechanical encapsulation that houses an optical signal multiplexer, the photodetector by photon counting, and the electronic signal processing system;

[0029] em que o meio de transmissão de sinais é um cabo umbilical conectado ao módulo central e ao módulo periférico, o cabo umbilical tendo fibras ópticas que transmitem a luz de resposta do filtro óptico para o módulo central.[0029] in which the signal transmission medium is an umbilical cable connected to the central module and the peripheral module, the umbilical cable having optical fibers that transmit the response light from the optical filter to the central module.

[0030] A luz de resposta pode ser, por exemplo, uma luz de fotoluminescência, uma luz de espalhamento inelástico Rama ou uma luz de espalhamento elástico.[0030] The response light can be, for example, a photoluminescence light, a Rama inelastic scattering light or an elastic scattering light.

[0031] Preferencialmente, o fotodetector por contagem de fotos é um selecionado dentre um array de fotodetectores por contagem de fótons, uma fotomultiplicadora, um ou mais fotodiodos avalanche, um array de fotodiodos avalanche, um bolômetro supercondutor ou um detector de nanofios supercondutores.[0031] Preferably, the photodetector by counting photos is selected from an array of photodetectors by counting photons, a photomultiplier, one or more avalanche photodiodes, an array of avalanche photodiodes, a superconducting bolometer or a superconducting nanowire detector.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0032] A presente invenção será descrita a seguir com mais detalhes, com referências aos desenhos anexos, nos quais:BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0032] The present invention will be described in more detail below, with reference to the accompanying drawings, in which:

[0033] Figura 1 - é uma representação esquemática do equipamento de sensoriamento de acordo com uma primeira concretização da presente[0033] Figure 1 - is a schematic representation of the sensing equipment according to a first embodiment of this

Petição 870160047416, de 29/08/2016, pág. 14/29Petition 870160047416, of 29/08/2016, p. 14/29

6/13 invenção;6/13 invention;

[0034] Figura 2 - é uma representação esquemática do equipamento de sensoriamento de acordo com uma segunda concretização da presente invenção; e [0035] Figura 3 - é uma representação esquemática do equipamento de sensoriamento de acordo com uma terceira concretização da presente invenção.[0034] Figure 2 - is a schematic representation of the sensing equipment according to a second embodiment of the present invention; and [0035] Figure 3 - is a schematic representation of the sensing equipment according to a third embodiment of the present invention.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0036] A presente invenção será descrita a seguir com base em exemplos de três concretizações preferidas do equipamento de sensoriamento de acordo com a presente invenção.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0036] The present invention will be described below based on examples of three preferred embodiments of the sensing equipment according to the present invention.

[0037] O equipamento de sensoriamento 10 de acordo com a presente invenção compreende pelo menos uma fonte de luz 20, pelo menos um fotodetector por contagem de fótons 30, pelo menos um sistema eletrônico de processamento de sinais 70 e pelo menos um meio de transmissão de sinais 80.[0037] The sensing equipment 10 according to the present invention comprises at least one light source 20, at least one photodetector by photon counting 30, at least one electronic signal processing system 70 and at least one transmission medium of signals 80.

[0038] A fonte de luz 20 é utilizada para gerar um feixe colimado de excitação 200 que é emitido para o lado externo do equipamento 10, onde se encontra o elemento fotoluminescente 300. Preferencialmente, o feixe 200 é gerado por um sistema óptico 50. Assim, a luz gerada pela fonte de luz 20 se propaga por um meio de propagação 100 em direção ao sistema óptico 50, que a transforma no feixe colimado de excitação 200. Esse feixe 200 é emitido para o lado externo do equipamento 200 onde se encontra o elemento fotoluminescente 300.[0038] The light source 20 is used to generate a collimated beam of excitation 200 that is emitted to the external side of the equipment 10, where the photoluminescent element 300 is located. Preferably, the beam 200 is generated by an optical system 50. Thus, the light generated by the light source 20 propagates through a propagation medium 100 towards the optical system 50, which transforms it into the collimated beam of excitation 200. This beam 200 is emitted to the external side of the equipment 200 where it is located the photoluminescent element 300.

[0039] Ao ser iluminado pelo feixe de excitação 200, o elemento fotoluminescente 300 emite uma luz de resposta 400. Essa luz de resposta pode ser, por exemplo, luz de fotoluminescência, luz de espalhamento inelástico Raman ou luz de espalhamento elástico.[0039] When illuminated by the excitation beam 200, the photoluminescent element 300 emits a response light 400. That response light can be, for example, photoluminescence light, Raman inelastic scattering light or elastic scattering light.

[0040] Essa luz incide de volta no equipamento 10 e incide no fotodetector por contagem de fótons 30. O equipamento da presente invenção pode ser qualquer fotodetector baseado no princípio de contagem de fótons. Preferencialmente, é utilizado um fotodiodo avalanche de silício, mas[0040] This light strikes back at equipment 10 and strikes the photodetector by photon counting 30. The equipment of the present invention can be any photodetector based on the principle of photon counting. Preferably, an avalanche silicon photodiode is used, but

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7/13 poderíam ser utilizados outros dispositivos tais como tubos fotomultiplicadores, bolômetros supercondutores e detectores de nanofios supercondutores.7/13 other devices such as photomultiplier tubes, superconducting bolometers and superconducting nanowire detectors could be used.

[0041] O fotodetector por contagem de fotos 30 transforma a luz de resposta 400 em um sinal elétrico que é processado no sistema eletrônico de processamento de sinais 70.[0041] The photodetector by counting photos 30 turns the response light 400 into an electrical signal that is processed in the electronic signal processing system 70.

[0042] Os sinais elétricos são transmitidos para fora do equipamento 10, por exemplo, por um cabo umbilical 80. Deve ser ressaltado, no entanto, que a transmissão de sinais elétricos para o exterior do equipamento poderia ser realizada por qualquer meio adequado como, por exemplo, por outros meios de transmissão com fio ou meios de transmissão sem fio.[0042] The electrical signals are transmitted out of the equipment 10, for example, by an umbilical cable 80. It should be emphasized, however, that the transmission of electrical signals to the outside of the equipment could be performed by any suitable means such as, for example, by other wired transmission means or wireless transmission means.

[0043] Preferencialmente, o cabo umbilical 80 é responsável por realizar também a alimentação de energia de todos os componentes optoeletrônicos do equipamento 10. Deve ser ressaltado, entretanto, que a alimentação do equipamento 10 poderia ser realizada por qualquer outro meio adequado, como, por exemplo, por uma bateria.[0043] Preferably, umbilical cable 80 is also responsible for supplying power to all optoelectronic components of equipment 10. It should be emphasized, however, that equipment 10 could be supplied by any other suitable means, such as, for example, by a battery.

[0044] Os componentes do equipamento 10 podem ser alojados em um encapsulamento mecânico 90. Desse modo, quando o equipamento é instalado em um ambiente hostil, os componentes ficam alojados no encapsulamento 90 e são alimentados pelo cabo umbilical 80. O mesmo cabo umbilical 80 é utilizado para a transmissão dos sinais elétricos gerados pelo sistema eletrônico de processamento de sinais 70.[0044] The components of equipment 10 can be housed in a mechanical encapsulation 90. Thus, when the equipment is installed in a hostile environment, the components are housed in encapsulation 90 and are powered by umbilical cable 80. The same umbilical cable 80 it is used for the transmission of electrical signals generated by the electronic signal processing system 70.

[0045] A figura 1 ilustra uma primeira concretização do equipamento da presente invenção. Nessa concretização, o equipamento 10 compreende um encapsulamento mecânico 90 onde são alojados uma fonte de luz 20, um fotodetector por contagem de fótons 30, um multiplexador / demultiplexador óptico 40, um sistema óptico de transmissão e recepção de luz 50, um filtro óptico 60 e e um sistema eletrônico de processamento de sinais 70, um meio de transmissão para a luz 100 e conexões elétricas 500. Um cabo umbilical 80 é conectado ao encapsulamento 90 para transmissão de sinais elétricos e para alimentação do equipamento 10.[0045] Figure 1 illustrates a first embodiment of the equipment of the present invention. In this embodiment, the equipment 10 comprises a mechanical encapsulation 90 where a light source 20, a photodetector for photon counting 30, an optical multiplexer / demultiplexer 40, an optical light transmission and reception system 50, an optical filter 60 and and an electronic signal processing system 70, a transmission medium for the light 100 and electrical connections 500. An umbilical cable 80 is connected to the encapsulation 90 for transmission of electrical signals and for supplying the equipment 10.

[0046] Preferencialmente, a fonte de luz 20 é composta de um circuito[0046] Preferably, the light source 20 is composed of a circuit

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8/13 eletrônico de driver 21 e de um dispositivo emissor de luz 22. Ambos são interconectados por uma conexão elétrica 500. Além disso, outra conexão elétrica 500 é estabelecida entre o circuito eletrônico de driver 21 e o sistema de processamento de sinais 70.8/13 electronic driver 21 and a light-emitting device 22. Both are interconnected by an electrical connection 500. In addition, another electrical connection 500 is established between the electronic circuit of driver 21 and the signal processing system 70.

[0047] O circuito eletrônico de driver 21 é eletricamente alimentado por uma conexão elétrica 500. Seu objetivo é gerar sinais elétricos em sua saída que indiquem ao dispositivo emissor de luz 22 as características temporais da luz a ser emitida.[0047] The driver electronic circuit 21 is electrically powered by an electrical connection 500. Its purpose is to generate electrical signals at its output that indicate to the light emitting device 22 the temporal characteristics of the light to be emitted.

[0048] O dispositivo emissor de luz 22 é um componente optoeletrônico, tal como um Laser, LED ou lâmpada, que seja capaz de gerar luz nas faixas espectrais de interesse (ultravioleta ou visível) quando eletricamente estimulado pelo circuito eletrônico de driver 21. O dispositivo emissor de luz 22 é capaz de gerar luz em modo contínuo ou pulsado, dependendo do sinal elétrico emitido pelo circuito eletrônico de driver 21. Além disso, dependendo do sinal elétrico recebido, o dispositivo emissor de luz 22 pode emitir luz em diferentes níveis de potência óptica, diferentes taxas de emissão de pulso e diferentes larguras de pulso.[0048] The light emitting device 22 is an optoelectronic component, such as a Laser, LED or lamp, which is capable of generating light in the spectral bands of interest (ultraviolet or visible) when electrically stimulated by the driver electronic circuit 21. The light emitting device 22 is capable of generating light in continuous or pulsed mode, depending on the electrical signal emitted by the driver electronic circuit 21. In addition, depending on the electrical signal received, the light emitting device 22 can emit light at different levels of optical power, different pulse emission rates and different pulse widths.

[0049] Os meios de propagação 100, pelos quais pode se propagar tanto luz emitida pela fonte de luz 20 quanto luz originada do material no meio externo 400, podem correspondera propagação pelo vácuo, propagação pelo ar ou por meio de um cabo de fibra óptica.[0049] The propagation means 100, by which both light emitted by the light source 20 and light originating from the material can be propagated in the external medium 400, can correspond to propagation by vacuum, propagation by air or by means of an optical fiber cable .

[0050] A luz emitida pela fonte de luz 20 é propagada por um meio de propagação 100 até chegar ao terminal 41 do multiplexador / demultiplexador óptico 40.[0050] The light emitted by the light source 20 is propagated by a propagation medium 100 until it reaches the terminal 41 of the optical multiplexer / demultiplexer 40.

[0051] O elemento multiplexador / demultiplexador óptico 40 possui três terminais 41, 42 e 43. O terminal 41 está conectado à fonte de luz 20, o terminal 43 ao filtro óptico 60, e o terminal 42 ao sistema óptico 50, todos por meio de um meio de propagação 100, que pode corresponder a uma propagação pelo ar ou por meio de um cabo de fibra óptica. Seu objetivo é permitir que um sinal de luz gerado pela fonte de luz 20 que entre pelo terminal 41 saia pelo terminal 42, e que um sinal de luz de fluorescência que entre pelo terminal 42 saia pelo terminal 43.[0051] The optical multiplexer / demultiplexer element 40 has three terminals 41, 42 and 43. Terminal 41 is connected to light source 20, terminal 43 to optical filter 60, and terminal 42 to optical system 50, all through of a propagation medium 100, which can correspond to a propagation by air or by means of a fiber optic cable. Its purpose is to allow a light signal generated by light source 20 that enters terminal 41 to exit terminal 42, and a fluorescence light signal that enters terminal 42 to exit terminal 43.

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9/13 [0052] Existem diversas formas de implementar o elemento multiplexador / demultiplexador óptico 40. Se os meios de propagação 100 forem constituídos de vácuo ou ar, uma possível implementação seria um espelho dicróico, que reflete toda luz na faixa de frequências ópticas da fonte de luz 20 e transmite toda luz na faixa de frequências ópticas da luz proveniente do material 400 gerada pelo elemento fotoluminescente 300. Alternativamente, se os meios de propagação 100 forem constituídos de cabos de fibra óptica, poderá ser usado um multiplexador em comprimento de onda (WDM) fibrado, um circulador óptico ou quaisquer outros dispositivos de multiplexação/demultiplexação óptico.9/13 [0052] There are several ways to implement the optical multiplexer / demultiplexer element 40. If the propagation means 100 consist of vacuum or air, a possible implementation would be a dichroic mirror, which reflects all light in the optical frequency range of the light source 20 and transmits all light in the optical frequency range of the light coming from the material 400 generated by the photoluminescent element 300. Alternatively, if the propagation means 100 consist of fiber optic cables, a wavelength multiplexer can be used (WDM) fiber, an optical circulator or any other optical multiplexing / demultiplexing devices.

[0053] O terminal 42 do elemento multiplexador / demultiplexador óptico 40 é opticamente conectado via um meio de propagação 100 com um sistema óptico de transmissão e recepção 50.[0053] The terminal 42 of the optical multiplexer / demultiplexer element 40 is optically connected via a propagation medium 100 with an optical transmission and reception system 50.

[0054] O sistema óptico de transmissão e recepção 50 é responsável por realizar a interface entre os meios interno e externo ao encapsulamento mecânico 90. Esse sistema permite que a luz gerada pela fonte de luz 20 seja direcionada ao exterior do encapsulamento mecânico 90 na forma de um feixe de excitação 200, assim como também permite que luz de fluorescência ou de espalhamento Raman 400 originada em um elemento fotoluminescente 300 seja capturada para o interior do encapsulamento mecânico 90.[0054] The optical transmission and reception system 50 is responsible for making the interface between the internal and external means to the mechanical encapsulation 90. This system allows the light generated by the light source 20 to be directed to the exterior of the mechanical encapsulation 90 in the form of an excitation beam 200, as well as allowing fluorescence or scattering Raman 400 light originating in a photoluminescent element 300 to be captured into the mechanical encapsulation 90.

[0055] Preferencialmente, o sistema óptico de transmissão e recepção 50 é composto de elementos ópticos tais como lentes, acopladores, espelhos e diafragmas. O arranjo dos componentes internos ao sistema óptico 50 são responsáveis por parâmetros tais como diâmetro e divergência do feixe de excitação 200, assim como no ângulo de aceitação (abertura numérica) com relação à luz de fluorescência ou de espalhamento Raman 400.[0055] Preferably, the optical transmission and reception system 50 is composed of optical elements such as lenses, couplers, mirrors and diaphragms. The arrangement of the internal components to the optical system 50 are responsible for parameters such as diameter and divergence of the excitation beam 200, as well as the acceptance angle (numerical aperture) in relation to the fluorescence or Raman 400 scattering light.

[0056] Na presença de um elemento 300 sobre o qual incida o feixe de excitação 200, será gerada uma luz de resposta, tal como como uma luz fotoluminescência e de espalhamento Raman 400 de frequência óptica diferente à frequência óptica do feixe de excitação 200. Parte dessa luz 400 irá incidir sobre o sistema óptico de transmissão e recepção 50, que irá fazer com que essa fração de luz de resposta 400 seja transmitida para o interior[0056] In the presence of an element 300 on which the excitation beam 200 falls, a response light will be generated, such as a photoluminescence and scattering light Raman 400 of different optical frequency at the optical frequency of the excitation beam 200. Part of that light 400 will fall on the optical transmission and reception system 50, which will cause this fraction of light response 400 to be transmitted to the interior

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10/13 do equipamento sensor de fotoluminescência 10.10/13 of the photoluminescence sensor equipment 10.

[0057] A luz de fotoluminescência e a luz inelasticamente espalhada 400 que incide sobre o sistema óptico de transmissão e recepção 50 é em seguida direcionada ao terminal 42 do multiplexador / demultiplexador óptico 40 por meio de um meio de propagação 100, para posteriormente sair do multiplexador / demultiplexador óptico 40 pela porta 43 em direção ao filtro óptico 60, após passar por um meio de propagação 100.[0057] The photoluminescence light and the inelastically scattered light 400 that falls on the optical transmission and reception system 50 is then directed to the terminal 42 of the optical multiplexer / demultiplexer 40 by means of a propagation means 100, to later leave the optical multiplexer / demultiplexer 40 through port 43 towards optical filter 60, after passing through a propagation medium 100.

[0058] O filtro óptico 60 é um dispositivo óptico qualquer que seja transparente à faixa espectral da luz fotoluminescente e inelasticamente espalhada 400 mas que seja, ao mesmo tempo, opaco a todas as demais frequências às quais o fotodetector 30 seja sensível, sobretudo à faixa espectral ocupada pela luz emitida pela fonte de luz 20. Ou seja, o espectro óptico da luz que chega ao fotodetector 30 está confinado aos limites determinados pelo filtro óptico 60.[0058] The optical filter 60 is an optical device whatever is transparent to the spectral band of photoluminescent light and inelastically scattered 400 but which is, at the same time, opaque to all other frequencies to which the photodetector 30 is sensitive, especially to the band spectral occupied by the light emitted by the light source 20. That is, the optical spectrum of the light reaching the photodetector 30 is confined to the limits determined by the optical filter 60.

[0059] As possíveis implementações do filtro óptico 60 incluem diversas configurações de filtros “passa-faixa” ou “passa-baixas” utilizando materiais adequados e/ou películas de filmes finos, assim como cavidades de FabryPérot ou redes de difração.[0059] Possible implementations of the optical filter 60 include several configurations of "bandpass" or "lowpass" filters using suitable materials and / or thin film films, as well as FabryPérot cavities or diffraction grids.

[0060] A luz de fotoluminescência e/ou a luz de espalhamento Raman e filtrada pelo filtro óptico 60 é agora direcionada ao fotodetector 30 através de um meio de propagação 100. Por sua vez, o fotodetector 30 converte a luz detectada em um sinal elétrico, que é enviado ao sistema eletrônico de processamento de sinais 70 por meio de uma conexão elétrica 500.[0060] The photoluminescence light and / or the Raman scattering light and filtered by the optical filter 60 is now directed to the photodetector 30 through a propagation medium 100. In turn, the photodetector 30 converts the detected light into an electrical signal , which is sent to the electronic signal processing system 70 via an electrical connection 500.

[0061] O sistema eletrônico de processamento de sinais 70 formata e extrai informações relevantes dos sinais analógicos produzidos pelo fotodetector 30 e os transforma em sinais digitais, que são enviados ao cabo umbilical 80 por meio de uma conexão elétrica 500.[0061] The electronic signal processing system 70 formats and extracts relevant information from the analog signals produced by the photodetector 30 and transforms them into digital signals, which are sent to umbilical cable 80 through an electrical connection 500.

[0062] Preferencialmente, o sistema de processamento de sinais (70) é composto por um circuito eletrônico capaz de correlacionar sinais elétricos recebidos pelo driver eletrônico 21 e pelo fotodetector 30 para extrair informações tais como o tempo de propagação da luz de excitação 200 até o elemento fotoluminescente 300, a distância entre o fotodetector 30 e o[0062] Preferably, the signal processing system (70) consists of an electronic circuit capable of correlating electrical signals received by the electronic driver 21 and the photodetector 30 to extract information such as the propagation time of the excitation light 200 until the photoluminescent element 300, the distance between photodetector 30 and the

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11/13 elemento fotoluminescente 300, a taxa de decaimento da luz de fotoluminescência ou espalhamento Raman 400 para estimara concentração e o tipo de elemento 300, ou qualquer outra informação que possa ser extraída dos dados de contagem de fótons e tempos de propagação.11/13 photoluminescent element 300, the rate of decay of the photoluminescence light or Raman 400 scattering to estimate concentration and the type of element 300, or any other information that can be extracted from the photon count data and propagation times.

[0063] O cabo umbilical 80 é responsável pela transmissão de sinais elétricos para o exterior do encapsulamento mecânico 90, especialmente nos casos em que o equipamento sensor de fotoluminescência 10 encontra-se em ambiente hostil a outras formas de transmissão de sinais elétricos como, por exemplo, em ambiente submarino. Além disso, o cabo umbilical 80 é responsável por realizar a alimentação de todos os componentes optoeletrônicos no interior do encapsulamento mecânico 90.[0063] Umbilical cable 80 is responsible for transmitting electrical signals to the outside of mechanical encapsulation 90, especially in cases where the photoluminescence sensor equipment 10 is in an environment hostile to other forms of transmission of electrical signals, such as example, in an underwater environment. In addition, umbilical cable 80 is responsible for supplying all optoelectronic components inside the mechanical encapsulation 90.

[0064] O encapsulamento mecânico 90 pode ter formato cilíndrico, cúbico, paralelepípedo ou qualquer forma geométrica que comporte os elementos constituintes do sensor. O encapsulamento 90 pode ser constituído de metal, polímeros ou qualquer outro material resistente as pressões altas pressões em que o sensor será exposto no leito marinho.[0064] The mechanical encapsulation 90 can have a cylindrical, cubic, parallelepiped shape or any geometric shape that includes the constituent elements of the sensor. The encapsulation 90 may consist of metal, polymers or any other material resistant to high pressures under which the sensor will be exposed on the seabed.

[0065] A figura 2 ilustra uma segunda concretização do equipamento da presente invenção.[0065] Figure 2 illustrates a second embodiment of the equipment of the present invention.

[0066] Nesta configuração, um equipamento sensor 10 é composto de pelo menos dois encapsulamentos mecânicos 90a,90b disjuntos, formando dois módulos distintos M1, M2. O primeiro módulo M1 é composto por uma fonte de luz 20, um sistema óptico de transmissão de luz 51, um cabo umbilical 80, um encapsulamento mecânico 90, um meio de transmissão para a luz 100 e conexões elétricas 500. O segundo módulo M2 possui um fotodetector por contagem de fótons 30, um sistema óptico de recepção de luz 52, um filtro óptico 60, um sistema eletrônico de processamento de sinais 70, um cabo umbilical 80, um encapsulamento mecânico 90, um meio de transmissão para a luz 100 e conexões elétricas 500. A interação entre o equipamento sensor 10 e o elemento 300 é idêntica à descrita na primeira concretização.[0066] In this configuration, a sensor equipment 10 is composed of at least two mechanical encapsulations 90a, 90b disjoint, forming two distinct modules M1, M2. The first M1 module consists of a light source 20, an optical light transmission system 51, an umbilical cable 80, a mechanical encapsulation 90, a transmission medium for light 100 and electrical connections 500. The second module M2 has a photodetector by photon counting 30, an optical light receiving system 52, an optical filter 60, an electronic signal processing system 70, an umbilical cable 80, a mechanical encapsulation 90, a means of transmitting light 100 and electrical connections 500. The interaction between the sensor equipment 10 and the element 300 is identical to that described in the first embodiment.

[0067] Nesta concretização, o sistema óptico de transmissão e recepção de luz 50 da primeira implementação foi substituído por dois sistemas ópticos distintos, o sistema óptico de transmissão 51 e o sistema óptico de recepção[0067] In this embodiment, the optical light transmission and reception system 50 of the first implementation was replaced by two distinct optical systems, the optical transmission system 51 and the optical reception system

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52, ambos idênticos ao sistema óptico de transmissão e recepção de luz 50 descrito anteriormente. Por este motivo, o multiplexador / demultiplexador óptico 40 da primeira concretização torna-se desnecessário.52, both identical to the optical light transmission and reception system 50 described above. For this reason, the optical multiplexer / demultiplexer 40 of the first embodiment becomes unnecessary.

[0068] A vantagem dessa segunda concretização é a possibilidade de se ajustar espacialmente os módulos de transmissão e recepção da luz em diferentes disposições. Isso é especialmente vantajoso no caso da região do espaço a ser medida for muito bem delimitada e se houver evidências prévias de que a luz de provinda do material 400 não é emitida de forma isotrópica. [0069] Além disso, essa concretização em módulos distintos permite que se possa criar um arranjo onde vários módulos de foto detecção (M2) podem ser conectados, via o cabo umbilical 80, com o módulo de emissão de luz (M1).[0068] The advantage of this second embodiment is the possibility of spatially adjusting the light transmission and reception modules in different arrangements. This is especially advantageous if the region of the space to be measured is very well defined and if there is prior evidence that the light from material 400 is not emitted in an isotropic manner. [0069] Furthermore, this implementation in different modules allows an arrangement to be created where several photo detection modules (M2) can be connected, via umbilical cable 80, with the light emission module (M1).

[0070] A figura 3 ilustra uma terceira concretização do equipamento da presente invenção.[0070] Figure 3 illustrates a third embodiment of the equipment of the present invention.

[0071] Nesta concretização, o equipamento sensor 10 é composto de dois ou por um módulo central 600 e um ou mais módulos periféricos 700. Cada módulo periférico 70 é composto por uma fonte de luz 20, um multiplexador/demultiplexador óptico 40, um sistema óptico de transmissão e recepção de luz 50, um filtro óptico 60, um cabo umbilical 80, um encapsulamento mecânico 90, um meio de transmissão para a luz 100 e conexões elétricas 500. O módulo central 600 possui um multiplexador de sinais ópticos 610, um fotodetector por contagem de fótons 30, um sistema eletrônico de processamento de sinais 70, um cabo umbilical 80, um encapsulamento mecânico 90, um meio de transmissão para a luz 100 e conexões elétricas 500.[0071] In this embodiment, the sensor equipment 10 consists of two or a central module 600 and one or more peripheral modules 700. Each peripheral module 70 consists of a light source 20, an optical multiplexer / demultiplexer 40, a system optical transmission and reception light 50, an optical filter 60, an umbilical cable 80, a mechanical encapsulation 90, a transmission medium for the light 100 and electrical connections 500. The central module 600 has an optical signal multiplexer 610, a photodetector by photon counting 30, an electronic signal processing system 70, an umbilical cable 80, a mechanical encapsulation 90, a transmission medium for light 100 and electrical connections 500.

[0072] Nesta concretização, a interação entre o equipamento sensor de fotoluminescência 10 e o elemento fotoluminescente 300 é idêntica à descrita na primeira concretização.[0072] In this embodiment, the interaction between the photoluminescence sensor equipment 10 and the photoluminescent element 300 is identical to that described in the first embodiment.

[0073] Essa concretização permite que diversos módulos periféricos 700 possam ser conectados a um módulo central 600.[0073] This embodiment allows several peripheral modules 700 to be connected to a central module 600.

[0074] Assim, o multiplexador de sinais ópticos 610 do módulo central pode ser implementado por uma chave óptica acionada por efeito[0074] Thus, the 610 optical signal multiplexer of the central module can be implemented by an optical switch activated by effect

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13/13 eletromecânico, eletro-óptico, acustoóptico ou óptica não-linear, de modo que se pode conectar um único fotodetector ou um conjunto de fotodetectores 30 a um conjunto de fibras ópticas que, por sua vez, são conectadas aos cabos umbilicais de cada um dos módulos periféricos 700.13/13 electromechanical, electro-optical, acusto-optical or non-linear optics, so that a single photodetector or a set of photodetectors 30 can be connected to a set of optical fibers which, in turn, are connected to the umbilical cables of each one of the 700 peripheral modules.

[0075] A vantagem dessa concretização é possibilitar que apenas um fotodetector precise ser utilizado para realizar a detecção de sinais luminosos de fotoluminescência advindos de diversos pontos geográficos distintos, que podem ou não serem distantes entre si. Por exemplo, medidas de fotoluminescência em grandes profundidades no oceano poderiam ser realizadas enquanto o fotodetector se encontra na superfície.[0075] The advantage of this embodiment is that it allows only one photodetector to be used to detect light signals from photoluminescence from different geographical points, which may or may not be distant from each other. For example, photoluminescence measurements at great depths in the ocean could be performed while the photodetector is on the surface.

[0076] Assim, o equipamento de acordo com a terceira concretização da presente invenção podería ser configurado para aplicação em sensoriamento de fluorescência em ambiente submarino, como, por exemplo, para detecção de presença de óleo no fundo do mar. Nessa aplicação, o módulo central 600 ficaria localizado em uma posição central, que não necessariamente encontrase abaixo do nível do mar, enquanto os um ou mais módulos periféricos ficariam submersos nos locais nos quais deseja-se medir a presença de óleo. [0077] Assim, tendo sido descritos três exemplos de concretizações da presente invenção, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras variações possíveis do conceito inventivo descrito, sendo limitadas tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.[0076] Thus, the equipment according to the third embodiment of the present invention could be configured for application in fluorescence sensing in an underwater environment, such as, for example, for detecting the presence of oil on the seabed. In this application, the central module 600 would be located in a central position, which is not necessarily below sea level, while the one or more peripheral modules would be submerged in the locations where it is desired to measure the presence of oil. Thus, having described three examples of embodiments of the present invention, it should be understood that the scope of the present invention covers other possible variations of the described inventive concept, being limited only by the content of the appended claims, including the possible equivalents therein.

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Claims (10)

REIVINDICAÇÕES 1. Equipamento de sensoriamento (10) de materiais fotoluminescentes (300) para a detecção de materiais fotoluminescentes em águas marítimas, caracterizado por compreender:1. Sensing equipment (10) for photoluminescent materials (300) for the detection of photoluminescent materials in marine waters, characterized by comprising: pelo menos uma fonte de luz (20) configurada para gerar um feixe de luz (200) que é transmitido para o exterior do equipamento e incide sobre um material fotoluminescente (300);at least one light source (20) configured to generate a beam of light (200) which is transmitted to the outside of the equipment and focuses on a photoluminescent material (300); pelo menos um fotodetector por contagem de fótons (30) configurado para receber uma luz de resposta (400) gerada pela iluminação do elemento fotoluminescente (300) com o feixe de luz (200) e transformá-la em um sinal elétrico:at least one photodetector per photon count (30) configured to receive a response light (400) generated by illuminating the photoluminescent element (300) with the light beam (200) and transforming it into an electrical signal: pelo menos um sistema eletrônico de processamento de sinais (70) configurado para processar o sinal elétrico; e pelo menos um meio de transmissão de sinais (80) configurada para transmitir os sinais gerados pelo sistema eletrônico de processamento de sinais (70) para fora do equipamento.at least one electronic signal processing system (70) configured to process the electrical signal; and at least one signal transmission means (80) configured to transmit the signals generated by the electronic signal processing system (70) outside the equipment. 2. Equipamento de sensoriamento (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de luz (20) compreende um dispositivo emissor de luz (21) e um circuito eletrônico de driver (22) eletricamente conectado ao dispositivo emissor de luz (21).2. Sensing equipment (10) according to claim 1, characterized by the fact that the light source (20) comprises a light emitting device (21) and a driver electronic circuit (22) electrically connected to the device light emitting (21). 3. Equipamento de sensoriamento (10), de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um encapsulamento mecânico (90) que aloja a fonte de luz (20), o fotodetector por contagem de fótons (30) e o sistema eletrônico de processamento de sinais (70); o encapsulamento mecânico alojando ainda um sistema óptico (50) configurado para transmitir e receber luz entre os lados interno e externo do equipamento (10).3. Sensing equipment (10), according to claim 1 or 2, characterized by the fact that it also comprises a mechanical encapsulation (90) that houses the light source (20), the photodetector by photon counting (30) and the electronic signal processing system (70); the mechanical encapsulation also housing an optical system (50) configured to transmit and receive light between the internal and external sides of the equipment (10). 4. Equipamento de sensoriamento (10), de acordo a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o encapsulamento mecânico (90) aloja ainda: um filtro óptico (60) conectado ao fotodetector (30); e um multiplexador / demultiplexador óptico (40) possuindo possui um primeiro (41), um segundo (42) e um terceiro (43) terminais; o primeiro terminal (41)4. Sensing equipment (10), according to claim 3, characterized by the fact that the mechanical package (90) also houses: an optical filter (60) connected to the photodetector (30); and an optical multiplexer / demultiplexer (40) having has a first (41), a second (42) and a third (43) terminals; the first terminal (41) Petição 870160047416, de 29/08/2016, pág. 23/29Petition 870160047416, of 29/08/2016, p. 23/29 2/3 sendo conectado à fonte de luz (20), o terceiro terminal (43) sendo conectado ao filtro óptico (60), e o segundo terminal (42) sendo conectado ao sistema óptico (50), de modo que luz gerada pela fonte de luz (20) entre pelo primeiro terminal (41) e saia pelo segundo terminal (42), e que um sinal de luz de resposta (400) entre pelo segundo terminal (42) saia pelo terceiro terminal (43) para o filtro óptico (60).2/3 being connected to the light source (20), the third terminal (43) being connected to the optical filter (60), and the second terminal (42) being connected to the optical system (50), so that light generated by light source (20) enter through the first terminal (41) and exit through the second terminal (42), and that a response light signal (400) enter through the second terminal (42) exit through the third terminal (43) to the filter optical (60). 5. Equipamento de sensoriamento (10), de acordo a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o meio de transmissão de sinais (80) é um cabo umbilical (80) conectado ao encapsulamento mecânico (90), em que o cabo umbilical (80) é também utilizado como fonte de alimentação de energia.5. Sensing equipment (10), according to claim 4, characterized by the fact that the signal transmission means (80) is an umbilical cable (80) connected to the mechanical encapsulation (90), in which the umbilical cable ( 80) is also used as a power source. 6. Equipamento de sensoriamento (10), de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende ainda:6. Sensing equipment (10), according to claim 1 or 2, characterized by the fact that it also comprises: um primeiro encapsulamento mecânico (90a) que aloja a fonte de luz (20) e compreende um primeiro sistema óptico de transmissão de luz (51); pelo menos um segundo encapsulamento mecânico (90b) que aloja o sistema eletrônico de processamento de sinais (70), o fotodetector por contagem de fótons (30), um filtro óptico (60) conectado ao fotodetector (30) e um sistema óptico de recepção de luz (52);a first mechanical encapsulation (90a) which houses the light source (20) and comprises a first optical light transmission system (51); at least a second mechanical package (90b) that houses the electronic signal processing system (70), the photodetector by photon counting (30), an optical filter (60) connected to the photodetector (30) and an optical reception system light (52); de modo que luz gerada pela fonte de luz (20) passa pelo sistema óptico de transmissão de luz (51) para incidir sobre o material fotoluminescente (300); e a luz de resposta (400) é recebida pelo sistema óptico de recepção de luz (52) e passa pelo filtro óptico (60) para o fotodetector (30).so that light generated by the light source (20) passes through the optical light transmission system (51) to fall on the photoluminescent material (300); and the response light (400) is received by the optical light receiving system (52) and passes through the optical filter (60) to the photodetector (30). 7. Equipamento de sensoriamento (10), de acordo a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o meio de transmissão de sinais (80) é um cabo umbilical (80) conectado ao primeiro encapsulamento mecânico (90a) e ao segundo encapsulamento mecânico (90b), em que o cabo umbilical (80) é também utilizado como fonte de alimentação de energia.7. Sensing equipment (10) according to claim 6, characterized by the fact that the signal transmission means (80) is an umbilical cable (80) connected to the first mechanical package (90a) and the second mechanical package ( 90b), where the umbilical cable (80) is also used as a power supply. 8. Equipamento de sensoriamento (10), de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende:8. Sensing equipment (10), according to claim 1 or 2, characterized by the fact that it comprises: pelo menos um módulo periférico (700) com um encapsulamento mecânico que aloja a fonte de luz (20), um sistema óptico (50) configurado para transmitir e receber luz entre os lados interno e externo do equipamento (10),at least one peripheral module (700) with a mechanical encapsulation that houses the light source (20), an optical system (50) configured to transmit and receive light between the internal and external sides of the equipment (10), Petição 870160047416, de 29/08/2016, pág. 24/29Petition 870160047416, of 29/08/2016, p. 24/29 3/3 um filtro óptico (60), e um multiplexador / demultiplexador óptico (40) possuindo possui um primeiro (41), um segundo (42) e um terceiro (43) terminais; o primeiro terminal (41) sendo conectado à fonte de luz (20), o terceiro terminal (43) sendo conectado ao filtro óptico (60), e o segundo terminal (42) sendo conectado ao sistema óptico (50), de modo que luz gerada pela fonte de luz (20) entra pelo primeiro terminal (41) e saia pelo segundo terminal (42), e que um sinal de luz de resposta (400) entre pelo segundo terminal (42) saia pelo terceiro terminal (43) para o filtro óptico (60); e um módulo central (600) com um encapsulamento mecânico que aloja um multiplexador de sinais ópticos (610), o fotodetector por contagem de fótons (30) e o sistema eletrônico de processamento de sinais (70);3/3 an optical filter (60), and an optical multiplexer / demultiplexer (40) having a first (41), a second (42) and a third (43) terminals; the first terminal (41) being connected to the light source (20), the third terminal (43) being connected to the optical filter (60), and the second terminal (42) being connected to the optical system (50), so that light generated by the light source (20) enters through the first terminal (41) and exits through the second terminal (42), and that a response light signal (400) enters through the second terminal (42) exits through the third terminal (43) for the optical filter (60); and a central module (600) with a mechanical encapsulation that houses an optical signal multiplexer (610), the photon detector by photon counting (30) and the electronic signal processing system (70); em que o meio de transmissão de sinais (80) é um cabo umbilical (80) conectado ao módulo central (600) e ao módulo periférico (700), o cabo umbilical (80) tendo fibras ópticas que transmitem a luz de resposta (400) do filtro óptico (60) para o módulo central (600).wherein the signal transmission means (80) is an umbilical cable (80) connected to the central module (600) and the peripheral module (700), the umbilical cable (80) having optical fibers that transmit the response light (400 ) from the optical filter (60) to the central module (600). 9. Equipamento de sensoriamento (10), de acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a luz de resposta (400) é qualquer uma selecionada dentre luz de fotoluminescência, luz de espalhamento inelástico Raman ou luz de espalhamento elástico.Sensing equipment (10) according to any one of claims 1 to 8, characterized by the fact that the response light (400) is any one selected from photoluminescence light, Raman inelastic scattering light or elastic scattering light . 10. Equipamento de sensoriamento (10), de acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que é fotodetector por contagem de fotos (30) é um selecionado dentre um array de fotodetectores por contagem de fótons, uma fotomultiplicadora, um ou mais fotodiodos avalanche, um array de fotodiodos avalanche, um bolômetro supercondutor ou um detector de nanofios supercondutores.10. Sensing equipment (10) according to any one of claims 1 to 9, characterized by the fact that it is a photodetector by counting photos (30) is one selected from an array of photodetectors by counting photons, a photomultiplier, a or more avalanche photodiodes, an array of avalanche photodiodes, a superconducting bolometer or a superconducting nanowire detector. Petição 870160047416, de 29/08/2016, pág. 25/29Petition 870160047416, of 29/08/2016, p. 25/29 1/31/3
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