PT1649245E - Método de fixar um sensor de tensão de rede de bragg em fibra - Google Patents

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Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO DE FIXAR UM SENSOR DE TENSÃO DE REDE DE BRAG6 EM FIBRA"
Campo Técnico A presente invenção refere-se a um método de fixar um sensor de rede de fibra de Bragg (FBG) medindo uma variação do comprimento de onda de um objecto a ser medido, de modo a que um valor inicial de regulação do sensor FBG seja mantido pelo fixador. 0 método utiliza um dispositivo de fixação tendo um par de peças de fixação para fixar um tubo utilizando um parafuso de aperto, no qual um sensor FBG é introduzido no tubo e fixado às peças de fixação e em que o tubo mantém um valor inicial do sensor FBG e protege o sensor FBG. Técnica Anterior
Em geral, um sensor de rede de fibra de Bragg (FBG) é um dispositivo selectivo do comprimento de onda criado formando uma rede que, periodicamente, modula um indice de refracção num núcleo de vidro de uma fibra óptica para, selectivamente, reflectir um comprimento de onda especifico.
Uma vez que o sensor FBG para medir uma quantidade fisica tem boas propriedades fisicas, por exemplo, tem um comprimento de onda inerente e não é afectado por uma onda electromagnética, o sensor FBG substitui um instrumento de medição eléctrico 1 convencional. 0 campo de aplicação para o sensor FBG aumentou abruptamente nos anos recentes.
Apesar de um diâmetro muito pequeno de 125 micrómetros, o sensor FBG tem uma grande tensão por unidade de área. Consequentemente, uma vez que o sensor FBG é facilmente rompido por um choque externo, é necessário unir com muito cuidado o sensor FBG a edifícios ou pontes.
Além disso, o sensor FBG deve ser instalado firmemente para ter a tensão apropriada, medindo, desse modo, um valor preciso. Uma vez que não existe nenhum dispositivo apropriado para fixação do sensor FBG a uma construção civil, um engenheiro experiente deve ajustar directamente um valor do sensor FBG no local, o que é limitado no espaço-tempo.
Deste modo, embora o sensor FBG tenha um bom desempenho de medição, não é amplamente utilizado em diversos campos industriais, devido à instalação e manipulação difíceis do sensor FBG.
Entretanto, o sensor FBG é, frequentemente, unido directamente a um objecto a ser medido por um adesivo ou por uma peça de fixação opcional. Consequentemente, o sensor FBG é susceptível de ser exposto a circunstâncias externas tais como chuva, vento, insectos ou animais. 0 sensor FBG exposto às circunstâncias externas pode medir erradamente uma tensão, de modo que é difícil de inspeccionar constantemente de construção civil e manter um sistema de medição. 2 0 documento JP-A-2002/162211 divulga um dispositivo de fixação para um sensor FBG que é ajustado no local por um mecanismo de ajuste de parafuso. 0 documento EP-A-1124112 divulga um sensor FBG em que as extremidades do FBG são protegidas com um revestimento de resina. 0 documento WO-A-01/20380 divulga um método e um aparelho para acondicionamento por longos periodos de redes de fibra e outros componentes de fibra óptica para suporte e protecção. Nenhum daqueles documentos da técnica anterior, porém, mostra um meio para reduzir a dificuldade da actual instalação no local e métodos de ajustamento.
Divulgação
Consequentemente, um objecto da presente invenção é resolver os problemas envolvidos na técnica anterior, e proporcionar um método de fixar um sensor de rede de fibra de Bragg (FBG), pelo qual o FBG pode ser instalado por qualquer pessoa para dotar o sensor FBG de um valor preciso, independentemente do lugar onde é instalado e o sensor FBG pode ser fixo de modo semi-permanente e protegido. A invenção proporciona, consequentemente, um método de fixar um sensor de rede de fibra de Bragg (FBG) como definido na reivindicação 1. De acordo com um aspecto da presente invenção, é utilizada um dispositivo de fixação para fixar um sensor de rede de fibra de Bragg (FBG) a um objecto a ser medido para medir uma variação do comprimento de onda do objecto, a fixação incluindo um par de peças de fixação com uma superfície inferior aderente ao objecto, em que ambas as extremidades do sensor FBG são introduzidas e coladas por um adesivo e um tubo para espaçar 3 com precisão o par de peças de fixação, em que o sensor FBG é introduzido numa parcela oca do tubo para proteger o sensor FBG dos elementos externos, e meios para fixar as peças de fixação e a tubagem.
Descrição dos Desenhos
Os objectos acima e outras caracteristicas e vantagens da presente invenção tornar-se-ão mais evidentes descrevendo a sua forma de realização preferida com referência aos desenhos anexos, em que: A Fig. 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de fixação para um sensor de rede de fibra de Bragg (FBG) para utilização de acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção. A Fig. 2 é uma vista explodida da fixação na Fig. 1. A Fig. 3 é uma vista inferior de um dispositivo de fixação para um sensor de rede de fibra de Bragg para utilização de acordo com uma outra forma de realização preferida da presente invenção. A Fig. 4 é uma vista em corte da fixação na Fig. 1. 4 0 Melhor Modo
Será agora feita referência em pormenor a formas de realização preferidas da presente invenção, cujos exemplos estão ilustrados nos desenhos anexos.
Um dispositivo de fixação 1, ou fixador, para um sensor S de rede de fibra de Bragg (FBG) para medir uma tensão de um objecto a ser medida, como um edificio ou ponte, de acordo com a presente invenção, inclui um par de peças 3 de fixação, cada uma das quais tem uma superfície inferior colada ao objecto. Cada extremidade do sensor S de FBG é introduzida num respectivo par de peças 3 de fixação e colado àquela por um adesivo F. É proporcionado um tubo 2 para espaçar o par de peças de fixação a intervalos regulares, sendo o sensor S de FBG introduzido numa parcela oca do tubo para proteger o sensor S de FBG dos elementos externos e são proporcionados meios de fixação destacáveis para fixar conjuntamente, de forma destacável, as peças 3 de fixação e o tubo 2.
Os meios de fixação destacáveis incluem uma parcela 3a receptora do tubo saliente de cada lado das peças 3 de fixação, um orifício 3d roscado formado numa parcela superior da parcela recebendo o tubo, e um parafuso 4 de aperto, acoplado através de rosca com o orifício 3d roscado para, selectivamente, comprimir e apertar o tubo 2.
Ambas as extremidades do tubo 2 são ajustadas nas parcelas 3a receptoras do tubo, entre as peças 3 de fixação. 0 sensor S de FBG é introduzido no tubo 2 e, de um modo preferido, tem um grau de afastamento de modo a que o sensor S de FBG não seja 5 restringido entre parcelas 3a receptoras do tubo das peças 3 de fixação.
Cada peça 3 de fixação tem um sulco 3b de retenção do sensor com uma superfície inferior aberta para receber selectivamente o sensor s de fbg e uma tampa 6 para abrir/fechar o sulco 3b de retenção do sensor numa parcela inferior do sulco de retenção do sensor.
Especificamente, o sulco 3b de retenção do sensor é formado ao longo de uma parcela central da peça 3 de fixação, através da qual o sensor FBG S passa. 0 sulco 3b de retenção do sensor é preenchido com um adesivo F, sendo o sensor S de FBG ali introduzido. Consequentemente, o sensor S de FBG é fixo em ambas as suas extremidades pelo adesivo, sendo a tensão aplicada ao sensor FBG.
Referindo a Fig. 3, o sulco 3b de retenção do sensor é formado com, pelo menos, um sulco 3c anti-derrapante num dos seus lados internos. No caso do adesivo F de preenchimento do sulco de retenção do sensor ter endurecido, pode impedir a produção de uma folga no sulco 3b de retenção do sensor devido a um coeficiente de expansão linear entre a peça 3 de fixação e o adesivo F.
Por exemplo, pode ser utilizada uma resina epoxídica como adesivo.
Como descrito acima, se o sensor S de FBG for fixo firmemente pelos sulcos 3b de retenção do sensor das peças 3 de fixação, a superfície inferior da peça 3 de fixação pode ser 6 colada firmemente à superfície do objecto a ser medido (não mostrado) por um adesivo.
Cada peça 3 de fixação é dotada na sua superfície superior de, pelo menos, um orifício 3e roscado a passar. No caso de ser difícil aderir a superfície inferior da peça 3 de fixação ao objecto a ser medido pelo adesivo, um ou mais parafusos 5 de aperto podem ser acoplados através de rosca com uma placa 7 de fixação unida ao objecto a ser medido através dos orifícios 3e roscados, que fixam firmemente a peça 3 de fixação ao objecto a ser medido. Se necessário, as peças 3 de fixação podem ser reutilizadas desapertando os parafusos 5.
Após a peça 3 de fixação estar unida firmemente à superfície do objecto por utilização dos parafusos 5 de aperto e das placas 7 de fixação ou por utilização de adesivo, o estado de acoplamento do sensor S de FBG é afrouxado ou aliviado desapertando o parafuso 4 da parcela 3a recebendo o tubo, que é instalada para manter a tensão do sensor S de FBG, deste modo completando a instalação do fixador 1 para que o sensor FBG meça a tensão do objecto a ser medido.
Como descrito acima, quando o sensor S de FBG está completamente instalado na superfície do objecto, o sensor S de FBG é protegido com segurança pelo tubo 2 e pelas peças 3 de fixação do fixador 1 das circunstâncias externas, tais como chuva, vento ou insectos. Além disso, não existe variação na tensão com a passagem do tempo, deste modo medindo correctamente a tensão.
Quando o sensor S de FBG é directamente utilizado no local, um método de empregar o fixador da presente invenção pode ser 7 modificado dependendo do tipo de objecto a ser medido ou do período de medição. Por exemplo, por um período curto de até 1 ano, a peça 3 de fixação pode ser unida directamente ao objecto por utilização do adesivo. Por um período superior a 1 ano, a peça 3 de fixação pode ser unida firmemente ao objecto por utilização dos parafusos 5 de aperto e das placas 7 de fixação.
Como descrito acima, após fixar a peça 3 de fixação ao objecto a ser medido, é preferível que o parafuso 4 de aperto acoplado à parcela superior do tubo 2 seja removido, isto é para transferir sensivelmente a tensão do objecto para o sensor S de FBG.
Embora a presente invenção tenha sido aqui descrita e ilustrada com referência às suas formas de realização preferidas, será evidente aos especialistas da técnica que podem ser feitas várias modificações e variações sem sair do âmbito da invenção. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra as modificações e as variações desta invenção que caem no âmbito das reivindicações anexas.
Aplicabilidade Industrial
Com a descrição acima, de acordo com a presente invenção, qualquer pessoa pode instalar o FBG com o fixador. Além disso, o sensor FBG pode ser fixo de forma semi-permanente e ser protegido das circunstâncias externas.
Como tal, pode impedir a medição errada de uma tensão do objecto devido a circunstâncias externas. É igualmente possível medir constantemente as construções civis, sem produzir distorção devido a uma onda electromagnética. Além disso, pode resolver um procedimento incómodo que requer que um instrumento eléctrico convencional de medição de tensão tenha de ser instalado sempre que é executada uma inspecção periódica de segurança.
Além disso, a presente invenção pode reduzir o tempo e o custo requeridos para instalar o sensor FBG. De igual modo, pode medir uma variação de um comprimento de onda inerente do sensor FBG, medindo desse modo correctamente um rácio da tensão do objecto relativamente a um valor inicial e, consequentemente, medindo exactamente um grau de fadiga da construção civil relativamente a um sistema de medição convencional.
Lisboa, 19 de Março de 2010 9

Claims (6)

  1. REIVINDICAÇÕES 1. Método de fixar um sensor (S) de rede de fibra de Bragg a um objecto a ser medido, para medir a sua tensão, compreendendo criar um conjunto de sensor (S) de rede de fibra de Bragg montado no interior de um dispositivo (1) de fixação, através de: proporcionar um par peças (3) de fixação para fixar o sensor (S) de rede de fibra de Bragg ao objecto, cada uma das peças (3) de fixação tendo uma parcela (3a) receptora do tubo projectando-se de um lado da peça de fixação; proporcionar um tubo (2) para confinar o sensor (S) de rede de fibra de Bragg; dispor o tubo (2) entre o par de peças (3) de fixação com as suas extremidades recebidas no interior das parcelas (3a) receptoras do tubo; introduzir o sensor (S) de rede de fibra de Bragg no tubo (2); e fixar firmemente as extremidades do sensor (S) de rede de fibra de Bragg às respectivas peças (3) de fixação; caracterizado por o método compreender, além disso, as etapas de: 1 fazer cada parcela (3a) receptora do tubo comunicar com um sulco (3b) de dobragem do sensor na superfície inferior da peça (3) de fixação associada; fixar as extremidades do sensor (S) de rede de fibra de Bragg aos respectivos sulcos (3b) de retenção do sensor das peças de fixação por um adesivo (F); fixar, de modo a poder desprender, as extremidades do tubo (2) a cada uma das parcelas (3a) receptoras do tubo das peças (3) de fixação, por elementos (4) de aperto que podem ser desprendidos, fixar as peças (3) de fixação ao objecto; e após ter fixo as peças de fixação ao objecto, desprender os elementos (4) de aperto acoplados às extremidades do tubo (2), para transferir sensivelmente a tensão do objecto para o sensor (S) de rede de fibra de Bragg.
  2. 2. Método como reivindicado na reivindicação 1 compreendendo, além disso, dotar a fixação de uma tampa (6) para fechar o sulco (3b) de retenção do sensor de cada peça (3) de fixação.
  3. 3. Método como reivindicado na reivindicação 1, em que o tubo (2) é preso de modo a poder desprender-se a cada uma das suas peças (3) de fixação associadas por compressão através de um parafuso (4) de aperto acoplado através de rosca a um orifício (3d) roscado da respectiva parcela (3a) receptora do tubo. 2
  4. 4. Método como reivindicado na reivindicação 1 compreendendo, além disso, dotar o sulco (3b) de retenção do sensor com, pelo menos, um sulco (3c) anti-derrapante num lado interno daquele, de modo que, quando o adesivo (F) que preenche o sulco (3b) de retenção do sensor tiver endurecido, impede que seja produzida uma folga no sulco (3b) de retenção do sensor devido a um coeficiente de expansão linear entre a peça (3) de fixação e o adesivo (F).
  5. 5. Método como reivindicado na reivindicação 1 compreendendo, além disso, proporcionar, pelo menos, uma placa (7) de fixação unida ao objecto a ser medido, de modo que a ou cada peça (3) de fixação possa ser fixada de forma destacável a uma respectiva placa (7) de fixação e, portanto, ao objecto por, pelo menos, um elemento (5) de aperto.
  6. 6. Método como reivindicado na reivindicação 1 compreendendo, além disso, proporcionar o tubo (2) introduzido nas parcelas (3a) receptoras do tubo em cada extremidade com um achatamento (8) para impedir facilmente a rotação do tubo (2) relativamente às peças (3) de fixação. Lisboa, 19 de Março de 2010 3
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