Projeto e obtenção de uma máquina bobinadeira de fibra óptica pra montagem de sensores a fibra óptica

• Processo: 05/55898-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2005
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2007
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica
• Pesquisador responsável: Osni Lisbôa
• Beneficiário: Osni Lisbôa
• Empresa: Optsensys Instrumentação Óptica e Eletrônica Ltda
• Município: São José dos Campos
• Bolsa(s) vinculada(s): 05/59239-6 - Projeto e obtenção de uma máquina bobinadeira de fibra óptica para montagem de sensores a fibra óptica, BP.PIPE
• Assunto(s): Bobinadeiras Fibra óptica Sensores ópticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bobina De Fibra Optica | Enrolamento De Fibra Optica | Girometro A Fibra Optica | Sensores A Fibra Optica

Resumo

A fabricação da bobina de fibra óptica para sua aplicação em sensores a fibra óptica (destacando-se os Girômetros a Fibra Óptica e os Sensores de Corrente a Fibra Óptica, GFOs e SCFOs, respectivamente), é um processo complexo, envolvendo controle de tensão de tração a ser aplicada sobre a fibra óptica, controle de comprimento da quantidade de fibra entregue à bobina e o controle de posição e deslocamento dos cabeçotes de entrega da fibra. Dadas as dimensões da fibra (de 125 a 250 um de diâmetro externo), dos valores de tensão a serem aplicados sobre a mesma (de 10 a 1000 mN) e do comprimento a ser enrolado (tipicamente da ordem de centenas de metros); considerando-se ainda a necessidade de se fabricar enrolamentos com simetria, ou padrão, quadripolar ou ainda octopolar, cuja característica principal é serem bobinados a partir do meio da fibra em direção às extremidades, pode-se avaliar a dificuldade encontrada na fabricação de uma bobina que atenda a tais requisitos. A escolha do tipo de enrolamento a ser aplicado na bobina depende da sensibilidade final requerida no sensor, e de sua estabilidade ao longo do tempo. O uso dos enrolamentos bipolares, ou quadripolares ou octopolares, visa obter a melhor simetria possível para o caminho óptico gerado pela bobina, reduzindo a influência dos efeitos ópticos, mecânicos e térmicos em seu funcionamento. O processo de fabricação da bobina de fibra compõe-se das seguintes etapas: 1. Retirar a quantidade de fibra desejada da embalagem original do fabricante, colocando-a em um dos tambores de alimentação da máquina; 2. Repartir a fibra entre os dois tambores, em comprimentos iguais; 3. Posicionar a fibra adequadamente sobre o carretel metálico onde será utilizada; e 4. Proceder ao bobinamento conforme o padrão desejado. Baseado em experiências obtidas em protótipos anteriores, a proposta atual para o projeto e a construção de uma máquina bobinadeira visa obter essencialmente os seguintes pontos: 1. Controle automatizado dos parâmetros de operação da máquina, por intermédio de microcomputador e interfaces apropriadas; 2. Aumento da velocidade do processo de fabricação das bobinas; 3. Garantia da repetibilidade dos principais parâmetros (tensão, comprimento e uniformidade de camada) ao longo do processo; e 4. Redução da necessidade de intervenção do operador do equipamento no processo de fabricação. Com a máquina obtida de acordo com a presente Proposta, espera-se poder obter bobinas de fibra óptica que atendam todas as exigências técnicas necessárias à montagem dos sensores e, adicionalmente, em tempo e custo aceitáveis. Estima-se que o tempo gasto para a montagem de uma bobina nesta nova máquina seria, pelo menos, 4 vezes menor do que o necessário para o mesmo processo realizado com a atual máquina, além de permitir a montagem de bobinas para os SCFOs em geral, bem como as bobinas com simetria octopolar, imprescindíveis para a obtenção dos GFOs com alta sensitividade (AU)