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Desenvolvimento de sensor óptico para inspeção não-destrutiva de estruturas aeronáuticas e espaciais

Processo: 16/12182-4
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Mestrado
Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2016
Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2018
Área de conhecimento:Engenharias - Engenharia Aeroespacial
Pesquisador responsável:João Marcos Salvi Sakamoto
Beneficiário:Victória Spinardi Cabral Paiva
Instituição Sede: Instituto de Estudos Avançados (IEAv). Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):17/06935-2 - Projeto de pesquisa de curta duração na Universidade de Kumamoto, como parte do projeto de pesquisa de Mestrado "Desenvolvimento de sensor óptico para inspeção não-destrutiva de estruturas aeronáuticas e espaciais"., BE.EP.MS
Assunto(s):Soldagem a laser   Sensores ópticos   Interferometria   Ensaios não destrutivos
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Estruturas aeronáuticas e espaciais | Inspeção não destrutiva | interferometria óptica | Microfone óptico | sensor óptico | soldagem a laser | Sensores ópticos

Resumo

O processo de soldagem a laser vem sendo utilizado no setor de aviação por permitir redução de peso, reduzindo a quantidade de rebites, mas mantendo alta resistência mecânica. Redução de peso reflete-se em economia de combustível ou disponibilidade para transportar mais carga útil. Assim, a inspeção não destrutiva torna-se necessária para assegurar que cada estrutura soldada apresente segurança estrutural. Sendo assim, a ideia neste trabalho é detectar e extrair informações das ondas acústicas geradas pelo próprio processo de soldagem a laser. Estas ondas, moduladas pelo processo de soldagem, podem revelar a qualidade da solda e revelar falhas ou defeitos. Desta forma, o objetivo principal deste trabalho é a pesquisa e desenvolvimento de um sensor óptico capaz de detectar ondas sonoras ou ultrassônicas, com vistas para ser parte de um sistema de inspeção não destrutiva. Para tanto, propõe-se desenvolver um microfone óptico, conhecido como optical wave microphone, visando aplicação em inspeção não-destrutiva de soldagem a laser de estruturas de aeronaves ou espaciais. O princípio de funcionamento do optical wave microphone baseia-se na interação entre som e a luz, variação do índice de refração, difração, e interferência entre o feixe difratado e o não difratado. No caso, o feixe difratado se propaga com o feixe não difratado do laser. Portanto, há uma região de interferência entre os dois feixes (o fotodetector é posicionado nesta região) de forma a recuperar diretamente o sinal acústico. Este tipo de microfone apresenta como vantagem o fato de não ter um diafragma, isto é, é capaz de detectar ondas de ultrassom ou sonoras diretamente a partir de seu feixe óptico. Portanto, o optical wave microphone apresenta potencial para compor uma técnica de inspeção, sem contato, não-destrutiva, e sem perturbar o campo acústico. Além disso, este sensor fornece sinais diretamente no domínio do tempo e apresenta simplicidade de montagem e baixo custo. (AU)

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Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
MITSUGI, FUMIAKI; KIKUCHI, RYO; HONDA, SHO; PAIVA, VICTORIA; SAKAMOTO, JOAO; NAKAMIYA, TOSHIYUKI; SONODA, YOSHITO. Quantification of Two-Dimensional Acoustic Field Generated by a Surface Barrier Discharge With Fiber-Type Optical Wave Microphone Computer Tomography. IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE, v. 49, n. 11, p. 3589-3596, . (17/06935-2, 16/12182-4)