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

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)