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Sensori a fibra ottica: a cosa servono?

Posted on Aprile 24, 2020 by Admin

Un sensore a fibra ottica è un sensore che sfrutta la fibra ottica come trasduttore o come veicolo di spostamento delle informazioni tra un sistema remoto all’elettronica di elaborazione di un segnale.

La tecnologia dei sensori a fibra ottica è arrivata a sostituire i metodi più convenzionali grazie al vantaggio di poterla utilizzare in differenti campi di applicazione, essendo chimicamente e meccanicamente conciliabile con la maggior parte dei materiali da costruzione.

I sensori in fibra ottica sono costituiti in fibre di vetro che fungono da isolante elettrico e solitamente contengono al loro interno il reticolo di Bragg (più comunemente FBG), in più hanno la particolarità di essere immuni ai disturbi ambientali, attenuazioni o perdite di segnale.

Questo sensore FBG viene principalmente usato per la sua capacità di lavorare in totale sicurezza in ambienti ad alta tensione, ambienti esplosivi ed aree ad alto rischio di fulminazione.
Le FBG possiedono la capacità di estrarre segnali a larga banda di una specifica frequenza così da risultare fondamentali per la trasmissione dei dati.

I sensori in fibra ottica possono essere di dimensioni molto ridotte e quindi adatti a molteplici situazioni di utilizzo, ad esempio in campo medicale il diametro è molto più piccolo per non risultare invasivo.

Questi sensori possono essere inoltre di diversi tipi: FBG, LPG, basati su fenomeni di scattering (misura spartita su tutta la lunghezza di fibra) e interferometrici.

Principali vantaggi dei sensori a fibra ottica

  • Dimensioni ridotte e peso leggero.
  • Immunità da disturbi elettromagnetici e interferenze.
  • Resistenza agli ambienti duri.
  • Rilevamento multifunzionale.
  • Alta velocità di trasmissione.
  • Misure a grande distanza.
  • Bassa invasività.
  • Compatibilità ATEX.

I sistemi in fibra ottica, oltre a questi innumerevoli vantaggi, permettono di svolgere misure di pressione, spostamento, temperatura, deformazione, forza, accelerazione, inclinazione.

Le misure di temperatura tramite sensori in fibra ottica, ad esempio, vengono usate in ambito industriale, per via del fatto che durante il processo di lavorazione è molto importante conoscere la temperatura in modo preciso, infatti il sensore non utilizza un segnale elettrico ma sfrutta le sue capacità riflettenti che variano a seconda della temperatura.
Questa misurazione viene spesso utilizzata dove non è possibile usare sonde metalliche.

Per i sensori di deformazione ottici invece una FBG può essere utilizzata come sensore per misurare le deformazioni e gli sforzi delle strutture in cui è inserita, se quindi avviene la deformazione si può notare un cambiamento della lunghezza d’onda riflessa.

Campi di applicazione dei sensori in fibra ottica
Per via dei loro molteplici vantaggi, i sensori a fibra ottica vengono utilizzati per diversi campi di applicazione, come ad esempio:

  • Applicazioni medicali: negli anni si stanno sviluppando nell’industria medicale strumenti sempre più avanzati attraverso l’impiego dei sensori a fibra ottica, specialmente nel campo della chirurgia mini-invasiva.
  • Applicazioni petrolifere: l’introduzione di sensori a fibra ottica ha permesso di poter agire in modo mirato sull’estrazione del petrolio riducendo i rischi derivanti dalla fratturazione idraulica che può provocare spacchi della crosta terrestre.
  • Applicazioni idrogeologiche: vengono utilizzati i sensori in fibra ottica in questo campo grazie alla loro caratteristica di poter offrire un’elevata copertura spaziale e il fatto di poter essere interrogati facilmente anche a lunga distanza.
  • Applicazioni aeronautiche: l’impiego di sensori in fibra ottica in questo campo permette di valutare lo stato di usura delle strutture in modo da renderle più sicure.

Grazie dunque a tutti questi innumerevoli vantaggi derivati dalla tecnologia dei sensori a fibra ottica, sono sempre di più i campi che hanno iniziato a sperimentare la sua applicazione in maniera esaustiva.
Per ogni utilizzo vanno quindi scelti sensori appositi che possono essere visionati in diversi siti online (come www.dspmindustria.it) per una consulenza in grado di fornire maggiori informazioni sul prodotto e sui servizi forniti.

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