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As aplicações industriais de sistemas sensores com fibras ópticas incluem principalmente os sistemas de telemetria e supervisão em controle de processos. Estes sistemas envolvem instrumentos de medida e controle onde a sensitividade, a resistência a ambientes hostis e a compaticidade são requisitos essenciais. Em fábricas ou usinas com operação intensiva de máquinas e dispositivos elétricos, em ambientes fortemente corrosivos ou explosivos (refinarias petroquímicas etc.), a confiabilidade do sistema de controle distribuído é função, fundamentalmente, do tipo de meio de transmissão utilizado. As fibras ópticas têm constituído então uma alternativa bastante adequada aos sistemas de controle de processos em ambientes industriais, não apenas como meio de transmissão alternativo aos cabos metálicos, na realização dos próprios elementos sensores.

Os tipos de sensores com fibras ópticas incluem a maior parte dos parâmetros medidos em ambientes industriais, dentre os quais destacam-se os seguintes:

Temperatura: baseados em vários mecanismos de sensoreamento e operando em diferentes faixas de temperatura, são utilizados, por exemplo, para monitorar turbinas a gás, fornos industrias, processos de fabricação de semicondutores (deposição epitaxial) ou células eletroquímicas em ambiente carregado de ruído elétrico, de hidrogênio explosivo e gases ou líquidos corrosivos. Atingem temperaturas típicas de 400 a 500ºC, podendo, em casos especiais, operar na faixa de 300 a 2000ºC. Têm sensitividade típica da ordem de 0,1ºC, mas podem, em casos especiais, detectar variações de temperatura da ordem de 0,000001ºC. Além disso, podem ser projetados para responderem a variações com freqüência muitas vezes superior àquelas medidas por outras tecnologias de sensores. A figura ilustra um tipo de sensor de temperatura com fibra óptica utilizando uma lâmina bimetálica.

Pressão: também podendo ser construídos segundo diversas técnicas, são utilizados tipicamente, para medição de pressão em áreas críticas, tais como usinas nucleares, poços de petróleo e navios petroleiros. Têm precisão típica da ordem de 0,5% e funcionamento conforme ilustrado na figura.

Nível de líquidos: são baseados principalmente na variação de índice de refração e podem ser do tipo medida de nível discretoo (presença ou não de líquido) ou contínua. A faixa de atuação do tipo discreto, ilustrado na figura, depende do número de sensores imersos no líquido e tem uma precisão da ordem de ±0,05mm, enquanto os de medida contínua alcançam vários metros com uma precisão de ±1mm. São utilizados, por exemplo, para monitorar vazamento de óleo em oleodutos.

Vazão de líquidos: baseiam-se em várias técnicas, dentre as quais a do velocímetro Doppler a laser, e oferecem possibilidades de medidas de vazão em lugares inacessíveis ou hostis, sem perturbar o fluxo do líquido. Atuam em várias faixas entre 10-6 m/s e 105 m/s com uma precisão de ±1%. A figura mostra um tipo de sensor para vazão de líquidos em dutos.

Posição ou rotação: podem ser utilizados para medir deslocamentos com uma precisão típica da ordem de ±0,003cm numa faixa linear de 0 a 15cm, ou ainda para medir rotações entre 0 e 40º com precisão de ±0,04º. A figura mostra uma das técnicas utilizadas para a medida de deslocamentos.

Aceleração ou vibração: têm sido usados especialmente em sistemas denavegação, perfuração de poços de petróleo e detecção de perturbações sísmicas. Os sensores do tipo modulação em intensidade têm uma faixa típica de atuação entre 0,01 a 32g com uma precisão de ±0,1%.

Poluição: usados para detecção de poluentes no ar ou em líquidos. Têm faixa de atuação típica de 15 a mais de 1000ppm com precisão da ordem de ±5%. A figura ilustra o princípio de funcionamento deste tipo de sensor para a detecção de fumaça.

Giroscópios: oferecem vantagens com relação aos dispositivos convencionais por não possuírem partes móveis, além do pequeno peso e longa vida útil. As suas aplicações incluem brocas de perfuração de poços, sistemas de referências em robôs, sistemas de navegação e assentos ejetáveis em aeronaves.

Fadiga: uma variante interessante baseada nos princípios de medição de pressão com fibras ópticas é a dos sensores de fadiga (stress) em materiais compostos, utilizados, principalmente, na fabricação de helicópteros, aviões e outras estruturas aeroespaciais. Sensores com fibras ópticas implantados durante a fabricação do material composto provêm "estruturas inteligentes" com capacidade de monitorar sua própria fadiga.



Fonte(http://www.lucalm.hpg.ig.com.br/mat_esp/aplic_ind/industria.htm)