Sensore a fibra ottica
Un sensore a fibra ottica è un sensore che utilizza la fibra ottica o come trasduttore o come mezzo di trasporto delle informazioni tra un sensore remoto all'elettronica di elaborazione del segnale.
Descrizione modifica
L'utilizzo della fibra nei sensori nasce da alcune caratteristiche che possono essere vantaggiose per specifiche applicazioni: la fibra è molto piccola, non richiede alimentazione elettrica nel punto di acquisizione, più sensori possono trovare posto lungo la stessa fibra (multiplexing), è immune alle interferenze elettromagnetiche, sopporta alte temperature e ambienti corrosivi.
La propagazione della luce nella fibra è soggetta a variazioni che possono essere correlate con la deformazione elastica della fibra. Il sistema di analisi delle onde luminose può verificare variazioni nel ritardo di propagazione (analisi nel tempo o 'time-domain') o nella lunghezza d'onda (analisi di frequenza o 'frequency-domain'). Lo strumento di analisi può verificare la luce in arrivo, o la luce riflessa, utilizzando un rifrattometro. L'applicazione più naturale della fibra ottica è l'estensimetro a fibra ottica. Gli estensimetri a fibra ottica possono essere realizzati attraverso l'incisione sulla fibra di un reticolo di Bragg.
Sensori distribuiti modifica
Se si immette luce nella fibra e si osservano i fenomeni che influenzano il percorso della luce è possibile determinare alcune caratteristiche della fibra in diversi punti della sua lunghezza, ad intervalli definiti. In questo modo una fibra singola diventa una serie di sensori distribuiti nello spazio. Utilizzando lo scattering Raman si può misurare la distribuzione di temperatura su estensioni limitate con una risoluzione spaziale di decine di centimetri.
Usando lo scattering Brillouin nel dominio della frequenza si riesce a valutare, oltre alla temperatura, anche la deformazione della fibra, con una risoluzione spaziale inferiore al metro, su distanze di diversi chilometri, in funzione del "passo" tra una frequenza e la successiva. Se l'applicazione richiede una valutazione dell'intensità delle forze applicate nella zona della fibra, la misura della temperatura viene usata per introdurre un fattore correttivo nella correlazione tra la deformazione della fibra e del corpo o fluido da monitorare, in modo analogo agli estensimetri tradizionali.
