SENSOR MULTIPONTO E MULTIPARÂMETRO PARA BATERIAS DE CHUMBO-ÁCIDO BASEADO EM FIBRA ÓPTICA HETERONÚCLEO.
fibra óptica heteronúcleo MNM; multiparâmetro; bateria de chumbo-ácido; sensor de densidade de eletrólito; sensor de temperatura; compensação térmica.
Esta dissertação apresenta o desenvolvimento e a caracterização, em laboratório, de um sistema de sensoriamento à fibra óptica heteronúcleo do tipo MNM voltado ao monitoramento de baterias chumbo-ácido, com ênfase na estimativa da densidade do eletrólito em múltiplos pontos e na compensação de efeitos térmicos. A solução proposta emprega dois sensores MNM em cascata, com diferentes comprimentos de fibra NCF, interrogados por lasers em comprimentos de onda distintos. O Sensor 1, dedicado à temperatura e interrogado em 1310 nm, apresentou sensibilidade de 0,0986 dB/°C e resolução de 0,81 °C. O Sensor 2, dedicado à densidade do eletrólito e interrogado em 1550 nm, apresentou sensibilidade de 0,0198 dB/(g/L) e resolução de 2,05 g/L. O sensor de temperatura foi encapsulado com PDMS, polímero de elevado coeficiente termo-óptico, de modo que variações de temperatura alteram o índice de refração do revestimento e, consequentemente, a resposta óptica do Sensor 1. Ensaios realizados com ambos os sensores na mesma amostra de eletrólito, sob variação de temperatura, evidenciaram que o Sensor 2 apresenta sensibilidade cruzada com a temperatura de aproximadamente 3,38 (g/L)/°C. Com base em um modelo linear por matriz de sensibilidade, foi implementado um procedimento de compensação térmica que reduz a dependência da estimativa de densidade em relação à temperatura na faixa analisada.