Controlo automático de um interferómetro para monitorização e caracterização de sensores interferométricos

A indústria de sensores de fibra óptica está a tornar-se cada vez mais importante e emprega diferentes técnicas que permitem monitorizar uma grande variedade de parâmetros. Uma das técnicas que apresenta grandes potencialidades, devido ao seu elevado desempenho, é a técnica interferométrica, que fornece, simultaneamente, uma grande sensibilidade e uma larga gama dinâmica. Além destas vantagens, juntam-se as vantagens comuns associadas a todos os sensores de fibra óptica, tais como passividade eléctrica, fiabilidade e possibilidade de multiplexagem, que também se aplicam aos sensores interferométricos. Outra técnica muito utilizada no ramo dos sensores de fibra óptica, em configurações interferométricas com intuito de interrogação, é a técnica de interferometria de luz branca. Esta técnica permite precisão de medição, insensibilidade a flutuações da potência óptica ao longo do sistema de interrogação, assim como uma resolução elevada. Com o intuito de tornar os sistemas de instrumentação / interrogação mais compactos e flexíveis foi desenvolvida uma plataforma de instrumentação virtual, que consiste em aplicações de software que implementam as funções dos instrumentos físicos em ambiente computacional. Esta área permite obter sistemas de instrumentação / interrogação menos complexos, de maior portabilidade e com um custo mais reduzido. Esta dissertação tem como objectivo o desenvolvimento de um sistema de interrogação de sensores de fibra óptica interferométricos controlado automaticamente através de instrumentação virtual, sendo necessário numa fase inicial um estudo aprofundado dos sensores de fibra óptica, das diferentes técnicas de interrogação e da área de instrumentação virtual. O capítulo 1 é o capítulo de introdução, onde são apresentados de forma genérica os diferentes conceitos inerentes ao trabalho, nomeadamente sensores de fibra óptica e os conceitos de interrogação de sensores interferométricos e conceitos de instrumentação virtual. Os sensores interferométricos são abordados com mais detalhe no capítulo 2. Neste capítulo são abordados os conceitos teóricos de interferometria, assim como os diferentes esquemas interferométricos geralmente utilizados em sensores de fibra óptica.No capítulo 3 são apresentados os diferentes esquemas de detecção de sinal utilizados para interrogar sensores interferométricos de fibra óptica. É apresentada a técnica de interferometria de luz branca e os esquemas de detecção de sinal homódina e heteródina. O conceito de instrumentação, com ênfase nos sistemas de instrumentação virtual é apresentado no capítulo 4. É abordado o tema de sistemas de instrumentação tradicionais e de instrumentação virtual, dando ênfase às vantagens destes últimos. É também apresentado o ambiente de programação LabVIEW e o amplificador lock-in virtual, utilizado no desenvolvimento do projecto. No capítulo 5 é apresentado o desenvolvimento do sistema de interrogação de sensores interferométricos proposto inicialmente. Todo o desenvolvimento, desde implementação do interferómetro receptor, passando pelo sistema de controlo baseado em instrumentação virtual, até à caracterização do sistema está documentado neste capítulo. A monitorização e caracterização de sensores interferométricos com o sistema apresentado no capítulo 5 estão documentadas no capítulo 6. No capítulo 7 são apresentadas as conclusões relativas ao trabalho desenvolvido, assim como as perspectivas futuras de evolução do sistema implementado.

Sensores em fibra óptica para monitorização ambiental

Fruto da crescente preocupação face à bioacumulação e bioconcentração de poluentes e conscientização dos efeitos do aquecimento global, nos últimos anos têm sido adoptadas inúmeras acções e medidas que visam o controlo de parâmetros indicadores da qualidade do meio, a detecção de substâncias potencialmente perigosas e a promoção/utilização de energias alternativas não poluentes. Neste âmbito, a monitorização em tempo real revela-se fundamental para a análise contínua do equilíbrio dos ecossistemas. Neste contexto, os sensores de fibra óptica, mais concretamente os sensores químicos em fibra óptica possuem um conjunto de características, como por exemplo a miniaturização, baixo custo, versatilidade, biocompatibilidade, capacidade de monitorização remota, que representam uma alternativa tecnológica e economicamente viável. Por outro lado, a utilização de redes de difracção em sensores de fibra óptica, é em adição uma mais-valia para este tipo de sistemas, as redes de período longo pela sua sensibilidade intrínseca ao índice de refracção, e as redes de Bragg pela sua facilidade de interrogação e facilidade de multiplexagem. A presente dissertação tem por objectivo o estudo, desenvolvimento e análise de sensores em fibra óptica para monitorização de espaços ambientais. O presente documento encontra-se organizado em cinco capítulos. O capítulo 1 faz um enquadramento dos sensores de fibra óptica para monitorização ambiental dando relevo aos sensores químicos em fibra óptica. No capítulo 2 expõe-se o conjunto de conceitos necessários para a compreensão do trabalho. A começar pelas redes de difracção em fibra óptica e a suas potencialidades como elementos sensores. Algumas configurações foram detalhadas assim como alguns princípios para interrogação das mesmas. A medição multi-parâmetro e o fabrico de membranas de sensibilidade selectiva são também abordados. O Capitulo 3 refere a primeira configuração desenvolvida, trata-se de um sensor interferométrico baseado numa cavidade Fabry-Pérot, constituído por uma rede de Bragg e a reflectividade da ponta da fibra. O objectivo do sensor é a monitorização do ácido acético e outras espécies carboxílicas em bioreactores. Para tornar a configuração sensível ao ácido foi aplicado um revestimento de Silane-PVP à extremidade da fibra. A configuração sensora demonstrada aufere de características favoráveis, como excelente resolução, resposta linear, não utilização de indicadores, leitura em reflexão e o facto de operar na janela espectral das telecomunicações. O Capítulo 4 apresenta a segunda configuração desenvolvida que tem por objectivo a medição simultânea de salinidade e temperatura. A medição de salinidade é baseada no índice de refracção. Trata-se de um sensor de intensidade auto-referenciado, baseado em três redes de difracção. Uma rede de período longo sensível ao índice de refracção e temperatura e duas redes de Bragg, para interrogação da da rede de período longo e compensação de temperatura. Para discriminação dos parâmetros de interesse foi utilizado o método matricial. A configuração exposta exibe características favoráveis, como excelente resolução, resposta linear, discriminação de índice de refracção e temperatura, leitura em reflexão e o facto de operar na janela espectral das telecomunicações. O Capitulo 5 contém as conclusões e comentários finais ao trabalho. No final da tese seguem-se os anexos, onde se encontram as publicações e comunicações resultantes do trabalho realizado.

Configuração interferómetrica diferencial para medição de deformação e temperatura

Este documento descreve a implementação de um sistema interferométrico diferencial para a interrogação de redes de Bragg com o objectivo da medição diferencial de deformação e temperatura. Foram implementados dois sistemas de interrogação, um utiliza uma configuração implementada através de instrumentação física, e outro, uma configuração implementada através de instrumentação virtual, desenvolvida com recurso ao ambiente LabVIEW®. O esquema diferencial permite diminuir os efeitos de sensibilidade cruzada indissociáveis a estes sistemas. Foram realizados testes de deformação e temperatura de forma a validar o funcionamento do sistema virtual. Em ambos os casos, os resultados foram próximos dos obtidos com o sistema convencional, verificando-se que a instrumentação virtual é uma forma de aproveitar as vantagens que este esquema de interrogação apresenta: grande sensibilidade e elevada gama dinâmica, e permite reduzir uma de suas desvantagens, o elevado custo. Verificou-se ainda a viabilidade da aplicação da configuração estudada num sistema de análise térmica diferencial para identificação de compostos em amostras desconhecidas. O sistema foi demonstrado utilizando uma mistura de acetona e metanol. Do trabalho realizado nesta dissertação foi possível efectuar algumas publicações que foram submetidas em Revistas e Conferências Científicas. A primeira ao Symposium On Enabling Optical Networks and Sensors SEON - 2010, Anexo A. A segunda à 21st International Conference on Optical Sensors - OFS 2011, Anexo B. E uma terceira submetida à revista Journal of Lightwave Technology, Anexo C.

Inteligência emocional: a compreensão das emoções em crianças do pré-escolar

A inteligência emocional (IE) tem sido geralmente estudada no contexto da compreensão do funcionamento do adulto (Hall, Geher, & Brackett, 2004). Como tal, muitos aspectos da IE têm sido raramente estudados em crianças (Lahaye et al., 2010). Este estudo procura estudar e medir em crianças do pré-escolar a compreensão emocional (CE), um construto complexo, considerado componente-chave da IE das crianças pequenas (Denham et al., 2003). Especificamente, o estudo analisa as relações do desenvolvimento cognitivo, temperamento, relação com os pares, género, idade, estatuto socioeconómico e número de irmãos com a CE. A amostra é constituída por 140 crianças entre os 4 e 6 anos, às quais foram administradas o Test of Emotion Comprehension (TEC, Pons, Harris, & de Rosnay, 2004), as Matrizes Progressivas Coloridas de Raven (MPCR, aferida por Simões, 2000), a Escala de Personalidade da Criança (EPC, Dibble & Cohen, 1974) e uma análise sociométrica (Peceguina, Santos, & Daniel, 2008). Os resultados indicam correlações entre a CE e o desenvolvimento cognitivo e o temperamento, não existindo uma sobreposição entre estes três construtos. A CE é um construto desenvolvimental que vai aumentando através da idade, e que influencia as relações da criança com os pares. Os resultados desten estudo fornecem pistas relevantes para intervenções que visem a promoção de competências socio-emocionais.

A relação entre inteligência emocional e o rendimento escolar em crianças do 1º Ciclo do Ensino Básico da R.A.M.

Este estudo insere-se no domínio da investigação sobre a relação entre inteligência emocional e o rendimento escolar. A pesquisa foi desenvolvida no sentido de dar resposta às questões: Será que existe alguma relação entre a IE, a IE percebida e o rendimento escolar? Será que o género, a idade, o índice de participação social, o estatuto socioeconómico dos pais e a retenção escolar influenciam a IE, a IE percebida e o rendimento escolar? Participaram neste estudo 129 crianças de ambos os géneros, feminino e masculino, que frequentavam o 1.º Ciclo do Ensino Básico, com idades compreendidas entre os seis e os treze anos. A metodologia utilizada foi a quantitativa transversal correlacional. Os instrumentos usados: Informação Sociodemográfica e Educativa, Matrizes Coloridas de Raven (MPCR, Raven et al., 2001), Questionário de Inteligência Emocional de Bar-On (Candeias & Rebocho, 2007; Candeias et al., 2008) e o Test of Emotional Comprehension (TEC, Pons, Harris, & Rosnay, 2004). Os resultados revelam que apenas alguns aspetos da IE se relacionam com algumas das variáveis do rendimento escolar não sendo, neste caso, consideradas as variáveis género, participação social e retenção, se relacionando com a IE.

A escolha dos líderes e a compreensão emocional na educação pré-escolar

O presente estudo insere-se no domínio da investigação sobre a liderança na educação pré-escolar, a compreensão emocional e que características estes líderes infantis possuem para que sejam encarados desta forma. No pré-escolar, a investigação sobre liderança é bastante escassa (Morda & Waniganayake, 2010, citados por Mawson, 2010). A liderança é um construto que se desenvolve a partir da infância, em crianças em idade pré-escolar e que é influenciado através das relações que cada criança tem com os pares. Através deste estudo, pretendemos estudar a liderança em crianças da educação pré-escolar. Realizámos dois estudos, sendo o primeiro sobre a perceção das crianças das características da liderança infanti,l onde obtivemos uma visão do líder diferenciada pelo género e o segundo estudo sobre quais as variáveis que caracterizam a liderança em crianças do pré-escolar, ou seja, pretendíamos saber o que as crianças valorizam nos pares. Participaram nestes estudos crianças da educação pré-escolar, com idades compreendidas entre os 3 e os 6 anos, provenientes quer do meio rural, quer do meio urbano. Com estas crianças, foram realizados três testes: a Classificação Dirigida (Roazzi, Federicci e Wilson, 2001), um Teste Sociométrico e o Test of Emotion Comprehension (TEC) (Pons, Harris, & de Rosnay, 2004), na sua versão portuguesa Teste de Compreensão das Emoções (Roazzi, Dias, Minervino, Roazzi e Pons, 2008). Para além destes três, os encarregados de educação das crianças participantes preencheram um Questionário Sociodemográfico. Descobrimos que existem diferenças na forma de pensar e de escolher o líder, consoante o género da criança, que o facto de as crianças terem irmãos ou não influencia na escolha para líder, que a regulação emocional é importante na escolha para líder e existem correlações importantes entre a preferência social, o impacto social, o estatuto social, as notas T da escolha, rejeição e chefe.