Diseño de interferómetros de fibra óptica para detección de formación de hielo

Abstract

El objetivo que seguimos en este Trabajo Fin de Grado es el estudio de un sensor de hielo. Usaremos estructuras ópticas que puedan variar sus propiedades con el agua congelada a su alrededor. En este TFG trabajaremos desde el punto de vista del índice de refracción, algo novedoso en este campo, ya que existen diferencias entre la temperatura de medición o la formación de hielo. Para este propósito, este trabajo primero obtendrá el resultado de las estructuras interferométricas de detectar la formación de hielo, MCM, SMS y E-SMS, así como la configuración óptica. Luego, se mostrará una caracterización tanto de la detección de temperatura como de la formación de agua helada, para establecer las diferencias entre la detección de temperatura y la detección de congelación. Finalmente, se extraerán algunas conclusiones sobre el uso de esta plataforma de detección simple como detector de hielo. Son numerosas las aplicaciones que podemos ofrecer con nuestro sensor detector de hielo. Entre ellas está la de detectar la formación de hielo en las alas de aviones o rotores de helicópteros, en las palas de aerogeneradores y en la cuba de refrigeradores. Una vez detectada la formación de hielo en nuestro interferómetro, esa detección óptica podemos transformarla en una señal eléctrica que nos dé una alerta y de este modo actuar rápidamente. Las perspectivas de desarrollo del área son muy interesantes y nosotros obtenemos interferómetros con estructuras MCM, SMS y E-SMS de fibras ópticas y su aplicación como sensor de temperatura y detección de hielo. Con la estructura MCM obtenemos una evolución de la longitud de onda de la banda de atenuación de aproximadamente 7 nm de desplazamiento durante el proceso de congelación. Con la estructura SMS obtenemos una evolución de la longitud de onda de la banda de atenuación de aproximadamente 10 nm de desplazamiento durante el proceso de congelación. Con la estructura E-SMS obtenemos una evolución de la longitud de onda de la banda de atenuación de aproximadamente 13 nm de desplazamiento durante el proceso de congelación. Con nuestras estructuras MCM, SMS y E-SMS, se puede decir que se ha caracterizado diferentes interferómetros de fibra óptica para detectar la formación de hielo con tres estructuras diferentes. Las curvas electrónicas y ópticas corroboran que hay un punto donde el índice de refracción fuera de la estructura de fibra óptica cambia repentinamente y ese es el elemento clave para detectar la formación de hielo.