Desenvolvimento de um sensor magneto-óptico à base de ferrofluidos para medição de corrente elétrica [recurso eletrônico] = Development of a magnetic-optical sensor based on ferrofluid for measuring electrical current
David César Ardiles Saravia
TESE
T/UNICAMP Sa71d
[Development of a magnetic-optical sensor based on ferrofluid for measuring electrical current]
Campinas, SP : [s.n.], 2016.
1 recurso online (103 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientadores: José Alexandre Diniz, Pedro Carvalhaes Dias
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação
Resumo: Foi realizado um estudo das propriedades magneto-ópticas de Ferrofluidos (FF's), em especial o cálculo da dispersão da constante de VERDET (para o FF, EMG707 é 2000), com vistas à sua utilização no desenvolvimento de um sensor para a medição de corrente elétrica pelo Efeito Faraday. Entre as...
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Resumo: Foi realizado um estudo das propriedades magneto-ópticas de Ferrofluidos (FF's), em especial o cálculo da dispersão da constante de VERDET (para o FF, EMG707 é 2000), com vistas à sua utilização no desenvolvimento de um sensor para a medição de corrente elétrica pelo Efeito Faraday. Entre as aplicações deste novo sensor podemos citar o monitoramento de transformadores, motores elétricos, elementos seccionadores, bobinas de campo de atuadores, medição de campos magnéticos, alocação como indicadores de falta em redes de distribuição de energia elétrica, etc. que não ultrapassem 30A. Na literatura nacional não há registro de nenhum trabalho neste sentido e na literatura internacional os poucos trabalhos publicados, não utilizam FF's encapsulados por polarizadores(modulador). O dispositivo tem um baixo custo em materiais, 2ml de FF custam 0,4 centavos de dólar e os polarizadores poliméricos 10 centavos de dólar o cm2. O dispositivo é fundamentalmente um modulador magneto-óptico guiado por fibra óptica de vidro (multimodo) e fonte de luz LASER(532nm). Foi utilizado o FF EMG707 da empresa FERROTEC do tipo surfactado, utilizamos dois tamanhos de nano partículas, de 5nm e 9nm. Utilizamos FF's pelas suas propriedades magnéticas (laço de histerese conservativo e remanência zero) e pelas suas propriedades ópticas (anisotropia óptica; birrefringência), embora possuam propriedades mecânicas (sua densidade aparente aumenta em 30 ou mais ordens de grandeza com aplicação de campo magnético). Foram elaboradas lâminas de Langmuir-Blodgett contendo fluido magnético, considerando técnicas de encapsulamento e vedação (Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer-CTI) e efetuadas medições por interferometria óptica no vermelho para determinarmos o espaçamento mínimo e máximo entre duas lâminas, contendo ferrofluido (Tabelas 7 e 8). Fizemos a caracterização dos ferrofluidos por espectrometria óptica, para verificara banda de comprimentos de onda em que este material responde e onde ele é transparente (Fig. 51). Foram feitas diluições do FF para 5% e 10% para verificar a susceptibilidade magnética do FF (Tabela 5). Os materiais, técnicas e configurações estudadas apresentam propriedades magneto-ópticas interessantes em situações equivalentes onde são utilizados "garnets" e sensores convencionais (por efeito Hall e Magneto Resistência), em especial onde há necessidade de captar sinais com extinção zero e curva de remanência zero (sem consumo interno de energia), em aplicações que exigem isolamento elétrico e em atmosferas explosivas
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Abstract: A study of the magneto-optical properties of Ferrofluids (FF's) was carried out, in particular the calculation of the dispersion of the VERDET constant (for the FF, EMG707 is 2000), with a view to its use in the development of a sensor for the measurement Of electric current by the Faraday...
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Abstract: A study of the magneto-optical properties of Ferrofluids (FF's) was carried out, in particular the calculation of the dispersion of the VERDET constant (for the FF, EMG707 is 2000), with a view to its use in the development of a sensor for the measurement Of electric current by the Faraday effect. Among the applications of this new sensor we can mention the monitoring of transformers, electric motors, disconnecting elements, field coils of actuators, measurement of magnetic fields, allocation as fault indicators in electricity distribution networks, etc. Not exceeding 30A. In the national literature there is no record of any work in this sense and in the international literature the few published works do not use FFs encapsulated by polarizers (modulator). The device has a low cost in materials, 2ml of FF cost 0.4 cents and the polymeric polarizers 10 cents of cm2. The device is fundamentally a magneto-optical modulator guided by fiber optic glass (multimode) and LASER light source (532nm). We used the FF EMG707 from the FERROTEC company of the surfactado type, we used two sizes of nano particles, of 5nm and 9nm. We use FFs for their magnetic properties (conservative hysteresis loop and zero remanence) and their optical properties (optical anisotropy; birefringence), although they have mechanical properties (their apparent density increases by 30 or more orders of magnitude with magnetic field application ). Langmuir-Blodgett slides containing magnetic fluid, considering encapsulation and sealing techniques (Renato Archer-CTI Information Technology Center) were made and optical red interferometric measurements were performed to determine the minimum and maximum spacing between two slides containing ferrofluid ( Tables 7 and 8). We performed the characterization of ferrofluids by optical spectrometry to verify the bandwidth at which this material responds and where it is transparent (Fig. 51). FF dilutions were made at 5% and 10% to verify the magnetic susceptibility of FF (Table 5). The materials, techniques and configurations studied have interesting magneto-optical properties in equivalent situations where garnets and conventional sensors are used (Hall and Magneto Resistance), especially where there is a need to pick up signals with zero extinction and zero remanence curve (Without internal energy consumption) in applications requiring electrical insulation and explosive atmospheres
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Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDF
Diniz, José Alexandre, 1964-
Orientador
Dias, Pedro Carvalhaes, 1983-
Coorientador
Dias, Jose Antonio Siqueira, 1954-
Avaliador
Duarte, Luís Fernando Caparroz, 1980-
Avaliador
Spengler, Anderson Wedderhoff, 1986-
Avaliador
Leite, Rogerio Lara
Avaliador
Desenvolvimento de um sensor magneto-óptico à base de ferrofluidos para medição de corrente elétrica [recurso eletrônico] = Development of a magnetic-optical sensor based on ferrofluid for measuring electrical current
David César Ardiles Saravia
Desenvolvimento de um sensor magneto-óptico à base de ferrofluidos para medição de corrente elétrica [recurso eletrônico] = Development of a magnetic-optical sensor based on ferrofluid for measuring electrical current
David César Ardiles Saravia