Tese: Análise da Sensibilidade à Deformação de um Dispositivo Ressonador de Onda Superficial
Aluno(a) : Sávio Weslley Oliveira FigueiredoOrientador(a): Arthur Braga
Área de Concentração: Petróleo e Energia
Data: 08/05/2017
Link para tese/dissertação: http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.33356
Resumo: Os sensores de deformação convencionais, por exemplo, os strain gages resistivos, consagrados pelo mercado, são empregados em diferentes ambientes e estruturas, oferecendo um nível de flexibilidade que permite sua integração a sistemas de medição sem fio. No entanto, requerem uma fonte de energia elétrica local para funcionar, limitando o seu uso em alguns cenários. Os dispositivos de onda acústica de superficie (do inglês, SAW), pertencentes ao grupo dos sistemas microeletromecânicos (do inglês, MEMS) – que consomem baixas quantidades de energia -, possuem sensibilidade à deformação e podem operar de forma passiva por meio de antenas, preenchendo essa lacuna. Seu funcionamento é baseado em ondas de superfície geradas em um meio piezoelétrico, nele se propagando, podendo ser perturbadas, dentre outras formas, pelo estado de tensão na superfície do substrato. O presente trabalho analisou a sensibilidade à deformação de ressonadores SAW feitos de quartzo ST-X com frequência central de 433,92 MHz colados com diferentes adesivos, e testou sua operação sem fio. A metodologia incluiu testes de tração não destrutivos em diferentes temperaturas e também simulações com elementos finitos. Os resultados experimentais mostraram relação linear entre a variação de frequencia do ressonador e a deformação aplicada, concordando com a literatura. A interrogação sem fio foi bem sucedida, confirmando o grande potencial dessa tecnologia. Os resultados numéricos, combinados a um modelo teórico, foram próximos aos experimentais, validando o modelo numérico.