Sensores de pressão em fibra óptica para o estudo dos fenómenos da percolação da água em solos

Dada a necessidade de obtermos sistemas monitorizados com elevada precisão, de grande durabilidade e resistentes às condições atmosféricas, surgiu a possibilidade de aplicação das fibras ópticas como sensores para monitorização de pressão. Nesse contexto, as fibras “hetero-core” (fibra óptica composta por uma fibra multimodo entre duas fibras ópticas monomodo) e a utilização de lentes GRIN (“GRaded INdex”) em conjunto com superfícies reflectoras permitem a determinação da pressão e são objecto de estudo desta dissertação. Em termos de aplicação, o objectivo principal desta tese de mestrado foi de proporcionar o projecto e desenvolvimentos da medida de pressão em 48 pontos para um tanque de estudo dos fenómenos de percolação da água nos solos e que é pertencente à Secção de Geotecnia do Departamento de Engenharia Civil da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto. Inicialmente, foi caracterizado um sistema contendo uma fibra “hetero-core” à qual foi aplicada uma curvatura, com auxílio de uma carruagem micrométrica. Este sistema permitiu a simulação do mesmo efeito de aplicação de pressão à fibra “hetero-core”. Na configuração seguinte, usou-se um OTDR (“Optical Time Domain Reflectometer”) para visualização e registo das perdas encontradas durante o processo de dobrar e esticar da fibra “hetero-core”. Ao longo deste registo, várias configurações foram testadas até ser encontrada a cabeça sensora com melhor comportamento para monitorizar a pressão. A multiplexagem foi conseguida ao colocar dois sensores em série, sendo cada um deles constituído por uma fibra “hetero-core” colocada no fundo de um tubo de água disposto verticalmente. Com a adição da água no tubo de água, a curvatura na fibra “hetero-core” aumentava, notando-se claramente que as perdas também subiam. Os resultados obtidos nesta configuração foram bastante satisfatórios permitindo a independência entre os dois sensores dispostos em série. Posteriormente, foi testada uma nova configuração sensora, o sensor de fibra óptica para monitorização de pressão foi construído com recurso a uma lente GRIN e uma superfície reflectora. Esta lente, disposta diante de um espelho, permitiu emitir e captar luz de um determinado comprimento de onda devido à reflexão do sinal luminoso no espelho. Com sucessivos incrementos, afastou-se e aproximou-se a lente ao espelho, registando-se e observando-se as perdas de potência obtidas com auxílio do OTDR. Também para esta configuração foi testada a multiplexagem de vários sensores, tendo sido utilizadas as seguintes opções: um acoplador de 2:1; um acoplador 4:1 e um comutador óptico. Verificou-se que a utilização de um comutador óptico é o melhor caso para a monitorização de pressão de múltiplos sensores. A multiplexagem com recurso ao comutador foi possível, uma vez que permitia a medição independente de cada sensor de pressão num determinado tempo. Com este resultado, é possível monitorizar 48 sensores com recurso ao OTDR, multiplexados temporalmente. Toda esta implementação prática da dissertação foi realizada nas instalações da Unidade de Optoelectrónica e Sistemas Electrónicos no INESC Porto, onde foram caracterizados e estudados sensores com diferentes características que poderão ser lidas neste documento. A componente teórica foi efectuada na Universidade da Madeira.Universidade da Madeir

The Cloud-to-Thing Continuum

The Internet of Things offers massive societal and economic opportunities while at the same time significant challenges, not least the delivery and management of the technical infrastructure underpinning it, the deluge of data generated from it, ensuring privacy and security, and capturing value from it. This Open Access Pivot explores these challenges, presenting the state of the art and future directions for research but also frameworks for making sense of this complex area. This book provides a variety of perspectives on how technology innovations such as fog, edge and dew computing, 5G networks, and distributed intelligence are making us rethink conventional cloud computing to support the Internet of Things. Much of this book focuses on technical aspects of the Internet of Things, however, clear methodologies for mapping the business value of the Internet of Things are still missing. We provide a value mapping framework for the Internet of Things to address this gap. While there is much hype about the Internet of Things, we have yet to reach the tipping point. As such, this book provides a timely entrée for higher education educators, researchers and students, industry and policy makers on the technologies that promise to reshape how society interacts and operates

IoT Applications Computing

The evolution of emerging and innovative technologies based on Industry 4.0 concepts are transforming society and industry into a fully digitized and networked globe. Sensing, communications, and computing embedded with ambient intelligence are at the heart of the Internet of Things (IoT), the Industrial Internet of Things (IIoT), and Industry 4.0 technologies with expanding applications in manufacturing, transportation, health, building automation, agriculture, and the environment. It is expected that the emerging technology clusters of ambient intelligence computing will not only transform modern industry but also advance societal health and wellness, as well as and make the environment more sustainable. This book uses an interdisciplinary approach to explain the complex issue of scientific and technological innovations largely based on intelligent computing

Building the Future Internet through FIRE

The Internet as we know it today is the result of a continuous activity for improving network communications, end user services, computational processes and also information technology infrastructures. The Internet has become a critical infrastructure for the human-being by offering complex networking services and end-user applications that all together have transformed all aspects, mainly economical, of our lives. Recently, with the advent of new paradigms and the progress in wireless technology, sensor networks and information systems and also the inexorable shift towards everything connected paradigm, first as known as the Internet of Things and lately envisioning into the Internet of Everything, a data-driven society has been created. In a data-driven society, productivity, knowledge, and experience are dependent on increasingly open, dynamic, interdependent and complex Internet services. The challenge for the Internet of the Future design is to build robust enabling technologies, implement and deploy adaptive systems, to create business opportunities considering increasing uncertainties and emergent systemic behaviors where humans and machines seamlessly cooperate

【研究分野別】シーズ集 [英語版]

[英語版

NASA Capability Roadmaps Executive Summary

This document is the result of eight months of hard work and dedication from NASA, industry, other government agencies, and academic experts from across the nation. It provides a summary of the capabilities necessary to execute the Vision for Space Exploration and the key architecture decisions that drive the direction for those capabilities. This report is being provided to the Exploration Systems Architecture Study (ESAS) team for consideration in development of an architecture approach and investment strategy to support NASA future mission, programs and budget requests. In addition, it will be an excellent reference for NASA's strategic planning. A more detailed set of roadmaps at the technology and sub-capability levels are available on CD. These detailed products include key driving assumptions, capability maturation assessments, and technology and capability development roadmaps

NASA Tech Briefs, September 1997

Topics include: Data Acquisition and Analysis; Electronic Components and Circuits; Electronic Systems; Physical Sciences; Materials; Computer Software; Mechanics; Machinery/Automation; Manufacturing/Fabrication; Mathematics and Information Sciences

2021- The Twenty-fifth Annual Symposium of Student Scholars

The full program book from the Twenty-fifth Annual Symposium of Student Scholars, held on April 29, 2021. Includes abstracts from the presentations and posters.https://digitalcommons.kennesaw.edu/sssprograms/1023/thumbnail.jp