aplicação de um sensor eletro-óptico na medida de pulsos de

Título
APLICAÇÃO DE UM SENSOR ELETRO-ÓPTICO NA MEDIDA DE PULSOS DE
ALTA TENSÃO EM UM MODULADOR DE RF DE UM ACELERADOR LINEAR
DE PARTÍCULAS.
Equipe
Jonas Rubini Jr (Tecnologisata Sênior-IEAv), Josemir Coelho Santos -Orientador
(Professor Doutor-EPUSP) e Angelo Passaro
Vinculação a projetos
Este trabalho está inserido no projeto do acelerador linear de partículas do IEAv PAJÉ, bem como, na proposta do Laboratório do Acelerador Linear – LAL, em
desenvolvimento.projeto Acelerador Linear de elétrons do IEAv
Descrição
No desenvolvimento e operação do acelerador linear de elétrons do IEAv, deparase com módulos que necessitam, para o seu funcionamento, de altos níveis de tensão (da
ordem de milhares de Volts), corrente (da ordem de centenas de Ampéres) e potência (da
ordem de milhares ou até milhões de Watts).
Um dos módulos principais do acelerador linear, denominado “sistema modulador
de RF”, é um gerador de pulsos de alta tensão, cuja função é a de alimentar uma válvula
klystron amplificadora de alta potência de microondas. As características dos pulsos de
saída do sistema modulador são: Amplitude de tensão em torno de 250kV de pico; Largura
do pulso de 4,6µs; Taxa de repetição de, no máximo, 300Hz e Tempos de chaveamento
(“Rise time e Fall time”) da ordem de 1µs.
Ultimamente, no entanto, medições de alta tensão utilizando sensores EletroÓpticos têm sido alvo de estudos e de desenvolvimento. O uso destes sensores tornou-se
interessante devido às grandes vantagens que os mesmos proporcionam, tais como:
imunidade eletromagnética, desacoplamento elétrico, resposta transitória rápida, melhor
relação sinal-ruído, tamanho e peso reduzidos e, mais recentemente, custo em queda.
O trabalho proposto tem como objetivo o estudo, o desenvolvimento e a aplicação
de um sensor Eletro-Óptico a fibras ópticas para a medida dos pulsos de alta tensão do
modulador de RF do acelerador do IEAv.
O objetivo deste projeto é o estudo, desenvolvimento e aplicação de um sensor
Eletro-Óptico do tipo célula Pockels, utilizando à técnica de interferometria, para a medida
de pulsos elétricos de alta tensão (até 250kV) no modulador de RF do acelerador linear de
partículas do IEAv.
Objetiva-se também com esta proposta, a ampliação da capacitação em
instrumentação aplicada a sistemas pulsados de alta potência.
Este projeto deverá ser desenvolvido abordando três aspectos: a fenomenologia e
modelagem do sistema sensor; seu projeto e construção e elementos de sua caracterização e
aplicação em medidas de pulsos de alta tensão.
O projeto teve início em março de 2001, e o tempo estimado para a execução do
programa é de 4 anos.
O trabalho será desenvolvido em colaboração com pesquisadores da Divisão de
Física Aplicada (EFA-E), Divisão de Fotônica (EFO-S) e da Escola Politécnica da
Universidade de São Paulo (POLI/USP) e possibilitará o estudo de dispositivos sensores
ópticos e guias de ondas ópticos, incluindo a aplicação em medidas de grandezas elétricas e
no desenvolvimento de instrumentação eletrônica.
O subproduto do projeto é um dispositivo sensor de tecnologia inovadora e uma
tecnologia cujo domínio será compartilhado entre a POLI/USP e o IEAv.
Essa mesma tecnologia pode ser utilizada posteriormente para o desenvolvimento
de outros sistemas sensores para medidas de grandezas eletromagnéticas e mecânicas, tais
como: tensão, corrente, campos elétricos e magnéticos, temperatura, pressão, vibração,
contaminação, etc., visando não só os módulos de alta potência elétrica, como o próprio
sistema de controle do Acelerador.
contaminação, etc., visando não só os módulos de alta potência elétrica, como o próprio
sistema de controle do Acelerador.
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Recursos utilizados
(Humanos, materiais e
instalações/equipamentos.
O presente projeto será executado utilizando-se a infra-estrutura disponível nos
seguintes laboratórios:
- Laboratório de Sensores Ópticos do Departamento de Energia e Automação ElétricasPEA da POLI/USP.
- Laboratório de Sensores Ópticos da Divisão de Fotônica, EFO, do IEAv.
- Laboratório de Eletrônica do Acelerador de Linear de Elétrons do IEAv.
Recursos adicionais
necessários
Os recursos adicionais envolvem material de consumo, tais como dispositivos
eletroópticos, fibra óptica e componentes eletro-eletrônicos, os quais deverão ser adquiridos
com verba orçamentária do IEAv e da EPUSP durante o tempo de desenvolvimento do
projeto.
Capacitações
adquiridas.
Não se aplica na fase atual.
Produtos obtidos.
Não se aplica na fase atual.
Recursos financeiros
aplicados.
Fonte
Aporte (R$)