Utilizzo di sensori FBG per la localizzazione di una sorgente di calore = Use of FBG sensors for the localization of a heat source

In ambito aerospaziale, il controllo delle temperature risulta fondamentale nel ciclo di vita di un sistema. Nasce quindi la necessità di implementare dei sistemi di monitoraggio sempre più avanzati che permettano in ogni istante di ricevere un feedback, dal punto di vista termico, dello stato di salute di un componente o di una struttura per garantire la sicurezza e la riuscita di una missione. Superati i tradizionali sensori, come le termocoppie, negli ultimi anni sono stati sempre più impiegati i sensori a reticolo di Bragg in fibra ottica (FBG). Il loro utilizzo deriva da numerosi vantaggi, come leggerezza, immunità ai campi elettromagnetici, sicurezza, idoneità ad ambienti difficili e possibilità di creare reti di rilevamento mediante multiplexing. Questo lavoro di tesi ha l’obiettivo di valutare l’affidabilità di risposta dei sensori FBG, installati su una piastra metallica, per la localizzazione di una sorgente di calore. In particolare, è stato realizzato un ambiente di lavoro composto da una piastra metallica su cui sono stati installati cinque sensori FBG. Le prove sperimentali sono state condotte utilizzando una cartuccia termica riscaldante, la cui intensità è stata regolata tramite un codice sviluppato in ambiente Arduino, e i dati ottenuti sono stati confrontati, tramite un algoritmo sviluppato in ambiente MATLAB, con i risultati ricavati dal modello di diffusione termica. Per la localizzazione, sono stati confrontati i dati sperimentali con quelli ricavati dal modello numerico ed è stato valutato il punto della griglia in cui si ottiene l’errore minimo. In questo modo, è stato possibile ricreare graficamente una rappresentazione dell’errore all’interno della piastra: sono state ricavate, quindi, delle regioni di diverso colore, le quali indicano la maggior probabilità o meno di presenza della sorgente di calore in quella zona. Dai risultati, si vede che le regioni di errore minimo coincidono con la reale localizzazione della fonte, confermando quindi l’affidabilità dell’approccio proposto. In conclusione, il lavoro di tesi mostra sia l’affidabilità di misura dei sensori FBG, sia la robustezza del modello sviluppato. Tuttavia, si tratta di un lavoro preliminare che apre la strada verso lo sviluppo di studi di diagnostica per sistemi multi sorgente e per la valutazione dell’intensità della temperatura raggiunta.