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INNOVAZIONE/ Fibre ottiche microstrutturate per misurare in sicurezza campi elettrici

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L’utilizzo di queste fibre in ambito sensoristico è legato alla possibilità di riempire i canalini micrometrici con liquidi sensibili a grandezze fisiche presenti nell’ambiente circostante (come la temperatura o il campo elettrico). I cambiamenti che avvengono nei liquidi di riempimento a causa di variazioni di questi agenti esterni, modificano le proprietà guidanti della fibra microstrutturata rendendola di fatto sensibile alla grandezza fisica da misurare.

Recentemente i ricercatori del Laboratorio di Elettroottica di RSE (Ricerca sul Sistema Energetico), un centro di ricerca situato nell’area milanese che opera nei vari ambiti del settore energetico, hanno messo a punto un nuovo sensore di campo elettrico utilizzando uno spezzone di fibra ottica a cristalli fotonici i cui canalini sono stati parzialmente riempiti con dei cristalli liquidi di tipo nematico (dello stesso tipo, cioè, di quelli usati per realizzare i display digitali che, com’è noto, possono ruotare sotto l’azione di un campo elettrico).

Poiché le molecole dei cristalli liquidi nematici hanno una forma allungata e, in genere, tendono ad allinearsi alle pareti dei canalini micrometrici che le ospitano, una loro rotazione indotta dalla presenza di un campo elettrico esterno provoca una variazione dell’indice di rifrazione effettivo all’interno della fibra, e di conseguenza una modificazione delle sue proprietà guidanti. Variazioni del campo elettrico possono pertanto essere rivelate come variazioni dell’intensità luminosa trasmessa dalla fibra. Prove effettuate in laboratorio hanno mostrato che il sensore possiede un range di misura molto esteso e riesce a misurare campi elettrici con intensità che variano da un minimo di 0,02 Volt per millimetro a un massimo di circa 2600 Volt per millimetro.

Poiché le fibre ottiche microstrutturate sono realizzate con materiali dielettrici (che cioè non conducono la corrente elettrica), il loro utilizzo risulta essere estremamente interessante per effettuare misure lungo le linee elettriche di alta tensione dove i requisiti di isolamento elettrico sono di fondamentale importanza tanto per la buona riuscita della misura del campo elettrico quanto per la sicurezza dell’operatore che deve eseguire tale misura. 



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