Sensores de Gás Sensores de Gás para Aplicações Ambientais Bruno Albuquerque Fábio Correia Guilherme Reis Inês Margarido Marta Reis Tiago Almeida Coordenados.

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1 Sensores de Gás Sensores de Gás para Aplicações Ambientais Bruno Albuquerque Fábio Correia Guilherme Reis Inês Margarido Marta Reis Tiago Almeida Coordenados por: Joel Carvalho

2 índice Motivação Fibra óptica e suas vantagens Fontes ópticas Fotodetectores Circuitos emissores / detectores Características dos Gases Curvas do metano e do acetileno Método experimental Redes de Bragg

3 motivação Neste projecto pretendemos construir um sensor de gás metano. Com este sensor esperamos inferir concentrações deste gás. O metano é um dos principais responsáveis pelo aumento do efeito estufa. O sistema será construido recorrendo à tecnologia das fibras opticas.

4 fibras ópticas

5 vantagens Matéria-prima abundante. Pode conduzir grandes quantidades de informação. Velocidade de transmissão elevada. Leves e de dimensões reduzidas. Conduz informação a grandes distâncias. Imunidade a interferências electromagnéticas. Multiplexagem. Medição distribuída ( sensores para medição de diversos parâmetros). Grande durabilidade.

6 tipos de fibras Fibras monomodo Têm um núcleo mais pequeno e apenas sustentam um feixe de luz. Fibras multimodo Têm um núcleo maior, permitindo assim a condução de mais feixes.

7 fibras ópticas de nucleo oco

8 LED O LED é um díodo semicondutor que quando sujeito a energia eléctrica emite luz. Esta luz não é monocromática, ou seja, emite em várias zonas no espectro. Laser ( Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Laser é um dispositivo que produz radiaçãoi electromagnética com características muito especiais: a luz é monocromática( possui frequência definida), é coerente ( possui relações de fase bem definidas) e é colimada (propaga-se como um feixe). Fontes de espectro largo É uma fonte de luz policromática que emite entre os 1520 e os 1550 nm. fontes ópticas

9 características espectrais Fonte espectro largoLaser

10 fotodetectores Fotodetector é um componente electrónico que possui uma “janela” responsável por deixar a luz passar e incidir na parte sensível do dispositivo.

11 circuito emissor/detector

12 características dos gases Os gases têm várias propriedades, entre as quais um espectro de absorção especifico. Este espectro de absorção funciona como uma “impressão digital”, pois não existem dois gases com as mesmas característica de absorção espectral. Metano – CH 4 Etino – C 2 H 2 (Acetileno)

13 curvas do acetileno Dados do fornecedor Dados experimentais obtidos pelo grupo Célula de gás (100% acetileno)

14 absorção do metano

15 montagem experimental para detecção de metano

16 montagem dos sensores Segmentos de fibra de núcleo oco U-benches Pormenor da câmara de gás projectada para efectuar os testes de variação de concentração

17 resposta do sistema ás variações de concentração de metano

18 