[pt] AVALIAÇÃO METROLÓGICA DE EMISSORES E DETECTORES ÓPTICOS APLICADOS À CARACTERIZAÇÃO DE POLUENTES PARTICULADOS ATMOSFÉRICOS

MONICA ARI SANO

[en] METROLOGICAL EVALUATION OF OPTICAL EMITTERS AND DETECTORS APPLIED TO THE CHARACTERIZATION OF ATMOSPHERIC PARTICULATES POLLUTANTS

dc.contributor	MARCOS SEBASTIAO DE PAULA GOMES
dc.creator	MONICA ARI SANO
dc.date	2003-06-25
dc.date.accessioned	2022-09-21T21:41:48Z
dc.date.available	2022-09-21T21:41:48Z
dc.identifier	https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=3662@1
dc.identifier	https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=3662@2
dc.identifier	http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.3662
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12032/42098
dc.description	[pt] A poluição atmosférica é um problema mundial latente e é prejudicial à saúde, à visibilidade e ao clima. Devido a estes fatores, diversos estudos e pesquisas foram desenvolvidos para caracterizar a sua composição química, concentração, tamanho de partículas, etc. Com o objetivo de construir instrumentos adequados para o controle da qualidade do ar, mas estes instrumentos são sofisticados, complicados e de alto custo. Esta dissertação refere-se ao estudo de viabilidade para a utilização de componentes optoeletrônicos simples, tais como diodos emissores de luz (LED) e fotodetectores ópticos, como sensores de medição da variação da concentração de poluentes particulados atmosféricos em relação ao tempo. O principio de medição baseia-se nas propriedades ópticas da luz: reflexão, refração e absorção que ocorre quando um feixe de luz incide sobre as partículas de um poluente qualquer, dando lugar à atenuação da intensidade do feixe incidente, que é proporcional à concentração de poluente. Selecionaram-se LED e fotodetectores, segundo as informações dadas nas especificações fornecidas pelo fabricante. Formaram-se quatro tipos diferentes de Pares Emissores-Detectores, (Pares E-D), onde cada LED trabalhava com um fotodetector específico. As avaliações foram feitas em função dos Pares E-D nas condições recomendadas pelo fabricante e, selecionaram-se dois tipos diferentes de Pares E-D, que apresentaram melhores características físicas, tempo de resposta (11 e 16µs), o nível do sinal gerado pelo fotodetector (entre 2,50V e 3,50V), e estabilidade em uma faixa de temperatura de 20oC à 30oC. Para testar o funcionamento dos Pares E-D como sensores de medição da variação da concentração dos poluentes particulados atmosféricos foi construída uma maquete instrumentada com oito Pares (E-D), quatro de cada tipo dos Pares E-D selecionados previamente. Teve-se cuidado na disposição física dos Pares E-D para evitar interferências de luz. Para diminuir o ruído do circuito, a placa Protoboard foi substituída por uma placa impressa. A razão sinal/ruído foi de 3,242V/0,020V, (162:1). Foi desenvolvido um programa especifico no software LabVIEW, com o propósito de registrar os sinais gerados pelos fotodetectores a cada 10 µs e armazená-los em uma base de dados para posterior análise. A maquete instrumentada e o software de aquisição representam um sistema de medição para a caracterização da dispersão dos poluentes particulados atmosféricos. Para verificar o desempenho da maquete instrumentada e do software de aquisição, foram feitas simulações de contaminação ambiental. Utilizando uma máquina geradora de fumaça, jogou-se fumaça sobre a maquete, foram obtidos resultados satisfatórios, já que trabalhando com os oito Pares E-D ativos, conseguiu-se obter 12500 dados por segundo para cada Par E-D. Estas quantidades de dados registrados pelo programa feito no software LabVIEW foram mais que suficientes para a construção das curvas de caracterização preliminares.
dc.description	[en] The atmospheric pollution is a latent world-wide problem, and it is harmful to the health, visibility and climate. For these factors, several studies and researches have been developed to characterize the chemical composition of the pollutants, concentration, size of particles, etc, with the objective of constructing adjusted instruments for the control of the air quality, but these instruments are sophisticated, complicated and very expensive. This dissertation is a study about the feasibility to use simple optoelectronic components, such as light emitting diodes (LED) and optical photo detectors, as sensors for measuring the variation of the concentration of atmospheric particulate pollutants in relation to time. The measurement principle is based on the optic properties of the light: reflection, refraction and absorption that occur when a light beam arrives on particles of any pollutant, taking place the attenuation of the intensity of the incident beam, which is proportional to the pollutant concentration. LED and photo detectors were selected according to information given in the specifications supplied for the manufacturer. Four different types of Pairs formed Emitters-Detectors, (Pairs E-D), where each LED worked with a specific photo detector. The evaluations were made in function of the Pairs E-D according to the recommendation of the manufacturer and two types different of Pairs E-D were selected, which presented better physical characteristics, time of response (11 and 16µs), level of the signal generated by the photo detector, (between 2,50V and 3,50V), and stability in a range of temperatures between 20oC to 30oC. To test the functioning of the Pairs E-D as sensors for measuring of the variation of the concentration of the atmospheric particulate pollutants. It was built an instrumented reduced model with eight Pairs E-D was built, four of each type of the Pairs E-D selected previously. It was taken care of the physical disposition of the Pairs E-D to prevent light interferences. To reduce the noise of the circuit, the Protoboard was substituted by a circuit board printed. The relation signal/noise was 3,242V/0,020V, (162:1). A specific program was developed in the software LabVIEW. The goal was to register the signals generated by photo detectors at each 10µs, and to store the data for posterior analysis. The instrumented reduced model and the software to the data acquisition represent a system for measurement and the characterization of the dispersion of the atmospheric particulate pollutants. To verify the performance of the instrumented reduced model and the software for acquisition, simulations of ambient contamination were made. A FOG machine was used to generate smoke on the reduced model, The results were satisfactory. Working with the eight active E-D Pairs, it was possible to get 12500 data per second for each Pair E-D. This amount of registered data by the acquisition program in LabVIEW was enough for the construction of the preliminary curves of characterization for the E-D Pairs.
dc.language	pt
dc.publisher	MAXWELL
dc.subject	[pt] METROLOGIA
dc.subject	[pt] POLUENTES
dc.subject	[pt] DETECTORES OPTICOS
dc.subject	[pt] EMISSORES OPTICOS
dc.subject	[pt] CONCENTRACAO DE POLUENTES
dc.subject	[en] METROLOGY
dc.subject	[en] POLLUTANTS
dc.subject	[en] OPTICAL DETECTORS
dc.subject	[en] OPTICAL EMITTERS
dc.subject	[en] CONCENTRATION OF POLLUTANTS
dc.title	[pt] AVALIAÇÃO METROLÓGICA DE EMISSORES E DETECTORES ÓPTICOS APLICADOS À CARACTERIZAÇÃO DE POLUENTES PARTICULADOS ATMOSFÉRICOS
dc.title	[en] METROLOGICAL EVALUATION OF OPTICAL EMITTERS AND DETECTORS APPLIED TO THE CHARACTERIZATION OF ATMOSPHERIC PARTICULATES POLLUTANTS
dc.type	TEXTO

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