Detección y cuantificación de la presencia simultánea de múltiples gases contaminantes mediante espectroscopia infrarroja (IR)

• Autores: Juan Antonio Chávez Domínguez
• Directores de la Tesis: Miguel J. García Hernández (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 1998
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Luis Castañer Muñoz (presid.), Francesc Xavier Rosell Ferrer (secret.), Fernando López Martinez (voc.), Xavier Correig Blanchar (voc.), Juan Meléndez Sánchez (voc.)
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología electrónica
      • Diseño de circuitos
    • Ingeniería y tecnología del medio ambiente
      • Control de la contaminación atmosférica
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• Resumen

  • Presentamos los resultados obtenidos durante el desarrollo de un analizador de gases contaminantes mediante la espectroscopia de infrarrojos. El trabajo se ha desarrollado en dos fases. En la primera se construyó un equipo, del cual se detallan sus características técnicas y teóricas, que podra detectar dos gases, monóxido de carbono y dióxido de azufre, simultáneamente y con una resolución de 7 ppm. El tiempo entre adquisiciones era de 1 minuto.

    A partir de la experiencia obtenida con el primer prototipo se han propuesto una serie de mejoras (segunda fase). Destacamos las siguientes:

    * Se ha analizado la estabilidad de la fuente de IR, estableciendo una relación entre el error en la concentración y la variación de la intensidad. Según lo descrito la fuente debe tener una estabilidad de 50 mK para una temperatura de trabajo de 780 K.

    * Se han detectado problemas con los defectos de construcción del sistema de modulación mecánica del haz de IR. Hemos llegado a la conclusión que los errores aleatorios se convierten en modulaciones de la anchura de los pulsos que a su vez provocan la aparición de armónicos secundarios en el espectro.

    * Se ha obtenido una función que permite calcular la temperatura óptima de la fuente de IR a partir de la temperatura de los fotoconductores.

    * Para realizar la anterior optimización se ha propuesto un modelo para la curva real de la responsividad de los fotoconductores.

    * Se ha desarrollado un modelo térmico de la cadena de refrigeración de los elementos de la agrupación. A partir del modelo se ha generado el circuito análogo para su utilización en PSPICE.

    * Se propone la utilización de una agrupación de filtros multicapa, desarrollados en la Universidad Carlos III de Madrid, que eliminan la necesidad de utilizar la rueda de filtros.

    * Se ha diseñado un circuito de acondicionamiento que presenta las siguientes ventajas y novedades:

    - El circuito demodula