Desenvolvimento e caracterização de sensores óticos de qualidade de líquidos

A necessidade de controlar de forma rápida, eficaz e precisa a qualidade de líquidos, principalmente a água, um bem essencial para os seres humanos, conduziu ao desenvolvimento de dispositivos capazes de relacionar a medição de parâmetros físicos com a qualidade da água. Estes dispositivos devem ser capazes de monitorizar os inúmeros parâmetros necessários para aferir a qualidade do líquido, como a turvação, índice de refração, concentração de sedimentos e propriedades cromáticas. Desta forma devem-se recorrer a sensores multiparâmetros. A tecnologia baseada em POF (fibra ótica polimérica) tem sido apontada com elevado potencial no desenvolvimento de sensores óticos nas mais variadas aplicações dado o seu baixo custo, imunidade a interferências eletromagnéticas e flexibilidade. Neste trabalho é proposto um sensor POF multiparâmetro capaz de reunir num único dispositivo a capacidade de medição de altos e baixos valores de turvação, assim como ter a capacidade de medir vários parâmetros em simultâneo e em tempo real. Os resultados permitem avaliar o aumento da capacidade de gama dinâmica de turvação e concentração de sedimentos face aos sensores multiparâmetros já comercializados, uma vez que houve uma boa resposta por parte do sensor para altos e para baixos valores. Um método utilizado para descorrelacionar os diferentes parâmetros foi aplicado com sucesso. A WATGRID LDA. pretende, partindo deste tipo de sensores, disponibilizar aos seus clientes soluções (plataformas) inteligentes e integradas para avaliação e gestão da qualidade dos líquidos para consumo (e.g. água e vinho). Estas soluções irão permitir que os clientes da WATGRID LDA. aumentem a sua eficiência, a qualidade do seu produto e tenham um maior controlo do processo ao mesmo tempo que reduzem custos.

The need to control quickly, efficiently and accurately the quality of liquids, especially water, essential to humans has lead to the development of devices capable of relating the measurement of physical parameters with water quality. These devices must be multiparameters sensors, able to monitor numerous parameters to access the quality of liquids, namely turbidity, refractive index, sediment concentration and chromatic properties. The technology based POF (polymer optical fiber) has been identified with high potential in the development of optical sensors in various applications because of its low cost, immunity to electromagnetic interference and flexibility. In this thesis we proposed a multiparameter POF sensor able to gather in one device the measuring capacity of high and low turbidity values, as well as the ability to measure multiple parameters simultaneously and in real time. This sensor has the ability to increase the dynamic range for turbidity and sediment concentration measurements compared to other multiparameter sensors on the market, due to its good response at high and low concentrations. The method used to decorrelate the various parameters has been successfully applied. WATGRID LDA. through this sensors (POF) aims to provide its clients solutions (platforms) for intelligent and integrated assessment and management of consumption liquids’ quality (e.g. water and wine). These solutions will allow WATGRID LDA. customers to increase their efficiency, the quality of their products and the control of the processes while reducing costs.

Mestrado em Engenharia Física