Implementación de un sistema de detección y medición de turbiedad del agua usando fibra óptica

La intención principal de nuestro proyecto es introducir el uso de la fibra óptica de plástico que en nuestro caso irá direccionada no solo en el área de telecomunicaciones, sino también en la Química mediante la implementación de un sistema de detección de turbiedad de agua. Para este proyecto primero el estudio de la ley de Beer-Lambert y entender los parámetros que están involucrados. Además fue necesario el entender los conceptos de dispersión en partículas suspendidas en el agua (TSS) y turbiedad, el buscar la mejor técnica de dispersión, ya sea dispersión a 90° o transmitancia, e investigar las longitudes de onda de operación de los colores que serán usados como fuentes de luz. Fue también necesario establecer el ancho de banda espectral de la fuente de luz y definir la longitud de la fibra óptica que será usada la misma que será recorrida por la luz incidente. Este proyecto fue implementado mediante el uso de componentes ópticos y electrónicos; se diseñó un sistema que conste de un circuito emisor de luz, fibra óptica donde la luz es transmitida, la mezcla de agua y óxido de titanio en donde se realizarán los análisis de turbiedad, un fotodetector el que se encarga de convertir la respuesta óptica en señal eléctrica, luego un circuito amplificador y seguido de un sistema de adquisición de datos (LABVIEW) para obtener valores numéricos del estudio, para esto utilizamos la DAQ NI6009. En primer lugar utilizaremos la Fibra Óptica de Plástico como medio de transmisión y recepción de los datos, la misma que es multimodo y es utilizada para aplicaciones en cortas distancias. Podemos aprovechar las numerosas ventajas que nos ofrece la fibra óptica en cuanto a la inmunidad a fenómenos electromagnéticos, ancho de banda, óptica geométrica, etc.; y gracias a la precisión que proporciona este sistema de medición poder llegar a obtener los resultados requeridos. Para el desarrollo del experimento utilizamos dos tipos de LED’s; LED azul 08IFE92B y el LED rojo 08IFE96 los cuales han sido escogidos debido a su diferencia en longitud de onda de 230 nm, cada uno con una longitud de onda de λp= 430 nm y λp= 660 nm respectivamente. Utilizaremos el fotodiodo PIN 08MFOD71 el cual nos ayudará a receptar nuestra señal óptica y convertirla a eléctrica. Adicionalmente para la elaboración de nuestro circuito electrónico utilizaremos OPAMP’s UA741 y añadiremos a nuestro circuito el amplificador de instrumentación el cual nos permitirá amplificar acorde a nuestras necesidades el valor de voltajes que viene desde nuestro fotodetector. Para tener valores certeros en nuestro experimento realizamos la calibración del equipo en donde utilizamos el turbidímetro HACH 2100 AN con el que obtendremos los valores reales de turbidez de las muestras preparadas, el mismo que nos sirve para generar la curva de calibración y de esta manera poder obtener los valores de turbidez en nuestro equipo y luego de esto integraremos a un sistema de adquisición de datos el cual fue creado con el programa LABVIEW para obtener los resultados numéricos de turbiedad. Una de las aplicaciones del sensor es en el ámbito experimental ya que se lo puede utilizar en un laboratorio de análisis químico para la medición de turbiedad en muestras de agua de uso doméstico, industrial o residual, también se lo puede usar para fines educativos ya que encierra la aplicación de óptica, electrónica y química, el sensor también puede ser aplicado para industrias dedicadas al análisis de la calidad del agua.

• Päätekijä: ESPOL. FIEC (author)
• Muut tekijät: Alvarado López, Ana Cristina (author), Florencia Maridueña, Betty Alexandra (author)
• Aineistotyyppi: bachelorThesis
• Kieli: spa
• Julkaistu: 2012
• Aiheet: Medición; Sistemas de Detección; Fibra Óptica Plastica
• Linkit: http://www.dspace.espol.edu.ec/xmlui/handle/123456789/45583