Modelagem do sensor de gás H₂S usando o efeito de ressonância de plasmons de superfície numa fibra óptica tipo D

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: OLIVEIRA, Hebio Júnior Bezerra de
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/30467
Resumo: O desenvolvimento de sensores e biossensores ópticos para detecção de substâncias de interesse químico e biológico vem aumentado consideravelmente a cada ano e, sensores à fibra óptica são ideais para condições de extrema adversidade. O Sulfeto de Hidrogênio (H₂S) é um agente tóxico com características: corrosiva, inflamável, incolor, odor e gasoso em temperatura ambiente. Nesta dissertação propomos um dispositivo sensor de gás H₂S que usa o efeito de ressonância de plasmons de superfície (RPS) numa fibra óptica tipo-D com metal e óxido metálico. Realizamos a caracterização do dispositivo através de simulações computacionais. A modelagem computacional do elemento transdutor do sensor óptico de detecção do gás H2S é realizada no software COMSOL multiphysics, que possibilita a construção de um ambiente virtual, onde é possível simular o aparato experimental usando parâmetros físico-químicos do experimento real. Os resultados da simulação são comparados com um modelo analítico, que faz uso das equações de Fresnel. Os resultados obtidos mostraram que o dispositivo proposto é eficiente para detectar o gás, mesmo para baixas concentrações como 0,1 ppm, o sensor apresenta resultados eficientes em comparação a outras técnicas, com o tempo de resposta de 7 segundos.
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spelling OLIVEIRA, Hebio Júnior Bezerra dehttp://lattes.cnpq.br/0726546144711958http://lattes.cnpq.br/1322699438617278MARTINS FILHO, Joaquim FerreiraNASCIMENTO, Jehan Fonseca do2019-05-03T18:14:34Z2019-05-03T18:14:34Z2017-08-16https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/30467O desenvolvimento de sensores e biossensores ópticos para detecção de substâncias de interesse químico e biológico vem aumentado consideravelmente a cada ano e, sensores à fibra óptica são ideais para condições de extrema adversidade. O Sulfeto de Hidrogênio (H₂S) é um agente tóxico com características: corrosiva, inflamável, incolor, odor e gasoso em temperatura ambiente. Nesta dissertação propomos um dispositivo sensor de gás H₂S que usa o efeito de ressonância de plasmons de superfície (RPS) numa fibra óptica tipo-D com metal e óxido metálico. Realizamos a caracterização do dispositivo através de simulações computacionais. A modelagem computacional do elemento transdutor do sensor óptico de detecção do gás H2S é realizada no software COMSOL multiphysics, que possibilita a construção de um ambiente virtual, onde é possível simular o aparato experimental usando parâmetros físico-químicos do experimento real. Os resultados da simulação são comparados com um modelo analítico, que faz uso das equações de Fresnel. Os resultados obtidos mostraram que o dispositivo proposto é eficiente para detectar o gás, mesmo para baixas concentrações como 0,1 ppm, o sensor apresenta resultados eficientes em comparação a outras técnicas, com o tempo de resposta de 7 segundos.CNPqThe development of optical sensors and biosensors for the detection of substances of chemical and biological interest has increased considerably each year and fiber optic sensors are ideal for extreme adversity. Hydrogen Sulfide (H₂S) is a toxic agent with characteristics: corrosive, flammable, colorless, odor and gaseous at room temperature. In this dissertation we propose a H₂S gas sensor device that uses the surface plasmon resonance (SPR) effect on a type-D optical fiber with metal and metallic oxide. We perform the characterization of the device through computational simulations. The computational modeling of the transducer element of the H2S gas detection optical sensor is performed in the COMSOL multiphysics software, which allows the construction of a virtual environment, where it is possible to simulate the experimental apparatus using physicochemical parameters of the real experiment. The results of the simulation are compared with an analytical model, which makes use of the Fresnel equations. The results showed that the proposed device is efficient to detect the gas, even at low concentrations as 0,1 ppm, the sensor presents efficient results in comparison to other techniques, with the response time of 7 seconds.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Engenharia EletricaUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia ElétricaSensoresGás H₂SModelagem do sensor de gás H₂S usando o efeito de ressonância de plasmons de superfície numa fibra óptica tipo Dinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETHUMBNAILDISSERTAÇÃO Hebio Júnior Bezerra de Oliveira.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Hebio Júnior Bezerra de Oliveira.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1225https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/30467/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Hebio%20J%c3%banior%20Bezerra%20de%20Oliveira.pdf.jpg647e33544c4abb4467ba068f7ce8d21eMD55ORIGINALDISSERTAÇÃO Hebio Júnior Bezerra de Oliveira.pdfDISSERTAÇÃO Hebio Júnior Bezerra de Oliveira.pdfapplication/pdf3467302https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/30467/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Hebio%20J%c3%banior%20Bezerra%20de%20Oliveira.pdf8f9c7a7a6b324deed78377d704130d7cMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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