Implementação de um amplificador lock-in digital para aplicações em detecção harmônica de linhas espectrais

Abstract

Pesquisadores do Laboratório de Sensores e Instrumentação da UFPE (LSI- UFPE) e do Laboratório de Optoeletrônica da UPE (LOPEL-UPE) vêm desenvolvendo um módulo eletro-óptico que é parte de um sistema sensor capaz de detectar a presença de cinco diferentes tipos de moléculas dissolvidas em óleo de transformador. A presença dessas moléculas é relacionada com a existência de potenciais falhas. Normas internacionais estipulam as concentrações aceitáveis para indicar uma operação normal do transformador. Para a detecção das moléculas o sistema sensor em desenvolvimento no LSI usa uma técnica conhecida como WMS ─ Espectroscopia de Modulação de Comprimento de Onda. Ela é necessária devido às concentrações diminutas das moléculas que devem ser detectadas. Um dispositivo fundamental para a aplicação desta técnica é o Amplificador lock-in. Os amplificadores lock-in comerciais apresentam um custo elevado e geralmente possuem muito mais funcionalidades do que o necessário para o sistema sensor. Sendo assim, esse trabalho teve como foco o desenvolvimento de um amplificador lock-in digital dedicado utilizando microcontroladores comerciais de baixo custo, e que é capaz de ser facilmente integrado ao sistema sensor em desenvolvimento. Experimentos realizados mostraram que o lock-in desenvolvido foi capaz de detectar concentrações aproximadas de 1% (11000 ppm) de Monóxido de Carbono. Apesar do correto funcionamento a sensibilidade de detecção ainda precisa ser melhorada para aplicações que requerem um grau de sensibilidade mais alto, conforme exigido para a detecção de concentrações de gás ultrabaixas.