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

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: LIMA, Bernardo Caio Nunes de Oliveira
• Orientador(a): FONTANA, Eduardo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Engenharia Eletrica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Energia elétrica; Amplificador lock-in; Espectroscopia de modulação de comprimento de onda; Microcontrolador
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/46052

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.