Sensores de micro-ondas e ópticos aplicados à caracterização dielétrica de líquidos

Resumo

Este projeto tem como objetivo geral introduzir o candidato no estudo de sensores eletromagnéticos baseados na técnica de interrogação espectral, ou seja, por frequência ou comprimento de onda. Dois tipos de sensores serão analisados teoricamente e experimentalmente, um operando na faixa de micro-ondas (de 0,9 a 5 GHz) e outro óptico operando no visível, no vermelho em particular (660 nm). O sensor de micro-ondas será baseado na tecnologia de microfita (microstrip) em PCB (Printed Circuit Board), e consistirá essencialmente em projetar estruturas ressonantes com o maior fator de qualidade (Q) possível, alimentados por linhas de transmissão, de tal forma que as frequências de ressonância dessas estruturas variem com a contato de líquidos de características dielétricas diferentes. Mais precisamente, a variação da frequência de ressonância do ressoador permitirá aferir a permissividade elétrica relativa do líquido sob análise. Serão desenvolvidos os esquemas de uma porta (antena) e de duas portas.O sensor óptico será baseado na excitação dos modos de ressonância de uma superfície metálica quando esta é iluminada por um feixe óptico, estes modos são chamados de plasmônicos, e os sensores baseados neste fenômeno chamados de SPR (Surface Plasmon Resonators). Será utilizada a configuração de Krestchmann, cujo setup está implementado y operando no LEMAC (Laboratório de Eletromagnetismo Aplicado e Computacional), em dois modos de interrogação: por ângulo de incidência y por comprimento de onda. Serão efetuadas as respectivas medidas usando os sensores de micro-ondas desenvolvidos e o SPR. Adotaremos como teste a aferição a identificação da adulteração do Etanol quando misturado com água, por ser um teste amplamente documentado.