Estudio de un resonador esférico aplicado a espectroscopía fotoacústica

• Autores: Peuriot, Alejandro Luis; Santiago, Guillermo Daniel; Slezak, Verónica Beatriz; González, Martín Germán
• Año de publicación: 2007
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2007;01(19):59-62
• Materia: DETECCION FOTOACUSTICA; RESONADOR ESFERICO; NO2; PHOTOACOUSTIC DETECTION; SPHERICAL RESONATOR; NO2
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La técnica fotoacústica es un método muy sensible para la detección de trazas gaseosas en el estudio de la contaminación ambiental y otras aplicaciones. Uno de los principales problemas que presenta es el proceso de adsorción-desorción, presente en el caso de moléculas polares como el agua, el amoníaco o el dióxido de nitrógeno, que produce importantes variaciones en las muestras durante su análisis. En determinadas situaciones el problema puede solucionarse realizando mediciones con un flujo de gas constante. Sin embargo, hay casos donde la muestra a ser analizada se encuentra en cantidad reducida y entonces la detección debe hacerse de manera estanca. Cuando el fenómeno es de tipo superficial, los efectos de la adsorción se minimizan con la relación área a volumen del resonador. Este cociente es mínimo para una esfera. Por otro lado, esta forma de celda ha sido muy poco utilizada en esta técnica. En este trabajo se realiza un estudio sobre un resonador esférico, analizando sus modos acústicos y las posibles ubicaciones del micrófono variando su posición radial. Una vez encontrada la posición de máxima señal acústica, se llevó a cabo una calibración de una celda de vidrio con trazas de NO2. Asimismo se comprobó que la adsorción del vidrio es de tipo física y a partir de un modelo numérico de adsorción se compara el comportamiento de la misma con una celda cilíndrica de igual volumen
The photoacoustic technique is a very sensitive method for gas traces sensing in studies of environmental contamination and other applications. One of the main problems, which produces important variations on the sample during the analysis, is the absorption-desorption process, characteristic of polar molecules like water, ammonia or nitrogen dioxide. In some situations the problem can be solved by making measurements at a constant gas flow. Nevertheless, there are cases where the quantity of gas to be analyzed is scarce, so the sampling methodology must be used. When the sorption phenomenon occurs on the surface, the disappearance rate lowers with the ratio of the area to the volume of the resonator. This quotient is minimum for a sphere. On the other hand, this cell shape has been seldom used in this technique. In this work we made a study of a spherical resonator, analyzing its acoustic modes and varying the location of the microphone by changing its radial position. Once the best one was found, we carried out a calibration with NO2 traces. Furthermore, we confirmed that the disappearance of NO2 in the cell was due to physical adsorption on the glass walls and, based on an anlytical model of adsorption, we compared the behavior of the spherical cell with a cylindrical one with the same volume and optical path of the exciting beam
Fil: Peuriot, Alejandro Luis. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Centro de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones (UNIDEF-CEILAP-CONICET). Buenos Aires. Argentina
Fil: Santiago, Guillermo Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio Láser (UBA-FI). Buenos Aires. Argentina
Fil: Slezak, Verónica Beatriz. Unidad de Investigación y Desarrollo Estratégico para la Defensa. Centro de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones (UNIDEF-CEILAP-CONICET). Buenos Aires. Argentina
Fil: González, Martín Germán. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería. Departamento de Física. Laboratorio Láser (UBA-FI). Buenos Aires. Argentina