PROCESAMIENTO DE SEÑALES FOTOACÚSTICAS PARA LA DETERMINACIÓN DE CONCENTRACIONES DE CO2 Y C2H4 EN AIRE

Abstract

La espectroscopía fotoacústica para detección de trazas gaseosas, basada en un láser de CO₂, se puede utilizar para cuantificar distintos componentes en muestras multigaseosas. Esta gran ventaja se debe a la sintonizabilidad de este láser en la región del infrarrojo medio (9,4 -10,6 μm) donde muchas moléculas poliatómicas presentan bandas de absorción. En general, se puede considerar que cada especie da origen a una amplitud de señal fotoacústica a una cierta longitud de onda, siendo la amplitud total una superposición lineal de las amplitudes dadas por cada sustancia excitada. Midiendo a distintas longitudes de onda (tantas o más que cantidad de sustancias a identificar) se puede resolver un sistema de ecuaciones lineales para obtener las concentraciones de las especies absorbentes. Sin embargo, en algunos casos se produce una interacción entre distintas especies presentes en las muestras, que da lugar a una señal que no es más una suma de las amplitudes de las señales individuales. Particularmente, se conoce que la presencia de CO₂ da lugar a un retraso en la señal acústica respecto de la excitación láser, debido al intercambio de los niveles de energía vibracional del CO₂ y N₂, el cual produce una lenta relajación de energía por intercambio V-T desde el N₂. En este trabajo estudiamos la posibilidad de determinar concentraciones mediante una red neuronal aplicando a un caso particular de un compuesto orgánico volátil, como C₂H₄, y CO₂ en aire. Para la determinación de las concentraciones de CO₂ y C₂H₄ procesamos mediante redes neuronales los datos obtenidos de muestras preparadas en una línea de vacío en diferentes proporciones, excitadas con el láser en distintas longitudes de onda.