Diseño y desarrollo de un fotómetro solar basado en tecnología LED
Abstract
Los sistemas de monitoreo remoto atmosféricos basados en mediciones de radiación solar (directa o dispersada),son de gran utilidad a la hora de estudiar fenómenos naturales (como las emisiones volcánicas) o de origenantropogénico (quema de biomasa, emisiones industriales, etc.) Empleando detectores apropiados, es posiblesensar radiación solar en el rango ultravioleta, visible o infrarrojo cercano, y determinar la concentración deciertos gases y la presencia de material particulado (aerosoles) en la atmósfera. Existen diferentes técnicas einstrumentos de monitoreo, desde equipos complejos como los sistemas LIDAR (basados en la emisión de un hazláser a la atmósfera), hasta instrumentos de menor complejidad y costo, que utilizan filtros espectrales y sensoresespecíficos. En este trabajo se presenta el diseño y desarrollo de un fotómetro solar portable, autónomo y de bajocosto, capaz de determinar el espesor óptico de aerosoles (AOT, Aerosol Optical Thickness) en diferentes canalesde medición. El instrumento está compuesto por un sistema de posicionamiento espacial (suntracker), un detectorbasado en tecnología LED y electrónica asociada. Se caracterizaron diferentes tipos de LEDs con el fin deseleccionar los más apropiados para ser empleados como sensores cuánticos de radiación. Se diseñaron loscircuitos electrónicos para el acondicionamiento de las señales y su adquisición con un microcontrolador, y seelaboró una interfaz visual (en Visual C#) para el control de todo el sistema
Palabras clave: fotómetro solar, AOT, aerosoles, LED.
The remote sensing systems based on atmospheric measurements of solar radiation (direct or scattered) are veryuseful when studying natural (such as volcanic emissions) or anthropogenic (biomass burning, industrialemissions, etc.) phenomena. The concentration of certain gases and the presence of particles (aerosols) in air canbe determined by using appropriate sensors. Also, solar radiation can be sensed in the ultraviolet-visible or nearinfraredrange. There are different techniques and monitoring instruments, from complex equipment such asLIDAR systems (based on the emission of a laser beam into the atmosphere) to instruments of lower cost andcomplexity, which use spectral filters and specific sensors. In this paper, the design and development of aportable, self-contained, low cost sun photometer, able to determine the measurement of AOT (Aerosol OpticalThickness) in different channels is presented. The instrument is composed of a spatial positioning system(suntracker), a LED-based detector and associated electronic circuits. Different types of LEDs were characterizedin order to select the most suitable one for use as radiation sensors quantum. Electronic circuits were designed toset up and acquire signals with a microcontroller. Also, a visual interface (Visual C#) to control the entire systemwas developed.
Keywords: sun photometer, AOT, aerosols, LED.
