SIMULACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE UNA CELDA OPTOACÚSTICA UNIDIMENSIONAL

Abstract

Se modela la respuesta en frecuencia de una celda optoacústica cilíndrica apta para flujo de gases destinada a la detección de trazas. La celda se comporta como un resonador abierto para modos longitudinales. Las perturbaciones introducidas por los tubos de entrada y salida de los gases y la presencia de las ventanas ópticas hacen necesario incluir en los extremos del resonador sendos volúmenes buffer. Esto permite disminuir la captación de ruido acústico y satisfacer la condición de resonancia de bordes abiertos. El modelo unidimensional, basado en una línea de transmisión acústica equivalente, incluye los efectos del resonador de Helmholtz asociado con la cavidad donde se aloja el micrófono. A tal fin la celda es dividida en muchas secciones adyacentes, cada una caracterizada por una inductancia, capacitancia y resistencia acústicas. Se estudió la respuesta acústica en función de las dimensiones físicas de la celda. Se contrasta el modelo a partir de una celda de polietileno aplicada a la detección de NO2 en aire utilizando un láser visible pulsado. La señal es amplificada, digitalizada a través del puerto de sonido de una PC y procesada en el dominio de la frecuencia. El espectro experimental es comparado con el modelo, obteniéndose buena concordancia.