ESPECTRÓMETRO FOTOACÚSTICO SIMPLE PARA DETECCIÓN DE GASES EN MEZCLAS MULTICOMPONENTES

Abstract

Se desarrolló un sistema fotoacústico resonante basado en un láser de CO2, sintonizable automáticamente en las bandas de 9 y 10 μm, para cuantificar mezclas de gases. El haz modulado por un obturador mecánico pasa por una celda cilíndrica, con filtros de cuarto de longitud de onda. La señal acústica generada es captada por un micrófono ubicado en el centro del resonador que contiene la muestra. Habitualmente las señales acústicas son adquiridas con la técnica de detección sincrónica por medio de un amplificador lock-in, analizándose la amplitud y la fase de la señal respecto de la excitación. En este trabajo se presenta un esquema diferente, en el cual la detección sincrónica es llevada a cabo a través de una placa de sonido de computadora. Ésta digitaliza la señal del micrófono y la de referencia, que proviene de un detector piroeléctrico, también utilizado para la medición de la potencia láser. Uno de los objetivos del desarrollo de este sistema es su aplicación al estudio de la emisión de etileno en plantas y frutas, ya que este gas es una hormona que regula procesos de crecimiento y maduración. Por este motivo la calibración se realiza con mezclas conocidas de C2H4 en aire y luego el aparato es ensayado con mezclas conocidas de CO2 y CO2 – C2H4 en aire, siendo ambos gases emitidos simultáneamente por los sistemas biológicos nombrados. En estas mediciones es muy importante la determinación precisa de la fase porque la molécula de CO2, excitada por el láser,intercambia energía con el N2 a través de una resonancia de Fermi. La lenta relajación V-T del N2 da lugar a un retraso apreciable en la señal acústica originada en el CO2 respecto de la excitación y de la señal proveniente del etileno excitado. En este trabajo se muestran los resultados obtenidos con el sistema FA propuesto.