Desarrollo de sensores ópticos para gases y diseño de instrumentación portátil

Resumen

En esta tesis doctoral se ha desarrollado una plataforma instrumental, sencilla de fácil manejo y basada en medidas de atenuación dinámica de luminiscencia, que nos permite la determinación de gases. Para ello se han preparado y caracterizado mediante instrumentación de sobremesa membranas sensoras para O2 utilizando diferentes polímeros y formas de preparación; las propiedades sensoras que exhiben dichas membranas se han establecido de manera que sean compatibles con los requerimientos de la instrumentación portátil que se ha desarrollado en cuanto a compatibilidad con fuente de excitación LED y detectores ópticos dentro del espectro visible, alta intensidad luminosa, tiempos de vida largos y buena estabilidad. El principio de media de los prototipos que se han desarrollado se basa en un aspecto novedoso que utiliza un elemento fotodetector con salida binaria que permite realizar medidas basándose en un parámetro temporal en el que intervienen tanto la intensidad como el tiempo de vida del a emisión luminosa. En los prototipos desarrollados se han incluido las membranas sensoras fabricadas y también se ha utilizado un planteamiento de recubrimiento directo del fotodetector con la sustancia sensora que ha dado buenos resultados en cuanto a alineación robustez y posibilidad de sustitución rápida de la zona sensora. Hemos caracterizado la respuesta a oxígeno de los distintos prototipos desarrollados, hemos estudiado el efecto dela temperatura, el efecto de posibles gases interferentes y hemos conseguido la calibración del prototipo en un solo punto utilizando una ecuación empírica. Finalmente hemos validado el sistema con un medidor de referencia. Se han establecido diferentes estrategias para la formación de membranas sensibles a CO2 de manera que pudiesen ser medidas con la instrumentación portátil tipo óptico que se ha desarrollado. La relación entre luminiscencia y concentración de CO2 se ha realizado a través de un indicad