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CPGEI (Mestrado) Bárbara Rutyna Heidemann

Transdutor a fibra ótica para análise de biodiesel e misturas BX (Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial)
Quando 31/03/2011
das 14h30 até 18h00
Onde I-002
Nome do Contato José Luís Fabris
Participantes Prof. José Luís Fabris, Dr. Orientador - UTFPR
Prof. Marcia Muller, Dr. Co-orientador - UTFPR
Banca Examinadora
Prof. José Luís Fabri, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Agnes de Paula Scheer, Dr. - UFPR
Prof. Rita Zanlorensi Visneck Costa, Dr. - UTFPR
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Transdutor a fibra ótica para análise de biodiesel e misturas BX

Resumo: Uma alternativa para as análises tradicionais do biodiesel e misturas BX, como a cromatografia, a espectroscopia e a ressonância magnética nuclear, é a análise por meio de um transdutor de índice de refração a fibra ótica, como uma LPG. Entretanto, como os índices de refração do biodiesel e do óleo diesel são próximos ou maiores do que o índice de refração da casca da fibra na qual a rede se encontra, há uma grande perda de energia para o meio externo, comprometendo a eficiência do sensor. Com o propósito de diminuir o índice de refração do biodiesel, uma substância miscível e de baixo índice de refração, o ciclohexano, foi escolhida para ser misturada a esse biocombustível, assim como à mistura óleo diesel-biodiesel. Os resultados obtidos mostram que o ciclohexano não é reagente com essas substâncias, atuando apenas como solvente. Além disso, as diluições 1:1 e 1:2 (uma parte de mistura BX para uma parte de ciclohexano; uma parte de mistura BX para duas partes de ciclohexano) têm índices de refração menores do que o da casca da fibra, o que faz com que a banda ressonante seja deslocada para menores comprimentos de onda, possibilitando, assim, a detecção por meio da LPG. Após as curvas de calibração serem representadas em gráficos de variação de comprimento de onda (nm) em função da concentração de biodiesel em óleo diesel, BX (% v/v), para as duas diluições, obteve-se, por meio da derivada desta, a sensibilidade. As características metrológicas foram calculadas, levando à obtenção da incerteza expandida, que é de 3,7 % para a diluição 1:1 e de 5,9 % para a diluição 1:2, para um nível de confiança de 95,45 %.

Palavras-chave: sensor a fibra ótica, rede de período longo, índice de refração, biodiesel, mistura BX

Optical fiber transducer for biodiesel and BX blends analysis

Abstract: An alternative for the traditional biodiesel and BX blends analysis, such as chromatography, spectroscopy and nuclear magnetic resonance, is by means of an optical fiber refractive index transducer, such as an LPG. However, as the biodiesel and diesel refractive index are close or bigger than the fiber cladding index, there is an important loss of power to the surrounding environment, impairing the sensor performance. In order to decrease the refractive index of biodiesel, a miscible and low refractive index substance, cyclohexane, was chosen to blend to this biofuel and also to the biodiesel-diesel blend. The results show that the cyclohexane does not react with biodiesel, acting only as a solvent. Besides, the 1:1 and 1:2 dilution (one part of BX blend and one part of cyclohexane; one part of BX blend and two parts of cyclohexane) have a refractive index lower than the fiber cladding, what shifts the resonant band towards lower wavelengths, and thus makes possible the detection by means of an LPG. After representing the calibration curves in graphics of wavelength shift (nm) as function of biodiesel-diesel blend concentration, BX (% v/v), for both dilution, the sensitivity has been obtained. The metrological characteristics were calculated, leading to the expanded uncertainty, which is 3,7 % for the 1:1 dilution and 5,9 % for the 1:2 dilution, for a 95,45 % confidence level.
Keywords: Optical fiber sensors, long-period fiber gratings, refractive index, biodiesel, BX blend.

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