Analisadir por Absorcao Infravermelha_Slides

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Analisador por absorção de 
radiação infravermelha
Espectro eletromagnético - Aplicações
Espectro infravermelho
Espectro infravermelho
Radiação (fluxo total de energia emitido)
Onde:
Ftot = fluxo total de energia emitido (W/m
2)
 = emissividade, propriedade radiativa da superfície, 0 =<  =< 1
 = constante de Stefan-Boltzmann, ( = 5,67 x 10-8 W/m2.K4)
T = temperatura absoluta do objeto emissor (K)
Ftot = T
4
Espectro infravermelho
Energia transportada x Comprimento de onda
Onde:
 = comprimento de onda (m ou Angstron)
c = velocidade da luz no vácuo (299.792 km/s)
f = frequência da onda (Hz)
f
c
=λ
Obs.: 1 Angstron = 10-4 m
λ
c
hEfhE .⇒. ==
Onde:
E = energia
h = constante de Plank (6,55 x 10-34 J.s)
Espectro infravermelho
0,8m a 1000m
Vibrações moleculares
Vibrações moleculares
Vibrações moleculares
ESTIRAMENTO ASSIMÉTRICO ROTAÇÃO
TESOURA SIMÉTRICO
TORÇÃO
Absorção de radiação infravermelha
A redução da energia de um feixe de radiação eletromagnética devido à
absorção de radiação infravermelha obedece à lei de Lambert-Beer:
I = Io eabc
onde:
I = intensidade do feixe após atravessar a substância;
Io = intensidade do feixe no mesmo ponto, porém sem a substância
absorvente;
a = fator de absorção que depende da substância absorvente e do
comprimento de onda da radiação;
b = distância percorrida pela radiação na substância;
c = concentração da substância.
A figura 5 mostra um dispositivo que permite visualizar essa lei.
Espectro de absorção de alguns gases
Espectro de absorção H2O
Tipos de analisadores
• Analisador dispersante
– espectrofotômetro
• Analisadores não dispersivos
– analisador com sistema de filtragem negativa
– analisador com sistema de filtragem positiva
Espectrofotômetro
Fonte IV
Câmara
Prisma
Detetor
Eletrônica
+ -

Analisador com sistema de filtragem negativa
Analisador com sistema de filtragem positiva
COMPONENTES DO ANALISADOR
• Fonte 
• Sistema óptico
• Detetores de Infravermelho
Fonte
• Fonte de Globar
• Fonte de Nernst
• Fonte de Nichrome
Fonte
Nitreto de silício
Sistema óptico
• Filtros e Janelas transparentes
Sistema óptico
(1) selagem da fonte de infravermelho; (2) construção 
da câmara de amostragem (3) selagem das câmaras de 
filtragem; (4) selagem da câmara do detector.
Sistema óptico
Materiais da Janela
• Cloreto de sódio (Na Cl);
• Brometo de Potássio (K Br);
• Fluoreto de Lítio (LiF);
• Fluorita ou Fluoreto de Calcio (Ca F2);
• Cloreto de Prata (Ag Cl);
• KPS-5 (42% de Brometo de Tálio e 58% de Iodeto de 
Tálio);
• Brometo de Césio (Ce Br);
• Vidro (vários tipos);
• Quartzo Fundido (Si 02).
• Safira
Sistema óptico
• Janelas de quartzo
Sistema óptico
Câmara de medição
Detetor - Termopar
Detetor microfônico
Detetor de CH4
Range: 0 a 5,0%
Sinal de saída: 0,4 a 2,0 V
Alimentação: 3,5 a 6,0 V
http://en.gassensor.com.cn/index.asp
Análise com Interferente
Analisador sem seletividade
Células e detetor com N2
Análise com Interferente
Analisador com seletividade 
para CH4
Concentração de CH4 = 0%
Análise com Interferente
Concentração de 
CH4 = 50%
Análise com Interferente
Presença de CO na amostra 
– Gás não interferente
Não há alteração na 
pressão do detetor pois o 
CO absorve radiação IR no 
comprimento de 4,8 m, 
Enquanto o CH4, absorve 
nos comprimentos de onda: 
2,3; 3,4 e 7,8 m.
Análise com Interferente
Presença de C3H8 na amostra 
– Gás interferente
Há alteração na pressão do 
detetor pois o C3H8 absorve 
radiação IR nos 
comprimento de onda de: 
3,4; 6,8 e 8,7 m, Enquanto 
o CH4, absorve nos 
comprimentos de onda: 2,3; 
3,4 e 7,8 m.
Análise com Interferente
A PRESENÇA DO FILTRO 
DE INTERFERÊNCIA 
ELIMINA A INFLUÊNCIA 
DO GÁS INTERFERENTE
Analisador Siemens
Analisador ABB