DESIGN ELETROMAGNÉTICO DE SONDAS PARA ESPECTROSCOPIA DIELÉTRICA DE MISTURA DE LÍQUIDOS POLARES

Edição: XII JIC - 2019

ID: 1183

Participantes:

• [BOLSISTA] - Alisson Ferreira Vahl | alissonfvahl@gmail.com
• [ORIENTADOR] - Sergio Luiz Schubert Severo | sergiosevero@pelotas.ifsul.edu.br

Número de Registro: 23206.000318.2019-06

Campus: Pelotas

Nível: Ensino Superior

Área: Engenharias

Temática: Engenharias

Resumo

Uma aplicação importante de ondas eletromagnéticas na frequência de microondas está na identificação das propriedades dielétricas de materiais. Se o propósito é a identificação do percentual de determinado material em uma mistura de líquidos, onde pelo menos um é um líquido composto de moléculas polares, o uso de frequências na faixa de micro-ondas possui uma vantagem adicional: A eventual presença de íons livres na mistura, que resulta em condutividade do material, não afeta a medida. Nessa faixa de frequência as perdas em líquidos polares são causadas por um fenômeno conhecido como "relaxação dilétrica". Cada molécula polar vai possuir uma constante de relaxação diferente o que irá determinar o espectro de permissividades. Esse espectro torna-se então uma "assinatura" do material e não só permite avaliar a proporção do mesmo na mistura, como também se é realmente o material esperado. Para exemplificar, uma mistura água+etanol ainda que possua a mesma densidade de uma mistura falsificada água+metanol não possuirá o mesmo espectro eletromagnético. A determinação experimental das propriedades dielétricas de um material submetido a campos eletromagnéticos em frequências variadas é conhecida como espectroscopia dielétrica. Não é possível cobrir toda essa faixa de frequência com o mesmo método de medida. Isso significa que, para cada faixa de frequência, é necessário a utilização de instrumentos diferentes. Assim, a adequação do método e, consequentemente, do instrumento, à frequência de trabalho é parte fundamental da medida de tais propriedades dielétricas. Então, a espectroscopia dielétrica trata-se da obtenção das propriedades dielétricas através da interação de campos eletromagnéticos com a amostra. Em líquidos essa interação pode ser realizada com o uso de uma sonda imersa que guia a onda eletromagnética. Foi desenvolvido código em C++ para a simulação dos campos. A sonda simulada se mostrou adequada para a aplicação com baixa perda de retorno.

Palavras-chave

espectroscopia dielétrica;Microondas;FDTD

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Vídeo/Pitch

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