Medição de impedância baseada em sensores capacitivos interdigitais

Abstract

Resumo: A poluição de rios e mares constitui problema ambiental grave para governos e a sociedade em geral. Os processos atuais de monitoramento da qualidade ou detecção de poluentes na água ainda são caros e lentos. O desenvolvimento de sensores e sistemas de aquisição para obter dados confiáveis, em tempo real e com custos reduzidos é importante para tornar possível ou mais acessível esse tipo de avaliação. A presente pesquisa refere-se ao desenvolvimento de um sistema de medição de impedância baseado em sensor capacitivo interdigital aplicado ao levantamento de parâmetros que auxiliem na avaliação da qualidade da água. Esse tipo de medição capacitiva já foi testado e empregado em algumas aplicações industriais e laboratoriais, obtendo bons resultados, principalmente na detecção de umidade. Porém, poucos trabalhos ou estudos reportam a utilização para monitoramento ou avaliação de parâmetros da água. O sistema proposto utiliza a técnica Lock-In digital no limite do critério de Nyquist. Essa técnica permite o uso de processadores de menor velocidade, mas com desempenho comparável a dos amplificadores Lock-In tradicionais. Palavras-chave: Sensores Capacitivos Interdigitais, Amplificador Lock-In, Impedância, Capacitância.

Abstract: Sea and river pollution is a serious environmental problem for governments and society at large. Today's water quality monitoring or pollutant detection processes are still expensive and slow. Developing sensors and acquisition systems for reliable, realtime, cost-effective data is important to make this type of assessment possible or more accessible. The present research refers to the development of an impedance measurement system based on an interdigital capacitive sensor applied to the survey of parameters that help in the evaluation of water quality. This type of capacitive measurement has already been tested and used in some industrial and laboratory applications, obtaining good results, especially in moisture detection. However, few studies report on the use for monitoring or evaluation of water parameters. The proposed system uses a digital Lock-In technique at the Nyquist limit. This technique allows the use of slower processors, but with performance comparable to traditional Lock-In amplifiers. Key words: Interdigital Capacitive Sensors, Lock-In Amplifier, Impedance, Capacitance.