Os sensores ópticos de oxigénio de luminescência utilizam os princípios da extinção da luminescência por moléculas de oxigénio para fornecer medições precisas e fiáveis da concentração de gás. Esta tecnologia é altamente valorizada pela sua natureza não invasiva e versatilidade em vários ambientes de monitorização.
Princípio de funcionamento
A deteção ótica por luminescência funciona com base na extinção da luz fosforescente pelo oxigénio. Um material luminescente, normalmente um corante especial, é excitado por uma fonte de luz, normalmente um LED. Na presença de oxigénio, as moléculas de corante excitadas interagem com o oxigénio, o que afecta as suas propriedades de emissão de luz. O grau desta interação está diretamente relacionado com a concentração de oxigénio, sendo que uma maior quantidade de oxigénio conduz a uma extinção mais rápida e a tempos de vida de emissão mais curtos. Esta alteração nas propriedades de luminescência é detectada e convertida numa medição da concentração de oxigénio.
Conceção e componentes
- 1. Corante Luminescente: O núcleo do sensor, normalmente incorporado num polímero permeável ao gás que interage com o oxigénio.
- 2. Fonte de luz: Os LEDs são normalmente utilizados para excitar o corante luminescente.
- 3. Detetor: Um fotodetector mede a intensidade e o tempo de decaimento da luz emitida, que varia inversamente com a concentração de oxigénio.
Vantagens
- Não invasivo e não consuntivo: Esta tecnologia não consome oxigénio e não altera as propriedades do gás, o que a torna adequada para uma vasta gama de aplicações, incluindo aquelas em que as amostras de gás são pequenas ou precisam de ser preservadas, tais como gases medicinais ou aplicações de investigação biológica.
- Elevada sensibilidade e seletividade: A técnica de medição da extinção, combinada com a deteção ótica, proporciona um elevado grau de sensibilidade e uma resposta de medição rápida, ao mesmo tempo que é selectiva para o oxigénio, minimizando a interferência de outros gases.
- Sensores compactos para uma integração perfeita: Estes sensores são fisicamente pequenos e de baixa potência, o que os torna fáceis de integrar na instrumentação.
Aplicações
Os sensores ópticos de luminescência são amplamente utilizados em áreas onde os sensores electroquímicos ou paramagnéticos tradicionais podem não ser adequados:
- Biotecnologia e Farmacêutica: Monitorização do oxigénio em bioreactores e durante a produção de produtos farmacêuticos onde a contaminação deve ser evitada.
- Médico: medição do oxigénio fornecido ao doente em cuidados intensivos ou respiratórios
- Embalagem e indústria alimentar: Verificação dos níveis de oxigénio em embalagens com atmosfera modificada para garantir a frescura e a longevidade do produto.
Com a sua capacidade de funcionar sem consumir ou alterar a amostra, os sensores ópticos de oxigénio por luminescência são uma ferramenta essencial nas indústrias em que a medição não invasiva e sem interferências é fundamental. A sua robustez, aliada à baixa necessidade de manutenção, torna-os uma excelente escolha para aplicações com baixo caudal de gás e aplicações delicadas em que a integridade da amostra é fundamental.