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Título : Repotenciamiento y optimización del funcionamiento de un equipo Gasmas (Gas in scattering media absorption spectroscopy) y consideraciones estadísticas de la propagación de la luz en el medio en dependencia de la geometría de incidencia
Autor : Díaz Bustamente, José Camilo
Palabras clave : FISICA
OPTICA
MECANICA
Fecha de publicación : 9-nov-2016
Editorial : Quito, 2016.
Citación : Díaz Bustamente, J. C. (2016). Repotenciamiento y optimización del funcionamiento de un equipo Gasmas (Gas in scattering media absorption spectroscopy) y consideraciones estadísticas de la propagación de la luz en el medio en dependencia de la geometría de incidencia. 78 hojas. Quito : EPN.
Resumen : The main purpose of this work was to rehabilitate a GASMAS setup (Gas in scattering media absorption spectroscopy) to being able of measuring molecular oxygen, and to additionally improving its operation capabilities by introducing the ability to measure the relative concentration of water. The equipment was tested separately for each case. Optimal operation conditions were determined. A MatLab code was written to automate the data acquisition from the digital oscilloscope to the computer. Additionally, we have studied the effect of the laser incidence geometry, at different angles, on the sample and its effects on the GASMAS signal. A situation in which lateral incidence as oppose to transmission or backscattering geometries is preferable in terms of sensitivity was determined. A theoretical and experimental research about light propagation in dispersive mediums was performed. The processing and experimental evaluation of images of dispersion profiles with different polarization states of the beam correlated with simulations, a random-walk model was used to simulate the photon propagation. Results show the pertinence of the underlying assumptions in terms of randomness and scattering mechanisms typical of the evaluation of the transmitted intensity in GASMAS. Finally, optimal instrumental, geometric and methodological conditions were determined that allow making an efficient application of the GASMAS technique to sequential measurement of molecular oxygen and water vapor in dispersive mediums.
Descripción : El presente proyecto de investigación tuvo como motivación el rehabilitar un instrumento de espectroscopia de absorción de gases en materiales porosos, GASMAS, que tenga la capacidad de medir oxígeno molecular, y repotenciarlo ampliando su base de operación. Para esto se añadió la posibilidad de medir la concentración relativa de vapor de agua. Se validó el funcionamiento del equipo en cada especie gaseosa por separado. Con esto se buscó definir las condiciones óptimas de funcionamiento del sistema. Se estudió el efecto de la geometría de incidencia del láser en varios ángulos sobre la muestra, y su efecto sobre la señal GASMAS. De manera adicional se automatizó la adquisición secuencial de datos desde el osciloscopio digital hacia la computadora del laboratorio con un código en MatLab. Se realizó un estudio teórico y experimental del proceso de propagación de luz que se produce en los medios dispersivos. Para esto se realizó un procesamiento y evaluación experimental de imágenes de los perfiles de dispersión con diferentes estados de polarización del haz. Estos estudios se correlacionaron con un modelo de “random-walk” para la simulación computacional de la propagación de fotones. Finalmente, en función de los experimentos y del análisis estadístico, se determinaron condiciones óptimas instrumentales, geométricas, y metodológicas para una aplicación adecuada y eficaz de la técnica GASMAS.
URI : http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/16853
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