Em alguns setores, como a indústria farmacêutica, é necessário detectar água limpa ou líquidos limpos em um recipiente ou tubo. Isso é ainda mais desafiador quando os diâmetros do tubo são pequenos e a espessura do tubo é quase tão grande quanto o fluxo de líquido.
A atenuação ou redução gradual da intensidade do feixe de luz na água e no ar pode ser comparada diretamente. A atenuação da luz na água pode ser atribuída à luz que entra na água em qualquer ângulo diferente do ângulo reto e pode ser refratada. A medição da luz através de um tubo é diferente, porque não apenas a luz é atenuada pelo líquido, mas, dependendo de onde a luz passa através do tubo, ela pode ser refratada, desviada e ou focada. Como resultado, as diferenças de sinal podem ser baixas.
A atenuação é normalmente a primeira escolha se os líquidos são opacos ou coloridos. Os requisitos da forma do feixe de luz e o alinhamento do sensor adicionam mais complicações à aplicação. O efeito de atenuação parece mais fraco em líquidos claros. O princípio não funciona com sensores reflexivos, pois a reflexão é um efeito de superfície e a luz deve passar pelo líquido.
A partir da análise espectral, foi determinado que as características de atenuação da água são fortemente dependentes do comprimento de onda da luz que é conduzida através dela. Os sensores foram desenvolvidos para essas aplicações. Normalmente, esses sensores utilizam LEDs na faixa de infravermelho superior de 1.450 nm. Nesse comprimento de onda, a água absorve literalmente a luz e se torna opaca, tornando a detecção mais simplificada e confiável.
Esse princípio funciona até para capilares finos e microcanais. A detecção de líquido pode ser muito precisa, dependendo do tamanho do sensor e do feixe de luz efetivo. Feixes de luz tão pequenos quanto 0,4 mm podem fornecer alta resolução para pequenos tubos finos normalmente encontrados em aplicações micro fluídicas.
Existem versões desses sensores para aplicações que envolvem recipientes menos transparentes ou semitransparentes. A luz no comprimento de onda de 1450nm pode passar por esses recipientes ou tubos e pode ser atenuada pela água. O principal fator é que luz suficiente atravessa as paredes do contêiner.
Os sensores de barreira foram desenvolvidos para aplicações como a detecção de líquidos transparentes. Esses sensores também estão disponíveis em dimensões extremamente pequenas e geralmente requerem um amplificador ou podem ser fornecidos em uma carcaça robusta do sensor de forquilha. As dimensões necessárias do sensor estão em conformidade com a geometria do recipiente.
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