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CARLOS ALBERTO DE SOUZA FILHO - TESE (PPGEEI) 2017.pdf: 5845823 bytes, checksum: 59b31ed9bad1da32c8a58176ef374a61 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T17:47:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2017-03-28 / CNPq / Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistemamultianalítico portátil baseado em
Ressonância de Plasmons de Superfície (SPR). A solução proposta visa transformar um dispositivo
computacional portátil comercial existente, como smartphones, tablets e notebooks, em
um instrumento capaz de analisar substâncias orgânicas e inorgânicas. Desta forma minimiza-se
consideravelmente o custo comparado aos dispositivos convencionais baseados em SPR, além
de proporcionar a utilização em locais remotos e abrir a possibilidade da utilização por usuários nas mais diversas aplicações, como por exemplo realização de exames residenciais para prevenção de doenças e análise da qualidade da água. Foi demonstrado que é possível utilizar a própria tela do dispositivo para gerar a luz que excita o efeito SPR, o que torna o sistema flexível para modificar o comprimento de onda da luz utilizada e obter informações adicionais em relação aos sistemas convencionais. Os resultados obtidos comprovaram que é possível excitar o efeito SPR através de uma luz policromática para o modo de interrogação angular, encontrando a influência da componente do comprimento de onda desejada através de um filtro realizado por software no sinal de imagem captado. Além disto foi proposta a utilização da análise morfológica da curva SPR para identificação da substância a ser medida, o que reduz a
complexidade computacional e aumenta a sensibilidade do instrumento. Os resultados obtidos com a análise morfológica demonstraram a possibilidade de identificação de características não observadas com o monitoramento da condição de ressonância. Com o monitoramento dos valores da largura T e assimetria da curva G , foi possível observar efeitos da variação do soluto e das condições da superfície. Para minimizar o efeito das variáveis espúrias, foi proposto um modelo matemático que permite analisar a relação sinal ruído do sistema decomposto em cada componente básico. Neste modelo foi considerado as variáveis de controles disponíveis, como corrente de injeção e tempo de integração, além da influência da temperatura. Com base neste modelo foi demonstrado que a variação do comprimento de onda da fonte de luz é mais crítica do que a temperatura. Desta forma, foram propostas duas alternativas para controlar a fonte
de luz, modificando o valor da corrente para manter constante o comprimento de onda sem a necessidade do controle da temperatura. / This work presents the development of a Surface Plasmon Resonance (SPR) portable system. The proposed solution aims to transform a portable commercial computing device, such as smartphone, tablet or a notebook, in an instrument able to analyze organic and inorganic substances. In this way considerably reduces the cost compared with conventional devices based on SPR , besides providing the use in remote locations and turn possible to applying in several purposes by any users, such as residencial exams for disease prevention and water quality analysis. It was demonstrated the possibility to use the device’s screen to generate the light source for excite the SPR effect, which turns the system flexible to modify the light wavelength used and acquire additional information compared to conventional systems. The results showed that it is possible to excite SPR effect through a polychromatic light to the angular interrogation mode, finding the desired influence of wavelength component using a software filter in captured image signal. Furthermore it was proposed to use SPR curve morphological analysis for substance
identification to be measured, which reduces the computational complexity and increases the instrument sensitivity. The morphological analysis results demonstrated the possibility of identify characteristics didn’t observed by monitoring the resonance condition. Monitoring the values of the SPR line broadening Gamma and asymmetry G, it was observed effects of changes in solute and surface conditions. To minimize the spurious variables effect, it was proposed a mathematical model that allow analyze the signal noise relationship of the system that was decomposed in each basic component. In this model was considered the control variables available, as light source’s current and camera integration time, further the temperature influence. Based in this model it was demonstrated that light source wavelength drifts is more critical than temperature effect. Thus it was proposed two ways for control the light source, changing the current for
maintain constant the wavelength without temperature control.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:riufcg/1835 |
| Date | 27 September 2018 |
| Creators | SOUZA FILHO, Carlos Alberto de. |
| Contributors | LIMA, Antônio Marcus Nogueira., NEFF, Franz Helmut., PERKUSICH, Ângelo., MELCHER, Elmar Uwe Kurt., NAIME, João de Mendonça., FONTANA, Eduardo. |
| Publisher | Universidade Federal de Campina Grande, PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA, UFCG, Brasil, Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca de Teses e Dissertações da UFCG, instname:Universidade Federal de Campina Grande, instacron:UFCG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Capes |
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