Projecto e construção de um medidor de oxigénio em gases

Abstract

As normas governamentais de protecção ambiental são cada vez mais rigorosas, o que implica que sejam tomadas medidas de controlo na emissão de gases. As grandes indústrias de combustão utilizam analisadores de combustão muito dispendiosos que envolvem tecnologias de ponta. Porém nas pequenas indústrias que envolvem processos de combustão, como sejam, caldeiras, fornalhas, etc. estes analisadores não são economicamente viáveis. Sucede que mesmo os analisadores existentes no mercado destinados ao controlo de processos de combustão de dimensão reduzida são muito caros, razão pela qual muitos construtores de caldeiras optam por não empregar qualquer tipo de controlo da combustão e, consequentemente, da emissão de gases poluentes. O presente trabalho visa contribuir para a solução deste problema de natureza económica e ambiental. O seu desenvolvimento ocorreu numa parceria entre o Departamento de Electrónica, Telecomunicações e Informática e a firma Selmatron sedeada em Aveiro. O projecto desenvolvido visava a construção de um medidor de oxigénio simples, de fácil utilização e manutenção e, simultaneamente, de baixo custo em relação às unidades existentes no mercado. Numa primeira fase, dedicámos a nossa atenção ao estudo do modo como o controlo eficiente do excesso de ar (quantidade de ar acima da mínima necessária para se dar uma combustão completa) que entra no processo de combustão, permite optimizar o rendimento térmico e reduzir a emissão de componentes poluentes. Foram abordadas algumas tecnologias utilizadas para controlar a eficiência térmica e foi feito um estudo sobre a sonda lambda. Numa segunda fase, foram equacionadas diferentes versões conducentes a um possível produto final.

ABSTRACT: Environmental protection regulations issued by governments are becoming increasingly stringent, what implies measures to control the emission of polluting gases and particles. The major combustion industries use very expensive combustion analyzers and they invest heavily in cutting-edge technology. However in small industries, involving boilers, furnaces, etc. these gas analyzers are not economically viable. It happens that even the existing measurement equipment intended for small combustion process are so expensive that most of the boiler manufacturers choose do not to use any controller at all to regulate the emission gases. The present work aims to contribute for the solution of this environmental and economical problem. Its development occurred under partnership between the Electronics, Telecommunications and Informatics Department of Aveiro University and the Aveiro’s company Selmatron. The present project intended the construction of a reliable simple low priced oxygen meter, in comparison to the existing market products. To start, we have been examining how the effective control of the excess air over the amount of the air necessary for a completed combustion to take place, can optimize the thermal efficiency and reduce emission of pollutants. We approached some technologies used to control the excess air and we studied how the lambda probe works. In a second phase, we approached different solutions versions leading to a final product.