Determinación de la relación entre el nivel de pH de un líquido y la variación de los parámetros de dispersión en la frecuencia de resonancia de una línea de transmisión Microstrip con Stub resonante
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Date
2023-11
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
En el presente informe de investigación se describe el procedimiento para la
determinación de la relación entre el cambio en la frecuencia de resonancia y el nivel de
potencial de hidrogeno (pH) de una muestra líquida a través de los parámetros de
dispersión o parámetros S; mediante el diseño e implementación de un sensor basado en
una línea de transmisión Microstrip con Stub resonante.
Para la realización del sistema sensor se ha diseñado una línea de transmisión
Microstrip con un Stub en paralelo para poder obtener una resonancia en la frecuencia de
3 GHz; este diseño ha sido simulado en el software ANSYS para la realización de un
análisis electromagnético. Posteriormente se ha fabricado el mencionado dispositivo
mediante manufactura substractiva por medio de una CNC en FR4, material para placas
de circuito impreso, que cuenta con un substrato de epoxi con una permitividad relativa
de 4.4. El dispositivo electromagnético es complementado con un dispositivo
microfluídico, como medio contenedor de la muestra líquida, para ello se ha hecho uso
de Polidimetilsiloxano (PDMS) polímero por el cual se podrá mantener cada ensayo de
medición libre de substancias líquida debido a su capacidad hidrofóbica. La geometría de
la estructura de PDMS será diseñada a partir de un análisis electromagnético según las
zonas de mayor intensidad de campo eléctrico de acuerdo a la simulación realizada en
ANSYS HFSS, y fue fabricado usando la técnica de réplica por molde mediante
impresión 3D en resina.
La parte electromagnética y microfluídica se ensamblan para formar el dispositivo
sensor, en donde se deposita la muestra líquida en el canal microfluídico y se procede a
medir los parámetros de dispersión de la línea de transmisión resonante mediante el
Analizador Vectorial de Redes (VNA); estos datos son procesados obteniendo el
coeficiente de determinación 𝑅2 para el ajuste de los datos de forma que se pueda
reconocer la relación que mantienen ambas variables.
Description
Keywords
TECHNOLOGY::Engineering mechanics::Other engineering mechanics