Análisis para el diseño de circuitos osciladores de Colpitts con sensores de gas QCM
Resumen
Las narices electrónicas con base en sensores de microbalanza de cristal de cuarzo (QCM) son ampliamente usadas para la detección y análisis de compuestos orgánicos volátiles. Una película de material químicamente selectiva depositada en los electrodos del QCM lo convierte en un sensor cuya sensibilidad es una función de la frecuencia resonante del cristal piezoeléctrico. Para tal propósito diversos circuitos osciladores se han empleado con el QCM, principalmente usando compuertas lógicas y amplificadores operacionales cuyos límites en las frecuencias de oscilación restringen un aumento de la sensibilidad de la nariz electrónica. En este trabajo se muestra un análisis detallado para el diseño e implementación de una variante del circuito oscilador de Colpitts para QCM empleando un transistor de ultra-alta frecuencia y bajo ruido con la finalidad de usar QCM de frecuencias más altas, realizar pocas modificaciones al circuito para
diferentes QCM e incrementar así la sensibilidad de la nariz electrónica.
Palabra(s) Clave(s): nariz electrónica, oscilador colpitts, QCM, sensibilidad.
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1120-1133 PDFReferencias
J. W. Gardner, P. N. Bartlett, Electronic Noses: Principles and Applications. 1999. Oxford University Press. Oxford. 1-5 pp.
P. Boeker, “On Electronic Nose Methodology”. Sensors and Actuators. No. B 204. 2014. 2-17 pp.
B. P. Stehrer, B. S. Schwödiauer, I.M. Graz, P. D. Pollheimer, H. J. Gruber, “High Frequency QCM based sensor system for sensitive detection of dissolved analytes”. Procedia Engineering. Vol. 5. 2010. 835-837 pp.
C. Martínez-Hipatl, S. Muñoz-Aguirre, G. Beltrán-Pérez, J. Castillo-Mixcóatl, J. Rivera-De la Rosa, “Detection of volatile organic compounds by an interferometric sensor”. Sensors and Actuators. No. B 147. 2010. 37-42 pp.
S. Muñoz Aguirre, T. Nakamoto, T. Moriizumi, “Study of deposition of gas sensing films on quartz crystal microbalance using an ultrasonic atomizer”. Sensors and Actuators. No. B. 105. 2005. 144-149 pp.
S. Muñoz Aguirre, A. Yoshino, T. Nakamoto, T. Moriizumi, “Odor approximation of fruit flavors using a QCM odor sensing system”. Sensors and Actuators. No. B. 105. 2007. 1101-1106 pp.
D. L. Osorio-Arrieta, S. Muñoz-Aguirre, G. Beltrán-Pérez, J. Castillo-Mixcóatl, J. Rivera de la Rosa, “Automation of a dynamic system to measure response of quartz crystal microbalance gas sensors”. Proc. of SPIE. Vol. 7499. No. 749903. 2009.
S. Muñoz-Aguirre, A. López-Casique, S. Alcántara-Iniesta, J. Castillo-Mixcóatl, G. Beltrán-Pérez, N. Muñoz-Aguirre, “High-Resolution Gas/Odor Sensors Using High-Frequency Quartz Crystal Microbalance”. Sensors and Materials. Vol. 26. No. 3. 2014. 131–136 pp.
Piezoelectric Transducers and Applications. Springer-Verlag. Berlin. 2004.
T. Nakamoto, Y. Suzuki, T. Moriizumi, “Study of VHF-band QCM Gas Sensor”, Sensors and Actuators. No. B 84. 2002. 98-105 pp.
T. Nakamoto, K. Nakamura, T. Moriizumi, “Study of Oscillator-Circuit Behavior for QCM Gas Sensor”. 1996. IEEE Ultrasonics Symposium, 351-354 pp.
Single Transistor Crystal Oscillator Circuits. Rakon UK Ltd. July 2009.
T. L. Floyd, Electronic Devices. 7th Edition. 2005. Pearson-Prentice Hall. USA. 281-284 pp.
The Colpitts Oscillator. http://www.electronics-tutorials.ws/oscillator/colpitts.html. 8 de Junio de 2015.
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