Examinando por Materia "Transductores"

Mostrando 1 - 5 de 5
  • Miniatura
    PublicaciónAcceso abierto
    Desarrollo de un sistema multi-sensorial para la medición de variables subacuáticas
    (Universidad del Valle, 2012) Collazos Burbano, David Alejandro; Ealo Cuello, Joao Luis; Jaramillo Pizarro, Leonardo
    En la actualidad la electrónica ha permitido la implementación de sistemas sensoriales cada vez más pequeños, pasando de tecnologías que requieren de gran espacio a unos de menores dimensiones, tan pequeños como la necesidad lo requiera (gracias a la tecnología MEMS1), de bajo costo y bajo consumo. Adicionalmente, la disponibilidad de nuevos dispositivos electrónicos permite agrupar pequeños dispositivos para inspeccionar diferentes entornos (bajo agua, en tierra o en aire), que operen en tiempo real, con la posibilidad de ser manipulados remotamente desde un PC. En este trabajo se propone el desarrollo de un sistema multi-sensorial que mida la velocidad de flujo, temperatura y salinidad bajo el agua, integrando los sensores sobre una misma plataforma, y evaluando el desempeño de dicho sistema con base en el incremento de la eficiencia energética. El documento se ha distribuido en tres grandes partes: La primera parte consta de un marco teórico (capítulo 1.) que involucra los conceptos relacionados con el desarrollo realizado, así como información teórica importante sobre el medio donde operará el sistema; también, se presenta una revisión bibliográfica (capítulo 2.) de algunos mecanismos, métodos y plataformas empleados para medir las variables deseadas bajo agua. La segunda parte, presenta los módulos sensoriales implementados (capítulo 3.), dentro del cual se explica el sistema sensorial, su principio de funcionamiento, los circuitos electrónicos y las normas de diseño de PCB seguidas para asegurar un mejor funcionamiento de cada módulo del sistema. La tercera parte, está destinada a la evaluación del consumo de potencia del sistema (capítulo 4.), tanto a nivel software como hardware. Finalmente, se presentan las conclusiones del trabajo desarrollado y recomendaciones para mejorar el sistema propuesto inicialmente.
  • Miniatura
    PublicaciónAcceso abierto
    Determinación numérica de las longitudes de onda de operación de un sensor óptico basado en la Resonancia de Plasmón Superficial
    (Universidad del Valle, 2020) Yante Bombo, Jhon Carlos; Galíndez Jamioy, Carlos Augusto
    Los sensores de fibra óptica (OFS de sus siglas en ingles "Optics Fiber Sensor") han adquirido una importancia relevante en biotecnología, ciencias ambientales y otras áreas. Estos actualmente representan una forma de bajo costo para implementar diferentes dispositivos tecnológicos de detección; hay muchas configuraciones para producir OFS; su construcción puede variar desde el uso de técnicas químicas, hasta variaciones geométricas para su construcción, por ejemplo, producir OFS sin revestimiento, de geometría cónica o en forma de U, entre otras. En particular, el OFS en forma de U tiene una eficiencia significativa sobre las otras configuraciones. En este sentido, este trabajo se llevó a cabo un estudio preliminar de un sensor de fibra óptica doblado en forma de U y el cual basa su funcionamiento en la Resonancia de Plasmón Superficial (ver figura 12). En primera instancia, se buscó caracterizar las longitudes de onda de operación para dicha configuración, determinar las características más relevantes en la fabricación y operación del sensor, así como modelar el comportamiento óptico del sensor, para su futuro diseño y construcción. Se determinó que diferentes parámetros ópticos y geométricos influyen en el funcionamiento del sensor, como lo son: el espesor de la película metálica, donde el rango óptimo para la formación de los plasmones se presenta entre (50 nm) a (60 nm), también se encontró que, el ángulo de incidencia de la luz contribuye en la generación de los plasmones, como lo predice la relación de dispersión para la formación de los mismos; en la misma línea de pensamiento, la longitud de onda de la luz utilizada para estimular la formación de los plasmones, es de una gran importancia, donde estas longitudes de onda dependen del índice de refracción de las capas con las que se ha construido el sensor. Finalmente, se determina que la adición de las nanopartículas de oro al sensor ayuda en la generación de los plasmones superficiales y en última instancia, en el proceso de sensado, ya que en las simulaciones realizadas, se observó un corrimiento en la longitud de onda en la creación del plasmón, en función del tamaño de las mismas. Por lo tanto, la resonancia de plasmón superficial es un fenómeno muy importante desde el punto de vista teórico, experimental y práctico, por ejemplo, cuando se implementa este fenómeno con un sistema de sensado donde se utiliza una fibra óptica, que permite desde la medición de cantidades físicas (Temperatura, índice de refracción entre otros), hasta el monitoreo de agentes químicos en medios acuosos.
  • Miniatura
    PublicaciónAcceso abierto
    Diseño y caracterización de multitransductores con arreglo en fase para generar vórtices ultrasónicos en aire
    (Universidad del Valle, 2013) González Hernández, Juan Felipe; Ealo Cuello, Joao Luis; Pustowka Reyes, Alejandro Michael
    Los multitransductores son superiores a tecnologías mono elemento, debido a que permiten conformar imágenes sin necesidad de desplazar físicamente el dispositivo; también permiten modificar el haz emitido por medio de retardos dinámicos aplicados a cada uno de sus componentes y realizar ensayos no destructivos en materiales (NDE). Este trabajo de grado pretende mostrar el potencial de los multitransductores utilizando sistemas phased array para la generación de vórtices acústicos, partiendo desde el diseño, la fabricación y caracterización del arreglo de transductores. Este texto está divido en siete capítulos. El capítulo uno presenta una introducción de manera muy general sobre las tecnologías de transductores ultrasónicos a utilizar y las ventajas de trabajar con sensores multielemento, respecto a las tecnologías mono elemento. El capítulo dos muestra los objetivos propuestos en el inicio del desarrollo del presente trabajo. El capítulo tres muestra fundamentos básicos de propagación de ondas, las tecnologías de ultrasonidos empleadas para ultrasonidos acoplados en aire y vórtices acústicos. El capítulo cuatro describe los métodos y materiales empleados, en donde se describen y caracterizan las tecnologías empleadas en la construcción y fabricación de los multitransductores. El capítulo cinco abarca la construcción y caracterización de los multitransductores fabricados, cómo influye la tecnología sobre el modo de operar del multitransductor. El capítulo seis presenta los resultados obtenidos por los multitransductores, en donde se analizan las características de cada uno en la conformación del campo acústico. Por último en el capítulo siete se concluye sobre los resultados obtenidos y trabajo futuro.
  • Miniatura
    PublicaciónAcceso abierto
    Estimación experimental de las propiedades mecánicas en ferroelectretos para su potencial aplicación en transductores flexurales
    (Universidad del Valle, 2024) Cortázar Aguíar, Juan David; Pazos Ospina, Jhon Fernando; Ealo, Joao
    En este trabajo se plantean diferentes etapas que van desde la estimación de las propiedades elásticas efectivas de dos tipos de diferentes películas de ferroelectreto, hasta la simulación por medio de software de elementos finitos de los modos flexurales de una geometría circular de este material y su validación por medio de análisis modal experimental. Para la caracterización del material se aplicarán dos técnicas diferentes; espectroscopia ultrasónica acoplada en aire y la solución del problema inverso de ondas guiadas de Lamb, utilizando el método propuesto por D. A. Collazos-Burbano.
  • Miniatura
    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación del desempeño de un módulo de comunicación acústico subacuático
    (Universidad del Valle, 2012) Vargas Valencia, Laura Susana; Ealo Cuello, Joao Luis; Jaramillo Pizarro, Leonardo
    El desarrollo de módulos de comunicación acústica subacuática ha permitido realizar actividades como el monitoreo de ecosistemas acuáticos, el control inalámbrico de vehículos submarinos no tripulados y en general la comunicación con instrumentos ubicados bajo el agua. En relación con lo anterior, el problema que se plantea en este trabajo involucró el diseño e implementación de un prototipo inalámbrico que permitiera establecer un enlace para transmisión de datos a través de un canal acústico subacuático entre dos módulos iguales utilizando modulación en frecuencia BFSK. Dentro de este marco se consideró la ejecución de pruebas preliminares con la intención de comprobar si las tecnologías y técnicas empleadas presentan un rendimiento apropiado. La evaluación del prototipo de comunicación se realizó en un tanque considerando perturbaciones como burbujas. El documento se ha distribuido en cuatro capítulos. El primer capítulo contiene una revisión bibliográfica de dispositivos desarrollados a nivel comercial y por grupos de investigación involucrados en aplicaciones submarinas. El segundo capítulo contiene un marco teórico que abarca los conceptos teóricos y prácticos que intervienen en la comunicación acústica subacuática. En el tercer capítulo se muestra una propuesta de implementación de un modulo de comunicación acústica subacuática que involucra el desarrollo de un par de transductores acústicos y el diseño digital del modem en una FPGA Spartan.-3. El cuarto capítulo presenta pruebas preliminares del módulo verificando su funcionamiento. Finalmente se presentan las conclusiones, recomendaciones y trabajo futuro.