aplicaciones analiticas de la microbalanza de cristal de cuarzo ...
aplicaciones analiticas de la microbalanza de cristal de cuarzo ... aplicaciones analiticas de la microbalanza de cristal de cuarzo ...
86ωω s= (LC) -1/2B / mS420-2ω par1 / Rω serωC o-4-6-80 2 4 6 8 10 12 14G / mSFig 1.3Gráfico paramétrico de admitancia el circuito equivalente completo delcristal de cuarzo. R=100 Ω , C=33.6 fF , f s = 10 MHz , C o = 50 pFG = R / (R 2 + X 2 )B = X / (R 2 + X 2 ) + ωC oX = ωL - 1/ωCω s = 2πf s = (LC) -1/2El desplazamiento debido a C o provoca la aparición de dos frecuencias deresonancia en las que la fase se hace cero. Ambas frecuencias están muy cercanas yexisten circuitos electrónicos que permiten elegir la frecuencia de oscilación entreestas dos frecuencias.De acuerdo con Soares [22] estas frecuencias paralela y serie están dadas por laecuación:ωser / par=con:0ω + ωs2p( ωsωp )1R± − −2L0 2 2211
ω s=1L C0 C y ωp= ωs1+ C 0Si C o es suficientemente grande el círculo sube en el eje imaginario y ambasfrecuencias de resonancia colapsan en una sola, y si C o es aún mas grande no existeninguna frecuencia en la que la fase de la impedancia sea igual a cero. En este últimocaso el cristal no oscila, por lo que C o debe ser mantenida dentro de valores bajos.De la misma forma, si R se hace mayor, el menor diametro del círculo hace queambas frecuencias converjan y luego de un valor de resistencia dado la fase nunca escero, por lo que existe un valor máximo de R que puede ser medido mediante unsistema de oscilación determinado.Si la fase no pasa por cero, no existe una frecuencia en la que el cristal oscilelibremente. Esto hace que no se puedan utilizar los sistemas de MCQ resonantecuando la resistencia R tiene valor excesivo. Como veremos más adelante, laresistencia R está intimamente relacionada con la viscosidad del material en contactocon el cristal, por lo que líquidos viscosos pueden impedir que el cristal oscile aninguna frecuencia.Es posible diseñar osciladores que oscilen a frecuencias en las que la fase de laimpedancia del cuarzo no es cero sino un valor arbitrario, sin ambargo, la mayoría delos circuitos no utilizan esta posibilidad.La forma más conveniente de medir cambios con la MCQ cuando las pérdidasviscosas son altas consiste en utilizar una fuente externa de RF para excitar el cristal,de modo que no sea necesario tener una frecuencia resonante real para poder efectuarla medición. Se pueden medir muchos puntos alrededor de la frecuencia deresonancia de modo de construir el círculo completo. De estas medidas puedenobtenerse los valores de R , L , C y C o de forma sencilla y rápida, como se verá en lasección 3.1.12
- Page 1 and 2: UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRESFACULTAD
- Page 3 and 4: Aplicaciones analíticas de la bala
- Page 5 and 6: Capítulo 5 - Discusión5.1 La MCQ
- Page 7 and 8: una forma muy precisa, de forma de
- Page 9 and 10: Los cristales de cuarzo utilizados
- Page 11: 864ωB / mS20-2-41 / Rω s= (LC) -1
- Page 15 and 16: utilizar la analogía mecánico-el
- Page 17 and 18: 2.1.1 Capa rígida de espesor finit
- Page 19 and 20: 100008000Z f/ Ω60004000R f= X Lf20
- Page 21 and 22: esto muestra un aumento de R f con
- Page 23 and 24: 450R f, X Lf/ Ω400350300250200150X
- Page 25 and 26: En los espesores intermedios el com
- Page 27 and 28: 15001000R f/ Ω5000500 1000 1500 20
- Page 29 and 30: ϕ Ζ fπ −G'= + arctan4 G"Ec. 2.
- Page 31 and 32: 25002000R f/ Ω15001000500α = 1d =
- Page 33 and 34: Cuando (Z 2 /Z 1 ) tan (k 1 d 1 ) t
- Page 35 and 36: Las curvas señaladas como “no ad
- Page 37 and 38: en que Z 2 = ρG = ( + )1ρ2 1 j G"
- Page 39 and 40: u otro metal similar. Se ve clarame
- Page 41 and 42: capítulo 3Experimental3.1 - Métod
- Page 43 and 44: La señal sinusoidal Vi se aplica a
- Page 45 and 46: medir se pierde la información de
- Page 47 and 48: El problema de la medición de resi
- Page 49 and 50: Análogamente al caso anterior, la
- Page 51 and 52: La necesidad de uso de un instrumen
- Page 53 and 54: Medición defunción detransferenci
- Page 55 and 56: Salvo indicación en contrario los
- Page 57 and 58: capítulo 4Resultados Experimentale
- Page 59 and 60: 1000Límite de KanazawaR f/ Ω50000
- Page 61 and 62: de vapor, que permite variar la tem
ω s=1L C0 C y ωp= ωs1+ C 0Si C o es suficientemente gran<strong>de</strong> el círculo sube en el eje imaginario y ambasfrecuencias <strong>de</strong> resonancia co<strong>la</strong>psan en una so<strong>la</strong>, y si C o es aún mas gran<strong>de</strong> no existeninguna frecuencia en <strong>la</strong> que <strong>la</strong> fase <strong>de</strong> <strong>la</strong> impedancia sea igual a cero. En este últimocaso el <strong>cristal</strong> no osci<strong>la</strong>, por lo que C o <strong>de</strong>be ser mantenida <strong>de</strong>ntro <strong>de</strong> valores bajos.De <strong>la</strong> misma forma, si R se hace mayor, el menor diametro <strong>de</strong>l círculo hace queambas frecuencias converjan y luego <strong>de</strong> un valor <strong>de</strong> resistencia dado <strong>la</strong> fase nunca escero, por lo que existe un valor máximo <strong>de</strong> R que pue<strong>de</strong> ser medido mediante unsistema <strong>de</strong> osci<strong>la</strong>ción <strong>de</strong>terminado.Si <strong>la</strong> fase no pasa por cero, no existe una frecuencia en <strong>la</strong> que el <strong>cristal</strong> oscilelibremente. Esto hace que no se puedan utilizar los sistemas <strong>de</strong> MCQ resonantecuando <strong>la</strong> resistencia R tiene valor excesivo. Como veremos más a<strong>de</strong><strong>la</strong>nte, <strong>la</strong>resistencia R está intimamente re<strong>la</strong>cionada con <strong>la</strong> viscosidad <strong>de</strong>l material en contactocon el <strong>cristal</strong>, por lo que líquidos viscosos pue<strong>de</strong>n impedir que el <strong>cristal</strong> oscile aninguna frecuencia.Es posible diseñar osci<strong>la</strong>dores que oscilen a frecuencias en <strong>la</strong>s que <strong>la</strong> fase <strong>de</strong> <strong>la</strong>impedancia <strong>de</strong>l <strong>cuarzo</strong> no es cero sino un valor arbitrario, sin ambargo, <strong>la</strong> mayoría <strong>de</strong>los circuitos no utilizan esta posibilidad.La forma más conveniente <strong>de</strong> medir cambios con <strong>la</strong> MCQ cuando <strong>la</strong>s pérdidasviscosas son altas consiste en utilizar una fuente externa <strong>de</strong> RF para excitar el <strong>cristal</strong>,<strong>de</strong> modo que no sea necesario tener una frecuencia resonante real para po<strong>de</strong>r efectuar<strong>la</strong> medición. Se pue<strong>de</strong>n medir muchos puntos alre<strong>de</strong>dor <strong>de</strong> <strong>la</strong> frecuencia <strong>de</strong>resonancia <strong>de</strong> modo <strong>de</strong> construir el círculo completo. De estas medidas pue<strong>de</strong>nobtenerse los valores <strong>de</strong> R , L , C y C o <strong>de</strong> forma sencil<strong>la</strong> y rápida, como se verá en <strong>la</strong>sección 3.1.12
Change language