Implementación de un sensor de permitividad para fluidos utilizando el método de terminación coaxial abierta
Este proyecto está enfocado en la implementación de una sonda coaxial abierta capaz de medir la permitividad compleja en fluidos con ayuda del equipo MegiQ VNA, disponible en la facultad de Ingeniería de la Universidad de Cuenca. Primeramente, se realizaron mediciones con el equipo ENA Keysight Tec...
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2019
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| author | Jara Carpio, Gabriela Betzabe Solano Pacheco, Josue Sebastián |
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| description | Este proyecto está enfocado en la implementación de una sonda coaxial abierta capaz de medir la permitividad compleja en fluidos con ayuda del equipo MegiQ VNA, disponible en la facultad de Ingeniería de la Universidad de Cuenca.
Primeramente, se realizaron mediciones con el equipo ENA Keysight Technology disponible en ARCOTEL, para tener una idea global del proceso de medición utilizando el método de sonda coaxial abierta. Posteriormente, tras una breve revisión bibliográfica y teórica acerca de propagación de ondas electromagnéticas en líneas de transmisión y experimentos previos utilizando métodos similares para la medición de permitividad, se describen tres modelos matemáticos que relacionan la permitividad con el coeficiente de reflexión medido, al igual que el proceso de diseño e implementación de la sonda. Se utilizaron datos de referencia para la selección de los líquidos de análisis (Agua, Butanol, Etanol, Metanol, Propanol 1 y Propanol 2), los cuales fueron dispuestos por el laboratorio de Ingeniería Química de la Universidad de Cuenca.
En la segunda etapa de desarrollo se convierte y registra la medición del coeficiente de reflexión de cada líquido. Al contrastar los resultados obtenidos con datos teóricos, se definen: el modelo matemático adecuado (Modelo Capacitivo), líquido de referencia (Propanol 1), y rango de frecuencias de análisis (500 MHz – 2500 MHz).
Finalmente, tras realizar un ajuste de datos, se exponen los resultados que evalúan la precisión y exactitud de la sonda diseñada mediante el promedio y la desviación estándar del error porcentual producido en mediciones repetitivas de cada líquido (exactamente 10 mediciones). En este contexto, se logra un margen de error del 15\% y un grado de precisión de entre el 3 y 6\%, en la mayoría de las frecuencias analizadas. |
| format | bachelorThesis |
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| institution | Universidad de Cuenca |
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| spelling | oai:dspace.ucuenca.edu.ec:123456789-335522020-10-14T20:16:45Z Implementación de un sensor de permitividad para fluidos utilizando el método de terminación coaxial abierta Jara Carpio, Gabriela Betzabe Solano Pacheco, Josue Sebastián Araujo Pacheco, Alcides Fabián Ingeniería Electrónica Sonda coaxial abierta Ondas electromagnéticas Coeficiente de reflexión Este proyecto está enfocado en la implementación de una sonda coaxial abierta capaz de medir la permitividad compleja en fluidos con ayuda del equipo MegiQ VNA, disponible en la facultad de Ingeniería de la Universidad de Cuenca. Primeramente, se realizaron mediciones con el equipo ENA Keysight Technology disponible en ARCOTEL, para tener una idea global del proceso de medición utilizando el método de sonda coaxial abierta. Posteriormente, tras una breve revisión bibliográfica y teórica acerca de propagación de ondas electromagnéticas en líneas de transmisión y experimentos previos utilizando métodos similares para la medición de permitividad, se describen tres modelos matemáticos que relacionan la permitividad con el coeficiente de reflexión medido, al igual que el proceso de diseño e implementación de la sonda. Se utilizaron datos de referencia para la selección de los líquidos de análisis (Agua, Butanol, Etanol, Metanol, Propanol 1 y Propanol 2), los cuales fueron dispuestos por el laboratorio de Ingeniería Química de la Universidad de Cuenca. En la segunda etapa de desarrollo se convierte y registra la medición del coeficiente de reflexión de cada líquido. Al contrastar los resultados obtenidos con datos teóricos, se definen: el modelo matemático adecuado (Modelo Capacitivo), líquido de referencia (Propanol 1), y rango de frecuencias de análisis (500 MHz – 2500 MHz). Finalmente, tras realizar un ajuste de datos, se exponen los resultados que evalúan la precisión y exactitud de la sonda diseñada mediante el promedio y la desviación estándar del error porcentual producido en mediciones repetitivas de cada líquido (exactamente 10 mediciones). En este contexto, se logra un margen de error del 15\% y un grado de precisión de entre el 3 y 6\%, en la mayoría de las frecuencias analizadas. This Project focuses on the implementation of an open-ended coaxial probe capable of measuring the complex permittivity on liquids using the MegiQ VNA, which is available in the School of Engineering of the University of Cuenca. First, the ENA Keysight Technology equipment, available in ARCOTEL, was used to do measurements and to have a global idea about the measurement process using the open-ended coaxial probe method. Later, the design and implementation of the probe and three mathematical models that relate to the permittivity with the reflection coefficient are described according a little bibliographic and theoretical review about the propagation of electromagnetic waves in the transmission lines and previous experiments on the permittivity measurement using similar methods. The reference data is used for the selection of the analyzed liquids (water, butanol, ethanol, methanol, propan-1-ol, propan-2-ol), which were arranged by the Chemical engineering lab of the University of Cuenca. A second task described in this thesis is the conversion and registry of the measurement of the reflection coefficient of each liquid. When comparing obtained results with theorical data, the following parameters were defined: the proper mathematical model (Capacitive Model), reference liquid (propan-1-ol), and analysis frequency range (500 – 2500 MHz). Finally, after performing data adjustment, the results that evaluate precision and accuracy of the probe according the average and standard deviation of the error rate produced in repetitive measurements on each liquid (exactly 10 measurements) are exposed. The probe has a margin of error of 15\% and a degree of accuracy of 3-6\% in most of the frequencies analyzed. Ingeniero en Electrónica y Telecomunicaciones Cuenca 2019-10-24T14:59:03Z 2019-10-24T14:59:03Z 2019-10-24 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/33552 spa TET;88 application/pdf application/pdf |
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