Arquitectura para un nuevo analizador compacto de gases basado en una matriz de microsensores de infrarrojo no especificos
- Autores: Rafael Rubio Bonilla
- Directores de la Tesis: Santiago Marco Colás (dir. tes.), Luis Fonseca Chacharo (codir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2007
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Josep Samitier Martí (presid.), Eduard Llobet Valero (voc.), Carles Badenes Gonçal Cané (voc.), Mauricio Moreno (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La presente tesis presenta un nuevo sistema de medida de gases que pretende combinar las ventajas de los sistemas de medición ópticos NDIR (Non dispersive InfraRed) con el concepto de matriz de sensores inespecífica del ámbito de las narices electrónicas.
El núcleo del sistema de detección está formado por un módulo de detección infrarrojo compuesto por una matriz de detectores térmicos (termopilas) y una equivalente de filtros multibanda fabricadas en substratos de silico empleando tecnologías compatibles CMOS.
Los diferentes elementos de la matriz de filtros tienen espectros que no han sido orientadas a la detección específica de ninguna sustancia, pero que en conjunto cubren la región del infrarrojo de 1000 a 40000 cm-1. Por lo tanto la respuesta del sistema para cada gas será un patrón de variaciones de voltaje. Para discriminar sustancia o predecir la concentración delas mismas a partir de este patrón se emplean técnicas de procesado mutlivariable.
Se fabrican matrices de termopilas con 9 (3x3) y 16 (4x4) elementos. Para optimizar la integración de los elementos en un área mínima se emplea una membrana única. La existencia de uniones frías para todos los elementos de la matriz se garantiza empleando una serie de nervios transversales. Estos nervios se fabrican sin aumentar el número de etapas tecnológicas respecto el proceso de fabricación de una termopila individual.
De igual manera se fabrican matrices de filtros con 9 y 16 elementos. Para producir diferentes espectros de transmisión se varía el grosor de una capa intermedia de óxido plasma en el rango de las 2-8 um. Para reproducir los diferentes grosores de cada elemento se parte de una capa inicial de 8um de óxido se graba utilizando una combinación binaria de mascaras y grosores de ataque que minimiza el número máscaras utilizado.
El ensamblado de ambas matrices se realiza por un procedimiento de auto-alineado de ambas matrices utilizando t
