Desenvolupament de noves silicones dielèctriques i la seva aplicació en sensors
El monitoratge de la pressió dels fluids durant els processos de fabricació en les indústries farmacèutiques i alimentàries és un paràmetre crític per assegurar el control i la seguretat d’aquests. Actualment, els sensors de pressió utilitzats requereixen contacte directe i adaptadors addicionals, q...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2024 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/690652 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/690652 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Silicona Materials Dielèctrics Sensors de Pressió Ciències naturals, químiques, físiques i matemàtiques 54 66 |
| Sumario: | El monitoratge de la pressió dels fluids durant els processos de fabricació en les indústries farmacèutiques i alimentàries és un paràmetre crític per assegurar el control i la seguretat d’aquests. Actualment, els sensors de pressió utilitzats requereixen contacte directe i adaptadors addicionals, que disminueixen la flexibilitat i augmenta les possibilitats de contaminació, així com dificulten el manteniment i el muntatge. Els sensors flexibles són una alternativa que poden contribuir a superar aquestes limitacions, però són tecnologies molt recents i es troben en procés de transferència industrial. Venair, empresa especialitzada en tubs flexibles de silicona, busca innovar amb el desenvolupament d’un sensor capacitiu de pressió, flexible, sense contacte directe amb els fluids i un baix consum per ser utilitzat en tecnologies sense fil. Per assegurar una bona adherència i resistència a la temperatura, la silicona dielèctrica és un material idoni per realitzar el desenvolupament. El rendiment del sensor depèn de la constant dielèctrica, que incrementa la capacitància, i del mòdul de Young, que determina la facilitat en que el sensor es pot deformar. El principal problema del desenvolupament és optimitzar ambdues propietats alhora, a més, de la pèrdua d’integritat mecànica i processabilitat. El desenvolupament dels compòsits de silicona dielèctrica s’ha enfocat en els additius dielèctrics i la matriu de silicona. En aquest estudi, s’ha proposat l’ús de partícules multicapa TiO2@SnO2-Sb (ATO) i d’una matriu de silicona d’alta consistència (HCR) amb vinils terminals (ViT), i s’han comparat amb els compòsits que es proposen a la bibliografia. S’ha observat que les partícules ATO incrementen de forma més eficient la constant dielèctrica que les càrregues usuals sense empitjorar les propietats elèctriques. Per altra banda, la matriu ViT ha mostrat una elevada flexibilitat, presentant mòduls de Young baixos fins i tot en compòsits altament carregats, a més, d’una elevada integritat mecànica. Amb el compòsit òptim s’han fabricat els sensors de pressió i s’han intrigat exitosament en el procés de fabricació dels tubs de Venair. Per obtenir les dades de lectura del sensor, s’ha dissenyat un circuit electrònic juntament amb Arduino®. Els prototips s’han caracteritzat i s’ha observat una resposta del sensor lineal amb la pressió interna del tub, així com el test en temperatura, ha mostrat una sensibilitat baixa a la temperatura i una elevada robustesa. |
|---|