Generador de frecuencias automaticamente variable para su aplicación por el metodo de espectroscopia de bajas frecuencias
Date
2000
Authors
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Publisher
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Abstract
La presente investigación aplicada en ingeniería electrónica y física de materiales aborda el diseño y construcción de un sistema de espectroscopía a bajas frecuencias, orientado a la caracterización de sustancias a partir de las variaciones de impedancia que experimentan al ser sometidas a señales eléctricas a diferentes frecuencias. Frente a las técnicas espectrométricas convencionales —que históricamente han constituido una de las herramientas más potentes para determinar la estructura de la materia mediante la medición de niveles de absorción o emisión, pero cuya instrumentación comercial demanda plataformas de alta tecnología, costosos procesos de importación y un oneroso mantenimiento—, el estudio justifica la viabilidad técnica y económica de desarrollar un equipo accesible con recursos tecnológicos nacionales y sin requerir infraestructura extraordinaria.
El objetivo central del trabajo consiste en diseñar y construir un generador de señal senoidal de frecuencia automáticamente variable que mantenga una amplitud constante a lo largo de un barrido continuo. La investigación parte de la hipótesis de que, al incidir una señal electromagnética sobre una solución, esta excita movimientos oscilatorios en las partículas de la sustancia, provocando que parte de la energía sea absorbida por el medio; en consecuencia, dicha absorción puede cuantificarse directamente evaluando la variación en la amplitud de la señal tras atravesar la muestra. Entre las aportaciones fundamentales del dispositivo destacan la instrumentación de un oscilador senoidal con un ancho de banda de 1 Hz a 100 kHz, un detector de amplitud para registrar la atenuación de la señal y una interfaz computacional encargada de gobernar el barrido de frecuencia y gestionar el almacenamiento digital de los datos.
La obra consta de setenta páginas articuladas a lo largo de cuatro capítulos, respaldada por dos tablas de especificaciones, quince figuras, cinco gráficas, cinco diagramas a bloques, tres diagramas de circuitos eléctricos, diez referencias bibliográficas y cuatro apéndices técnicos, habiendo sido sus resultados preliminares presentados en el XLII Congreso Nacional de Física. El primer capítulo expone el concepto general de la espectroscopía, las regiones del espectro electromagnético y los mecanismos físicos que rigen la interacción entre la materia y la radiación incidente; el segundo capítulo detalla la teoría electrónica básica de los distintos bloques que integran el sistema, estableciendo las directrices conceptuales para su diseño y manufactura; el tercer capítulo ofrece una descripción funcional y pormenorizada de los componentes circuitales que conforman el prototipo; y el cuarto capítulo presenta la caracterización experimental de las señales entregadas por el dispositivo, validando el cumplimiento de los parámetros de diseño y la efectividad del método espectroscópico propuesto.