Registrador portátil de odorantes basado en la modulación de temperatura de un sensor mos comercial

Abstract

Recebido em 4/4/13; aceito em 1/7/13; publicado na web em 9/8/13 PORTABLE GAS DATA LOGGER BASED ON TEMPERATURE MODULATION OF A SINGLE MOS COMMERCIAL SENSOR. A simple, portable and low-cost system for odor detection was developed using a single MOS commercial sensor and a microcontroller. The temperature modulation technique was implemented applying a DC signal pulse to the sensor heater by a bipolar transistor. Two odorant profiles, ethanol and acetic acid vapors, were obtained and distinguished based on their amplitude versus time responses. Response for acetic acid was not reported by the sensor manufacturer. An ethanol vapor calibration curve was also obtained. Experimental data showed a potential behavior according to the theoretical equation of the MOS sensors. Values of logK=0.457 and α=-0.213 for a 95% confidence level were obtained.Keywords: portable odorant data logger; odor detection; embedded system. INTRODUCCIÓNDesde sus orígenes el hombre ha utilizado su sentido del olfato para diagnosticar enfermedades, comprobar el estado de los alimentos o identificar peligros.1 Con el desarrollo científico-técnico y debido a la necesidad de realizar estas medidas en ambientes nocivos, de difícil acceso o para obtener resultados más precisos y rápidos, se han desarrollado instrumentos que sustituyen o apoyan al hombre en estas tareas. Actualmente, se reportan diferentes tipos de sistemas para mediciones de gases y vapores, que incluyen desde los cromatógrafos gaseosos, analizadores de gases y alcoholímetros hasta otros métodos que emplean la propia nariz humana como los olfatómetros y escentómetros. 2Una alternativa interesante frente a estos equipos de laboratorio son los instrumentos conocidos como sistemas de olfato electrónico o narices electrónicas.3 Las aplicaciones de estos instrumentos son variadas y se reporta su empleo en el campo de la industria alimenticia, 4 diagnóstico médico 5 y detección de parámetros medioambientales 6,7 así como en la industria aeroespacial, cosmética y la rama militar y otras. 8,9 En particular en la industria vinícola se conocen investigaciones que emplean estos sistemas para detectar y reconocer el grado de envejecimiento de vinos 10 y detectar la presencia de ácido acético. 11También se conocen aplicaciones para discriminar muestras de vinos con diferentes concentraciones de etanol. 12Estos sistemas pueden utilizar sensores de diferente naturaleza como los sensores de Metal-Oxido-Semiconductor (MOS), los basados en materiales poliméricos, piezoeléctricos, ópticos, MOSFETs y otros.3 No obstante, en una amplia cantidad de trabajos se reporta el empleo de los sensores comerciales MOS basados en SnO 2 .3 Esto se debe a su disponibilidad en el mercado, relativo bajo costo y que no requieren de circuitos acondicionadores complejos. Actualmente existen empresas que comercializan este tipo de sensores como la casa Figaro de Japón. 13Se ha reportado que la respuesta transitoria de los sensores es más rica en información a la hora de realizar el análisis.14 Esta respuesta puede obtene...