Tese: Humidity Sensor Based on MEMS SAW Technology
Aluno(a) : Sergio Gutierrez EscobarOrientador(a): Arthur Braga e Sully Quintero
Área de Concentração: Petróleo e Energia
Data: 13/09/2016
Link para tese/dissertação: http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.29753
Resumo: Os sistemas micro eletromecânicos são dispositivos na escala dos micras que combinam estruturas mecânicas com circuitos elétricos, e são usados como sensores ou atuadores. Dentro destes dispositivos, estão os de onda superficial acústica (SAW em inglês) que usam variações na velocidade ou percurso de propagação da onda para fazer a detecção da variável a medir. Uma aplicação importante em processos químicos, é no acondicionamento de ambientes, monitorando a umidade. Para isso um sensor SAW comprado, foi coberto em sua superfície com uma camada de um polímero absorvente de vapor de agua. No qual o aumento na massa do polímero na superfície diminui a velocidade da onda. Por tanto o PolyVinyl Álcool foi escolhido para absorver o vapor de agua e foi preparado com 5.6 wt %, para ser depositado por meio de spin coating. Então uma serie de experimentos foram feitos numa câmara climática variando tanto a umidade como a temperatura, com o fim de avaliar o comportamento do sensor medindo a sua variação da frequência. Estes resultados foram comparados com um modelo analítico e uma simulação por elementos finitos. O modelo analítico foi presentado por Sielman, o qual determina como muda a densidade e espessura no polímero com a umidade. Estes valores foram substituídos na equação de Wohltjen que dá a variação da frequência de um SAW devido a absorção de gases. Em quanto a simulação por elementos finitos foi feita em Comsol Multiphysics achando a frequência para a qual o SAW ressona, com o aumento da densidade na camada acima do SAW para as umidades inseridas.