Estudio y análisis del efecto rugoso sobre la respuesta del sensor de cuarzo AT en medios fluidos

Abstract

El trabajo presentado en esta tesis doctoral profundiza sobre el fenóme-no rugoso superficial y su contribución a la respuesta acústica del cristal resonador de cuarzo en medios líquidos. Su principal aportación se centra en el estudio de los parámetros geométricos que pueden representar de forma óptima la contribución rugosa sobre la impedancia acústica del sen-sor. Se propone un modelo empírico del efecto rugoso basado en los resul-tados de este estudio. Otra de las aportaciones de la presente tesis se centra en el estudio detallado de uno de los modelos de rugosidad propuestos más recientemente: el modelo de Arnau. Este modelo plantea la posibilidad de modelar la rugosidad mediante una distribución de casquetes semi-esféricos. En esta tesis se propone una corrección semi-empírica de dicho modelo que permita incluir el efecto de interferencia entre casquetes. Esta corrección se emplea en el estudio del comportamiento del efecto rugoso en superficies aleatorias. Se ha demostrado que el efecto de la rugosidad de una superficie aleatoria en la impedancia acústica puede ser modelado por la respuesta de una superficie equivalente formada por una distribución re-gular de casquetes semi-esféricos sobre una superficie plana. Asimismo, se ha demostrado que los parámetros geométricos de esta superficie equiva-lente están linealmente correlacionados con la proyección de la superficie aleatoria real en la dirección del movimiento. Esta afirmación se ha com-probado mediante medidas experimentales con microscopio de fuerza atómica (AFM).

Palabras Clave: Piezoelectricidad, sensores de cuarzo, rugosidad, modo de cizalla en espesor.