Modelado y simulación de un sensor de fibra óptica basado en la onda evanescente

The development and progress in fiber optic sensors (SFO) is due to the unique advantages they have over solid-state sensors, their main advantages are: immunity to electromagnetic interference, high sensitivity and possibility of distributed sensing, so they have found applications in a variety of fields because most of the physical and chemical variables can be monitored with SFO. One of the main detection mechanisms is the absorption of evanescent waves, so it is important to know the parameters that determine the behavior of this in SFOs. In this work we present the mathematical modeling and simulation to determine the parameters such as evanescent wave absorption and penetration depth. According to the numerical results, an evanescent wave absorption of 0.2x10-3 ua and a penetration depth of 2 µm were obtainedEl desarrollo y avance en los sensores de fibra óptica (SFO) se debe a las ventajas únicas que poseen sobre los sensores basados estado sólido, sus principales ventajas son: inmunidad a las interferencias electromagnéticas, alta sensibilidad y posibilidad de sensado distribuido, por lo cual han encontrado aplicaciones en una gran variedad de campos debido a que la mayoría de las variables físicas y químicas pueden ser monitoreadas con los SFO. Uno de los principales mecanismos de detección es la absorción de ondas evanescentes, por lo que es importante conocer los parámetros que determinan el comportamiento de esta en los SFO. En este trabajo se describe el modelado matemático y simulación para determinar los parámetros como la absorción de la onda evanescente y la profundidad de penetración. De acuerdo con los resultados numéricos se obtuvo una absorción de la onda evanescente de 0.2x10-3 ua, y profundidad de penetración de 2 µm

Un nuevo rectificador reconfigurable CMOS para recolectores de energía piezoeléctrica en dispositivos portables

Los recolectores de energía para dispositivos portables tienen una aplicación potencial en la conversión de la energía del movimiento humano en energía eléctrica para alimentar dispositivos inteligentes de monitoreo de la salud, de la industria textil, así como de relojes y lentes inteligentes. Estos recolectores de energía requieren circuitos rectificadores óptimos que maximicen sus eficiencias de carga. En este estudio se presenta el diseño de un novedoso rectificador reconfigurable metal óxido semiconductor complementario (CMOS) para recolectores de energía piezoeléctrica portables que puede aumentar sus eficiencias de carga. El rectificador diseñado se basa en la tecnología de proceso CMOS estándar de 0,18 µm considerando un patrón geométrico con un área total de silicio de . El circuito rectificador propuesto tiene dos puertas de transmisión (TG) que están compuestas por cuatro transistores rectificadores con una carga de 45 kΩ, un voltaje mínimo de entrada de 500 mV y un voltaje máximo de 3,3 V. Los resultados de las simulaciones numéricas del funcionamiento del rectificador indican una eficiencia de conversión de voltaje del 99,4 % y una eficiencia de conversión de potencia de hasta el 63,3 %. El rectificador propuesto puede utilizarse para aumentar la eficiencia de carga de los recolectores de energía piezoeléctrica portables.Wearable energy harvesters have potential application in the conversion of human-motion energy into electrical energy to power smart health-monitoring devices, the textile industry, smartwatches, and glasses. These energy harvesters require optimal rectifier circuits that maximize their charging efficiencies. In this study, we present the design of a novel complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) reconfigurable rectifier for wearable piezoelectric energy harvesters that can increase their charging efficiencies. The designed rectifier is based on standard 0.18 µm CMOS process technology considering a geometrical pattern with a total silicon area of 54.765 µm x 86.355 µm. The proposed rectifier circuit has two transmission gates (TG) that are composed of four rectifier transistors with a charge of 45 kΩ, a minimum input voltage of 500 mV and a maximum voltage of 3.3 V. Results of numerical simulations of the rectifier performance indicate a voltage conversion efficiency of 99.4% and a power conversion efficiency up to 63.3%. The proposed rectifier can be used to increase the charging efficiency of wearable piezoelectric energy harvesters