Diseño, Ensamble y Validación Preliminar de un Microsensor Térmico Tof en Tecnología TFS20 para Aplicaciones Hidrométricas
Design, assembly, and preliminary validation of a thermal ToF
microsensor in TFS20 technology for hydrometric applications
Coto Fuentes Hesner
Instituto Tecnológico de La Laguna
hesnercf@lalaguna.tecnm.mx
https://orcid.org/0000-0002-9548-7864
González Aroña Itzel Sarahim
Instituto Tecnológico de La Laguna
m.isgonzalez@lalaguna.tecnm.mx
https://orcid.org/0009-0000-3528-3651
Guevara Amatón Karla Victoria
Instituto Tecnológico de La Laguna
kvguevaraa@correo.itlalaguna.edu.mx
https://orcid.org/0009-0000-2894-4861
Volumen:
2
Edición:
12
Resumen
La presente investigación tiene como objetivo desarrollar un sensor para medir el caudal en canales a cielo abierto, evitando los arrastres hidrodinámicos generados por las hélices de los medidores de molinete convencionales. Para ello, se propone un dispositivo basado en el principio de tiempo de vuelo (ToF), concebido como una alternativa compacta, robusta y sin partes móviles. El desarrollo se realizó empleando la tecnología TFS20 (Tecnología de Película Delgada de 20 μm), desarrollada en el Centro de Ingeniería y Desarrollo Industrial (CIDESI), a partir del diseño microelectrónico de un chip con un área preliminar de 5 × 5 mm, conforme a las reglas de manufactura establecidas para dicha tecnología. Posteriormente, se fabricó el dispositivo y se realizó su caracterización eléctrica y de funcionamiento en un banco de pruebas, bajo condiciones controladas, en un rango de microflujos de 60 a 90 μL/min, con el propósito de validar experimentalmente el diseño teórico propuesto. Los resultados obtenidos permitieron confirmar la validez del layout mediante una regresión lineal con R2 = 0. 9556, verificar el comportamiento eléctrico del dispositivo y de sus elementos constitutivos, así como corroborar la respuesta esperada del sensor bajo condiciones de operación, con un error absoluto máximo de 4.56 μL/min en el incremento de flujo. Asimismo, en las pruebas de repetibilidad a un caudal constante de 70 μL/min, el tiempo de vuelo se estableció en 51.13 ms tras aplicar el filtrado estadístico. Este desarrollo se plantea para su integración en la plataforma hidrométrica KFORO, orientada al monitoreo de caudal en canales a cielo abierto, lo que vincula el diseño del sensor con una aplicación tecnológica específica para la gestión eficiente del recurso hídrico.
Palabras clave
Medición de caudal, Microelectrónica,
Microfabricación, Sensor de flujo, TFS20, Tiempo de vuelo.
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