Speculative Execution in Modern Processors

En la Figura 19 se presenta el esquema del sistema propuesto. Este sistema est´a compuesto por dos c´amaras para el pre-tratamiento de la muestra (CM) y la cuantificaci´on del analito (CD). Adem´as se muestran los aparatos y materiales necesarios para la implementaci´on del prototipo experimental.

Figura 19: Sistema propuesto: BP: bomba perist´altica; Vi: v´alvulas solenoides; CM: c´amara de extracci´on (sistema FB); B: base biodi´esel; A: fase extractiva (agua); G/B: Soluci´on patr´on de glicerol/Muestra de biodi´esel; AG: agitador (sistema FB); CD: celda de detecci´on (Sistema FIA)

Los componentes necesarios para la implementaci´on del sistema son:

Controlador flow-batch.

V´alvulas solenoides de tres v´ıas.

Conexiones de tefl´on de 0,8 mm, y tubos de bomba de 1,29 mm y 2,06 mm de di´ametro interno.

C´amara de extracci´on.

Celda de detecci´on (fot´ometro ”lab-made” en celda FIA).

4.2.1.

C´amara de extracci´on - Sistema flow-batch

Se utiliz´o tefl´on para su fabricaci´on debido a la propiedad hidrof´obica del mismo. La c´amara est´a construida sobre una pieza cil´ındrica de 25 mm de altura, 40 mm de di´ametro externo, 12 mm de di´ametro interno, 14 mm de profundidad y volumen interno de 1,5 mL. Para la entrada/salida de fluidos la c´amara dispone de cuatro canales (Figura 20).

Figura 20: C´amara de extracci´on.

Para extraer el glicerol presente en el biodi´esel a la fase acuosa se utiliza un motor de corriente continua de im´an permanente y de baja potencia. Este motor es ensamblado en la parte superior de la c´amara de flow-batch. Como se observa en la Figura 21, el motor tiene unido al eje para generar la agitaci´on/extracci´on entre las dos fases (biodi´esel/agua).

Figura 21: Agitador y ensamblaje del mismo en la c´amara de extracci´on.

El control de la velocidad se realiza por medio de una se˜nal PWM regulada desde la unidad de control.

4.2.2.

Celda de detecci´on

La celda de flujo est´a construida a partir de una pieza cil´ındrica de tefl´on, con una longitud de 40 mm y un di´ametro de 15 mm. El formato de la celda es de tipo Z, con la entrada y la salida de fluidos de forma perpendicular al camino ´optico. ´Esta tiene en sus extremos el LED y el fototransistor (Figura 22). Sus encapsulados fueron cortados en forma plana y pulidos para evitar que las burbujas de aire queden atrapadas a su alrededor e influyan negativamente en la propagaci´on de la radiaci´on, lo que implicar´ıa una p´erdida de sensibilidad del detector.

Figura 22: Fot´ometro acoplado a la celda de flujo.

Los principales variables a optimizar para el dise˜no de la celda de flujo son la longitud y la secci´on del camino ´optico. Estos valores se seleccionaron tomando como referencia un trabajo de determinaci´on de glucosa, NaCl y KCl en sueros inyectables [40] donde se utiliz´o el efecto Schlieren en sistemas FIA. La longitud del camino ´optico es el par´ametro a optimizar para incrementar la sensibilidad del m´etodo y la reproducibilidad de la se˜nal anal´ıtica registrada en el fiagrama. En la figura 23 se observan las dimensiones de la celda de flujo construida en tefl´on.

Figura 23: Dimensiones de la celda de flujo.

Como las refracciones de los haces de luz provenientes del LED ocurren con mayor inten- sidad para longitudes de onda m´as cortas, se utiliz´o un LED de alta luminosidad azul con pico de emisi´on m´axima en 470 nm. El sensor ´optico esta implementado con un fototransistor con la juntura Base-Colector polarizada inversamente y expuesta a la radiaci´on del LED. Una lente clara enfoca la luz sobre la juntura para incrementar la sensibilidad. El fototran- sistor opera de la misma forma que un fotodiodo a excepci´on de que puede proporcionar una mayor corriente y su sensibilidad es de 50 a 100 veces mayor que un fotodiodo est´andar. La figura 24 muestra el circuito que compone el fot´ometro.

Figura 24: Circuito esquem´atico del fot´ometro.

Todo el circuito se encuentra alimentado a Vcc. La ca´ıda de tensi´on de un LED de alta luminosidad es de aproximadamente Vd, por lo que, para polarizarlo a una corriente Id se ajusta el valor de Rd a:

Rd= V cc−V d

La corriente de polarizaci´on del LED debe ajustarse para obtener el mejor resultado y para asegurar que no se produzca un embalaje t´ermico, y por ende, un desplazamiento en la l´ınea de base del registro. El fototransistor se conecta en configuraci´on colector com´un. La corriente en el emisor est´a determinada por la cantidad de luz incidente en la base multiplicada por un factor de amplificaci´on.

Ipe =Ipb∗(hF E + 1) (4.2.2)

4.2.3.

Circuito acondicionador

El circuito acoplado al emisor del fototransistor tiene la funci´on de detectar cambios en la se˜nal y realizar un acondicionamiento antes de ser muestreada por el conversor anal´ogico- digital. Esta etapa de acondicionamiento est´a confeccionada con un circuito integrado OPA2350 que contiene dos amplificadores operacionales de precisi´on, bajo ruido y baja potencia. El circuito de acondicionamiento de la se˜nal consta de dos etapas de amplificaci´on (Figura 25).

Figura 25: Circuito esquem´atico del acondicionador de se˜nales.

En la primera etapa se implement´o un amplificador de transimpedancia para convertir la corriente fotoinducida a un valor de voltaje. La tensi´on de salida (Vp) queda determinada por:

Vp =Ip∗Rf (4.2.3)

El capacitor Cf se utiliza para evitar la oscilaciones y para ajustar el ancho de banda de la se˜nal (1/2∗π∗Rf∗Cf). En la segunda etapa se implement´o un amplificador no inversor con

realimentaci´on serie-paralelo. Esta configuraci´on es la m´as com´un para amplificar tensiones, donde la ganancia est´a definida por las resistencias RV y R1, y la tensi´on de salida queda determinada por:

Vout= (

Rv

R1

+ 1)∗Vp (4.2.4)

La resistencia RV es un preset multivuelta para ajustar el valor de la ganancia seg´un la necesidad de amplitud de la se˜nal de salida.