sr-10-2019-0251 ETHYLENE

1.Introduction
JayaramanKathirvelan
RajagopalanVijayaraghavan
Lenuméroactueletlesarchivesentexteintégraldecetterevuesontdisponibles
surEmeraldInsightà:https://www.emerald.com/insight/02602288.htm
Écoled'ingénierieélectronique,VelloreInstituteofTechnology,Vellore,Inde,et
Écoledessciencesavancées,VelloreInstituteofTechnology,Vellore,Inde
Reçule24octobre2019
4mars2020
Réviséle24janvier2020
Acceptéle11mars2020
TypedepapierRevuedelalittérature
Letauxdeproductiond'éthylèneestréguléparl'ACCsynthaseconvertissantSAM
enACC.Ainsi,larégulationdecetteenzymejoueunrôlevitalpourlabiosynthèsede
l'éthylène.Lamanipulationdecetteenzymeparlabiotechnologiecontrôlelamaturation
desfruits.D'autrepart,enutilisantunebouclederétroactionpositive,labiosynthèse
del'éthylèneàpartirdufruitpeutêtrestimuléeenutilisantdel'éthylèneartificiel(Hans,
MotsclésMûrissementartificieldesfruits,Capteurélectrochimique,Éthylène,Méthodesdedétectiondel'éthylène,Capteuroptique
L'enzymeACCoxydase(ACO),quiétaitauparavantappeléeenzymedeformation
d'éthylène(EFE)convertitl'ACCenéthylène(cequiclivedoncl'acidecarboxylique
sousformededioxydedecarboneetsoncarbonevoisinaveclegroupeaminosous
formedegazcyanurequinelaissequelesdeuxcarbonesliéslesunsauxautrespar
ladoubleliaisonsousformedegazéthylène)ainsiqueledioxydedecarbone,le
cyanured'hydrogèneetl'eau(Hans,1989).
m
L'enzymeACCsynthase(ACS)convertitSAMen1aminocyclopropane1carboxylate
(ACC).Ladernièreétapedelabiosynthèsedel'éthylèneimpliquel'oxygènemoléculaire.
Labiosynthèsedel'éthylènedanslesfruitscommenceaveclaméthionine,unacide
aminé(Hans,1989).L'enzymemetadénosyltransféraseconvertitlaméthionineen
sadénosylLméthionine(SAM).
Originalité/valeur–Lesauteursontsignalédenouveauxcapteurschimiquesetphysiquespourladétectionetlaquantificationdel'éthylène.Ilestdémontréqu'ilpourraitêtreutilisé
pourdesapplicationsdematurationdesfruits.Unecomparaisondesméthodesrapportéesetdesopportunitéspotentiellesestdiscutée.
RésultatsLesauteursontmisaupointuncapteurchimiqueàbasedenanotubesdecarbone(CNT)dontlesperformancessontsupérieuresàcellesducapteurrapportéentermes
dematériau,desensibilitéetderéponse,l'élémentducapteurétantunnanotubedecarboneàparoismultiples(MWCNT)parrapportàuncapteursimple.nanotubedecarboneà
paroi(SWCNT).Lesauteursontégalementdéveloppépourlapremièrefoisuncapteurphysiquebasésurl'infrarouge(IR)basésurlaforteabsorptionIRdel'éthylèneà10,6m.Ces
méthodesontété
comparéesàlalittératuresurlabasedeparamètrescomparables.L'examenmetenévidencelespossibilitéspotentiellesdedéveloppementd'appareilsportables
pourdesapplicationssurleterrain.
Lespommes,lespoires,lesbananesetlesmanguessontquelquesunsdesfruits
courantsquilibèrentdel'éthylènependantlamaturation(DhilonetMahajan,2011;
Esseretal.,2012)L'éthylèneestresponsabledeschangementsdetexture,de
ramollissement,decouleuretd'autresprocessusimpliquésdanslamaturation(Esser
etal.,2012).Laquantitédeconcentrationd'éthylènelibéréeparlesfruitspeutindiquer
leniveaudematurationdesfruitsetlamesuredel'éthylèneestégalement
C'estl'alcèneleplussimple(unhydrocarbureavecdesdoublesliaisonscarbone
carbone)etledeuxièmehydrocarbureinsaturéleplussimpleaprèsl'acétylène(C2H2).
Elleestnaturellementprésentesousformedephytohormonegazeusedanslesplantes
(Simonaetal.,2012;Paardekooperetal.,2017),maisellepeutégalementêtreun
produitdelacombustionetd'autresprocessus.Faitintéressant,denombreuxfruits
libèrentdel'éthylèneaudébutdelamaturationparbiosynthèse(Esseretal.,2012).
Conception/méthodologie/approcheLedocumentseconcentresurlestypesdecapteurs,lesméthodesdefabricationetlescircuitsdeconditionnementdusignalpourladétection
d'éthylèneenppmpourdiversesapplications.Lesauteursontdéjàconçu,développéunmontageenlaboratoireappartenantauxméthodesélectrochimiquesetoptiquesdedétection
del'éthylène.
Résumé
ObjectifCetravailenglobelesdiversesméthodesdelaboratoireetportablesdéveloppéescesdernierstempspourladétectionsensibleetsélectivedel'éthylènepourl'applicationde
maturationdesfruits.Lerôledel'éthylènedanslamaturationnaturelleetartificielledesfruitsetlesrisquessanitairesassociéssontbienconnus.Ilexistedoncunbesoincroissantde
détectiond'éthylène.Cetarticleviseàmettreenévidencelesméthodespotentiellesdéveloppéespourladétectiondel'éthylènepardiverschercheurs,dontlenôtre.Desefforts
intensesdediverschercheursontétédéployésdepuis2014pourdesavantagessociétaux.
L'éthylène,unhydrocarburedeformuleC2H4,estungazinflammableincoloreavec
unelégèreodeur"douceetmusquée"lorsqu'ilestpur.
inévitablependantlapostrécoltedesfruitsetaussipendantletransportdesfruitspour
éviterlasurmaturation.
421
40/4(2020)421–435©
EmeraldPublishingLimited[ISSN02602288]
Examenducapteur
Examendesméthodesdedétectionsensibleetsélectivedel'éthylènepour
l'applicationdelamaturationdesfruits
[DOI10.1108/SR1020190251]
Machine Translated by Google

Acétylène:Lecarburedecalciumestlargementutilisédanslemondeentier
(Hoque,2012).S'ilestmélangéavecdesfruits,ilréagitavecl'humiditédes
fruitsetlibèredel'acétylène.L'acétylèneestanalogueàl'éthylène(Maduwanthi
etMarapana,2019),etiladescaractéristiquesdematurationdesfruits
similairesàcellesdel'éthylèneetlaréactionducarburedecalciumavec
l'humiditésurlesfruitsestdonnéeparl'équation(1)UrRahmanetal.(2008):
Éthylène:Uneconcentrationaussifaibleque1ppmd'éthylèneexposée
dansl'environnementdematurationdesfruitsestsuffisantepouraccélérerle
processusdematurationdesfruits(Brady,1987).Lesagentsdematuration
artificielsdéclenchentleprocessusdematurationdelapomme,del'avocat,de
labanane,delamangue,delapapaye,del'ananasetdelagoyave.Par
conséquent,lesfruitspeuventêtrevendusavantl'heureprévuepourfaireplusdeprofit.
(1)
Leschercheurssesontintéressésàestimerlesrisquespourlasanté
associésauxagentsdematurationdesfruits(Chace,1934;Nagel,1989;
Prasannaetal.,2007;Goonatilake,2008;SiddiquietDhua,2010;Bouzayen,
2010;Hakimetal.,2012).Laconsommationdefruitsartificielsmûrispeut
provoquerdesétourdissements,unesoiffréquente,uneirritationdelabouche
etdunez,unefaiblesse,deslésionscutanéespermanentes,desdifficultésà
avaler,desvomissementsetdesulcèrescutanés.Pourconnaîtreledanger
pourlasantépertinent,ilestessentieldequantifierlaconcentrationtoxique
présentedanslesfruitsmûrischimiquement.Dansdifférentesanalyses,des
échantillonsdefruitsprélevéssurlemarchélocalontétérincésàl'eauetl'eau
rincéeaétéanalyséepouridentifierlaprésenced'agent(s)dematurationsurla
peaudufruit,maiscetteméthoden'apasconfirméniquantifiélaprésencede
produitschimiquesdanslachairdufruit.
CaC212H2O¼CaðOHÞ21C2H2
Ilexistedenombreuxagentsdematurationartificielle(éthanol,méthanol,
éthylèneglycol,éthéphon,carburedecalcium)quilibèrentdel'éthylèneutilisé
pouraccélérerartificiellementleprocessusdematuration(Chace,1934;Nagel,
1989;Goonatilake,2008;MaduwanthietMarapana,2019).Lecarburede
calciumestlargementutilisédansdenombreusesrégionsdumondedemanière
contraireàl'éthiqueenraisondesonprixinférieurmalgrésoninterdiction
(Koning,1994;UrRahmanetal.,2008;SiddiquietDhua,2010).
Ilsontégalementsignalélaprésencedeteneurenplomb(Pb)danslesananas
etlesbananesmûrischimiquement(traitésaumarchéetenlaboratoire)et
d'arsenic(As)danslesananascollectéssurlemarché.
422
Hakimetal.(2012)ontcollectédeséchantillonsd'ananasetdebananessur
différentsmarchésàtraverslepaysetontcomparélesananasetlesbananes
mûrisnaturellementettraitésenlaboratoire(àl'aided'Ethephone).Ilsont
découvertquelesfruitsmûrischimiquementavaientuneteneurensucreplus
élevéequeleséchantillonsdefruitsmûrisnaturellement.Lesautresvaleurs
nutritionnellesdesfruitstellesquelavitamineCetlecarotènesontplus
élevéesdanslesfruitsmûrisnaturellementquedanslesfruitsmûris
artificiellement,commeindiquédansletableauI.
L'éthylènelibéréparl'éthéphonaccélèreencoreleprocessusdematuration.
L'éthylèneestl'agentdematurationproduitnaturellementparlesfruits,qui
initieleprocessusdematuration(Nagel,1989). Laconsommationd'acétylènes'estavéréenocivecarelleréduitl'apport
d'oxygèneaucerveauetpeutenoutreprovoquerunehypoxieprolongée(Fattah
etAli,2010).Laconsommationdemanguesmûriesaucarburepeutprovoquer
desmauxd'estomacsignalésrécemment(SiddiquietDhua,2010).Mangerle
fruitmûriaucarburepeutentraîneruneréactionallergiquesurunepériodede
temps.
1.1Problèmeaveclamaturationdesfruitsinduiteparl'acétylèneLe
carburedecalciumlibèredel'acétylène,quifonctionnepresquecomme
l'éthylèneentermesd'accélérationduprocessusdematuration.
Lesfruitsmûrisàl'éthéphonontunecouleurplusacceptablequelesfruits
mûrisnaturellement(UrRahmanetal.,2008)audétrimentdesvaleurs
nutritionnellesetontuneduréedeconservationpluslonguequelesfruitsmûris
àl'aidedeCaC2(Medlicottetal.,1987).L'éthéphonestdécomposéenéthylène,
ionbiphosphateetionchloruredansl'eau(Roberts,1998).
1989).L'expositiondel'éthylèneartificielàl'environnementdesfruitspeutentraîner
lastimulationd'uneplusgrandequantitéd'éthylèneàpartirdesfruits.
Éthéphon:L'éthéphonestunagentquipeutégalementêtreutilisépourfaire
mûrirartificiellementlesfruits(Roberts,1998;Singaletal.,2011).L'éthéphon
estmoinsnocifquelecarburedecalciumcarl'ananas,labananeetlatomate
traitésavec1000ppmd'éthéphonontnécessitémoinsdetempspourmûrir
(respectivement48,32et50h)quelesfruitsmûrisàl'aided'unautreagentde
maturation(carburedecalcium).
Peud'étudesontdéjàsignalélaprésencedeproduitschimiquesdansla
chairdesfruits.Lesmodificationsdespropriétésbiochimiquesetnutritionnelles
desfruitsduesauxagentsdematurationdesfruitsontétéabordées(Willset
al.,2007;SiddiquietDhua,2010;Hakimetal.,2012).Willsetal.(2007)ont
rapportélerôledel'éthylènedansunelargegammedefruitsmûrisartificiellement
telsquelapomme,lapoire,lapêche,l'avocat,labanane,lecitron,l'ananas,
l'orangeetlecitronvert.
b
0,85
0,02
Traitéàl'éthéphone
11.2
1.01
Néant
m
Néant
54
0,025
9h25
TraitéauCalcium
0,24
0,03
Banane
Nomdel'échantillon
78
TraitéauCalcium
12.3
9,85
0,03
Néant
13.7
0,93
Néant
Ananas
TableauIPropriétésnutritionnellesdel'ananasetdelabananedansdifférentesconditionsdematuration
47
0,15
9h30
0,61
Source:Hakimetal.(2012)
0,85
(g/100g)
63
Carbure
1.37
0,97
13
dix
1.24
0,94
0,12
Naturellementmûri
7
b
0,12
15
Naturellementmûri
0,95
0,03
1.33
Néant
Néant
m
0,03
31
0,91
9
38
0,02
Carbure
MinérauxtotauxLipidestotauxProtéinestotalesSucrestotauxVitamineCcarotèneArsenic(As)Plomb(Pb)(mg/100g)(g/100g)ppm(g/g)
14
Traitéàl'éthéphone
0,31
JayaramanKathirvelanetRajagopalanVijayaraghavan
Méthodesdedétectiondel'éthylènepourlesapplicationsdematurationdesfruits Examenducapteur
Volume40∙Numéro4∙2020∙421–435
Machine Translated by Google

2.Capteursphysiquesetchimiquespourladétection
d'éthylène
mm
423
g/jouret16,7129
Figure2Schémadeprincipedelaméthodechromatographiqueenphasegazeuse Couverclesvissés,(b)Schémadelaconfigurationdemesure
Sklorzetal.(2011)ontmenéuneenquêtesurladétectiondel'éthylèneàl'aide
d'unenouvelleméthodedechromatographieenphasegazeusemicroavecdes
détecteursàbased'oxydemétallique(SnO2)etleurconfigurationexpérimentale
estillustréeàlafigure3.Lamotivationdeleurstravauxderechercheestde
mesurerlaconcentrationd'éthylèneàl'aidedeGCetpouréliminerl'influencede
l'effet
del'humiditésurlechromatogrammeenphasegazeusedel'éthylène.Ilsont
mesuréexpérimentalementlaconcentrationd'éthylèneenutilisantGCetégalement
avecuncapteurSnO2équipéd'uncapteurd'humidité/températurepourmesurer
laconcentrationd'éthylèneavecleniveaud'humidité.
Figure1Classificationdesméthodesdedétectiondel'éthylène
Capteurd'humidité/température(II)Raccordspneumatiques(III)et(IV)
m
m
Figure3(a)ChambredudétecteurdegazaveccapteurdegazSnO2intégré:(I)
débitdegaz,longueurdecolonneettempérature.
2.1Méthodedechromatographieenphase
gazeuseLechromatographeenphasegazeuseestuninstrumentd'analyse
chimiqueutilisépourséparerlescomposantsgazeuxindividuelsprésentsdansun
échantilloncomplexe,commeillustréàlafigure2.Lescomposantsgazeux
individuelssontdétectésetidentifiésélectroniquementlorsdeleursortieà
l'extrémitédelacolonne.Lafonctiondelaphasestationnairedanslacolonneest
deséparerdifférentscomposantsenfaisantsortirchacundelacolonneàun
momentdifférent(tempsderétention).D'autresparamètresquipeuventêtre
utiliséspourmodifierl'ordreouletempsderétentionsontletransporteur
Pourunadulte,laconsommationquotidiennemoyennedefruitspeut
varierentre100et150g(Agudo,2005).Parconséquent,l'apportquotidien
possibledeplomb(Pb)etd'arsenic(As)provenantdefruitscontaminéspeut
dépasserleslimitesautoriséesde1250et2,53,75g/jour,respectivement.
Maisencore,
d'autresétudesdoiventêtremenéesconcernantleseffetsde
laconsommationàlongtermedecesélémentsprésentsdanslesfruits
mûrisartificiellement.Àcetégard,ilexisteunegrandenécessitédedétecter
l'éthylèneauniveauppmgénéréàpartirdeséchantillonsdefruitspendant
lamaturationafindediscriminerefficacementletypedematurationdes
fruitssurplacepourlebénéficedelasociété.
(Hakimetal.,2012).LaconsommationquotidienneautoriséedePbetd'Aspour
lesadultesn'estquede600g/jour,
respectivement(Mehnazetal.,2013).
1.2Classificationdesméthodesdedétectiondel'éthylèneLa
classificationdeladétectiondel'éthylènebaséesurdifférentsmécanismesde
transductionestillustréeàlafigure1.
m
ampérométrique
Diélectrique
Photoacoustique
Méthodesdedétectiond'éthylène
NDIR Fibreoptique
Capacitif
Magnétoélastique
Chromatographeenphasegazeuse
Nanotubesdecarbone
Oxydesmétalliques
Optique
conductométrique
Résonance
Électrochimique
JayaramanKathirvelanetRajagopalanVijayaraghavan
Méthodesdedétectiondel'éthylènepourlesapplicationsdematurationdesfruits Examenducapteur
Volume40∙Numéro4∙2020∙421–435
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Examenducapteur
Méthodesdedétectiondel'éthylènepourlesapplicationsdematurationdesfruits
JayaramanKathirvelanetRajagopalanVijayaraghavan Volume40∙Numéro4∙2020∙421–435
Sklorzetal.(2012)ontmenéleurenquêtesurladétectiond'éthylèneàl'aide
d'uncapteurdegazNDIRfusionnéavecunpréconcentrateuràl'aidedela
configurationexpérimentaleillustréeàlafigure4.
LeprincipalavantagedesinstrumentsIRestqueledétecteurn'interagitpas
directementavecl'analytequidoitêtredétecté.Lesprincipauxéléments
fonctionnelsdel'analyseursontprotégéspardesfiltresoptiques.Lesmolécules
degazconstituéesdedeuxouplusieursatomesdissemblablesabsorbentles
ondesIRd'unemanièreuniqueetleurconcentrationpeutêtredétectéeàl'aide
decettetechniqueIR.
Figure5Schémadeprincipeduspectromètrephotoacoustiquelaser
2.2.1Capteurdegazinfrarougenondispersif(NDIR)La
détectiondegazbaséesurl'infrarouge(IR)estunetechnologiedemesurebien
établie.Ilyalongtemps,lesanalyseursdegazbaséssurl'IRétaientconsidérés
commeunetechnologiecompliquée,encombranteetcoûteuse.Maisles
développementstechniquesrécents,notammentlesamplificateurspuissantset
lescomposantsélectroniquesassociés,ontcrééunenouvelleèrepourl'analyse
desgazbaséesurl'IR.
Figure4Schémadelaconfigurationdemesuredegaz
Dumitraetal.(2008)ontmenéleurenquêtesurlamesuredelaconcentration
d'éthylèneparlatechniquePASpourl'analysedesgazrespiratoires.Ilsont
utiliséunfaisceaulaserCO2accordablehachéetfocaliséparunelentillede
séléniuredezinc(ZnSe)introduitedanslacellulephotoacoustique(PA)comme
lemontrelafigure5.AprèspassageàtraverslacellulePA,lapuissancedu
faisceaulaserestmesuréeparunwattmètrelaseravecunetêtedemesure.Sa
sortienumériqueestintroduitedanslemoduled'interfaced'acquisitionde
donnéesaveclasortiedel'amplificateursynchrone.
2.2.2Méthodedespectroscopiephotoacoustique(PAS)
L'unedestechniquesdedétectionoptiquedesgaztraceslesplussensibleset
lesplusfiablesestappeléespectroscopiephotoacoustique(PAS).Ilestcapable
dedétecterlescomposantsgazeuxàhautesensibilitéavecunmodulede
détectiond'absorptioncompactetmoinscoûteux.Cetteméthodeestégalement
baséesurunetechniqued'absorptionoptique,maisellediffèredela
spectroscopied'absorptionlaser
Ceprocessuspeutproduireuneffetdechauffagelocalisédanslegazqui,à
sontour,peutentraîneruneaugmentationdelapressionlocale.Silalumière
incidenteestmodulée,lagénérationd'énergiethermiquedansl'échantillonde
gazseraégalementpériodiqueetuneondeacoustiqueseraproduiteavecla
mêmefréquencedemodulationdelalumière.LesignalPASpeutêtreamplifié
enaccordantlafréquencedemodulationàl'unedesrésonancesacoustiques
del'échantillondegaz.Leprincipalavantagedecettetechniqueestqu'aucun
détecteuroptiquen'estrequisetquelesondessonoresrésultantespeuventêtre
détectéesparunmicrophonecommercial.
Weietal.(2015)ontmenéuneenquêtesurladétectiondel'éthylèneàl'aide
d'unlaseràdiode,d'uncâbleàfibreoptiqueet
m
utilisépourladétectiondesmoléculesdegaz.Leprincipedebasedecette
méthodeestlorsqu'unelumièreàunelongueurd'ondespécifiqueestabsorbée
parlesmoléculesdegaz;lesmoléculesexcitéesserelaxerontalorsàl'état
fondamentalaumoyendeprocessusnonradiatifs.
capteurdegazinfrarougenondispersif;
méthodedespectroscopiephotoacoustique;et
capteuràfibreoptique
EnutilisantlatechniqueTDLAS,différentesmoléculesdegazpeuventêtre
identifiées.Seloncettetechnique,labanded'ondeprocheinfrarougeest
adaptéeàlafenêtreàfaibleperted'unefibreoptiqueetenutilisantdetelles
fibresoptiques,letransportàdistanced'unfaisceaulumineuxestréalisé(Reid
etLabrie,1981;Suppleetal.,1994;Tuetal.,2006;Li,2008).Deplus,la
détectionàdistanceenligneetentempsréeldelaconcentrationdegazest
obtenueencombinantlestechniquesdedétectionTDLASetàfibreoptique.
2.2MéthodeducapteuroptiqueLes
différentesméthodesdedétectionoptiqueutiliséespourladétectiondel'éthylène
sontlessuivantes:
2.2.3Capteuràfibreoptique
Laspectroscopied'absorptionlaseràdiodeaccordable(TDLAS)estune
techniquededétectiondynamique,entempsréelettrèssensibledesgaz
traces.Enraisondelamonochromaticitéélevéedeladiodelaser,lesspectres
d'absorptiondesgazpeuventêtredétectésàl'aided'uneraied'absorptionisolée
dechaquemoléculedegaz.
IlsontutiliséunesourceIRd'unelongueur
d'ondede10,5mcoupléeàdes
détecteursàthermopileàtraversdesfiltresIRetdeslentillesfocalesenfermées
dansunecelluledetestdegaz.
424
Machine Translated by Google

ffiffiffi
(2)
L'expérienceaétémenéedansuneconfigurationdeserpentinde
Helmholtzenfaisantvarierlesconcentrationsd'éthylènedemoinsde1
ppmàenviron60ppm.Adesconcentrations<10ppm,unevariation
linéairedelafréquencederésonanceaétéobservéeavecune
concentrationcroissante.L'épaisseurdelacouchedeTiO2variaitde31
nmà155nm,etilaétéconstatéquedesrevêtementsplusépais
entraînaientdesdécalagesdefréquenceplusimportantsmaisavecdes
tempsderéponsepluslongs.Uncapteurrevêtude155nmamontréun
décalagedefréquencede65Hzenréponseà50ppmd'éthylène.
425
2.3Méthodederésonance
h
ffiffiffiffiffiffiffiffi
Lechangementderésonancedansuncapteurmagnétoélastiquedû
auxchangementsdumilieuenvironnantestàlabasedesonmécanisme
dedétection(Grimesetal.,1999;Ongetal.,2001;Wangetal.,2019).
Lacapacitéd'uncapteurmagnétoélastiqueàrépondreauxchangements
del'environnementrendsaprésencedansdenombreusesapplications.
Ilpeutêtreutilisépourlamesuredeparamètresphysiquestelsquela
pression,latempérature,ladensitéduliquide,laviscosité,lavitesse
d'écoulementdufluideetlemoduled'élasticitédescouchesminces.
r
ffiffiffiffiffiffiffi
f¼
Figure6Schémadusystèmedesurveillancedel'éthylèneparfibreoptique
desphotodiodesutilisantunagencementexpérimentaltelquereprésentésurla
figure6pourdétecterlesniveauxd'éthylèneenppmdanslesminesdecharbon
pouruneapplicationdesurveillanceenvironnementale.
Deplus,unemodificationdelaviscositéoudeladensitédumilieu
entourantlecapteurpeutdéclencheruneffetd'amortissementsurles
vibrationsducapteur.LavariationdelafréquencederésonanceDfdu
capteurestcorréléeàlaviscositéetàladensitédumilieuenvironnant,
comme
indiquédansl'équation(4)
Df1∕4pour
2mo
Lescaractéristiquesderésonancedececapteurpeuventêtresuiviessoitpar
destechniquesoptiques,acoustiquesoumagnétiques,commeillustréàlafigure7. p
Df¼
2
sd
1
Figure7Schémaducapteurmagnétoélastiqueexcitéparchamp
magnétique
jument
Lescapteursmagnétoélastiquessontnormalementunesortederuban
debandesdefilmépaisfabriquéesàl'aided'alliagesferromagnétiques
amorphestelsqueFe40Ni38Mo4B18.Lescapteursmagnétoélastiques
sontutilisésdansdenombreusesapplications,parexemple:lescapteurs
magnétoélastiquesayantunetailled'environ4cm6mm25
courammentutiliséscommemarqueursantivol.Lorsquececapteurest
exposéàunchampmagnétiquevariabledansletemps,ilproduitune
sortedevibrationslongitudinalesdanscescapteursquiàleurtour
peuventgénérerdesondesélastiques(Trémolet,1982).Lesondes
élastiquesétabliesauseinducapteurmagnétoélastiqueproduisentun
fluxmagnétiquedétectableàdistance.
(4)
s
Zhangetal.(2002)ontrapportédescapteursmagnétoélastiques
déployésavecduPtTiO2chimiquementsensiblesurunecouchepour
ladétectiondel'éthylène.Desbandesde40mmdelongderubans
Metglasde2826MB(6mm0,028mm)ontétérecouvertesde20nm
deplatine(Pt)surlacoucheaumoyend'unepulvérisationsuiviedu
dépôtd'unecouchededioxydedetitane(TiO2)parlaméthodesolgel.
Source:Mangilaletal.(2012)
Ons'attendàcequelafréquencederésonancedudispositifchange
chaquefoisquelasurfaceducapteursubituneffetdechargedemasse
infime.Uncapteurmagnétoélastiqueayantunemassedem0avecune
fréquencederésonanceinitialedefo,lorsqu'ilestsoumisàunecharge
demassedeDmentraîneunediminutiondesafréquencederésonance
commeindiquédansl'équation(3)(LandauetLifshitz,1986):
(StoyanovetGrimes,2000):
p
s:densitéducapteur.
r
pour
plp
m
d:épaisseurducapteuret
2L
(3)
LafréquencedesvibrationslongitudinalesdépenddelalongueurL,de
l'élasticitéEetdeladensitéducapteurcommelemontrel'équation(2)
(LandauetLifshitz,1986):
r
ET
Figure8Modèledecapteurdegazéthylènecapacitif
Dm
heure
rje
r
Volume40∙Numéro4∙2020∙421–435
JayaramanKathirvelanetRajagopalanVijayaraghavan
Examenducapteur
Méthodesdedétectiondel'éthylènepourlesapplicationsdematurationdesfruits
Plaquedecuivresupérieure
Plaquedecuivreinférieure
Condensateur
Acétatedecellulose
CouchediélectriqueSnO2
Machine Translated by Google