一种QCM信号在线采集系统的实现

石英晶体微天平(QCM)信号采集系统的设计质量是影响其测量精度的重要因素。提出了一种QCM信号在线采集系统的实现方案,给出了系统的结构框图,并对系统电路进行了详细的分析。     

基于QCM传感器的液压油品质在线监测系统的开发

提出了一种利用QCM传感器对液压油品质进行在线监测的新方法,给出了系统软、硬件的设计方案 并且设计了适用于油液中的QCM振荡电路。     

基于QCM的湿度传感器等效电路模型研究

基于石英晶体微天平(QCM)的湿度传感器是一种以石英晶体为核心元件的新型高灵敏度传感器.根据气相中晶体振荡电路的起振和稳定条件,对晶体表面敏感薄膜吸附水分时等效电路参数的变化进行建模,得到了一种新型的基于QCM的湿度传感器等效电路模型.通过电路仿真软件PSPICE对模型进行仿真,并搭建QCM湿度传感器实验测量平台,结果验证了基于QCM的湿度传感器等效电路模型的有效性和正确性,对QCM湿度传感器的振荡电路的进一步设计和优化具有指导意义.     

ZnO纳米棒修饰的QCM气体传感器检测NH_3研究

主要介绍了ZnO纳米棒修饰的石英晶体微天平(QCM)气体传感器的制备与测试。采用两步法在石英晶振片表面制备直径为100 nm的ZnO纳米棒敏感膜,构成QCM NH3传感器。检测系统为自主研发的基于LabVIEW平台的QCM气体传感器频率测试软件。检测NH3的体积分数为5×10-6~50×10-6,响应时间均在10 s以内,最大频差值为10.9 Hz,响应最大频差值与NH3体积分数呈现良好的线性关系。室温条件下,ZnO纳米棒敏感膜可以完全实现吸附解吸过程,具有可逆性。该传感器性能稳定,响应灵敏,具有重复性。     

基于磁感应QCM在早期肺癌检测上的研究

利用压电石英晶体的振动频率对其电极表面负荷敏感的特点和现场可编程（逻辑）门阵列（FP-GA）与单片机的控制功能,同时,利用纳米免疫磁微珠具有增大负载响应和磁分离的能力,结合特异性生物化学反应,设计了一种用于早期肺癌诊断的纳米生物电子微系统。通过该系统对蒸馏水和CPA—Y2肺癌细胞溶液的测量结果表明：该系统具有较好的线性变化规律,能准确反映被测生物物质的质量或含量,对实现肺癌的早期诊断和筛查具有重要的参考价值。     

QCM振荡频率检测平台的建立及其稳定性探讨

压电石英晶体振荡器谐振频率的稳定性是构建晶体微天平检测平台的前提,环境温度是导致稳定的石英晶体振荡器的频率漂移的主要因素。本文通过理论分析,选用合适晶片、采用差频技术构建特殊的振荡电路,消除了检验检测平台由于环境温度引起的频率漂移,从而提高了微天平的稳定性,使传感器的性能得到明显提高。     

聚苯胺/氧化铟复合薄膜QCM气体传感器

在10℃条件下,运用静电力自组装和原位化学氧化聚合相结合的方法制备了聚苯胺/氧化铟(PANi/In2O3)复合薄膜,并通过紫外-可见光光谱分析和扫描电镜(SEM)对薄膜进行了分析表征。采用AT-切型Ag电极石英晶体微天平(QCM)制备了PANi/In2O3气体传感器,常温下研究了它对瓦斯中主要成分CH4和CO气体以及常见干扰气体NH3的敏感特性。结果表明,PANi/In2O3复合薄膜对CH4和CO均呈现出较好的线性敏感性能,而对NH3则表现为非线性。     

聚苯胺/氧化铟复合薄膜QCM瓦斯气体传感器*

在10℃条件下,运用静电力自组装和原位化学氧化聚合相结合的方法制备了聚苯胺/氧化铟(PANi/In2O3)复合薄膜,并通过紫外-可见光光谱分析和扫描电镜(SEM)对薄膜进行了分析表征。采用AT-切型Ag电极石英晶体微天平(QCM)制备了PANi/In2O3气体传感器,常温下研究了其对瓦斯中主要成分CH4和CO气体以及常见干扰气体NH3的敏感特性。结果表明,PANi/In2O3复合薄膜对CH4和CO均呈现出较好的线性敏感性能,而对NH3则表现为非线性。     

涂敷脲醛树脂的石英晶体微天平湿度传感器

在碱性条件下预先合成脲醛树脂单体,然后在酸性条件下于石英晶体的电极上原位合成脲醛树脂高分子薄膜,制备了石英晶体微天平湿度传感器。同时考察敏感膜厚度对检测灵敏度的影响以及传感器的响应特性、重复性和稳定性。试验结果表明:涂敷脲醛树脂薄膜的传感器频率随测试的相对湿度变化明显,传感器具有良好的重复性和稳定性。制作的湿度传感器可应用于实际的生产、生活中。     

多通道QCM信号采集与处理系统设计

为充分提取石英晶体微天平（QCM）输出信号所蕴含的信息,利用Visual C＋＋6．0设计了信号采集与处理程序,用高速A／D采集卡PCI8002对多通道QCM的模拟差频信号进行采样。通过对采集到的大量数据的分析计算,在获得各通道较高精度振荡频率的同时,还可获得电压幅值等参数,为样品特性的深入分析打下了基础。     

石英晶体微天平的研究进展综述

石英晶体微天平(QCM)能够感知到纳克级的质量变化,在分析化学、电化学、有机化学、生物医学等方面得到了广泛的应用。根据与QCM电极表面相接触的研究介质即应用对象的不同,分别阐述了刚性薄层、牛顿流体、粘弹性膜层的基础方程、分析方法及应用,并探讨了其存在的问题与发展趋势。     

基于LiCl湿敏涂层的QCM湿度传感特性的研究

对0.2%质量比LiCl薄膜涂层的QCM湿度传感单元湿敏特性进行了系统性的研究。研究结果表明:0.2%质量比LiCl—QCM的湿度传感单元的线性测量范围为13%～94%RH,克服了常规LiCl湿敏材料传感单元量程窄的缺点。另外,此湿度传感单元还具有重复性好、灵敏度高、湿滞小(小于10 Hz)、数字频率化输出等优点,因而,具有较好的潜在应用前景。     

基于QCM的不同形貌ZnO的湿敏性能研究

通过水热法制备了粒状和片状两种不同形貌的ZnO,以这两种形貌的ZnO修饰QCM作为湿度传感器,结合饱和盐溶液法(相对湿度:11％～95％RH)和H2O分子在ZnO上的吸/脱附机制对此新型压电传感器的湿敏性能(线性度、响应时间和回复时间)进行评价和研究.实验结果表明:粒状ZnO修饰的QCM传感器相较于片状ZnO修饰的QCM传感器线性度更好,响应时间和恢复时间更短,且该型传感器在低湿条件(33％,55％ RH)恢复时间大于响应时间而在高湿条件(75％,85％,95％ RH)恢复时间小于响应时间.实验和理论研究说明:ZnO微观形貌对该型传感器湿敏性能至关重要,而H2O分子在ZnO上的吸/脱附机制决定了其恢复/响应时间随湿度变化的技术特点.     

基于纳米沸石分子筛薄膜的新型气体传感器

研究了一种基于纳米沸石分子筛Ag+ZSM 5的新型气体传感器。该传感器利用纳米沸石分子筛Ag+ZSM 5对丙酮分子有较好的选择性和石英晶体振荡器对微小质量改变的高度灵敏性的特性设计并制作了对丙酮敏感的气体传感器。研究结果发现,采用ZSM 5型分子筛并用Ag+对该分子筛进行修饰可以提高对丙酮气体的响应,而对乙醇的响应较小。对不同浓度的丙酮气体的测试表明:在较低的丙酮气体浓度(0.67μmol/L)下,传感器表现出良好的响应,检测灵敏度较高,可达到44.8Hz/(μmol·L-1)。同时,该传感器具有良好的可逆性、重复性。     

石英晶体微天平实时监测亲和素对低密度脂蛋白的吸附

利用石英晶体微天平(QCM)实时监测低密度脂蛋白(LDL)在亲和素(Avid in)上的吸附,并探讨二者的作用机理。实验结果表明:Avid in与LDL之间的相互作用方式主要是静电吸附,即中性环境下带正电的Avid in可与LDL分子表面的带负电的磷脂分子发生静电吸引,当LDL浓度为0.049 5 g/L时,最大吸附量达到3.54×10-7g/cm2,吸附率为59.68%,NaC l溶液的洗脱效果达到了86%。研究证实:Avid in具有较大的吸附量和较高的吸附率,有望作为新型吸附LDL的吸附剂配基。     

Study on behaviour of QCM sensor in loading variation

Based on the characteristic damping theory of a quartz-crystal microbalance (QCM) sensor, this paper introduces a new concept: a characteristic damping vector to analyse the loading variation in a complex situation. Two typical physical processes, evaporation of solution and deliquescence of a salt crystal, are chosen to study the behaviour of the QCM sensor in the process of complex loading variation. The experimental result fits the theory well, and the theory has been further verified.