CN104688241A - 用于石英晶体微天平血糖监测系统的监测电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于石英晶体微天平微量监测系统的电路，包括模拟振荡电路以及数字频率检测电路，所述模拟振荡电路用于获得晶振传感器的实时共振频率信号，包括检测模块、参比模块、电源模块、差频电路和信号放大单元，所述数字频率检测电路根据从所述模拟振荡电路接收的三路共振频率信号，计算出晶振传感器的共振频率，并根据晶振传感器的共振频率计算出其表示的特定物质含量的数值，所述数字频率检测电路包括信号调整及时钟基准单元、CPLD单元，以及接口单元。

Description

用于石英晶体微天平血糖监测系统的监测电路

技术领域

本发明涉及石英晶体微天平血糖监测系统，特别涉及一种用于石英晶体微天平血糖监测系统的监测电路。

背景技术

通常，可采用石英晶体振荡器(简称“晶振”)进行频率信号检测的方法，来测量人体的例如血糖值的微量体征数值。一般来说，晶振包括了AT切型的石英晶片以及镀在其表面的金属电极。利用石英晶体具有逆压电效应的特性，可以在石英晶体的金属电极上施加交变电压，激励石英晶体会发生同频振动。当外加的激励电压的频率与石英晶体的固有振荡频率一致时，便会产生共振，此时振幅最大，振荡最为稳定。在共振条件下，当石英晶体表面吸附其它物质时，石英晶振的固有频率随吸附物质质量的大小而改变，因而电路的共振频率也随之改变。因此，可以在石英晶体表面吸附一层对特定物质敏感的敏感元件，利用该敏感元件对特定物质的特异性识别及吸附作用，将石英表面该特定物质的含量信息转化为石英晶体的频率信息进行检测。

现有的磁声共振技术就是利用以上原理进行检测的。具体来说，磁声共振技术首先是利用信号发生器产生的射频信号来激励线圈产生交变电场，然后利用交变电场激励位于电场作用范围内的压电材料产生共振，最后利用锁相放大器来提取压电材料的频率响应信号，通过一定频段内的频率扫描完成压电材料共振频率的检测。但磁声共振技术具有能量传输效率低下，功耗大的缺陷，造成作为传感器的压电材料以及激励线圈的间距必须非常近时，才能实现信号的有效激励和检测，造成测量结果容易受到外界环境干扰；此外，采用磁声共振技术的检测装置需要使用体积庞大并且价格昂贵的信号发生器及锁相放大器，限制了采用磁声共振技术的检测装置的推广使用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种用于石英晶体微天平微量监测系统的监测电路，包括模拟振荡电路以及数字频率检测电路，其中，所述模拟振荡电路用于获得晶振传感器的实时共振频率信号，包括检测模块、参比模块、电源模块、差频电路和信号放大单元，其中，所述检测模块用作检测晶振与待测样品接触，所述参比模块用作参比晶振以消除环境变化对测量产生的干扰，所述检测模块和参比模块分别输出的共振频率信号传送到所述数字频率检测电路，并同时输出到所述差频电路以对两通道的频率信号进行差频计算，再经过信号放大单元进行放大后输出到数字频率检测电路；所述数字频率检测电路根据从所述模拟振荡电路接收的三路共振频率信号，计算出晶振传感器的共振频率，并根据晶振传感器的共振频率计算出其表示的特定物质含量的数值，所述数字频率检测电路包括信号调整及时钟基准单元、CPLD单元，以及接口单元，其中所述信号调整及时钟基准单元用于检测从所述模拟振荡电路接收到的频率信号并读取该信号的频率，所述CPLD单元根据从所述信号调整及时钟基准单元读取的频率值进行计数，所述CPLD单元连接到所述接口单元为外部提供输入输出信号。

优选地，所述检测模块包括顺次电性连接构成闭环的检测晶振、检测电容补偿单元、检测信号放大单元、检测滤波单元、检测自动增益控制放大单元，以及从检测自动增益控制放大单元的输出接收幅值恒定的振荡信号的检测比较单元。

优选地，所述参比模块包括顺次电性连接构成闭环的参比晶振、参比电容补偿单元、参比信号放大单元、参比滤波单元、参比自动增益控制放大单元，以及从参比自动增益控制放大单元的输出接收幅值恒定的振荡信号的参比比较单元。

优选地，所述检测模块以及参比模块均设置为结构及取值完全相同的闭环自激振荡电路，

优选地，所述检测自动增益控制放大单元或所述参比自动增益控制放大单元可以根据其输入信号的大小自动调节放大倍数，以保证振荡电路的闭环增益始终为1。

优选地，所述检测电容补偿单元或参比电容补偿单元包括有第一变压器、第二变压器、变容二极管以及与变容二极管并联连接的电位器。

优选地，所述检测模块和所述参比模块分别输出的共振频率信号以正弦波形式输出。

优选地，所述电源模块采用12V线性电压源供电，并经由低压差线性稳压芯片稳压后输出+5V及-5V的电压为模拟振荡电路中的其他模块进行供电。

优选地，所述信号调整及时钟基准单元包括有三路输入通道，每个通道可以配置有提供静电防护功能的双向稳压二极管。

优选地，所述数字频率检测电路还外接有输入单元、显示单元以及上位机。

根据本发明的用于石英晶体微天平血糖监测系统的监测电路使用薄膜敏化石英晶片作为传感元件，以振荡电路实现晶振共振频率检测，从而可以实现由晶振频率反映血糖动态变化的血糖动态监测实现方案。通过引入参比通道并通过测量传感通道和参比通道的差频，可以消除测量环境引起的误差。利用变压器将单端信号转换为差分信号并利用其中一路反相信号结合变容二极管，实现石英晶振固有电容及其支架寄生电容抵销，从而使得测量结果更为精确。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1a示出了根据本发明的用于石英晶体微天平血糖监测系统的监测电路的系统框图；图1b示意性示出模拟振荡电路的结构示意图；

图2a示出根据本发明的电容补偿单元的电路结构示意图；图2b示出电容补偿单元的在采用射频放大器作为变压单元时的电路结构示意图；

图3示出滤波单元的电路结构示意图；

图4示出自动增益控制放大单元的电路结构示意图；

图5示出比较单元的电路结构示意图；

图6示出差频电路以及信号放大电路的电路结构示意图；

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

图1a示出了根据本发明的用于石英晶体微天平血糖监测系统的监测电路的系统框图。如图1a所示，根据本发明的石英晶体微天平微量监测系统的监测电路100包括模拟振荡电路110以及数字频率检测电路700。

其中，模拟振荡电路110用于获得晶振传感器的实时共振频率信号，包括检测模块101a、参比模块101b、电源模块170、差频电路180和信号放大单元190。具体地，在模拟振荡电路110中设置了双通道石英晶振传感器，即一路的检测模块101a用作检测晶振与待测样品接触，另一路的参比模块101b用作参比晶振以消除环境变化对测量产生的干扰。检测模块101a和参比模块101b分别输出的共振频率信号(即输出1和输出2)优选地以正弦波形式传送到数字频率检测电路700。同时，检测模块101a和参比模块101b输出的共振频率信号还输出到差频电路180以对两通道的频率信号进行差频计算。再将差频计算后的信号经过信号放大单元190进行放大后，优选以正弦波的形式输出到数字频率检测电路700(即输出3)。下文将通过参考附图2详细描述模拟振荡电路110的具体构成。

电源模块170优选采用12V线性电压源供电。根据本发明的一个实施例，输入的12V电压经由低压差线性稳压芯片稳压后输出+5V及-5V的电压为模拟振荡电路110中的其他模块进行供电。+5V电压进一步由开关电源芯片稳压到+3.3V，从而为经过差频电路180差频之后的频率信号提供直流偏置，从而满足数字频率检测电路700对于输入信号电平的要求。

数字频率检测电路700根据从模拟振荡电路110接收的三路共振频率信号，计算出晶振传感器的共振频率，并根据晶振传感器的共振频率计算出其表示的特定物质含量的数值。数字频率检测电路700包括信号调整及时钟基准单元710，CPLD(复杂可编程逻辑器件)单元720，以及接口单元750。CPLD单元720根据从信号调整及时钟基准单元710读取的频率值进行计数，从而计算出该共振频率所表示的特定物质含量的数值，例如血糖的浓度。CPLD单元720连接到接口单元750，从而通过接口单元750为外部提供输入输出信号。接口单元750可以采用串行接口，例如RS232接口，还可以采用USB接口等本领域常见的接口形式。

信号调整及时钟基准单元710包括有三路输入通道，以及一路用于数字频率检测电路700调试的输出通道。优选地，每个通道可以配置有提供静电防护功能的双向稳压二极管V1-V4(图中未示出)。双向稳压二极管V1-V4中的任意一个均由一对反向放置的雪崩二极管组成。当任意一个通道由于静电放电而电压过高时，该通道上的双向稳压二极管被击穿导通接地，从而保护后级电路。放电完成后，双向稳压二极管可恢复至初始状态。其中第一输入通道是低频输入通道，用于将从信号放大电路190接收的差频正弦信号转换为方波信号之后，读取该方波信号的频率；第二和第三输入通道的结构完全相同，分别用来检测从检测模块101a以及参比模块101b的检测比较单元145a和参比比较单元145b(参见图1b)接收的方波信号的频率。

由模拟振荡电路110的信号放大单元190输出的石英晶振振荡信号经过信号调整及时钟基准单元710的第一输入通道的衰减器衰减后，通过对数放大器限幅放大后再由CPLD单元720进行频率计数，得出该石英晶振振荡信号的频率值。

数字频率检测电路700还可以外接有输入单元730、显示单元740以及上位机760。

与CPLD单元720连接的输入单元730可以用来输入指令从而选择信号调整及时钟基准单元710不同的输入通道的闸门时间，从而获得数字频率检测电路700不同的分辨率。例如，当闸门时间为1秒时，数字频率检测电路700的分辨率为1Hz；当闸门时间为10秒时，数字频率检测电路700的分辨率为0.1Hz。在此，可以选用键盘作为输入单元730。

与CPLD单元720连接的显示单元740可以显示数字频率检测电路700的工作模式，该工作模式的内容包括所测量的输入通道的号码以及对应于该输入通道的闸门时间，并且显示该输入通道的信号频率值。在此，可以选用两排共阳极数码管作为显示单元740。

当CPLD单元720通过接口单元750连接到上位机760时，数字频率检测电路700可与上位机760通信。CPLD单元720可通过接口单元750向上位机760发送命令菜单，上位机760可根据以上命令菜单向CPLD单元720发送指令，查询数字频率检测电路700的工作状态以及各个输入通道的频率的测量值。在此，上位机760可以为PC、工控机或类似设备。

图1b进一步地示出了根据本发明一个实施例的模拟振荡电路110的具体构成。如图1b所示，该模拟振荡电路110包括检测模块101a、参比模块101b、差频电路180以及信号放大电路190。

具体地，检测模块101a包括顺次电性连接构成闭环的检测晶振110a、检测电容补偿单元125a、检测信号放大单元130a、检测滤波单元135a、检测自动增益控制放大单元140a，以及从检测自动增益控制放大单元140a的输出接收幅值恒定的振荡信号的检测比较单元145a。

具体地，参比模块101b包括顺次电性连接构成闭环的参比晶振110b、参比电容补偿单元125b、参比信号放大单元130b、参比滤波单元135b、参比自动增益控制放大单元140b，以及从参比自动增益控制放大单元140b的输出接收幅值恒定的振荡信号的参比比较单元145b。

其中，检测模块101a以及参比模块101b均设置为结构及取值完全相同的闭环自激振荡电路，检测模块101a所包含的传感器与待测物质(例如血糖)发生作用；参比模块101b所包含的传感器设置于待测物质周围，但并不与待测物质发生作用。这样的配置可以使检测模块101a通过检测传感器对特定物质的特异性识别，来获取特定物质的含量信息；参比模块101b检测与其连接的敏感元件所识别的待测物质周围环境；在将检测模块101a以及参比模块101b所检测的特定物质对应的频率进行比较的时候，可以将参比模块101b所测量的频率作为噪声进行消除，从而提高对于特定物质含量的检测精度。

以检测模块101a为例，检测模块101a中的检测晶振110a与待测物质(例如血糖)发生作用，输出特定频率的振荡信号，通过检测电容补偿单元125a来抵消晶振的固有并联电容及其支架、引线等引入的寄生电容，以便使得晶振可以稳定地工作在其串联谐振频率上。检测自动增益控制放大单元140a可以根据其输入信号的大小自动调节放大倍数，以保证振荡电路的闭环增益始终为1，检测自动增益控制放大单元140a的反相放大特性使得在石英晶振共振频率(5MHz)处相位变化为π的五阶贝塞尔滤波器，来保证振荡电路的闭环相位变化始终为2π。

图2a示意性地示出了根据本发明一个实施例的检测电容补偿单元125a或参比电容补偿单元125b(以下简称为电容补偿单元125)的一种实现方式。如图2a所示，电容补偿单元125包括有第一变压器T1、第二变压器T2、变容二极管D1以及与变容二极管D1并联连接的电位器P1。自动增益控制放大单元输出的固定幅值的正弦信号输入第一变压器T1的初级线圈后经第一变压器T1变换后在次级变为幅值减半，相位差为π的两路信号。其中一路信号与初级信号的相位相同，通过BNC接通晶振；另一路信号与初级信号相位差为π，接变容二极管D1。变容二极管D1将其负极连接至第一变压器T1的次级，正极连接到第二变压器T2的原级。电位器P1与变容二极管D1并联连接，用于调节变容二极管D1的反向偏置电压，使变容二极管D1的结电容等于其所在的闭环自激振荡电路中的晶振的并联电容。当D1两端的反向偏置电压在0到10V之间变化时，变容二极管D1的结电容在40到10pF之间变化，这个范围正好覆盖晶振片的并联电容值(约20pF)。通过调整电位器P1来调节变容二极管D1两端的反向偏置电压使变容二极管D1的结电容等于晶振的并联电容(石英晶振的固有电容及其支架、引线等引入的寄生电容)，可使晶振稳定地工作在其串联谐振频率上。

第二变压器T2将经过第一变压器T1之后的相位差为π的差分信号转换为单端信号，并实现与后续电路的阻抗匹配。

根据本发明的一个实施例，第一变压器T1和第二变压器T2可以为射频变压器，T1、T2可以选型为型号为ADT-1-6T的射频变压器，变压比为2:1。

作为电容补偿单元125的一种更为具体的实施方式，如图2b所示，第一变压器T1和第二变压器T2可以为射频变压器。第一变压器T1的初级一侧的PR引脚串联电阻R21，从自动增益控制放大单元140接收振荡信号，第一变压器T1对振荡信号变压后，从第一变压器T1的次级的SE引脚向BNC管接头J2的另一端连接的晶振110输出一路幅值减半的振荡信号，并从第一变压器T1的次级的SED引脚向负极与SED引脚连接的变容二极管D1输出一路幅值减半并且相位相反的振荡信号。电位器P1与变容二极管D1并联连接于具有12V电源电压的电路，电路中还串联有电阻R23以及电阻R24，电阻R23以及电阻R24在该电路上进行分压以及限流，从而保护电位器P1以及变容二极管D1；此外，还在电阻R23以及电阻R24之间设置有一端接地的电容C26，对由电阻R23流出的电流信号进行滤波；变容二极管D1的负极连接至第一变压器T1的SED引脚的线路上串联有电容C28，变容二极管D1的正极连接至第二变压器T2的PR引脚的线路上串联有电容C30，均用于通过变容二极管D1的电流信号的滤波；因此，可以通过调节电位器P1中活动端，来调节与其变容二极管D1并联部分的电势，并调节加载于变容二极管D1上的电势，将变容二极管D1上的结电容调节到与晶振的并联电容相等；在此晶振110的并联电容包括晶振110的固有电容及其支架、引线等引出的寄生电容。由于经过晶振110以及经过变容二极管D1的振荡信号幅值相等并且相位相反，因此，可以使电容补偿单元125所在的闭环自激振荡电路稳定地工作在其串联谐振频率上。从变容二极管D1的正极以及晶振输出的正弦信号均输入至第二变压器T2的初级，在变压之后从第二变压器T2的次级的SE引脚输出至信号放大单元130(参见图2中的Balun1)。第二变压器T2的次级一侧设有电压为5V的电路，第二变压器T2的SE引脚与SED引脚串联有用于限流的电阻R27，5V电路为RC滤波电路结构，包括电阻R25，R26，C34，电阻R25与电阻R26串联连接，电阻R26与电容C34并联连接，电阻R27通过电阻R26接地。

此外，检测信号放大单元130a和参比信号放大单元130b(以下简称信号放大单元130)用于将从电容补偿单元125接收的振荡信号进行放大。

检测滤波单元135a和参比滤波单元135b(以下简称滤波单元135)用于将从信号放大单元130接收的振荡信号进行选频以及反相。

在此，滤波单元135可以是如图3中所示的无源滤波单元，或者有源滤波单元；此外，滤波单元135可以是用于基频谐波的低通滤波器，或者应用于泛频谐振的带通滤波器。作为一种具体实施方式，作为滤波单元135的低通滤波器可以采用如图3中所示的五阶贝塞尔低通滤波器。

当滤波单元135采用如图3中所示的五阶贝塞尔低通滤波器时，滤波器单元135包括依次串联连接的电容C25、电阻R22、电感L2、电感L3，其中电容C25的一端接信号放大单元130的输出端，用于滤去输入的信号中的直流分量；R22用于滤波器单元135的限流；电感L2两端与其两端并联连接的电容C29、电容C31组成π型滤波单元，电容C29、电容C31的另一端接地；电感L3两端逾期两端并联连接的电容C32、C33组成π型滤波单元，电容C32、电容C33的另一端接地；此外，电阻R22与电感L2之间牵出接头连接电C27，电容C27的另一端接地；电感L3与自动增益控制放大单元140之间牵出接头连接电容C35，电容C35的另一端接地。

检测自动增益控制放大单元140a和参比自动增益控制放大单元140b(以下简称自动增益控制放大单元140)用于将从滤波单元135接收的振荡信号放大成为峰峰值恒定的正弦振荡信号。

图4示意性地示出了自动增益控制放大单元140的一个具体实施例。在如图4所示的自动增益控制放大单元140中，可以选用包括有型号为AD8367的可变增益单端IF放大器U3的电路，从可变增益单端IF放大器U3的3号INPUT引脚接收从滤波单元135输出的正弦振荡信号，并从其10号VOUT引脚输出峰峰值恒为1V的5MHz的正弦振荡信号。输出的峰峰值恒为1V的5MHz的正弦振荡信号分别输出至比较单元以及差频电路，后面将有更加详细的描述。可变增益单端IF放大器U3的1号ICOM引脚接地，2号ENBL芯片使能引脚与电容C17并联连接于+5V电源，电容C17的另一端接地；4号MODE增益控制模式引脚接地；5号GAIN增益控制电压输入引脚与6号DETO检波输入引脚并联连接至电阻R13，电阻R13的另一端连接电容C19，电容C19的另一端连接至7号ICOM信号公共端引脚的同时，引出接头接地；8号OCOM电源公共端引脚与9号DECL耦合引脚之间串接有电容C22，电容C22连接8号OCOM电源公共端引脚的一端引出接头接地；自动增益控制放大单元140中还包括有+5V电源供电的电路，包括从+5V电源引出并联设置的两条支路，其中一条支路包括串联连接的电阻R18以及电容C23，电阻R18与电容C23之间牵出抽头连接至可变增益单端IF放大器U3的12号正电压输入引脚；另一条支路包括串联连接的电阻R20以及电容C24，电阻R20与电容C24之间牵出抽头连接至可变增益单端IF放大器U3的11号VSPO正电压输入引脚；电阻R18与电容C23之间牵出抽头连接至可变增益单端IF放大器U3的12号VSPI正电压输入引脚；可变增益单端IF放大器U3的13号HPFL引脚依次串联电容C20以及电阻R17至14号ICOM信号公共端，14号ICOM信号公共端并联接地。

检测比较单元145a和参比比较单元145b(以下简称比较单元145)，将从自动增益控制放大单元140接收的峰峰值恒为1V的5MHz的正弦振荡信号转换为方波信号，输出至数字频率检测电路700。

图5示意性地示出了比较单元145的一个具体实施例。在如图5所示的比较单元145中，比较单元145可以为包括两级比较器U7、U9结构在内的电路，比较器U7、U9可以是型号为DS8921的差分驱动芯片，其中作为次级比较器的比较器U9的RO引脚向数字频率检测电路700输出方波信号。作为初级比较器的比较器U7的5号DO-引脚以及6号DO+引脚之间串联进电阻R44，并分别连接至比较器U9的7号RI-引脚以及8号RI+引脚；比较器U7的1号VCC引脚接+5V电源；比较器U7的2号RO引脚连接至3号DI引脚；比较器U7的4号GND引脚接地，比较器U7的7号RI-引脚接地；比较器U9的1号VCC引脚接+5V电源；比较器U9的3号DI引脚与4号GND引脚并联连接接地。

如前所述，差频电路180分别从检测模块101a以及参比模块101b的自动增益控制放大单元140接收峰峰值恒为1V的5MHz正弦振荡信号；如图6所示的具体实施例中，差频电路180中的乘法器芯片AD834的8号X2引脚以及1号Y1引脚分别接收从检测模块101a以及参比模块101b的自动增益控制放大单元140输出的峰峰值恒为1V的5MHz正弦振荡信号，并从引脚W1、W2向后置的信号放大电路190输出差频正弦信号。其中，乘法器U8的3号-VS引脚接-5V电源，该-5V电源同时牵出接头连接电容C55之后接地；乘法器芯片U8的2号Y2引脚依次串联连接电阻R43和R45之后连接至7号X1引脚，电阻R43和R45之间牵出接头接地；乘法器U8的与电容C58、电阻R46、R47并联连接于+5V电源，电容C58的另一端接地，电阻R46的另一端接至5号W1引脚，电阻R47的另一端接至4号W2引脚。

信号放大单元190将差频电路180输出的差频正弦信号进行放大后，输出至数字频率检测电路700。在如图6所示的信号放大单元190的一个具体实施例中，信号放大单元190采用型号为AD8000的放大器U10对输入的差频正弦信号进行放大。

在前述实施例中，乘法器U8的5号W1引脚依次串联连接电容C59以及电阻R49之后连接到放大器U10的2号-IN1引脚；乘法器U8的4号W2引脚依次串联连接电容C60以及电阻R48之后连接到放大器U10的3号+IN1引脚；放大器U10的1号FB反馈引脚串联进电阻R50之后连接到2号-IN1引脚；此外，还设有+5V电源，连接至7号+Vs引脚，并同时串联连接电阻R51至放大器U10的8号PWD电源引脚；同时，该+5V电源串联电容C62之后接地；此外，还设有+3.3V电源，该+3.3V电源串联电阻R53与电阻R54之后接地，电阻R53与电阻R54之间牵出接头连接至放大器U10的6号OUT引脚，同时牵出接头通过SMA接口J5连接至该SMA接口J5另一端的数字频率检测电路700。

根据本发明的用于石英晶体微天平血糖监测系统的监测电路使用薄膜敏化石英晶片作为传感元件，以振荡电路实现晶振共振频率检测，从而可以实现由晶振频率反映血糖动态变化的血糖动态监测实现方案。通过引入参比通道并通过测量传感通道和参比通道的差频，可以消除测量环境引起的误差。利用变压器将单端信号转换为差分信号并利用其中一路反相信号结合变容二极管，实现石英晶振固有电容及其支架寄生电容抵销，从而使得测量结果更为精确。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种用于石英晶体微天平微量监测系统的监测电路，包括模拟振荡电路以及数字频率检测电路，其中，

所述模拟振荡电路用于获得晶振传感器的实时共振频率信号，包括检测模块、参比模块、电源模块、差频电路和信号放大单元，其中，所述检测模块用作检测晶振与待测样品接触，所述参比模块用作参比晶振以消除环境变化对测量产生的干扰，所述检测模块和参比模块分别输出的共振频率信号传送到所述数字频率检测电路，并同时输出到所述差频电路以对两通道的频率信号进行差频计算，再经过信号放大单元进行放大后输出到数字频率检测电路；

所述数字频率检测电路根据从所述模拟振荡电路接收的三路共振频率信号，计算出晶振传感器的共振频率，并根据晶振传感器的共振频率计算出其表示的特定物质含量的数值，所述数字频率检测电路包括信号调整及时钟基准单元、CPLD单元，以及接口单元，其中所述信号调整及时钟基准单元用于检测从所述模拟振荡电路接收到的频率信号并读取该信号的频率，所述CPLD单元根据从所述信号调整及时钟基准单元读取的频率值进行计数，所述CPLD单元连接到所述接口单元为外部提供输入输出信号。

2.如权利要求1所述的监测电路，其中所述检测模块包括顺次电性连接构成闭环的检测晶振、检测电容补偿单元、检测信号放大单元、检测滤波单元、检测自动增益控制放大单元，以及从检测自动增益控制放大单元的输出接收幅值恒定的振荡信号的检测比较单元。

3.如权利要求1所述的监测电路，其中所述参比模块包括顺次电性连接构成闭环的参比晶振、参比电容补偿单元、参比信号放大单元、参比滤波单元、参比自动增益控制放大单元，以及从参比自动增益控制放大单元的输出接收幅值恒定的振荡信号的参比比较单元。

4.如权利要求1所述的监测电路，其中所述检测模块以及参比模块均设置为结构及取值完全相同的闭环自激振荡电路。

5.如权利要求2或3所述的监测电路，其中所述检测自动增益控制放大单元或所述参比自动增益控制放大单元可以根据其输入信号的大小 自动调节放大倍数，以保证振荡电路的闭环增益始终为1。

6.如权利要求2或3所述的监测电路，其中所述检测电容补偿单元或参比电容补偿单元包括有第一变压器、第二变压器、变容二极管以及与变容二极管并联连接的电位器。

7.如权利要求1所述的监测电路，其中所述检测模块和所述参比模块分别输出的共振频率信号以正弦波形式输出。

8.如权利要求1所述的监测电路，其中所述电源模块采用12V线性电压源供电，并经由低压差线性稳压芯片稳压后输出+5V及-5V的电压为模拟振荡电路中的其他模块进行供电。

9.如权利要求1所述的监测电路，其中所述信号调整及时钟基准单元包括有三路输入通道，每个通道可以配置有提供静电防护功能的双向稳压二极管。

10.如权利要求1所述的监测电路，其中所述数字频率检测电路还外接有输入单元、显示单元以及上位机。