CN2549444Y - 一种石英晶体微天平分析仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种石英晶体微天平分析仪，包括石英晶体传感器及其驱动电路，置于液相样品池和/或气相样品池的带有分子识别元件的石英晶体传感器的一端与比较器的正输入端相联，另一端与比较器的负输入端相联，比较器的输出端接单片机。本实用新型由于采用上述结构，克服了频率计的接入对晶体振荡带来的干扰，可对10MHz以内的频率进行较准确的测量。不仅测量的范围较宽，精度较高，而且电路结构较简单，实现了信号观测的自动化和智能化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种石英晶体微天平分析仪。
背景技术
基于质量效应引起频移变化的压电晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance简称QCM)具有很高的质量灵敏度(质量灵敏度可以达到纳克级)，已在化学、生物和医学等领域获得了广泛应用。传统的QCM多基于单道检测，难以对样品中多组份进行同时测定。近年来发展起来的多道石英晶体微天平(Multi-channel QCM简称MQCM)既可以选择其中的一道作为一个独立的QCM使用，也可以多道同时振荡从而达到多组份的同步检测。传统的QCM测量方法——频率计法和差频式晶体检测器很难满足MQCM测量准确度和精度的要求，而且难以反映测量过程中频率随时间变化的动态特性。
实用新型内容
本实用新型就是针对上述问题提供一种石英晶体微天平分析仪，这种分析仪的测量准确度和精度较高。
本实用新型提供的技术方案是：一种石英晶体微天平分析仪，包括石英晶体传感器及其驱动电路，置于液相样品池和/或气相样品池的带有分子识别元件的石英晶体传感器的一端与比较器的正输入端相联，另一端与比较器的负输入端相联，比较器的输出端接单片机。
本实用新型可设有多个石英晶体传感器及其控制电路，控制电路的比较器的输出端通过多路选择开关与单片机相联。
上述比较器可采用MAX912比较器。
本实用新型由于采用上述结构，克服了频率计的接入对晶体振荡带来的干扰，可对10MHz以内的频率进行较准确的测量。不仅测量的范围较宽，精度较高，而且电路结构较简单，实现了信号观测的自动化和智能化。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的电路结构示意图；
图3为本实用新型传感器及其驱动电路图。
具体实施方式
参见图1～图3，本实用新型包括石英晶体传感器阵列及其驱动电路(图2中石英晶体传感器阵列及其驱动电路1为四组石英晶体传感器及其驱动电路，对应的输出信号Fx1、Fx2、Fx3、Fx4接多路选择开关74LS153)，置于液相样品池和/或气相样品池的带有分子识别元件的石英晶体传感器Y1的一端与MAX912比较器的正输入端相联，另一端与MAX912比较器的负输入端相联(参见图3)，MAX912比较器的输出端通过多路选择开关74LS153接单片机。QCM的研究和应用，很大程度上取决于振荡器和分子识别功能元件的研究进展。气相分析中晶体振荡电路的频率稳定性主要取决于石英晶体的谐振频率，而当晶体与液体接触时，液体的阻尼作用使晶体谐振器的相位特性变缓，品质因素Q下降，甚至使晶体失振，对整个电路的频率稳定性产生较大影响。尽管有关在液相中能够使晶体稳定工作的振荡电路很多，但是都存在着某些缺陷，如负载能力差，抗干扰能力差，振幅小以及电路制作繁琐、体积大，不利于仪器的微型化和集成化。本实用新型采用以MAX912比较器为主要器件设计出了电路结构简单、稳定性好、驱动能力强的振荡电路。在石英晶体振荡电路(参见图3)中，石英晶体既是反馈网络，也是选频网络。它把信号反馈到比较器的IN-端口，然后与IN+端口的信号进行比较，从而使比较器的输出端产生相应的频率信号。由于这个信号是TTL电平，可以被微型计算机直接采集，进行数据处理。
本实用新型通过人机对话接口的非编码键盘，向8031输入相应的参数，8031外接一片8K字节的EPROM(2764)和一片EEPROM(AT24C16)程序存储器。2764的CE和OE与8031的PSEN连接，使2764占用了8031的全部程序存储空间。AT24C16用于保存初始化的测试条件和采集的数据。8031通过多路选择开关74LS153发出命令，选中传感器阵列中响应的通道。获得的信号经过分频器2分频后输入到计数器8254-2中，由8254-2进行计数。标准时钟振荡电路3提供1s的定时采样时间，当采样时间到1s时，它一方面向8031发出中断请求信号，提示主机采样时间到，一方面为8254-2提供闸门工作信号，使8254-2停止计数。8031接到中断请求信号后，一方面清除中断标志，一方面从8254-2计数器中提取频率计数值，并进行数据处理。处理后的数据一方面被存储到EEPROMAT24C16中，一方面被实时地显示到人机接口对话的LCD(MGLS128-64)上。
本实用新型中实时时钟芯片MC146818(其OSC1、OSC2接外振荡电路4，CKFS接电池5)的主要功能是制作取样档案，记录取样时刻的时间，以便为数据的管理和处理提供不同时间的测定数据。
图2中74LS00为差频器，74LS373为地址锁存器，8155为并行接口，二-四为译码器。
本实用新型可实时、准确地采集多道频率，并可将频率的变化在液晶显示器上实时地显示出来，还可将采集来的数据进行存储和并行处理。本实用新型可对10MHz以内的频率进行较准确的测量。范围较宽，精度较高，实现了信号观测的自动化和智能化。为应用传感器阵列进行混合物测定、复杂物分类及观察响应信号的动力学变化提供了有力的测定手段。
Claims (3)
1.一种石英晶体微天平分析仪，包括石英晶体传感器及其驱动电路，其特征是：置于液相样品池和/或气相样品池的带有分子识别元件的石英晶体传感器的一端与比较器的正输入端相联，另一端与比较器的负输入端相联，比较器的输出端接单片机。
2.根据权利要求1所述的分析仪，其特征是：设有多个石英晶体传感器及其控制电路，控制电路的比较器的输出端通过多路选择开关与单片机相联。
3.根据权利要求1或2所述的分析仪，其特征是：比较器为MAX912比较器。
Priority Applications (1)
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| CN 02229345 CN2549444Y (zh) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | 一种石英晶体微天平分析仪 |
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| CN 02229345 CN2549444Y (zh) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | 一种石英晶体微天平分析仪 |
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| CN2549444Y true CN2549444Y (zh) | 2003-05-07 |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101451943B (zh) * | 2007-12-04 | 2011-02-16 | 北京卫星环境工程研究所 | 石英晶体微量天平准确性验证试验系统 |
| CN101819120B (zh) * | 2009-02-10 | 2013-12-11 | 英国西门子公司 | 用于检测有空气进入致冷剂室中的方法和设备 |
| CN103512641A (zh) * | 2013-10-21 | 2014-01-15 | 辽宁新纳斯消防检测有限公司 | 一种用于恒温恒湿箱内质量自动测量系统 |
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| CN114323215A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 上海裕达实业有限公司 | 石英晶体微量天平测控装置及测量方法 |
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2002
- 2002-05-10 CN CN 02229345 patent/CN2549444Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN114323215A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-12 | 上海裕达实业有限公司 | 石英晶体微量天平测控装置及测量方法 |
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