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原文传递一种电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统及方法

专利名称：	一种电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统及方法
摘要：	本发明公开了一种电磁激励的无线QCM‑D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统及方法，属于气相检测领域，包括放置在气相检测腔室内底壁中部的石英晶振片、设置在气相检测腔室底部外侧的激励线圈和接收线圈、用于产生驱动信号的信号发生器、将驱动信号传输至用于匹配激励线圈阻抗的阻抗匹配网络、将接收线圈中的检测电信号进行滤波放大处理的多频段窄带放大滤波电路以及运行在电脑上的控制虚拟阵列系统多频点切换工作的实验控制器；接收线圈接收石英晶振片产生的交变电磁场中的检测电信号；气相检测腔室连接有气体流量控制器，用于控制进入气相检测腔室内的氮气流速，维持气体流速在期望的恒定值。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	胡瑞芬;苏雪飞;陈达奇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-12T00:00:00+0800
申请号：	CN201910780076.3
公开号：	CN110441182A
代理机构：	杭州天勤知识产权代理有限公司
代理人：	胡红娟
分类号：	G01N5/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N5
申请人地址：	310013浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统，其特征在于，包括放置在气相检测腔室内底壁中部的石英晶振片、设置在所述气相检测腔室底部外侧的激励线圈和接收线圈、用于产生驱动信号的信号发生器、将所述驱动信号传输至用于匹配激励线圈阻抗的阻抗匹配网络、将接收线圈中的检测电信号进行滤波放大处理的多频段窄带放大滤波电路以及运行在电脑上的控制虚拟阵列系统多频点切换工作的实验控制器；所述接收线圈接收所述石英晶振片产生的交变电磁场中的检测电信号，并将电信号传输到多频段窄带放大滤波电路，所述多频段窄带滤波放大电路受实验控制器控制，分别工作在不同的放大滤波频段上；所述气相检测腔室连接有气体流量控制器，用于控制进入所述气相检测腔室内的氮气流速，维持气体流速在期望的恒定值。 2.根据权利要求1所述的电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统，其特征在于，所述的石英晶振片采用无电极的AT切型石英裸片，敏感膜涂覆于晶振片单侧，石英晶振片在交变电磁场驱动下形变振动。 3.根据权利要求1所述的电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统，其特征在于，所述的激励线圈和所述接收线圈均为平面螺旋结构线圈。 4.根据权利要求1所述的电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统，其特征在于，所述的气相检测腔室为气相检测烧瓶，所述气相检测烧瓶的底部设有用于放置石英晶振片的圆形凹槽。 5.根据权利要求4所述的电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统，其特征在于，所述的气相检测烧瓶的底部连接进气管，所述进气管连通至氮气罐，所述进气管上串接有第一单向气体导通阀。 6.根据权利要求4所述的电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统，其特征在于，所述的气相检测烧瓶的颈部连接有出气管，出气管上串接有第二单向气体导通阀，出气管的出口连接尾气处理装置。 7.根据权利要求4所述的电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统，其特征在于，所述的气相检测烧瓶的瓶口通过瓶塞密封，瓶塞上连接有检测气体进样器。 8.一种用于权利要求1～7中任一权利要求所述的电磁激励的无线QCM-D多频时分复用气相检测虚拟阵列系统的方法，其特征在于，包括以下步骤： 1)调节信号发生器，将触发信号调节为正弦激励脉冲信号，设置gate模式； 2)在最高谐频点调节阻抗匹配网络，使信号发生器与激励线圈在各个谐频点阻抗匹配，激励石英晶振片起振； 3)使气相检测腔室连通氮气源，控制气体流量控制器打开阀门，使气相检测腔室内充满氮气，排出管路中原有气体，并使氮气导通5～6分钟后，控制关闭气体流量控制器阀门； 4)注入样本气体到气相检测腔室中，使谐振状态下的石英晶振片充分接触并吸附气体样本； 5)一次检测完成后，控制打开气体流量控制器的阀门，氮气进入检测腔室，使石英晶振片上吸附的气体样本脱附，静置直至石英晶振片恢复到初始基频值； 6)重复步骤4)～5)过程进行下一次检测，实现气体检测过程的可重复性； 7)根据虚拟多通道频段一设置虚拟通道一当前信号发生器输出信号幅值A1和频率f1； 8)接收线圈接收石英晶振片的衰减振荡信号，实验控制器控制多频段滤波放大电路对信号的f1频段的滤波放大处理，再传输至示波器中显示，电脑从示波器获得衰减振荡信号并进行计算虚拟通道一的特征参数； 9)每隔3s，依次对其他虚拟通道重复步骤7)～8)过程。
所属类别：	发明专利