多通道石英晶體微天平陣列的制作方法
【專利摘要】一種多通道石英晶體微天平陣列，它包括QCM氣敏傳感器陣列，陣列中的每一個氣敏傳感器連接各自的QCM振蕩電路；所述陣列中的氣敏傳感器為彼此之間對不同氣體敏感的氣敏傳感器。本實用新型通過石英晶體微天平陣列測量室內有害氣體的種類和濃度，解決了單一氣敏傳感器不具備自動識別氣體種類和數(shù)量的問題。同時，通過以太網(wǎng)遠程傳輸測量數(shù)據(jù)到上位機，并將數(shù)據(jù)在上位機處理、存儲、顯示、控制，解決了需要人現(xiàn)場長時間測量的問題，保證了人身安全。本實用新型只用到了一塊FPGA芯片和一個百兆以太網(wǎng)芯片，和其他嵌入式系統(tǒng)相比，降低了成本，提高了傳輸速度，有助于實時處理。
【專利說明】多通道石英晶體微天平陣列
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種有害氣體測量裝置，具體地說是涉及一種多通道石英晶體微天平陣列。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著科學技術的發(fā)展和人民生活水平的提高，大量新型建筑和裝飾材料、日用化學品進入住宅和公共建筑物，加之現(xiàn)代建筑物的密閉化，造成室內空氣污染問題日益突出，引起眼及鼻腔粘膜刺激、過敏性皮炎、哮喘、癌癥、白血病等疾病，危害人體健康，日益受到社會各界關注。因此，研究檢測室內空氣質量的測量系統(tǒng)，為人們提供一個健康、安全的生活環(huán)境，有重要意義。
[0003]然而，單個的氣敏傳感器功能十分有限，目前還沒有發(fā)現(xiàn)只對某種氣體單一敏感的傳感器材料。單個傳感器對不同氣體敏感響應可能會有變化，但它不具備自動識別氣體種類和數(shù)量的能力，所以可以通過采用多個傳感器構成陣列來解決上述問題，同時輸入更多的信號進行判斷識別。
[0004]目前，氣敏傳感器按照工作原理可以將其分為:金屬氧化物半導體傳感器，導電性氣敏傳感器，壓電類氣敏傳感器和光纖類氣敏傳感器?；谫|量效應的石英晶體微天平(QCM)氣體傳感器，以其自身靈敏度高和選擇性好等等優(yōu)點在許多微量氣體檢測中得到了廣泛應用。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的是提供一種多通道石英晶體微天平陣列，解決了單一氣敏傳感器不具備自動識別氣體種類和數(shù)量的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0007]一種多通道石英晶體微天平陣列，它包括QCM氣敏傳感器陣列，陣列中的每一個氣敏傳感器連接各自的QCM振蕩電路；所述陣列中的氣敏傳感器為彼此之間對不同氣體敏感的氣敏傳感器。
[0008]所述的QCM氣敏傳感器為32陣列。
[0009]所述的QCM振蕩電路包括由兩個反相器串聯(lián)構成的放大電路；放大電路的輸出端通過諧振電路連接放大電路的輸入端，由此構成反饋振蕩電路。
[0010]所述的諧振電路由晶體以及分別與晶體并聯(lián)設置的兩個電容構成，且兩個電容接地。
[0011]采用上述技術方案的本實用新型，通過石英晶體微天平陣列測量室內有害氣體的種類和濃度，解決了單一氣敏傳感器不具備自動識別氣體種類和數(shù)量的問題。同時，通過以太網(wǎng)遠程傳輸測量數(shù)據(jù)到上位機，并將數(shù)據(jù)在上位機處理、存儲、顯示、控制，解決了需要人現(xiàn)場長時間測量的問題，保證了人身安全。本實用新型只用到了一塊FPGA芯片和一個百兆以太網(wǎng)芯片，和其他嵌入式系統(tǒng)相比，降低了成本，提高了傳輸速度，有助于實時處理。【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的原理框圖。
[0013]圖2是本實用新型QCM氣敏傳感器陣列中的QCM振蕩電路原理圖。
[0014]圖3是本實用新型的硬件系統(tǒng)圖。
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，一種多通道石英晶體微天平陣列，它包括QCM氣敏傳感器陣列，陣列中的每一個氣敏傳感器連接各自的QCM振蕩電路。
[0016]QCM氣敏傳感器采用32陣列，陣列中的氣敏傳感器為彼此之間對不同氣體敏感的氣敏傳感器，其中對不同氣體敏感的氣敏傳感器為現(xiàn)有技術。32個石英晶體微天平QCM陣列，將采集到的氣體濃度信息轉化為頻率信息，其中利用了德國科學家Sauerbrey推導出的石英晶體的諧振頻率和晶體電極表面質量負載變化之間的關系式:
【權利要求】
1.一種多通道石英晶體微天平陣列，其特征在于:它包括QCM氣敏傳感器陣列，陣列中的每一個氣敏傳感器連接各自的QCM振蕩電路；所述陣列中的氣敏傳感器為彼此之間對不同氣體敏感的氣敏傳感器。
2.根據(jù)權利要求1所述的多通道石英晶體微天平陣列，其特征在于:所述的QCM氣敏傳感器為32陣列。
3.根據(jù)權利要求1所述的多通道石英晶體微天平陣列，其特征在于:所述的QCM振蕩電路包括由兩個反相器串聯(lián)構成的放大電路；放大電路的輸出端通過諧振電路連接放大電路的輸入端，由此構成反饋振蕩電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的多通道石英晶體微天平陣列，其特征在于:所述的諧振電路由晶體以及分別與晶體并聯(lián)設置的兩個電容構成，且兩個電容接地。
【文檔編號】G08C17/02GK203455249SQ201320559390
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權日:2013年9月10日
【發(fā)明者】李磊, 徐甲強, 柴小衛(wèi), 孫鵬, 王曉華, 蔡玉寶, 陳云鵬, 張飛飛, 解瑩瑩, 孫蘭軒, 郭彩萍 申請人:河南圣瑪斯光電科技有限公司