| 【中文题名】 | 硅酸镧镓压电晶体传感器的理论与应用研究 |
| 【英文题名】 | Study in Theory and Applications of Piezoelectric Langasite Crystal Sensor |
| 【学科专业】 | 分析化学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-20 |
| 【中关键词】 | 硅酸镧镓,压电传感器,离子液体,吸附,大波, |
| 【英关键词】 | Piezoelectric Langasite Crystal Sensor,Ionic liquid,Adsorption,Big wave, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>发送器（变换器）、传感器> |
| 【论文摘要】 |
对质量高度敏感的微天平传感器的研究始于1959年Sauerbrey的开创性工作，其基本原理就是传感器的谐振频率随表面质量负载的增加而线性下降。在过去的近半个世纪中，微天平传感器一直沿用Sauerbrey最初选择的压电石英晶体，因此石英晶体微天平是这种传感器的标准术语，石英晶体的确具有一系列优异的物理化学性质，但不应该成为压电传感器唯一的可用材料。材料科学的迅猛发展，为研究非石英晶体类压电传感器提供了良机，硅酸镧镓晶体是一种性能超越石英晶体的新型压电材料，本论文研制了基于硅酸镧镓晶体的压电传感器，开展了传感器的响应特性的研究，具体内容如下：
1、采用硅酸镧镓晶体为压电晶体材料，制备出性能优异的硅酸镧镓晶体微天平(LCM)传感器，研究了它的振荡频率与表面质量负载、密度和粘度的关系，结果显示硅酸镧镓晶体微天平能灵敏地反映电极表面的质量变化，质量检测下限能够达到纳克量级，虽然频率-质量系数比石英晶体微天平稍低，为后者的71.1％，但其频率稳定性更佳，特别适合在液相中应用。LCM在液相中具有优良的振荡能力，甚至在高粘度的液体中也能进行操作，它的谐振频率随溶液粘度和密度乘积的平方根增加而下降。该传感器在... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
6-8 |
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ABSTRACT |
8-10 |
|
第一章 绪论 |
10-21 |
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1.1 压电传感器的研究概况 |
10-15 |
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1.1.1 压电石英晶体传感器 |
10-11 |
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1.1.2 压电传感器的应用及发展趋势 |
11-15 |
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1.1.2.1 环境分析 |
11-12 |
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1.1.2.2 生物分析 |
12-13 |
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1.1.2.3 电化学应用 |
13-14 |
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1.1.2.4 材料应用 |
14-15 |
|
1.2 新型传感器 |
15-19 |
|
1.2.1 串联式压电传感器 |
15-17 |
|
1.2.2 串联式表面声波电导传感器 |
17 |
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1.2.3 液隔电极式压电传感器 |
17-18 |
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1.2.4 传感器构造 |
18-19 |
|
1.3 本论文构成 |
19-21 |
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第二章 硅酸镧镓微天平的液相振荡特性及其应用 |
21-32 |
|
2.1 引言 |
21-22 |
|
2.2 实验部分 |
22-30 |
|
2.2.1 LCM的频率-质量系数 |
23-25 |
|
2.2.2 LCM在液相中的质量负载能力 |
25-27 |
|
2.2.3 LCM的频率与液体的粘度和密度的关系 |
27-28 |
|
2.2.4 LCM的频率-温度系数 |
28-29 |
|
2.2.5 LCM监测全血的凝结过程 |
29-30 |
|
2.3 结论 |
30-32 |
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第三章 串联式压电硅酸镧镓传感器的响应理论 |
32-48 |
|
3.1 引言 |
32-33 |
|
3.2 理论部分 |
33-35 |
|
3.2.1 等效电路模型 |
33-34 |
|
3.2.2 振荡方程的建立与求解 |
34-35 |
|
3.3 实验部分 |
35-36 |
|
3.4 结果与讨论 |
36-41 |
|
3.4.1 相移角与振荡频率的关系 |
36-38 |
|
3.4.2 导线分布电感对传感器响应的影响 |
38-40 |
|
3.4.3 电导电极池常数对传感器响应的影响 |
40 |
|
3.4.4 温度对传感器响应的影响 |
40-41 |
|
3.5 离子液体吸附有机溶剂蒸气 |
41-47 |
|
3.5.1 测量装置 |
41-42 |
|
3.5.2 离子液体的合成 |
42-43 |
|
3.5.2.1 溴代-1-甲基-3-正烷基咪唑([C_nH_(2n-1)mim][Br])的合成 |
42-43 |
|
3.5.2.2 1-甲基-3-正烷基咪唑六氟磷酸盐([C_nH_(2n-1)mim][PF_6])的合成 |
43 |
|
3.5.3 吸附实验测量过程 |
43 |
|
3.5.4 离子液体吸附特性的SPLC传感监测 |
43-47 |
|
3.6 结论 |
47-48 |
|
第四章 离子液体吸附有机蒸气的压电传感监测 |
48-63 |
|
4.1 引言 |
48-49 |
|
4.2 理论部分 |
49-50 |
|
4.2.1 组合型硅酸镧镓串联式压电传感器的装置及等效电路模型 |
49-50 |
|
4.2.2 振荡方程的建立与求解 |
50 |
|
4.3 实验部分 |
50-52 |
|
4.3.1 组合型硅酸镧镓串联式压电传感器 |
50-51 |
|
4.3.2 1-甲基-3-正烷基咪唑四氟硼酸盐([C_nH_(2n-1)mim][BF_4])的合成 |
51 |
|
4.3.3 离子液体吸附有机溶剂蒸气实验 |
51-52 |
|
4.4 结果与讨论 |
52-62 |
|
4.4.1 相移角与振荡频率的关系 |
52-53 |
|
4.4.2 电导电极池常数对传感器响应的影响 |
53 |
|
4.4.3 溶液电导率对传感器响应的影响 |
53-54 |
|
4.4.4 温度对传感器响应的影响 |
54 |
|
4.4.5 离子液体吸附饱和有机溶剂蒸气 |
54-57 |
|
4.4.6 离子液体吸附有机溶剂蒸气的定量分析 |
57-62 |
|
4.5 结论 |
62-63 |
|
第五章 压电传感器在高频区的高强度谐振峰的初步实验结果 |
63-75 |
|
5.1 引言 |
63-65 |
|
5.2 实验结果与讨论 |
65-74 |
|
5.2.1 液面高度对大波位置的影响 |
65-68 |
|
5.2.2 溶液电导率对大波位置的影响 |
68 |
|
5.2.3 纵波效应 |
68-71 |
|
5.2.4 粘度对大波位置的影响 |
71 |
|
5.2.5 水面积展开对大波位置的影响 |
71 |
|
5.2.6 结冰实验 |
71-72 |
|
5.2.7 PVC成膜实验 |
72-73 |
|
5.2.8 离子液体吸附乙醇蒸气实验 |
73-74 |
|
5.3 结论 |
74-75 |
|
参考文献 |
75-88 |
|
攻读硕士学位期间发表论文题录 |
88-89 |
|
致谢 |
89 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385356 |
