[发明专利]一种石英晶体传感器检测池

说明书

技术领域

本发明为一种石英晶体传感器检测池，用于溶液中超微量物质的检测，属于科学检测仪器领域。

背景技术

石英晶体微天平(QCM)是一种新型传感器测量技术，它利用石英振子的频率变化与晶体表面的质量变化成正比的原理，可检测电极表面ng级的质量变化及溶液粘度、密度、修饰膜粘弹性等参数的变化，具有灵敏度高，可以实时测量等特点，可作为在线跟踪监测微观过程变化的手段，在现代化学、材料科学、生物学和医学等方面开展微观过程和作用机理的探索研究，在很多应用领域呈现出良好的发展前景。

石英晶体传感器的核心部件是石英晶体传感器芯片，石英晶体传感器支架和传感器的结构对保障石英晶体传感器正常工作起着至关重要的作用。现有的石英晶体传感器芯片支撑系统，其芯片的安装均采用弹性橡胶圈密封的方式，芯片的两面以弹性橡胶圈支撑，上部检测池的边缘与芯片接触部分依靠橡胶的弹性接触密封，这种密封方式受到弹性胶圈尺寸的限制，无法对芯片施以恒定的压力，会对测定结果产生影响。若使用形变较小，恢复应力较小的某些高分子材料作为密封材料，则这一问题更为突出，甚至无法使用。传感器的技术障碍已阻碍了这种检测装置的有效实现和应用发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种石英晶体传感器检测池，以一种新的结构设计克服现有技术的缺陷，可对传感器芯片施以适当、恒定的压力，并可使制作检测池的材料有更多的选择，以使检测结果稳定可靠。该检测池设计精巧，结构简单，便于石英传感器芯片安装、拆卸等操作。

本发明采用的技术方案如下：一种石英晶体传感器检测池，由支承座和检测池组件两部分构成。

支承座包括上板、中板、下板、传感器芯片座、支撑弹簧、弹性胶圈、传感器芯片、弹性触点引线、刚性过渡导线、电极引线插座、固定螺栓等，支承座采用上板、中板、下板叠加组装结构，传感器芯片座、支撑弹簧分别与上板、中板、下板中心位置的孔配合置于其中，由固定螺栓将上板、中板、下板紧固连成一体。中板中心部位的圆柱形开孔内设置高分子材料制成的传感器芯片座，传感器芯片座在中板的圆柱形孔内可上下滑动，传感器芯片座环内设有阶梯用于放置弹性胶圈，传感器芯片安装在弹性胶圈上，传感器芯片座上沿两侧设有U型缺口，用于放置弹性触点引线，弹性触点引线与传感器芯片的触点电接触，中板两侧与传感器芯片座U型缺口对应位置分别设有刚性过渡导线、电极引线插座，用于连接检测池信号输出引线，弹性触点引线(12)通过刚性过渡导线(13)与电极导线插座(14)连接；传感器芯片座底部安装有支撑弹簧，该弹簧由下板限位顶压并固定，下板中心位置开有小于该弹簧内径的孔，使传感器芯片下面的空间与外界通透；上板中心开孔与传感器芯片座外环的阶梯配合，四条螺栓分别从下板底部贯穿中板旋紧于上板，使上板、中板和下板形成底座整体。

检测池组件包括池体固定压板、检测池体、压紧螺栓、检测池盖等，池体固定压板中心位置开孔内镶嵌高分子材料制成的环形检测池体，该检测池体下缘为一环形密封端面；检测池体从池体固定压板下平面向上安装，由检测池体上的环形阶梯限位，池体固定压板由两条压紧螺栓自上而下穿入并旋紧于支承座上；检测池组件组装到支承座后，承受来自支撑弹簧的适当压力，检测池体下部的环形密封端面与传感器芯片密封配合，形成检测池；检测池盖为高分子材料制成，用于防止灰尘落入池内及样品的挥发。

本发明提供的石英晶振检测池具有的有益效果是：设计精巧，结构简单，传感器芯片安装和拆卸便捷；检测池体与传感器芯片配合接触压力由弹簧调节，能够提供给传感器芯片以均恒的压力，可消除组装应力对石英晶体振荡的影响；与待检试样接触的检测池体和池盖由耐腐蚀、耐溶剂的高分子材料制成，避免溶入性杂质对检测的干扰。

附图说明

图1是本案石英晶体传感器的剖视图，图2是本案的主视图。

图中，1-检测池盖；2-压紧螺栓；3-检测池体；4-池体固定压板；5-上板；6-中板；7-下板；8-传感器芯片；9-弹性胶圈；10-传感器芯片座；11-支撑弹簧；12-弹性触点引线；13-刚性过渡导线；14-电极引线插座；15-固定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种石英晶振检测池，由支承座和检测池组件两部分构成。支承座包括上板(5)、中板(6)、下板(7)、传感器芯片座(10)、支撑弹簧(11)、弹性胶圈(9)、传感器芯片(8)、弹性触点引线(12)、刚性过渡导线(13)、电极引线插座(14)、固定螺栓(15)等。中板(6)中心部位的圆形孔内设置高分子材料制成的传感器芯片座(10)，传感器芯片座(10)在中板(6)的圆形孔内上下滑动配合；传感器芯片座(10)环内设有阶梯用于支撑弹性胶圈(9)，传感器芯片座(10)上沿两侧设有U型缺口，用于放置弹性触点引线(12)，弹性触点引线(12)与传感器芯片(8)的触点电接触，中板(6)两侧与电极座(10)的U型缺口对应位置分别设有刚性过渡导线(13)、电极引线插座(14)，弹性触点引线(12)通过刚性过渡导线(13)与电极导线插座(14)连接，传感器芯片座(10)底部安装有支撑弹簧(11)，支撑弹簧(11)由下板(7)限位固定，下板(7)中心位置开有小于支撑弹簧(11)内径的孔；上板(5)中心开孔与传感器芯片座(10)外环的阶梯配合，对传感器芯片座(10)限位，同时方便传感器芯片(8)从上部装入或取出；由四条固定螺栓(15)从下板(7)底部向上贯穿，将上板(5)、中板(6)和下板(7)联结紧固形成底座整体。检测池组件包括池体固定压板(4)、检测池体(3)、压紧螺栓(2)和检测池盖(1)；池体固定压板(4)中心位置开孔内镶嵌高分子材料制成的环形检测池体(3)，检测池体(3)从池体固定压板(4)下平面向上安装，由检测池体(4)上的环形台阶限位；检测池组件组装到支承座后，承受来自支撑弹簧(11)的适当压力，检测池体(3)下部的环形密封端面与传感器芯片(8)密封配合，形成检测池；固定压板(4)由两条压紧螺栓(2)经压板(4)自上而下穿入并旋紧于支承座上；检测池盖(1)为高分子材料制成，设有排气小孔，与检测池体(3)配合用来防止灰尘落入池内及防止样品的挥发。