[实用新型]一种石英晶体微天平驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种石英晶体微天平驱动装置。

背景技术

石英晶体具有较高的频率，且在其表面附着轻微物质质量时，就能够引起频率的变化。因此，可以检测出极微小的质量变化，广泛应用于生物分子的相互作用、蛋白质等大分子材料的表面吸附、病菌检测、电化学以及空气卫生质量检测等众多领域。石英晶体微天平（Quartzcrystalmicrobalance,QCM）是利用石英晶体的压电效应，将吸附在石英晶体电极表面的吸附物质量、液体粘稠度变化转化为可测量的频率信号的精密检测仪器，具体的转化过程通过石英晶体微天平驱动装置实现。但当前的驱动装置存在振荡不稳定、甚至停振的问题，从而导致石英晶体微天平测量误差较大，测量精度低。

实用新型内容

针对上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种石英晶体微天平驱动装置，将该装置应用于石英晶体微天平，能够驱动石英晶体产生稳定的振荡，并输出振幅稳定的振荡电压至微控制单元，从而将石英晶体电极表面的吸附物质量、液体粘稠度信息转换为频率信号输出，保证了石英晶体微天平测量的精确性和灵敏度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种石英晶体微天平驱动装置，包括：振荡驱动单元、频率采集单元和微控制单元；

所述振荡驱动单元外接石英晶体，用于使石英晶体产生稳定的振荡，并输出振荡电压，具体包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第四运算放大器、滤波器、自动增益控制单元和晶体振荡器，所述第一运算放大器、第二运算放大器输入端均外接石英晶体，输出端依次经第三运算放大器、第四运算放大器、滤波器、自动增益控制单元和晶体振荡器反馈回第一运算放大器和第二运算放大器；

所述频率采集单元与振荡驱动单元电连接，用于使振荡驱动单元输出的振荡电压波形符合微控制单元读取要求，并将其输出到微控制单元；

所述微控制单元与频率采集单元电连接，用于读取频率采集单元输出的振荡电压，获得石英晶体振荡频率。

特别地，所述显示单元与微控制单元电连接，用于显示微控制单元获得的石英晶体振荡频率。

特别地，所述温度控制单元与微控制单元电连接，用于控制石英晶体微天平的工作温度。

本实用新型提出的一种石英晶体微天平驱动装置，振荡驱动单元驱动石英晶体产生稳定的振荡并输出振荡电压，频率采集单元使振荡电压波形符合微控制单元读取要求，并将其输出到微控制单元，微控制单元对其进行读取，获得石英晶体振荡频率，从而将石英晶体电极表面的吸附物质量、液体粘稠度信息转换为频率信号输出。该驱动装置能有效提高石英晶体微天平测量的精确性和灵敏度，并具有结构简单、带负载能力强、能够很好地适应气相和液相环境的特点。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的石英晶体微天平驱动装置结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一

请参照图1所示，图1为本实用新型实施例提供的石英晶体微天平驱动装置结构框图。

本实施例中，石英晶体微天平驱动装置包括振荡驱动单元10、频率采集单元108、微控制单元109、显示单元110和温度控制单元111。其中，所述驱动单元10具体包括：第一运算放大器101、第二运算放大器102、第三运算放大器103、第四运算放大器104、滤波器105、自动增益控制单元106和晶体振荡器107。