[发明专利]一种三角形折叠梁质量块谐振系统、检测方法及制作工艺

权利要求书

1.一种三角形折叠梁质量块谐振系统，其特征在于：包括衬底(1)及置于衬底上的三角形折叠梁质量块谐振测试系统，所述三角形折叠梁质量块谐振测试系统包括上极板、下极板(5)、基座(2)、驱动电压以及外接电路；

基座，位于衬底上表面；

上极板，包括三角形质量块(3)和三根股梁(4)，股梁的一端与三角形质量块之间通过加入的节胫连接，股梁的另一端分别扩散横向和纵向型压阻电阻(6)，并与基座相连，基座和股梁之间形成绝缘节；三角形质量块由三根股梁支撑水平设置，且位于系统中间；

下极板，位于衬底上表面的中央；

衬底、基座、三角形质量块以及股梁之间形成一个空间，三角形折叠梁质量块与下极板之间存在空气间隙，两者之间加驱动电压(7)，压阻电阻串联于外接电路(8)中，以检测股梁振动频率的偏移量，进而推得三角形折叠梁质量块的质量变化量。

2.根据权利要求1所述的一种三角形折叠梁质量块谐振系统，其特征在于：所述股梁为三根，基座为三角形，三角形质量块的三个角分别与三根股梁的一端连接，三根股梁的另一端分别与基座的三个角连接；三角形质量块保持水平。

3.根据权利要求1所述的一种三角形折叠梁质量块谐振系统，其特征在于：所述下极板为Al电极。

4.根据权利要求1所述的一种三角形折叠梁质量块谐振系统，其特征在于：所述股梁与基座连接端通过扩散硼离子形成P型压阻电阻，基座和股梁的材料均为n型，以形成PN节。

5.一种基于三角形折叠梁质量块谐振系统的痕量检测方法，其特征在于，三角形折叠梁质量块采用复合型材料，用以吸附特定离子，三角形折叠梁质量块的质量发生变化后，驱动谐振器，测得股梁的振动频率，以此测得三角形折叠梁质量块变化的质量，即吸附离子的质量；具体为：当有微小质量到达三角形折叠梁质量块上时，折叠梁质量块的质量发生改变，从而产生振荡频率的偏移，计算公式为：

f₀为股梁的固有频率，Δf为股梁频率的变化值，m₀为三角形折叠梁质量块的初始质量，Δm为三角形折叠梁质量块在吸附特定离子后质量的变化值，k为常数；

由公式(1)和(2)可得：

化简得：

m₀f₀²＝m₀f₀²+m₀Δf²+2m₀f₀Δf+Δmf₀²+ΔmΔf²+2ΔmΔf×f₀ (4)；

由于Δm与Δf的数值很小，约去其二次项得：

ΔmΔf²+2ΔmΔf×f₀＝0 (5)；

进一步求得：

即，由公式(5)可推得三角形折叠梁质量块的质量变化情况，进而检测水中特定离子的浓度。