KSV-QCM500 工作原理解析

KSV-QCM500的测试原理主要是基于石英的阻抗分析。据此，石英并非总能产生谐振，通过在石英上施加一系列频率不同但又接近共振频率的扰动电压的扫描，记录施加的电压(U)以及产生的电流(I)。电压(U)和电流(I)的比值就是阻抗，该扫描曲线就叫做阻抗曲线(它的逆曲线叫做电导曲线)。阻抗曲线或者电导曲线都能够提供关于石英特性及在其上的沉积层的所有信息。
 
该扫描曲线可以是时间的函数，它既可用于测量石英电极表面上的质量变化情况，也能用于稳定状态的研究。通常，类似图2b中的电路模型符合阻抗曲线，并且所得到的参数可用于计算石英的谐振频率和质量因子(Q)或者耗散(D)，比如沉积层的质量和粘弹性能等。总之，当曲线上电导达到最大值时，所得到的频率即是石英的固有频率，反之，曲线上电导波形越宽，值越低，质量因子(Q)值就越低，发生的耗散就越多。也说明了刚性沉积层或粘性液体是怎样影响电导曲线的。因此，KSV-QCM500可以测量石英的不同谐波，为测定涂层的粘弹系数提供了额外的有价值信息。在多数情况下，对于微量称重应用而言，石英谐振器（QCM芯片）是与振荡电路集成在一起来构成QCM的。尽管这种只测量石英谐振频率的方式很廉价而且很方便，但它却不能提供任何有关谐振质量方面的信息(Q值)，而这恰恰对粘-弹性方面的分析很有用。测定阻抗或电导曲线有如下优点：
1.      可以得到频率(f)、谐振质量(Q 因子)或者是耗散值；
2.      可以逐一测量不同的谐波；
3.      可以直接检测到那些我们不希望得到的反常情况，包括螺旋状的谐振或者失真的谐振，而这些都是由非简谐频带的干扰引起的；