一種石英晶體傳感器檢測池的製作方法

2023-06-12 18:13:51 1

專利名稱：一種石英晶體傳感器檢測池的製作方法
技術領域：
本發明為一種石英晶體傳感器檢測池，用於溶液中超微量物質的檢測，屬於科學 檢測儀器領域。
背景技術：
石英晶體微天平(QCM)是一種新型傳感器測量技術，它利用石英振子的頻率變化 與晶體表面的質量變化成正比的原理，可檢測電極表面ng級的質量變化及溶液粘度、密 度、修飾膜粘彈性等參數的變化，具有靈敏度高，可以實時測量等特點，可作為在線跟蹤監 測微觀過程變化的手段，在現代化學、材料科學、生物學和醫學等方面開展微觀過程和作用 機理的探索研究，在很多應用領域呈現出良好的發展前景。石英晶體傳感器的核心部件是石英晶體傳感器晶片，石英晶體傳感器支架和傳感 器的結構對保障石英晶體傳感器正常工作起著至關重要的作用。現有的石英晶體傳感器芯 片支撐系統，其晶片的安裝均採用彈性橡膠圈密封的方式，晶片的兩面以彈性橡膠圈支撐， 上部檢測池的邊緣與晶片接觸部分依靠橡膠的彈性接觸密封，這種密封方式受到彈性膠圈 尺寸的限制，無法對晶片施以恆定的壓力，會對測定結果產生影響。若使用形變較小，恢復 應力較小的某些高分子材料作為密封材料，則這一問題更為突出，甚至無法使用。傳感器的 技術障礙已阻礙了這種檢測裝置的有效實現和應用發展。

發明內容
本發明的目的是提供一種石英晶體傳感器檢測池，以一種新的結構設計克服現有 技術的缺陷，可對傳感器晶片施以適當、恆定的壓力，並可使製作檢測池的材料有更多的選 擇，以使檢測結果穩定可靠。該檢測池設計精巧，結構簡單，便於石英傳感器晶片安裝、拆卸 等操作。本發明採用的技術方案如下一種石英晶體傳感器檢測池，由支承座和檢測池組 件兩部分構成。支承座包括上板、中板、下板、傳感器晶片座、支撐彈簧、彈性膠圈、傳感器晶片、彈 性觸點引線、剛性過渡導線、電極引線插座、固定螺栓等，支承座採用上板、中板、下板疊加 組裝結構，傳感器晶片座、支撐彈簧分別與上板、中板、下板中心位置的孔配合置於其中，由 固定螺栓將上板、中板、下板緊固連成一體。中板中心部位的圓柱形開孔內設置高分子材料 製成的傳感器晶片座，傳感器晶片座在中板的圓柱形孔內可上下滑動，傳感器晶片座環內 設有階梯用於放置彈性膠圈，傳感器晶片安裝在彈性膠圈上，傳感器晶片座上沿兩側設有U 型缺口，用於放置彈性觸點引線，彈性觸點引線與傳感器晶片的觸點電接觸，中板兩側與傳 感器晶片座U型缺口對應位置分別設有剛性過渡導線、電極引線插座，用於連接檢測池信 號輸出引線，彈性觸點引線(12)通過剛性過渡導線(13)與電極導線插座(14)連接；傳感器 晶片座底部安裝有支撐彈簧，該彈簧由下板限位頂壓並固定，下板中心位置開有小於該彈簧 內徑的孔，使傳感器晶片下面的空間與外界通透；上板中心開孔與傳感器晶片座外環的階梯
3配合，四條螺栓分別從下板底部貫穿中板旋緊於上板，使上板、中板和下板形成底座整體。檢測池組件包括池體固定壓板、檢測池體、壓緊螺栓、檢測池蓋等，池體固定壓板 中心位置開孔內鑲嵌高分子材料製成的環形檢測池體，該檢測池體下緣為一環形密封端 面；檢測池體從池體固定壓板下平面向上安裝，由檢測池體上的環形階梯限位，池體固定壓 板由兩條壓緊螺栓自上而下穿入並旋緊於支承座上；檢測池組件組裝到支承座後，承受來 自支撐彈簧的適當壓力，檢測池體下部的環形密封端面與傳感器晶片密封配合，形成檢測 池；檢測池蓋為高分子材料製成，用於防止灰塵落入池內及樣品的揮發。本發明提供的石英晶振檢測池具有的有益效果是設計精巧，結構簡單，傳感器芯 片安裝和拆卸便捷；檢測池體與傳感器晶片配合接觸壓力由彈簧調節，能夠提供給傳感器 晶片以均恆的壓力，可消除組裝應力對石英晶體振蕩的影響；與待檢試樣接觸的檢測池體 和池蓋由耐腐蝕、耐溶劑的高分子材料製成，避免溶入性雜質對檢測的幹擾。


圖1是本案石英晶體傳感器的剖視圖，圖2是本案的主視圖。圖中，1-檢測池蓋；2-壓緊螺栓；3-檢測池體；4-池體固定壓板；5-上板；6-中 板；7-下板；8-傳感器晶片；9-彈性膠圈；10-傳感器晶片座；11-支撐彈簧；12-彈性觸點 引線；13-剛性過渡導線；14-電極引線插座；15-固定螺栓。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。一種石英晶振檢測池，由支承座和檢測池組件兩部分構成。支承座包括上板(5)、 中板(6)、下板(7)、傳感器晶片座(10)、支撐彈簧(11)、彈性膠圈(9)、傳感器晶片(8)、彈 性觸點引線(12)、剛性過渡導線(13)、電極引線插座(14)、固定螺栓(15)等。中板(6)中 心部位的圓形孔內設置高分子材料製成的傳感器晶片座(10)，傳感器晶片座(10)在中板 (6)的圓形孔內上下滑動配合；傳感器晶片座(10)環內設有階梯用於支撐彈性膠圈(9)，傳 感器晶片座(10)上沿兩側設有U型缺口，用於放置彈性觸點引線(12)，彈性觸點引線(12) 與傳感器晶片⑶的觸點電接觸，中板(6)兩側與電極座(10)的U型缺口對應位置分別設 有剛性過渡導線(13)、電極引線插座(14)，彈性觸點引線(12)通過剛性過渡導線(13)與 電極導線插座(14)連接，傳感器晶片座(10)底部安裝有支撐彈簧(11)，支撐彈簧(11)由 下板(7)限位固定，下板(7)中心位置開有小於支撐彈簧(11)內徑的孔；上板(5)中心開 孔與傳感器晶片座(10)外環的階梯配合，對傳感器晶片座(10)限位，同時方便傳感器晶片 (8)從上部裝入或取出；由四條固定螺栓(15)從下板(7)底部向上貫穿，將上板(5)、中板 (6)和下板(7)聯結緊固形成底座整體。檢測池組件包括池體固定壓板(4)、檢測池體(3)、 壓緊螺栓(2)和檢測池蓋(1)；池體固定壓板(4)中心位置開孔內鑲嵌高分子材料製成的 環形檢測池體(3)，檢測池體(3)從池體固定壓板⑷下平面向上安裝，由檢測池體⑷上 的環形臺階限位；檢測池組件組裝到支承座後，承受來自支撐彈簧(11)的適當壓力，檢測 池體(3)下部的環形密封端面與傳感器晶片(8)密封配合，形成檢測池；固定壓板(4)由兩 條壓緊螺栓(2)經壓板(4)自上而下穿入並旋緊於支承座上；檢測池蓋(1)為高分子材料 製成，設有排氣小孔，與檢測池體(3)配合用來防止灰塵落入池內及防止樣品的揮發。
權利要求
一種石英晶體傳感器檢測池，主要由支承座、檢測池組件構成，其特徵在於，支承座包括上板(5)、中板(6)、下板(7)、傳感器晶片座(10)、支撐彈簧(11)、彈性膠圈(9)、傳感器晶片(8)、彈性觸點引線(12)、剛性過渡導線(13)、電極引線插座(14)和固定螺栓(15)，支承座採用上板(5)、中板(6)、下板(7)疊加組裝結構，傳感器晶片座(10)、支撐彈簧(11)分別與上板(5)、中板(6)、下板(7)中心位置的孔配合併置於其中，由固定螺栓(15)將上板(5)、中板(6)、下板(7)緊固連成一體；檢測池組件包括池體固定壓板(4)、檢測池體(3)、壓緊螺栓(2)和檢測池蓋(1)，池體固定壓板(4)中心位置孔內鑲嵌檢測池體(3)，由檢測池體(3)上的環形階梯限位，檢測池組件組裝到支承座後，檢測池體(3)下部的環形密封端面與安裝在傳感器晶片座(10)上的傳感器晶片(8)通過支撐彈簧(11)的壓力密封配合，形成檢測池。
2.根據權利要求1所述的石英晶體傳感器檢測池，其特徵在於，傳感器晶片座(10)在 中板(6)的圓柱形孔內可上下滑動，傳感器晶片座(10)環內設有階梯用於放置彈性膠圈 (9)，傳感器晶片座(10)環外的階梯與上板(5)中心開孔配合。
3.根據權利要求1所述的石英晶體傳感器檢測池，其特徵在於，傳感器晶片座(10)上 沿兩側設有U型缺口，用於放置彈性觸點引線(12)，彈性觸點引線(12)與傳感器晶片⑶ 的觸點電接觸，中板(6)兩側與傳感器晶片座(10)的U型缺口對應位置分別設有剛性過渡 導線(13)，彈性觸點引線(12)經剛性過渡導線(13)與電極引線插座(14)連接。
4.根據權利要求1所述的石英晶體傳感器檢測池，其特徵在於，與待檢測物料接觸的 檢測池體(3)和檢測池蓋(1)由高分子材料製作。
全文摘要
一種石英晶體傳感器檢測池，用於溶液中超微量物質的檢測，由支承座、檢測池組件兩部分構成。支承座包括上板、中板、下板、傳感器晶片座、支撐彈簧、彈性膠圈、傳感器晶片、電極引線、電極引線插座、緊固螺栓等；檢測池組件包括壓板、檢測池體、緊固螺栓、檢測池蓋等。檢測池體與石英晶體傳感器晶片接觸配合形成良好密封，壓力由彈簧調節，能夠提供給傳感器晶片以均恆的壓力，可消除組裝應力對石英晶體振蕩的影響；與待檢試樣接觸的池體和池蓋由耐腐蝕、耐溶劑的高分子材料製成，可避免溶出性雜質對檢測的幹擾。
文檔編號G01H1/00GK101957297SQ20091006545
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月16日 優先權日2009年7月16日
發明者俞宏, 崔學晨, 崔實, 張利群, 徐立新, 李燕國, 王保民 申請人:河南科瑞科技有限公司