在药物仪器在实验描述规范和出版物,总有一个参考药物晶体的基本频率。通常,它是5 - 10 MHz,但它也可以15 MHz, 30 MHz或更高。基频怎么总是提到?它真的那么重要吗?这里我们解决的细节和解释药物的重要性基本频率测量的情况。
药物的基本频率,f0,指的是水晶可以兴奋的最低频率共振。几个关键特征都与这个特定的频率,如
基频的厚度成反比,h水晶的磁盘,情商,(1)。基频越高,越薄的晶体。例如,5 MHz药物晶体的厚度~ 334,和一个10 MHz水晶将一半,,~ 167微米的厚度。
根据索尔布雷方程,质量敏感性,C药物是成反比的基本频率的平方,eq。(2)。在理论上,这意味着基本频率越高,灵敏度越好,即。可以解决,较小的质量变化。例如,5 MHz和10 MHz晶体的理论质量敏感性17.7 ng / (cm2∙Hz)和4.4 ng /厘米2分别∙Hz)。这意味着10 MHz水晶会有四次大的频率响应给定表面质量比5 MHz晶体。
从灵敏度的角度来看,高基本频率似乎是努力争取的东西。然而在实践中,它不是那么简单。有几个方面使基频高不那么可口。
首先,正如前面提到的,基本频率越高,越薄的晶体,在某一点,水晶将非常薄而脆弱的,这将是不切实际的1。
第二,频率越高,越高测量噪声。这有几个原因。一个是平整度和厚度从制造业的缺陷,不能完全避免,将会有一个更大的负面影响薄晶体的共振质量。另外,噪音水平与驱动频率和测量电子,导致测量的不确定性。
有人可能会认为,考虑到上面,厚传感器(即。,低基频)将理想。然而,它并不是那么简单。所有的晶体缺陷,如混乱和杂质。这些缺陷将共振质量造成负面影响,越少越好。从这个角度看,人会支持薄晶体缺陷相比,少了一个厚的水晶。因此,我们像往常一样,在权衡时传感器厚度。
最后,高灵敏度理论并不直接与一个更好的质量检测极限。更重要的是信噪比等方面和长期稳定性预测你的测量将会多好。
第三个参数与共振频率是感知深度,δ,共振频率的平方根成反比,eq。(3)谐振频率越低,可以感觉到的厚层。例如,剪切波的穿透深度水在室温下5、10和30 MHz晶体~ 250 nm, ~ 180 nm和100 nm ~,分别。
最后,一个评论色彩。执行完整的粘弹性模型药物的数据,从多个谐波频率和损耗的信息是必要的。对传统药物,水晶是thickness-shear振荡模式,只有奇次谐波可以兴奋,即。,色彩会奇怪的基本的倍数,eq。4。例如,访问7次谐波与5 MHz水晶,你需要能够激发晶体65 MHz。对应的频率为10 MHz和30 MHz晶体是130 MHz,和390 MHz,正如前面提到的,噪声的影响将越来越明显的随着频率的增加。
正如上面所讨论的,药物的基本频率等属性和性能参数有关晶体厚度、质量理论灵敏度,感知深度和泛音频率的大小。
参数,得到最多的关注理论质量敏感度。因为这个质量敏感性与基本频率增加,是直观的渴望高的根本。然而,有用的质量灵敏度,即。,在实际测量获得的敏感情况,并不一定与理论价值,因为这可以显著增加噪音受损以及硬件和电子产品的局限性,从而降低晶体容量的多少,可以利用在实际测量输出。
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