基于QCM的水果中重金屬鉛離子的檢測(cè).pdf

1、當(dāng)前，隨著社會(huì)工業(yè)化的發(fā)展，整個(gè)社會(huì)面臨日益嚴(yán)重的重金屬污染，尤其是在食品行業(yè)，因此對(duì)食品中重金屬的檢測(cè)提出了更高的要求。與其它檢測(cè)方法相比，石英晶體微天平（QCM）作為一種新型傳感器測(cè)量技術(shù)因具有測(cè)量精度高，裝置簡(jiǎn)單、操作方便、便攜性好以及成本低廉等優(yōu)勢(shì)而在諸多領(lǐng)域被深入研究和廣泛應(yīng)用。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展以及測(cè)量技術(shù)方面要求的逐步提高，石英晶體微天平逐步朝數(shù)字化、便攜式、高頻率穩(wěn)定度的方向發(fā)展，使得對(duì)其頻率測(cè)量的精度、穩(wěn)定性、

2、可操作性等方面提出了更高的要求。
　　石英晶體微天平是一種可以對(duì)微小質(zhì)量變化進(jìn)行檢測(cè)的儀器，其質(zhì)量測(cè)定可達(dá)到納克級(jí)。在一定的外界條件下，當(dāng)石英晶振表面吸附其它物質(zhì)時(shí)，根據(jù)石英振子的頻率變化與晶體表面所吸附物質(zhì)的質(zhì)量變化成一定比例的原理，石英晶振的諧振頻率將會(huì)隨著吸附物質(zhì)質(zhì)量的大小而改變。QCM傳感器的核心部件是夾在電極中的一對(duì)石英晶體，當(dāng)電極與振蕩器連接并加以電場(chǎng)后，石英晶體就會(huì)因?yàn)閴弘娦?yīng)而以它的諧振頻率振蕩。
　　本文首

3、先簡(jiǎn)要地介紹了QCM的發(fā)展歷史及當(dāng)前的應(yīng)用領(lǐng)域，當(dāng)前食品中重金屬離子的各種檢測(cè)方法；然后通過(guò)石英晶體的壓電特性和振動(dòng)模式引出了QCM傳感器在液相中的測(cè)量原理，并簡(jiǎn)要介紹了 QCM傳感器系統(tǒng)工作時(shí)的各種影響因素；然后以能陷理論為基礎(chǔ)對(duì)QCM探頭電極及基片進(jìn)行設(shè)計(jì)，選用了一種新型的質(zhì)量靈敏度整體性較高的環(huán)形結(jié)構(gòu)電極。在對(duì)傳感器系統(tǒng)頻率測(cè)量信號(hào)的處理環(huán)節(jié)中，結(jié)合本設(shè)計(jì)需要選擇了一種改進(jìn)型的皮爾斯振蕩電路來(lái)確保系統(tǒng)更好地維持諧振，設(shè)計(jì)了可以直接

4、顯示頻率的頻率計(jì)并編寫(xiě)燒錄了程序，構(gòu)建了完整的QCM檢測(cè)平臺(tái)；最后運(yùn)用Sauerbrey方程為理論基礎(chǔ)對(duì)水果中的重金屬鉛離子進(jìn)行檢測(cè)。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：運(yùn)用QCM檢測(cè)水果中的重金屬離子具有一定的可行性，測(cè)量結(jié)果比較好，但要投入實(shí)際應(yīng)用在許多方面仍需改進(jìn)。比如：測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)得的數(shù)據(jù)相比差別較大，準(zhǔn)確性不高；膜材料只能測(cè)量一種被測(cè)物質(zhì)，測(cè)量指標(biāo)單一；膜材料的選取的理論研究還有待加強(qiáng)；由于測(cè)量物質(zhì)的微量性，對(duì)操作人員的要求較高