石英晶體微量天平是一種基于石英晶體壓電效應的高靈敏度質(zhì)量傳感儀器,能夠?qū)崟r、原位地檢測納克(ng)甚至皮克(pg)級的質(zhì)量變化,廣泛應用于物理、化學、生物、材料科學及環(huán)境監(jiān)測等領域。其工作原理源于石英晶體的壓電特性:當在石英晶片兩面施加交變電壓時,晶體會產(chǎn)生機械振動,且具有非常穩(wěn)定的固有諧振頻率。該頻率與晶體的有效振蕩質(zhì)量密切相關。根據(jù)Sauerbrey方程,當質(zhì)量吸附或沉積在晶體表面時,諧振頻率會線性下降,頻率變化量與附著質(zhì)量成正比。因此,通過精確測量頻率偏移,即可推算出表面質(zhì)量的微小變化。
一、核心部件維護:石英晶體傳感器
防污染與物理損傷
傳感器內(nèi)的晶片厚度僅0.2mm,易碎且對污染敏感。安裝、攜帶或操作時需避免碰撞,防止晶片破裂或表面沉積帶電污染物。
定期用w水酒精清潔傳感器表面(需擰干綢布,避免液體滲入),若污染嚴重,可用丙酮或肥皂水輕拭,但需確保完q干燥后再使用。
避免在傳感器附近使用對20MHz頻率敏感的電子設備(如發(fā)射相同頻率的儀器),防止電磁干擾影響測量精度。
存儲與保管
長期存放時,需將傳感器置于專用存放盒內(nèi),并充滿填充液(如電極液),蓋住填液孔以防止氧化或污染。
避免使用過期或變質(zhì)的填充液,定期更換以保持傳感器性能穩(wěn)定。
二、工作環(huán)境控制
溫濕度管理
石英晶體微天平對環(huán)境溫度變化敏感,需保持工作區(qū)域溫度穩(wěn)定(建議15-30℃),濕度控制在30-65%RH(盡量接近50%RH),避免陽光直射或氣流干擾。
遠離空調(diào)、風扇等直吹源,防止溫度波動或空氣對流影響測量結果。
防靜電與防磁
傳感器表面易產(chǎn)生靜電,需避免在干燥環(huán)境中操作,或使用防靜電手套接觸設備。
遠離強磁場環(huán)境(如大型電機、變壓器),防止磁場干擾石英晶體的壓電效應。
三、操作規(guī)范與日常維護
安裝與調(diào)試
安裝時需確??刂破髋c探頭的電纜長度匹配(默認5米,可定制),避免信號衰減。
探頭應盡可能靠近被監(jiān)測的關鍵敏感表面(如潔凈間設備、真空環(huán)境部件),以獲取最準確的污染沉積數(shù)據(jù)。
使用后清潔
每次使用后,用柔軟毛刷清理稱樣室或傳感器周圍的雜物,再用布蘸少許乙醇擦拭稱樣盤或傳感器表面。
避免使用強溶劑(如丙酮、甲苯)清潔,防止腐蝕傳感器或控制器外殼。
定期校準與核查
根據(jù)使用頻次制定期間核查周期(最長不超過半年),核查內(nèi)容包括:
計量檢定標志:檢查是否齊全、清晰、牢固。
四角誤差測試:將標準砝碼依次放于承載器1/4面積的4個區(qū)域,每區(qū)域重復稱量至少3次,確保每點法定允許差符合要求(一般最大允差<1mg)。
重復性測試:用50%最大稱量重復測試至少3次,每次稱量不得超最大允差。
若發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)異常(如頻率漂移、耗散因子突變),需立即重新校準或聯(lián)系供應商維修。
四、長期停用與重啟
停用保管
長期不使用時,需拆卸傳感器并妥善包裝,存放于干燥、避光的環(huán)境中。
控制器應斷電保存,避免長期通電導致元件老化。
重啟前檢查
重啟前需檢查傳感器是否受潮、污染或損壞,必要時更換填充液或晶片。
重新安裝后需進行全范圍校準,確保測量精度符合要求。
