测量耗散的不同方法
马林Edvardsson 20年9月22日 <5分钟

测量耗散的不同方法

扩展的QCM:s,如为例QCM-D, QCM-A和QCM-I都提供了所研究系统中能量损失的信息。然而,有几种方法来测量这些能量损失,并不是所有的QCM都以相同的方式收集信息。在这里,我们告诉你更多关于不同的方法及其各自的优缺点。

为什么要测量耗散?

正如在以前发表的文章中所讨论的耗散包含有关正在研究的材料的信息。当你研究粘弹性层时,这一点尤其明显,那里的波传播与石英的非常不同。这种薄膜中的能量损失可能是巨大的。因此,有关耗散的信息非常有价值,不仅可以确定使用何种方法进行质量和厚度量化,还可以在适用时用作粘弹性建模的输入[1]。

不同的方法来测量耗散

提取能量损失信息的方法主要有三种D-value在系统中。这三种方法是:

  1. 阻抗光谱学
  2. 振荡的衰减时间
  3. 的阻力

1)阻抗和导纳测量

一种评估的方法D-value是使用阻抗或导纳光谱[2,3]。一个正弦电压,V,施加在晶体上,产生的电流,,作为外加电压频率的函数来测量。电压和电流的比值会给出频率相关的阻抗,Z。导纳,Y,即阻抗的倒数,也可以提取。这一结果可以用来量化图1A所示的电气等效电路的参数L1而且R1都需要计算D。

D值也可以通过测量谐振峰值(图1B)的带宽或一半最大带宽Γ来获得,然后使用公式1。

如何计算D Eq 1

等效电路谐振峰衰减波

图1。A)夹在两个电极之间的石英晶体的等效电路,运动臂是右边的分支。B)共振峰示意图,显示中心频率,f0,带宽BW,给出d值。C)具有最大振幅A和衰减时间τ的阻尼振荡

2)衰减时间测量,ping

提取的另一种方法D是测量晶体振荡的衰减时间τ,图1C,并使用公式2[4-5]。在这种所谓的ping方法中,晶体被迅速激发到共振,然后关闭驱动电压,并监测振荡的衰减时间。D然后可以提取随传感器的共振频率。

如何计算D Eq 2

3)电阻测量

电阻,R,本质上相当于图1A电路中运动臂中的电阻,并且可以通过先进的振荡电路[6]进行测量。

如何比较不同的方法来测量耗散?

有三种主要的方法来测量系统的能量损失,并得到D-value,阻抗-,ping -和电阻测量。每种方法都有其优缺点,如时间分辨率和信息内容。下载到概述以了解有关这些方法的更多信息,以及它们各自的优缺点。

耗散-为什么它是重要的,以及如何衡量它下载

参考文献

  1. V. Voinova等人;物理学报,29 (3):391-396,1999
  2. A. Buttry和m.d. Ward;化学评论;92 (6): 1355-1379, 1992
  3. 魏格纳等,细胞生物化学与生物物理,34 (1):121-151,2001
  4. 罗达尔等,科学仪器评论,66 (7):3924- 3930,1995
  5. 罗达尔,等,科学仪器评论,67 (9):3238-3241,1996
  6. 马丁等;传感器和执行器A;44: 209-218, 1994

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