新型聚合物石英壓電傳感器陣列的設(shè)計(jì)及其在白酒檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、我國(guó)酒類(lèi)產(chǎn)品行業(yè)存在著質(zhì)量安全控制水平較低，快速檢測(cè)能力不足，相關(guān)檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)設(shè)備落后等難以滿足社會(huì)發(fā)展需求的諸多問(wèn)題，急需要新的行之有效的檢測(cè)手段。本文圍繞對(duì)中國(guó)白酒進(jìn)行快速檢測(cè)的需求，設(shè)計(jì)了對(duì)白酒產(chǎn)品物質(zhì)敏感的親和型聚合物石英壓電傳感器陣列，研制了由8種親和型聚合物石英壓電傳感器組成的新型聚合物石英壓電傳感器陣列，并將設(shè)計(jì)的新型聚合物石英壓電傳感器陣列作為核心工作元件應(yīng)用于“智能、快速檢測(cè)儀”中，開(kāi)展了對(duì)53°清香型老白汾酒、53

2、°醬香型茅臺(tái)酒、53°濃香型五糧液酒的檢測(cè)與鑒別試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)這3種白酒的快速檢測(cè)與鑒別，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的新型聚合物石英壓電傳感器陣列應(yīng)用于對(duì)白酒進(jìn)行檢測(cè)與鑒別的合理性和可行性，并得到了針對(duì)這3種白酒檢測(cè)的聚合物薄膜涂層的制備工藝。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論包括:
　　(1)基于石英晶體微天平(QCM)原理設(shè)計(jì)了新型聚合物石英壓電傳感器結(jié)構(gòu)，分析了新型聚合物石英壓電傳感器陣列的工作原理，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了分別鍍有聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙

3、烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯和聚苯乙烯-二乙烯苯8種親和型聚合物薄膜的石英壓電傳感器組成的新型傳感器陣列。
　　(2)利用真空電子束色散鍍膜技術(shù)和自主研發(fā)的真空電子束色散鍍膜設(shè)備制備了聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚丙烯和聚苯乙烯-二乙烯苯8種聚合物薄膜涂層，并利用BY2000掃描探針顯微鏡對(duì)制備的8種聚合物薄膜涂層的表面形貌進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示制備的聚合物薄膜涂層結(jié)構(gòu)與材料本身結(jié)構(gòu)很接近，涂

4、層厚度具有較好的均勻性。
　　(3)將設(shè)計(jì)和制各的鍍有8種聚合物薄膜涂層的石英壓電傳感器組成的陣列作為核心工作元件應(yīng)用于“智能、快速檢測(cè)儀”中，對(duì)53°老白汾酒進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)陣列中8通道傳感器在檢測(cè)的清洗階段輸出頻率變化趨勢(shì)為先逐漸增大后趨于平穩(wěn)，在檢測(cè)的吸附階段輸出頻率變化趨勢(shì)則為先逐漸減小后趨于平穩(wěn)，實(shí)測(cè)結(jié)果與理論分析相吻合，表明所設(shè)計(jì)和研制的新型聚合物石英壓電傳感器陣列的合理性;利用制備的鍍有8種聚合物薄膜涂層的石英壓電

5、傳感器組成的陣列對(duì)53°老白汾酒、53°醬香型茅臺(tái)酒、53°濃香型五糧液酒同時(shí)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)陣列中8通道傳感器在檢測(cè)完這三種白酒后輸出頻率區(qū)別明顯，均可以很好地對(duì)這三種白酒進(jìn)行區(qū)分與鑒別，表明所設(shè)計(jì)和研制的新型聚合物石英壓電傳感器陣列的實(shí)用性。
　　(4)利用有限元計(jì)算分析軟件ANSYS建立了聚四氟乙烯型新型聚合物石英壓電傳感器模型，對(duì)其自由振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了仿真模擬，模擬結(jié)果顯示結(jié)構(gòu)模型的變形以Z方向伸縮變形為主，主振型振動(dòng)頻率為9