Импедансная модель функционирования пьезокварцевого сенсора в системе «сенсор–селективное покрытие–жидкая фаза»
Ключевые слова:
пьезоэлектрический сенсор, селективное покрытие, вязко-эластичное покрытие, жидкая фаза.
Аннотация
В работе рассмотрена система «пьезоэлектрический сенсор – селективное покрытие –
жидкая фаза», основанная на импедансной модели. Показано, что пьезокварцевые сенсоры
являются электрохимическими системами чувствительными к акустической нагрузке
Скачивания
Данные скачивания пока не доступны.
Литература
1.Xing Wan-Li, He Xi-Wen. Crown ether-coated piezoelectric crystal sensor array for
detection of organic vapor mixtures using several chemometric methods // Analyst. – 1997.
Vol. 122. № 6. P. 587.
2.Коренман Я.И., Кочетова Ж.Ю., Кучменко Т.А. Применение пьезокварцевых
микровесов для определения фенола и его нитропроизводных в воздухе // Журнал
прикладной химии. 2001. Т. 74. № 9. С. 1473.
3.Смагина Н.Н., Коренман Я.И., Кучменко Т.А. Микровзвешивание паров
уксусной кислоты // Сенсор. 2005. №2. С. 31.
4.Светолунова С.Е., Мельникова Е.И., Коренман Я.И., Нифталиев С.И.
Сенсорометрический анализ индивидуальных компонентов молочной сыворотки //
Сенсор. 2004. №4. С. 38.
5.Коренман Я.И., Кучменко Т.А. Подходы к анализу пищевых продуктов.
Разработка масс-чувствительных сенсоров // Российский химический журнал. –
2002. Т. XLVI. № 4. С. 34.
6.Schierbaum K.D., Gerlach A., Haug M., Göpel W. Selective detection of organic
molecules with polymers and supramolecular compounds: application of capacitance, quartz microbalance and calorimetric transducers // Sensors and Actuators A : Physical.
1992. Vol. 31. № 1–3. P. 130.
7.Hauptmann P., Lucklum R., Hartmann J., Auge J., Adler B. Using the quartz
microbalance principle for sensing mass changes and damping properties // Sensors and
Actuators A : Physical. 1993. Vol. 37–38. P. 309.
8.Mecea V.M., Carlsson J.O., Bucur R.V. Extensions of the quartz-crystal-microbalance
technique // Sensors and Actuators A : Physical. 1996. Vol. 53. № 1–3. P. 371.
9.Mecea V.M. Is quartz crystal microbalance really a mass sensor? // Sensors and
Actuators A. 2006. Vol. 128. № 2. Р. 270.
10. Nomura T. Single-drop method for determination of cyanide in solution with a
piezoelectric quartz crystal // Analytica Chimica Acta. 1981. Vol. 124. № 1. P. 81.
11. Nomura T., Okuhara M. Frequency shifts of piezoelectric quartz crystals immersed
in organic liquids // Analytica Chimica Acta. 1982. Vol. 142. № 3. P. 281.
12. S.-Z. Yao, T.-A. Zhou. Dependence of the oscillation frequency of a piezoelectric
crystal on the physical parameters of liquids // Analytica Chimica Acta. 1988. Vol. 212.
№1. P. 61.
13. Shen D.Z., Zhu W.H., Nie L.H., Yao S.Z. Behaviour of a series piezoelectric sensor
in electrolyte solution // Analytica Chimica Acta. 1993. Vol. 276. № 1. P. 87.
14. Lin Z., Ward M.D. The role of longitudinal waves in quartz crystal microbalance
applications in liquids // Analytical Chemistry. 1995. Vol. 67. № 4. P. 685.
15. Lucklum R., Behling C., Hauptmann P. Role of mass accumulation and viscoelastic
film properties for the response of acoustic-wave-based chemical sensors / // Analytical
Chemistry. 1999. Vol. 71. № 13. P. 2488.
16. Lucklum R., Hauptmann P. The quartz crystal microbalance: mass sensitivity,
viscoelasticity and acoustic amplification // Sensors and Actuators B. 2000. Vol. 70. № 1.
Р. 30.
17. F. Nelson Nunalee, Kenneth R. Shull. Quartz crystal microbalance studies of polymer
gels and solutions in liquid environments // Analytical Chemistry. 2006. Vol. 78. № 4. P.
1158.
18. Bruckenstem S., Shay M. Experimental aspects of use of the quartz crystal
microbalance in solution // Electrochimica Acta. 1985. Vol. 30, № 10. P. 1295.
19. Kanazawa K., Nam-Joon Cho Quartz crystal microbalance as a sensor to characterize
macromolecular assembly dynamics // Journal of Sensors. 2009. Vol. 2009. Р. 1.
20. Svilainis L., Motiejünas G. Power amplifier for ultrasonic transducer excitation //
Ultragarsas. 2006. Vol. 58. № 1. P. 30.
21. Muramatsu H., Tamiya E., Karube I. Computation of equivalent circuit parameters of
quartz crystals in contact with liquids and study of liquid properties // Analytical
Chemistry. 1988. Vol. 60. № 19. Р. 2142.
22. Rodahl M., Höök F., Kasemo B. QCM operation in liquids: an explanation of
measured variations in frequency and q factor with liquid conductivity // Analytical
Chemistry. – 1996. Vol. 68. № 13. Р. 2219.
23. Jouko Kankare, Kari Loikas, Mikko Salomäki. Method for measuring the losses and
loading of a quartz crystal microbalance // Analytical Chemistry. 2006. Vol. 78. № 6. Р.
1875.
24. Duncan-Hewitt W.C., Thompson M. Four-layer theory for the acoustic shear wave
sensor in liquids incorporating interfacial slip and liquid structure // Analytical Chemistry.
1992. Vol. 64. № 1. Р. 94.
25. Martin S.J., Spates J.J., Wessendorf K.O., Schneider T.W., Huber R. J.
Resonator/oscillator response to liquid loading // Analytical Chemistry. 1997. Vol. 69. №
11. Р. 2050.
26. 30Mengsu Yang, Michael Thompson. Multiple chemical information from the
thickness shear mode acoustic wave sensor in the liquid phase // Analytical Chemistry.
1993. Vol. 65. № 9. Р. 1158.
27. Seok-Won Lee, Hinsberg W. D., Kanazawa K.K. Determination of the viscoelastic
properties of polymer films using a compensated phase-locked oscillator circuit //
Analytical Chemistry. 2002. Vol. 74. № 1. Р. 125.
28. Gamby J., Lazerges M., Girault H.H., Deslouis C., Gabrielli C., Perrot H., Tribollet
B. Electroacoustic polymer microchip as an alternative to quartz crystal microbalance for
biosensor development // Analytical Chemistry. 2008. Vol. 80. № 23. Р. 8900.
29. Rupa Patel, Rongnong Zhou, Kristofer Zinszer, Fabien Josse. Real-time detection of
organic compounds in liquid environments using polymer-coated thickness shear mode
quartz resonators // Analytical Chemistry. 2000. Vol. 72. № 20. Р. 4888.
30. Голямина И.П. Ультразвук : маленькая энциклопедия. М.: Изд-во «Советская
энциклопедия», 1979. 400 с.
31. Лепендин Л.Ф. Акустика. – М.: Вш, 1978. 448 с.
32. Красильников В.А. Введение в акустику. – М.: Изд-во МГУ, 1992. 152 с.
33. Справочник по кварцевым резонаторам / В.Г. Андросова, В.Н. Банков, А.Н.
Дикиджи [и др.]; под ред. П.Г. Позднякова. М.: Связь, 1978. 288 с.
34. Глюкман Л.И. Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы. М.: Радио и связь,
1981. 232 с.
35. Звук / Г. Чедд ; пер. с англ. Г.И. Кузнецова ; под ред. С.Б. Гуревича. М.: Мир,
1975. 206 с.
36. Римский-Корсаков А.В. Электроакустика. М.: Связь, 1973. 272 с.
37. Фурдуев В.В. Электроакустика. М.–Л.: Изд-во Технико-теоретичой
литературы, 1948. 515 с.
38.Шарапов В.М. Пьезоэлектрические датчики. М.: Техносфера, 2006. 632 с
39. Иофе В.К., Лизунков М.В. Бытовые акустические системы. М.: Радио и связь,
1984. 96 с.
40. Мэзон У. Пьезоэлектрические кристаллы и их применения в ультраакустике /
Пер. с англ. ; под ред. А.В. Шубникова, С.И. Ржевкина. М.: ИЛ, 1952. 447 с.
41. Альтшуллер Г.Б. Кварцевая стабилизация частоты. М.: Связь, 1974. 272 с.
42. Пейн Г. Физика колебаний и волн / пер. с англ. А.А. Колоколова ; под ред. Г.В.
Скроцкого. М.: Мир, 1979. 389 с.
43. Крылов В.В. Основы теории излучения и рассеяния звука. М.: МГУ, 1989.118 с.
44. Михайлов И.Г., Гуревин С.Б. Поглощение ультразвуковых волн в
жидкостях // Успехи физических наук, 1948. Т. XXXV. Вып. 1. С. 1.
45. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989. 416 с.
46.Шендеров Е.Л. Излучение и рассеяние звука. Л.: Судостроение, 1989. 304 с.
47. Kanazawa K.K., Gordon J.G. II Frequency of a quartz microbalance in contact with
liquid // Analytica Chimica Acta. 1985. Vol. 57. P. 1770.
48. Малкин А.Я., Исаев А.И. Реология : концепции, методы, приложения. С-Пб:
Профессия, 2007. 560 с.
detection of organic vapor mixtures using several chemometric methods // Analyst. – 1997.
Vol. 122. № 6. P. 587.
2.Коренман Я.И., Кочетова Ж.Ю., Кучменко Т.А. Применение пьезокварцевых
микровесов для определения фенола и его нитропроизводных в воздухе // Журнал
прикладной химии. 2001. Т. 74. № 9. С. 1473.
3.Смагина Н.Н., Коренман Я.И., Кучменко Т.А. Микровзвешивание паров
уксусной кислоты // Сенсор. 2005. №2. С. 31.
4.Светолунова С.Е., Мельникова Е.И., Коренман Я.И., Нифталиев С.И.
Сенсорометрический анализ индивидуальных компонентов молочной сыворотки //
Сенсор. 2004. №4. С. 38.
5.Коренман Я.И., Кучменко Т.А. Подходы к анализу пищевых продуктов.
Разработка масс-чувствительных сенсоров // Российский химический журнал. –
2002. Т. XLVI. № 4. С. 34.
6.Schierbaum K.D., Gerlach A., Haug M., Göpel W. Selective detection of organic
molecules with polymers and supramolecular compounds: application of capacitance, quartz microbalance and calorimetric transducers // Sensors and Actuators A : Physical.
1992. Vol. 31. № 1–3. P. 130.
7.Hauptmann P., Lucklum R., Hartmann J., Auge J., Adler B. Using the quartz
microbalance principle for sensing mass changes and damping properties // Sensors and
Actuators A : Physical. 1993. Vol. 37–38. P. 309.
8.Mecea V.M., Carlsson J.O., Bucur R.V. Extensions of the quartz-crystal-microbalance
technique // Sensors and Actuators A : Physical. 1996. Vol. 53. № 1–3. P. 371.
9.Mecea V.M. Is quartz crystal microbalance really a mass sensor? // Sensors and
Actuators A. 2006. Vol. 128. № 2. Р. 270.
10. Nomura T. Single-drop method for determination of cyanide in solution with a
piezoelectric quartz crystal // Analytica Chimica Acta. 1981. Vol. 124. № 1. P. 81.
11. Nomura T., Okuhara M. Frequency shifts of piezoelectric quartz crystals immersed
in organic liquids // Analytica Chimica Acta. 1982. Vol. 142. № 3. P. 281.
12. S.-Z. Yao, T.-A. Zhou. Dependence of the oscillation frequency of a piezoelectric
crystal on the physical parameters of liquids // Analytica Chimica Acta. 1988. Vol. 212.
№1. P. 61.
13. Shen D.Z., Zhu W.H., Nie L.H., Yao S.Z. Behaviour of a series piezoelectric sensor
in electrolyte solution // Analytica Chimica Acta. 1993. Vol. 276. № 1. P. 87.
14. Lin Z., Ward M.D. The role of longitudinal waves in quartz crystal microbalance
applications in liquids // Analytical Chemistry. 1995. Vol. 67. № 4. P. 685.
15. Lucklum R., Behling C., Hauptmann P. Role of mass accumulation and viscoelastic
film properties for the response of acoustic-wave-based chemical sensors / // Analytical
Chemistry. 1999. Vol. 71. № 13. P. 2488.
16. Lucklum R., Hauptmann P. The quartz crystal microbalance: mass sensitivity,
viscoelasticity and acoustic amplification // Sensors and Actuators B. 2000. Vol. 70. № 1.
Р. 30.
17. F. Nelson Nunalee, Kenneth R. Shull. Quartz crystal microbalance studies of polymer
gels and solutions in liquid environments // Analytical Chemistry. 2006. Vol. 78. № 4. P.
1158.
18. Bruckenstem S., Shay M. Experimental aspects of use of the quartz crystal
microbalance in solution // Electrochimica Acta. 1985. Vol. 30, № 10. P. 1295.
19. Kanazawa K., Nam-Joon Cho Quartz crystal microbalance as a sensor to characterize
macromolecular assembly dynamics // Journal of Sensors. 2009. Vol. 2009. Р. 1.
20. Svilainis L., Motiejünas G. Power amplifier for ultrasonic transducer excitation //
Ultragarsas. 2006. Vol. 58. № 1. P. 30.
21. Muramatsu H., Tamiya E., Karube I. Computation of equivalent circuit parameters of
quartz crystals in contact with liquids and study of liquid properties // Analytical
Chemistry. 1988. Vol. 60. № 19. Р. 2142.
22. Rodahl M., Höök F., Kasemo B. QCM operation in liquids: an explanation of
measured variations in frequency and q factor with liquid conductivity // Analytical
Chemistry. – 1996. Vol. 68. № 13. Р. 2219.
23. Jouko Kankare, Kari Loikas, Mikko Salomäki. Method for measuring the losses and
loading of a quartz crystal microbalance // Analytical Chemistry. 2006. Vol. 78. № 6. Р.
1875.
24. Duncan-Hewitt W.C., Thompson M. Four-layer theory for the acoustic shear wave
sensor in liquids incorporating interfacial slip and liquid structure // Analytical Chemistry.
1992. Vol. 64. № 1. Р. 94.
25. Martin S.J., Spates J.J., Wessendorf K.O., Schneider T.W., Huber R. J.
Resonator/oscillator response to liquid loading // Analytical Chemistry. 1997. Vol. 69. №
11. Р. 2050.
26. 30Mengsu Yang, Michael Thompson. Multiple chemical information from the
thickness shear mode acoustic wave sensor in the liquid phase // Analytical Chemistry.
1993. Vol. 65. № 9. Р. 1158.
27. Seok-Won Lee, Hinsberg W. D., Kanazawa K.K. Determination of the viscoelastic
properties of polymer films using a compensated phase-locked oscillator circuit //
Analytical Chemistry. 2002. Vol. 74. № 1. Р. 125.
28. Gamby J., Lazerges M., Girault H.H., Deslouis C., Gabrielli C., Perrot H., Tribollet
B. Electroacoustic polymer microchip as an alternative to quartz crystal microbalance for
biosensor development // Analytical Chemistry. 2008. Vol. 80. № 23. Р. 8900.
29. Rupa Patel, Rongnong Zhou, Kristofer Zinszer, Fabien Josse. Real-time detection of
organic compounds in liquid environments using polymer-coated thickness shear mode
quartz resonators // Analytical Chemistry. 2000. Vol. 72. № 20. Р. 4888.
30. Голямина И.П. Ультразвук : маленькая энциклопедия. М.: Изд-во «Советская
энциклопедия», 1979. 400 с.
31. Лепендин Л.Ф. Акустика. – М.: Вш, 1978. 448 с.
32. Красильников В.А. Введение в акустику. – М.: Изд-во МГУ, 1992. 152 с.
33. Справочник по кварцевым резонаторам / В.Г. Андросова, В.Н. Банков, А.Н.
Дикиджи [и др.]; под ред. П.Г. Позднякова. М.: Связь, 1978. 288 с.
34. Глюкман Л.И. Пьезоэлектрические кварцевые резонаторы. М.: Радио и связь,
1981. 232 с.
35. Звук / Г. Чедд ; пер. с англ. Г.И. Кузнецова ; под ред. С.Б. Гуревича. М.: Мир,
1975. 206 с.
36. Римский-Корсаков А.В. Электроакустика. М.: Связь, 1973. 272 с.
37. Фурдуев В.В. Электроакустика. М.–Л.: Изд-во Технико-теоретичой
литературы, 1948. 515 с.
38.Шарапов В.М. Пьезоэлектрические датчики. М.: Техносфера, 2006. 632 с
39. Иофе В.К., Лизунков М.В. Бытовые акустические системы. М.: Радио и связь,
1984. 96 с.
40. Мэзон У. Пьезоэлектрические кристаллы и их применения в ультраакустике /
Пер. с англ. ; под ред. А.В. Шубникова, С.И. Ржевкина. М.: ИЛ, 1952. 447 с.
41. Альтшуллер Г.Б. Кварцевая стабилизация частоты. М.: Связь, 1974. 272 с.
42. Пейн Г. Физика колебаний и волн / пер. с англ. А.А. Колоколова ; под ред. Г.В.
Скроцкого. М.: Мир, 1979. 389 с.
43. Крылов В.В. Основы теории излучения и рассеяния звука. М.: МГУ, 1989.118 с.
44. Михайлов И.Г., Гуревин С.Б. Поглощение ультразвуковых волн в
жидкостях // Успехи физических наук, 1948. Т. XXXV. Вып. 1. С. 1.
45. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред. М.: Наука, 1989. 416 с.
46.Шендеров Е.Л. Излучение и рассеяние звука. Л.: Судостроение, 1989. 304 с.
47. Kanazawa K.K., Gordon J.G. II Frequency of a quartz microbalance in contact with
liquid // Analytica Chimica Acta. 1985. Vol. 57. P. 1770.
48. Малкин А.Я., Исаев А.И. Реология : концепции, методы, приложения. С-Пб:
Профессия, 2007. 560 с.
Опубликован
2019-11-21
Как цитировать
Zyablov, A. N., & Selemenev, V. F. (2019). Импедансная модель функционирования пьезокварцевого сенсора в системе «сенсор–селективное покрытие–жидкая фаза». Сорбционные и хроматографические процессы, 13(5). извлечено от https://journals.vsu.ru/sorpchrom/article/view/1678
Раздел
Статьи
