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行业领域

电子信息技术

需求背景

目前的石英晶体微天平产品基本上靠进口，产品的核心部分,即器件设计部分在国外企业完成，石英晶体部分多在中国加工，而吸附膜、装配以及电路则主要在国外企业开发完成。这也说明，目前国内在该产品技术的研究不足，不能解决高质量产品的全部技术问题，造成了技术发展不平衡，制约了产品开发。  

需解决的主要技术难题

 1、关键科学技术问题：通过对复杂液相环境及敏感膜负载下高精度石英晶体微天平的理论建模和结构设计，有效抑制寄生模态并提升能陷效果，特别需要考虑新的激励模式、晶体及电极的结构参数等。 

2、攻关内容：以复杂液相环境及敏感膜负载下的厚度场和横向场两种激励模式的石英晶体微天平为研究对象，解决寄生振动模态的耦合问题，并揭示结构参数对两种激励模式器件能陷效果的影响机制，通过合理的设计尺寸及结构参数，获得良好的能陷特性和谐振Q值，明显提升器件的测试精度。针对生物、化学及医药常见的试样,优化吸附膜的制作流程，实现微量天平的最优设计。在此基础上，实现高精度、高稳定性的专门用于生物化学检测的高精度石英晶体微量天平。

3、以提升石英晶体微天平的精度为目标，依照以下路线开展工作：

1)在分析现有技术的基础上，充分调研生物化学测试需求，提出微量天平设计目标；2)借助于现有的压电理论，对复杂液相及敏感膜负载下横向场和厚度场两种激励模式的石英晶体微天平的高频振动进行建模，分析谐振器结构、电极、液相试样及粘弹性敏感膜负载对器件能陷特性的影响，最终达到精准分析和最优设计；3)针对生物化学测试需求，提出微量天平敏感膜设计方案；4)优化传感器电路和相应软件； 5)  在致病微生物检测、药敏检测、抗生素抗药性检测等方面对器

期望实现的主要技术目标

 1) 晶体尺寸：直径范围*** mm；  2) 振动工作频率：10 MHz，5 MHz； 3) 吸附膜的种类：常见病原性微生物敏感膜、 水环境微生物敏感膜，药敏检测及抗生素抗药性检测敏感膜。 4) 质量分辨率: 〈2 ng/cm2 ； 5) 工作温度范围：0-50℃； 6) 微生物检测浓度下限100 CFU/ml， 药敏检测及抗药性检测下限：1 ng/ml。

需求解析

解析单位：浙江省宁波市 解析时间：2023-09-28

干宁

宁波大学

教授

综合评价

该研发新型多点测量石英增强光声光谱气体传感器，利用光纤分束器将半导体激光器输出的激光束分为N束（以N=3为例），然后采用N个石英音叉进行测量，实现空间浓度场多点的同时测量，相对于传统的石英增强光声光谱传感器来说，可实现多点、多空间测量，可满足不同空间同时测量的要求。

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