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

1、我國酒類產(chǎn)品行業(yè)存在著質(zhì)量安全控制水平較低，快速檢測能力不足，相關(guān)檢測技術(shù)與檢測設(shè)備落后等難以滿足社會發(fā)展需求的諸多問題，急需要新的行之有效的檢測手段。本文圍繞對中國白酒進行快速檢測的需求，設(shè)計了對白酒產(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、快速檢測儀”中，開展了對53°清香型老白汾酒、53

2、°醬香型茅臺酒、53°濃香型五糧液酒的檢測與鑒別試驗，實現(xiàn)了對這3種白酒的快速檢測與鑒別，驗證了所設(shè)計的新型聚合物石英壓電傳感器陣列應(yīng)用于對白酒進行檢測與鑒別的合理性和可行性，并得到了針對這3種白酒檢測的聚合物薄膜涂層的制備工藝。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論包括:
　　(1)基于石英晶體微天平(QCM)原理設(shè)計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掃描探針顯微鏡對制備的8種聚合物薄膜涂層的表面形貌進行了表征，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、快速檢測儀”中，對53°老白汾酒進行檢測試驗時發(fā)現(xiàn)陣列中8通道傳感器在檢測的清洗階段輸出頻率變化趨勢為先逐漸增大后趨于平穩(wěn)，在檢測的吸附階段輸出頻率變化趨勢則為先逐漸減小后趨于平穩(wěn)，實測結(jié)果與理論分析相吻合，表明所設(shè)計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53°老白汾酒、53°醬香型茅臺酒、53°濃香型五糧液酒同時進行檢測時發(fā)現(xiàn)陣列中8通道傳感器在檢測完這三種白酒后輸出頻率區(qū)別明顯，均可以很好地對這三種白酒進行區(qū)分與鑒別，表明所設(shè)計和研制的新型聚合物石英壓電傳感器陣列的實用性。
　　(4)利用有限元計算分析軟件ANSYS建立了聚四氟乙烯型新型聚合物石英壓電傳感器模型，對其自由振動狀態(tài)進行了仿真模擬，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，主振型振動頻率為9