【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及天平调控分析，具体为一种双通道石英晶体微天平的测控系统。
技术介绍
1、石英晶体微天平作为一种高灵敏度的质量测量工具，其主要作用是基于石英晶体的压电效应，将石英晶体电极表面质量变化转化为石英晶体振荡电路输出的电信号的频率变化，进而通过计算机等其他辅助设备获得高精度的数据；石英晶体微天平广泛应用于表面科学、生物传感及材料科学等领域。然而，传统的石英晶体微天平测控系统多为单通道设计，在处理复杂样本或需要并行实验时，其效率与灵活性受到限制。因此，开发一种能够同时处理多个样本、具有高效测控能力的双通道石英晶体微天平系统，对于提高实验效率与测量精度具有重要意义。
2、在现有的技术下，双通道石英晶体在对待检测样本进行测量时会对微天平的参数进行校准，降低对待检测样本测量的误差；由于石英晶体微天平中校准参数较多，无法确定不同校准参数对天平测量误差的影响，从而无法实现校准流程的优化，并且降低了校准效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双通道石英晶体微天平的测控系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种双通道石英晶体微天平的测控系统，所述测控系统包括数据采集模块、数据分析模块、检测调控模块和告警提醒模块；所述数据采集模块的输出端与数据分析模块的输入端连接，所述数据分析模块的输出端与检测调控模块的输入端连接，所述检测调控模块的输出端与告警提醒模块的输入端连接，所述数据采集模块是用于采集样本和历史
3、进一步的，所述数据采集模块包括样本数据信息采集单元、历史测控数据信息采集单元和共振频率采集单元；所述样本数据信息采集单元是用于采集待检测样本的数据信息和样本库中的样本数据信息，所述样本库中的样本数据信息包括样本的种类和样本的重量；由于是待检测样本，所以待检测样本的重量信息是无法得知的，从而依据样本信息采集单元获取到待检测样本的种类和样本库中样本的种类分别为s和si；使用双通道石英晶体微天平对样本进行测量减少单通道带来的误差，双通道石英晶体微天平测量的样本必须属于同一类型，如用不同类型的样本进行测量的话是无法进行数据对比分析的，所以设定待检测样本的种类一致；其中si表示为样本库中第i个样本的种类，i＝1、2、3...i，i表示为样本库中样本的数量；
4、所述历史测控数据信息采集单元是用于采集样本库中的样本历史测控数据信息，依据历史测控数据信息采集单元获取到样本库中的样本历史测控数据信息zi，zi表示为样本库中第i个样本的历史测控数据信息；其中，历史测控数据信息是在样本库中在对样本进行测量时，为了减少测量误差而对石英晶体微天平的校准参数进行调控的历史数据信息，石英晶体的校准参数包括频率参数，质量敏感性参数、耗散参数和电学参数等；
5、所述共振频率采集单元是用于采集样本库中样本的在进行测量时石英晶体所产生的晶体振荡频率，通过共振频率能够分析得到待测样本的实际重量。
6、进一步的，所述数据分析模块包括重量有效数据分析单元和测控数据信息筛选单元；所述重量有效数据分析单元是通过读取晶振频率，通过依据历史数据信息建立的线性模型将频率转化为重量有效数据；石英晶体的压电效应使得其振动频率与质量变化之间存在直接的关系，当石英晶体上附着物质，导致其质量发生微小变化时，晶体的振动频率也会相应改变。这种频率变化与附着物质的质量成正比，因此通过分析频率数据，可以精确测量出附着物质的质量；所述测控数据信息筛选单元是由于石英晶体微天平作为一种精密测量仪器，其性能可能会受到环境因素(如温度、湿度)、使用频率、维护状况等多种因素的影响，通过对历史的测控数据信息进行筛选，依据筛选得到的历史测控数据信息在石英晶体微天平进行测量之前对微天平进行校准调控，能够得到较为精准的测量结果，减小了测量误差，并且节省了对石英晶体微天平的调试时间。
7、进一步的，所述测控数据信息筛选单元包括：根据待检测样本和样本库中样本的种类，利用公式：筛选出样本库中与待检测样本种类相同的样本并且进行标记为si’，其中，{si}表示为样本库中第i个样本的种类集，{s}表示为待检测样本的种类集，si’表示为样本库中第i’样本，i’＝1、2、3...i’,由于是从样本库中挑选出与待检测样本种类相同的样本，所以i’≤i，i’表示为从样本库中与待检测样本种类相同的样本数量，根据{si}∩{s}能够得到样本库中与待检测样本种类相同的样本，当时说明样本库中第i个样本的种类与待检测样本的种类相同；由于历史测控数据信息是在样本库中的样本在进行测量时，为了减少测量误差而对石英晶体微天平的参数进行调控产生的数据信息，所以样本库中的历史测控数据信息与样本库中样本一一对应；根据样本库中历史测控数据信息与样本库中样本一一对应的原则，通过样本库中被标记的样本获取对应的历史测控数据信息为zi’；i’＝1、2、3...i’,由于是从样本库中挑选出与待检测样本数据信息集相同的样本数量，所以i’≤i，i’表示为从样本库中与待检测样本数据信息集相同的样本数量。
8、进一步的，所述重量有效数据分析单元包括：依据被标记的样本si’从样本库中提取被标记样本的测量信息分别为mi’和pi’；其中mi’表示为样本库中第i’个样本的重量信息，pi’表示为样本库中第i’个样本在进行石英晶体微天平测量时产生的共振频率，所述测量信息包括样本的重量和测量时晶体产生的共振频率；根据被标记样本的测量信息建立线性模型：mi’＝α*pi’+β，α、β都是通过校准试验确定的常数。
9、进一步的，所述检测调控模块包括最佳测控数据信息分析单元和校准参数调控单元；所述最佳测控数据信息分析单元是因为待检测样本之间存在个性差异，所以就算是种类相同的待检测样本对应的测控数据信息也不一定相同，从而需要对待检测样本的最佳测控数据信息进行分析；所述校准参数调控单元是利用双通道石英晶体微天平中两个待检测样本的最佳测控数据信息对校准参数进行调控，通过了解两个最佳测控数据信息的区别了解不同校准参数对测量误差的影响，可以精确地调整和优化这些参数，从而最小化误差，提高测量的准确性；通过不同校准参数对测量误差的影响，能够确定哪些参数对测量结果的影响最大，从而优化校准流程，将精力和资源集中在最关键的参数上，提高校准效率。
10、进一步的，所述最佳测控数据信息分析单元包括：任意选取一个待检测样本记为ua，通过历史测控数据信息zi’对石英晶体微天平进行依次调控，并将待检测样本ua放置石英晶体微天平进行测量得到待检测样本ua在不同的测控数据信息下产生的晶体共振频率为cazi本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述测控系统包括数据采集模块、数据分析模块、检测调控模块和告警提醒模块；所述数据采集模块的输出端与数据分析模块的输入端连接，所述数据分析模块的输出端与检测调控模块的输入端连接，所述检测调控模块的输出端与告警提醒模块的输入端连接，所述数据采集模块是用于采集样本和历史测控的数据信息，并且采集共振频率；所述数据分析模块是对待检测样本的重量有效数据进行分析并且对测控数据信息进行筛选；所述检测调控模块是对石英晶体微天平中的校准参数进行分析调控；所述告警提醒模块是依据需要校准的参数对石英晶体微天平进行调控，待检测样本的重量有效数据没有发生改变时，进行告警提醒。
2.根据权利要求1所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述数据采集模块包括样本数据信息采集单元、历史测控数据信息采集单元和共振频率采集单元；所述样本数据信息采集单元是用于采集待检测样本的数据信息和样本库中的样本数据信息，所述样本库中的样本数据信息包括样本的种类和样本的重量；依据样本信息采集单元获取到待检测样本的种类和样本库中样本的种类分别为s和si；其中
3.根据权利要求2所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述数据分析模块包括重量有效数据分析单元和测控数据信息筛选单元；所述重量有效数据分析单元是通过读取晶振频率，通过依据历史数据信息建立的线性模型将频率转化为重量有效数据；所述测控数据信息筛选单元是通过对历史的测控数据信息进行筛选。
4.根据权利要求3所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述测控数据信息筛选单元包括：根据待检测样本和样本库中样本的种类，利用公式：筛选出样本库中与待检测样本种类相同的样本并且进行标记为Si’，其中，{si}表示为样本库中第i个样本的种类集，{s}表示为待检测样本的种类集，Si’表示为样本库中第i’样本，i’＝1、2、3...I’,I’≤I，I’表示为从样本库中与待检测样本种类相同的样本数量通过样本库中被标记的样本获取对应的历史测控数据信息为zi’；i’＝1、2、3...I’,I’≤I，I’表示为从样本库中与待检测样本数据信息集相同的样本数量。
5.根据权利要求4所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述重量有效数据分析单元包括：依据被标记的样本Si’从样本库中提取被标记样本的测量信息分别为mi’和pi’；其中mi’表示为样本库中第i’个样本的重量信息，pi’表示为样本库中第i’个样本在进行石英晶体微天平测量时产生的共振频率，所述测量信息包括样本的重量和测量时晶体产生的共振频率；根据被标记样本的测量信息建立线性模型：mi’＝α*pi’+β，α、β都是通过校准试验确定的常数。
6.根据权利要求5所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述检测调控模块包括最佳测控数据信息分析单元和校准参数调控单元；所述最佳测控数据信息分析单元是对待检测样本的最佳测控数据信息进行分析；所述校准参数调控单元是利用双通道石英晶体微天平中两个待检测样本的最佳测控数据信息对校准参数进行调控。
7.根据权利要求6所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述最佳测控数据信息分析单元包括：任意选取一个待检测样本记为ua，通过历史测控数据信息zi’对石英晶体微天平进行依次调控，并将待检测样本ua放置石英晶体微天平进行测量得到待检测样本ua在不同的测控数据信息下产生的晶体共振频率为cazi’，根据所述线性模型计算得到待检测样本在不同的测控数据信息下的重量有效数据为mazi’，通过对待检测样本在不同的历史测控数据信息下的重量有效数据进行遍历，得到mjzi’；其中j＝1、2、3...J，J表示为待检测样本的数量，a∈{1、2、3...J}，cazi’表示为在第i’个历史测控数据信息下产生的晶体共振频率，mazi’表示为在第i’个历史测控数据信息下待检测样本ua的重量有效数据，mazi’表示为第i’个历史测控数据信息下第j个待检测样本的重量有效数据；通过离散算法对不同测控数据信息下的待检测样本的重量有效数据进行分析，获取待检测样本的最佳测控数据信息分别为zj，其中zj表示为第j个待检测样本对应的测控数据信息。
8.根据权利要求7所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述校准参数调控单元包括：依据所述待检测样本的最佳测控数据信息，分别生成校准参数集合为Rj，Rj＝{Rj1、Rj2、Rj3...Rje...RjE}，其中Rj表示为第j个待检测样本的校准参数集合，Rj...
【技术特征摘要】
1.一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述测控系统包括数据采集模块、数据分析模块、检测调控模块和告警提醒模块；所述数据采集模块的输出端与数据分析模块的输入端连接，所述数据分析模块的输出端与检测调控模块的输入端连接，所述检测调控模块的输出端与告警提醒模块的输入端连接，所述数据采集模块是用于采集样本和历史测控的数据信息，并且采集共振频率；所述数据分析模块是对待检测样本的重量有效数据进行分析并且对测控数据信息进行筛选；所述检测调控模块是对石英晶体微天平中的校准参数进行分析调控；所述告警提醒模块是依据需要校准的参数对石英晶体微天平进行调控，待检测样本的重量有效数据没有发生改变时，进行告警提醒。
2.根据权利要求1所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述数据采集模块包括样本数据信息采集单元、历史测控数据信息采集单元和共振频率采集单元；所述样本数据信息采集单元是用于采集待检测样本的数据信息和样本库中的样本数据信息，所述样本库中的样本数据信息包括样本的种类和样本的重量；依据样本信息采集单元获取到待检测样本的种类和样本库中样本的种类分别为s和si；其中si表示为样本库中第i个样本的种类，i＝1、2、3...i，i表示为样本库中样本的数量；
3.根据权利要求2所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述数据分析模块包括重量有效数据分析单元和测控数据信息筛选单元；所述重量有效数据分析单元是通过读取晶振频率，通过依据历史数据信息建立的线性模型将频率转化为重量有效数据；所述测控数据信息筛选单元是通过对历史的测控数据信息进行筛选。
4.根据权利要求3所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述测控数据信息筛选单元包括：根据待检测样本和样本库中样本的种类，利用公式：筛选出样本库中与待检测样本种类相同的样本并且进行标记为si’，其中，{si}表示为样本库中第i个样本的种类集，{s}表示为待检测样本的种类集，si’表示为样本库中第i’样本，i’＝1、2、3...i’,i’≤i，i’表示为从样本库中与待检测样本种类相同的样本数量通过样本库中被标记的样本获取对应的历史测控数据信息为zi’；i’＝1、2、3...i’,i’≤i，i’表示为从样本库中与待检测样本数据信息集相同的样本数量。
5.根据权利要求4所述的一种双通道石英晶体微天平的测控系统，其特征在于：所述重量有效数据分析单元包括：依据被标记的样本si’从样本库中提取被标记样本的测量信息分别为mi’和pi’；其中mi’表示为样本库中第i’个样本的重量信息，pi’表示为样本库中第i’个样本在进行石英晶体微天平测量时产生的共振频率，所述测量信息包括样本的重量和测量时晶体产生的共...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱滔滔，
申请(专利权)人：常州艾柯锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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