压电石英晶体传感器是一种不仅响应谱广,灵敏度高,而且结构简单,成本低廉的检测器件,特别是其作为一种质量型传感器广泛用于气相分析。随着在液相中振荡获得成功,压电石英晶体传感器的应用已涉及分析化学、表面化学、生物化学和环境监测等众多领域。石英晶振微天平(Qaurtz CrystalMicrobalance,QCM)气体传感器,以石英晶体表面敏感薄膜为敏感元件,以AT切型石英晶体为换能元件,利用石英晶体的质量—频率变化关系,将质量、浓度等信号转换成频率信号输出,从而实现质量、浓度的检测。本文主要研究的方向是QCM的设计优化,主要工作集中在QCM的谐振元振动耦合问题研究,利用石英谐振器的等效电路方法对振动耦合问题作了分析,总结了振动耦合的谐振元的等效电路,为进一步对QCM的分析和设计工作提供了理论基础。QCM传感器信号的检测主要集中在微小相对频率变化量的检测上,本文以研制微质量检测传感器为目的,根据QCM传感器的特点,设计了合理的起振、整形、差频处理电路,并完成石英微天平(QCM)的理论构想和初步完成双通道微天平的搭建,采用差频处理待测质量(浓度)信号。从晶体振荡电路的相位平衡条件出发,分析了液体中晶体振荡电路频率稳定度的影响,并对QCM进行了标定;分别用实验验证了晶体所处体系溶液的密度、温度、粘度、传导率、角度对频率的影响。将使QCM作为一种新型的检测手段在现代分析测量仪器中发挥越来越大的作用,为进一步研究高性能、高灵敏度的晶体微天平打下了基础。