QCM(Quartz Crystal Microbalance)传感技术,是一种新型的检测技术,它可以与生物、化学、物理等结合起来进行特定的高精度的检测。20世纪80年代,QCM开始运用到液相检测中,但液相检测在理论建模与实际测试中都遇到了很大障碍,如QCM在液体中会停振,非线性建模的难度较大,测试结果与理论偏差较大等,吸引了一大批国内外学者进行相关研究。目前QCM用于液相检测时,由于其结构特性导致了分区域振动,质点位移和电位的不统一给后面的理论建模带来了难度。这也使得质量灵敏度分布不均匀,导致了检测过程中的重复性较低,进而影响了检测的准确性。此外由于经典的液相检测理论建模时没有考虑到质量层对QCM的影响,这也导致了液相检测的结果经常会出现较大的偏差。这些问题的存在严重限制了QCM在实际中的运用领域。本文针对这些问题,深入研究QCM的液相检测机理,对各个问题提出了对应的改进措施。本文的主要工作为:1、从石英晶片的本构方程出发推导了QCM的振动方程,对其电极区,部分电极区,非电极区进行了特定的分析,揭示了虽然各区域的质点位移方程不一致,但是其形式上可以用统一的表达式,参数值可依区域而定。对质点位移和QCM表面电位表达式进行了归一化。2、深入分析了QCM的质量检测原理和质量灵敏度,指出可以通过QCM表面质点位移的幅值来分析质量灵敏度。QCM的质量灵敏度分布呈近似高斯形,且分布极不均匀,只在靠近电极中心处有较高的灵敏度。针对这些问题,本文设计了新型探头,较大程度的改善了质量灵敏度分布的一致性。从而在一定程度上实现了QCM的可重复性测量,提高了测试结果的准确性。3、对于QCM液相检测的传统理论中没有考虑液体的柔性吸附对于QCM的振动的影响,本文中在液相理论建模过程中通过增加一层质量层来弥补这项损失,且在已有的理论基础上详细推导了修正BVD等效电路模型,进而提出了未知溶液粘度密度的测试方法。4、进行了水溶液与乙醇溶液粘密度测试,并验证了修正BVD等效电路模型的准确性。主要利用网络分析仪测得S参数,并转化为导纳谱,同时测量了频率偏移量,二者结合得到了半角频率,最后根据理论公式推算出溶液的粘度和密度。