第32卷第2期 2012年6月
化学传感器 CHEMICALSENSORS
基于快速傅立叶变换的阻抗数据处理方法研究
元永1，文丽1，吕效波1，申大忠2(1.莱芜职业技术学院，山东莱芜271100）
2.山东师范大学化学化工与材料科学学院，山东济南250014）
Vol. 32, No.2 June.2 012
摘要：根据阻抗频谱的特点，提出广基于快速傅立叶变换法（FFT)抑制压电传感器随机测量噪音的方法，结果表明，利用该法能对阻抗频谱进行有效平滑处理，滤噪效果明显，所得频率抗干扰能力大大增强。将该方法用于水中基线噪音消除，证明了其相对于其它方法的优越性。结合该文提出的数据处理方法，利用压电传感器研究了非离子表面活性剂TX-114在聚苯乙烯(PS)表面的吸附性能，得到了相关动力学、热力学参数，进一步证实了FFT法的可行性。
关键词：快速傅立叶变换；数据处理；压电传感器；吸附
Researchofimpedancedataprocessingmethodbasedonfastfourier
transformation
Qi Yong', Wen Li', Lv Xiao-bo', Shen Da-zhong(1. Laiwu vocational college, Laiwu 271100, China)
(2. Sch. of Chem., Chem. Engin. and Material Science, Shandong Normal University, Jinan 250014, China)
Abstract: The fast fourier transform (FFT) arithmetic was applied to remove the random noise in the impedance spectra of the piezoelectric sensor. It was shown that the FFT arithmetic is a simple and efficient method to decrease the noise level of the piezoelectric sensor. By using suitable parameter, excellent filter and smooth results were obtained. The new arithmetic was applied to measure the resonant frequency shifts of the piezoelectric sensor during surfactant adsorption process. The parameters related to the adsorption of nonionic surfactant, TX 114, on polystyrene film were estimated.
Key words: fast fourier transform (FFT); data processing; piezoelectric sensor; adsorption
0引言
将压电石英晶体用作化学传感器，可以检测
极微小的质量变化及溶液粘弹性、电导率的变化等。在压电传感器的研究中通常可用两种测量方法，并根据压电晶体的作用方式分别称为主动法与被动法1]。被动法又称网络分析法，常用高精密度阻抗计作为测量仪器并与计算机联用，以实现快速、自动测量，其优点是在一次扫描测量中可以同时获得很多阻抗参数，由此得到更为全面的化学信息。一般来说，计算机采集到的信息包括两部分：一是传感器对所分析的样品产生的响应信号；二是整个系统（包括环境）所带来的噪声信号，任何一个阻抗计测量系统都或多或少地存在
这类系统噪声。这类噪声污染了与样品有关的真实信号，给进一步的数据处理带来困难，并进而影响最后分析结果的准确性和测量精度。该文研究利用一种应用广泛的数字滤波技术一快速傅立叶变换（FFT），先对阻抗计输出信号进行滤波（平滑)处理，从而降低噪音，以获得更真实的分析信号，提高仪器的信噪比。将该方法用于实际工作中，研究了非离子表面活性剂TX-114在聚苯乙烯(PS)表面的吸附性能求出了有关吸附动力学、热力学参数，展示了良好的应用前景。
实验部分
1 1.11
仪器与试剂
AT切型石英晶体基频为5MHz，直径为