[发明专利]用于控制谐振器并根据谐振器特性确定信息的系统和方法

权利要求书

1.一种用于控制一个或多个机械谐振器并且根据所述谐振器的特性来确定信息的系统，包括：

至少一个机械谐振器，

激励元件，用于驱动所述谐振器，

传感器，用于监测所述谐振器的运动，

至少一个锁相环(PLL)，所述至少一个PLL在所述激励元件与监测元件之间进行反馈，其中每个PLL均被配置成在所述谐振器的不同谐振模式下进行操作或在接近所述谐振器的不同谐振模式的情况下进行操作，以及

处理器，用于根据指示谐振器频移的PLL内部信号来确定信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述PLL是用数字逻辑来实现的。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述PLL是在现场可编程门阵列(FPGA)上实现的。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，每个PLL的传递函数均能够针对包括形状和带宽的期望特征来配置。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述系统被配置成根据由于所述谐振器上存在承载的物质而引起的谐振偏移来确定一维质量分布。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，谐振器阵列被一起操作。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述阵列的大小是下列之一：1个或更多个谐振器；10个或更多个谐振器；或者50个或更多个谐振器。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述谐振器的谐振频率以至少2kHz间隔开。

9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述谐振器的频率在30kHz与10MHz之间。

10.根据权利要求6所述的系统，其中，所述谐振器的尺寸中的长度范围从10微米到1000微米，并且横截面的尺寸范围从1微米到100微米。

11.一种用于控制一个或多个机械谐振器并且根据谐振器的特性来确定信息的方法，包括：

用激励元件驱动所述谐振器，

感测所述谐振器的运动，

操作至少一个锁相环(PLL)，所述至少一个PLL在所述激励元件与监测元件之间进行反馈，其中每个PLL均被配置成在所述谐振器的不同谐振模式下进行操作或在接近所述谐振器的不同谐振模式的情况下进行操作，以及

根据指示谐振器频移的PLL内部信号来确定信息。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，用数字逻辑来实现所述PLL。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，在现场可编程门阵列(FPGA)上实现所述PLL。

14.根据权利要求12所述的方法，包括：针对包括形状和带宽的期望特征来配置每个PLL的传递函数。

15.根据权利要求14所述的方法，包括：根据由于所述谐振器上存在承载的物质而引起的谐振偏移来确定一维质量分布。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，谐振器阵列被一起操作。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述阵列的大小是下列之一：1个或更多个谐振器；10个或更多个谐振器；或者50个或更多个谐振器。

18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述谐振器的谐振频率以至少2kHz间隔开。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述谐振器的频率在30kHz与10MHz之间。

20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述谐振器的尺寸中的长度范围从10微米到1000微米，并且横截面范围从1微米到100微米。

21.根据权利要求1所述的系统，其中，所述机械谐振器是悬浮谐振器。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述悬浮谐振器是下列中的至少一个：具有固定端和自由端的悬臂谐振器；或者具有至少两个附接区域的膜谐振器。

23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述悬浮谐振器带有流体通道。

24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述系统包括用于使悬浮粒子在所述流体通道中流动的流体控制元件，并且根据谐振偏移所确定的信息包括所述粒子的质量和位置。