[发明专利]一种用于血糖监测的脉冲激励型无线声波传感器系统

权利要求书

1.一种用于血糖监测的脉冲激励型无线声波传感器系统，其特征在于，包括信号激励单元、检测单元和信号处理单元；

所述信号激励单元包括：

高频脉冲激励发生器，产生高频脉冲激励信号；

射频模拟开关，控制高频脉冲激励信号的通断；

激励线圈，接收高频脉冲激励信号，产生交变磁场，感生出交变电场；

阻抗调节网络，调节负载阻抗，高频脉冲激励信号通过阻抗调节网络发送给激励线圈；

所述检测单元包括：

石英晶振片，表面涂覆水凝胶膜；在激励线圈产生的交变电场作用下，石英晶振片产生逆压电效应，进行机械振动；所述水凝胶膜为3-丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵修饰的3-丙烯酰胺基苯基硼酸；

接收线圈，在石英晶振片机械振动产生压电效应形成的交变电场作用下产生电信号，并发送给信号处理单元；

反应容器，用于盛放待测溶液和石英晶振片；所述激励线圈和接收线圈设于反应容器下方，且位于同一水平面；

所述信号处理单元包括：

滤波放大器，接收接收线圈发送的电信号，进行滤波处理，提取石英晶振片的衰减振动信号，滤除噪声干扰并放大；

示波器，与滤波放大器的输出端连接，显示石英晶振片的振动波形图；

PC，接收示波器的振动波形图，计算石英晶振片的振幅、振动频率和耗散系数。

2.根据权利要求1所述的用于血糖监测的脉冲激励型无线声波传感器系统，其特征在于，所述高频脉冲激励信号为burst激励信号，频率与石英晶振片共振频率匹配；

控制射频模拟开关使burst激励信号为正弦门触发信号；

控制阻抗调节网络使负载阻抗与高频脉冲激励发生器内部阻抗匹配。

3.根据权利要求1所述的用于血糖监测的脉冲激励型无线声波传感器系统，其特征在于，所述激励线圈和接收线圈均为平面螺旋结构线圈。

4.根据权利要求1所述的用于血糖监测的脉冲激励型无线声波传感器系统，其特征在于，所述石英晶振片采用无电极的AT切型石英晶振片。

5.根据权利要求1所述的用于血糖监测的脉冲激励型无线声波传感器系统，其特征在于，所述石英晶振片表面涂覆水凝胶膜的方法包括步骤：

(1)将N，N-二甲基丙酰胺溶解于二甲基亚砜中得到溶液X；

(2)将丙烯酰胺、3-丙烯酰胺基苯基硼酸和2-巯基苯甲酸溶解于溶液X中，得到溶液Y；

(3)在溶液Y中加入3-丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵，得到溶液Z；

(4)将溶液Z滴涂于石英晶振片表面，然后将石英晶振片上滴涂有溶液Z的一面放置在聚酯铝箔上，并使溶液Z在石英晶振片表面分布均匀；

(5)采用紫外线照射放置于聚酯铝箔上的石英晶振片20～40分钟，取下聚酯铝箔即得表面涂覆水凝胶膜的石英晶振片。

6.根据权利要求1所述的用于血糖监测的脉冲激励型无线声波传感器系统，其特征在于，步骤(1)中，所述溶液X中N，N-二甲基丙酰胺的浓度为0.02g/mL；

步骤(2)中，所述溶液Y中，丙烯酰胺、3-丙烯酰胺基苯基硼酸和2-巯基苯甲酸的总摩尔浓度为4～6mol/L，且丙烯酰胺、3-丙烯酰胺基苯基硼酸和2-巯基苯甲酸的摩尔比为20～21∶6～7∶1；

以所述丙烯酰胺、3-丙烯酰胺基苯基硼酸、2-巯基苯甲酸和3-丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵的摩尔之和为100％计，所述3-丙烯酰氨基丙基三甲基氯化铵的摩尔百分数X满足：0＜X≤16％。

7.根据权利要求1所述的用于血糖监测的脉冲激励型无线声波传感器系统，其特征在于，所述水凝胶膜的厚度为600～800nm。

8.根据权利要求1所述的用于血糖监测的脉冲激励型无线声波传感器系统，其特征在于，所述石英晶振片位于反应容器的反应腔室底部中央；

所述反应容器底部为硅胶垫，侧壁和顶盖为有机玻璃，顶盖上穿设有进液管和出液管，分别与反应腔室连通；

所述激励线圈和接收线圈设于有机玻璃板上，顶端与所述硅胶垫底端相抵。