与谐波振荡器QCM原理相关的耗散是什么？——中国生物器材网

谈到基于QCM原理的仪器，人们经常会遇到 耗散 或 衰减 的概念。 这些概念是什么意思?为什么它们是相关的？
耗散、衰减和能量损失
耗散或 能量耗散 ，更确切地说，是指从被研究的系统中损失的能量。QCM是一个谐波振荡器，就像所有现实中的振荡器一样，它具有能量衰减的效果。
一个振荡器如果没有外力的作用，它的振幅就会越来越小，最终振荡就会消失。我们在这里考虑的振荡振幅的衰减来自摩擦，它可以是振荡器本身，或周围介质(空气、水等)的内部摩擦。摩擦导致振荡能量以热量的形式消散，因此称为耗散。
耗散包含被研究材料的有关信息
QCM的能量损失主要来源于与振荡传感器表面接触的材料。所有与表面接触的材料都会引起能量损失。这种能量损失现象在液体存在下或在柔性膜沉积时特别明显。在振荡过程中，与表面接触的液体和柔性膜会发生变形，导致系统中能量的损失。当传感器表面与空气或真空接触时，能量损失相对较小。薄层和刚性层沉积引起的损失也是如此。薄层和刚性层在振动过程中不会发生变形，因此能量损失比柔性层和/或厚的薄膜层引起的损耗要小。因此，高耗散表明有柔性或粘性的材料与表面接触，而低耗散表明与表面接触的材料是刚性的，并随着表面一起振荡。
耗散与Q因子的定义及关系
描述振荡器特性的一个重要参数是品质因子，即Q因子。这是一个无量纲参数，通过将存储的能量与能量损失量相关联来描述谐振振荡的衰减。耗散D值是Q因子的倒数，是系统每振荡周期的能量损失之和。它也可以定义为每次振荡消耗的能量除以系统中存储的总能量。 Q =2 （储存的能量）/（每个循环的能量损失）= 1 / D  （1）  
由式(1)可知，Q因子越大，能量损失越小，振荡持续时间越长，反之亦然，如图1所示。Q值越高，衰减越低，振荡持续的时间就越长。

图1所示：在音叉(左) 振荡时，耗散低，振荡会持续很长时间；而在果冻振荡时，能量耗散较高，振荡衰减较快。