[發明專利]用于檢測在流體中的分析物的傳感器儀器系統及方法

有效

• 申請號: 200910152394.1
• 申請日: 2009-06-28
• 公開（公告）號: CN101692061A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 孫一忠
• 申請（專利權）人: 孫一慧;孫一忠
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N27/12;G01N30/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

發明領域

本發明涉及傳感器儀器領域，特別是有關于檢測在流體中的分析物的傳感器儀器系統及其方法。?

背景技術

傳感器儀器廣泛地被用于檢測流體中的分析物。以下是與本發明技術有關的參考文獻。?

1、美國專利第4,887,455號在1989年12月9日授予佩納(Payne)等人的題為“氣體傳感器”(以下為佩納的455專利)；?

2、美國專利第5,571,401號在1996年11月5日授予劉易斯(Lewis)等人的題為“用于檢測在流體中的分析物的傳感器組”(以下為劉易斯的571專利)；?

3、美國專利第6,319,724號在2001年11月20號授予劉易斯等人的題為“應用人工嗅覺儀器對微量分析物的檢測”(以下為劉易斯的724專利)；?

4、佩納等人的文獻題為“用交流電高頻率對導電高分子材料的頻率測量：一種檢測揮發性化學物品的新技術”，檢測科學技術，第六卷(Meas.Sci.Technol.，6)，1955年，第1500到1507頁(以下為佩納的文獻)；?

5、納格爾(Nagle)等人的文獻題為“怎樣的和為什么的電子鼻”，國際電氣電子工程領域(IEEE?Spectrum)，1998年9月，第22到34頁(以下為納格爾的文獻)；?

6、貝爾特斯(Balters)等人的文獻題為“超小型電子鼻”，國際電氣電子工程領域(IEEE?Spectrum)，1998年9月，第35到38頁(以下為貝爾特斯的文獻)；?

7、美國專利第6,631,333號在2003年10月7號授予劉易斯等人的題為“用于遙測氣味的方法”(以下為劉易斯的333專利，另外又有美國專利第7,359,802號在2008年4月15日授予同樣的發明人，該發明專利是劉易斯的333專利的分案)；和?

8、美國專利第7,465,425號在2008年12月16日授予孫(Sun)的題為“用于檢測在流體中的分析物的傳感器及方法”(以下為孫的425專利)。?

佩納的455專利公開了一氣體傳感器。該傳感器的外層有裸露與被測氣體的具有半導體性質的一高分子薄膜。應用一交流電流分析儀器對該傳感器施加具有特殊共振頻率的交流電信號后來檢測傳感器改變了的電阻抗特征，然后用計算機將該特征與儲存在計算機里的參照特征相比較。鑒于所得到的不同的電阻抗圖譜，該發明能檢測接觸了傳感器的氣體。該專利也公開了其最佳的測試交流頻率在100兆周到500兆周之間，因為在此區間，會發生電頻率共振的現象。?

劉易斯的401專利公開了用來檢測在流體中分析物的傳感器組，包括了應用高分子材料與碳黑顆粒組成的對化合物敏感的電阻傳感器。傳感器有被化學敏感電阻所隔離、但又連接在電阻兩端的兩導電電極。這樣該電阻在兩電極之間提供了電流流通的途徑。該電阻有眾多的相間排列、并與電流流通的途徑同向排列的由不導電高分子材料組成的不導電區域和由導電材料組成的導電區域。該電阻在接觸流體之中具有第一種濃度的一分析物時，和接觸該分析物具有第二種濃度時分別具有不同的電阻值。這樣由至少二個以上此類有化學敏感電阻的?傳感器所組成的傳感器組，對不同的分析物提供了由不同電阻值所表現的不相似性。改變傳感器的化學靈敏度可由定量或定性地改變導電和不導電區域的材料組成而達到。這樣利用一電測量裝置來連接這種傳感器組的每一個傳感器的導電電極就可以組成檢測在流體中的分析物的一電子鼻儀器。?

劉易斯的724專利公開了利用人工嗅覺儀來檢測多類分析物。該多類分析物可被用來診斷眾多的醫學狀況，包括口臭、牙周炎、和其他疾病的狀況。?

佩納的的文獻公開了一種傳感器。當其接觸揮發性化學物品時，該傳感器的比啶高分子材料薄膜的交流電阻抗會產生電頻率共振的現象。?

納格爾的文獻是一個專題報告。其匯集了到上一世紀九十年代末為止的對電子鼻儀器所作的研究和取得的發展。該報告詳細介紹了各種用來制作電子鼻儀器的傳感器，包括了金屬氧化物薄膜傳感器、導電高分子材料薄膜傳感器、由高分子薄膜涂在晶體表面的重量感應傳感器、由高分子材料薄膜涂在晶體表面的表面聲波傳感器、由柵極表面涂有金屬氧化物薄膜的硅場效應晶體管傳感器、由應用多聲波的光纖傳感器、由根據氣相色譜、光譜和質譜原理而組成的相對應的傳感器。該報告還總結了各種傳感器的優缺點。其中對濕度的高靈敏性是所有具有高分子材料薄膜的傳感器的一個共同的缺點。?