[發明專利]傳感器系統

有效

• 申請號: 200980136844.6
• 申請日: 2009-07-21
• 公開（公告）號: CN102177432A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: C·奧本多費;K·魯道夫;M·溫克勒
• 申請（專利權）人: 波凱特有限公司
• 主分類號: G01N27/28
• 分類號: G01N27/28;G01D11/24
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 王勇

技術領域

本發明涉及允許對連續流中的分析物進行連續測量的多用途傳感器系統。

發明內容

在由權利要求所限定的根據本發明的傳感器系統中，可以利用多種傳感器元件，例如用于確定pH值的ISFET、用于測量氧化還原電位的貴金屬電極或者用于測量離子濃度的聚合物隔膜。

該系統還適于物理分析測量和電分析測量。

有益地，傳感器系統采用模塊化結構，并且由多層平板型的各個部件構成，各層適于以密封的但是可拆卸的方式彼此連接，而且，如果需要的話，這些層可以簡單方式互相交換。

流體模塊、傳感器模塊、可選的參考模塊以及蓋子部件作為單獨的層彼此堆疊在一起。

流體模塊內側設置的是笛子狀流體管，其具有通過平板到外部的入口和出口，還具有連通到下一層，即傳感器層的管中斷部件(interruption)。

除了管中斷部件的一小部分面積以外，傳感器模塊層底部構成流體管的蓋子。管子從此處變成特殊的管輪廓(contour)，繼續通過底部進入傳感器室，這種管輪廓用于實現相對于傳感器的最優流，優選地，垂直于傳感器，因而，避免或者至少極大減少了傳感器可能存在的任何不希望出現的濃差極化。從而提高了測量精度和可靠性。

傳感器模塊用作傳感器以及諸如溫度傳感器的其他傳感器的容納部件。

下一層即參考模塊放置在傳感器室上時，傳感器室被參考模塊底部密封。

參考模塊和隔膜容器形成參考電極。

參考模塊作為電化學測量過程所需的電解質的容器，優選地，電解質為凝膠電解質。已證明瓊脂是優選的，其包括和電極匹配的電解質(例如，用于Ag/AgCl電極的3M的氯化鉀溶液)。為了獲得盡可能長的擴散程，為凝膠電解質提供的容器可具有曲折線形狀的設計。

可以把開口朝向參考模塊并且同樣填充了電解質的如圓柱形的小導管裝在參考模塊容器底部的凹口中，該小導管被導引通過傳感器模塊中的鉆孔并盡可能遠地突出到流體模塊的流體管中。把碟狀隔膜放置在該導管中。通過圓柱形導管底部的開口(即參考電極)建立參考模塊和流體管中的分析物之間的流體接觸。

例如Ag/AgCl的參考導線從外側突出進入參考模塊的容器中。

用蓋子密封封閉參考模塊。

所有層具有用于連接和評估電子電路的凹口。

傳感器系統的模塊化結構使得可在任何時候把傳感器系統容易地拆成其各個部件。

這樣，可以容易地清洗卸掉傳感器模塊后不受遮攔地位于流體模塊表面上的流體管。

首先，流體管直徑較小時，存在流體管被分析物中的顆粒或者和反應物反應后沉淀的沉淀物堵住的風險，反應物是在分析過程中另外計量加入的。在無法接觸流體管的系統中，管子堵塞會使整個測量系統停止工作。

在傳感器模塊中，需要時可以簡單地交換、清洗或者更換傳感器元件。

取決于其受損狀況，可通過交換隔膜容器中的隔膜或者取下并重新填充凝膠部件對老化或有故障的參考電極進行更新。

而且，也可以容易地清洗、維修或者完全更換參考模塊。還可以更換電極導線。

由于設計緊湊且節省空間，此處所述系統適用于作為進行各種類型的離子濃度測量的單獨裝置，這取決于所用的傳感器元件，而且該系統還適于作為和其他部分測量系統結合的多用途分析系統的一部分，這種多用途系統可用于連續并行地或逐次獲得如渾濁度的其他物理數據。

模塊式傳感器系統稍經修改的形式也適于不需要參考電極的非電化學測量方法。在此，省掉參考模塊和隔膜容器，密封閉合用于連接或連通的相應鉆孔。傳感器模塊在傳感器室內容納所需的傳感器(例如，壓力傳感器)，并且直接用蓋子密封。

附圖示出模塊式傳感器系統的示例實施例。

附圖說明

圖1示出離子敏感測量系統的分解視圖；

圖2示出流體模塊；

圖3示出傳感器模塊；

圖4示出隔膜容器；

圖5示出參考模塊；

圖6示出蓋子。

具體實施方式

如圖1所示，電化學傳感器系統采用模塊化結構，并且由大致為平行六面體的多層板狀部件構成，各個部件即流體模塊1、傳感器模塊2、具有相關隔膜容器3的參考模塊4和蓋子5。

這些獨立部件彼此堆疊在一起并且在用于連接的位置6處牢固但可拆卸地連接在一起。對于連續生產，可以采用注入成型工藝用塑料制成各個部件。但是也可用機械加工來制造。優選采用的材料是化學性質穩定的材料，這是因為需要在分析過程中避免任何其他離子被要確定的介質帶入測量過程中而與基底發生不希望的反應。