[發明專利]用于確定溶液中離子濃度或物質濃度的方法

有效

• 申請號: 201110290002.5
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102384935A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 曼弗雷德·亞杰拉;德特勒夫·維特默
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾測量及調節技術分析儀表兩合公司
• 主分類號: G01N27/414
• 分類號: G01N27/414
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張煥生;謝麗娜

1.一種利用離子選擇場效應晶體管(1)或離子敏傳感器(1)確定溶液中離子濃度或物質濃度的方法，所述離子選擇場效應晶體管(1)或離子敏傳感器(1)具有EIS結構，即電解質-絕緣體-半導體結構，其包含至少一個半導體襯底(2)、襯底氧化物層(3)和傳感器層(4)，其中，至少在所述襯底氧化物(3)和所述傳感器層(4)之間的中間區域提供外部接入電極(5)，其中，所述方法包含如下步驟：

至少在第一測量階段的預定時間點，相對于參考電位感測位于所述電極(5)上的電位；

在所述第一測量階段之后的消毒和/或清洗階段開始之前，保存在所述第一測量階段期間感測的最后電壓；

在所述消毒和/或清洗階段之后的第二測量階段開始時，向所述電極(5)施加所述消毒階段期間保存的電壓。

2.如權利要求1所述的方法，

其中，所述第一測量階段、所述消毒和/或清洗階段和所述第二測量階段以預定的時間間隔重復。

3.如權利要求1或2所述的方法，

其中，所述電極(5)上的電壓用高的阻抗來感測。

4.如之前權利要求的一個或多個所述的方法，

其中，基于在一個接一個的測量階段期間在所述電極(5)上感測的各電壓，執行關于所述離子選擇場效應晶體管(1)或所述離子敏傳感器(1)的狀態或剩余使用壽命的評估。

5.如權利要求1-4的一個或多個所述的方法，其中，基于溫度曲線和/或基于pH值曲線確定用來引入下一個測量階段或用于引入下一個消毒階段的時間點。

6.如之前權利要求的一個或多個所述的方法，其中，以定義的時間間隔，向所述電極(5)施加交流電壓，并且其中，基于在所述電極(5)上感測到的響應信號來確定阻抗譜圖。

7.如之前權利要求的一個或多個所述的方法，其中，將預定的電壓信號曲線施加到所述電極(5)，并且其中，基于所述電極(5)的響應信號，獲得關于離子選擇場效應晶體管(1)或離子敏傳感器(1)的瞬時狀態或剩余使用壽命的信息。

8.如之前權利要求的一個或多個所述的方法，其中，在所述消毒和/或清洗階段停止之后，在所述消毒階段期間保存的電壓被施加到所述電極(5)之前，相對于參考電位感測位于所述電極(5)上的電壓，并且其中，所述測量的電壓被考慮用于確定所述離子選擇場效應晶體管(1)或所述離子敏傳感器(1)的狀態和/或剩余使用壽命。

9.如之前權利要求的一個或多個所述的方法，其中，在所述消毒和/或清洗階段期間，在至少一個時間點上，相對于參考電位感測位于所述電極(5)上的電壓，并且其中，基于至少一個確定的電壓，在給定的情況下，通過與在之前的消毒和/或清洗階段中確定的電壓值作比較，獲得關于所述離子選擇場效應晶體管(1)或所述離子敏傳感器(1)的狀態和/或剩余使用壽命的信息。

10.用于執行權利要求1-7中至少一個所述方法的離子選擇場效應晶體管或離子敏傳感器，包含：受控電路布置(6)，該受控電路布置具有阻抗變換器(7)，所述阻抗變換器(7)的第一輸入端在第一測量階段期間被施加電極電位，并且在所述變換器(7)的反相輸入端施加參考電位，并且所述受控電路布置(6)還具有與所述阻抗變換器(7)串聯的采樣/保持電路(8)，用于在所述清洗和/或消毒階段期間，在存儲元件(C)中保存和凍結所述第一測量階段中施加在所述電極(5)上的最后電壓，以及用于在所述消毒階段之后的第二測量階段開始時，向所述電極(5)施加所保存、凍結的電壓。

11.如權利要求10所述的離子選擇場效應晶體管或離子敏傳感器，

其中，提供有兩個可控開關(S1，S2)，其中，第一開關(S1)在所述測量階段斷開而第二開關(S2)在所述測量階段閉合，從而所述采樣/保持電路(8)在每一種情況下都把在所述電極(5)上感測到的最后電壓保存于所述存儲元件(C)中。

12.如權利要求10和11中一個或多個所述的離子選擇場效應晶體管或離子敏傳感器，其中，所述第一開關(S1)和所述第二開關(S2)在所述消毒階段斷開，從而在斷開所述第二開關(S2)之前，在所述電極(5)上感測到的最后電壓被保存或凍結于所述存儲元件(C)中。