[發明專利]用于光化學或電流型傳感器的測量膜

有效

• 申請號: 201410466339.0
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104458678B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 克里斯蒂安·范澤洛;安德烈亞斯·羅貝特
• 申請（專利權）人: 恩德萊斯和豪瑟爾分析儀表兩合公司
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N27/26
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 戚傳江;金潔

本發明涉及一種用于光化學或電流型傳感器的測量膜(8)，用于確定或監測位于介質中的分析物(12)，該測量膜包括：基底材料(2)和傳感器元件(3)，該傳感器元件(3)具有帶有傳感器專用物質(18)的至少一個功能層(4)，其中傳感器元件(3)完全地嵌入基質(9)中，并且其中基質(9)由至少在面向所述介質(11)并且鄰接所述傳感器元件(3)的部分中對所述分析物(12)是可滲透的材料構成。

技術領域

本發明涉及一種用于光化學或電流型傳感器的測量膜，用于利用傳感器元件來確定或監測位于介質中的分析物，該測量膜包括：帶有傳感器專用物質的至少一個功能層；以及基底材料。此外，本發明涉及一種傳感器帽和光化學或電流型傳感器。

背景技術

例如氧傳感器的光化學分析物傳感器依賴于例如在聚合物基質中攜帶的有機著色劑的分析物誘導的熒光淬滅或發光淬滅原理。通常，適合于預定的分析物的聚合物/著色劑混合物作為固體膜應用到例如玻璃片或光學纖維的基底上。

從WO 2005/100957 A1已知用于確定和/或監測包含在流體過程介質中的分析物的裝置。該已知裝置包括帶有測量膜的傳感器，其具有多孔支撐結構。在支撐結構中嵌入了接觸過程介質的發光物質。還提供了發射單元和接收單元，其中發射單元發射測量輻射并且激發發光物質使得其發射發光輻射，并且其中接收單元檢測相應地產生的發光輻射。控制/評估單元基于發光物質的發光輻射的淬滅分別確定過程介質中的分析物的濃度、局部壓力/壓力。術語發光指在從激發狀態轉變成基本狀態時在物質中產生光學輻射。

同樣，US 2003/0068827 A1描述了光學傳感器。盡管通常形式穩定的支撐層與發光的膜形成物質一起使用，但是在該美國申請中，描述了這樣一種解決方案，在該情形中，支撐結構嵌入在對應分析物可滲透的聚合物/著色劑基質中。該技術與在載體中應用的發光物質相比提供兩個優點：一方面，嵌入在膜中的基質造成膜中測量輻射的散射增加并且因此發光輻射增加；另一方面，膜的穩定性由于固定的支撐結構而是較大的。尤其是，基質是玻璃纖維過濾器，其吸收發光物質。纖維素、醋酸纖維素和尼龍是用于基質的其它材料。為了制造膜，支撐結構被浸入發光物質中，并且過量的發光物質隨后變干以致發光物質作為覆層套住各個纖維。各個纖維之間的空間保持沒有發光物質。

而且，從美國專利5,057,277已知在硅酮中嵌入發光物質。為此，為了穩定的目的，硅酮與填充材料混合。填充材料例如是硅酸鹽。此外，發光物質被引入硅酮中。該結構因此分別包含硅酮和硅酸鹽的基質和支撐結構。

從DE 100 51 220 A1已知用于確定尤其是氧的分析物的光學傳感器和用于制造的方法。已知的光學傳感器包括基本上由含氟聚合物形成的傳感器基質。傳感器基質包含發光指示器，其包含釕、錸、銠或銥和至少一個部分氟化配體的金屬絡合物。傳感器基質實施為箔狀且設置有保護層。保護層優選地由與傳感器基質相同的材料制造，但是不包含發光指示器。這樣，防止了傳感器基質的邊緣區域和測量基質之間的直接接觸。防止了由過程介質中的磨蝕顆粒造成的傳感器基質的機械破壞。

諸如例如上述那些的層流層結構適合于光電傳感器并且被稱為測量膜或傳感器點(sensor spot)。這些被直接地銷售到例如生物科技公司和食品公司，或者它們被供應到用于制造所謂的傳感器帽的傳感器制造商。部分地，測量膜和傳感器點也被分別地由傳感器公司直接地制造和銷售。

為了制造用于工業自動化技術的光學測量膜，通常，使用分析物可滲透的膜，其對熱堿性溶液和酸具有一定的化學抵抗性。因此，為了清潔傳感器，在食品工業中應用了在約40℃至90℃范圍的溫度下具有約pH13至pH14范圍的pH值的例如氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液的堿性溶液或者pH值范圍為約pH0至pH1的強酸。在定期循環中，傳感器，尤其是傳感器帽，暴露于這些極端條件。在傳感器在侵蝕性清潔介質中停留一定時間(取決于帽設計和傳感器材料)之后，可能經歷測量膜的單獨層的脫層或單獨顆粒從測量膜中溶解出來。作為該破壞的結果，傳感器損失其工作能力。除此之外，溶解出來的膜部分污染測量溶液。