专利名称：传感器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及允许对连续流中的分析物进行连续测量的多用途传感器系统。
发明内容
在由权利要求所限定的根据本发明的传感器系统中，可以利用多种传感器元件， 例如用于确定PH值的ISFET、用于测量氧化还原电位的贵金属电极或者用于测量离子浓度的聚合物隔膜。该系统还适于物理分析测量和电分析测量。有益地，传感器系统采用�？榛峁梗⑶矣啥嗖闫桨逍偷母鞲霾考钩桑鞑闶视谝悦芊獾牡强刹鹦兜姆绞奖舜肆樱遥绻枰幕埃庑┎憧梢约虻シ绞交ハ嘟换�。流体�？�、传感器�？�、可选的参考模块以及盖子部件作为单独的层彼此堆叠在一起。流体�？槟诓嗌柚玫氖堑炎幼戳魈骞埽渚哂型ü桨宓酵獠康娜肟诤统隹冢咕哂辛ǖ较乱徊悖创衅鞑愕墓苤卸喜考�(interruption)。除了管中断部件的一小部分面积以外，传感器�？椴愕撞抗钩闪魈骞艿母亲�。管子从此处变成特殊的管轮廓(contour)，继续通过底部进入传感器室，这种管轮廓用于实现相对于传感器的最优流，优选地，垂直于传感器，因而，避免或者至少极大减少了传感器可能存在的任何不希望出现的浓差极化。从而提高了测量精度和可靠性。传感器�？橛米鞔衅饕约爸钊缥露却衅鞯钠渌衅鞯娜菽刹考Ｏ乱徊慵床慰寄？榉胖迷诖衅魇疑鲜保衅魇冶徊慰寄？榈撞棵芊狻２慰寄？楹透裟と萜餍纬刹慰嫉缂２慰寄？樽魑缁Р饬抗趟璧牡缃庵实娜萜鳎叛〉兀缃庵饰旱缃庵�。已证明琼脂是优选的，其包括和电极匹配的电解质(例如，用于Ag/AgCl电极的3M的氯化钾溶液)。为了获得尽可能长的扩散程，为凝胶电解质提供的容器可具有曲折线形状的设计。可以把开口朝向参考�？椴⑶彝畛淞说缃庵实娜缭仓蔚男〉脊茏霸诓慰寄？槿萜鞯撞康陌伎谥校眯〉脊鼙坏家ü衅髂？橹械淖昕撞⒕】赡茉兜赝怀龅搅魈迥？榈牧魈骞苤�。把碟状隔膜放置在该导管中。通过圆柱形导管底部的开口(即参考电极)建立参考�？楹土魈骞苤械姆治鑫镏涞牧魈褰哟ァ＠鏏g/AgCl的参考导线从外侧突出进入参考�？榈娜萜髦�。用盖子密封封闭参考�？�。所有层具有用于连接和评估电子电路的凹口。传感器系统的�？榛峁故沟每稍谌魏问焙虬汛衅飨低橙菀椎夭鸪善涓鞲霾考�。这样，可以容易地清洗卸掉传感器�？楹蟛皇苷诶沟匚挥诹魈迥？楸砻嫔系牧魈�
首先，流体管直径较小时，存在流体管被分析物中的颗粒或者和反应物反应后沉淀的沉淀物堵住的风险，反应物是在分析过程中另外计量加入的。在无法接触流体管的系统中，管子堵塞会使整个测量系统停止工作。在传感器�？橹校枰笨梢约虻サ亟换弧⑶逑椿蛘吒淮衅髟�。取决于其受损状况，可通过交换隔膜容器中的隔膜或者取下并重新填充凝胶部件对老化或有故障的参考电极进行更新。而且，也可以容易地清洗、维修或者完全更换参考�？椤；箍梢愿坏缂枷�。由于设计紧凑且节省空间，此处所述系统适用于作为进行各种类型的离子浓度测量的单独装置，这取决于所用的传感器元件，而且该系统还适于作为和其他部分测量系统结合的多用途分析系统的一部分，这种多用途系统可用于连续并行地或逐次获得如浑浊度的其他物理数据。�？槭酱衅飨低成跃薷牡男问揭彩视诓恍枰慰嫉缂姆堑缁Р饬糠椒�。 在此，省掉参考�？楹透裟と萜鳎芊獗蘸嫌糜诹踊蛄ǖ南嘤ψ昕�。传感器�？樵诖衅魇夷谌菽伤璧拇衅�(例如，压力传感器)，并且直接用盖子密封。附图示出�？槭酱衅飨低车氖纠凳├�。
图1示出离子敏感测量系统的分解视图；图2示出流体�？椋煌�3示出传感器�？椋煌�4示出隔膜容器；图5示出参考�？椋煌�6示出盖子。
具体实施例方式如图1所示，电化学传感器系统采用模块化结构，并且由大致为平行六面体的多层板状部件构成，各个部件即流体�？�1、传感器�？�2、具有相关隔膜容器3的参考�？�4 和盖子5。这些独立部件彼此堆叠在一起并且在用于连接的位置6处牢固但可拆卸地连接在一起。对于连续生产，可以采用注入成型工艺用塑料制成各个部件。但是也可用机械加工来制造。优选采用的材料是化学性质稳定的材料，这是因为需要在分析过程中避免任何其他离子被要确定的介质带入测量过程中而与基底发生不希望的反应。在流体�？�1朝向下一层的一侧上设置流体管la。流体管Ia通过入口 Id和出口 Ie通向流体模块1的外表面。在图2所示的示例实施例中，笛子状流体管Ia在流体�？�1 的内部大致对角延伸，并且被轮廓Ic围绕，轮廓Ic用于容纳密封物质。凹口 If提供用于测量所需的电子电路的空间。取决于电子单元所需的空间，凹口 If延续到后面的其他板中。用于连通分析物的管中断部件Ib提供到传感器室2b底部中的轮廓加的流体连
4接，该轮廓2a是下一层即图3所示的传感器�？�2的一部分。根据所需测量方法，可以把如用于pH值测量的ISFET的适当传感器放在传感器室 2b中。此处，传感器的敏感侧直接朝向管轮廓2a，这样配置实现了相对于传感器的最优流。 优选地，流垂直于传感器。设置钻孔2d和2c用于容纳如温度传感器的其他传感器，或者用于通向隔膜容器 3。图4示出隔膜容器3。隔膜容器3由包括底部和套的导管构成，并且该导管在与底部相对的那侧上为敞开的。隔膜容器3的底部上有小的开口 3b，用作流体管Ia和参考模块 4之间的流体连接。隔膜3a设置在隔膜容器3中小开口 3b上方。隔膜容器由如玻璃、陶瓷或塑料的多孔材料构成，工作时，这些材料保证参考电极和流体管Ia中的流体的流体接触。隔膜3a是可渗透的，但是用作任何其他固体成分的过
Ii^ O隔膜容器3通过敞口端装配到图5所示的参考�？榈牟迦肟� 4a中。参考�？� 4放在传 感器�？�2上时，隔膜容器3的底部在钻孔2c中尽可能远地移动至流体�？�1的流体管Ia处。同时，通过参考�？�4的底部覆盖并密封传感器室2b。参考�？�4主要包括用于测量所需的电解质的容器4b。隔膜容器3也填充有类似的电解质。优选地，使用包括琼脂作为衬底的凝胶电解质。琼脂的好处是可溶于水并且凝固。容器4b可采用曲折线形状的结构。这样的益处是长的扩散程。从而保护参考电极免受流体管Ia中的介质渗透的影响。电极导线4d浸在容器4b中，并且被导引通过参考�？�4到外部。如图6所示的盖子5以封闭形式放在参考模块4上。盖子5上具有用于扣紧件的位置6，还有用于连接和评估电子电路的通孔If。要分析的介质从入口 Id进入流体管la，到达用于连通的管中断部件lb。随后，由轮廓2a容纳介质，以流向传感器，接触传感器室2b中的传感器，流经用于连通的管中断部件Ib返回流体管Ia并且继续流到出口 le。如果希望用非电化学测量方法确定流体的其他物理性质，省去上述传感器系统结构中包括参考�？�4和隔膜容器3的参考电极。流体模块1、传感器模块2和盖子5堆叠在一起形成传感器系统，本申请中，把用于连接或者连通隔膜容器3的钻孔密封封闭。然后，把如压力传感器装在传感器室2b中。
权利要求
1.一种用于对连续流中的分析物进行连续测量的�？榛衅飨低常魈迥？�、 传感器�？�、可选的参考�？橐约案亲硬考浔舜硕训⒗喂痰乇舜肆右猿晌刹鹦兜模渲辛魈迥？榘ň哂腥肟诤统隹诘牧魈骞埽淮衅髂？榘ù衅魇遥渚哂兄辽僖桓龃衅鞑⑶液土魈迥？榈牧魈骞芰魈辶ǎ豢裳〉牟慰寄？橥ü裟ず土魈迥？榈牧魈骞芰魈辶ǎ灰约案亲硬考芊獯衅髂？榛虿慰寄？�。
2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中用相邻传感器�？榈牡妆砻婷芊饬魈迥？榈牧魈骞�。
3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中流体�？榈牧魈骞芫哂兄卸喜考鞫肪对诟么璉出并通向传感器�？榈拇衅魇�。
4.根据前述任意一项权利要求的传感器�？椋渲写衅魇以诖衅髂？楸扯粤魈迥？榈囊徊啾幌嗔诓慰寄？榈牡妆诨蚋亲硬考芊�。
5.根据前述任意一项权利要求的传感器�？椋渲胁慰寄？榘ǖ缃庵嗜萜鳎ü怀龃┕衅髂？榈母裟と萜鹘玫缃庵嗜萜骱土魈迥？榈牧魈骞芰印�
6.根据权利要求5所述的传感器系统，其中隔膜容器形成导管，该导管填充有电解质并且朝向参考�？榈牡缃庵嗜萜骺冢⑶野ǖ妆冢裟ぐ卜旁谒龅妆谏希龅妆诰哂型ㄏ蛄魈迥？榈牧魈骞艿淖昕�。
7.根据权利要求5或6所述的传感器系统，其中参考�？榈牡缃橹嗜萜餍纬汕巯咝蔚墓�。
8.根据权利要求5、6或7所述的传感器系统，其中电极导线从外部伸入参考模块的电解质容器。
9.根据权利要求5或6所述的传感器系统，其中所述�？榫哂杏糜诹雍推拦赖缱拥缏返亩宰及伎�。
10.根据前述任意一项权利要求的传感器�？椋渲卸杂诜堑缁Р饬浚∪タ裳〉牟慰寄？椋酶亲硬考芊獯衅髂？椋芊夥獗沾衅髂？楹土魈迥？樯喜恍枰目�。
11.根据前述任意一项权利要求的传感器�？椋渲兴瞿？樽芴迨瞧叫辛嫣骞乖臁�
12.根据权利要求11所述的传感器系统，其中所述�？榈慕巧杓莆哂杏糜诳劢艏亩宰寂帕械牧�。
全文摘要
一种用于对连续流中的分析物进行连续测量的�？槭酱衅飨低常魈迥？�(1)、传感器�？�(2)、可选的参考�？�(4)以及盖子部件(5)，其彼此堆叠并牢固地彼此连接以成为可拆卸的。流体�？�(1)包括具有入口(1d)和出口(1e)的流体管(1a)。传感器�？�(2)包括传感器室(2b)，其具有至少一个传感器并且和流体�？�(1)的流体管(1a)流体连通。可选的参考模块(4)通过隔膜(3a)和流体�？�(1)的流体管(1a)流体连通。盖子部件(5)密封传感器�？榛虿慰寄？椤�
文档编号G01N27/28GK102177432SQ200980136844
公开日2011年9月7日 申请日期2009年7月21日 优先权日2008年7月23日
发明者C·奥本多费, K·鲁道夫, M·温克勒 申请人:波凯特有限公司
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