用于分析物检测的装置和相关联的方法制造方法及图纸

一种装置，包括被电解质(203)隔开的第一和第二电极(201、202)，所述第一和第二电极(201、202)配置成在所述第一电极(201)与分析物相互作用时在其间展现电位差，其中所述第一电极(201)配置成使得其电导和电化电位取决于存在的分析物的量，所述第一电极(201)的电导和电化电位影响所述第一和第二电极(201、202)之间的电位差，以及其中所述装置包括相应的第一和第二端子(204、205)，其配置成电连接至读出电路以基于所述电位差实现分析物的存在和/或量的确定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析物检测的装置和相关联的方法
本公开涉及传感器、相关联的方法和装置的领域，并且特别地涉及一种装置，其包括第一和第二电极，用于基于电极之间的电位差的测量来确定该装置所位于的环境中的分析物的存在和/或量。某些公开的示例方面/实施例涉及便携式电子设备，特别是在使用中可以手持的所谓的手持便携式电子设备(尽管它们在使用中可以放置在支架中)。这样的手持便携式电子设备包括所谓的个人数字助理(PDA)和平板PC。根据一个或多个公开的示例方面/实施例的便携式电子设备/装置可以提供一个或多个音频/文本/视频通信功能(例如，远程通信，视频通信和/或文本传输，短消息服务(SMS)/多媒体消息服务(MMS)/电子邮件功能)、交互式/非交互式观看功能(例如，网页浏览，导航，TV/节目观看功能)、音乐记录/播放功能(例如，MP3或其他格式和/或(FM/AM)无线电广播记录/播放)、数据下载/发送功能、图像捕获功能(例如，使用(例如内置的)数码相机)、以及游戏功能。
技术介绍
电子传感器通常需要独立的电源来向该传感器提供激励并为针对用户的某种形式的显示供电。该电源通常是单独的电池。对独立电源的需要会不利地影响设备的小型化、限制设计自由度、并增加制造成本。另外，由于传感器需要能够不断地监测它们周围的环境，所以电源的寿命倾向于相对较短。本公开的一个或多个方面/实施例可以或者可以不解决这些问题中的一个或多个。本说明书中的在先公开的文件或任何
技术介绍
的列举或讨论不一定要被视为承认该文件或
技术介绍
是当前发展水平的一部分或者是公知常识。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种装置，包括被电解质隔开的第一和第二电极，所述第一和第二电极配置成在所述第一电极与分析物相互作用时在其间展现电位差，其中所述第一电极配置成使得其电导和电化电位取决于存在的分析物的量，所述第一电极的电导和电化电位(electrochemicalpotential)影响所述第一和第二电极之间的电位差，以及其中所述装置包括相应的第一和第二端子，其配置成电连接至读出电路以基于所述电位差实现分析物的存在和/或量的确定。通过分别影响所述装置的内电阻和电动势，第一电极的电导和电化电位可以影响电位差。第一电极可以是阳极，并且第二电极可以是阴极。读出电路可以形成所述装置的一部分。读出电路可以配置成测量电位差。读出电路可以配置成使用电位差测量来确定分析物的存在和/或量。读出电路可以配置成指示分析物的存在和/或量。读出电路可以配置成指示电位差测量以允许分析物的存在和/或量的确定。该指示可以包括相应数据的呈现或传送。读出电路可以配置成响应于电位差而生成信号来允许分析物的存在和/或量的确定。读出电路可以配置成使得该信号与电位差的量值相关(例如成比例)。读出电路可以配置成使得信号仅在电位差超过预定阈值时才被生成。读出电路可以包括开关，其配置成在预定阈值已经被超过时触发信号的生成。该开关可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管。读出电路可以包括发光二极管。该信号可以包括由发光二极管对光的发射。第一电极可以包括氧化石墨烯膜。第一电极可以包括处于氧化石墨烯膜之上的金属网或图案化金属层。第一电极可以包括氧化石墨烯和导电聚合物，它们呈复合材料的形式。该导电聚合物可以包括聚苯胺(polyaniline)。氧化石墨烯可以包括一个或多个羧基、羟基和/或环氧基。氧化石墨烯可以被部分地还原。第二电极可以包括锂氧化物和锰二氧化物中的一个或多个。锂氧化物可以包括LiMnO4、LiCoO2和LiFePO4中的一个或多个。电解质可以包括下述中的一个或多个：聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸物(polyacrylic)、聚酯、以及聚氧化乙烯衍生物(polyethyleneoxidederivative)。分析物可以包括化学和生物物种中的一个或多个。分析物可以包括气体、液体和蒸汽中的一个或多个。分析物可以包括水。装置可以是下述中的一个或多个：电子设备，便携式电子设备，便携式远程通信设备，传感器，电池，电容器，电池电容器混合体，以及用于前述设备中的任何一个的模块。传感器可以是诸如湿度传感器之类的环境传感器。根据另一方面，提供了一种方法，包括使用一装置和读出电路来确定分析物的存在和/或量，所述装置包括被电解质隔开的第一和第二电极，所述第一和第二电极配置成在所述第一电极与分析物相互作用时在其间展现电位差，其中所述第一电极配置成使得其电导和电化电位取决于存在的分析物的量，所述第一电极的电导和电化电位影响所述第一和第二电极之间的电位差，以及其中所述装置包括相应的第一和第二端子，其配置成电连接至所述读出电路以基于所述电位差实现分析物的存在和/或量的确定。根据另一方面，提供了一种制造用于确定分析物的存在和/或量的装置的方法，该方法包括：形成第一和第二电极，所述第一和第二电极配置成在所述第一电极与分析物相互作用时在其间展现电位差，其中所述第一电极配置成使得其电导和电化电位取决于存在的分析物的量，所述第一电极的电导和电化电位影响所述第一和第二电极之间的电位差；在所述第一和第二电极之间提供电解质；以及形成相应的第一和第二端子，用于电连接至读出电路以基于所述电位差实现分析物的存在和/或量的确定。除非明确陈述或者为本领域技术人员所理解，本文公开的任何方法的步骤不必以所公开的确切顺序执行。用于实现本文所公开的方法中的一个或多个的相应计算机程序(其可以或者可以不被记录在载体上)也在本公开的范围内，并且由所描述的示例实施例中的一个或多个涵盖。本公开包括一个或多个孤立的对应方面、示例实施例或特征及其各种组合，不论是否以该组合或孤立地被明确陈述(包括要求保护的那些)。用于执行所讨论的功能中的一个或多个的对应装置也在本公开的范围内。上述总结仅仅意在是示例性的而非限制性的。附图说明现在仅通过举例的方式参考附图给出描述，在附图中：图1示出常规电池和相关联的I/V曲线；图2示出根据本公开一个实施例的装置；图3示出氧化石墨烯的化学结构；图4示出在不同湿度水平下对基于氧化石墨烯的电池的开路电位差测量；图5示出根据本公开的另一实施例的装置；图6示出根据本公开的另一实施例的装置；图7示出根据本公开的另一实施例的装置；图8示出使用本文中所述的装置来确定分析物的存在和/或量的方法的主要步骤；图9示出制造本文中所述的装置的方法的主要步骤；以及图10示出包括计算机程序的计算机可读介质，所述计算机程序配置成执行、控制或实现图8或9的方法步骤中的一个或多个。具体实施方式如在
技术介绍
部分中提到的，电子传感器的大小、形状因子、成本和能量效率受到它们对独立电源的依赖的不利影响。现在将描述一种装置和相关联的方法，其可以或者可以不提供对这些问题中的一个或多个的解决方案。如图1所示，电池可以被建模为与内电阻串联的电动势。电池的电位差(V)按照以下等式与其电动势(E)和内电阻(r)相关：V＝E-Ir等式1其中I是由于电位差而绕电路流动的电流。(在图2中示意性地示出的)本装置的一个实施例包括由电解质203隔开的第一201和第二202电极，第一201和第二202电极被配置成在第一电极201与分析物相互作用时在第一201和第二202电极之间展现电位差(V)。第一电极201被配置成使得其电导和电化电位取决于所存在的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定水的存在和/或量的装置，包括被电解质隔开的第一和第二电极，所述第一和第二电极配置成在所述第一电极与水相互作用时在其间展现电位差，其中所述第一电极包括配置成使得其电导和电化电位取决于存在的水的量的氧化石墨烯，所述第一电极的电导和电化电位影响所述第一和第二电极之间的电位差，以及其中所述装置包括相应的第一和第二端子，其配置成电连接至读出电路以基于所述电位差实现水的存在和/或量的确定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.07 GB 1314149.41.一种用于确定水的存在和/或量的装置，包括被电解质隔开的第一和第二电极，所述第一和第二电极配置成在所述第一电极与水相互作用时在其间展现电位差，其中所述第一电极包括配置成使得其电导和电化电位取决于存在的水的量的氧化石墨烯，所述第一电极的电导和电化电位影响所述第一和第二电极之间的电位差，以及其中所述装置包括相应的第一和第二端子，其配置成电连接至读出电路以基于所述电位差实现水的存在和/或量的确定。2.如权利要求1所述的装置，其中所述读出电路形成所述装置的一部分。3.如权利要求2所述的装置，其中所述读出电路配置成测量所述电位差。4.如权利要求3所述的装置，其中所述读出电路配置成使用所述电位差测量，来确定水的存在和/或量。5.如权利要求2所述的装置，其中所述读出电路配置成响应于所述电位差而生成信号，以允许水的存在和/或量的确定。6.如权利要求5所述的装置，其中所述读出电路配置成使得所述信号与所述电位差的量值相关。7.如权利要求5所述的装置，其中所述读出电路配置成使得所述信号仅在所述电位差超过预定阈值时被生成。8.如权利要求7所述的装置，其中所述读出电路包括开关，所述开关配置成在所述预定阈值已经被超过时触发所述信号的生成。9.如权利要求5至8中任一项所述的装置，其中所述读出电路包括发光二极管，并且所述信号包括由所述发光二极管对光的发射。10.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电极包括氧化石墨烯膜。11.如权利要求10所述的装置，其中所述第一电极包括处于氧化石墨烯膜之上的金属网或图案化金属层。12.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏迪，M·阿斯特莱，S·博里尼，J·基维奥亚，
申请(专利权)人：诺基亚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI