本发明专利技术涉及用于测量液体、气体和/或蒸汽中的水含量的装置(1)。水与反应物(6)反应，以生成氢气作为反应产物。然后，转换元件(8)根据所述氢气的化学计量体积来生成电信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量水含量的装置
技术介绍
对于许多应用来说，在小于10微升/分钟的流态下高精度地测量水含量是至关重要的。如今，有多种现有的解决方案；但是，每种解决方案都存在缺陷。许多解决方案都需要昂贵的专用设备，这些设备依赖于外部电源并且需要实验室设置。示例包括热质量流量计，多普勒超声流量计，文丘里流量计，科里奥利流量计，仅举几例。热质量流量计也被称为热风速计，其较容易使用。但是，它们被限制于在流过传感器的体积流内具有恒定且公知的密度和热容的流体的确定的连续流。因此，热风速计不能测量例如具有未知热物理参数的未知组成的水溶液中的水流量。
技术实现思路
因此，需要一种高精度的测量装置，该测量装置能够可靠且精确地确定在已知环境(例如微流体系统)中循环的水溶液的流量，该测量装置廉价并且能够以各种设置功能部署在上述流态下。附图说明附图通过示例而非限制的方式大体上示出了本文献中讨论的各种实施方式。为了图示的简单和清楚起见，附图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，其中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件被夸大。此外，附图标记可能在附图当中重复，以指示一致或类似的元件。暗含了对之前出现的元件的引用，而不必进一步引用出现这些元件的附图或描述。附图中所示的元件的数量绝不应被解释为限制性的，并且仅用于说明性目的。附图列出如下。图1是根据一些实施方式的测量装置的示意性截面侧视图；图2A-2F是可用于图1的测量装置中的转换元件的各种实施方式的示意性截面侧视图；图3是根据一些实施方式的安装在身体上以测量水的流量(例如，出汗率或流汗率)的测量装置的示意性横截面侧视图，水例如是由于从物质中排出流体而造成的；和图4是根据一些实施方式的由测量装置采用的处理步骤的流程图。具体实施方式以下描述阐述了各种细节，以提供对本专利技术的透彻理解，并且本领域技术人员应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。此外，省略了公知的方法、程序和组件，以突出本专利技术。本专利技术涉及一种用于测量介质中的水含量的量和/或由介质的流动引起的水输送速率、和/或介质中的水流量和/或由含水的介质的流动引起的水流量的测量装置。介质可以源自流体源10，该流体源可以是静态或动态类型的流体源。流体源10可以是储器和/或流体流。流体源10可以例如包括(例如，流动的)介质的身体源和/或非身体源。流体源10可以包括诸如活组织(例如皮肤组织)、非活组织、合成材料和/或非合成材料的物质或物质组成。例如，测量装置可以操作用于测量介质中所含的水的量(例如，瞬时量)和/或流动介质(例如水溶液)中所含的水的水流速和/或输送速率。在一些示例中，测量装置可以操作用以基于所测得的介质中所含的水的量分别测量介质的量(例如，瞬时量)。此外，测量装置可以操作用以基于所测得的水流速和/或通过介质的水输送速率来测量介质流速。流动介质可包括例如身体物质或身体介质，其可包含水并且可从动物体和/或由动物体排出(例如，排泄或分泌)。身体物质可以包括例如汗液，眼泪，唾液，尿液和/或粪便。在一些实施方式中，可基于所测得的水含量的量和/或水流速，使用测量装置来测量含水的介质的流量和/或含水的介质的瞬时量。测量装置可以被实现为例如电化学传感器，该电化学传感器可以操作用来测量(例如，流动的)液体体积中相对较低或极低(例如，瞬时)的水含量(例如，水的量)和/或诸如例如血液、汗液、唾液和/或眼泪之类的含水液体的水流速。相应地是，测量装置在本文中也可称为“传感器”，其可以操作用于根据汗液中所含的水的量来测量出汗率。尽管本公开的实施方式可以涉及所排出的体液的水流速的测量，但是这绝不应以限制的方式来解释。因此，实施方式通常可以涉及通过开放系统配置来执行例如在液体介质、气态介质和/或混合状态介质(例如蒸汽和/或固体流体介质)中所含的水的独立于相的流速(例如质量流量)测量(或水输送速率测量)，其中所述装置能够连续地经受介质的流动，例如，用于瞬时测量其中所含的水量和/或用于测量(例如，流动的或非流动的)介质中所含的水的流速。在一些实施方式中，所述装置被配置用以使得能够例如独立于聚集状态和/或类型介质(混合状态或非混合状态)并且/或者独立于介质的组成来测量流动介质中每次输送的水的量。例如，该测量装置可以与含水量相对较高的介质(例如水溶液)相结合操作使用，并且/或者与含水量相对较低的介质(例如，介质中的水仅仅是痕量组分)相结合操作使用。可选地是，该装置被配置用以能够测量在通道(例如，微流体装置的通道)中流动的介质中每时间单位输送的水的量。可选地是，同一测量装置的动态范围可以允许测量介质中所含的水的量(例如，瞬时量)和/或水含量可能较高的介质中(例如，在水溶液中)以及水含量可能是较低的介质中(例如，水是痕量组分)所含的水的流速。现在转到附图，图1是测量装置1的示意性截面侧视图，并且根据实施方式，包括例如两个主要元件，即反应器2，其直接或间接地与转换元件8接合并且/或者与转换元件8流体连通。反应器2包括例如(例如，聚合物的)壳体3，其可以至少部分地包裹用于捕获水分并过滤杂质的亲水性多孔过滤器4；气体供体6，其特征在于其与水反应时能够生成(例如氢气)气体；和疏水性过滤器膜5，其操作用于捕获未反应的水和其它反应物。转换元件8操作用于将气体转化为电信号10并能够以各种配置实现，如将进一步讨论的那样。在一些实施方式中，亲水性多孔过滤器4能够被设置成与流体源10流体连通。因此，测量装置1可以操作用于通过测量介质中所含的水的量来测量介质的量，并且/或者通过在开放系统设置下测量通过流动介质的水输送速率来测量介质的流速，例如，用于正被排出的体液的(例如，连续的)流量测量。在一些实施方式中，气体供体6可以设置在亲水性多孔过滤器4与疏水性过滤器膜5之间。在一些实施方式中，疏水性过滤器膜5可以设置在气体供体6和转换元件8之间。可选地是，亲水性多孔过滤器4，疏水性过滤器膜5，气体供体6和/或转换元件8可以以分层的方式设置。可选地是，壳体3可以从疏水性过滤器膜5的上表面5A侧向延伸至亲水性多孔过滤器4的下表面4B。因此，壳体3可以侧向包裹亲水性多孔膜4，气体供体6和疏水性过滤器膜5。在一些实施方式中，如图图1中所示，转换元件8可以在疏水性滤器膜5的上表面5A和壳体3的上表面或边缘3A上延伸。可选地是，上表面3A和5A可以是齐平的。在一些其它实施方式中，上表面3A和5A可以是不齐平的。另外，在一些其它实施方式中，转换元件8的尺寸可以设置为不在疏水性过滤器膜5的侧向边缘上延伸。可选地是，壳体3可以布置成在转换元件8的侧向边缘上侧向延伸。在一些实施方式中，亲水性多孔过滤器4的下表面4B可以暴露于环境，例如，以允许连续测量例如正被动物体排出(例如从活着的哺乳动物的皮肤排出)的液体中的水含量和/或水流速。在一些实施方式中，测量装置1可以包括用于允许将测量装置1例如与动物体可操作地(并且可选地是，可移除地)联接的紧固件，从而允本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于测量介质中的水含量的测量装置(1)，包括：/n包括反应物气体供体(6)的反应器(2)，其中所述反应器(2)被构造用以释出氢气流，所述氢气流具有与所述介质中的水相当的化学计量当量，所述反应物气体供体(6)具有在与水反应时释出氢气的能力；和/n转换元件(8)，其被配置用以将所述氢气流转换成电信号，/n其中所述反应器(2)被构造成使得所述反应物气体供体(6)能够连续地经受含水介质的流动。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180917 EP 18194729.21.一种用于测量介质中的水含量的测量装置(1)，包括：
包括反应物气体供体(6)的反应器(2)，其中所述反应器(2)被构造用以释出氢气流，所述氢气流具有与所述介质中的水相当的化学计量当量，所述反应物气体供体(6)具有在与水反应时释出氢气的能力；和
转换元件(8)，其被配置用以将所述氢气流转换成电信号，
其中所述反应器(2)被构造成使得所述反应物气体供体(6)能够连续地经受含水介质的流动。
2.如权利要求1所述的测量装置(1)，还包括：电路(20、21、22、23)，所述电路(20、21、22、23)被配置用以根据所述电信号来确定与水流体的特性有关的值；和输出装置，其被配置用以输出所述量的水流体。
3.根据权利要求1或2所述的测量装置(1)，其中，所述水流体被实现为液体、气体和/或蒸汽。
4.根据权利要求1至3中任一项或多项所述的测量装置(1)，其中，所述反应物气体供体(6)被实现为金属氢化物或非金属氢化物。
5.根据权利要求4所述的测量装置(1)，其中，所述金属氢化物选自MgH2，NaAlH4，LiAlH4，LiH，LiBH2和LiBH4。
6.根据权利要求5所述的测量装置(1)，其中，所述金属氢化物被实现为CaH2。
7.根据权利要求1至6中任一项或多项所述的测量装置(1)，其中，所述转换元件(8)被实现为由所述氢气流驱动的燃料电池(8A，8B)。
8.根据权利要求7所述的测量装置(1)，其中，所述燃料电池(8A，8B)包括质子交换膜(PEM)。
9.根据权利要求1至8中任一项或多项所述的测量装置(1)，其中，所述转换元件(8)被实现为多孔电介...
【专利技术属性】
技术研发人员：皮特·希伯，莫妮卡·鲍尔，艾米奈·卡然，安德烈·伯纳德，
申请(专利权)人：亿皮米特瑞克斯公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH
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