被测物检测装置制造方法及图纸

用于被测物检测装置，包含在工作电极上的氧化还原活性的对被测物敏感的材料和计算机辅助信号采集与加工。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被测物检测装置
技术介绍
本专利技术一般性涉及被测物检测技术。在各种具体实施方案中，本专利技术涉及测量PH 的装置。pH，或氢电势，是溶液酸性或碱性的测量值。通过溶液中的浓度，或者更严格地说， 氢离子(H+)，也称为质子的活度来测定溶液的pH。当质子的浓度提高时，溶液酸性提高。相反，当溶液中质子的浓度降低时，溶液碱性提高。溶液中质子的浓度传统上用连接到显示PH 读数的电子计数器的玻璃电极探头测量。传统的pH探头或玻璃电极是由对质子灵敏的易碎掺杂玻璃膜制成的离子敏感型电极。该PH响应玻璃膜是这种类型的探头中的主要感应元件。样品溶液中的质子粘附到玻璃膜外部，由此使得膜内表面上的电势发生改变。相对于参照电极，如银/氯化银参照电极的恒定电势测量电位的改变。随后通过在校准曲线上标示该差值将电势差值与PH值相互关联。通过繁琐的多步法生成该校准曲线，由此用户可以标示多种已知缓冲液标准物的电势改变。大多数的传统PH传感器基于该原理的变化。传统pH玻璃电极的准确性和可靠性不稳定，因此需要小心、常规的校准和维护， 其涉及需要多种试剂和训练有素的技术人员的繁琐、耗时的过程。玻璃电极的特殊性质和结构进一步要求所述玻璃膜始终保持湿润。因此，该玻璃探头的常规维护要求由训练有素的技术人员经常进行麻烦且昂贵的储存、漂洗、清洁和校准规程以确保妥善保养和探头的工作状态。除了繁琐的保养外，传统的玻璃电极是易碎的，因此限制了玻璃电极的领域适用性。特别地，所述玻璃电极的脆性不适合用于食品和饮料用途，以及用于无人值守的、恶劣的或危险的环境。因此，在本领域中需要解决和克服传统PH电极的局限性的pH探头。本文中公开了此类pH探头装置。专利技术概述本专利技术提供了优于本领域目前已知的那些的被测物固态传感器。本文所述传感器提供显示出更高峰位置稳定性、强度及寿命的被测物依赖性信号，并且容易且廉价地构造。 虽然该详细描述参考PH传感器(即pH计和pH探头组装件)例示了本专利技术，本专利技术的方法、 材料与装置通常可用于检测任何相关被测物。在某些实施方案中，本专利技术涉及取代传统pH计的昂贵、易碎的玻璃电极的固态pH 探头组装件和计量装置。特别地，本专利技术涉及一种采用免校准的传感器芯片的PH测量系统。在一些实施方案中，本专利技术进一步提供显示首次联合使用对被测物敏感的材料与常规参照电极的PH探头组装件。因此，本专利技术的一些实施方案提供具有包含对被测物敏感的材料的工作电极的PH探头组装件，该工作电极与常规参照电极联合使用。在本专利技术的一些实施方案中，提供具有电耦接到pH计量单元上的PH探头的PH计量系统。该计量单元包括将PH值显示给用户的显示屏。该pH计量系统进一步包括用于在不使用时适当维护和储存该探头组装件的储存基座。本专利技术的计量单元通常实施向样品溶液提供电压扫描与接收和处理来自所述探头组装件的各种电极的信号的双重功能。本专利技术的探头组装件包括反电极(CE)、工作电极 (WE)和参照电极(RE)。这些电极各自实施基本功能以辅助该计量单元测定样品溶液的pH。所述CE包括电耦接到所述计量单元的导电碳纤维管。在一些实施方案中，CE可以进一步包括非碳基导电材料，如金、钼和本领域已知的其它材料。将来自所述计量单元的电压扫描施加于所述CE，其随后施加于其中插入所述探头组装件的样品溶液。所述RE同轴地位于CE中，并构造成精确地传感和测定CE所施加的电压。所述WE居中位于传感器尖端的末端上，所述传感器尖端同轴位于该RE中心，并任选是一次性使用的(disposable)。因此，在一些实施方案中，该RE插入位于外部的CE与位于中心的TO之间。将所述WE进一步改性以包括对被测物敏感的材料(ASM)涂层。所述ASM包含对电压敏感并且依赖于样品溶液中被测物浓度发生可逆电化学氧化还原反应的化合物。例如， 当样品溶液中存在高浓度的质子时，所述氧化还原反应在更高正电压下发生。相反，当样品溶液中存在低浓度的质子时，所述氧化还原反应在更高负电压下发生。当所述氧化还原反应发生时，电子经WE流向ASM或流出ASM。该电流使信号发送到计量单元。所述信号被记录并随即与RE的电压读数比较。RE的电压读数随即与已知pH缓冲液的标准化电压比较。 该电压读数与标准化电压之间的比较得出样品溶液的PH值。在本专利技术的一些实施方案中，所述探头组装件包括单板电子器件与处理电路，由此来自该探头组装件的模拟信号在发送至计量单元之前被放大。因此，避免了通常因通过电线发送低振幅模拟信号而遇到的电磁干扰。所述探头组装件的同轴构造提供具有特大环状熔块的RE。环状熔块的一个好处在于提供了增加的表面积。由于提高了对污染的耐受力，增加的表面积提高了探头组装件的寿命。与具有较小表面积的熔块相比，本专利技术的环状熔块将持续得更久才更换。在本专利技术的一些实施方案中，为所述探头组装件提供储存基座。当防止本专利技术的 RE干涸时其获得最佳的维护。本专利技术的储存基座提供具有构造成容纳和支撑探头组装件柄部分的开口的加重基座。储存基座通常包括构造成容纳润湿溶液瓶的内部空间，探头组装件可经开口进入该瓶。润湿溶液瓶进一步包括改良的盖子，所述盖子具有用于在将组装件插入和从储存基座中取出时擦拭该探头组装件外表面的多个褶叶(flaps)。所述褶叶进一步防止在润湿溶液瓶中插入探头组装件时瓶中压力的积累。在瓶盖与储存基座之间进一步插入密封件以防止储存基座内部空间中润湿溶液的泄漏。本专利技术的一些实施方案进一步包括在使用前储存和保护TO尖端的包装系统。所述包装系统通常包括具有用于固定一次性WE尖端的多个池孔的一次性聚合物基座。每个池孔用箔盖密封以保护该尖端不与周围环境接触。通过简单地用力使探头接触点穿过箔盖啮合该尖端，而从该包装中取出该WE尖端。在一些实施方案中，进一步提供储存托盘以安全固定该包装系统。所述储存托盘包括安全固定该一次性基座的池孔，并可进一步包括帮助使用者从探头组装件中取出用过的WE尖端的斜槽。本专利技术的一些实施方案进一步包括构造成固定探头组装件用于烧杯或类似的敞口容器的夹具。在一些实施方案中，提供夹具，其具有将该夹具固定到容器上的第一部件和将探头组装件固定到该夹具上的第二部件。在其它实施方案中，提供夹具，其具有将该夹具固定到容器上的第一部件和将探头组装件的电线固定到该夹具上的第二部件。附图概述附图说明图1显示了使用包含在pH为7的磷酸盐缓冲液中的蒽醌(AQ)的传感器经4小时获得的一系列伏安图(参见下面的实施例1)。底部迹线代表第一伏安图，随后的各条线显示第100、第200、第300、第400和第500伏安图。由于每个伏安图花费大约30秒完成且该伏安图连续运行，对于第100、第200、第300、第400和第500伏安图而言获得该伏安图时的时间分别为50分钟、100分钟、150分钟、200分钟和250分钟。图2显示了使用包含在pH为7的磷酸盐缓冲液中的2_( β -萘酚)甲基蒽醌的传感器经4小时获得的一系列伏安图(参见下面的实施例1)。底部迹线代表第一伏安图，随后的各条线显示第100、第200、第300、第400和第500伏安图。由于每个伏安图花费大约 30秒完成且该伏安图连续运行，对于第100、第200、第300、第400和第500伏安图而言获得该伏安图时的时间分别为50分钟、100分钟、150分钟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·伦纳德，J·A·杜姆斯特拉，E·李，M·马克拉彻，V·西莫尼，G·维尔德古斯，J·I·凯托，A·塞德尔，
申请(专利权)人：赛诺瓦系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：