[发明专利]气体敏感结构和包括其的部件

说明书

技术领域

本发明涉及能够确定一种或多种气态分析物的浓度的气体敏感结构以及用于确定这种浓度的系统的部件。

背景技术

已知有包括发光介质的传感器，其测量发光介质的发光的一个或多个方面以便确定关于与发光介质接触的气体中的分析物的信息。一些常规的发光介质包括气体敏感膜，其包括聚合物膜和结合于聚合物膜中的发光染料。在这些常规发光介质中，发光介质的各种传感器特性，例如响应时间和动态范围，是聚合物之内的交联程度和/或分子量的函数。通常，增大发光介质的动态范围的交联程度和/或分子量也倾向于增大发光介质的响应时间。结果，为了增强发光介质的动态范围，可能不得不恶化发光介质的响应时间。类似地，为了提供具有增强的响应时间的发光介质，可能会抑制发光介质的动态范围。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种被配置成监测一种或多种气态分析物的系统的部件。在一个实施例中，该部件包括导管和气体敏感膜。形成所述导管以实现通过其的气体流。气体敏感膜被设置成与所述气体流连通，并对所述气体流之内的一种或多种气态分析物敏感。在一些情况下，膜包括染料和聚合物基质。染料对所述一种或多种气态分析物敏感。聚合物基质承载所述染料，是多孔的，且被形成为使得所述膜具有(i)所述一种或多种气态分析物的浓度至少从大约20％到大约90％的动态范围以及(ii)至少在所述动态范围的一部分上的小于大约80毫秒的响应时间。

本发明的另一方面涉及一种气体敏感结构。在一个实施例中，该结构包括衬底和膜。膜设置于所述衬底上，并对一种或多种气态分析物敏感。在一些情况下，膜包括聚合物基质和染料。该聚合物基质具有大于10％的孔隙度。染料由所述聚合物基质承载，并对所述一种或多种气态分析物敏感。

本发明的另一方面涉及一种气体敏感结构。在一个实施例中，该结构包括衬底和膜。膜设置于所述衬底上，并对一种或多种气态分析物敏感。在一些情况下，膜包括染料和聚合物基质。染料对所述一种或多种气态分析物敏感。聚合物基质承载所述染料，且被形成为使得所述膜具有(i)所述一种或多种气态分析物的浓度至少从大约20％到大约90％的动态范围以及(ii)至少在所述动态范围的一部分上的小于大约80毫秒的响应时间。

参考附图，考虑以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他目的、特征和特性，以及相关结构元件和部件组合的操作方法和功能和制造的经济性将变得更加显而易见，所有附图形成本说明书的一部分，其中在各图中类似的附图标记表示对应的部件。不过，显然可以理解，附图仅是为了例示和描述的目的，并非意在限定本发明的限度。如说明书和权利要求中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该/所述”包括复数引用，除非上下文另行做出了明确指示。

附图说明

图1A和1B示意性示出了根据本发明的一个实施例被配置成确定与气体中的一种或多种分析物相关的信息的系统；

图2示意性示出了根据本发明的一个实施例被配置成确定与气体中的一种或多种分析物相关的信息的传感器的构造；

图3示意性示出了根据本发明的一个实施例被配置成确定与气体中的一种或多种分析物相关的信息的传感器的构造；以及

图4示意性示出了根据本发明的一个实施例的发光介质。

具体实施方式

参考图1A，示出了被配置成确定与气体中的一种或多种分析物相关的信息的系统10。系统10包括传感器12、导管14和处理器16。在一个实施例中，可以将传感器12和导管14可拆除地彼此耦合。图1A示出了与传感器12解耦的导管14。

图1B示意性示出了在传感器12和导管14耦合在一起时的系统10。导管14提供了气体可以通过的流动路径18。如果传感器12耦合到导管14(例如如图1B所示)，传感器12可用于产生输出信号，该输出信号经由该传感器和处理器16之间的操作通信链路(例如，有线链路、无线链路、分立链路、经由网络的链路等)被提供到该处理器16。基于传感器12产生的输出信号，处理器16确定与设置于流动路径18之内的气体中包括的一种或多种分析物的一种或多种性质相关的信息。