[发明专利]整体塑料电导率传感器

说明书

技术领域

液体电导率测量系统用于测量其中需要液体的离子含量的指示的环境、医疗、工业和其他应用中的水以及水溶液或非水溶液的电导率。

背景技术

在各种情况下测量液体电导率以提供可能与体积离子浓度(bulk ionic concentration)相关的参数。在存在单个类型的离子的情况下，电导率实际上可能与具体离子浓度相关。即使在存在多个不同离子化合物的情况下，液体体积电导率的测量仍然可以提供非常有用的信息。因此，已经通过工业广泛采用和利用电导率测量，用于各种不同目的。

通常情况下，接触式电导率测量系统包括传导单元(conductivity cell)和相关的电导率计(conductivity meter)。图1图示了这种系统。电导率计产生施加到传导单元的电极的交流电压。电导率计然后检测传导单元的电极之间的总电流。这个电流通常是传导单元所暴露到的液体的电导率的函数。

在电极之间的流动的电流的量不仅取决于溶液的电导率，而且取决于传感器电极的长度、表面积和几何形状。由于传感器的尺寸和几何形状，探头常数(probe constant)(也叫传感器常数或电极常数)是传感器对导电溶液的电流响应的测量值。

接触式电导率传感器一般由在绝缘传感器本体中间隔分开的至少两对金属电极制成。电极之间的距离和电极的表面区域被限定。在操作过程中，电极直接接触标本溶液。标本溶液的电导率可以通过使用双电极或四电极方法测量。

传统制造方法依靠薄膜/厚膜形式的金属，或作为电极的杆，和作为传感器本体材料的塑料或陶瓷/玻璃。传统的制造方法已经产生问题，包括成本以及密封件和传感器本体材料之间的泄漏。

提供一种接触式电导率传感器，其不仅成本比以前接触式电导率传感器低，而且更耐泄漏，这代表接触式电导率传感器的重大进步。

发明内容

一种接触式电导率传感器，包括电绝缘塑料本体和多个电极。所述多个电导率电极设置在塑料本体中。每个电极由塑料构成并且与电绝缘塑料本体熔接。提供制造电导率传感器的方法，以及采用该传感器的一次性生物反应器。

附图说明

图1是本发明的实施例特别用于的接触式电导率测量系统的示意视图。

图2和3是根据本发明实施例的单片式塑料电导率传感器的透视图和顶视图。

图4是用于在图2和3中显示的电导率传感器的制造过程的示意图。

图5是根据本发明的实施例的固体塑料电导率传感器的示意图，固体塑料电导率传感器用于测量一次性生物反应器内的溶液的电导率。

图6是根据本发明的实施例的塑料电导率传感器的横截面示意图，该塑料电导率传感器安装到一次性生物反应器的塑料壁的一部分。

具体实施方式

图2和3是根据本发明的实施例的整体式塑料电导率传感器10的透视图和顶视图。如在此处使用的，“塑料”意图表示人工合成的有机聚合物，其在软的时候可以被模制成形，并且然后固着成刚性或略有弹性的形式。传感器10包括设置在绝缘传感器本体20内的至少两个并且优选地四个导电电极12、14、16、18。图示传感器本体具有一对相对面21、23和在其间延伸的侧壁25。导电电极12、14、16、18中的每一个从第一面21延伸通过传感器本体20到达第二面23。在使用中，面21、23将与标本溶液直接接触以确定标本溶液的电导率。如图3所示，当使用四个电极时，它们优选是彼此共线的。

整个电导率传感器10被认为是整体的，在于整个传感器由塑料构成，其中没有密封件或材料界面。相反，整个传感器10是单个塑料件，它的一部分(电极12、14、16、18)是导电的。每个电极12、14、16、18和传感器本体20优选由热塑性复合物形成，其中添加剂或其他合适的材料设置在电极12、14、16、18的区域中以提供电导率。