[发明专利]利用流体的介电常数监测其存在或状况的流体监测系统及其方法

说明书

一种流体监测系统，其用于利用流体(9)的介电常数特性监测用于存储或传导流体(9)的设备(10)中特定流体(9)的存在或状况，所述系统包括：用于存储或传导流体(9)的设备(10)；检测器部件(1)，其是该设备的整体部分，并且包括部件主体(2)和无源天线(3)，优选地以开口环谐振器(30)的形式，其放置在部件主体(2)的表面(4)上；以及包括读取器设备天线(6)的读取器设备(5)；其中读取器设备(5)适于经由读取器设备天线(6)向检测器部件(2)的无源天线(3)发射具有预定输出功率并且在预定频率范围上的电磁输出信号(7)，并且测量从无源天线(2)反射的预定频率范围上的反射信号(8)；并且其中读取器设备(5)还适于将测量的反射信号(8)与至少一种已知参考流体的至少一个参考信号进行比较，以确定设备(10)中特定流体(9)的存在或状况。

技术领域

本发明涉及一种流体监测系统，用于利用所述流体的介电常数特性来监测用于存储或传导流体的设备中特定流体的存在或状况，以及一种用于监测所述流体的存在或状况的方法。它还涉及用于这种流体监测系统的密封部件。

背景技术

开口环谐振器是一种导电的非磁性材料结构，在环中有间隙。它主要用作超材料上的阵列来改变它们的特性。开口环谐振器也可用于测量材料或材料周围环境的某些条件。

WO20040709描述了一种用于监测高眼压和青光眼状况的隐形眼镜嵌入式传感器系统。该隐形眼镜具有嵌入式传感器，该传感器包括至少两个开口环谐振器型谐振器环。天线耦合到隐形眼镜，用于与电子读出设备通信，以测量传感器的共振频率。该系统配置成确定由于眼内压引起的隐形眼镜和嵌入式传感器的变形。US2018042479涉及一种类似的基于开口环谐振器的应变传感器，其位于诸如隐形眼镜的柔性基板上，用于检测眼内压变化。

US2019298234描述了一种包括至少一个开口环谐振器的介电传感器，该开口环谐振器配置为位于受试者的口腔内，并且对至少一个生理变量(例如葡萄糖浓度、乙醇浓度、盐度、pH和温度)有生物响应。开口环谐振器可以包括第一谐振器环、与第一谐振器环一起以开口环谐振器结构形式布置的第二谐振器环、以及插入在第一谐振器和第二谐振器之间并接触它们的介电夹层。

WO19036812描述了一种用于测量微流体系统中流体的物理特性的传感器和方法。微流体芯片具有薄的可变形膜，该膜将微流体通道与微波谐振器传感器分开。膜可响应于膜与流体相互作用产生的负载而变形。负载可以是通道中的流体压力，或者是膜与流体相互作用产生的剪切应力或表面应力。膜的变形改变了传感器附近区域的介电常数。介电常数的变化导致传感器电参数的变化，从而允许测量流体的特性，例如流速或生物或化学特性。此外，提供了一种用于表征微流体通道中的流体的灵敏度提高的微波传感器。传感器在微流体芯片中具有刚性且非常薄的层，例如在10μm至100μm的范围内，允许将传感器定位在非常靠近微流体通道的位置，这使得能够进行非常高分辨率的感测。

US2017284968描述了一种用于检测与管相关的至少一种感兴趣的状况(例如气泡的存在)的设备。在一些实施例中，传感器包括天线、开口环谐振器、能够产生微波范围内的频率的频率发生器和检测部件。检测部件可以估计接收的微波能量的至少一个参数，以便确定是否存在关注的状况。

US2016091544总体上涉及用于感测样品或环境的化学和物理性质的传感器，更具体地，涉及包括微波平面开口环谐振器的传感器。平面开口环谐振器通过谐振器基板上方电场的变化来检测附近介质的变化。样品相对于谐振器的耦合间隙定位。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种流体监测系统，其包括检测器或传感器部件以及用于监测预先存在的设备中特定流体的存在或状态的读取设备，其中预先存在的设备的集成部件主体可以修改为流体监测系统的检测器或传感器部件。本发明的另一个目的是提供一种流体监测系统来检测或区分不同的特定流体。本发明的另一个目的是提供一种流体监测系统，以检测流体的可能泄漏，或者检测不希望的流体的存在，或者检测设备内流体的变化，以控制流体的稳定性、储存寿命或损耗。