CS239649B1

CS239649B1 - Probe for surface measuring of partial pressure of oxygen

Info

Publication number: CS239649B1
Application number: CS846175A
Authority: CS
Inventors: Lubomir Pribyla
Original assignee: Lubomir Pribyla
Priority date: 1984-08-15
Filing date: 1984-08-15
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS617584A1

Abstract

Podstatou sondy je těleso vytvořené z destičky z elektricky izolačního, tepelně prostupného materiálu, na jehož jedné straně jsou metodou plošného spoje vytvořeny elektrochemické měřicí elektrody opatřené elektrolytem a na druhé straně upraven jeden polovodičový prvek zapojený jako topné těleso a druhý polovodičový prvek zapojený jako měřič teploty, přičemž elektrochemické měřicí elektrody i polovodičové prvky jsou překryty fólií propouštějící kyslík. Na druhé straně tělesa může být upraven též hybridní integrovaný obvod připojený k polovodičovým prvkům.The core of the probe is the body created electrically insulating, thermally insulated permeable material on one side they are created by the printed circuit method electrochemical measuring electrodes provided with electrolyte and one on the other a semiconductor element connected as a heater and a second semiconductor element connected as a temperature meter, being electrochemical the measuring electrodes and the semiconductor elements are covered with oxygen-permeable foil. On the other side of the body may also be provided a hybrid integrated circuit connected to a semiconductor elements.

Description

(54) Sonda pro povrchové měření parciálního tlaku kyslíku(54) Probe for surface measurement of oxygen partial pressure

Podstatou sondy je těleso vytvořené z destičky z elektricky izolačního, tepelně prostupného materiálu, na jehož jedné straně jsou metodou plošného spoje vytvořeny elektrochemické měřicí elektrody opatřené elektrolytem a na druhé straně upraven jeden polovodičový prvek zapojený jako topné těleso a druhý polovodičový prvek zapojený jako měřič teploty, přičemž elektrochemické měřicí elektrody i polovodičové prvky jsou překryty fólií propouštějící kyslík. Na druhé straně tělesa může být upraven též hybridní integrovaný obvod připojený k polovodičovým prvkům.The essence of the probe is a body made of a plate of electrically insulating, thermally permeable material, on one side of which are produced by electrolytic electrodes with electrolyte method and on the other side there is one semiconductor element connected as a heater and the other semiconductor element connected as a temperature meter. wherein the electrochemical measuring electrodes and the semiconductor elements are covered by an oxygen permeable film. On the other side of the body, a hybrid integrated circuit connected to the semiconductor elements can also be provided.

Vynález se týká sondy pro povrchové měření parciálního tlaku kyslíku.The invention relates to a probe for surface measurement of oxygen partial pressure.

Dosavadní sondy pro povrchové měření parciálního tlaku kyslíku jsou vesměs tvaru disku s provrtanými otvory pro průchod drátových elektrod uložených v izolační skleněné trubičce, na jehož duté straně je upraven termistor pro měření teploty a cívka odporového vodiče jako vyhřívací prvek. Celek je zapouzdřen v plastikovém pouzdru.The prior art probes for the surface measurement of oxygen partial pressure are generally disc-shaped with drilled holes for the passage of the wire electrodes housed in the insulating glass tube, on the hollow side of which there is a thermistor for measuring the temperature and the coil of the resistance conductor as a heating element. The whole is encapsulated in a plastic case.

Nevýhodou těchto řešení je technologická náročnost výroby, a tím i relativně vysoké náklady. Kromě toho, s ohledem na relativně vysoký tvar a malou dosedací plochu, mechanické uchycení k měřenému předmětu, 2ejména pokud jde o lidské tělo, zvláště při dlouhodobém měření, je obtížné, takže dochází k nedokonalému plošnému styku s měřeným povrchem, a tím i ke zkreslení měřených hodnot.The disadvantage of these solutions is the technological demands of production and thus also relatively high costs. In addition, due to the relatively high shape and small bearing surface, mechanical attachment to the object to be measured, especially in the human body, especially during long-term measurements, is difficult, resulting in poor surface contact with the surface to be measured and thus distortion measured values.

Mnohé z těchto nevýhod odstraňuje sonda pro povrchové měření parciálního tlaku kyslíku podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že těleso je vytvořeno z destičky z elektricky izolačního, tepelně prostupného materiálu, na jehož jedné straně jsou metodou plošného spoje vytvořeny elektrochemické měřicí elektrody opatřené elektrolytem a na druhé straně upraven jeden polovodičový prvek zapojený jako topné těleso a druhý polovodičový prvek zapojený jako měřič teploty, přičemž elektrochemické měřicí elektrody i polovodičové prvky jsou překryty fólií propouštějící kyslík. Na druhé straně tělesa může být upraven též hybridní integrovaný obvod, připojený k polovodičovým prvkům.Many of these disadvantages are overcome by the oxygen partial pressure probe of the present invention, which consists of a body made of a plate of electrically insulating, thermally permeable material, on one side of which electrochemical electrodes are provided with an electrolyte and on the other hand, a semiconductor element connected as a heater and a second semiconductor element connected as a temperature meter are provided, the electrochemical measuring electrodes and the semiconductor elements being covered by an oxygen-permeable film. On the other side of the body, a hybrid integrated circuit connected to the semiconductor elements can also be provided.

Výhodou sondy podle vynálezu je její výrobní jednoduchost a s tím spojené nízké výrobní náklady. S ohledem na řádové rozdíly mezi rozměry dosedací plochy a výškou sondy umožňuje sonda podle vynálezu jednoduché připevnění ke zkoumanému objektu při trvale kvalitním kontaktu s měřeným povrchem i při dlouhodobých měřeních.The advantage of the probe according to the invention is its manufacturing simplicity and the associated low production costs. With respect to the order of magnitude between the dimensions of the contact surface and the height of the probe, the probe according to the invention allows easy attachment to the object under constant quality contact with the surface to be measured, even during long-term measurements.

Příklad provedení sondy podle vynálezu je znázorněn na výkresu, kde obr. 1 značí schematický náčrtek strany tělesa sondy s elektrochemickými měřicími elektrodami a obr. 2 značí schematický náčrtek druhé strany tělesa sondy s polovodičovými prvky a hybridním integrovaným obvodem.An exemplary embodiment of a probe according to the invention is shown in the drawing, wherein FIG. 1 is a schematic sketch of the side of the probe body with electrochemical measuring electrodes and FIG. 2 is a schematic sketch of the other side of the probe body with semiconductor elements and hybrid integrated circuit.

Na obr. 1 je na tělese JI vytvořena nepolarizovaná elektroda 2 a polarizovaná elektroda 3 pokrytá elektricky izolační vrstvou 4. mimo aktivní .plochu 2· Aktivní plocha 2 je spojena s nepolarizovanou elektrodou 2 elektrolytem 2· Na okraji tělesa 2 jsou upraveny vývody 13, elektrod 2, 2·In Fig. 1, a non-polarized electrode 2 and a polarized electrode 3 coated with an electrically insulating layer 4 are formed on the body 11 outside the active surface 2. The active surface 2 is connected to the non-polarized electrode 2 by an electrolyte 2. 2, 2 ·

Na obr. 2 je na druhé straně tělesa 2 upraven polovodičový prvek 7. zapojený jako topné těleso a polovodičový prvek 2 zapojený jako měřič teploty, které spolu se svými drátovými vývody 27, 2 jsou překryty izolační hmotou 10. Drátové vývody 22» 2 jsou připojeny k plošným spojům 22» 2É' upraveným na povrchu tělesa 2 ^a připojeným k hybridnímu integrovanému obvodu 11. celá sonda je překryta fólií 12 propouštějící kyslík. Hybridní integrovaný obvod 11 je opatřen vývody 18.In FIG. 2, a semiconductor element 7 connected as a heating element and a semiconductor element 2 connected as a temperature meter are provided on the other side of the body 2, which together with their wire terminals 27, 2 are covered by an insulating material 10. The wire terminals 22 »2 are connected to the printed circuit boards 22 ' 2 ' provided on the surface of the body 2 ^and connected to the hybrid integrated circuit 11. the entire probe is covered by an oxygen permeable film 12. The hybrid integrated circuit 11 is provided with terminals 18.

Sonda, jejíž těleso 2 reprezentované např. destičkou z korundové keramiky o rozměrech 30 x 10 x 0,6 mm, se přiloží na sle^oyaný povrch. Jde-li o tělo pacienta, přiváže se např. obvazem nebo přilepí leukoplastí. Vývody 22» 21 ^se připojí na neznázorněný napájecí zdroj, jenž může být součástí hybridního integrovaného obvodu 22· Hybridní integrovaný obvod 11 se vývody 18 napojí na neznázorněný vnější napájecí zdroj a na neznázorněné měřidlo. Pokud se použije sonda nevybavená hybridním integrovaným obvodem 22» připojí se plošné spoje 22» 22 k neznázorněnému externímu zesilovači s regulačním obvodem a vývody 22» 21 ^se připojí k neznázorněnému zdroji s indikací velikosti napájecího proudu. Mezi nepolarizovanou měřící elektrodou 2 ^a polarizovanou měřicí elektrodou 2 probíhá za přítomnosti kyslíku, uvolňovaného povrchem měřeného objektu, elektrochemická reakce, jejímž vnějším projevem je proud, tekoucí mezi těmito elektrochemickými měřicími elektrodami 2» 2» 3^enž je úměrný množství tělem uvolněného kyslíku. Uvolňování kyslíku je podporováno tepelnou stimulací a místním překrvením. Množství uvolněného kyslíku je vyhodnocováno externími měřicími zařízeními.The probe, the body 2 of which is represented, for example, by a corundum ceramic plate of 30 x 10 x 0.6 mm, is applied to the cross-linked surface. If it is the patient's body, it is tied, for example, with a bandage or glued with a leukoplasty. The terminals 22, 21 ^are connected to a power supply unit (not shown) which may be part of the hybrid integrated circuit 22. If a probe nevybavená hybrid integrated circuit 22 »join the PCB 22» 22, not shown, external amplifier control circuit and terminals 22 »21 ^connects to the non-indicating the size of the supply current. Between the polarized measuring electrode 2 ^{and the} polarized measuring electrode 2 takes place in the presence of oxygen, the released surface of the object, electrochemical reaction, which is an external manifestation of the current flowing between the electrochemical measuring electrode 2 »2» ^en 3 f is proportional to the amount oxygen liberated by the body. Oxygen release is promoted by thermal stimulation and local blood flow. The amount of oxygen released is evaluated by external measuring devices.

Fólie 12 má za úkol nejen chránit celou sondu před znečištěním, ale zároveň tvoří i uzavřené pouzdro pro elektrolyt 6.The film 12 not only protects the entire probe from contamination, but also forms a closed housing for the electrolyte 6.

Vynález je možno s výhodou použít zejména k lékařským účelům, ale též pro oblast biochemických a jiných výzkumů, při práci potápěčů, horníků apod.The invention can be advantageously used in particular for medical purposes, but also for the field of biochemical and other researches, in the work of divers, miners and the like.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Oxygen partial surface pressure measuring probe, comprising a measuring electrode body, a heating element and a temperature measuring element, characterized in that the body (1) is made of a plate of electrically insulating, thermally permeable material, one side of which is formed by electrochemical measuring electrodes (2, 3) and on the other side there is provided one semiconductor element (7) connected as a heating element and the second semiconductor element (8) connected as a temperature meter, wherein the electrochemical measuring electrodes (2, 3) and semiconductor elements (7, 8) are covered by an oxygen-permeable film (12).

Probe according to Claim 1, characterized in that a hybrid integrated circuit (11) connected to the semiconductor elements (7, 8) with terminals (18) is also provided on the other side of the body (1).