DE212010000021U1 - Überwachungsvorrichtung (Monitor) zur optischen Detektion von organischen Analyten - Google Patents

Überwachungsvorrichtung (Monitor) zur optischen Detektion von organischen Analyten Download PDF

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Abstract

Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft, aufweisend:
einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semireflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist,
wobei das Sensierelement derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, die Analyt-durchlässige Schicht zu der Befestigungsoberfläche hin zeigt,
und wobei die Überwachungsvorrichtung mindestens ein Abstandselement aufweist, welches derart angeordnet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, mindestens ein Teil mindestens eines Abstandselements mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt steht und verhindert, dass das Sensierelement mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt kommt.

Description

  • Hintergrund
  • Die Fähigkeit, chemische Analyte, insbesondere organische chemische Analyte, zu detektieren, ist in vielen Anwendungen, einschließlich Umgebungsüberwachung und dergleichen, wichtig. Eine solche Detektion und/oder Überwachung von organischen Molekülen kann insbesondere Anwendung in zum Beispiel persönlichen Überwachungsvorrichtungen (zum Beispiel die durch eine Person angezogen oder getragen werden können) und/oder Bereichsüberwachungsgeräten (zum Beispiel die in einer gewünschten Umgebung platziert werden können) finden.
  • Es wurden viele Verfahren, zum Beispiel optische, gravimetrische, mikroelektromechanische und dergleichen, für die Detektion von chemischen Analyten entwickelt. Unter den optischen verfahren, welche zur chemischen Sensierung verfügbar sind, sind kolorimetrische Techniken vorteilhaft, da anstatt einer umfangreichen Instrumentierung das menschliche Auge zur Signalübermittlung verwendet werden kann. Obwohl momentan kolorimetrische Sensoren für eine Reihe von Analyten existieren, basieren die meisten darauf, Farbstoffe oder kolorierte chemische Indikatoren zur Detektion einzusetzen. Solche Verbindungen sind typischerweise selektiv, was bedeutet, dass um unterschiedliche Klassen von Verbindungen zu erkennen, mehrere Sensoren nötig sein können. Ferner haben viele dieser Systeme aufgrund von Fotobleichung Lebensdauerbeschränkungsprobleme oder unerwünschte Nebeneffekte. Andere optische Sensierungstechniken, wie zum Beispiel Oberflächenplasmonen-Resonanz und spektrale Interferrometrie benötigen erhebliche Signalübertragungshardware um ein Ergebnis bereitzustellen und könnten daher ungeeignet für eine einfache visuelle Anzeige sein.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Hierin wird eine Überwachungsvorrichtung offenbart, welche dazu verwendet werden kann, das Vorhandensein eines organischen Analyts in Luft zu detektieren. Die Überwachungsvorrichtung kann einen Hauptkörper und mindestens ein Sensierelement aufweisen. Das mindestens eine Sensierelement spricht auf das Vorhandensein eines interessierenden Analyts an und kann optisch abgelesen werden, zum Beispiel durch eine optische Beobachtung durch eine Person. Das Sensierelement kann mindestens eine Schicht, welche auf das Vorhandensein eines Analyts anspricht, mindestens eine Schicht, welche reflektiv ist, und mindestens eine Schicht aufweisen, welche semi-reflektiv ist, wobei die Schichten kombiniert einen sogenannten Intereferenzfilter ausbilden, dessen wahrgenommene Farbe (zum Beispiel wie durch einen Benutzer beobachtet) sich in der Gegenwart eines Analyts oder bei einer Veränderung der Konzentration eines Analyts verändern kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann die reflektive Schicht oder die semi-reflektive Schicht Analytdurchlässig sein, so dass es einem Analyt ermöglicht wird, die auf den Analyt ansprechende Schicht zu erreichen.
  • In einer Hinsicht wird hierin eine Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft offenbart, aufweisend einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semi-reflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist, wobei das Sensierelement derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung benachbart zu einer Befestigungsoberfläche angeordnet ist, die Analyt-durchlässige reflektive Schicht in Richtung der Befestigungsoberfläche zeigt, und wobei die Überwachungsvorrichtung mindestens ein Abstandselement aufweist, welches derart angeordnet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung benachbart zu einer Befestigungsoberfläche angeordnet ist, mindestens ein Teil mindestens eines Abstandselements die Befestigungsoberfläche berührt und verhindert, dass das Sensierelement mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt kommt.
  • In einer weiteren Hinsicht wird hierin eine Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft offenbart, aufweisend einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semi-reflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine auf Analyt ansprechende dazwischenliegende Schicht aufweist, wobei das Sensierelement derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung benachbart zu einer Befestigungsoberfläche angeordnet ist, die Analyt-durchlässige reflektive Schicht in Richtung der Befestigungsoberfläche zeigt, und wobei die Überwachungsvorrichtung mindestens eine Schutzschicht benachbart zu der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht aufweist, welche für Gase und Dämpfe durchlässig ist, aber im Wesentlichen den Durchfluss von Flüssigkeiten verhindert.
  • In einer weiteren Hinsicht wird hierin eine Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Luft offenbart, aufweisend einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semi-reflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine auf Analyt ansprechende dazwischen angeordnete Schicht aufweist, wobei die Überwachungsvorrichtung eine entfernbare Barriereschicht aufweist, welche mindestens benachbart zu und in überlappender Relation mit der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht des Sensierelements angeordnet ist und welche im Wesentlichen den Durchfluss von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten in das Sensierelement verhindert.
  • In einer weiteren Hinsicht wird hierin eine Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft offenbart, aufweisend einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semi-reflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine auf Analyt ansprechende dazwischen liegende Schicht aufweist, wobei die Analyt-durchlässige reflektive Schicht von dem Hauptkörper weg zeigt und die semi-reflektive Schicht zu dem Hauptkörper hin zeigt und in überlappender Relation mit einem Bereich des Hauptkörpers, welcher lichtdurchlässig ist, angeordnet ist.
  • In noch einer weiteren Hinsicht wird hierin eine Überwachungsvorrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft offenbart, aufweisend einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine reflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige semi-reflektive Schicht und eine auf Analyt ansprechende dazwischenliegende Schicht aufweist, wobei das Sensierelement derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung benachbart zu einer Befestigungsoberfläche angeordnet ist, die Analyt-durchlässige semi-reflektive Schicht von der Befestigungsoberfläche weg zeigt und wobei die Überwachungsvorrichtung eine entfernbare Barrierenschicht aufweist, welche mindestens benachbart zu und in überlappender Relation mit der Analyt-durchlässigen semi-reflektiven Schicht des Sensierelements angeordnet ist und welche im Wesentlichen den Durchfluss von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten in das Sensierelement verhindert.
  • Diese und andere Aspekte der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich. Auf keinen Fall sollten aber die obigen Zusammenfassungen als Limitierungen für den beanspruchten Gegenstand angesehen werden, dessen Gegenstand nur durch die angehängten Ansprüche, wie sie während der Erteilung geändert werden können, definiert ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Sensierelement aufweist.
  • 1A ist eine schematische Seitenschnittansicht, entlang der Linie 1A aus 1.
  • 2 ist eine schematische Seitenschnittansicht eines Teils eines beispielhaften Sensierelements.
  • 3 ist eine schematische Seitenschnittansicht eines Teils eines weiteren exemplarischen Sensierelements.
  • 4 ist eine schematische Seitenschnittansicht eines Teils einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Sensierelement aufweist.
  • 5 ist eine schematische Seitenschnittansicht eines Teils eines beispielhaften Sensierelements, welches eine beispielhafte Schutzschicht aufweist.
  • 6 ist eine schematische Seitenschnittansicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Abstandselement aufweist.
  • 7 ist eine schematische Seitenschnittansicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Abstandselement aufweist.
  • 8 ist eine schematische Draufsicht Schnittansicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Abstandselement aufweist.
  • 8A ist eine schematische Seitenschnittansicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Abstandselement aufweist.
  • 9 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche einen geformten Hauptkörper aufweist.
  • 10 ist eine schematische Seitenschnittansicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche einen geformten Hauptkörper aufweist.
  • 10A ist eine perspektivische Sicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein geformtes Sensierelement aufweist.
  • 11 ist eine schematische Seitenschnittansicht eines Teils einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Sensierelement aufweist, welches in einer Ausnehmung in dem Hauptkörper der Überwachungsvorrichtung angeordnet ist.
  • 12 ist eine schematische Seitenschnittansicht eines Teils einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Sensierelement aufweist, welches in einer Ausnehmung in dem Hauptkörper der Überwachungsvorrichtung angeordnet ist.
  • 13 ist eine schematische Seitenschnittansicht eines Teils einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche einen Hauptkörper aufweist, welcher einen oberen Teil und einen unteren Teil mit einem beispielhaften Sensierelement aufweist, welches in einer Ausnehmung in dem unteren Teil des Hauptkörpers angeordnet ist und von dem oberen Teil des Hauptkörpers in seiner Position gehalten wird.
  • 14 ist eine schematische Seitenschnittansicht eines Teils einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche einen Hauptkörper aufweist, welcher einen oberen Teil und einen unteren Teil aufweist, mit einem beispielhaften Sensierelement, welches in einer Ausnehmung in dem unteren Teil des Hauptkörpers positioniert ist und durch den oberen Teil des Hauptkörpers in Position gehalten wird, wobei die Überwachungsvorrichtung auch eine beispielhafte Schutzschicht und ein beispielhaftes Abstandselement aufweist.
  • 15 ist eine schematische Seitenschnittansicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Sensierelement und eine beispielhafte Barriereschicht aufweist.
  • 16 ist eine schematische Seitenschnittansicht einer beispielhaften Überwachungsvorrichtung, welche ein beispielhaftes Sensierelement und eine beispielhafte Barriereschicht aufweist, welche sich bis zu den äußeren Flächen der Überwachungsvorrichtung erstreckt.
  • Ähnliche Bezugszeichen in den unterschiedlichen Figuren bezeichnen ähnliche Elemente. Solange nicht anders dargestellt, sind alle Figuren und Zeichnungen in diesem Dokument nicht maßstabsgetreu und wurden zu dem Zweck ausgewählt, verschiedene Ausführungsformen der Erfindung darzustellen. Insbesondere sind die Dimensionen der vielen Komponenten nur in darstellenden Begriffen angegeben und es sollte keine Beziehung zwischen den Dimensionen der unterschiedlichen Komponenten von den Zeichnungen abgeleitet werden, solange dies nicht angegeben wird. Auch wenn Begriffe wie „oben”, „unten”, „oberes”, „unteres”, „unter” „über”, „vorne”, „hinten”, „außen”, „innen”, „oben” und „unten”, und „erstes” und „zweites” in dieser Offenbarung benutzt werden können, sollte verstanden werden, dass diese Begriffe nur in ihrem relativen Sinn benutzt werden, solange dies nicht anders angegeben ist.
  • Detaillierte Beschreibung
  • In der perspektivischen Sicht in 1 und in der Seitenschnittansicht in 1A ist eine beispielhafte Überwachungsvorrichtung 1 dargestellt, welche mindestens ein Sensierelement 2 aufweist. Die Überwachungsvorrichtung 1 kann einen Hauptkörper 100 aufweisen, welcher jede passende Gestalt oder Form aufweisen, kann. Oft kann Hauptkörper 100 eine Dicke aufweisen, welche signifikant kleiner ist, als dessen Länge und/oder Breite (wie in 1 und 1A). Hauptkörper 100 kann verschiedene Merkmale und Komponenten haben, um das Sensierelement 2 aufzunehmen und dessen Funktion zu unterstützem, wie hierin im Detail diskutiert wird.
  • Die Überwachungsvorrichtung 1 kann tragbar sein, kann als solche für eine persönliche Überwachung eingesetzt werden. Als solche kann die Überwachungsvorrichtung 1 durch eine Person getragen werden, z. B. an der Kleidung der Person befestigt sein (zum Beispiel durch einen Clip, Schleife, Streifen, Manschette, Band, Taschenschutz etc., nicht in 1 gezeigt) oder anderweitig angezogen oder getragen werden, zum Beispiel als Marke. Die Überwachungsvorrichtung 1 kann auch für eine Bereichsüberwachung eingesetzt werden, zum Beispiel indem sie in einer Umgebung (zum Beispiel einen Raum, Fahrzeug, etc.) angeordnet wird, welcher innen oder außen sein kann, und in welchem es gewünscht ist, das Vorhandensein eines Analyts zu überwachen.
  • Die Überwachungsvorrichtung 1 kann benachbart zu einer Befestigungsoberfläche 4 (welche ein Teil des Körpers und/oder der Kleidung einer Person, im Fall eines persönlichen Monitors; eine Wand oder eine andere Raumoberfläche im Fall eines Bereichsmonitors, etc. sein kann) angeordnet werden. In diesem Zusammenhang bedeutet der Begriff „benachbart” nahe oder in der Nähe zu und kann, muss aber nicht, einen eigentlichen Kontakt beinhalten. Die Überwachungsvorrichtung 1 kann direkt an der Befestigungsoberfläche 4 angeordnet sein, kann indirekt an der Befestigungsoberfläche 4 (zum Beispiel durch einen Haken oder eine andere Befestigungsvorrichtung) angeordnet sein oder kann einfach in der Nahe der Befestigungsoberfläche 4 und/oder in Kontakt mit der Befestigungsoberfläche 4 liegen, ohne notwendigerweise direkt oder indirekt an der Befestigungsoberfläche 4 angeordnet zu sein (zum Beispiel kann die Überwachungsvorrichtung 1 eine Marke aufweisen, welche von einem Band um den Hals einer Person hängt, um in der Nähe oder in Kontakt mit dem Torso der Person positioniert zu sein). In Bezug auf die Befestigungsoberfläche 4 kann Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 eine erste Hauptfläche 101 aufweisen, welche nach außen (weg von der Befestigungsoberfläche 4) zeigt und eine zweite Hauptoberfläche 102 (welche zu der Befestigungsoberfläche 4 zeigt) aufweisen. Auch wenn sie in den beispielhaften Darstellungen der 1 und 1A als generell planar und eben gezeigt sind, können die erste und/oder zweite Hauptoberfläche 101 und 102 eines oder mehrere Merkmale (zum Beispiel Ausnehmungen, herausragende Teile, Pfosten, etc., wie hierin offenbart) aufweisen, welche von solchen Konfigurationen abweichen.
  • Die Überwachungsvorrichtung 1 kann zum Überwachen von gasförmigen Umgebungen, typischerweise Luft, benutzt werden. In einigen bestimmten Ausführungsformen kann die Überwachungsvorrichtung 1 zum Überwachen von Umgebungsluft genutzt werden, welche hierin als Luft definiert ist, welche nicht in eine Luftstrom auf oder über das Sensierelement 2 fließt. In diesem Zusammenhang ist ein Luftstrom als Luft definiert, welche sich durch das Innere einer im Wesentlichen eingeschlossenen Vorrichtung oder eines Kanals bewegt, angetrieben durch einen angetriebenen Lüfter oder eine Pumpe oder durch das Atmen einer Person (wie es zum Beispiel in einer persönlichen Atemschutzvorrichtung gefunden werden kann). Daher umfasst in diesem Zusammenhang ein Luftstrom solche Luftbewegungen nicht, welche durch einen Träger der Überwachungsvorrichtung 1 beim Bewegen hervorgerufen werden können; oder solche Luftbewegungen, welche in einer Umgebung (zum Beispiel einem Raum) durch Lüftungsausrüstung und dergleichen hervorgerufen werden können.
  • Das Sensierelement 2 kann direkt oder indirekt an der Überwachungsvorrichtung 1 (zum Beispiel an Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 und/oder an einer Komponente der Überwachungsvorrichtung 1, welche an dem Hauptkörper 100 angeordnet oder mit diesem verbunden ist) angeordnet sein. Das Sensierelement 2 reagiert auf das Vorhandensein eines Analyts und kann optisch abgefragt werden, zum Beispiel durch visuelle Beobachtung durch eine Person. Das Sensierelement 2 beruht zumindest teilweise auf einer Veränderung der optischen Reflektanz, das heißt einer Veränderung in der Wellenlänge des durch das Sensierelement 2 reflektierten Lichts (zum Beispiel bei einem gegebenen Blickwinkel), in der Gegenwart eines Analyts und/oder bei einer Veränderung in der Konzentration eines Analyts. Sensierelement 2 kann mindestens eine Schicht aufweisen, deren optische Eigenschaften (zum Beispiel optische Dicke) auf die Gegenwart eines Analyts reagieren. Sensierelement kann ferner mindestens eine Schicht aufweisen, welche reflektiv ist. Sensierelement 2 kann ferner mindestens eine Schicht aufweisen, welche semi-reflektiv ist.
  • In einer bestimmten Ausgestaltung kann das Sensierelement 2 eine auf Analyt ansprechende Schicht 230 zwischen einer reflektiven Schicht 240 und einer semi-reflektiven Schicht 220 aufweisen, wie im Detail unten in Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen der 2 und 3 beschrieben (wobei die Schichten sich zu einem sogenannten Interferenzfilter kombinieren, dessen wahrgenommene Farbe, zum Beispiel wie visuell beobachtet, sich in der Gegenwart eines Analyts oder bei Veränderung der Konzentration eines Analyts ändern kann).
  • Sensierelement 2 kann optisch abgefragt werden, indem Sensierelement 2 eintreffenden Lichtstrahlen 30 (wie in 1A gezeigt) ausgesetzt wird und das von Sensierelement 2 reflektierte Licht beobachtet wird. Eine dedizierte (externe) Lichtquelle wird nicht benötigt, um die Lichtstrahlen 30 bereitzustellen (auch wenn eine oder mehrere dedizierte Lichtquellen benutzt werden können, wenn gewünscht). Während in 1A Lichtstrahlen 30 als von einer einzigen diskreten Lichtquelle 3 ausgehend gezeigt sind, kann in der Praxis Umgebungslicht als die Quelle der Lichtstrahlen 30 genutzt werden (welches von mehreren diskreten Lichtquellen, von einer Kombination von Licht aus direkten Quellen und von reflektiertem Licht, von Sonnenlicht, etc. stammen kann).
  • In Ausführungsformen, welche den Aufbau, welcher in 1 gezeigt ist, aufweisen, kann Sensierelement 2 auf einer Seite der Überwachungsvorrichtung 1 positioniert sein, welche generell zu der Befestigungsoberfläche 4 zeigt, wenn die Überwachungsvorrichtung 1 in einer Position benachbart zu Befestigungsoberfläche 4 angeordnet ist. In so einem Fall kann das Sensierelement 2 eine erste Hauptoberfläche 201 aufweisen, welche zu dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 zeigen kann (und mit mindestens einem Teil des Hauptkörpers 100 in Kontakt sein kann) und eine Hauptoberfläche 202 aufweisen, welche generell weg von dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 zeigen kann. In solch einer Anordnung kann der Analyt in das Sensierelement 2 durch die zweite Hauptoberfläche 202 des Sensierelements 2 eindringen, wobei das Sensierelement 2 von der gegenüberliegenden Seite der Überwachungsvorrichtung 1 optisch abgefragt wird (zum Beispiel durch die erste Hauptoberfläche 201 des Sensierelements 2 und möglicherweise durch Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1), wie unten in Bezug auf Ausführungsformen der Art, wie sie in 3 gezeigt ist, im Detail diskutiert wird. Andere Anordnungen wie hierin beschrieben sind möglich.
  • Ein beispielhaftes Sensierelement 2 ist in 2 gezeigt. In Ausführungsformen, welche diesen Aufbau aufweisen, weist Sensierelement 2 der Reihe nach eine semi-reflektive Schicht 220, eine auf Analyt ansprechende Schicht 230, eine reflektive Schicht 240 und ein Substrat 210 auf. Beim Abfragen des Sensierelement 2 treffen einkommende Lichtstrahlen 30 auf die semi-reflektive Schicht 220 auf. Ein Teil der Lichtstrahlen 30 kann von der semi-reflektiven Schicht 220 als Lichtstrahlen 31 reflektiert werden. Ein Teil der Lichtstrahlen 30 kann durch die semi-reflektive Schicht 220 durchdringen und durch die auf Analyt ansprechende Schicht 230 hindurchdringen und an der Schnittstelle der auf Analyt ansprechenden Schicht 230 und der reflektiven Schicht 240 reflektiert werden, um aus dem Sensierelement 2 als Lichtstrahlen 32 auszutreten. Lichtstrahlen 31 und 32 können sich vereinen, um gemeinsam ein Interferenzmuster zu formen, so dass Licht, welches derart von dem Sensierelement 2 reflektiert wird, eine relativ wahrnehmbare Farbe (zum Beispiel Rot, Grün, etc.) aufweist.
  • In der beispielhaften Anordnung von 2 kann Analyt durch die semi-reflektive Schicht 220 hindurchdringen, um in die auf Analyt ansprechende Schicht 230 einzudringen. Dies kann die optischen Eigenschaften der Schicht 230 (zum Beispiel die optische Dicke) ändern, so dass die Wellenlänge des Lichts, welches von dem Sensierelement 2 reflektiert wird, sich in ausreichender Weise ändert, um es zu ermöglichen, das Vorhandensein und/oder die Konzentration eines Analyts zu erkennen oder zu überwachen.
  • In Ausführungsformen, welche die Anordnung, welche in 2 gezeigt ist, aufweisen, ist die semi-reflektive Schicht 220 Analyt-durchlässig, wobei diese Eigenschaft wie hierin später dargestellt bereitgestellt werden kann, und ist in Fluid-Kommunikation mit der auf Analyt ansprechenden Schicht 230, so dass Analyt in die Schicht 230 durch die Schicht 220 eindringen kann. Die äußerste Oberfläche der semi-reflektiven Schicht 220 kann daher die Hauptoberfläche 202 des Sensierelements 2 aufweisen (solange nicht zusätzliche Schichten, zum Beispiel Schutzschichten etc., auf dem Sensierelement 2 bereitgestellt werden). In der Anordnung von 2 kann die reflektive Schicht 240 Analyt-durchlässig sein oder nicht. In der beispielhaften Anordnung von 2 muss Licht während einer optischen Abfrage des Sensierelements 2 nicht durch Substrat 210 hindurchdringen oder mit diesem interagieren so dass das Substrat 210 keine bestimmten optischen Transparenzeigenschaften benötigt.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann das Sensierelement 2 aus 2 durch Ablagern der reflektiven Schicht 240 auf Substrat 210, Ablagern der auf Analyt ansprechenden Schicht 230 auf der reflektiven Schicht 240 und Ablagern der Analyte-durchlässigen semi-reflektiven Schicht 220 auf der auf Analyt ansprechenden Schicht 230 hergestellt werden. Das derart geformte Sensierelement 2 kann dann auf Überwachungsvorrichtung 1 bereitgestellt werden (zum Beispiel indem es auf oder in Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 angeordnet oder auf diesem befestigt wird, etc.).
  • Ein weiteres beispielhaftes Sensierelement 2 wird in 3 gezeigt. In Ausführungsformen, welche die Anordnung, welche in 3 gezeigt ist, aufweisen, weist das Sensierelement 2 der Reihe nach (optional) Substrat 210, die semi-reflektive Schicht 220, die auf Analyt ansprechende Schicht 230 und die reflektive Schicht 240 auf. Lichtstrahlen 33 von Lichtquelle 3 treffen auf Substrat 210 auf und dringen durch dieses hindurch. Ein Teil der Lichtstrahlen 30 kann an der Schnittstelle von Substrat 210 und semi-reflektiver Schicht 220 reflektiert werden, um aus dem Sensierelement 2 als Lichtstrahlen 31 auszutreten. Ein Teil der Lichtstrahlen 30 kann durch die semi-reflektive Schicht 220 hindurchdringen und durch die auf Analyt ansprechende Schicht 230 hindurchdringen und an der Schnittstelle von der auf Analyt ansprechenden Schicht 230 und der reflektiven Schicht 240 reflektiert werden, um aus dem Sensierelement 2 als Lichtstrahlen 32 auszutreten. Lichtstrahlen 31 und 32 können sich vereinigen, um gemeinsam ein Interferenzmuster zu bilden, so dass derart von dem Sensierelement 2 reflektiertes Licht eine relativ unterscheidbare Farbe (zum Beispiel Rot, Grün, etc.) aufweisen kann.
  • In der beispielhaften Anordnung von 3 kann Analyt durch die reflektive Schicht 240 hindurchdringen, um in die auf Analyt ansprechende Schicht 230 einzudringen. Dies kann die optischen Eigenschaften der Schicht 230 (zum Beispiel die optische Dicke) ändern, so dass sich die Wellenlänge des von dem Sensierelements 2 reflektierten Lichts ausreichend ändert, um es zu ermöglichen, das Vorhandensein und/oder die Konzentration eines Analyts zu erkennen oder zu überwachen.
  • In Ausführungsformen, welche die Anordnung, welche in 3 gezeigt ist, aufweisen, ist die reflektive Schicht 240 Analyt-durchlässig, wobei diese Eigenschaft durch Verfahren bereitgestellt werden kann, welche hierin später diskutiert werden, und ist in Fluidkommunikation mit der auf Analyt ansprechenden Schicht 230. In solchen Ausführungsformen kann die äußerste Oberfläche der reflektiven Schicht 240 die Hauptoberfläche 202 des Sensierelements 2 aufweisen (solange nicht zusätzliche Schichten, zum Beispiel Schutzschichten etc. auf dem Sensierelement 2 bereitgestellt werden). In der Anordnung von 3 kann die semi-reflektive Schicht 220 Analyt-durchlässig sein oder nicht. In der beispielhaften Anordnung von 3 kann Licht durch Substrat 210 hindurchdringen, daher sollte Substrat 210 eine genügende Transparenz bei den für die Überwachung interessierenden Wellenlängen aufweisen. In solchen Ausführungsformen weist Substrat 210 eine erste Hauptoberfläche 211 auf, welche zu den anderen Schichten, welche Sensierelement 2 bilden, zeigt, und eine zweite Hauptoberfläche 212 auf, welche nach außen, weg von den anderen Schichten, welche Sensierelement 2 bilden, zeigt und welche einen Teil des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 berühren kann.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform kann Sensierelement 2 aus 3 durch das Ablagern der semi-reflektiven Schicht 220 auf einer ersten Hauptoberfläche 211 des transparenten Substrats 210, Ablagern der auf Analyt ansprechenden Schicht 230 auf der semi-reflektiven Schicht 220 und Ablagern einer Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht 240 auf der auf Analyt ansprechenden Schicht 230 hergestellt werden. Das so geformte Sensierelement 2 kann dann auf der Überwachungsvorrichtung 1 bereitgestellt werden (zum Beispiel indem es auf oder in Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 montiert wird, oder an diesem angeordnet wird, etc.).
  • Die beispielhaften Ausführungsformen von 2 und 3 zeigen zwei der möglichen Arten, auf die Sensierelement 2 ausgebildet sein kann. In der Anordnung aus 2 kann die semi-reflektive Schicht 220 für den Analyt durchlässig sein, daher kann der Analyt in das Sensierelement 2 aus der gleichen Richtung eindringen, aus welcher Lichtstrahlen 30 auf das Sensierelement 2 treffen. In solch einer Anordnung kann das Sensierelement 2 üblicherweise dadurch auf der Überwachungsvorrichtung 1 angeordnet werden, dass das Substrat 210 das Sensierelement 2 benachbart zu und/oder in Kontakt mit der Hauptoberfläche 101 des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 (in keiner Figur gezeigt) angeordnet wird. In der Anordnung aus 3 kann die reflektive Schicht 240 durchlässig für den Analyt sein, daher kann der Analyt an der entgegengesetzten Seite, zu der Seite, auf welcher Lichtstrahlen 30 auf das Sensierelement 2 treffen, in das Sensierelement 2 eindringen. In solch einer Anordnung kann das Sensierelement 2 in geeigneter Weise auf Überwachungsvorrichtung 1 angeordnet werden, indem Substrat 210 des Sensierelements 2 benachbart mit Hauptkörper 100 der überwachungsvorrichtung 1 und/oder in Kontakt mit der Hauptoberfläche 102 des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 angeordnet wird (eine Anordnung dieses allgemeinen Typs wird in 1 und 1A gezeigt).
  • In einigen Ausführungsformen kann Sensierelement 2 flexibel, biegbar oder faltbar sein. Daher kann, wenn gewünscht, Sensierelement 2 auf der Überwachungsvorrichtung 1 in einer nicht planaren (zum Beispiel gebogenen) Anordnung angeordnet werden. Eine solche Biegung kann zum Beispiel die Fähigkeit eines Benutzers verbessern, das Sensierelement 2 aus einem optimalen Betrachtungswinkel zu betrachten und/oder es dem Benutzer erlauben, den Sensor aus einer größeren Anzahl von Betrachtungswinkeln mit einer minimalen Farbveränderung zu betrachten.
  • Eigenschaften, Verfahren der Herstellung und dergleichen des Substrats 210, der semi-reflektiven Schicht 220, der auf Analyt ansprechenden Schicht 230 und der reflektiven Schicht 240 werden hierin später in größerem Detail besprochen und werden als auf jede der oben offengelegten Ausführungsformen (mit Bezugnahme auf 2 und 3) anwendbar angesehen, außer wo sie als auf eine bestimmte Ausführungsform anwendbar spezifiziert sind. Auch wenn die gleichen Bezugszeichen verwendet werden, um die oben referenzierten Schichten zu bezeichnen, werden Fachmänner verstehen, dass die so bezeichneten Schichten die gleichen oder unterschiedliche Anordnungen und/oder Zusammensetzungen aufweisen können. Eine Vielzahl anderer Schichten, zum Beispiel Haftvermittlerschichten, Klebeunterstützungsschichten, Schutzschichten, Deckschichten und dergleichen können in Sensierelement 2 wie gewünscht angeordnet werden, solange diese nicht in einer unannehmbaren Weise die Funktionen von Sensierelement 2 behindern. Zusätzlich werden alle Anordnungen, Konfigurationen und Merkmale der Überwachungsvorrichtung 1, welche hierin diskutiert werden, als auf beide der oben genannten Ausführungsformen anwendbar angesehen, solange dies nicht anders dargestellt wird.
  • Überwachungsvorrichtung 1 kann jedes geeignete Material und jede geeignete Anordnung aufweisen, welche die Funktion des Sensierelements 2 aufnimmt, unterstützt und/oder verbessert. In einigen Ausführungsformen kann die Überwachungsvorrichtung 1 einen Hauptkörper 100 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann Hauptkörper 100 eine Länge und eine Breite aufweisen, welche im Allgemeinen größer als die Dicke des Hauptkörpers 100 sind (zum Beispiel wie allgemein in 1 oder 1A gezeigt). Allerdings können die Überwachungsvorrichtung 1 und Hauptkörper 100 dieser jede geeignete Anordnung aufweisen, welche dazu fähig ist, Sensierelement 2 derart zu präsentieren, dass Luft überwacht werden kann. Insbesondere können Überwachungsvorrichtung 1 und Hauptkörper 100 dieser und jeder weitere Teil dieser eine geeignete Anordnung aufweisen, um die unterschiedlichen Merkmale und Funktionalitäten, welche hierin diskutiert werden, aufzunehmen.
  • Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, welches eine ausreichende mechanische Integrität, Lebensdauer, etc. aufweist. In einigen Ausführungsformen kann Hauptkörper 100 unter Verwendung eines geeigneten thermoplastischen Polymermaterials spritzgussgeformt sein. Einige der Merkmale der Überwachungsvorrichtung 1, welche hierin später beschrieben werden (Abstandshalter, Vorsprünge, Pfosten, Kanten, Ausnehmungen, etc.) können direkt in oder gemeinsam mit Hauptkörper 100 gegossen werden.
  • Insbesondere kann Sensierelement 2, wenn Sensierelement 2 von der allgemeinen Art, wie sie in 3 dargestellt ist, ist, benachbart zu einem Teil des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 angeordnet werden, wobei Substrat 210 in Richtung des Hauptkörpers 100 zeigt und die Analyt-durchlässige reflektive Schicht 240 von dem Hauptkörper 100 weg zeigt. In dieser Ausgestaltung, welche in einer beispielhaften Weise in 4 gezeigt ist, können eintreffende Lichtstrahlen 30 und/oder Lichtstrahlen 31 und 32 durch den Teil 103 des Hauptkörpers 100 hindurchdringen, welcher in überlappender Relation mit Sensierelement 2 steht, so dass mindestens Teil 103 des Hauptkörpers 100 ausreichend transparent sein sollte, um eine optische Abfrage zu erlauben (in einigen alternativen Ausführungsformen kann Hauptkörper 100 dazu ausgebildet sein, einen direkten Weg, zum Beispiel ein Loch oder eine Öffnung für Licht bereitzustellen, dass dieses das Sensierelement 2 erreicht, ohne durch den Hauptkörper 100 hindurchzudringen, eine Anordnung, von welcher ein Beispiel in 12 gezeigt ist).
  • Solch eine Ausgestaltung kann bestimmte Vorteile haben, insbesondere wenn, wie es oft gemacht wird, die Überwachungsvorrichtung 1 auf oder in der Nähe einer Befestigungsoberfläche 4 angeordnet wird (zum Beispiel einer Wand, dem Körper einer Person, welche die Überwachungsvorrichtung 1 trägt, etc.) wie bereits vorher beschrieben. Zum Beispiel kann eine solche Anordnung es erlauben, dass das Sensierelement 2 von der nach außen zeigenden Seite (der Seite, welche von der Befestigungsoberfläche 4 weg zeigt) des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 abgefragt wird (zum Beispiel durch eine visuelle Inspektion durch einen Träger oder Benutzer), während Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 dazu dient, das Sensierelement 2 zumindest teilweise vor direktem Kontakt mit dem Analyt (oder mit jeder Substanz, welche das Ablesen des gewünschten Analyts behindern kann) zu schützen. Als solcher kann Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 aus einem Material hergestellt sein, welches ausgewählt wurde, um im Wesentlichen undurchlässig für flüssigphasige Materialien zu sein. Die Anordnung des Sensierelements 2 in dieser Position kann das Sensierelement auch weniger sensitiv für temporäre Fluktuationen (zum Beispiel momentane lokale hohe Konzentrationen) der Menge von Analyt in der überwachten Luft machen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die nach außen zeigende Oberfläche des Teils 103 des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1, durch welche es erwünscht ist, dass Licht hindurchfällt, von Schmutz, Ablagerungen, Flüssigkeiten und dergleichen gesäubert werden kann, ohne das Sensierelement 2 zu beschädigen.
  • Es sollte auch erkannt werden, dass auch wenn ein Teil des Teils 103 des Hauptkörpers 100 entfernt wird oder fehlt, wie oben beschrieben, die auf Analyt ansprechende Schicht 230 des Sensierelements 2 zumindest teilweise vor dem oben beschriebenen ungewünschten direkten Kontakt mit einem Analyt oder anderen Substanzen durch das Substrat 210 geschützt sein kann, welches wenn vorhanden, aus einem Material konstruiert sein kann, welches im Allgemeinen undurchlässig für flüssigphasige Materialien ist. In diesem Fall (zum Beispiel wie bei der Anordnung von 12) kann es möglich sein, Ablagerungen von der zweiten Hauptoberfläche 212 des Substrats 210 des Sensierelements 2 zu entfernen, ohne die anderen Schichten des Sensierelement 2 zu verletzen.
  • Es kann ferner vorteilhaft sein, andere Komponenten und/oder Anordnungen der Überwachungsvorrichtung 1 einzubeziehen, um den Schutz des Sensierelements 2 vor einer unerwünschten Art von Kontakt mit flüssigem Analyt (zum Beispiel direkte Kontakt mit Analyt, welcher von einem Überschütten oder Ansprüchen mit flüssigem Analyt kommt) oder mit einer oder mehreren anderen Substanzen (zum Beispiel Flüssigkeiten oder Festkörpern), welche die Funktion des Sensierelements 2 behindern könnten, zu erhöhen. Daher kann es, wenn (wie in den beispielhaften Anordnungen der 3 und 4) die reflektive Schicht 240 Analyt-durchlässig ist, sinnvoll sein, eine Schutzschicht 300 benachbart zu der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht 240 bereitzustellen (wie in der allgemeinen Darstellung in 5 gezeigt). Schutzschicht 300 kann jedes Material aufweisen, welches ausreichend (gas- und/oder dampf-)durchlässig ist, so dass ein ausreichender Durchfluss von gas- und/oder dampfphasigem Analyt ermöglicht wird, um eine passende Antwort des Sensierelements 2 sicherzustellen, während es den Durchfluss von unerwünschten flüssigphasigen Materialien im Wesentlichen oder komplett verhindert. Daher kann Schutzschicht 300 jedes geeignete poröse Material aufweisen, welches den Durchfluss von Gas und/oder Dampf ermöglicht, während es im Wesentlichen den Durchfluss von Flüssigkeit verhindert (in diesem Zusammenhang bedeutet im Wesentlichen den Durchfluss von Flüssigkeit verhindern, dass während die Schutzschicht es einer Flüssigkeit ermöglichen könnte, durch das Material hindurchzudringen, wenn ausreichend hoher Druck angewendet wird, wie dies zum Beispiel durch Pumpen erfolgen kann, Flüssigkeit nicht durch die Schicht hindurchdringen wird, bei solchen Vorgängen, wie einem zufälligen Kontakt, Übergießen oder Anspritzen, etc.). Solche Materialien können zum Beispiel poröse und/oder mikroporöse Membranen, nicht gewebte Netze, gewebte Stoffe und dergleichen beinhalten. Solche Materialien können behandelt werden, falls gewünscht, um deren Benetzbarkeit und/oder deren Fähigkeit, den Durchfluss von Flüssigkeit zu verhindern, zu beeinflussen.
  • Schutzschicht 300 kann das Sensierelement 2 auch vor Kontakt mit festen Materialien (zum Beispiel Staub, Pollen und dergleichen) schützen, welche das Funktionieren des Sensierelements 2, zum Beispiel durch Blockieren oder Verdecken der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht 240, behindern können.
  • Mindestens ein Teil der Schutzschicht 300 kann in direktem Kontakt mit mindestens einem Teil einer Oberfläche einer Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht 240 sein; oder Raum kann dazwischen vorgesehen sein. Mindestens ein Teil der Schutzschicht 300 kann an mindestens einem Teil der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht 240 befestigt sein; oder Schutzschicht 300 kann zum Beispiel an einer oder mehreren Stellen außerhalb der Kanten des Sensierelements 2 an eine Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 angeordnet sein. Schutzschicht 300 kann sich über die Kanten des Sensierelements 2 hinaus erstrecken (zum Beispiel wie in 5 gezeigt), um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass irgendeine Flüssigkeit seitlich zwischen Schutzschicht 300 und Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 eindringt, um eine Seitenkante der auf Analyt ansprechenden Schicht 230 zu erreichen. Zusätzlich dazu oder anstelle davon können Merkmale in dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 bereitgestellt werden (zum Beispiel gegossen), um mit den Kanten der Schutzschicht 300 zusammenzuwirken, um eine solche Schirmung bereitzustellen. zum Beispiel kann Hauptkörper 100 Kanten aufweisen, welche von dem Hauptkörper 100 abstehen und welche teilweise, im Wesentlichen oder komplett die Kanten des Sensierelements 2 umrunden, um die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass flüssiges Material eine Kante des Sensierelements 2 erreicht.
  • Überwachungsvorrichtung 1 kann derart ausgestaltet sein, die Fähigkeit von Luft, das Sensierelement 2 zu erreichen, zu verbessern (so dass jedes gas- oder dampfphasige Analyt von Interesse, wenn in der Luft vorhanden, mit größter Genauigkeit überwacht werden kann). Insbesondere können in einer Ausgestaltung, in welcher Sensierelement 2 zwischen Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 und Befestigungsoberfläche 4 (wie in 1 gezeigt) ist, Vorkehrungen getroffen werden, dass der Zugang von Luft zu der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht 240 nicht unzulässig durch die Befestigungsoberfläche 4 blockiert oder behindert wird. Daher kann in einigen Ausführungsformen mindestens ein Abstandselement 400 (gezeigt in der allgemeinen Darstellung in 6) verwendet werden, um eine Lücke oder einen Weg zwischen der reflektiven Schicht 240 und der Befestigungsoberfläche 4 und/oder zwischen Hauptkörper 100 und der Befestigungsoberfläche 4 bereitzustellen und/oder aufrechtzuerhalten, so dass der Zugang von Luft zu dem Sensierelement 2 ermöglicht wird.
  • Abstandselement 400 kann eine Vielzahl von Formen annehmen. zum Beispiel kann Abstandselement 400 eine Schicht von Analyt-durchlässigem Material aufweisen, welche benachbart zu Sensierelement 2 angeordnet ist, so dass dieses direkt zwischen Sensierelement 2 und Befestigungsoberfläche 4 ist, wenn Überwachungsvorrichtung 1 benachbart zu Befestigungsoberfläche 4 angeordnet (zum Beispiel befestigt an, montiert auf, hängend in der Nähe, etc.) wird. Solch ein Analyt-durchlässiges Material kann ein geeignetes poröses Material aufweisen, welches den Durchfluss von Gas und/oder Dampf ermöglicht, und kann zum Beispiel poröse und/oder mikroporöse Membranen, nicht gewebte Netze, gewebte Stoffe und dergleichen aufweisen. In dieser Ausgestaltung kann die Funktion des Abstandselements 400 und der oben beschriebenen Schutzschicht 300 in einer Anordnung ähnlich der, welche in 5 gezeigt ist, in einem einzigen Element 300/400 kombiniert werden. Solch ein kombiniertes schützendes/abstandhaltendes Element kann in irgendeiner geeigneten Weise bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann das Element an dem Sensierelement 2 befestigt werden (zum Beispiel an der reflektiven Schicht 240 des Sensierelements 2) solange das Anbauteil die Funktion des Sensierelements 2 nicht unannehmbar beeinflusst. Oder das Element kann am Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 angeordnet werden und so geformt sein, dass es sich über mindestens einen Teil des Sensierelements 2 hinaus erstreckt.
  • Abstandselement 400 muss nicht unbedingt aus einem wirklich porösen Material bestehen, wie oben beschrieben. Zum Beispiel, wie in der beispielhaften Anordnung aus 7 gezeigt, kann das Abstandselement 400 einen oder mehrere Vorsprünge 401 (zum Beispiel Pfosten, welche aus solidem Material hergestellt sein können) aufweisen, welche von dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 hervorstehen, so dass ein Anschlussende 402 des Vorsprungs 401 weiter entfernt von dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 positioniert ist, als der am Weitesten hervorstehende Teil des Sensierelements 2 (welches in einigen Ausführungsformen die Analyt-durchlässige Schicht 240 des Sensierelements 2 sein kann). Daher kann, wenn Überwachungsvorrichtung 1 benachbart zu einer Befestigungsoberfläche 4 positioniert ist, das Anschlussende 402 des Vorsprungs 401 die Befestigungsoberfläche 4 berühren und die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Sensierelement 2 die Befestigungsoberfläche 4 berührt und die Analyt-durchlässige reflektive Schicht 240 dadurch blockiert oder verdeckt wird.
  • Anstatt ein oder mehrere Elemente aufzuweisen, welche sich in der Nähe des Sensierelements 2 von dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 erstrecken, können Vorsprünge/Vorsprung 401, wie in der beispielhaften Anordnung aus 8 gezeigt, ein oder mehrere Kanten 403 aufweisen, welche sich von dem Hauptkörper 100 erstrecken (zum Beispiel an oder in der Nähe der äußeren Kanten der Überwachungsvorrichtung 1), so dass ein Anschlussende 402 der Kanten 403 weiter entfernt von dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 positioniert ist, als der am Weitesten hervorstehende Teil des Sensierelements 2. Kanten 403 können zum Beispiel allgemein entlang einiger oder aller der äußeren Kanten des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 vorhanden sein. Kanten 403 können auch einen gewissen Schutz für Sensierelemente 2 gegen ungewünschten Kontakt (zum Beispiel durch Überschütten) mit flüssigen Substanzen bieten. Kanten 403 können durch Öffnungen unterbrochen sein (zum Beispiel anstelle des sich insgesamt um den äußeren Rand des Sensierelements 2 in einer durchgehenden Weise Erstreckens), so dass ein geeigneter Zugang von Luft zum Sensierelement 2 ermöglicht wird.
  • In einigen Ausführungsformen kann Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 mit anderen Körpern verbunden sein, wie zum Beispiel einem oder mehreren hinteren Körpern/Wänden, Seitenkörpern/Wänden, etc. Zum Beispiel kann, wie in der beispielhaften Art in 8A gezeigt, Überwachungsvorrichtung 1 einen Hauptkörper 100 aufweisen und eine oder mehrere Wände (zum Beispiel Seitenwände) 404 aufweisen, welche den Hauptkörper 100 mit dem hinteren Körper 115 verbinden. In solch einem Fall kann die Überwachungsvorrichtung 1 die Form einer allgemein hohlen Struktur annehmen. In solch einem Fall, wenn Überwachungsvorrichtung 1 benachbart zu Befestigungsoberfläche 4 positioniert ist, kann der hintere Körper 115 in großer Nähe zu und/oder berührend mit Befestigungsoberfläche 4 angeordnet sein, wobei das Sensierelement 2 auf Hauptkörper 100 angeordnet ist, wie vorher beschrieben. Der Zugang von Luft in den Raum zwischen Hauptkörper 100 und hinterem Körper 115 kann durch eine oder mehrere Lücken (zum Beispiel Unterbrechungen, Löcher, Perforationen, etc.) in den Seitenwänden/Seitenwand 404 bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen können eine oder mehrere Seitenwände 404 entfernt werden, um den Zugang von Luft zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen (zum Beispiel wie in 8A gezeigt) kann Hauptkörper 100, auf welchem das Sensierelement 2 angeordnet ist, in einem Winkel bereitgestellt werden, um das Betrachten des Sensierelements 2 zu verbessern.
  • In einigen Ausführungsformen kann Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1, anstelle von oder zusätzlich zu dem Bereitstellen von Vorsprüngen 401 in einer nicht-planaren Form bereitgestellt werden. Solch eine Form kann eine gekrümmte Form aufweisen (wie in der beispielhaften Anordnung aus 9 gezeigt). Jedoch muss Hauptkörper 100 nicht die gleichmäßig gekrümmte Form von 9 aufweisen (zum Beispiel kann Hauptkörper 100 aus einem oder mehreren relativ planaren, verbundenen Teilen bestehen). In Ausführungsformen dieser allgemeinen Art können, wenn Überwachungsvorrichtung 1 benachbart zu Befestigungsoberfläche 4 angeordnet ist, Abschlusskanten 104 des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 die Befestigungsoberfläche 4 berühren, wobei das Sensierelement 2 an einem inneren Teil des Hauptkörpers 100 entfernt von den Abschlusskanten 104 angeordnet ist, wodurch es unwahrscheinlich ist, dass dies die Befestigungsoberfläche 4 berührt. Das Sensierelement 2 kann flexibel sein, wie hierin beschrieben, und kann daher in diesen Ausführungsformen fähig sein, gekrümmt (zum Beispiel in 9 gezeigt) zu sein, um der Wölbung des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 zu entsprechen (oder ein relativ flacher Bereich kann in einem Teil des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 bereitgestellt werden, um das Sensierelement 2 aufzunehmen).
  • Die beispielhaften Anordnungen, welche in 7, 8, 8A und 9 gezeigt sind, sind nur einige wenige der möglichen Arten, in welchen Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 hervorstehende Merkmale aufweisen kann und/oder gebogen, geformt, etc. sein kann, um die gewünschte Bedingung zu erfüllen, dass der Zugang von Umgebungsluft zu Sensierelement 2 nicht unannehmbar durch Kontakt des Sensierelements 2 oder eines bestimmten Teils der Überwachungsvorrichtung 1 mit der Befestigungsoberfläche 4 blockiert oder behindert wird.
  • Eine weitere beispielhafte Anordnung dieses allgemeinen Typs wird in 10 gezeigt. In Ausführungsformen, welche diese Anordnung aufweisen, weist Hauptkörper 100 einen ersten Teil 106 auf, welcher, wenn die Überwachungsvorrichtung 1 benachbart zu der Befestigungsoberfläche 4 angeordnet ist, benachbart zu Befestigungsoberfläche 4 ist (mit mindestens einem Teil des Teils 106 möglicherweise in Kontakt mit Befestigungsoberfläche 4). Hauptkörper 100 weist einen zweiten Teil 107 auf, welcher von dem ersten Teil 106 wegsteht, zum Beispiel in einem Winkel gegenüber diesem, so dass Sensierelement 2, welches auf oder in dem zweiten Teil 107 angeordnet ist, mit einer geringeren Wahrscheinlichkeit Befestigungsoberfläche 4 in solch einer Art berührt, dass dies verhindert, dass Luft das Sensierelement 2 berührt. In der beispielhaften Darstellung aus 10 steht der zweite Teil 107 von dem ersten Teil 106 allgemein in einem 90° Winkel ab.
  • Es kann jedoch jeder passende Winkel benutzt werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Gelenk 108 zwischen erstem Teil 106 und zweiten Teil 107 des Hauptkörpers 100 schwenkbar oder deformierbar sein. In solchen Anordnungen kann die Überwachungsvorrichtung 1 hergestellt werden, mit einem zweiten Teil 107, welcher dazu in der Lage ist, im Allgemeinen bündig gegen den ersten Teil 106 positioniert zu werden, was es der Überwachungsvorrichtung 1 ermöglicht zum Verpacken und Lagern eine im Allgemeinen flache Anordnung einzunehmen, um dann durch einen Benutzer zur Benutzung in eine Anordnung geöffnet zu werden, wie in 10 gezeigt.
  • In der beispielhaften Anordnung aus 10 mit einem Sensierelement der Art, wie es in 3 gezeigt ist, kann Sensierelement 2 unter (in Bezug auf die Seitenansicht von
  • 10) Teil 107 der Überwachungsvorrichtung 1 montiert werden, wobei Sensierelement 2 durch Licht, welches durch Teil 103 der Überwachungsvorrichtung 1 hindurch dringt optisch abgefragt wird. Es wird bemerkt, dass die Überwachungsvorrichtungsanordnung von 10 bestimmte Vorteile haben kann, indem sie eine Erleichterung bei der Abfrage (dem Ansehen) des Sensierelements 2 in dem besonderen Fall bieten kann, dass die Überwachungsvorrichtung 1 eine Marke aufweist, welche auf der Brust einer Person getragen wird (wodurch der Träger nach unten auf die Überwachungsvorrichtung 1 sehen muss, um das Sensierelement 2 zu sehen). Das Anbringen des Sensierelements 2 auf einem hervorstehenden Teil 107 auf diese Art kann die Notwendigkeit reduzieren oder beseitigen, dass der Träger die Marke in eine allgemein horizontale Position bewegen muss, um das Sensierelement 2 zu sehen. (Diese Art von Überwachungsvorrichtungsanordnung kann auch mit Sensierelementen der Art, welche in 2 gezeigt ist, genutzt werden. In solch einem Fall kann es wünschenswert sein, das Sensierelement 2 auf der oberen Oberfläche des herausstehenden Teils 107 anzubringen, im Gegensatz zu auf der Unterseite).
  • In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Sensierelement 2 eine nicht planare Form aufweisen, welche vorteilhaft dazu genutzt werden kann, das Sensierelement 2 auf dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 in solch einer Position bereitzustellen, dass der Zugang von Luft zu Sensierelement 2 verbessert wird. zum Beispiel, wird in beispielhafter Weise in 10A eine Überwachungsvorrichtung 1 gezeigt, welche ein Sensierelement 2 aufweist, welches einen Teil 260 und einen Teil 270 aufweist, welche sich in einem Winkel treffen und verbinden und von welchen mindestens einer direkt oder indirekt mit Überwachungsvorrichtung 1 verbunden ist. In solch einem Fall, insbesondere wenn Sensierelement 2 derart angeordnet ist, dass die Analyt-durchlässige reflektive Schicht 240 zu dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 zeigt, kann der Zugang von Luft zu der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht 240 verbessert werden, auch wenn Löcher oder Perforationen nicht notwendigerweise in irgendeinem Teil der Überwachungsvorrichtung 1 vorhanden sein müssen. In solch einer Anordnung kann einer der Teile (zum Beispiel Teil 270) vollfunktionsfähig sein oder er kann einen erweiterten Teil des Sensierelement 2 aufweisen, welcher nicht-funktional ist (zum Beispiel kann Teil 270 nur aus Substrat 210 bestehen). Andere Anordnungen dieser allgemeinen Art sind möglich; zum Beispiel kann Sensierelement 2 eine gebogene Form (zum Beispiel gleichmäßig gebogen und/oder semi-zylindrisch) aufweisen.
  • Es sollte bedacht werden, dass nicht unbedingt eine deutliche Trennung zwischen den Strukturen der unterschiedlichen allgemeinen Ausgestaltungen vorhanden sein muss, welche hierin beschrieben sind (zum Beispiel die durch 8, 8A, 9, 10 und 10A beispielhaft dargestellten Strukturen), und welche Anordnungen und Merkmale, welche mehrfach als Vorsprünge, Kanten, Seitenwände, hinterer Körper, geformte Hauptkörper, Hauptkörper mit hervorstehenden Teilen usw. beschrieben wurden, aufweisen. Alle solche Variationen und Kombinationen davon liegen innerhalb des Geltungsbereichs der Anordnungen, welche die Erfinder angedacht haben. Einige oder alle der oben genannten Ansätze können in Kombination mit den vorher diskutierten Schutzschichten 300 genutzt werden.
  • Um die Leistung des Sensierelements 2 zu erhöhen, kann die Überwachungsvorrichtung 1 angeordnet werden, um den Winkel, bei welchem Sensierelement 2 optisch abgefragt werden kann, festzulegen, zu limitieren und/oder zu kontrollieren. Das heißt, es kann wünschenswert sein, wenn Sensierelement 2 durch eine visuelle Inspektion optisch abgefragt werden soll, den Blickwinkel, bei welchem Sensierelement 2 betrachtet werden kann, zu beschränken. Dies kann die Genauigkeit der optischen Abfrage erhöhen, da die Wellenlänge von Licht, welches von dem Sensierelement 2 reflektiert wird, bis zu einem gewissen Grad durch den Winkel, bei welchem das reflektierte Licht von dem Sensierelement 2 ausgesendet wird, beeinflusst werden kann. Solche Anordnungen können zum Beispiel einen Blick auf das Sensierelement 2 aus einem Winkel von zum Beispiel ±30° oder ±15° ausgehend von einer Normalansicht (das heißt einem Blick von einer Position rechtwinkelig zu der sichtbaren Oberfläche des Sensierelement 2) erlauben.
  • Daher kann in einigen Ausführungsformen Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 eine Ausnehmung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, das Sensierelement 2 derart zu positionieren, dass ein bestimmter limitierter Blickwinkel bereitgestellt wird. Eine solche exemplarische Anordnung ist in 11 gezeigt, mit dem Sensierelement 2, welches unterhalb der Ausnehmung 110 des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 angeordnet ist. Seitenwände 111 der Ausnehmung 110 können dazu dienen, den Winkel, bei welchem das Sensierelement 2 Lichtstrahlen 30 empfangen kann und/oder den Winkel, aus welchem Lichtstrahlen, welche von dem Sensierelement 2 ausgestrahlt werden, empfangen werden können (zum Beispiel durch einen Benutzer gesehen werden) zu beschränken. Auch wenn sie in 11 als allgemein zueinander parallel gezeigt sind, können Seitenwände 111 wie gewünscht konisch (winkelig) angeordnet sein, um den gewünschten Blickwinkel weiter zu steuern. Seitenwände 111 (und möglicherweise der gesamte Hauptkörper 100) können wenn gewünscht opak sein.
  • In solch einer zurückgesetzten Befestigung des Sensierelements 2 auf Überwachungsvorrichtung 1 kann das Sensierelement 2 derart positioniert sein, dass ein Teil 103 des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 zwischen dem Sensierelement 2 und dem einkommenden Licht 30 (wie in 11) ist. Andere Anordnungen sind auch möglich. Zum Beispiel ist Ausnehmung 110 in der Anordnung aus 12 derart ausgebildet, dass ein direkter Pfad für das Licht bereitgestellt wird, um Sensierelement 2 zu erreichen, ohne durch Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 zu dringen. In dieser bestimmten Anordnung weist Ausnehmung 110 ferner Kanten 112 auf, welche helfen, das Sensierelement 2 an der Stelle in Ausnehmung 110 zu halten, und trotzdem ermöglichen, das Luft Zugang zu der Mehrheit der Fläche der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht 204 des Sensierelements 2 hat.
  • Jedes der vorangehend beschriebenen Merkmale, wie zum Beispiel Schutzschicht 300, Abstandselement 400, ein geformter Hauptkörper 100, etc. können in Kombination mit Ausnehmungen verwendet werden, welche den Blickwinkel optimal definieren oder beschränken.
  • Um die Leistung des Sensierelements 2 zu erhöhen, kann es wünschenswert sein, das Sensierelement 2 mit minimaler Verwendung oder keiner Verwendung von Klebemitteln (einschließlich zum Beispiel drucksensitiven Klebemitteln, flüssigen Klebemitteln, thermisch aushärtbaren Klebemitteln, oder durch Strahlung aushärtbaren Klebemitteln), welche kleine Moleküle aufweisen können, die die Funktion des Sensierelements 2 beeinflussen können, sicher auf oder in Überwachungsvorrichtung 1 zu positionieren (zum Beispiel zu befestigen). In einigen Ausführungsformen kann Sensierelement 2 an dem Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 durch eine oder mehrere mechanische Befestigungsvorrichtungen befestigt sein, einschließlich zum Beispiel einem oder mehreren Clips, Klammern, Ketten, Schrauben, Nägeln, Nieten, Bändern, Bügeln und dergleichen. In einigen Ausführungsformen kann Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 einen oberen Teil 180 (betreffend den Teil, welcher von der Befestigungsoberfläche wegzeigt, wenn Überwachungsvorrichtung 1 benachbart zu der Befestigungsoberfläche 4 positioniert ist) und einen unteren Teil 190 (betreffend den Teil, welcher zu der Befestigungsoberfläche 4 hin zeigt, wenn die Überwachungsvorrichtung 1 benachbart zu Befestigungsoberfläche 4 positioniert ist) aufweisen, welche derart aneinander angepasst sind, dass sie das Sensierelement 2 zwischen mindestens einem Teil des oberen Teils 180 und einen Teil des unteren Teils 190 sicher halten. In der besonderen beispielhaften Anordnung aus 13 ist das Sensierelement 2 innerhalb der Ausnehmung 110 positioniert, welche in dem unteren Teil 190 bereitgestellt ist, und der obere Teil 180 weist einen oder mehrere Vorsprünge 181 auf, welche dazu dienen, das Sensierelement 2 an der Stelle zu halten, wenn Teile 180 und 190 zusammen gefügt sind (abhängig von zum Beispiel der Tiefe der Ausnehmung 110 können die Vorsprünge 181 für diese Funktion notwendig sein oder nicht). In der beispielhaften Anordnung von 13 sind Perforationen 191 in Teil 192 des unteren Teils 190 bereitgestellt, welcher unter Sensierelement 2 liegt, um den Zugang von Luft zu Sensierelement 2 bereitzustellen.
  • Andere Anordnungen sind möglich, in welchen Hauptkörper 100 aus einem oberen Teil 180 und einem unteren Teil 190 besteht, und eine der anderen Komponenten und Merkmale, welche hierin erwähnt sind, aufweisen kann, wie zum Beispiel Schutzschicht 300, Abstandselement 400, geformter Hauptkörper 100, etc. Zum Beispiel ist in der beispielhaften Anordnung aus 14 Sensierelement 2 innerhalb der Ausnehmung 110 angeordnet, welche in dem unteren Teil 190 angeordnet ist, und wird durch den oberen Teil 180 in Position gehalten (welcher in diesem Fall keine Vorsprünge 181 aufweist). Die poröse Schutzschicht 300 ist zwischen Sensierelement 2 und dem darunter liegenden Teil 192 des unteren Teils 190 bereitgestellt, welcher in diesem Fall (im Gegensatz dazu Perforationen aufzuweisen, wie in 13) Kanten 193 (ähnlich denen, welche in Bezug auf 12 beschrieben wurden) aufweist, um das Sensierelement 2 in Position zu halten und dennoch Luft den Zugang zu Sensierelement 2 zu ermöglichen. Abstandselement 400 (in diesem Fall ein oder mehrere Pfosten 194) wird bereitgestellt, welches sich über Abstandselement 2 und über Teil 192 des unteren Teils 190, welcher unter Sensierelement 2 liegt, hinaus erstreckt, um Luft den Zugang zu ermöglichen.
  • Teile 180 und 190 können zusammengefügt werden und durch jeden passenden Mechanismus aneinander gesichert werden (nicht in 13 und 14 gezeigt). Zum Beispiel können Teile 180 und 190 ineinander verrasten (optional durch sichernde Merkmale, welche in Teil 180 und/oder 190 gegossen sind, unterstützt), können durch externe Mittel zusammengehalten werden (zum Beispiel durch die Verwendung eines oder mehrerer mechanischer Sicherungselemente, wie zum Beispiel Klammern, Clipse, Bänder, etc.), können durch Ultraschallschweißen zusammengehalten werden, usw. Teile 180 und 190 können durch Klebemittel, durch Quellschweißen und dergleichen zusammengeklebt sein, solange die verwendeten Komponenten das Sensierelement 2 nicht unerwünscht beeinträchtigen und/oder solange der Ort des Klebens ausreichend weit von dem Sensierelement 2 entfernt ist, dass das Sensierelement 2 nicht betroffen wird. In einigen besonderen Ausführungsformen können der obere Teil 180 und der untere Teil 190 des Hauptkörpers 100 als eine einzige Klappschaufeleinheit (zum Beispiel miteinander durch ein Gelenkteil, wie zum Beispiel ein Festkörpergelenk, verbunden) bereitgestellt werden, welche derart ausgebildet ist, dass die zwei Teile geschlossen werden können, um das Sensierelement 2 in Position zu sichern und dann wie beschrieben zueinander gesichert werden zu können.
  • Teile 180 und 190 können separat hergestellt sein, zum Beispiel durch Spritzguss. Oder, wenn Teile 180 und 190 ein einzelnes Gerät bilden, welches durch einen gelenkigen Teil verbunden ist, können diese als eine Einheit geformt sein. Eine Vielzahl der hierin beschriebenen Merkmale der Überwachungsvorrichtung 1 können in den Teil 180 und/oder Teil 190 gegossen sein, wie beschrieben.
  • Um die Leistungsfähigkeit von Sensierelement 2 zu verbessern, kann es wünschenswert sein, eine entfernbare Barriereschicht bereitzustellen, so dass Materialien, welche das Sensierelement 2 beeinflussen könnten, nicht in das Sensierelement 2 eindringen, zum Beispiel während der Montage und/oder der Lagerung der Überwachungsvorrichtung 1. Daher kann Barriereschicht 700 bereitgestellt werden, welche teilweise, im Allgemeinen oder komplett das Sensierelement 2 bedeckt. In einigen Ausführungsformen kann Barriereschicht 700 in überlappender Relation mit und/oder in Kontakt mit der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht 240 (wie in der beispielhaften Ausführungsform, welche in 15 gezeigt ist) sein. Jedes Material, welches eine ausreichend geringe Permeabilität für Substanzen aufweist, für welche es erwünscht ist, diese daran zu hindern oder zu verhindern, dass diese in das Sensierelement 2 eindringen (zum Beispiel organische Gase, Dämpfe und/oder Flüssigkeiten), kann benutzt werden, um die Barriereschicht 700 zu bilden. Solche Materialien können nicht poröse (solide) Materialien, wie zum Beispiel ein Polyesterfilm, Polyolefinfilme, wie zum Beispiel Polypropylen, Metallfolien, wie zum Beispiel Aluminiumfolie, metallbeschichtete polymerische Filme und dergleichen beinhalten. Barriereschicht 700 kann derart angeordnet werden, dass sie mindestens Sensierelement 2 überlappt und bevorzugter Weise kann sie sich über die äußeren Kanten des Sensierelements 2 um eine gewünschte Distanz hinaus erstrecken und den Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 kontaktieren, wenn gewünscht (wie in der beispielhaften Anordnung aus 15 gezeigt), um eine umfassendere Isolation des Sensierelements 2 zu erreichen.
  • Es kann vorteilhaft sein, die Barriereschicht 700 derart bereitzustellen, dass es für einen Benutzer leicht ist, zu erkennen, ob die Barriereschicht 700 noch in Position ist oder entfernt wurde. Daher kann Barriereschicht 700 im Gegensatz dazu, transparent zu sein hell koloriert (zum Beispiel durch die Verwendung von Pigmenten oder durch Aufdrucken) sein. In dem Fall, in welchem ein Sensierelement der Art aus 3 benutzt wird (in welchem das Analyt in das Sensierelement 2 von der der Seite, von welcher das Sensierelement 2 optisch abgefragt wird, entgegenliegenden Seite des Sensierelements 2, eindringt), kann es vorteilhaft sein, wenn die Barriereschicht 700 mindestens einen Teil der Hauptoberfläche 101 der Überwachungsvorrichtung 1 für eine verbesserte Sichtbarkeit überlappt. In einigen Ausführungsformen kann Barriereschicht 700 sich derart erstrecken, dass sie mindestens einen Teil 103 des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 bedeckt (zum Beispiel verdunkelt), durch welchen ansonsten Sensierelement 2 sichtbar wäre, wie in der beispielhaften Anordnung aus 16 gezeigt. (In dieser bestimmten Anordnung benötigt Sektion 701 der Barriereschicht 700, welche auf der Außenseite der Überwachungsvorrichtung 1 angebracht ist, keine bestimmten Barriereeigenschaften). Solch eine Anordnung kann die Fähigkeit eines Benutzers erhöhen, zu bestimmen, ob die Barriereschicht 700 noch an ihrer Stelle ist. In solch einer Ausbildung, kann Barriereschicht 700 um eine Außenkante des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 (wie in 16) gewickelt sein; oder ein Schlitz kann bereitgestellt werden, durch welchen Barriereschicht 700 hindurchragen kann.
  • Barriereschicht 700 sollte zum Beispiel durch einen Benutzer entfernbar sein, wenn es gewünscht ist, die Überwachungsvorrichtung 1 zu benutzen. Barriereschicht 700 kann durch physikalische Mittel (zum Beispiel ein elastisches Band, einen Bündelbügel, etc.) an seiner Stelle gehalten werden oder kann unter Verwendung von Kleber (wieder, solange wie solch ein Kleber das Sensierelement 2 nicht unannehmbar beeinflusst) gehalten werden, solange solche Mittel das Entfernen der Barriereschicht 700 erlauben, wenn es gewünscht ist, die Überwachungsvorrichtung 1 zu benutzen.
  • Barriereschicht 700 kann in Kombination mit einigen oder allen der oben genannten Merkmale genutzt werden, beinhaltend Schutzschicht 300, Abstandselement 400, geformten Hauptkörper 100, blickwinkelbeschränkende Ausnehmung 110 und/oder einen Hauptkörper, aufweisend einen oberen Teil 180 und einen unteren Teil 190, von denen einige oder alle zusätzlich in Kombination miteinander verwendet werden können. Insbesondere kann, wenn Schutzschicht 300 vorhanden ist, zum Beispiel in Kontakt mit Analyt-durchlässiger reflektiver Schicht 240, die Barriereschicht 700 in überlappender Relation mit Schutzschicht 300 angeordnet werden, so dass sie die Schutzschicht 300 und Sensierelement 2 isoliert, bis Barriereschicht 700 entfernt wird.
  • Zusätzlich zu oder anstelle von der Verwendung der Barriereschicht 700 kann die Überwachungsvorrichtung 1 in einer wasserundurchlässigen Verpackung (zum Beispiel einem Beutel, welcher aus Metallfolie, metallisiertem Polymerfilm und dergleichen hergestellt ist) verpackt werden, so dass Materialien, welche das Sensierelement 2 beeinflussen könnten, nicht in das Sensierelement 2 eindringen, zum Beispiel während einer Montage und/oder Lagerung der Überwachungsvorrichtung 1.
  • Zusammenfassend wurden in Bezug auf die Anordnung der Überwachungsvorrichtung 1 eine Vielzahl von Merkmalen, Funktionalitäten und Attributen offenbart, welche das Funktionieren des Sensierelements 2 verbessern können. Während diese Merkmale zum besseren Verständnis individuell diskutiert wurden, sollte gesehen werden, dass einige und alle mögliche Kombinationen dieser Elemente durch die Offenbarung hierin umfasst sind. Insbesondere einige oder alle Merkmale, wie zum Beispiel Schutzschichten, Abstandselemente, geformte Überwachungsvorrichtungshauptkörper, Überwachungsvorrichtungshauptkörper mit vorstehenden Teilen, Ausnehmungen zur Kontrolle des Blickwinkels, Hauptkörper, welche obere und untere Teile aufweisen, welche zusammengefügt sind, um das Sensierelement sicher zu halten und/oder Barriereschichten, zum Isolieren des Sensierelements bis es benutzt wird, können gemeinsam entsprechend der Offenbarung hierin benutzt werden.
  • Sensierelement 2 weist die auf Analyt ansprechenden Schicht 230 auf. Die auf Analyt ansprechende Schicht 230 kann aus jedem Material, welches ausreichend durchlässig für einen interessierenden Analyt ist und dessen optische Dicke sich ausreichend ändert, wenn dieses dem Analyt ausgesetzt wird, bestehen, um die gewünschte Funktion des Sensierelements 2, wie hierin beschrieben, zu ermöglichen. In einigen Ausführungsformen weist die auf Analyt ansprechende Schicht ein poröses Material auf. In diesem Zusammenhang bedeutet „porös”, dass das Material interne Poren aufweist, welche mindestens teilweise miteinander verbunden sind. Es können beispielsweise Materialien mit einer durchschnittlichen (Durchschnitts-)Porengröße (wie sie beispielsweise durch sorptionsisotherme Verfahren charakterisiert sind) von weniger als ungefähr 100 nm ausgewählt werden. In einigen Ausführungsformen können Materialien mit einer durchschnittlichen Porengröße von weniger als 20 nm, weniger als ungefähr 10 nm oder weniger als ungefähr 2 nm ausgewählt werden. Schicht 230 kann homogen oder heterogen sein und kann zum Beispiel aus einer oder mehreren anorganischen Komponenten, einer oder mehreren organischen Komponenten oder einer Mixtur von anorganischen und organischen Komponenten gemacht sein. Porosität kann zum Beispiel durch das Formen von Schäumen aus Emulsionsmaterialien großer innerer Phase, durch Karbondioxidschäumen, um eine mikroporöse Struktur zu erzeugen, oder durch Nanophasenseparation von Polymermischungen erreicht werden. Repräsentative anorganische Materialien, welche in Schicht 230 benutzt werden können, beinhalten Metalloxide, Metallnitride, Metalloxinitride und andere anorganische Materialien, welche zu transparenten (und wenn gewünscht porösen) Schichten von geeigneter Dicke geformt werden können, um eine geeignete optische Antwort, wie zum Beispiel eine kalorimetrische Änderung durch optische Interferenzen, zu erzeugen. Zum Beispiel kann Schicht 230 Siliziumoxide, Siliziumnitride, Siliziumoxinitride, Aluminiumoxide, Titanoxide, Titannitride, Titanoxinitride, Zinnoxide, Zirkonoxide, Zeolite oder eine Kombination dieser aufweisen.
  • Poröses Siliziumoxid kann ein besonders wünschenswertes anorganisches Material für die auf Analyt ansprechende Schicht aufgrund seiner Robustheit sein. Poröses Siliziumoxid kann zum Beispiel unter Verwendung einer Sol-Gel-Verarbeitungsroute zubereitet und mit oder ohne ein organisches Templat hergestellt werden. Beispielhafte organische Template beinhalten Tenside, zum Beispiel anionische oder nicht-ionische Tenside, wie zum Beispiel Alkyltrimethylamoniumsalze, Poly(ethylenoxid-co-Propylenoxid)-Blockcopolymere und andere Tenside oder Polymere, welche dem Fachmann offensichtlich sein werden. Die Sol-Gelmischung kann in ein Silikat verwandelt werden und das organische Templat kann entfernt werden, um ein Netzwerk von Poren in dem Siliziumoxid zurückzulassen. Eine Vielzahl von organischen Molekülen kann auch als organisches Templat eingesetzt werden. Zum Beispiel können Zucker, wie zum Beispiel Glukose und Manose als organisches Templat eingesetzt werden, um poröse Silikate zu erzeugen. Organosubstituierte Siloxane oder Organo-bis-Siloxane können in der Sol-Gelkomposition enthalten sein, um die Mikroporen hydrophobischer zu gestalten und die Sorption von Wasserdampf zu begrenzen. Plasmachemische Aufdampfung kann auch verwendet werden, um poröse anorganische auf Analyt ansprechende Materialien zu erzeugen. Diese Methodologie beinhaltet allgemein das Formen von Plasma aus gasförmigen Vorgängern, Absondern des Plasmas auf Substrat, um eine amorphe statistisch kovalente Netzwerkschicht zu bilden und dann das Aufheizen der amorphen kovalenten Netzwerkschicht, um eine poröse amorphe statistische kovalente Netzwerkschicht zu erzeugen. Solche Methoden und Materialien werden in größerem Detail in der internationalen (PCT-)Patentanmeldung US 2008/078281 mit dem Titel „Organisch chemische Sensoren, aufweisend Plasmaabgelagerte mikroporöse Schichten und Verfahren zum Herstellen und Verwenden”, beschrieben, welche hierin zu diesem Zweck durch Referenz beinhaltet ist.
  • In einigen Ausführungsformen besteht die auf Analyt ansprechende Schicht 230 mindestens teilweise aus organischen Silikatmaterialien, welche hierin als Zusammensetzungen definiert sind, welche Hybride sind, welche ein kovalent verknüpftes dreidimensionales Siliziumdioxidnetzwerk (-SI-O-SI-) mit einigen organofunktionalen Gruppen R aufweisen, wobei R eine Kohlenwasserstoff- oder eine hetereoatomsubstituierte Kohlenwassestoffgruppe ist, welche durch mindestens eine SI-C-Verknüpfung an das Silikatnetzwerk gebunden ist. Solche Materialien und Verfahren zu deren Herstellung werden in größerem Detail in der US Provisional Patentanmeldung Serien-Nr. 61/140180 mit dem Titel „Organische chemische Sensoren mit mikroporösem Organosilikatmaterial” beschrieben, welche zu diesem Zweck hierin durch Referenz beinhaltet ist.
  • Repräsentative organische Materialien, welche benutzt werden können, um Schicht 230 zu bilden, beinhalten Polymere, Copolymere (einschließlich Blockcopolymere) und Mixturen der beiden, welche aus Klassen von Monomeren bereitet werden oder zubereitbar sind, einschließlich hydrophobischer Acrylate und Metacrylate, difunktionaler Monomere, Vinylmonomere, Kohlenwasserstoffmonomere (Olefine), Silanmonomere, fluorierte Monomere, hydroxilierte Monomere, Acrylamide, Anhydride, Aldehydfunktionalisierte Monomere, Amin- oder Aminsalzfunktionalisierte Monomere, Saure-funktionalisierte Monomere, Epoxid-funktionalisierte Monomere und Mixturen oder Kombinationen dieser.
  • In einigen Ausführungsformen ist die auf Analyt ansprechende Schicht 230 mindestens teilweise aus Komponenten hergestellt, welche aus der Familie von Materialien ausgewählt sind, welche sogenannte „Polymere intrinischer Mikroporosität” (hiernach PIMs genannt) aufweist. Polymere in dieser Familie werden beschrieben und charakterisiert zum Beispiel in „Polymers of Intrinsic Microporosity (PIMs): Robust, Solution-Processable, Organic Microporous Materials", Bud et al., Chem. Commun., 2004, S. 230–231; in „Polymers of intrinsic Microporoity (PIMs)" McKeown et al., Ken. Oy. J., 2005, 11 No. 9, 2610–2620; in der US Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 2006/0246273 An McKeown et al.; und in der Veröffentlichung PCT-Patentanmeldung Nr. WO 2005/012397 A2 An McKeown et al., welche zu diesem Zweck hierin alle durch Referenz beinhaltet sind.
  • PIMs können über die Verwendung einer Kombination von Monomeren formuliert werden, welche zu einem sehr steifen Polymer führen, in welchem ausreichend strukturelle Merkmale beinhaltet sind, um eine verzerrte Struktur zu induzieren. In einigen Ausführungsformen können PIMs organische Makromoleküle aufweisen, welche allgemein planarer Art und durch steife Linker verbunden sind, wobei die steifen Linker einen Drehpunkt (point of contorsion) aufweisen, so dass zwei benachbarte planare Spezies, welche durch den Linker verbunden sind, in nicht co-planarer Ausrichtung gehalten werden. In weiteren Ausführungsformen können solche Materialien organische Makromoleküle aufweisen, welche aus ersten allgemein planaren Spezies bestehen, welche durch steife Linker hauptsächlich an eine maximale Anzahl von zwei weiteren ersten Spezies angebunden sind, wobei die steifen Linker einen Drehpunkt (point of contorsion) aufweisen, so dass zwei benachbarte planare Spezies, welche durch den Linker verbunden sind, in einer nicht co-planaren Ausrichtung gehalten werden. In einigen Ausführungsformen kann so ein Drehpunkt eine Spirogruppe aufweisen, eine verbrückte Ringgruppierung oder eine sterisch überfüllte kovalente Einfachbindung aufweisen, um welche die Rotation beschränkt ist.
  • In einem Polymer mit solch einer steifen und verdrehten Struktur können sich die Polymerketten nicht effektiv zusammenpacken, daher weist das Polymer eine intrinsische Mikroporosität auf. Daher haben PIMs den Vorteil, eine Mikroporosität aufzuweisen, welche nicht deutlich abhängig von der thermischen Geschichte des Materials ist. PIMs können daher Vorteile in Bezug auf die reproduzierbare Herstellung in hohen Mengen bieten, und in Bezug darauf, keine Eigenschaften aufzuweisen, welche sich durch Alterung, Lagerung, etc. verändern.
  • Für viele Anwendungen kann die auf Analyt ansprechende Schicht 230 hydrophobisch sein. Dies kann die Wahrscheinlichkeit verringern, dass Wasserdampf (oder flüssiges Wasser) eine Veränderung in der Antwort der Schicht 230 hervorruft und die Erkennung eines Analyts, zum Beispiel der Erkennung von organisch-löslichen Dämpfen, behindert.
  • Weitere Details und Attribute geeigneter Materialien, welche für die auf Analyt ansprechende Schicht 230 nützlich sind, und Methoden der Herstellung der Schicht 230 aus solchen Materialien, werden zum Beispiel in der publizierten US-Patentanmeldung Nr. 2008/0063874 beschrieben, welche zu diesem Zweck hierin durch Referenz beinhaltet ist.
  • Sensierelement 2 weist eine reflektive Schicht 240 auf. In einigen Ausführungsformen kann die reflektive Schicht 240 auf der Oberfläche einer vorher geformten auf Analyt ansprechenden Schicht 230 abgelagert (zum Beispiel durch unterschiedliche hierin beschriebene Verfahren) werden; oder die reflektive Schicht 240 kann auf Substrat 210 abgelagert werden, wobei die auf Analyt ansprechende Schicht 230 dann auf die reflektive Schicht 240 abgelagert wird.
  • Reflektive Schicht 240 kann jedes beliebige geeignete Material aufweisen, das eine ausreichende Reflektivität bieten kann. Geeignete Materialien für die reflektive Schicht können Metalle oder Halbmetalle, wie zum Beispiel Aluminium, Chrom, Gold, Nickel, Silizium und Silber beinhalten. Andere geeignete Materialien, welche in der reflektiven Schicht beinhaltet sein können, beinhalten Metalloxide, zum Beispiel Chromoxid und Titanoxid. In einigen Ausführungsformen kann die reflektive Schicht bei einer Wellenlänge von ungefähr 500 nm mindestens zu 90% reflektiv (das heißt maximal zu 10% transmissiv) und in einigen Ausführungsformen ungefähr 99% reflektiv (das heißt ungefähr 1% transmissiv) sein.
  • In einigen Ausführungsformen (zum Beispiel beinhaltend die der Anordnung aus 3) kann die reflektive Schicht 240 vorteilhafter Weise durchlässig für ein interessierendes Analyt sein. Dies kann dadurch bereitgestellt werden, dass zum Beispiel die reflektive Schicht 240 aus Metallnanopartikeln geformt wird, welche in einer Morphologie angeordnet sind, welche einem Stapel von Kanonenkugeln oder Murmeln ähnelt und durch welchen der Analyt durchdringen kann, um die auf Analyt ansprechende Schicht 230 zu erreichen und in diese einzudringen.
  • Eine Vielzahl von Metallnanopartikeln kann verwendet werden. Repräsentative Metalle beinhalten Silber, Nickel, Gold, Platin und Palladium und Legierungen, welche irgendeines der vorangehenden beinhalten. Metalle, welche zur Oxidation neigen, wenn sie in Form von Nanopartikeln vorliegen (zum Beispiel Aluminium) können verwendet werden, aber bevorzugter Weise würden sie zugunsten von weniger luftsensitiven Metallen vermieden werden. Die Metallnanopartikel können monolithisch sein oder können eine Schichtstruktur aufweisen (zum Beispiel eine Kern-Schalenstruktur, wie zum Beispiel eine Ag/Pd-Struktur). Die Nanopartikel können zum Beispiel einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von ungefähr 1 bis ungefähr 100, ungefähr 3 bis ungefähr 50 oder ungefähr 5 bis ungefähr 30 Nanometern haben. Die Gesamtdicke der Metallnanopartikelschicht kann zum Beispiel weniger als ungefähr 200 Nanometer oder weniger als ungefähr 100 Nanometer sein, und die minimale Schichtdicke kann zum Beispiel mindestens ungefähr 5 Nanometer, mindestens ungefähr 10 Nanometer oder mindestens ungefähr 20 Nanometer sein. Auch wenn Nanopartikel mit größerem Durchmesser verwendet werden können, um eine Monoschicht zu erzeugen, wird die Nanopartikelschicht typischerweise einige Nanopartikel dick, zum Beispiel mindestens 2 oder mehr, 3 oder mehr, 4 oder mehr, oder 5 oder mehr Nanopartikel dick sein, und eine Gesamtdicke von bis zu 5, bis zu 10, bis zu 20 oder bis zu 50 Nanopartikeln haben. Die reflektive Metallnanopartikelschicht kann zum Beispiel eine Reflektanz von mindestens ungefähr 40%, mindestens ungefähr 50% oder mindestens ungefähr 60% bei 500 Nanometern haben. In einigen Ausführungsformen kann die reflektive Metallnanopartikelschicht eine Reflektanz von mindestens ungefähr 80%, von mindestens ungefähr 90% oder von ungefähr 99% bei einer Wellenlänge von ungefähr 500 Nanometern haben.
  • Lösungen oder Suspensionen geeigneter Metallnanopartikel sind von unterschiedlichen Lieferanten verfügbar, einschließlich Inkjet Silver Conductor Inc. AG-IJ-G-100-S1 (von Cabot Printable Electronics and Displays); SILVER JET.TM.DGH 50 und DGP 50 Tinte (von Advanced Nano Products); SVW001, SVW102, SVE001, SVE102, NP1001, NP1020, MP1021, MP1050 und MP1051 Tinten von Nippon Paint (Amerika); METALLON.TM.FS-066 und JS-011 Tinten von Novacentrics Corp. und NP Series Nanopartikelpaste von Harima Chemicals, Inc. Die Metallnanopartikel können in einer Reihe von Trägern, einschließlich Wasser und organische Lösungsmittel gelöst sein. Die Nanopartikel können auch in einem polymerisierbaren monomerischen Bindemittel gelöst sein, aber wünschenswerter Weise wird ein solches Bindemittel von der aufgebrachten Beschichtung entfernt (unter Verwendung zum Beispiel von Lösungsmittelextraktion oder Sintering), so dass eine durchlässige Nanopartikelschicht bereitgestellt wird.
  • Schicht 240 kann durch Aufbringen einer verdünnten Beschichtungslösung oder Suspension von Metallnanopartikeln auf eine auf Analyt ansprechende Schicht 230 und durch das der Lösung oder Suspension Erlauben zu trocknen, um eine durchlässige reflektive Schicht 240 zu formen, geformt werden. Das Niveau der Verdünnung kann zum Beispiel so sein, dass eine Beschichtungslösung oder Suspension bereitgestellt wird, welche eine geeignete flüssigkeits- oder dampfdurchlässige Metallnanopartikelschicht bereitstellen wird, zum Beispiel Soliditätsniveaus kleiner als 30 Gew.%, kleiner als 20 Gew.%, kleiner als 10 Gew.%, kleiner als 5% oder kleiner als 4%. Durch Verdünnen eines kommerziellen Metallnanopartikelprodukts im Auslieferungszustand mit zusätzlichen Lösungsmitteln und durch Aufbringen und Trocknen der verdünnten Lösung oder Suspension kann eine nennenswert dünne, flüssigkeits- oder dampfdurchlässige Schicht erhalten werden. Eine Vielzahl von Beschichtungstechniken kann angewendet werden, um die Metallnanopartikellösung oder Suspension aufzubringen, einschließlich Auftupfen (swabbing), Tauchbeschichten, Rollbeschichten, Zentrifugalbeschichten, Sprühbeschichten, Dicoating, Inkjetcoating, Siebdruck(Rotationssiebdruck), Tiefdruck, flexibles Drucken (flexible Printing) und anderen Techniken, welche dem Fachmann bekannt sein werden. zentrifugalbeschichten kann eine dünnere, durchlässigere Beschichtung bereitstellen, als durch andere Verfahren erhalten werden kann. Entsprechend können einige Silbernanopartikelsuspensionen, welche mit niedrigen Soliditätsniveaus verfügbar sind (wie zum Beispiel 5 Gew.% SVW001 Silber von Nippon Paint oder 10 Gew.% SILBERJET DGH-50 oder DGP-50 von Advanced Nanoproducts), in dem Auslieferzustand ohne weitere Verdünnung benutzbar sein, wenn Zentrifugalbeschichtung bei einer geeigneten hohen Geschwindigkeit und Temperatur auf einem geeigneten Substrat angewendet wird. Die Metallnanopartikelschicht kann gesintert werden, nachdem sie aufgetragen wurde (zum Beispiel durch Erhitzen bei ungefähr 125 bis ungefähr 250°C für ungefähr 10 Minuten bis ungefähr einer Stunde), solange das Sintern keinen Verlust der geeigneten Permeabilität verursacht. Es wird verstanden werden, dass die resultierende reflektive Schicht keine leicht identifizierbaren Nanopartikel mehr aufweisen kann, aber sie als reflektive Nanopartikelschicht bezeichnet werden kann, um die Art und Weise, auf welche sie hergestellt wurde, zu identifizieren.
  • Weitere Details und Attribute geeigneter Analyt-durchlässiger für die reflektive Schicht 240 geeigneter Materialien, insbesondere Metallnanopartikelmaterialien, werden in der veröffentlichten US-Patentanmeldung Nr. 2008/0063874 beschrieben, welche zu diesem Zweck hierin durch Referenz beinhaltet ist.
  • Sensierelement 2 weist eine semi-reflektive Schicht 220 auf. In einigen Ausführungsformen kann die semi-reflektive Schicht 220 auf der Oberfläche einer vorher geformten auf Analyt ansprechenden Schicht 230 abgelagert werden (zum Beispiel durch mehrere hierin beschriebene Methoden); oder die semi-reflektive Schicht 220 kann auf Substrat 210 abgelagert werden, wobei die auf Analyt ansprechende Schicht 230 dann auf der semi-reflektiven Schicht 220 abgelagert wird.
  • Die semi-reflektive Schicht 220 weist per Definition eine niedrigere Reflektivität auf, als dies die reflektive Schicht 240 tut, so dass die hierin beschriebene optische Abfrage des Sensierelement 2 durchgeführt werden kann. Die semi-reflektive Schicht 220 kann jedes geeignete Material aufweisen, das eine geeignete Semi-Reflektivität aufweisen kann (zum Beispiel bei einer geeigneten Dicke). Geeignete Materialien können Metalle oder Halbmetalle, wie zum Beispiel Aluminium, Chrom, Gold, Nickel, Silizium, und Silber beinhalten. Andere geeignete Materialien können Metalloxide, wie zum Beispiel Chromoxid und Titanoxid beinhalten.
  • In einigen Ausführungsformen kann die semi-reflektive Schicht 220 bei einer Wellenlänge von ungefähr 500 Nanometern ungefähr 30 bis ungefähr 70% reflektiv oder von ungefähr 40 bis 60% reflektiv sein.
  • In einigen Ausführungsformen (zum Beispiel von der Art, welche die Anordnung aus 2 aufweisen) kann die semi-reflektive Schicht 220 vorteilhafter Weise für einen interessierenden Analyt durchlässig sein. Daher kann es in diesem Fall bevorzugt werden, die semi-reflektive Schicht 220 in einer geeigneten Dicke bereitzustellen, so dass eine geeignete Reflektivität bereitgestellt wird, während dem Analyt ermöglicht wird, durch die semi-reflektive Schicht 220 hindurch zu dringen, um die auf Analyt ansprechende Schicht 230 zu erreichen und in diese einzudringen. In einigen Fällen kann eine Dicke in dem allgemeinen Bereich von 5 Nanometern gewünscht sein (zum Beispiel wenn die semi-reflektive Schicht 220 durch eine Aufdampfung abgesondert wird, um eine Metallschicht zu bilden). Spezifische gewünschte Dicken werden von dem Material, welches benutzt wird, um die Schicht zu formen, von dem Analyt, welcher erkannt werden soll, abhängen und können so wie notwendig angepasst werden.
  • Die semi-reflektive Schicht 220 und die reflektive Schicht 240 können aus ähnlichen oder den gleichen Materialien hergestellt sein (zum Beispiel abgelagert bei unterschiedlichen Dicken oder Beschichtungsgewichten, so dass ihnen die gewünschten Unterschiede in der Reflektivität verliehen werden). Semi-reflektive Schicht 220 und reflektive Schicht 240 können kontinuierlich oder diskontinuierlich sein, solange die Eigenschaften der Reflektivität und Permeabilität, welche für eine bestimmte Anwendung gewünscht sind, bereitgestellt werden. Weitere Details für geeignete semi-reflektive Schichten und reflektive Schichten, deren Eigenschaften und Verfahren zu deren Herstellung werden zum Beispiel in der veröffentlichten US-Patentanmeldung 2008/0063874 beschrieben, welche zu diesem Zweck hierin durch Referenz beinhaltet ist.
  • Optional kann in einigen Ausführungsformen Substrat 210 vorhanden sein. (In einigen Ausführungsformen kann Substrat 210 als Hauptkörper 100 der Überwachungsvorrichtung 1 dienen oder einen Teil davon bilden). Wenn vorhanden kann Substrat 210 aus jedem geeigneten Material (zum Beispiel Glas, Plastik, etc.) bestehen, welches dazu in der Lage ist, einen geeigneten Träger für den mehrschichtigen optischen Sensor bereitzustellen. In Ausführungsformen, in welchen Licht durch das Substrat 210 hindurchdringt, sollte Substrat 210 eine ausreichende Transparenz bei der interessierenden Wellenlänge aufweisen.
  • In einigen Ausführungsformen (zum Beispiel wie in 9 gezeigt) kann das Sensierelement 2 nicht planar, zum Beispiel gebogen sein. In solchen Fällen kann das Substrat 210 flexibel, biegbar oder faltbar sein. Solch eine Biegung des Sensierelements 2 kann zum Beispiel die Fähigkeit eines Benutzers erhöhen, das Sensierelement 2 aus einem optimalen Blickwinkel zu sehen und/oder es einem Benutzer erlauben, den Sensor aus einer größeren Anzahl von Betrachtungswinkeln mit einer minimalen Veränderung der Farbe zu betrachten.
  • In einigen Ausführungsformen kann eine nicht entfernbare Maskierungsschicht vorgesehen werden, um einen Teil des Sensierelements 2 vor einem dem Analyt Augesetzwerden zu schützen. Solch eine Maskierungsschicht kann zum Beispiel direkt auf die reflektive Schicht 240 aufgebracht (zum Beispiel beschichtet) werden oder kann an die reflektive Schicht 240 über eine Klebeschicht oder andere klebende Schichten gebunden werden. Solch eine maskierende Schicht kann den maskierten Teil des Sensierelements 2 relativ unansprechend auf den Analyt machen. In solche einem Fall kann das Sensierelement im Falle des dem Analyt Ausgesetztseins ein Signal in Form eines Musters (zum Beispiel eines umgekehrten Musters der Maskierungsschicht auf der semi-reflektiven Schicht) anzeigen. Das Signalmuster kann jede gewünschte Konfiguration aufweisen. In einigen Ausführungsformen können unterschiedliche Sensierelemente 2 bereitgestellt werden, wobei mindestens eines eine Maskierungsschicht aufweist und mindestens eines keine Maskierungsschicht aufweist.
  • Die Überwachungsvorrichtung 1, mindestens ein Sensierelement 2 aufweisend, kann dazu verwendet werden, einen oder mehrere interessierende organische Analyte zu detektieren. Typischerweise werden solche Analyte organische Dämpfe und/oder Gase (zum Beispiel flüchtige organische Verbindungen) aufweisen, welche in Luft, welche überwacht werden soll, vorhanden sein können. Repräsentative organische Analyte können substituierte oder nicht-substituierte Kohlenstoffverbindungen, einschließlich Alkane, Cycloalkane, aromatische Verbindungen, Alkohole, Ether, Ester, Ketone, Halogenkohlenwasserstoffe, Amine, organische Säuren, Cyanate, Nitrate und Nitrile, zum Beispiel n-Octan, Cyclohexan, Methylethylketon, Aceton, Ethylacetat, Kohlenstoffdisulfide, Kohlenstofftetrachlorid, Benzeol, Toluol, Styrol, Xylol, Methylchloroform, Tetrahydrofuran, Methanol, Ethanol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, t-Butylalkohol, 2-Ethoxiethanol, Essigsäure, 2-Aminopyridin, Ethylenglycolmonomethylether, Toluene-2,4-Diisocyanat, Nitromethan, Acetonitril, und dergleichen aufweisen.
  • Vor der Verwendung ist das Sensierelement 2 typischerweise im wesentlichen frei des interessierenden Analyts. Wenn kein interessierender Analyt detektiert wird, kann das Sensierelement 2 typischerweise eine erste Farbe anzeigen oder kann relativ farblos erscheinen. Beim Detektieren eines Analyts, kann das Sensierelement 2 zum Beispiel einen Farbwechsel, von einer ersten Farbe zu einer zweiten Farbe, unterlaufen, welche unterschiedlich zu der ersten Farbe ist, oder kann einen Farbwechsel von einer ersten Farbe zu einem farblosen Zustand unterlaufen oder kann einen Farbwechsel von einem farblosen Zustand zu einem farbbeinhaltenden Zustand durchlaufen.
  • Die optische Antwort, welche durch das Sensierelement 2 dargestellt wird, ist typischerweise in dem sichtbaren Lichtband beobachtbar und kann durch das menschliche Auge detektier werden. Jedoch kann in einigen Ausführungsformen das Sensierelement 2 derart gestaltet werden, um auf Eingangsstrahlung zu reagieren und/oder eine Änderung in der reflektierten Strahlung in anderen Wellenlängen, wie zum Beispiel UV, Infrarot oder Nah-Infrarot zu zeigen. Während eine optische Abfrage durch visuelle Inspektion durchgeführt werden kann (zum Beispiel durch eine Person), können in einigen Ausführungsformen andere Abfragemethoden verwendet werden, zum Beispiel eine externe Abfragevorrichtung, wie zum Beispiel ein Spektrophotometer, einen Photodetektor, eine ladungsgekoppelte Vorrichtung, eine Photodiode, eine Digitalkamera und dergleichen.
  • In einigen Ausführungsformen können zwei oder mehrere Sensierelemente 2 auf einer Überwachungsvorrichtung 1 bereitgestellt werden, so dass diese ein Array bilden. Das Array kann in jeder geeigneten Konfiguration sein. Zum Beispiel kann ein Array zwei oder mehr Sensierlemente nebeneinander aufweisen oder Sensierlemente können an gegenüberliegenden Seiten des Hauptkörpers 100 der Überwachungsvorrichtung 1 angebracht sein oder an diesen konstruiert sein. Die sensierenden Elemente in einem gegebenen Array können derselben Art sein oder können unterschiedlich sein. Solche Arrays können es zum Beispiel ermöglichen, eine vergrößerte Bandbreite von Analytkonzentrationen zu überwachen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Sensierelement 2 nicht-quantitative Indikationen (zum Beispiel ob ein interessierender Analyt, zum Beispiel über einer bestimmten Konzentration, vorhanden ist) bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann das Sensierelement 2 semi-quantitative und/oder quantitative Informationen (zum Beispiel eine Abschätzung oder Anzeige der Konzentration des Analyts in der Luft, welche überwacht wird) bereitstellen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Sensierelement 2 eine kumulative Anzeige (das heißt eine integrierte Anzeige, welche sich aus der Konzentration des Analyts in der überwachten Luft über eine Zeitperiode, welche bis zu ein paar Stunden betragen kann, ergibt) bereitstellen. In einigen anderen Ausführungsformen kann das Sensierelement 2 „Echtzeit” Ablesungen bereitstellen, welche durch die momentane (zum Beispiel über eine Periode von wenigen Minuten oder weniger) Konzentration des Analyts in der Luft hervorgerufen werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Sensierelement 2 reversible Anzeigen bereitstellen, so dass, wenn die Konzentration des Analyts in der Luft von einem vorhergehenden hohen Level ausgehend reduziert wird, das Sensierelement 2 zu einem Zustand zurückwechseln kann, welcher kennzeichnend für ein niedrigeres Level von Analyt ist.
  • Wie erwähnt kann das Sensierelement 2 unter Verwendung von Umgebungslicht funktionieren und benötigt keine interne oder externe Stromquelle, um zu funktionieren.
  • Es wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass die spezifischen beispielhaften Strukturen, Merkmale, Details, Ausbildungen, etc., welche hierin offenbart sind, in vielfältigen Ausführungsformen modifiziert und/oder kombiniert werden können. Alle solche Variationen und Kombinationen werden von den Erfindern als innerhalb des Geltungsbereichs der angedachten Erfindung liegend angesehen. Daher sollte der Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf die spezifischen illustrativen Strukturen, welche hierin beschrieben sind, eingeschränkt werden, sondern eher durch die Strukturen, welche durch die Sprache der Ansprüche beschrieben sind, und in deren Äquivalenten. Insofern ein Konflikt oder ein Unterschied zwischen dieser Spezifikation und der Offenbarung in irgendeinem Dokument besteht, welches durch Bezugnahme hierin beinhaltet ist, gilt diese Spezifikation.
  • Weitere Ausführungsformen
    • 1. Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft, aufweisend: einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semireflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist, wobei das Sensierelement derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, die Analyt-durchlässige Schicht zu der Befestigungsoberfläche hin zeigt, und wobei die Überwachungsvorrichtung mindestens ein Abstandselement aufweist, welches derart angeordnet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, mindestens ein Teil mindestens eines Abstandselements mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt steht und verhindert, dass das Sensierelement mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt kommt.
    • 2. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei das Abstandselement ein poröses, Analyt-durchlässiges Material aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, mindestens ein Teil des porösen Materials zwischen mindestens einem Teil des Hauptkörpers der Überwachungsvorrichtung und der Befestigungsoberfläche angeordnet ist.
    • 3. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei das Abstandselement eine Schicht poröses, Analyt-durchlässiges Material aufweist, welches benachbart zu mindestens einem Teil der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht angeordnet ist.
    • 4. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei das Abstandselement mindestens einen Vorsprung aufweist, von welchem mindestens ein Teil an der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht des Sensierelements vorbei aus dem Hauptkörper hervorsteht.
    • 5. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 4, wobei der Hauptkörper einen Umfang aufweist und wobei der mindestens eine Vorsprung mindestens eine Kante aufweist, von welcher mindestens ein Teil an der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht des Sensierelements vorbei aus dem Hauptkörper hervorsteht und sich mindestens teilweise über den Umfang des Hauptkörpers hinaus erstreckt und welche mindestens eine Öffnung aufweist, welche es Luft ermöglicht, in das Sensierelement einzudringen.
    • 6. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 4, wobei der mindestens eine Vorsprung mindestens eine Pfosten aufweist, von welchem mindestens ein Teil an der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht des Sensierelements vorbei aus dem Hauptkörper hervorsteht.
    • 7. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei der Hauptkörper einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche einander angepasst sind und aneinander befestigt sind, um das Sensierelement auf dem Hauptkörper an seinem Platz zu halten.
    • 8. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei der Hauptkörper eine Ausnehmung aufweist, in welcher das Sensierelement positioniert ist und welche Seitenwände aufweist, welche dazu dienen, den Winkel zu begrenzen, in welchem das Sensierelement von einem Benutzer betrachtet werden kann.
    • 9. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 1, wobei die Überwachungsvorrichtung eine Vorrichtung aufweist, welche von einer Person getragen wird, und wobei die Befestigungsoberfläche einen Teil des Körpers oder der Kleidung einer Person aufweist.
    • 10. Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft, aufweisend: einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semireflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist, wobei das Sensierelement derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, die Analyt-durchlässige reflektive Schicht zu der Befestigungsoberfläche zeigt, und wobei die Überwachungseinrichtung mindestens eine Schutzschicht aufweist, welche zu der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht benachbart ist und welche für Gase und Dämpfe durchlässig ist, aber welche im Wesentlichen den Durchfluss von Flüssigkeit verhindert.
    • 11. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 10, wobei die Schutzschicht eine Schicht aus porösem Material aufweist.
    • 12. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 10, wobei die Überwachungsvorrichtung ferner mindestens ein Abstandselement aufweist, welches derart angeordnet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, mindestens ein Teil mindestens eines Abstandselements die Befestigungsoberfläche berührt und verhindert, dass das Sensierelement mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt gerät.
    • 13. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 10, wobei der Hauptkörper einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche einander angepasst sind und aneinander befestigt sind, um das Sensierelement auf dem Hauptkörper an seinem Platz zu halten.
    • 14. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 10, wobei der Hauptkörper eine Ausnehmung aufweist, in welcher das Sensierelement positioniert ist und welche Seitenwände aufweist, welche dazu dienen, den Winkel zu begrenzen, in welchem das Sensierelement von einem Benutzer betrachtet werden kann.
    • 15. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 10, wobei der Hauptkörper eine nicht-planare Form und einen inneren Teil aufweist, und wobei das Sensierelement in dem inneren Teil des Hauptkörpers angeordnet ist.
    • 16. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 10, wobei der Hauptkörper einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche derart ausgebildet sind, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, der erste Teil benachbart zu der Befestigungsoberfläche angeordnet ist und der zweite Teil sich von dem ersten Teil nach außen in einer Richtung entgegengesetzt der Befestigungsoberfläche erstreckt, und wobei das Sensierelement auf dem zweiten Teil des Hauptkörpers der Überwachungsvorrichtung angeordnet ist.
    • 17. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 10, wobei die Überwachungsvorrichtung eine Vorrichtung aufweist, welche von einer Person getragen wird, und wobei die Befestigungsoberfläche einen Teil des Körpers oder der Kleidung einer Person aufweist.
    • 18. Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Luft, aufweisend: einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semireflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist, wobei die Überwachungsvorrichtung eine entfernbare Barriereschicht aufweist, welche mindestens benachbart zu und in überlappender Relation mit der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht des Sensierelements ist und welche im Wesentlichen den Durchfluss von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten in das Sensierelement verhindert.
    • 19. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 18, wobei das Sensierelement Kanten aufweist, und wobei die entfernbare Barriereschicht sich im Wesentlichen über die Kanten des Sensierelements hinaus erstreckt.
    • 20. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 18, wobei der Hauptkörper einen Licht-durchlässigen Teil aufweist, welcher in überlappender Relation zu der semireflektive Schicht des Sensierelements steht, und wobei ein Teil der entfernbaren Barriereschicht benachbart zu mindestens einem Teil des Teils des Hauptkörpers angeordnet ist, welcher in überlappender Relation zu der semireflektiven Schicht des Sensierelements steht.
    • 21. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 18, wobei die Überwachungsvorrichtung ferner mindestens ein Abstandselement aufweist, welches derart angeordnet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, mindestens ein Teil mindestens eines Abstandselements die Befestigungsoberfläche berührt und verhindert, dass das Sensierelement mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt gerät.
    • 22. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 18, wobei der Hauptkörper einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche einander angepasst sind und aneinander befestigt sind, um das Sensierelement auf dem Hauptkörper an seinem Platz zu halten.
    • 23. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 18, wobei der Hauptkörper eine Ausnehmung aufweist, in welcher das Sensierelement positioniert ist und welche Seitenwände aufweist, welche dazu dienen, den Winkel zu begrenzen, in welchem das Sensierelement von einem Benutzer betrachtet werden kann.
    • 24. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 18, wobei der Hauptkörper eine nicht-planare Form und einen inneren Teil aufweist, und wobei das Sensierelement in dem inneren Teil des Hauptkörpers angeordnet ist.
    • 25. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 18, wobei der Hauptkörper einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche derart ausgebildet sind, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, der erste Teil benachbart zu der Befestigungsoberfläche angeordnet ist und der zweite Teil sich von dem ersten Teil nach außen in einer Richtung entgegengesetzt der Befestigungsoberfläche erstreckt, und wobei das Sensierelement auf dem zweiten Teil des Hauptkörpers der Überwachungsvorrichtung angeordnet ist.
    • 26. Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft, aufweisend: einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semireflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist, wobei die Analyt-durchlässige reflektive Schicht von dem Hauptkörper wegzeigt und die semireflektive Schicht zu dem Hauptkörper hinzeigt und in überlappender Relation mit einem Bereich des Hauptkörpers steht, welcher lichtdurchlässig ist.
    • 27. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 26, wobei der lichtdurchlässige Bereich einen Bereich des Hauptkörpers aufweist, welcher aus transparentem Material besteht.
    • 28. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 27, wobei der lichtdurchlässige Bereich eine Öffnung in dem Hauptkörper aufweist, und wobei das Sensierelement ferner aufweist ein transparentes Substrat, welches benachbart zu der semireflektiven Schicht ist und welches zu der Öffnung in dem Hauptkörper hin zeigt.
    • 29. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 26, wobei die Überwachungsvorrichtung ferner mindestens ein Abstandselement aufweist, welches derart angeordnet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, mindestens ein Teil mindestens eines Abstandselements die Befestigungsoberfläche berührt und verhindert, dass das Sensierelement mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt gerät.
    • 30. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 26, wobei der Hauptkörper einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche einander angepasst sind und aneinander befestigt sind, um das Sensierelement auf dem Hauptkörper an seinem Platz zu halten.
    • 31. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 26, wobei der Hauptkörper eine Ausnehmung aufweist, in welcher das Sensierelement positioniert ist und welche Seitenwände aufweist, welche dazu dienen, den Winkel zu begrenzen, in welchem das Sensierelement von einem Benutzer betrachtet werden kann.
    • 32. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 26, wobei der Hauptkörper eine nicht-planare Form und einen inneren Teil aufweist, und wobei das Sensierelement in dem inneren Teil des Hauptkörpers angeordnet ist.
    • 33. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 26, wobei der Hauptkörper einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche derart ausgebildet sind, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, der erste Teil benachbart zu der Befestigungsoberfläche angeordnet ist und der zweite Teil sich von dem ersten Teil nach außen in einer Richtung entgegengesetzt der Befestigungsoberfläche erstreckt, und wobei das Sensierelement auf dem zweiten Teil des Hauptkörpers der Überwachungsvorrichtung angeordnet ist.
    • 34. Überwachungsvorrichtung nach Ausführungsform 26, wobei die Überwachungseinrichtung mindestens eine Schutzschicht aufweist, welche zu der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht benachbart ist und welche für Gase und Dämpfe durchlässig ist, aber welche im Wesentlichen den Durchfluss von Flüssigkeiten verhindert.
    • 35. Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft, aufweisend: einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine reflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige semireflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist, wobei das Sensierelement derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, die Analyt-durchlässige semireflektive Schicht von der Befestigungsoberfläche weg zeigt, wobei die Überwachungsvorrichtung eine entfernbare Barriereschicht aufweist, welche mindestens benachbart zu und in überlappender Relation mit der Analyt-durchlässigen semireflektiven Schicht des Sensierelements ist und welche im Wesentlichen den Durchfluss von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten in das Sensierelement verhindert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2005/012397 A2 [0089]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • „Polymers of Intrinsic Microporosity (PIMs): Robust, Solution-Processable, Organic Microporous Materials”, Bud et al., Chem. Commun., 2004, S. 230–231 [0089]
    • „Polymers of intrinsic Microporoity (PIMs)” McKeown et al., Ken. Oy. J., 2005, 11 No. 9, 2610–2620 [0089]

Claims (14)

  1. Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft, aufweisend: einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semireflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist, wobei das Sensierelement derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, die Analyt-durchlässige Schicht zu der Befestigungsoberfläche hin zeigt, und wobei die Überwachungsvorrichtung mindestens ein Abstandselement aufweist, welches derart angeordnet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, mindestens ein Teil mindestens eines Abstandselements mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt steht und verhindert, dass das Sensierelement mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt kommt.
  2. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abstandselement ein poröses, Analyt-durchlässiges Material aufweist, welches derart ausgebildet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, mindestens ein Teil des porösen Materials zwischen mindestens einem Teil des Hauptkörpers der Überwachungsvorrichtung und der Befestigungsoberfläche angeordnet ist.
  3. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Abstandselement eine Schicht poröses, Analyt-durchlässiges Material aufweist, welches benachbart zu mindestens einem Teil der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht angeordnet ist.
  4. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Hauptkörper einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche einander angepasst sind und aneinander befestigt sind, um das Sensierelement auf dem Hauptkörper an seinem Platz zu halten.
  5. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Hauptkörper eine Ausnehmung aufweist, in welcher das Sensierelement positioniert ist und welche Seitenwände aufweist, welche dazu dienen, den Winkel zu begrenzen, in welchem das Sensierelement von einem Benutzer betrachtet werden kann.
  6. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überwachungsvorrichtung eine Vorrichtung aufweist, welche von einer Person getragen wird, und wobei die Befestigungsoberfläche einen Teil des Körpers oder der Kleidung einer Person aufweist.
  7. Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Luft, aufweisend: einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semireflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist, wobei die Überwachungsvorrichtung eine entfernbare Barriereschicht aufweist, welche mindestens benachbart zu und in überlappender Relation mit der Analyt-durchlässigen reflektiven Schicht des Sensierelements ist und welche im Wesentlichen den Durchfluss von Gasen, Dämpfen und Flüssigkeiten in das Sensierelement verhindert.
  8. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Hauptkörper einen Licht-durchlässigen Teil aufweist, welcher in überlappender Relation zu der semireflektive Schicht des Sensierelements steht, und wobei ein Teil der entfernbaren Barriereschicht benachbart zu mindestens einem Teil des Teils des Hauptkörpers angeordnet ist, welcher in überlappender Relation zu der semireflektiven Schicht des Sensierelements steht.
  9. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Überwachungsvorrichtung ferner mindestens ein Abstandselement aufweist, welches derart angeordnet ist, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, mindestens ein Teil mindestens eines Abstandselements die Befestigungsoberfläche berührt und verhindert, dass das Sensierelement mit der Befestigungsoberfläche in Kontakt gerät.
  10. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Hauptkörper eine Ausnehmung aufweist, in welcher das Sensierelement positioniert ist und welche Seitenwände aufweist, welche dazu dienen, den Winkel zu begrenzen, in welchem das Sensierelement von einem Benutzer betrachtet werden kann.
  11. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Hauptkörper einen ersten Teil und einen zweiten Teil aufweist, welche derart ausgebildet sind, dass, wenn die Überwachungsvorrichtung zu einer Befestigungsoberfläche benachbart angeordnet ist, der erste Teil benachbart zu der Befestigungsoberfläche angeordnet ist und der zweite Teil sich von dem ersten Teil nach außen in einer Richtung entgegengesetzt der Befestigungsoberfläche erstreckt, und wobei das Sensierelement auf dem zweiten Teil des Hauptkörpers der Überwachungsvorrichtung angeordnet ist.
  12. Überwachungsvorrichtung zum Detektieren des Vorhandenseins eines organischen Analyts in Umgebungsluft, aufweisend: einen Hauptkörper, welcher mindestens ein Sensierelement aufweist, wobei das Sensierelement mindestens eine semireflektive Schicht, eine Analyt-durchlässige reflektive Schicht und eine dazwischen angeordnete auf Analyt ansprechende Schicht aufweist, wobei die Analyt-durchlässige reflektive Schicht von dem Hauptkörper wegzeigt und die semireflektive Schicht zu dem Hauptkörper hinzeigt und in überlappender Relation mit einem Bereich des Hauptkörpers steht, welcher lichtdurchlässig ist.
  13. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei der lichtdurchlässige Bereich einen Bereich des Hauptkörpers aufweist, welcher aus transparentem Material besteht.
  14. Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der lichtdurchlässige Bereich eine Öffnung in dem Hauptkörper aufweist, und wobei das Sensierelement ferner aufweist ein transparentes Substrat, welches benachbart zu der semireflektiven Schicht ist und welches zu der Öffnung in dem Hauptkörper hin zeigt.
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2011235309B2 (en) 2010-04-02 2013-07-04 3M Innovative Properties Company Alignment registration feature for analyte sensor optical reader
JP5800897B2 (ja) 2010-06-15 2015-10-28 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 可変静電容量センサ及びその作製方法
US10228344B2 (en) 2010-09-30 2019-03-12 3M Innovative Properties Company Sensor element, method of making the same, and sensor device including the same
EP2694952B1 (de) * 2011-03-28 2017-11-01 3M Innovative Properties Company Sensor mit einem maskierungsschichtklebstoff
JP5955379B2 (ja) 2011-04-13 2016-07-20 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 揮発性有機化合物の検出方法
CN103492872B (zh) 2011-04-13 2016-04-06 3M创新有限公司 使用吸收性传感器元件的方法
EP2697637B1 (de) 2011-04-13 2021-01-13 3M Innovative Properties Company Dampfsensor mit sensorelement mit integrierter heizung
US9599583B2 (en) 2011-06-08 2017-03-21 3M Innovative Properties Company Humidity sensor and sensor element therefor
WO2012174099A1 (en) 2011-06-16 2012-12-20 3M Innovative Properties Company Surface plasmon resonance sensor element and sensor including the same
CN104024848B (zh) 2011-12-13 2016-01-20 3M创新有限公司 用于识别和定量测定气体介质中的未知有机化合物的方法
US10058821B2 (en) * 2013-09-13 2018-08-28 Infineon Technologies Ag Ion pump
CN106018342A (zh) * 2016-05-16 2016-10-12 云南瑞博检测技术股份有限公司 一种测量薄膜折射率的方法
US20210015409A1 (en) * 2018-04-12 2021-01-21 Radiometer Medical Aps Porous membrane sensor element
TWI718504B (zh) * 2019-03-22 2021-02-11 台灣奈米碳素股份有限公司 氣敏式紋身貼紙
TWI703325B (zh) * 2019-03-22 2020-09-01 台灣奈米碳素股份有限公司 呈色氣體感測晶片
TWI712785B (zh) * 2019-11-15 2020-12-11 台灣奈米碳素股份有限公司 化學感測器
CA3164448A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 Ortho-Clinical Diagnostics, Inc. Dual-sensor detection of reflectance signals for thin-film based assays
KR102298686B1 (ko) * 2020-01-28 2021-09-07 서울대학교산학협력단 Mim 구조를 사용하는 가스 센서 및 이를 포함하는 가스 검출장치
CN113138177A (zh) * 2021-05-06 2021-07-20 舟山蔚蓝生物科技有限公司 便携式空气检测装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005012397A2 (en) 2003-07-26 2005-02-10 The University Of Manchester Microporous polymer material

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3992158A (en) * 1973-08-16 1976-11-16 Eastman Kodak Company Integral analytical element
US4042335A (en) * 1975-07-23 1977-08-16 Eastman Kodak Company Integral element for analysis of liquids
AT360176B (de) * 1977-07-01 1980-12-29 Roehm Gmbh Testkarte fuer den nachweis okkulten bluts im stuhl
US4472353A (en) * 1980-08-07 1984-09-18 Gerald Moore Gas detector badge
US4935346A (en) * 1986-08-13 1990-06-19 Lifescan, Inc. Minimum procedure system for the determination of analytes
DE3735176A1 (de) * 1987-10-17 1989-04-27 Draegerwerk Ag Dosimeter
US5143066A (en) * 1990-05-08 1992-09-01 University Of Pittsburgh Optical fiber sensors for continuous monitoring of biochemicals and related method
US5091642A (en) * 1990-05-11 1992-02-25 Mda Scientific, Inc. Colorimetric detection apparatus
US5098659A (en) * 1990-09-24 1992-03-24 Abbott Laboratories Apparatus for continuously monitoring a plurality of chemical analytes through a single optical fiber and method of making
US5396325A (en) * 1993-02-22 1995-03-07 The Mercury Iron & Steel Co. Optical sensor
US5483819A (en) * 1994-05-27 1996-01-16 W.R. Grace & Co.-Conn. Method of detecting the permeability of an object to oxygen
US6284198B1 (en) * 1998-09-30 2001-09-04 K&M Environmental Inc. Self appearing warning sign device and method of manufacture
US7185601B2 (en) * 2001-03-01 2007-03-06 Micron Technology, Inc. Chemically sensitive warning apparatus and method
US7449146B2 (en) * 2002-09-30 2008-11-11 3M Innovative Properties Company Colorimetric sensor
US7927558B2 (en) * 2003-02-18 2011-04-19 Microteq, Llc System and apparatus for detecting breach of exposure protection equipment
AU2004274954A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-31 Quidel Corporation Iconic colorimetric test device with reduced susceptibility to false positive and false negative readings
US7556774B2 (en) * 2005-12-21 2009-07-07 3M Innovative Properties Company Optochemical sensor and method of making the same
US7767143B2 (en) * 2006-06-27 2010-08-03 3M Innovative Properties Company Colorimetric sensors
US8067110B2 (en) * 2006-09-11 2011-11-29 3M Innovative Properties Company Organic vapor sorbent protective device with thin-film indicator
US7906223B2 (en) * 2006-09-11 2011-03-15 3M Innovative Properties Company Permeable nanoparticle reflector
US7691325B2 (en) * 2006-10-19 2010-04-06 Xerox Corporation Photonic crystal solvent vapor sensing device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005012397A2 (en) 2003-07-26 2005-02-10 The University Of Manchester Microporous polymer material

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Polymers of intrinsic Microporoity (PIMs)" McKeown et al., Ken. Oy. J., 2005, 11 No. 9, 2610-2620
"Polymers of Intrinsic Microporosity (PIMs): Robust, Solution-Processable, Organic Microporous Materials", Bud et al., Chem. Commun., 2004, S. 230-231

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