JP2015021964A - 圧力および物理的な応力のためのｐＨ測定エラーを補償するための装置および方法 - Google Patents

圧力および物理的な応力のためのｐＨ測定エラーを補償するための装置および方法 Download PDF

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Abstract

【課題】さまざまな深さの測定海洋ｐＨを測定することができるｐＨ検出装置を提供する。【解決手段】ｐＨ検出装置５００Ａは、周囲の溶液にさらされる第１のイオン感応型電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）２０２を包含している第１の半セルを包含するイオン検知電池と、周囲の溶液にさらされる第2のリファレンス半セルとを包含する。ｐＨ検出装置は、非イオン感応型電界効果トランジスタ（ＮＩＳＦＥＴ）２０４を包含する圧力感度補償ループを更に包含する。ｐＨ検出装置は、イオン検知セルおよび圧力感度補償ループからのフィードバックから信号を使用して少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し補償するように構成される。ｐＨ検知セルは、少なくとも一つの圧力および物理的な応力を最小化するために補償される最終ｐＨ測定値を算出するように構成される処理デバイス１０６を更に包含する。【選択図】図５Ａ

Description

連邦によるスポンサー付きの調査または開発に注意している記載
[1]本発明は、Ｎａｖａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈのオフィスによって、与えられるＮ０００１４―１０―１―０２０６で政府によって、サポートをされた。政府は、本発明の特定の権利を有する。
[2] グローバル暖房化リスクおよび海洋衛生を監視するために、研究者は、海のＣＯ２濃度を測定する。さまざまな深さの測定海洋ｐＨは、海のＣＯ２濃度を決定するのに研究者が用いる方法である。
[3] ｐＨ検出装置は、周囲の溶液にさらされる第１のイオン感応型電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）を包含している第１の半セルを包含するイオン検知電池と、周囲の溶液にさらされる第2のリファレンス半セルとを包含する。ｐＨ検出装置は、非イオン感応型電界効果トランジスタ（ＮＩＳＦＥＴ）を包含する圧力感度補償ループを更に包含する。ｐＨ検出装置は、イオン検知セルおよび圧力感度補償ループからのフィードバックから信号を使用して少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し補償するように構成される。ｐＨ検知セルは、少なくとも一つの圧力および物理的な応力を最小化するために補償される最終ｐＨ測定値を算出するように構成される処理デバイスを更に包含する。
[4] 図面は例示的実施形態だけを表し、特許請求の範囲において、制限するとみなされないことを理解する。例示的実施形態は、添付の図面を用いることにより付加的な特性および詳細により記載される。
[5] 図１Ａは、典型的なｐＨ検出装置のブロック図を示す。 図１Ｂは、典型的なｐＨ検出装置のブロック図を示す。 図１Ｃは、典型的なｐＨ検出装置のブロック図を示す。 図１Ｄは、典型的なｐＨ検出装置のブロック図を示す。 [6] 図２Ａは、図１Ａの典型的なｐＨ検出装置の例示的実施形態のより詳細な概略図を示す。 [7] 図２Ｂは、図１Ａの典型的なｐＨ検出装置の例示的実施形態のより詳細な概略図を示す。 [8] 図３Ａは、図１Ｂの典型的なｐＨ検出装置の例示的実施形態のより詳細な概略図を示す。 [9] 図３Ｂは、図１Ｂの典型的なｐＨ検出装置の例示的実施形態のより詳細な概略図を示す。 [10] 図４Ａは、図１Ｃの典型的なｐＨ検出装置の例示的実施形態のより詳細な概略図を示す。 [11] 図４Ｂは、図１Ｃの典型的なｐＨ検出装置の例示的実施形態のより詳細な概略図を示す。 [12] 図５Ａは、図１Ｄの典型的なｐＨ検出装置の例示的実施形態のより詳細な概略図を示す。 [13] 図５Ｂは、図１Ｄの典型的なｐＨ検出装置の例示的実施形態のより詳細な概略図を示す。 [14] 図６は、ｐＨセンサーの出力に関し測定エラーを制限する典型的な方法を示す。
[15] 一般の習慣に従って、さまざまな記載された特徴は、一定の比率で描かれず、例示的実施形態に関連する特定の特徴を強調するように描かれる。
[16] 以下の詳細な説明では、例示的な特定の例示的な実施形態として示される本明細書の一部を形成する添付の図面を参照する。しかしながら、他の実施形態が利用されることができ、論理的、機械的および電気的な変化がされることを理解すべきである。さらにまた、図面および明細書に表される方法は、個々のステップが実行されることができる順序を制限するものとして解釈されないことになっている。以下の詳細な説明は、従って、限定的にとられない。
[17] ｐＨセンサーの１つの形成は、イオン感応型電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）として公知の固体物理半導体装置である。例示的実施形態において、ＩＳＦＥＴが、周囲の溶液のｐＨを測定するために、リファレンス半セルと組み合わせて使われる。深い海の使用と関連した大きい機械の応力により誘導され、センサに長い期間にわたる広い圧力変化および周期的ローディングを通じて作動するのに十分強いことと関連した応力をパックする測定エラーによって、現在のｐＨ検出装置精度は、制限される。加えて、ｐＨセンサーの精度は、ＩＳＦＥＴの温度感度のため制限される。これらの応力に抵抗する深海ｐＨセンサーに関し、必要とされる。
[18] 図１Ａは、典型的なｐＨ検出装置１００Ａのブロック図である。装置１００Ａは、圧力感度補償ループ１０２、イオン検知セル１０４および処理デバイス１０６という３つの主要構成要素を包含する。イオン検知セル１０４は、ＩＳＦＥＴ半セル１０４Ａおよびリファレンス半セル１０４Ｂという２つの半セルに再分割される。ＩＳＦＥＴ半セル１０４Ａは、第１のＩＳＦＥＴ（例えば下で図２―５に示される第１のＩＳＦＥＴ ２０２）を包含する。他の例示的実施形態において、イオン検知セル１０４は、２つの半セルに分けられない。他の例示的実施形態において、イオン検知セル１０４は、より大きなサブセルの量に分けられる。
[19] ｐＨ検出装置１００Ａの例示的実施形態において、圧力感度補償ループ１０２は、非イオン感応型電界効果トランジスタ（ＮＩＳＦＥＴ）（例えばＮＩＳＦＥＴ ２０４またはＮＩＳＦＥＴ ２５０）を包含する。例示的実施形態において、ＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ ２０４）はイオン―ブロッキング・フィルム（例えばイオン―ブロッキング・フィルム２１８）により封止されたＩＳＦＥＴである。そうすると、それは試験（例えば試験２２０の下のソリューション）（例えば海水）中で溶液のイオンにもはや影響されない。典型的なイオン―ブロッキング・フィルム（例えばイオン―ブロッキング・フィルム２１８）は、ゲートを使用不能にする金属付着と金属付着が腐食するのを防止するために絶縁の堆積を備える。例示的実施形態において、金属付着は、金、プラチナ、チタン、タンタル、ニッケル、クロム、アルミニウム、タングステン、イリジウムまたは銀から成る。例示的実施形態において、絶縁の堆積は、シリコン酸化物、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化アルミニウム、ガラス組成物、酸化タンタル、酸化ベリリウムまたは窒化ケイ素から成る。例示的実施形態において、ＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ ２５０）は、金属酸化物半導体電界効果トランジスタである。例示的実施形態において、ＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ ２０４またはＮＩＳＦＥＴ ２５０）は、第１のＩＳＦＥＴ（例えば第１のＩＳＦＥＴ ２０２）として、実質的に等価圧力および温度感度を有する。ＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ ２０４またはＮＩＳＦＥＴ ２５０）の圧力および温度感度が第１のＩＳＦＥＴ（例えば第１のＩＳＦＥＴ ２０２）により間近であるほど、差動の準備は、より適切に、補償の利点を提供することが可能である。例示的実施形態において、ＩＳＦＥＴ（例えばＩＳＦＥＴ ２０２）およびＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ ２０４またはＮＩＳＦＥＴ ２５０）は、一般のシリコン基板を有する。例示的実施形態において、ＩＳＦＥＴ（例えばＩＳＦＥＴ ２０２）およびＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ ２０４またはＮＩＳＦＥＴ ２５０）は、一般のウェーハに製造される。
[20] 典型的なｐＨ検出装置１００Ａの圧力感度補償ループ１０２は直接ＩＳＦＥＴ半セル１０４Ａへのアナログのフィードバックを提供する。そして、それは少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関しＩＳＦＥＴ半セル１０４Ａの可能性に補償する。例示的実施形態において、リファレンス半セル１０４Ｂの可能性を受信して、ＩＳＦＥＴ半セル１０４Ａおよびリファレンス半セル１０４Ｂの可能性の違いから更にｐＨレベルを決定するように、処理デバイスは、構成される。
[21] 図１Ｂは、典型的なｐＨ検出装置１００Ｂのブロック図である。典型的なｐＨ検出装置１００Ｂにおいて、圧力感度補償ループ１０２からのフィードバックは、直接ＩＳＦＥＴ半セル１０４Ａへ行かない。その代わり、圧力感度補償ループ１０２は、処理デバイス１０６へのデジタル・フィードバックを提供する。それから、処理デバイス１０６は、圧力感度補償ループ１０２からのフィードバックを使用して少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関しイオン検知セル１０４から、測定されたｐＨレベルを補正する。
[22] 図１Ｃは、典型的なｐＨ検出装置１００Ｃのブロック図である。典型的なｐＨ検出装置１００Ｂと同様に、典型的なｐＨ検出装置１００Ｃの圧力感度補償ループ１０２は、処理デバイス１０６へのデジタル・フィードバックを提供する。処理デバイス１０６は、ＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ２０４またはＮＩＳＦＥＴ２５０）のソースに通信で連結して、電圧を提供する。例示的実施形態において、処理デバイス１０６も、圧力感度補償ループ１０２のＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ２５０）のゲートに、電圧を提供する。それから、圧力感度補償ループ１０２からのフィードバックを使用して少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し、そして、ＮＩＳＦＥＴに提供される電圧を調整することによって、処理デバイス１０６は、イオン検知セル１０４から、測定されたｐＨレベルを補正する。処理デバイス１０６が直接ＮＩＳＦＥＴを制御できることによって、少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し処理デバイス１０６により実行される補償は、典型的なｐＨ検出装置１００Ｂにおいて、より精巧である。
[23] 図１Ｄは、典型的なｐＨ検出装置１００Ｄのブロック図である。典型的なｐＨ検出装置１００Ｂおよび典型的なｐＨ検出装置１００Ｃと同様に、典型的なｐＨ検出装置１００Ｄの圧力感度補償ループ１０２は、処理デバイス１０６へのデジタル・フィードバックを提供する。処理デバイス１０６は、ＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ２０４またはＮＩＳＦＥＴ２５０）のソースに通信で連結して、電圧を提供する。例示的実施形態において、処理デバイス１０６も圧力感度補償ループ１０２のＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ２０４）に電圧を提供する。そして、典型的なｐＨ検出装置１００Ｃと同様である。処理デバイス１０６も、イオン検知セル１０４のＩＳＦＥＴ半セル１０４Ａに、電圧を提供する。それから、圧力感度補償ループ１０２からのフィードバックを使用して少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し、ＮＩＳＦＥＴに提供される電圧を調整することによって、そして、イオン検知セル１０４のＩＳＦＥＴ半セル１０４Ａに提供される電圧を調整することによって、処理デバイス１０６は、イオン検知セル１０４から、測定されたｐＨレベルを補正する。処理デバイス１０６が直接ＩＳＦＥＴを制御できることによって、少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し処理デバイス１０６により実行される補償は、典型的なｐＨ検出装置１００Ｃにおいて、より精巧である。
[24] 図２Ａは、本発明によればｐＨ検出装置２００Ａの実施形態を示す。第１のＩＳＦＥＴ２０２およびＮＩＳＦＥＴ２０４を（ＩＳＦＥＴ２０２およびＮＩＳＦＥＴ２０４が差動の準備において、）、ｐＨ検出装置２００Ａは、包含する。第１のＩＳＦＥＴ２０２のソースは、アンプ２０６の反転入力に、通信で連結する。電圧源２０８（―Ｖｄ）は、予め選択されたレベルでＩＳＦＥＴ２０２のドレイン−ソース電圧を制御する。電圧源２１０（＋Ｖ１）は、ＩＳＦＥＴ２０２およびアンプ２０６を駆動する。リファレンス電極２１４は、アンプ２１６の入力に、通信で連結する。ある具体例では、リファレンス電極２１４は、Ａｇ／Ａｇハロゲン化物（例えばＡｇ／ＡｇＣｌ、Ａｇ／ＡｇＩおよびＡｇ／ＡｇＢｒ）、Ｈｇ／ＨｇＯ、Ｈｇ／Ｈｇハロゲン化物、Ｉｒ／ＩｒＯ２またはレアアース・ハロゲン化物から成る。他の例示的実施形態において、リファレンス電極２１４は、リファレンス電界効果トランジスタ（ＲＥＦＥＴ）および準リファレンス電極と置き換えられる。図２Ａに示されるｐＨ検出装置２００Ａの例示的実施形態において、アンプ２０６の出力は、回路で第１のＩＳＦＥＴ２０２のソースを一般的に保つように、カウンター電極２１２を動かす。回路共有地は、アンプ２０６の非反転入力の可能性である。例示的実施形態において、カウンター電極２１２は、金属ワイヤ、ｐＨセンサハウジングの金属的な部分または試験の下の溶液と接触する他の導電性金属面から成る。カウンター電極１１２も、リファレンス電極２１４上の疑似電流を低減させる。他の実施態様において、カウンター電極２１２は、包含されない。
[25] 図２Ａにおいて、ＮＩＳＦＥＴ２０４（密封されたＩＳＦＥＴとして示される）のドレイン電流は、ポテンシャル２０５（＋Ｖｒｅｆ）源により制御される。ＮＩＳＦＥＴ２０４のドレインはトランスインピーダンス増幅器２２２にコミュニケーションで連結する。そして、それは電圧源２１０にコミュニケーションで連結する。信号調整器２２４は、ノイズを低減させるために、この接続に任意に加えられることが可能である。
[26] アンプ２１６の出力は、処理デバイス１０６に通信で連結する。図２Ａも、センサ補償および伝送および／または表示用に処理デバイス１０６に任意に通信で連結することがありえる付加的な入力（センサおよびクロックを包含する）および出力（通信インタフェースおよびディスプレイを包含する）を包含する。例示的実施形態において、付加的な入力は、少なくとも一つの温度センサ２２８、少なくとも一つの圧力センサー２３０、少なくとも一つのリファレンス・クロック２３２（例えば全地球的航法衛星システムベースの（ＧＮＳＳ）クロック）、ディスプレイ２３４および／または通信インタフェース２３６を含む。例示的実施形態において、少なくとも一つの温度センサ２２８、少なくとも一つの圧力センサー２３０および少なくとも一つのリファレンス・クロック２３２は、付加的な補償を実行するために、処理デバイス１０６により用いられる。例示的実施形態において、それから更に出力を補正するために用いることがありえるｐＨ検出装置２００Ａのポイントで温度を測定するように、少なくとも一つの温度センサ２２８は、構成される。例示的実施形態において、それから更にｐＨ検出装置２００Ａの出力を補正するために用いることがありえるｐＨ検出装置のポイントで圧力を測定するように、少なくとも一つの圧力センサーは、構成される。
[27] １つ以上の温度センサ２２８が用いられる例示的実施形態において、熱勾配は、測定されることができて、補償されることができる。典型的な実装において、複数の温度センサ（例えばセンサ２２８）およびセンサが算出するために用いる複数の温度の間の周知の距離によって、装置の複数のポイントの温度は、測定される熱勾配。典型的な実装において、温度は、実質的に同じ時間で測定される。典型的な実装において、複数の温度センサが実質的に同じ時間に温度を測定するように、温度センサはリファレンス・クロック２３２を用いて同期する。例示的実施形態において、処理デバイスは、装置の複数のポイントの温度の違いに基づいて複数のポイントと複数の温度センサの間の周知の距離の間に熱勾配を決定するように更に構成される。典型的な実装において、センサの間の距離によって、複数の温度センサの間で変化を温度に分けることによって、勾配は、算出される。
[28] 例示的実施形態において、ディスプレイ２３４は、補償ｐＨ測定値または他の情報を表示する。例示的実施形態において、通信インタフェース２３６は、他の装置、他のシステムおよび／または他の装置に補償ｐＨ測定値または他の情報を伝えるために用いる。例示的実施形態において、通信インタフェース２３６は、金網をはった通信ポートおよび無線通信トランシーバおよびアンテナの少なくとも１つを包含する。
[29] それにより経験される圧力および物理的な応力に、ＮＩＳＦＥＴ２０４の電圧出力における変化は、関連がある。ＮＩＳＦＥＴ２０４がＩＳＦＥＴ２０２と同じ圧力および温度感度を有するので、両方ともにより経験される圧力および物理的な応力は同じであるべきである。ＩＳＦＥＴ２０２およびアンプ２０６を駆動している電圧源２１０を整えるためにＮＩＳＦＥＴ２０４からのアナログのフィードバックを提供することによって、少なくとも一つの圧力および物理的な応力によるＩＳＦＥＴ２０２の電圧出力における変化は、補償されることがありえる。この補償は、ＮＩＳＦＥＴ２０４からのフィードバックを使用せずに成し遂げられることがありえるより正確なｐＨリーディングに結果としてなる。
[30] 例示的実施形態において、ｐＨ検出装置２００Ａは、図１Ａに示されるｐＨ検出装置１００Ａの例示的実施形態の特定の実装で、図２Ａに示すように圧力感度補償ループ１０２、イオン検知セル１０４および処理デバイス１０６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置２００Ａのイオン検知セル１０４は、第１のＩＳＦＥＴ２０２、リファレンス電極２１４、カウンター電極２１２、アンプ２０６、アンプ２１６、電圧源２０８および電圧源２１０を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置２００Ａの圧力感度補償ループ１０２は、ＮＩＳＦＥＴ２０４、ポテンシャル２０５源、トランスインピーダンス増幅器２２２および任意の信号調整器２２４を包含する。
[31] 上述の如く、例示的実施形態で、ＮＩＳＦＥＴは、密封されたＩＳＦＥＴまたはＭＯＳＦＥＴである。図２Ｂは、本発明によればｐＨ検出装置２００Ｂの実施形態を示す。ｐＨ検出装置２００ＢはｐＨ検出装置２００Ａと同様である。但し、次の場合は除く−図２ＡのＮＩＳＦＥＴ２０４はＮＩＳＦＥＴ２５０と置き換えられ、それはＭＯＳＦＥＴである。例示的実施形態において、ＮＩＳＦＥＴ２５０のチャネルのサイズは、アンプ２５２の出力およびポテンシャル２０５（＋Ｖｒｅｆ）源により制御される。ｐＨ検出装置２００Ａの差動の準備を使用することからの同じ補償能力は、ｐＨ検出装置２００Ｂの差動の準備を使用して利用できる。
[32] 例示的実施形態において、ｐＨ検出装置２００Ｂは、図１Ａに示されるｐＨ検出装置１００Ａの例示的実施形態の特定の実装で、図２Ｂに示すように圧力感度補償ループ１０２、イオン検知セル１０４および処理デバイス１０６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置２００Ｂのイオン検知セル１０４は、第１のＩＳＦＥＴ２０２、リファレンス電極２１４、カウンター電極２１２、アンプ２０６、アンプ２１６、電圧源２０８および電圧源２１０を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置２００Ａの圧力感度補償ループ１０２は、ＮＩＳＦＥＴ２５０、ポテンシャル２０５源、アンプ２５２、トランスインピーダンス増幅器２２２および任意の信号調整器２２４を包含する。
[33] 図３Ａは、本発明によればｐＨ検出装置３００Ａの他の実施形態を示す。この実施形態は図２Ａの装置２００Ａと類似しているので、回路の違いだけが議論される。
[34] 装置３００Ａにおいて、ＮＩＳＦＥＴ２０４のドレインは、電圧源２１０に通信で連結しない。例示的実施形態において、図２Ａの典型的なｐＨ検出装置２００Ａからのこの変化により、レジスタ３０１（Ｒ１）は、ＩＳＦＥＴ２０２のドレイン−ソース電流を制御するために、回路に加えられる。ＮＩＳＦＥＴ２０４のドレインは、トランスインピーダンス増幅器２２０およびアナログ‐デジタル変換器３０２による処理デバイス１０６に、通信で連結する。信号調整器２２４は、信号上のノイズを低減させるために、任意に加えられることが可能である。それにより経験される圧力および物理的な応力に、ＮＩＳＦＥＴ２０４の電圧出力における変化は、関連がある。デジタル信号にＮＩＳＦＥＴ２０４の出力を変換して、処理デバイス１０６に信号を送ることによって、少なくとも一つの圧力および物理的な応力に起因するＩＳＦＥＴ２０２の電圧出力における変化は、図２Ａの装置２００Ａにおいて、より高度な方法で補償される。例えば、例示的実施形態で、処理デバイス１０６は、埋め込みソフトウェア・アプリケーションを用いて適応較正を実行するように構成される。受動部材が置き換えられる必要はないので、これは装置と比較してより速いおよびより高価でない変化に関し図２Ａの２００Ａを許容する。
[35] アンプ２１６の出力は、処理デバイス１０６にコミュニケーションで連結する。処理デバイス１０６は、アンプ２１６からの出力およびアナログ‐デジタル変換器３０２を受信する。処理デバイス１０６は、アナログ‐デジタル変換器３０２から出力を用いてアンプ２１６から、信号を補正する。例示的実施形態において、処理デバイス１０６による補償は、補償を使用してテーブル、補償カーブおよび／またはろ過を含む。装置３００Ａによって、できた最終ｐＨ値の決定は、少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し補償して、処理デバイス１０６へのデジタル・フィードバックを提供しない他の深海ｐＨセンサーより正確である。
[36] 例示的実施形態において、ｐＨ検出装置３００Ａは、図１Ｂに示されるｐＨ検出装置１００Ｂの例示的実施形態の特定の実装で、図３Ａに示すように圧力感度補償ループ１０２、イオン検知セル１０４および処理デバイス１０６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置３００Ａのイオン検知セル１０４は、第１のＩＳＦＥＴ２０２、リファレンス電極２１４、カウンター電極２１２、アンプ２０６、アンプ２１６、電圧源２０８、レジスタ３０１および電圧源２１０を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置３００Ａの圧力感度補償ループ１０２は、ＮＩＳＦＥＴ２０４、ポテンシャル２０５源、トランスインピーダンス増幅器２２２、任意の信号調整器２２４およびアナログ‐デジタル変換器３０２を包含する。
[37] 上述の如く、例示的実施形態で、ＮＩＳＦＥＴは、密封されたＩＳＦＥＴまたはＭＯＳＦＥＴである。図３Ｂは、本発明によればｐＨ検出装置３００Ｂの実施形態を示す。ｐＨ検出装置３００ＢはｐＨ検出装置３００Ａと同様である。但し、次の場合は除く−図３ＡのＮＩＳＦＥＴ２０４はＮＩＳＦＥＴ２５０と置き換えられ、それはＭＯＳＦＥＴである。例示的実施形態において、ＮＩＳＦＥＴ２５０のチャネルのサイズは、アンプ２５２の出力およびポテンシャル２０５（＋Ｖｒｅｆ）源により制御される。ｐＨ検出装置３００Ａの差動の準備を使用することからの同じ補償能力は、ｐＨ検出装置３００Ｂの差動の準備を使用して利用できる。
[38] 例示的実施形態において、ｐＨ検出装置３００Ｂは、図１Ｂに示されるｐＨ検出装置１００Ｂの例示的実施形態の特定の実装で、図３Ｂに示すように圧力感度補償ループ１０２、イオン検知セル１０４および処理デバイス１０６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置３００Ｂのイオン検知セル１０４は、第１のＩＳＦＥＴ２０２、リファレンス電極２１４、カウンター電極２１２、アンプ２０６、アンプ２１６、電圧源２０８、レジスタ３０１および電圧源２１０を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置３００Ａの圧力感度補償ループ１０２は、ＮＩＳＦＥＴ２５０、ポテンシャル２０５源、アンプ２５２、トランスインピーダンス増幅器２２２、任意の信号調整器２２４およびアナログ‐デジタル変換器３０２を包含する。
[39] 図４Ａは、本発明によるｐＨ検出装置４００Ａの他の実施形態を示す。この実施形態は図３Ａの装置３００Ａと類似しているので、回路の違いだけは述べられる。
[40] 全般的に、装置４００Ａは、図３Ａの装置３００Ａと比較して、回路のより大きな量のデジタル化を包含する。装置４００Ａにおいて、ＮＩＳＦＥＴ２０４のドレイン電流は、処理デバイス１０６により制御される。具体的には、処理デバイス１０６はＮＩＳＦＥＴ２０４のソースに信号を送る。そして、それはデジタル／アナログ変換器４０２によって、デジタル信号から電圧まで変換される。ポテンシャル２０５（＋Ｖｒｅｆ）源をこの接続に置き換えることによって、ＮＩＳＦＥＴ２０４の出所に供給される電圧は、より容易に制御されることがありえて、調整されることがありえる。コントロールのこのより大きなレベルによって、より洗練された補償が実行され得る。
[41] 例示的実施形態において、ｐＨ検出装置４００Ａは、図１Ｃに示されるｐＨ検出装置１００Ｃの例示的実施形態の特定の実装で、図４Ａに示すように圧力感度補償ループ１０２、イオン検知セルセル４および処理デバイス１０６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置４００Ａのイオン検知セル１０４は、第１のＩＳＦＥＴ２０２、リファレンス電極２１４、カウンター電極２１２、アンプ２０６、アンプ２１６、電圧源２０８、レジスタ３０１および電圧源２１０を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置４００Ａの圧力感度補償ループ１０２は、ＮＩＳＦＥＴ２０４、トランスインピーダンス増幅器２２２、任意の信号調整器２２４およびアナログ‐デジタル変換器３０２を包含する。
[42] 上述の如く、例示的実施形態で、ＮＩＳＦＥＴは、密封されたＩＳＦＥＴまたはＭＯＳＦＥＴである。図４Ｂは、本発明によればｐＨ検出装置４００Ｂの実施形態を示す。ｐＨ検出装置４００Ｂは、ｐＨ検出装置４００Ａと類似している。しかしながら、装置４００Ｂと装置４００Ａのいくつかの違いがある。装置４００Ｂにおいて、装置４００ＡからのＮＩＳＦＥＴ２０４はＮＩＳＦＥＴ２５０と置き換えられ、それはＭＯＳＦＥＴである。更なる接続も、処理デバイス１０６からＮＩＳＦＥＴ２５０の密封されたゲート領域まである。処理デバイス１０６はＮＩＳＦＥＴ２５０の密封された入口に信号を送り、それはデジタル／アナログ変換器４０４によって、デジタル信号から電圧まで変換される。図３Ｂの装置３００Ｂからのこのバリエーションによって、処理デバイス１０６がＮＩＳＦＥＴ２５０のチャネルのサイズを制御できる。
[43] 処理デバイス１０６がＮＩＳＦＥＴ２５０に影響できることによって、上記の補償を実行することに加えて、補償の洗練度のレベルは、図３Ｂの装置３００Ｂのそれの上の図４Ｂの装置４００Ｂに関し増加する。例えば、ＩＳＦＥＴ２０２およびＮＩＳＦＥＴ２５０の一般のモードエラーは、装置４００Ｂにおいて、補償されることがありえる。
[44] 例示的実施形態において、ｐＨ検出装置４００Ｂは、図１Ｃに示されるｐＨ検出装置１００Ｃの例示的実施形態の特定の実装で、図４Ｂに示すように圧力感度補償ループ１０２、イオン検知セルセル４および処理デバイス１０６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置４００Ｂのイオン検知セル１０４は、第１のＩＳＦＥＴ２０２、リファレンス電極２１４、カウンター電極２１２、アンプ２０６、アンプ２１６、電圧源２０８、レジスタ３０１および電圧源２１０を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置４００Ｂの圧力感度補償ループ１０２は、ＮＩＳＦＥＴ２５０、トランスインピーダンス増幅器２２２、任意の信号調整器２２４およびアナログ‐デジタル変換器３０２を包含する。
[45] 図５Ａは、本発明によるｐＨ検出装置５００Ａの他の実施形態を示す。この実施形態は図４Ａの装置４００Ａと類似しているので、回路の違いだけを議論する。
[46] 全般的に、装置５００Ａは、図４Ａの装置４００Ａと比較して、回路のさらにより大きな量のデジタル化を包含する。装置５００Ａにおいて、処理デバイス１０６は、ＩＳＦＥＴ２０２およびアンプ２０６に電圧を提供する。処理デバイス１０６はデジタル信号を送り、それは、アンプ２０６の反転入力およびＩＳＦＥＴ２０２の出所に、デジタル／アナログ変換器５０２によって、電圧に変換される。この電圧はＮＩＳＦＥＴ２０４からのフィードバックを使用して決定される。図２の装置２００と同様である。しかしながら、処理デバイス１０６が信号を送っているので、電圧源２１０および図３―４からのレジスタ３０１は本実施形態において、必要でない。
[47] ＩＳＦＥＴ２０２のドレインは処理デバイス１０６に通信で連結し、ＩＳＦＥＴ ２０２はこの接続によるフィードバックを提供する。ＩＳＦＥＴ２０２のドレインから来ている信号は、電流である。この信号は、トランスインピーダンス増幅器５０４によって、電圧に変換される。トランスインピーダンス増幅器５０４により生成される電圧信号は、信号調整器５０６によって、任意にフィルターをかけられることがありえる。それから、この信号は、アナログ‐デジタル変換器５０８によって、デジタル信号に変換されて、処理デバイス１０６により受信される。
[48] 処理デバイス１０６からＩＳＦＥＴ２０２およびアンプ２０６まで提供されるフィードバックによって、処理デバイス１０６がこれらの装置を駆動している電圧を制御できる。ある具体例では、前に述べられるすべての補償に加えて、処理デバイス１０６は、ＩＳＦＥＴ２０２に供給される電圧を整えることによって、少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し補償する。また、ＮＩＳＦＥＴ２０４が直接処理デバイス１０６へのフィードバックを提供しているので、補償の複数のレベルはより正確なｐＨの決定を生じるために利用できる。
[49] 例示的実施形態において、ｐＨ検出装置５００Ａは、図１Ｄに示されるｐＨ検出装置１００Ｄの例示的実施形態の特定の実装で、図５Ａに示すように圧力感度補償ループ１０２、イオン検知セル１０４および処理デバイス１０６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置５００Ａのイオン検知セル１０４は、第１のＩＳＦＥＴ２０２、リファレンス電極２１４、カウンター電極２１２、アンプ２０６およびアンプ２１６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置５００Ａの圧力感度補償ループ１０２は、ＮＩＳＦＥＴ２０４、トランスインピーダンス増幅器２２２、任意の信号調整器２２４およびアナログ‐デジタル変換器３０２を包含する。
[50] 上述の如く、例示的実施形態で、ＮＩＳＦＥＴは、密封されたＩＳＦＥＴまたはＭＯＳＦＥＴである。図５Ｂは、本発明によればｐＨ検出装置５００Ｂの実施形態を示す。ｐＨ検出装置５００Ｂは、ｐＨ検出装置５００Ａと類似している。しかしながら、装置５００Ｂと装置５００Ａのいくつかの違いがある。装置５００Ｂにおいて、装置５００ＡからのＮＩＳＦＥＴ２０４はＮＩＳＦＥＴ２５０と置き換えられる。そして、それはＭＯＳＦＥＴである。更なる接続も、処理デバイス１０６からＮＩＳＦＥＴ２５０の密封されたゲート領域まである。処理デバイス１０６はＮＩＳＦＥＴ２５０の密封された入口に信号を送る。そして、それはデジタル／アナログ変換器４０４によって、デジタル信号から電圧まで変換される。この接続によって、処理デバイス１０６がＮＩＳＦＥＴ２５０のチャネルのサイズを制御できる。
[51] 例示的実施形態において、ｐＨ検出装置５００Ｂは、図１Ｄに示されるｐＨ検出装置１００Ｄの例示的実施形態の特定の実装で、図５Ｂに示すように圧力感度補償ループ１０２、イオン検知セル１０４および処理デバイス１０６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置５００Ｂのイオン検知セル１０４は、第１のＩＳＦＥＴ２０２、リファレンス電極２１４、カウンター電極２１２、アンプ２０６およびアンプ２１６を包含する。例示的実施形態において、ｐＨ検出装置５００Ｂの圧力感度補償ループ１０２は、ＮＩＳＦＥＴ２５０、トランスインピーダンス増幅器２２２、任意の信号調整器２２４およびアナログ‐デジタル変換器３０２を包含する。
[52] 図６は、本発明によるｐＨ検出装置の出力に関し測定エラーを制限する方法６００で代表的なフロー図である。例示的実施形態において、方法６００に関して記載されるｐＨ検出装置は、装置１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、２００、３００、４００、または５００のいずれかである。
[53] ブロック６０２で、ｐＨ検出装置は、試験（例えば試験２２０の溶液）（例えば海水）中で、溶液に置かれる。電圧源（例えば電圧源２１０）は、第１のＩＳＦＥＴ（例えば第１のＩＳＦＥＴ２０２）およびアンプ（例えばアンプ２０６）を駆動するために用いる。装置が試験中で溶液に置かれるときに、ＩＳＦＥＴのゲート全体の可能性はイオンに影響を受けて、装置の中を流れている電荷に結果としてなる。それから、リファレンス電極（例えばリファレンス電極２１４）からの可能性は、判断されて、処理デバイスによって、一般の回路と比較される。リファレンス電極電位とＩＳＦＥＴの可能性の違いを判断することによって、ｐＨ測定値は決定されることがありえ、それは共通回路にある。
[54] ブロック６０４で、ＮＩＳＦＥＴ（例えばＮＩＳＦＥＴ２０４またはＮＩＳＦＥＴ２５０）は、ＩＳＦＥＴへの少なくとも一つの圧力および物理的な応力の効果を測定する。ＮＩＳＦＥＴが試験中でソリューションのイオンに影響を受けない場合であっても、ＮＩＳＦＥＴはまだ包装、時間を有する粘弾性または応力緩和および熱機械応力から温度、圧力および／または物理的な応力に影響を受ける。例示的実施形態において、ＮＩＳＦＥＴの電圧出力のバリエーションは、試験中で圧力および／または他の物理的な応力による効果およびソリューションのｐＨの変化だけでないのを表す。
[55] ブロック６０６で、ブロック６０２からのｐＨリーディングは、ＮＩＳＦＥＴからのフィードバックを用いて、少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し補償される。このステップは複数の方法で実行されることがありえ、それは次のパラグラフにおいて、更に詳細に述べられる。
[56] １つの例示的実施形態において、ＮＩＳＦＥＴから出力は、ＩＳＦＥＴおよびアンプを駆動している電圧源を整えるために、アナログ信号によるフィードバックを提供する。これは、ＩＳＦＥＴの可能性を調整する。これに電圧源の調整をすることによって、ブロック６０２におけるｐＨを検出するステップは、圧力および物理的な応力に関し補償されるｐＨ測定値を生じる。
[57] 他の例示的実施形態において、ＮＩＳＦＥＴからの出力は、デジタル信号による処理デバイスへのフィードバックを提供する。それから、少なくとも一つの圧力および物理的な応力によって、生じるエラーに関し、処理デバイスは、ｐＨ測定の補償を実行する。例示的実施形態において、この補償は、補償を使用してテーブル、補償カーブおよび／またはフィルタリングを含む。これは、ＩＳＦＥＴの可能性を調整するためにフィードバック信号を送ることを含まない。
[58] 他の例示的実施形態において、処理デバイスは、ＩＳＦＥＴの可能性を調整するために、信号をＩＳＦＥＴに送信する。処理デバイスは、どんな信号がＩＳＦＥＴに送信されるべきかについて決定するために、ＮＩＳＦＥＴからのフィードバックを使用する。最終ｐＨ値に判定をするときに、処理デバイスは実行される算出の一部としてＩＳＦＥＴの可能性も調整する。
[59] 処理装置106は、pH感知装置に使用されるソフトウェアプログラム、ファームウェア、またはさまざまな方法、処理タスク、計算を実行するための他のコンピュータ可読命令、及び制御機能を含み又は機能する。これらの命令は、コンピュータ可読命令またはデータ構造の記憶に関し、使用するいかなる適切なコンピュータ可読媒体にも、典型的に記憶される。全体の目的または特別な目的コンピュータまたはプロセッサによって、アクセスされることがありえるいかなる利用できるメディアもまたはいかなるプログラム可能なロジック装置としても、コンピュータ可読媒体は、実装されることがありえる。適切なプロセッサで読取り可能なメディアは、記憶またはメモリ・メディア（例えば磁気であるか光学的メディア）を含むことができる。例えば、ストレージまたはメモリ・メディアは、従来のハードディスク、CD-ROM、を含むことができる。例えば、（同期型DRAM（SDRAM）、ダブルデータレート（DDR)RAM、RAMBUSダイナミックRAM、スタティックRAM（SRAM)などを包含する）ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような揮発性又は不揮発性メディア、リードオンリーメモリ（ROM）、電気的消去可能ROM（ＥＥＰＲＯＭ）およびフラッシュ・メモリなどを包含する。適切なプロセッサで読取り可能なメディアは伝送メディア（例えば電気であるか、電磁気であるか、デジタル信号）を含むこともでき、通信媒体（例えばネットワークおよび／または無線リンク）を介して伝えられる。
[60] 特定実施形態が例示されて、本願明細書において、記載されたにもかかわらず、当業者によって、いかなる配置（同じ目的を達成するために算出される）も特定の図示した実施形態に関し置換されることができると認められる。従って、本発明が請求項およびその均等の範囲だけにより制限されることが明白に意図される。
例示の実施形態
[61] 例１は、周囲の溶液にさらされる第１のイオン感応型電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）を包含する第１の半セルと、周囲の溶液にさらされる第2のリファレンス半セルと、を包含する、イオン検知セルと、非イオン感応型電界効果トランジスタ（ＮＩＳＦＥＴ）を包含する圧力感度補償ループであって、ｐＨ検出装置が、イオン検知セルおよび圧力感度補償ループからのフィードバックから信号を使用して少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し補償するように構成されることを特徴とする圧力感度補償ループと、少なくとも一つの圧力および物理的な応力を最小化するために補償された最終ｐＨ測定値を算出するように構成される処理デバイスと、を有することを特徴とするｐＨ検出装置を包含する。
[62] 例２は例１のｐＨ検出装置を包含し、ＮＩＳＦＥＴは、封止され、周囲の溶液のイオンに感応しない第2のＩＳＦＥＴと、周囲の溶液のイオンに感応しない金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）と、からなる群から選択される。
[63] 例３は例１―２のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、ＮＩＳＦＥＴは以下の少なくとも１つにより封止される第2のＩＳＦＥＴである：金、プラチナ、チタン、タンタル、ニッケル、クロム、アルミニウム、タングステン、イリジウムおよび銀からなる群から選択される金属堆積、シリコン酸化物、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化アルミニウム、ガラス組成物、酸化タンタル、酸化ベリリウムおよび窒化ケイ素からなる群から選択される絶縁の堆積。
[64] 例４は例１―３のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、第１のＩＳＦＥＴおよびＮＩＳＦＥＴは一般のシリコン基板を有する。
[65] 例５は例１―４のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、イオンを検出しているセルの第１の半セルはカウンター電極から更に成る。
[66] 例６は実施形態１―５のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、リファレンス半セルは以下の少なくとも１つから成る：リファレンス電極、リファレンス電界効果トランジスタ（ＲＥＦＥＴ）および準リファレンス電極。
[67] 例７は例１―６のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、圧力感度補償ループはイオン検知セルの第１の半セルに通信で連結する。
[68] 例８は例１―７のいずれかのｐＨ検出装置をし、圧力感度補償ループは処理デバイスに通信で連結する。
[69] 例９は例１―８のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、処理デバイスは以下の少なくとも１つにフィードバックを送る：第１のＩＳＦＥＴ、ＮＩＳＦＥＴ。
[70] 例１０は、以下の少なくとも１つから更に成っている例１―９のいずれかのｐＨ検出装置を包含する：ｐＨ検出装置のポイントで温度を測定するように構成される少なくとも一つの温度センサ、ｐＨ検出装置のポイントで圧力を測定するように構成される少なくとも一つの圧力センサー、ｐＨ検出装置の少なくとも一つのコンポーネントを同期させるように構成される少なくとも一つのリファレンス・クロック、最終ｐＨ測定値を表示するように構成される少なくとも一つのディスプレイ、他のシステム、他の装置および他の装置の少なくとも１つに補償ｐＨ測定値を伝えるように構成される少なくとも一つの通信インタフェース。
[71] 例１１は例１―１０のいずれかのｐＨ検出装置を包含、処理デバイスは装置の複数のポイントの間に熱勾配に関し補償するように更に構成され、複数の温度センサは、装置の複数のポイントで、温度を測定し、複数の温度センサが実質的に同じ時間に温度を測定するように、複数の温度センサは少なくとも一つのリファレンス・クロックにより同期され、処理デバイスは、装置の複数のポイントの温度の違いに基づいて複数のポイントと複数の温度センサの間の周知の距離の間に熱勾配を決定するように更に構成される。
[72] 例１２はｐＨ検出装置の出力に関し測定エラーを制限する方法を包含し、方法は：第１のイオン感応型電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）を包含するイオンを検出しているセルを使用して周囲の溶液のｐＨを検出するステップと、非イオン感応型電界効果トランジスタ（ＮＩＳＦＥＴ）を用いてｐＨ検出装置への少なくとも一つの圧力および物理的な応力を検出するステップと、少なくとも一つの圧力および物理的な応力によって、生じるｐＨ測定における変化に関し補償するステップと
を包含する。
[73] 例１３は例１２の方法を包含し、ＮＩＳＦＥＴは以下からなる群から選択される：封止されて、周囲の溶液のイオンに感応しない第2のＩＳＦＥＴ、周囲の溶液のイオンに感応しない金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）。
[74] 例１４は例１２―１３のいずれかの方法を包含し、ＮＩＳＦＥＴから第１のＩＳＦＥＴへのアナログのフィードバックを送ることによって、補償は実行される。
[75] 例１５は例１２―１４のいずれかの方法を包含し、ＮＩＳＦＥＴから処理デバイスへのデジタル・フィードバックを送ることによって、補償は実行される。
[76] 例１６は例１２―１５のいずれかの方法を包含し、第１のＩＳＦＥＴおよびＮＩＳＦＥＴから処理デバイスへのデジタル・フィードバックを送り、処理デバイスから以下の少なくとも１つへのフィードバックを送ることによって、補償は実行される：第１のＩＳＦＥＴ、ＮＩＳＦＥＴ。
[77] 例１７は、以下の少なくとも１つから更に成っている例１２―１６のいずれかの方法を包含する：ｐＨ検出装置のポイントで温度を測定するステップ、ｐＨ検出装置のポイントで圧力を測定するステップ、少なくとも一つのリファレンス・クロックとｐＨ検出装置の少なくとも一つのコンポーネントの同期をとるステップ、少なくとも1つのディスプレイで、最終的な補償のpH測定値を表示するステップ、他のシステム、他の装置および他の装置の少なくとも１つにｐＨ検出装置の出力を伝えるステップ。
[78] 例１８は、装置の複数のポイントの間に熱勾配に関し以下によって、ｐＨ測定に補償することから更に成っている例１２―１７のいずれかの方法を包含する：複数の温度センサを用いて装置の複数のポイントで温度を測定するステップ、複数の温度センサが実質的に同じ時間に温度を測定するように、少なくとも一つのリファレンス・クロックを用いて複数の温度センサを同期させるステップ、装置の複数のポイントの温度の違いに基づいて複数のポイントと複数の温度センサの間の周知の距離の間の熱勾配を決定するステップ。
[79] 例１９は、イオン検知セルであって、：周囲の溶液にさらされる第１のイオン感応型電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）、および、周囲の溶液にさらされるカウンター電極を包含する第１の半セルと、周囲の溶液にさらされる第2のリファレンス半セルと
を包含するイオン検知セルと、非イオン感応型電界効果トランジスタ（ＮＩＳＦＥＴ）を包含する圧力感度補償ループであって、ｐＨ検出装置が、イオン検知セルおよび圧力感度補償ループからのフィードバックから信号を使用して少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し補償するように構成される、ことを特徴とする圧力感度補償ループと、少なくとも一つの圧力および物理的な応力を最小化するために補償した、最終ｐＨ値測定値を算出するように構成される処理デバイスであって、圧力感度補償ループおよびイオン検知セルは、処理デバイスへのデジタル・フィードバックを提供し、処理デバイスは、圧力感度補償ループへのフィードバックを提供することを特徴とする、処理デバイスと、を包含するｐＨ検出装置を有する。
[80] 例２０は例１９のｐＨ検出装置を包含し、ＮＩＳＦＥＴは以下からなる群から選択される：封止されて、周囲の溶液のイオンに感応しない第2のＩＳＦＥＴ、周囲の溶液のイオンに感応しない金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）。
[81] 例２１は例１９―２０のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、処理デバイスはイオンを検出しているセルへのフィードバックを提供する。
[82] 例２２は例１９―２１のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、ＮＩＳＦＥＴは以下の少なくとも１つにより封止される第2のＩＳＦＥＴである：金、プラチナ、チタン、タンタル、ニッケル、クロム、アルミニウム、タングステン、イリジウムおよび銀からなる群から選択される金属堆積、
シリコン酸化物、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化アルミニウム、ガラス組成物、酸化タンタル、酸化ベリリウムおよび窒化ケイ素からなる群から選択される絶縁の堆積。
[83] 例２３は例１９―２２のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、第１のＩＳＦＥＴおよびＮＩＳＦＥＴは一般のシリコン基板を有する。
[84] 例２４は実施形態１９―２３のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、リファレンス半セルは以下の少なくとも１つから成る：リファレンス電極、
リファレンス電界効果トランジスタ（ＲＥＦＥＴ）および準リファレンス電極。
[85] 例２５は、以下の少なくとも１つから更に成っている例１９―２４のいずれかのｐＨ検出装置を包含する：ｐＨ検出装置のポイントで温度を測定するように構成される少なくとも一つの温度センサ、ｐＨ検出装置のポイントで圧力を測定するように構成される少なくとも一つの圧力センサー、ｐＨ検出装置の少なくとも一つのコンポーネントを同期させるように構成される少なくとも一つのリファレンス・クロック、最終ｐＨ測定値を表示するように構成される少なくとも一つのディスプレイ、
他のシステム、他の装置および他の装置の少なくとも１つに補償ｐＨ測定値を伝えるように構成される少なくとも一つの通信インタフェース。
[86] 例２６は、例１９―２５のいずれかのｐＨ検出装置を包含し、
処理デバイスは、装置の複数のポイントの間に熱勾配に関し補償するように更に構成され、複数の温度センサは、装置の複数のポイントで、温度を測定し、複数の温度センサが実質的に同じ時間に温度を測定するように、複数の温度センサは少なくとも一つのリファレンス・クロックにより同期され、処理デバイスは、装置の複数のポイントの温度の違いに基づいて複数のポイントと複数の温度センサの間の周知の距離の間に熱勾配を決定するように更に構成される。

Claims (3)

  1. ｐＨ検出装置（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂ、４００Ａ、４００Ｂ、５００Ａ、５００Ｂ）であって、
    周囲の溶液（２２０）にさらされた第１のイオン感応型電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）（２０２）を包含する第１の半セル（１０４Ａ）と、周囲の溶液（２２０）にさらされた第2のリファレンス半セル（１０４Ｂ）と、を包含する、イオン検知セル（１０４）と、
    非イオン感応型電界効果トランジスタ（ＮＩＳＦＥＴ）（２０４、２５０）を包含する圧力感度補償ループ（１０２）であって、
    ｐＨ検出装置（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂ、４００Ａ、４００Ｂ、５００Ａ、５００Ｂ）はイオン検知セル（１０４）からの信号、及び、圧力感度補償ループ（１０２）からのフィードバックを使用して少なくとも一つの圧力および物理的な応力に関し補償するように構成される、ことを特徴とする圧力感度補償ループ（１０２）と、少なくとも一つの圧力および物理的な応力を最小化するように補償された最終ｐＨ測定値を算出するように構成される処理デバイス（１０６）と、
    を有することを特徴とするｐＨ検出装置。
  2. 圧力感度補償ループ（１０２）が、イオン検知セル（１０４）の第１の半セル（１０４Ａ）に、通信で連結し、
    圧力感度補償ループ（１０２）が、処理デバイス（１０６）に、通信で連結し、
    処理デバイス（１０６）が、
    第１のＩＳＦＥＴ（２０２）、
    ＮＩＳＦＥＴ（２５０）
    の少なくとも１つにフィードバックを送ること：
    のうちの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１のｐＨ検出装置（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂ、４００Ａ、４００Ｂ、５００Ａ、５００Ｂ）。
  3. ｐＨ検出装置の出力に関し測定エラーを制限する方法（６００）（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂ、４００Ａ、４００Ｂ、５００Ａ、５００Ｂ）であって：
    第１の非イオン感応型電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）（２０２）を包含するイオン検知電池を用いて周囲の溶液（２２０）のｐＨを検出する（６０２）ステップと、
    非イオン感応型電界効果トランジスタ（ＮＩＳＦＥＴ）（２０４、２５０）を用いてｐＨ検出装置（１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ、２００Ａ、２００Ｂ、３００Ａ、３００Ｂ、４００Ａ、４００Ｂ、５００Ａ、５００Ｂ）で圧力及び物理的な応力のうちの少なくとも一つを検知（６０４）するステップと、
    少なくとも一つの圧力および物理的な応力によって、生じるｐＨ測定における変化に関し補償する（６０６）ステップと、
    を有することを特徴とする方法。
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