JPH11153545A - ガスを測定するためのオプトード - Google Patents
ガスを測定するためのオプトードInfo
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- JPH11153545A JPH11153545A JP10266817A JP26681798A JPH11153545A JP H11153545 A JPH11153545 A JP H11153545A JP 10266817 A JP10266817 A JP 10266817A JP 26681798 A JP26681798 A JP 26681798A JP H11153545 A JPH11153545 A JP H11153545A
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- indicator substance
- electromagnetic radiation
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/78—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour
- G01N21/783—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a change of colour for analysing gases
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料の物理学的及び／又は化学的パラメータ
ーを容易かつ迅速にして正確に測定するための、指示薬
物質を含有するオプトードのセンサー膜を得る。 【解決手段】 該指示薬物質のガス又はガス混合物と少
なくとも間接的に接触すると、電磁線及び／又はその屈
折率に対してセンサー膜の吸収特性を変化させる。 【効果】 該センサー膜を用いて小形化されたガスセン
サーを極めて容易に製造することができる。
ーを容易かつ迅速にして正確に測定するための、指示薬
物質を含有するオプトードのセンサー膜を得る。 【解決手段】 該指示薬物質のガス又はガス混合物と少
なくとも間接的に接触すると、電磁線及び／又はその屈
折率に対してセンサー膜の吸収特性を変化させる。 【効果】 該センサー膜を用いて小形化されたガスセン
サーを極めて容易に製造することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の種類に
よるオプトード（Ｏｐｔｏｄｅ）のセンサー膜、請求項
１５記載のガス混合物中のガスを測定するための方法及
び請求項２４によるガス混合物中のガスを測定するため
の装置に関する。
よるオプトード（Ｏｐｔｏｄｅ）のセンサー膜、請求項
１５記載のガス混合物中のガスを測定するための方法及
び請求項２４によるガス混合物中のガスを測定するため
の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば医学、環境工学、火煙の検出にお
いて、化学的プロセスの監視の場合又は内燃機関の排ガ
ス測定のために、ガス混合物中のガス濃度の信頼できる
迅速な直接的測定に対する必要性の増大により、新規な
ガスセンサーの開発への関心が高まっている。例えば従
来は、自動車における空調系統の制御のために混合酸化
物を基礎とする電気化学的センサーを使用することは可
能であるが、高いコストをかけても比較的不確実である
（A. Zeppenfeld et al., Sensor 97 Kongressband １
１１３頁以下）。また例えば、同様にセラミック材料
を基礎とする所謂ラムダゾンデ（Lambdasonde）を用い
て内燃機関の排ガス中の酸素分圧を測定することも公知
である。I. Lundstroemの論文（Sensors and Actuators
Ｂ１９９６、３５〜３６、１１〜１９頁）は、固体電
解質を用いてガスを測定する方法を概観しているが、こ
こでは特にまた製造、小形化及び横感度（Querempfindl
ichkeit）の問題も論及されている。特にガス測定の場
合の横感度を避ける試みは、E. Hermannsの論文（Senso
rs and Actuators １９８４、５、１８１〜１８６頁）
に記載されている。この場合にはガスは、ガスの吸収に
よるポリマーの電気伝導率の変化を介して測定される。
ガスを吸収することができるポリマー層の層厚の変化
は、干渉−反射によって測定される（ヨーロッパ特許出
願公開第０７３６７６８号明細書）。米国特許第５，０
３０，４２０号明細書からは、ガス状混合物中の酸素を
光学センサー［またオプトード（Optode）とも称され
る］によって測定する装置が公知であり、同装置の場合
にはルテニウム（ＩＩ）錯体のルミネセンス消光（Lumi
neszenzloeschung）が測定される。化合物及びイオンを
測定する、特に光学的に測定する他のアプローチは所謂
イオノホアを提供する。これは、一定のイオンを選択的
に錯化させかつこれらのイオンをキャリヤ−機構（Carr
ier-Mechanismus）によって膜中を輸送する能力を有す
る親油性リガンドであり（ヨーロッパ特許第０５７８６
３０号明細書）、この結果異なるイオンを選択的に溶液
中で測定しかつ比色法により（colorimetrisch）検出す
ることができる。これらのイオノホアの中で電気的中性
のイオン活性物質がイオン選択液膜電極中の成分として
極めて広い用途を見い出した。例えば同物質は臨床分析
学におけるポリマー液膜電極として、電気生理学におけ
るマイクロ電極として及び人工膜による高選択イオン輸
送の際に使用される。また最近これらの物質は、オプト
ード膜（Optodenmembranen）において溶液の帯電化学種
及び電気的中性の化学種の可逆的光学的検出のためにも
使用される（U. E. Spichiger et al., Proceedings SP
IE-Int. Soc. Opt. Eng. １９９１、１５１０、１１
８）。特にＨ+、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｃｓ+、Ｍｇ2+、
Ｃａ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+、Ｔｌ+、ＵＯ2 2+、Ｃｌ-及び
ＣＯ3 2-の直接的測定の場合には抜群の選択性が得られ
る。この場合２つの可能な原理が使用された：一つに
は、検出すべき化学種と接触するとその色を変化させ
る、イオン選択性発色団（Chromophor）又は色原体（Ch
romogen）リガンドのみが使用される。第二には、電気
的中性のイオンキャリヤーと所謂発色イオノホア（Chro
moionophore）との結合が極めて薄いポリマー−液膜に
おいて上記の陽イオン及び陰イオンの光学的活性測定を
可能にする。２つの原理はｐＨ緩衝溶液中においてのみ
適用可能である。
いて、化学的プロセスの監視の場合又は内燃機関の排ガ
ス測定のために、ガス混合物中のガス濃度の信頼できる
迅速な直接的測定に対する必要性の増大により、新規な
ガスセンサーの開発への関心が高まっている。例えば従
来は、自動車における空調系統の制御のために混合酸化
物を基礎とする電気化学的センサーを使用することは可
能であるが、高いコストをかけても比較的不確実である
（A. Zeppenfeld et al., Sensor 97 Kongressband １
１１３頁以下）。また例えば、同様にセラミック材料
を基礎とする所謂ラムダゾンデ（Lambdasonde）を用い
て内燃機関の排ガス中の酸素分圧を測定することも公知
である。I. Lundstroemの論文（Sensors and Actuators
Ｂ１９９６、３５〜３６、１１〜１９頁）は、固体電
解質を用いてガスを測定する方法を概観しているが、こ
こでは特にまた製造、小形化及び横感度（Querempfindl
ichkeit）の問題も論及されている。特にガス測定の場
合の横感度を避ける試みは、E. Hermannsの論文（Senso
rs and Actuators １９８４、５、１８１〜１８６頁）
に記載されている。この場合にはガスは、ガスの吸収に
よるポリマーの電気伝導率の変化を介して測定される。
ガスを吸収することができるポリマー層の層厚の変化
は、干渉−反射によって測定される（ヨーロッパ特許出
願公開第０７３６７６８号明細書）。米国特許第５，０
３０，４２０号明細書からは、ガス状混合物中の酸素を
光学センサー［またオプトード（Optode）とも称され
る］によって測定する装置が公知であり、同装置の場合
にはルテニウム（ＩＩ）錯体のルミネセンス消光（Lumi
neszenzloeschung）が測定される。化合物及びイオンを
測定する、特に光学的に測定する他のアプローチは所謂
イオノホアを提供する。これは、一定のイオンを選択的
に錯化させかつこれらのイオンをキャリヤ−機構（Carr
ier-Mechanismus）によって膜中を輸送する能力を有す
る親油性リガンドであり（ヨーロッパ特許第０５７８６
３０号明細書）、この結果異なるイオンを選択的に溶液
中で測定しかつ比色法により（colorimetrisch）検出す
ることができる。これらのイオノホアの中で電気的中性
のイオン活性物質がイオン選択液膜電極中の成分として
極めて広い用途を見い出した。例えば同物質は臨床分析
学におけるポリマー液膜電極として、電気生理学におけ
るマイクロ電極として及び人工膜による高選択イオン輸
送の際に使用される。また最近これらの物質は、オプト
ード膜（Optodenmembranen）において溶液の帯電化学種
及び電気的中性の化学種の可逆的光学的検出のためにも
使用される（U. E. Spichiger et al., Proceedings SP
IE-Int. Soc. Opt. Eng. １９９１、１５１０、１１
８）。特にＨ+、Ｌｉ+、Ｎａ+、Ｋ+、Ｃｓ+、Ｍｇ2+、
Ｃａ2+、Ｓｒ2+、Ｂａ2+、Ｔｌ+、ＵＯ2 2+、Ｃｌ-及び
ＣＯ3 2-の直接的測定の場合には抜群の選択性が得られ
る。この場合２つの可能な原理が使用された：一つに
は、検出すべき化学種と接触するとその色を変化させ
る、イオン選択性発色団（Chromophor）又は色原体（Ch
romogen）リガンドのみが使用される。第二には、電気
的中性のイオンキャリヤーと所謂発色イオノホア（Chro
moionophore）との結合が極めて薄いポリマー−液膜に
おいて上記の陽イオン及び陰イオンの光学的活性測定を
可能にする。２つの原理はｐＨ緩衝溶液中においてのみ
適用可能である。
【０００３】しかし提案されたこれらすべての解決手段
は、ガス混合物中のガス状化学種の容易にして迅速な、
正確な測定を、大きな装置費用なしにかつ横感度を回避
して、確実に実現することを許さない。
は、ガス混合物中のガス状化学種の容易にして迅速な、
正確な測定を、大きな装置費用なしにかつ横感度を回避
して、確実に実現することを許さない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
の従来の技術の諸欠点を克服して、ガス混合物中のガス
状化学種の容易な、迅速かつ正確な測定を可能にする手
段を見い出すことである。
の従来の技術の諸欠点を克服して、ガス混合物中のガス
状化学種の容易な、迅速かつ正確な測定を可能にする手
段を見い出すことである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題は、試料の物理
学的及び／又は化学的パラメーターを測定するための、
指示薬物質を含有するオプトード（Optode）のセンサー
膜において、該指示薬物質がガス又はガス混合物と少な
くとも間接的に接触すると、電磁線に対するセンサー膜
の吸収特性及び／又はセンサー膜の屈折率を変化させる
ことを特徴とするセンサー膜によって解決される。
学的及び／又は化学的パラメーターを測定するための、
指示薬物質を含有するオプトード（Optode）のセンサー
膜において、該指示薬物質がガス又はガス混合物と少な
くとも間接的に接触すると、電磁線に対するセンサー膜
の吸収特性及び／又はセンサー膜の屈折率を変化させる
ことを特徴とするセンサー膜によって解決される。
【０００６】このようなセンサー膜を使用することによ
って、小形化ガスセンサー、所謂オプトード（Optode）
を極めて容易に製造することができる。検出のためには
極めて少量の物質しか必要ないので、小形化は著しく容
易である。これによってまたコスト要素も決定的に低減
される。
って、小形化ガスセンサー、所謂オプトード（Optode）
を極めて容易に製造することができる。検出のためには
極めて少量の物質しか必要ないので、小形化は著しく容
易である。これによってまたコスト要素も決定的に低減
される。
【０００７】ガス及びガス混合物の測定方法の場合に
は、ガス混合物に少なくとも間接的に暴露された指示薬
物質の吸収特性を測定することによって、簡素な光学装
置によってガスを数ｐｐｂ〜数％の濃度で横感度なしに
極めて容易に測定することができる。これは、従来の測
定方法ではなかなか実現することはできなかったし、さ
らにはるかに大きな装置費用を必要とした。指示薬物質
として例えば、測定すべき化学種との物理学的及び／又
は化学的相互作用の際に電磁線に対するその吸収スペク
トルを変化させる色原体（Chromogen）リガンドを使用
することができる。同様にまた、選択リガンドを発色イ
オノホア（Chromoionophor）と併用することも可能であ
る。
は、ガス混合物に少なくとも間接的に暴露された指示薬
物質の吸収特性を測定することによって、簡素な光学装
置によってガスを数ｐｐｂ〜数％の濃度で横感度なしに
極めて容易に測定することができる。これは、従来の測
定方法ではなかなか実現することはできなかったし、さ
らにはるかに大きな装置費用を必要とした。指示薬物質
として例えば、測定すべき化学種との物理学的及び／又
は化学的相互作用の際に電磁線に対するその吸収スペク
トルを変化させる色原体（Chromogen）リガンドを使用
することができる。同様にまた、選択リガンドを発色イ
オノホア（Chromoionophor）と併用することも可能であ
る。
【０００８】検出限界は、層厚及び層組成物、特に使用
した化合物の濃度及び量を変えることによって、極めて
有利にかつ容易に必要に応じて調節することができる、
それというのもこれらは相互に相関しているからであ
る。
した化合物の濃度及び量を変えることによって、極めて
有利にかつ容易に必要に応じて調節することができる、
それというのもこれらは相互に相関しているからであ
る。
【０００９】ガス及び／又はガス混合物との少なくとも
間接的な接触の際にその光学的吸収特性を変化させるガ
ス透過性膜が設けられている、ガス混合物中のガスを測
定するための有利な装置には、選択可能の不連続波長を
有する少なくとも１個の電磁線源、特にＬＥＤが設けら
れている。これによって、費用がかかり、小形化できな
い装置、例えばＵＶ／ＶＩＳ又はＩＲ装置を省略するこ
とができる。従ってその中に含有された指示薬物質を有
するセンサー膜を、予め較正測定によってどのガスにも
特定されうる、選択可能の不連続波長で照射することが
でき、その結果吸収の存在する場合には透過率を測定す
ることができる。また同様に、数個の電磁線源を、異な
るガスに関して感受性のある数個のセンサー膜と極めて
容易に結合することもでき、この結果唯一つの装置を用
いて数種のガスを同時に測定することができる。同様に
１個の電磁線源を数個の別々の又は統合された検出器と
共に使用することもできる。また全スペクトル範囲をカ
バーする電磁線源を波長セレクターと併用することもで
きる。
間接的な接触の際にその光学的吸収特性を変化させるガ
ス透過性膜が設けられている、ガス混合物中のガスを測
定するための有利な装置には、選択可能の不連続波長を
有する少なくとも１個の電磁線源、特にＬＥＤが設けら
れている。これによって、費用がかかり、小形化できな
い装置、例えばＵＶ／ＶＩＳ又はＩＲ装置を省略するこ
とができる。従ってその中に含有された指示薬物質を有
するセンサー膜を、予め較正測定によってどのガスにも
特定されうる、選択可能の不連続波長で照射することが
でき、その結果吸収の存在する場合には透過率を測定す
ることができる。また同様に、数個の電磁線源を、異な
るガスに関して感受性のある数個のセンサー膜と極めて
容易に結合することもでき、この結果唯一つの装置を用
いて数種のガスを同時に測定することができる。同様に
１個の電磁線源を数個の別々の又は統合された検出器と
共に使用することもできる。また全スペクトル範囲をカ
バーする電磁線源を波長セレクターと併用することもで
きる。
【００１０】本発明の他の有利な形態及び実施形式は特
許請求の範囲に記載されている。
許請求の範囲に記載されている。
【００１１】本発明のセンサー膜の特に有利な実施形式
においては、該センサー膜はガス特異的に作用する指示
薬物質を含有する。これによって、特に金属酸化物及び
混合酸化物を基材とするセンサーの場合に起こるような
横感度（Querempfindlichkeit）が補償されることが、
極めて容易に阻止される。このようにしてすべての揮発
性化合物及びすべての所望のガス、例えば水素、酸素、
水蒸気、一酸化炭素、揮発性アミン等を指示薬物質に応
じて測定することができるが、これらの化合物はそれら
の検出を相互に妨害したり又は粗悪化することはない。
においては、該センサー膜はガス特異的に作用する指示
薬物質を含有する。これによって、特に金属酸化物及び
混合酸化物を基材とするセンサーの場合に起こるような
横感度（Querempfindlichkeit）が補償されることが、
極めて容易に阻止される。このようにしてすべての揮発
性化合物及びすべての所望のガス、例えば水素、酸素、
水蒸気、一酸化炭素、揮発性アミン等を指示薬物質に応
じて測定することができるが、これらの化合物はそれら
の検出を相互に妨害したり又は粗悪化することはない。
【００１２】他の有利な形態においては、指示薬物質は
イオン対として存在しており、この際該イオン対は陽イ
オン又は陰イオン色素分子、例えばフェノールフタレイ
ン−、エオシン−又はフルオレセイン誘導体及び色素分
子の電荷を補償する少なくとも１種の反対イオンから成
る。ここで使用されるイオン対の原理は、ガスを、帯電
していて従って反対電荷を必要とする対応イオンに変え
ることを可能にし、その結果今やイオンとして存在する
ガスのこの電荷がイオン対の両部分の１つによって補償
されうる。
イオン対として存在しており、この際該イオン対は陽イ
オン又は陰イオン色素分子、例えばフェノールフタレイ
ン−、エオシン−又はフルオレセイン誘導体及び色素分
子の電荷を補償する少なくとも１種の反対イオンから成
る。ここで使用されるイオン対の原理は、ガスを、帯電
していて従って反対電荷を必要とする対応イオンに変え
ることを可能にし、その結果今やイオンとして存在する
ガスのこの電荷がイオン対の両部分の１つによって補償
されうる。
【００１３】特に、指示薬物質が、測定すべきガスと化
学的及び／又は物理学的に可逆的に相互作用する化合
物、例えば選択リガンド又は金属錯体を含有する場合が
有利である。この化学的及び／又は物理学的な相互作用
によって、特にこれが可逆的に起こる場合には、測定す
べきガスに対するセンサー膜の感度を多くの測定回路
（Messzyklen）を介して不変に保持することが可能であ
る。この化合物の例は弗素化アセトフェノン、開環リガ
ンド、例えばノナクチン、クロノイオノホア（Chronoio
nophore）と組み合わせたバリノマイシン、大環状Ｎ−
供与体−遷移金属錯体、例えばコバルト、鉄、バナジ
ン、モリブデン及びルテニウムで錯化されているコリ
ン、フタロシアニン、コロール、ポルフィリノーゲン、
ポルフィリンである。特にコビリン酸（Cobyrinsaeur
e）の誘導体及びＣｏ（ＩＩＩ）と上記のＮ−供与体−
リガンドとの錯体はＮｏｘに対して感受性がある。
学的及び／又は物理学的に可逆的に相互作用する化合
物、例えば選択リガンド又は金属錯体を含有する場合が
有利である。この化学的及び／又は物理学的な相互作用
によって、特にこれが可逆的に起こる場合には、測定す
べきガスに対するセンサー膜の感度を多くの測定回路
（Messzyklen）を介して不変に保持することが可能であ
る。この化合物の例は弗素化アセトフェノン、開環リガ
ンド、例えばノナクチン、クロノイオノホア（Chronoio
nophore）と組み合わせたバリノマイシン、大環状Ｎ−
供与体−遷移金属錯体、例えばコバルト、鉄、バナジ
ン、モリブデン及びルテニウムで錯化されているコリ
ン、フタロシアニン、コロール、ポルフィリノーゲン、
ポルフィリンである。特にコビリン酸（Cobyrinsaeur
e）の誘導体及びＣｏ（ＩＩＩ）と上記のＮ−供与体−
リガンドとの錯体はＮｏｘに対して感受性がある。
【００１４】測定すべきガスと指示薬物質との前記相互
作用は、特にスペクトルの変化、つまり電磁線に対する
少なくとも局部的な吸収極大を生じる。吸収極大の位
置、つまりこの吸収極大がそこで起こる波長は、好まし
くはガス毎に異なっておりかつ電磁スペクトルの可視、
赤外又は他の範囲にあってよいが、好ましくは可視範囲
である。吸収極大の高さは相互作用するガスの濃度と相
関しており、その結果この相関によってガス混合物中の
ガスの濃度を極めて容易に求めることができる。吸収極
大のスペクトル位置は指示薬物質又はその組成の適当な
選択によって広い範囲にわたって目的に合わせて調節す
ることができる。
作用は、特にスペクトルの変化、つまり電磁線に対する
少なくとも局部的な吸収極大を生じる。吸収極大の位
置、つまりこの吸収極大がそこで起こる波長は、好まし
くはガス毎に異なっておりかつ電磁スペクトルの可視、
赤外又は他の範囲にあってよいが、好ましくは可視範囲
である。吸収極大の高さは相互作用するガスの濃度と相
関しており、その結果この相関によってガス混合物中の
ガスの濃度を極めて容易に求めることができる。吸収極
大のスペクトル位置は指示薬物質又はその組成の適当な
選択によって広い範囲にわたって目的に合わせて調節す
ることができる。
【００１５】他の好ましい実施態様の場合には、センサ
ー膜が支持体物質及び保護物質として化学的に十分不活
性のポリマーを含有しており、その結果指示薬物質のみ
がガスと相互作用するよう保証されており、例えばこの
不活性ポリマーを支持体物質として含有するセンサー膜
が同様にガスと反応して、それによって測定結果が粗悪
化されることは起こらない。さらに特異的ポリマー膜、
例えばＰＶＣ、シロキサン等を使用することにより、膜
を通過する又は膜中のガスの抽出、次に溶解性が改善さ
れる。さらに少なくとも親油性の発色イオノホア（Chro
moionophore）又はリガンドは同様に親油性の膜中で極
めて良好に溶解される。他の好ましい実施態様では、セ
ンサー膜は同様に可塑剤を含有しており、その結果同膜
は特に機械的応力に対して弾性状態を続ける。他の実施
態様では、センサー膜はガス特異性触媒を含有してお
り、同触媒が、ガスが指示薬物質のところへ運ばれかつ
ガス状化学種と指示薬物質との間の特異的相互作用の活
性化エンタルピーが低下されることを可能にする。さら
にガス特異性触媒の使用によって選択性が改良される。
ー膜が支持体物質及び保護物質として化学的に十分不活
性のポリマーを含有しており、その結果指示薬物質のみ
がガスと相互作用するよう保証されており、例えばこの
不活性ポリマーを支持体物質として含有するセンサー膜
が同様にガスと反応して、それによって測定結果が粗悪
化されることは起こらない。さらに特異的ポリマー膜、
例えばＰＶＣ、シロキサン等を使用することにより、膜
を通過する又は膜中のガスの抽出、次に溶解性が改善さ
れる。さらに少なくとも親油性の発色イオノホア（Chro
moionophore）又はリガンドは同様に親油性の膜中で極
めて良好に溶解される。他の好ましい実施態様では、セ
ンサー膜は同様に可塑剤を含有しており、その結果同膜
は特に機械的応力に対して弾性状態を続ける。他の実施
態様では、センサー膜はガス特異性触媒を含有してお
り、同触媒が、ガスが指示薬物質のところへ運ばれかつ
ガス状化学種と指示薬物質との間の特異的相互作用の活
性化エンタルピーが低下されることを可能にする。さら
にガス特異性触媒の使用によって選択性が改良される。
【００１６】指示薬物質は測定すべきガスと物理学的及
び／又は化学的に相互作用するので、有利な状態では、
この相互作用によって電磁線に対する指示薬物質の吸収
特性の変化が起こることが可能であり、この変化がガス
特異的に起こるので、測定時の横感度（Querempfindlic
hkeiten）を除くことができる。
び／又は化学的に相互作用するので、有利な状態では、
この相互作用によって電磁線に対する指示薬物質の吸収
特性の変化が起こることが可能であり、この変化がガス
特異的に起こるので、測定時の横感度（Querempfindlic
hkeiten）を除くことができる。
【００１７】特に、この変化が電磁線に対する指示薬物
質の少なくとも局部的な吸収極大を生じさせる。この吸
収極大は極めて容易に検出することができる。
質の少なくとも局部的な吸収極大を生じさせる。この吸
収極大は極めて容易に検出することができる。
【００１８】さらに、どのガスも吸収極大の特異的位置
を有するので、指示薬物質が特定波長の電磁線に暴露さ
れるのが、特に有利である。
を有するので、指示薬物質が特定波長の電磁線に暴露さ
れるのが、特に有利である。
【００１９】有利な実施態様では、局部的吸収極大の存
在する場合に電磁線に対する指示薬物質の透過率を測定
する。この際透過率は測定すべきガスの濃度又は分圧と
相関している。これによってガスをｐｐｂ範囲まで精密
にかつ横感度なしに容易に測定することができる。
在する場合に電磁線に対する指示薬物質の透過率を測定
する。この際透過率は測定すべきガスの濃度又は分圧と
相関している。これによってガスをｐｐｂ範囲まで精密
にかつ横感度なしに容易に測定することができる。
【００２０】別の好ましい形態では、電磁線に対する少
なくとも１個の検出器が設けられていて、これがセンサ
ー膜の光学的特性の変化を検出する。該検出器は有利に
は、安価で、小さくかつ小形化可能のフォトダイオード
であってよく、その結果本発明の装置は全体でわずかの
空間しか必要とせず、安価な手段で製造することができ
る。
なくとも１個の検出器が設けられていて、これがセンサ
ー膜の光学的特性の変化を検出する。該検出器は有利に
は、安価で、小さくかつ小形化可能のフォトダイオード
であってよく、その結果本発明の装置は全体でわずかの
空間しか必要とせず、安価な手段で製造することができ
る。
【００２１】有利な形態においては、センサー膜は電磁
線源と検出器との間に配置されていて、これらは、検出
器が透過率をより良好に検出することができるように１
列に存在している。
線源と検出器との間に配置されていて、これらは、検出
器が透過率をより良好に検出することができるように１
列に存在している。
【００２２】電磁線源と検出器との間の、選択可能の波
長の電磁線に関して透過性の支持体上に、センサー膜を
配置することができるが、特に、センサー膜を検出器又
は発信器（Sender）上に直接配置することが有利であ
り、この結果支持体配置の十分な節約が可能であり、こ
れによって本発明の装置の小形化及び簡素化が達成され
る。同様に、検出器／発信器及び膜の間に少なくとも局
部的にガス透過性保護膜を、例えばシラン化（Silanisi
eren）によって有利に設けることもできる。
長の電磁線に関して透過性の支持体上に、センサー膜を
配置することができるが、特に、センサー膜を検出器又
は発信器（Sender）上に直接配置することが有利であ
り、この結果支持体配置の十分な節約が可能であり、こ
れによって本発明の装置の小形化及び簡素化が達成され
る。同様に、検出器／発信器及び膜の間に少なくとも局
部的にガス透過性保護膜を、例えばシラン化（Silanisi
eren）によって有利に設けることもできる。
【００２３】膜、検出器及び電磁線源を有する本発明の
装置は、有利には、ガス混合物の少なくとも１個の入口
及び少なくとも１個の出口を有する室中に配置され、こ
の結果ガスは連続的に測定されうる。
装置は、有利には、ガス混合物の少なくとも１個の入口
及び少なくとも１個の出口を有する室中に配置され、こ
の結果ガスは連続的に測定されうる。
【００２４】このようなオプトード（Optode）は、好ま
しい適用の場合には、内燃機関の排ガス、特に自動車の
排ガスの検査のために使用する。同様に有利には、得ら
れた測定値をもって内燃機関の制御を行うこともでき
る。これによって、特に内燃機関用の触媒を検査するた
めのアンモニア感受性センサーを使用する場合には、触
媒の消耗又は老化状態を容易に推定することができる。
また内燃機関の排ガス中の酸素、ＣＯ、ＣＯ2、ＨＣ及
びＮｏxを測定することによって、所謂ラムダ値（Lambd
awert）を容易に求めることができる。内燃機関を有す
る自動車で数個のこれらのセンサーを結合すると、所謂
排ガス最適化モーター管理（Motormanagement）及び永
久自動車監視を行い、ひいては燃料消費を最適化し、消
耗を早期に検知することができる。さらに本発明の装置
は、空気質の監視（例えばこの監視は空調装置を有する
自動車における換気弁の制御のために行われる）のため
に有利に使用することもできる。また本発明の装置は室
内の換気調節及び空調調節のために制御することもでき
る。また本発明の装置は、炭化水素で作動される内燃機
関及び暖熱装置の監視及び調節のために、又は例えば冷
却室中のＮＨ3濃度の測定のために、冷却剤としてアン
モニアを用いる冷却装置用又は煙警報器用に使用するこ
ともできる。個々のセンサー及び／又はこれらのセンサ
ー組合せ体を通る導火ガス（Brandleitgas）の測定によ
って、煙警報器の検出時間が著しく短縮されかつ誤警報
に対する安全性が著しく高められうる。
しい適用の場合には、内燃機関の排ガス、特に自動車の
排ガスの検査のために使用する。同様に有利には、得ら
れた測定値をもって内燃機関の制御を行うこともでき
る。これによって、特に内燃機関用の触媒を検査するた
めのアンモニア感受性センサーを使用する場合には、触
媒の消耗又は老化状態を容易に推定することができる。
また内燃機関の排ガス中の酸素、ＣＯ、ＣＯ2、ＨＣ及
びＮｏxを測定することによって、所謂ラムダ値（Lambd
awert）を容易に求めることができる。内燃機関を有す
る自動車で数個のこれらのセンサーを結合すると、所謂
排ガス最適化モーター管理（Motormanagement）及び永
久自動車監視を行い、ひいては燃料消費を最適化し、消
耗を早期に検知することができる。さらに本発明の装置
は、空気質の監視（例えばこの監視は空調装置を有する
自動車における換気弁の制御のために行われる）のため
に有利に使用することもできる。また本発明の装置は室
内の換気調節及び空調調節のために制御することもでき
る。また本発明の装置は、炭化水素で作動される内燃機
関及び暖熱装置の監視及び調節のために、又は例えば冷
却室中のＮＨ3濃度の測定のために、冷却剤としてアン
モニアを用いる冷却装置用又は煙警報器用に使用するこ
ともできる。個々のセンサー及び／又はこれらのセンサ
ー組合せ体を通る導火ガス（Brandleitgas）の測定によ
って、煙警報器の検出時間が著しく短縮されかつ誤警報
に対する安全性が著しく高められうる。
【００２５】
【実施例】図１は本発明装置の原理的構造を示す。該装
置１０は、例えば特定の波長を有するＬＥＤである電磁
線源１１を有する。この源１１の向い側に、例えばフォ
トダイオードであってもよい電磁線の検出器１２が配置
されている。源１１と検出器１２との間、つまり電磁線
の進路には、源１１の電磁線に関して透過性の支持体１
３が配置されている。同支持体は源１１と検出器１２と
の間の正確に中央に存在していてもよいが、同様に本発
明の範囲では、同支持体が電磁線の進路に存在する限
り、源１１と検出器１２との間のどの位置に同支持体を
配置してもよい。源１１に対向する、支持体１３の側に
は本発明のガス透過性センサー膜１４が取付けられてい
る。さて源１１は、任意の持続時間（但しパルスの持続
時間をあまり長くしないのが好ましい）を有する持続パ
ルスで、センサー膜１４及び支持体１３を通過して検出
器１２によって検出される一波長を有する電磁線を放射
する。センサー膜は特定ガスに対して感受性のある指示
薬物質を含有しており、予めの検量によって較正され
た。さて測定すべきガスが源１１と検出器１２との間の
空間に入るや否や、センサー膜１４中に含有された指示
薬物質は同物質に衝突する電磁線の波長に対してその吸
収を変化させる。この波長は少なくとも局部的な、指示
薬物質の吸収極大に対応するので、センサー膜１４及び
支持体１３の後部に配置された検出器１２が透過率の変
化を記録する。吸収極大の高さ、ひいては透過率の大き
さはガス濃度に比例する。従ってこれは評価装置（図示
してない）によって容易に検出されうる。評価装置は、
例えば煙警報器等で使用する場合には、さらに濃度相関
発信機と結合されている。
置１０は、例えば特定の波長を有するＬＥＤである電磁
線源１１を有する。この源１１の向い側に、例えばフォ
トダイオードであってもよい電磁線の検出器１２が配置
されている。源１１と検出器１２との間、つまり電磁線
の進路には、源１１の電磁線に関して透過性の支持体１
３が配置されている。同支持体は源１１と検出器１２と
の間の正確に中央に存在していてもよいが、同様に本発
明の範囲では、同支持体が電磁線の進路に存在する限
り、源１１と検出器１２との間のどの位置に同支持体を
配置してもよい。源１１に対向する、支持体１３の側に
は本発明のガス透過性センサー膜１４が取付けられてい
る。さて源１１は、任意の持続時間（但しパルスの持続
時間をあまり長くしないのが好ましい）を有する持続パ
ルスで、センサー膜１４及び支持体１３を通過して検出
器１２によって検出される一波長を有する電磁線を放射
する。センサー膜は特定ガスに対して感受性のある指示
薬物質を含有しており、予めの検量によって較正され
た。さて測定すべきガスが源１１と検出器１２との間の
空間に入るや否や、センサー膜１４中に含有された指示
薬物質は同物質に衝突する電磁線の波長に対してその吸
収を変化させる。この波長は少なくとも局部的な、指示
薬物質の吸収極大に対応するので、センサー膜１４及び
支持体１３の後部に配置された検出器１２が透過率の変
化を記録する。吸収極大の高さ、ひいては透過率の大き
さはガス濃度に比例する。従ってこれは評価装置（図示
してない）によって容易に検出されうる。評価装置は、
例えば煙警報器等で使用する場合には、さらに濃度相関
発信機と結合されている。
【００２６】図２は、別の好ましい本発明の装置を示
す。この装置２０は図１と比べてさらに簡素化されかつ
小形化されている。この場合にもまた、同様に選択可能
の持続時間を有するパルスで放射される、選択可能の特
定波長の電磁線の源２１が配置されている。源２１の向
い側の電磁線進路に、該装置に応じて選択可能の間隔を
おいて電磁線の検出器２２が配置されており、かつ源２
１に対向する側にガス透過性センサー膜２３を有する。
評価装置ならびにセンサー膜と検出器との間の、例えば
ポリシロキサンから成る任意の分離層は図示してない。
す。この装置２０は図１と比べてさらに簡素化されかつ
小形化されている。この場合にもまた、同様に選択可能
の持続時間を有するパルスで放射される、選択可能の特
定波長の電磁線の源２１が配置されている。源２１の向
い側の電磁線進路に、該装置に応じて選択可能の間隔を
おいて電磁線の検出器２２が配置されており、かつ源２
１に対向する側にガス透過性センサー膜２３を有する。
評価装置ならびにセンサー膜と検出器との間の、例えば
ポリシロキサンから成る任意の分離層は図示してない。
【００２７】図３は、本発明装置のもう一つの実施態様
を示す。同装置３０はガス進入口３２の装置及びガス流
出口３３の装置を有する室３１から成る。これらの二装
置の正確な空間的配置は本発明の範囲では重要ではな
い。ただ重要なのは、ガス進入口３２の背後に選択可能
の不連続波長の電磁線の源３４が配置されておりかつこ
の源３４の向い側の電磁線進路中に、ガス透過性センサ
ー膜３６がその上に配置されている、電磁線の検出器３
５が配置されていることである。もちろん同様に、源３
４と検出器３５との間に在る、選択された電磁線に関し
て透過性の支持体上にセンサー膜３６を配置することも
可能であろう。また検出器は評価装置（図示してない）
及び任意の分離層も備えている。この評価装置は例え
ば、例えば任意の種類の機械及びモーター（Motor）を
制御するための別の装置を備えていてもよく、この装置
の最適機能は限定されたガス雰囲気又はガスの特定濃度
に依存している。これは、例えば自動車の排ガス検査の
際に必要である。本発明装置は、それを容易に小形化で
きるために、排ガス検査のための固定装置において使用
できるのみならず、自動車に組み込むためにも使用する
ことができる。例えば、自動車用触媒の状態監視のため
には、本発明の装置にアンモニア感受性センサー膜が設
けられる。他のガスに対して感受性のある本発明装置の
測定信号はモーター制御のために利用することができ
る。他の用途は、例えば空気調節装置及び換気装置を制
御するための、室内の空気質の監視である。
を示す。同装置３０はガス進入口３２の装置及びガス流
出口３３の装置を有する室３１から成る。これらの二装
置の正確な空間的配置は本発明の範囲では重要ではな
い。ただ重要なのは、ガス進入口３２の背後に選択可能
の不連続波長の電磁線の源３４が配置されておりかつこ
の源３４の向い側の電磁線進路中に、ガス透過性センサ
ー膜３６がその上に配置されている、電磁線の検出器３
５が配置されていることである。もちろん同様に、源３
４と検出器３５との間に在る、選択された電磁線に関し
て透過性の支持体上にセンサー膜３６を配置することも
可能であろう。また検出器は評価装置（図示してない）
及び任意の分離層も備えている。この評価装置は例え
ば、例えば任意の種類の機械及びモーター（Motor）を
制御するための別の装置を備えていてもよく、この装置
の最適機能は限定されたガス雰囲気又はガスの特定濃度
に依存している。これは、例えば自動車の排ガス検査の
際に必要である。本発明装置は、それを容易に小形化で
きるために、排ガス検査のための固定装置において使用
できるのみならず、自動車に組み込むためにも使用する
ことができる。例えば、自動車用触媒の状態監視のため
には、本発明の装置にアンモニア感受性センサー膜が設
けられる。他のガスに対して感受性のある本発明装置の
測定信号はモーター制御のために利用することができ
る。他の用途は、例えば空気調節装置及び換気装置を制
御するための、室内の空気質の監視である。
【００２８】図４は本発明の装置の他の実施態様を示
す。この装置４０は電磁線源４１及び例えばフォトダイ
オードである検出器４２を有する。源４１と検出器４２
は光導波路４３によって結合されている。光導波路４３
は参照アーム４４及び測定アーム４５を有する。この場
合測定アーム４５は、例えば支持体（図示してない）又
は光導波路自体の上に配置されているセンサー膜４６と
接触している。
す。この装置４０は電磁線源４１及び例えばフォトダイ
オードである検出器４２を有する。源４１と検出器４２
は光導波路４３によって結合されている。光導波路４３
は参照アーム４４及び測定アーム４５を有する。この場
合測定アーム４５は、例えば支持体（図示してない）又
は光導波路自体の上に配置されているセンサー膜４６と
接触している。
【００２９】説明した実施例は、もちろん本発明を限定
するものではない。すなわち特に、本発明装置において
異なるガス選択性を有する数個のセンサー膜を、数個の
源及び検出器と又は１個の源及び異なる波長の電磁源の
検出器配列と結合するのが有利であり、この結果唯一個
の装置でいくつかのガス成分の測定が同時に可能であ
る。
するものではない。すなわち特に、本発明装置において
異なるガス選択性を有する数個のセンサー膜を、数個の
源及び検出器と又は１個の源及び異なる波長の電磁源の
検出器配列と結合するのが有利であり、この結果唯一個
の装置でいくつかのガス成分の測定が同時に可能であ
る。
【００３０】次に本発明のセンサー膜の実施例を、測定
すべき異なるガスについて記載する： 1. ＮＨ3感受性センサー膜 選択的リガンド（Ligand）：ＥＴＨ１５７（Ｎ，Ｎ′−
ジベンジル−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−１，２−（フェニ
レンジオキシジアセトアミド））、指示薬：ＴＰＢＥ
（３′，３″，５′，５″−テトラブロモ−フェノール
フタレイン−エチルエステルカリウム塩）、可塑剤：Ｄ
ＯＳ（ビス−（２−エチルヘキシル）−セバケート）、
ポリマー：ＰＶＣ。
すべき異なるガスについて記載する： 1. ＮＨ3感受性センサー膜 選択的リガンド（Ligand）：ＥＴＨ１５７（Ｎ，Ｎ′−
ジベンジル−Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−１，２−（フェニ
レンジオキシジアセトアミド））、指示薬：ＴＰＢＥ
（３′，３″，５′，５″−テトラブロモ−フェノール
フタレイン−エチルエステルカリウム塩）、可塑剤：Ｄ
ＯＳ（ビス−（２−エチルヘキシル）−セバケート）、
ポリマー：ＰＶＣ。
【００３１】ＥＴＨ１５７ １１５ｍｇを、ＴＰＢＥ１
５．２ｍｇ、ＤＯＳ８０ｍｇ及びＰＶＣ４０ｍｇと一緒
にＴＨＦ１．２〜２ｍｌ中に溶かす。この混合物を、ガ
ラス板又は他の適当な支持体上に自体公知の方法によっ
て塗布する。溶剤ＴＨＦが蒸発すると、後に活性成分を
含有する均質で透明なゲル層が残っている。このゲル層
は１〜４μｍの厚さである。この実施例ではＥＴＨ１５
７の代わりに同様に同一モル量のバリノマイシンも使用
することができる。
５．２ｍｇ、ＤＯＳ８０ｍｇ及びＰＶＣ４０ｍｇと一緒
にＴＨＦ１．２〜２ｍｌ中に溶かす。この混合物を、ガ
ラス板又は他の適当な支持体上に自体公知の方法によっ
て塗布する。溶剤ＴＨＦが蒸発すると、後に活性成分を
含有する均質で透明なゲル層が残っている。このゲル層
は１〜４μｍの厚さである。この実施例ではＥＴＨ１５
７の代わりに同様に同一モル量のバリノマイシンも使用
することができる。
【００３２】このようにして得られた３μｍの厚さの膜
を較正のために、種々のＮＨ3濃度を有する数種のＮＨ3
−空気−混合物と接触させかつ光源によって比較的広い
波長範囲にわたって照射して、吸収極大の位置を確定し
た。結果は図５に図示してある。吸収極大は６２０ｎｍ
に存在する。Ｂでしるしをした曲線は純粋な空気によっ
て惹起されたバックグラウンド信号（Hintergrundssign
al）である。図５から、吸収極大の高さがＮＨ3濃度と
正確に相関していることが明らかになる。ＮＨ3濃度は
ｐｐｍで表示してある。
を較正のために、種々のＮＨ3濃度を有する数種のＮＨ3
−空気−混合物と接触させかつ光源によって比較的広い
波長範囲にわたって照射して、吸収極大の位置を確定し
た。結果は図５に図示してある。吸収極大は６２０ｎｍ
に存在する。Ｂでしるしをした曲線は純粋な空気によっ
て惹起されたバックグラウンド信号（Hintergrundssign
al）である。図５から、吸収極大の高さがＮＨ3濃度と
正確に相関していることが明らかになる。ＮＨ3濃度は
ｐｐｍで表示してある。
【００３３】2. ＣＯ2感受性センサー膜 ＥＴＨ４００１（Ｎ，Ｎ−ジオクチルアミノフェニル−
４′−トリフルオロアセチル−アゾベンゾール）２．０
７ｍｇ及びＴＤＭＡＣＬ（トリドデシルメチルアンモニ
ウムクロリド）０．４４ｍｇを、純粋な多官能価ポリシ
ロキサン８０ｍｇと一緒にＴＨＦ中に溶かし、次に第１
の例と同様にしてガラス板又は他の適当な支持体上に塗
布する。ＴＨＦが蒸発するとあとに、ＣＯ2に活性の成
分を含有する均質で透明なゲル層が残る。この層の厚さ
は１〜５μｍである。
４′−トリフルオロアセチル−アゾベンゾール）２．０
７ｍｇ及びＴＤＭＡＣＬ（トリドデシルメチルアンモニ
ウムクロリド）０．４４ｍｇを、純粋な多官能価ポリシ
ロキサン８０ｍｇと一緒にＴＨＦ中に溶かし、次に第１
の例と同様にしてガラス板又は他の適当な支持体上に塗
布する。ＴＨＦが蒸発するとあとに、ＣＯ2に活性の成
分を含有する均質で透明なゲル層が残る。この層の厚さ
は１〜５μｍである。
【００３４】3. Ｎｏｘ感受性センサー膜 シアナクア−コビリン酸−ヘプタキス（Cyanaqua-Cobyr
insaeure-heptakis）−２−フェニルエチルエステル）
９．１０ｍｇ、ＥＴＨ５４１８（１１−［（１−ブチル
ペンチル）オキシ］−１１−オキソウンデシル−４−
｛［９−（ジメチルアミノ）−５Ｈ−ベンゾ［ａ］フェ
ノキサジン−５−イリデン］−アミノ｝−ベンゾエー
ト）３．６５ｍｇを、カリウムテトラキス−［３，５−
ビス（トリフルオロメチル）フェニル］−ボレート４．
７９ｍｇ、ＤＯＳ８０ｍｇ及びＰＶＣ８０ｍｇとＴＨＦ
中で混合し、上記の例と同様にして加工する。層の厚さ
は１〜４μｍである。
insaeure-heptakis）−２−フェニルエチルエステル）
９．１０ｍｇ、ＥＴＨ５４１８（１１−［（１−ブチル
ペンチル）オキシ］−１１−オキソウンデシル−４−
｛［９−（ジメチルアミノ）−５Ｈ−ベンゾ［ａ］フェ
ノキサジン−５−イリデン］−アミノ｝−ベンゾエー
ト）３．６５ｍｇを、カリウムテトラキス−［３，５−
ビス（トリフルオロメチル）フェニル］−ボレート４．
７９ｍｇ、ＤＯＳ８０ｍｇ及びＰＶＣ８０ｍｇとＴＨＦ
中で混合し、上記の例と同様にして加工する。層の厚さ
は１〜４μｍである。
【００３５】このようにして得られた厚さ３μｍの膜
を、種々のＮＯ濃度を有する数種のＮＯ−空気−混合物
と接触させかつ光源によって比較的広い波長範囲にわた
って照射して、局部的吸収極大の位置を確定した。結果
は図６に図示してある。吸収極大は６７０ｎｍに存在す
る。図６から、吸収極大の高さがＮＯ濃度に正確に相関
していることが明らかになる。ＮＯ濃度はモル濃度で表
示してある。
を、種々のＮＯ濃度を有する数種のＮＯ−空気−混合物
と接触させかつ光源によって比較的広い波長範囲にわた
って照射して、局部的吸収極大の位置を確定した。結果
は図６に図示してある。吸収極大は６７０ｎｍに存在す
る。図６から、吸収極大の高さがＮＯ濃度に正確に相関
していることが明らかになる。ＮＯ濃度はモル濃度で表
示してある。
【００３６】これらの実施例はもちろん本発明を限定す
るものではない。同様に本発明によれば、他のいかなる
ガス又は気体状で存在する他のいかなる化合物も、例え
ば揮発性アミン、水蒸気、一酸化炭素、水素、酸素又は
アルコールも本発明方法によって測定することができ
る。
るものではない。同様に本発明によれば、他のいかなる
ガス又は気体状で存在する他のいかなる化合物も、例え
ば揮発性アミン、水蒸気、一酸化炭素、水素、酸素又は
アルコールも本発明方法によって測定することができ
る。
【図１】本発明のガス測定装置の原理的構造の説明図で
ある。
ある。
【図２】図１の装置よりも簡素化されかつ小形化された
本発明の装置の説明図である。
本発明の装置の説明図である。
【図３】ガスの入口及び出口を有する本発明の装置の他
の実施態様の説明図である。
の実施態様の説明図である。
【図４】本発明装置の別の実施態様の説明図である。
【図５】ＮＨ3感受性センサー膜による吸収スペクトル
を示すグラフである（横軸は波長を示す）。
を示すグラフである（横軸は波長を示す）。
【図６】ＮＯ感受性膜による吸収スペクトルを示すグラ
フである。
フである。
【符号の説明】 １０，２０，３０，４０ 装置 １１，２１，３４，４１ 電磁線源 １２，２２，３５，４２ 検出器 １３ 支持体 １４，２３，３６，４６ センサー膜 ３１ 室 ３２ ガス進入口 ３３ ガス流出口 ４３ 光導波路 ４４ 参照アーム ４５ 測定アーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アントン プフェッファーゼーダー ドイツ連邦共和国 ザウアーラッハ−アル ゲート オーバーラントシュトラーセ 20 (72)発明者 アンドレアス ヘンゼル ドイツ連邦共和国 ヴァイヒンゲン レー マーシュトラーセ 80
Claims (20)
- 【請求項１】 試料の物理学的及び／又は化学的パラメ
ーターを測定するための、指示薬物質を含有するオプト
ードのセンサー膜において、該指示薬物質がガス又はガ
ス混合物と少なくとも間接的に接触すると電磁線に対す
るセンサー膜の吸収特性及び／又はセンサー膜の屈折率
を変化させることを特徴とする、オプトードのセンサー
膜。 - 【請求項２】 指示薬物質がガス特異的に作用する、請
求項１記載のセンサー膜。 - 【請求項３】 指示薬物質が、陽イオン又は陰イオン色
素分子及び色素分子の電荷を補償する少なくとも１種の
反対イオンから成るイオン対として存在する、請求項１
記載のセンサー膜。 - 【請求項４】 指示薬物質が、測定すべきガスと化学的
又は物理学的に可逆的相互作用を行う化合物を含有し、
この際、相互作用が、電磁線に対する少なくとも局部的
な吸収極大の出現をもたらす、請求項１記載のセンサー
膜。 - 【請求項５】 前記化合物が、アゾベンゾール、アセト
フェノン、コリン、ポルフィリン、フタロシアニン、マ
クロライド、ポルフィリノーゲン、ノナクチン、バリノ
マイシン及び／又は周期表のＩ〜ＩＩ副族及びＶ〜ＶＩ
ＩＩ副族の遷移金属を有する上記化合物の錯体の群から
選択されている、請求項４記載のセンサー膜。 - 【請求項６】 吸収極大の位置がガス毎に異なってお
り、かつ吸収極大の高さが、相互作用するガスの濃度と
相関している、請求項４記載のセンサー膜。 - 【請求項７】 センサー膜が化学的に十分不活性のポリ
マー、可塑剤およびガス特異性触媒を含有する、請求項
１記載のセンサー膜。 - 【請求項８】 センサー膜が相移動触媒を含有する、請
求項１記載のセンサー膜。 - 【請求項９】 少なくとも間接的にガス混合物に暴露さ
れた指示薬物質の吸収特性及び／又は屈折率の変化を測
定することを特徴とする、ガス混合物中のガスを測定す
る方法。 - 【請求項１０】 指示薬物質が測定すべきガスと物理学
的及び／又は化学的に相互作用し、その結果前記相互作
用によって、電磁線に対する指示薬物質の吸収特性のガ
ス特異的な変化が起こる、請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記変化が、電磁線に対する指示薬物
質の少なくとも局部的な吸収極大を生じる、請求項１０
記載の方法。 - 【請求項１２】 指示薬物質が、指示薬物質の局部的吸
収極大に対応する特定の波長の電磁線に暴露されてい
る、請求項９記載の方法。 - 【請求項１３】 局部的な吸収極大の存在する場合に、
電磁線に対して測定される指示薬物質の透過率は、測定
すべきガスの濃度と相関している、請求項１２記載の方
法。 - 【請求項１４】 ガス又はガス混合物との少なくとも間
接的な接触の場合にその吸収特性及び／又はその屈折率
を変化させる、少なくとも１個のガス透過性膜が設けら
れており、かつ該膜の光学的特性の変化を検出する、評
価装置が結合されている電磁線用検出器が少なくとも１
個設けられており、この際、電磁線源と検出器との間に
該膜が配置されていることを特徴とする、ガス混合物中
のガスを測定するための装置。 - 【請求項１５】 検出器がフォトダイオードであり、か
つ選択可能の不連続波長の少なくとも１個の電磁線源が
設けられている、請求項１４記載の装置。 - 【請求項１６】 該膜が選択可能の波長の電磁線に対し
て透過性の支持体上に配置されている、請求項１４記載
の装置。 - 【請求項１７】 該膜が検出器及び／又は電磁線源上に
配置されている、請求項１６記載の装置。 - 【請求項１８】 該膜、検出器及び電磁線源が、ガス混
合物の少なくとも１個の入口及び少なくとも１個の出口
を有する室内に配置されている、請求項１４から１７ま
でのいずれか１項記載の装置。 - 【請求項１９】 センサー膜が干渉計上に配置されてい
る、請求項１４から１８までのいずれか１項記載の装
置。 - 【請求項２０】 内燃機関または暖房装置の排ガスを検
査および／または調節するため、ならびに室内の空気質
を監視するためおよび煙警報器またはアンモニア警報器
で監視するための、請求項１４から１９までのいずれか
１項記載の装置の使用。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19741335.8 | 1997-09-19 | ||
| DE19741335A DE19741335C1 (de) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | Sensormembran einer Optode sowie Verfahren, Vorrichtung und deren Verwendung zur Bestimmung von Gasen in Gasgemischen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11153545A true JPH11153545A (ja) | 1999-06-08 |
Family
ID=7842918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10266817A Pending JPH11153545A (ja) | 1997-09-19 | 1998-09-21 | ガスを測定するためのオプトード |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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