NL9001628A - Inrichting voor het meten van de concentratie van een chemische stof in fluidum. - Google Patents

Description

Inrichting voor het meten van de concentratie van een chemische stof in fluïdum

De uitvinding betreft een inrichting voor het meten van de concentratie van een chemische stof in fluïdum.

Dergelijke inrichtingen kunnen bijv. als meeteenheid een veldeffecttransistor bevatten. Veldeffecttransisto-ren zijn elektronische componenten, die een signaal kunnen versterken. Ze zijn opgebouwd uit een elektrode, die elektronen uitzendt (de source), een elektrode, die elektronen opvangt (de drain), een daartussen gelegen gebied waardoor de elektronenstroom loopt (het kanaal) en een stuurelektrode (de gate), waarmee de elektronenstroom met behulp van een van het signaal afhankelijk elektrisch veld beïnvloedt kan worden.

Het transportmedium waardoor de elektronenstroom loopt, is in het geval van veldeffekttransistoren een halfgeleider. Het meetoppervlak van de halfgeleider wordt gevormd door source, drain en gate. De source en de drain staan in verbinding met elektrische geleiders.

De elektrische geleiders van een veldeffekttransis-tor moeten voor een optimaal funktioneren van de omgeving en elkaar geïsoleerd zijn. Vooral bij chemische veldeffecttran-sistoren, waarvan de gate in verbinding staat met een vloeistof, waaruit het signaal voortkomt, is een dergelijke isolatie in hoge mate vereist. Bij bekende transistoren worden de elektrische geleiders, welke verbonden zijn met source en drain, voor dit doel over het algemeen ingegoten in een kunsthars, waarbij het gategebied vrij moet blijven. Hierbij doen zich verschillende problemen voor.

Ten eerste is het gezien de afmetingen van de transistor vaak moeilijk het gategebied precies vrij te houden van de kunsthars. De elektrische geleiders, die zich aan dezelfde zijde van de veldeffekttransistor bevinden als het gategebied, worden in de bekende inrichtingen daarom zover mogelijk van het gategebied af bevestigd. Daarnaast kunnen onder invloed van de vloeistof tussen de kunsthars en de transistor kanalen gevormd worden, waardoor de vloeistof de buiten de gate gelegen delen van de transistor kan bereiken.

Van een afdoende isolatie is dan geen sprake meer.

De uitvinding beoogt een inrichting voor het meten van de concentratie van een chemische stof in fluïdum te verschaffen, waarbij bovengenoemde nadelen vermeden worden.

Dit wordt door de uitvinding bereikt door een inrichting met een halfgeleider, die een meetoppervlak bevat, waarvan de grootte van de impedantie zich wijzigt bij contact van het oppervlak met de chemische stof en die is opgenomen in een huis, waarin een stromingskanaal voor het fluïdum is aangebracht en waarbij het meetoppervlak deel uitmaakt van de wand van het kanaal en door middel van een losmaakbaar af-dichtelement ten opzichte van het huis afgedicht is en welke halfgeleider voorzien is van elektrische geleiders voor het geleiden van de meetsignalen. De elektrische geleiders zijn daarbij opgenomen in het huis en worden door het losmaakbaar afdichtelement afgesloten van het fluïdum, dat in contact staat met het meetoppervlak.

Het losmaakbaar afdichtelement is bij voorkeur een O-ring. Door het mechanische contact wordt het meetoppervlak afdoende geïsoleerd van de rest van het huis.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de elektrische geleiders bevestigd aan de van het meetoppervlak afgerichte zijde van de halfgeleider. Een halfgeleider waarbij de elektrische geleiders bevestigd zijn aan zijn naar het meetoppervlak toegerichte zijde zou relatief groot zijn, omdat de geleiders in verband met de isolatie daarvan buiten het afdichtelement geplaatst moeten zijn. Dit brengt hoge kosten met zich mee.

De elektrische geleiders kunnen bijv. draadvormig zijn en door middel van geleidende lijn verlijmd zijn met de van het meetoppervlak afgerichte zijde van de halfgeleider.

De draadvormige elektrische geleiders kunnen voor een extra isolatie door middel van niet-geleidende lijm in het huis zijn bevestigd.

In een voorkeursuitvoeringsvorm staan de elektrische geleiders onder voorspanning in contact met de van het meetoppervlak afgerichte zijde van de halfgeleider. De geleiders kunnen metalen buisjes zijn, die voorzien zijn van verende contactpunten, maar bijvoorbeeld ook bladveren.

Bij voorkeur bestaat het huis uit twee delen, waarvan beide delen door middel van schroeven met elkaar verbonden zijn. Het voordeel hiervan is dat wanneer een halfgeleider vervangen moet worden het huis nog steeds bruikbaar is. Daarnaast kunnen beide delen door middel van spuitgieten vervaardigd worden. De halfgeleider kan er daarna ingeplaatst worden. Hierdoor wordt de halfgeleider niet negatief beïnvloed door de procesparameters van het spuitgieten. Dit is bijv. van belang wanneer de halfgeleider een organisch membraan bevat.

Bij voorkeur zijn de twee delen door middel van een bajonetverbinding aan elkaar bevestigd. De rotatiebewe-ging die het aan elkaar bevestigen van de beide huisdelen met zich mee brengt waarborgt een goede afsluiting tussen het meetoppervlak en het huis.

De materialen van huis en afdichtelement worden zodanig gekozen dat het geheel steriliseerbaar is. Dit kan eventueel in situ gebeuren onder gebruikmaking van stoom van bijv. 130°C gedurende 14 minuten.

Een aantal inrichtingen volgens de uitvinding kunnen tot een samenstel verenigd zijn, waarbij de stromings-kanalen met elkaar verbonden zijn. Het voordeel van een dergelijk samenstel is dat in één en dezelfde fluïdumstroom de concentraties van verschillende chemische stoffen gemeten kunnen worden.

Verdere details en bijzonderheden zullen duidelijk worden uit bijgaande tekeningen, waarin: fig. 1 een gedeeltelijk weggebroken perspektivisch aanzicht van een eerste uitvoeringsvorm van een tweetal inrichtingen volgens de uitvinding is; fig. 2 een gedeeltelijk weggebroken perspektivisch aanzicht van een tweede uitvoeringsvorm van een aantal inrichtingen volgens de uitvinding is; en fig. 3 een gedeeltelijk weggebroken perspektivisch aanzicht van een samenstel van inrichtingen volgens de uitvinding is.

Fig. l toont twee inrichtingen volgens de uitvin- ding 1, die ieder bestaan uit twee huisdelen 2 en 3, die door middel van schroeven 4 met elkaar verbindbaar zijn. Afzonderlijke inrichtingen 1 zijn onderling verbindbaar met behulp van staafvormige elementen 5. Huisdeel 2 bevat een uitsparing 6 waarin een halfgeleider 7 passend kan worden opgenomen. Halfgeleider 7 bevat een meetoppervlak 8 dat bestaat uit een source-gebied 9, een gate-gebied 10 en een drain-gebied 11.

De source 9 en de drain 11 zijn verbonden met elektrische geleiders 12 resp. 13. De halfgeleider kan in contact gebracht worden met fluïdum middels een stromingskanaal opgebouwd uit aanvoerkanalen 14 en afvoerkanalen 15. Het meetoppervlak 8 maakt onderdeel uit van de wand van het stromingskanaal. Een O-ring 16 verzorgt de afsluiting van het meetoppervlak 8 ten opzichte van het daarbuiten gelegen deel 17 van de halfgeleider 7. Een 0-ring 18 verzorgt de afdichting tussen op elkaar aansluitende aan- resp. afvoerkanalen.

Fig. 2 toont een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding. Huisdelen 22 en 23 worden door middel van een bajo-netverbinding met elkaar verbonden. Daartoe bevat huisdeel 22 uitsteeksels 19 en huisdeel 23 uitsparingen 20. Door middel van een draaiende beweging volgens de pijl 21 wordt de verbinding tot stand gebracht. De elektrische geleiders 24, 25 zijn buisvormig. Het contact met de halfgeleider 31 vindt plaats via verende contacten 26, 27 (zie fig. 3).

Een aantal inrichtingen kan aan elkaar bevestigd zijn, waarbij de afdichting tussen op elkaar aansluitende aan- resp. afvoerkanalen 29 resp. 28 verzorgd wordt door O-ring 30.

Fig. 3 toont enkele details van de inrichting uit fig. 2. Een O-ring 32 past in een ronde uitsparing 33 in huisdeel 23. Op de O-ring 32 wordt in een in hoofdzaak vierkante uitsparing 34 de halfgeleider 31 geplaatst. De contactpunten 35 resp. 36 van de source resp. drain staat in contact met buisvormige elektrische geleiders 37 resp. 38. De geleiders 37, 38 zijn opgebouwd uit een huis 39, waarin via tussenkomst van een veer 40 de contacten 41 verend zijn opgenomen. De elektrische geleiders 37, 38 zelf bevinden zich in buisvormige uitsparingen 42 in huisdeel 22.

Vijf inrichtingen, die met elkaar verbonden zijn door middel van schroefelementen 43 en eindstukken 44, vormen een samenstel 45. Het aan- resp. afvoerkanaal 29 staat in verbinding met de buitenwereld via buisvormige elementen 46, die eventueel voorzien zijn van schroefdraad 47 voor het daarop aansluiten van aan- resp. afvoerleidingen voor fluïdum (niet getoond).

Claims (8)

1. inrichting voor het meten van de concentratie van een chemische stof in fluïdum, gekenmerkt door een halfgeleider, die een meetoppervlak bevat waarvan de grootte van de impedantie zich wijzigt bij contact van het oppervlak met de chemische stof en die is opgenomen in een huis, waarin een stromingskanaal voor het fluïdum is aangebracht en waarbij het meetoppervlak deel uitmaakt van de wand van het kanaal en door middel van een losmaakbaar afdichtelement ten opzichte van het huis afgedicht is en welke halfgeleider voorzien is van elektrische geleiders voor het geleiden van de meetsigna-len.

2. inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het losmaakbaar afdichtelement een O-ring is.

3. Inrichting volgens conclusie 1-2, met het kenmerk, dat de elektrische geleiders bevestigd zijn aan de van het meetoppervlak afgerichte zijde van de halfgeleider.

4. Inrichting volgens conclusie 1-3, met het kenmerk, dat de elektrische geleiders verlijmd zijn met de van het meetoppervlak afgerichte zijde van de halfgeleider.

5. Inrichting volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de elektrische geleiders onder voorspanning in contact staan met de van het meetoppervlak afgerichte zijde van de halfgeleider.

6. Inrichting volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat het huis uit twee delen bestaat die door middel van een bajonetverbinding aan elkaar bevestigd zijn.

7. inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting is vervaardigd uit tegen sterilisatietemperaturen bestand materiaal.

8. Samenstel van inrichting volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de stromingskanalen met elkaar verbonden zijn.