[发明专利]流体传感器设备

说明书

本发明涉及用于确定和/或监测流体的pH和/或溶质浓度的流体传感器设备和相关的传感器卡。所述流体传感器设备可以用在需要检测流体组分或溶质浓度的任何应用中，并且在示例性实施方案中，所述流体传感器设备用于检测透析流体中的氨浓度和/或pH。所述流体传感器设备具有：相机；光源，所述光源与所述相机相对地定位；以及收纳槽，所述收纳槽用于将可移除的传感器卡定位于所述相机与所述光源之间，使得所述传感器卡的两侧暴露于所取样流体中。

相关申请

本案申请号为“201710778666.3”，申请日为2017年9月1 日且名称为“流体传感器设备”的中国专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月9日提交的美国临时专利申请No. 62/385,946的利益和优先权，所述申请的全部公开内容以引用方式并 入本文中。

技术领域

本发明涉及用于确定和/或监测流体的pH和/或溶质浓度的流体 传感器设备和相关的传感器卡。所述流体传感器设备可以用在需要检 测流体组分或溶质浓度的任何应用中，并且在示例性实施方案中，所 述所述流体传感器设备用于检测透析流体中的氨浓度和/或pH。所述 流体传感器设备具有：相机；光源，所述光源与所述相机相对地定位； 以及收纳槽，所述收纳槽用于将可移除的传感器卡定位于所述相机与 所述光源之间，使得所述传感器卡的两侧暴露于所取样流体中。

背景技术

为了获得对流体中的溶质的定量取样，已知的系统和方法使传感 器与流体接触。用于对流体中的溶质进行定量取样的传感器在多种领 域中是重要的，包括汽车、医疗、环境、水和流体分析、质量控制、 消费品或化学领域。所述传感器通常包括取决于所取样流体中的所测 量溶质的量而具有可变输出参数的材料。举例来说，已知系统所使用 的氨传感器具有在暴露于氨中时改变颜色或颜色强度的化学物质。通 常，在测量养鱼缸中的氨水平时，所述系统和方法通过将传感器浸入 一池静止流体中来检测所测量溶质。对于需要连续地或间歇地测量流 动流体的应用，所述系统依赖于壳体来将传感器定位成与流径流体接触。所述系统之后将光源引导至传感器上并且使用光学检测器来测量 从所述传感器反射离开的光。

然而，所述系统和方法没有提供所取样流体在传感器的两侧的整 个表面上的均匀分布。此外，所述系统和方法局限于从发射光投射在 上面的相同表面获得的测量。所述系统通常是经由接取口来接近传感 器，所述接取口需要传感器与壳体之间的密封以防止流体从所述接取 口流出。所述接取口将暴露的传感器表面限于传感器的单侧，因为必 须将所述传感器表面的一侧与流动方向平行定位而必须使所述传感 器表面的相对侧是所述接取口可接近的。所述壳体通常是由塑料制成 的单片结构，所述结构不可适于实现对传感器的简易替换。因为必须 通过口来接近传感器，所以替换传感器也可能会污染所取样流体。另 外，如果所测量组分是气态的，那么已知系统依赖于半透膜来将气态 的所测量组分与流体分开，由此使得对传感器的弃置和替换变得麻 烦。

已知的系统和方法还无法提供至传感器材料上的均一照明。某些 壳体将传感器固定在两条流径的交点处或固定在弯曲的流径上。然 而，此类有拐角和弯曲的壳体依赖于从光投射在上面的相同表面反射 的光并且无法提供至所照明的传感器表面上的均一色散。所述壳体还 无法在与光投射在上面的表面相对的传感器表面的一侧上检测可见 输出。虽然一个或多个半透明窗有时是直接放置于传感器上面或与所 述传感器成某角度放置，但是光检测器仍必须依赖于从接收发射光的 相同表面反射离开的光。所述系统也没有经过设计来使得容易地清洁 和移除传感器。已知的壳体不仅增加了设计和制造的复杂性，而且还 因为限制传感器材料暴露于所取样流体中而阻碍了精确的测量。已知 的系统和方法还不可适于容易地用于可移除传感器。