專(zhuān)利名稱(chēng)：傳感器連接機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可隨意處理型用于定量分析例如血液中葡萄糖含量、pH值測(cè)量或諸如此類(lèi)用的電化學(xué)傳感器。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及電連接這種傳感器至測(cè)量設(shè)備上用的機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
美國(guó)專(zhuān)利5,437,999公開(kāi)了一種這類(lèi)電化學(xué)傳感器，其被與一電源電連接使用。該傳感器由兩塊隔開(kāi)的印刷電路板構(gòu)成，每一印刷電路板在其一側(cè)帶有金屬層，且被配置為使兩金屬層以隔開(kāi)的關(guān)系相互面對(duì)。該金屬層被進(jìn)行光刻處理以限定構(gòu)成樣品池(cell)一部分的電極區(qū)。在該組件的一端，此電極基片被切開(kāi)以提供沿橫向分隔開(kāi)的突起薄片，支承在金屬層上面。該薄片被暴露的表面起著接觸焊盤(pán)的作用，每一接觸焊盤(pán)被電連接在相應(yīng)電極上。該接觸焊盤(pán)隨后同連接電源的接觸端嚙合，并在傳感器與電源之間提供電連接。
美國(guó)專(zhuān)利5,437,999的配置具有如下缺點(diǎn)，其基片要求具有顯著的剛性，以保證滿(mǎn)意和可靠的電接觸。此外，就傳感器是否滿(mǎn)意地與電源連接而論，用戶(hù)常常難于辨別。
在共同未決的申請(qǐng)PCT/AU96/00207，PCT/AU96/00365，PCT/AU96/00723和PCT/AU96/00724中，描述了許多種非常薄的電化學(xué)樣品池(electrochemical cell)。每種樣品池被限定在彼此隔開(kāi)且面對(duì)面的一對(duì)電極之間，該電極被作為淀積在薄的惰性塑料膜(例如100μm厚度的PET聚酯薄膜)上的薄的金屬鍍層(例如濺射鍍層)形成。兩電極被一厚度例如500μm或更小的隔片彼此隔開(kāi)。
美國(guó)專(zhuān)利5,437,999的連接裝置對(duì)于我們共同未決的申請(qǐng)中討論的這種極薄的傳感器裝置并不適用，由于其絕緣電極承載體的柔韌性不足。一般說(shuō)來(lái)，需要這種可隨意處理型傳感器能由不熟練的用戶(hù)簡(jiǎn)單、迅速、可靠及有效地與測(cè)量裝置中的電源相連接。本發(fā)明的目的在于克服或者改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的至少缺點(diǎn)之一，或者提供有效的供選擇的比較方案。
發(fā)明描述根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種適于同帶有第一接觸器的電源電連接的傳感器，該傳感器包括一帶有第一電極的第一絕緣基片和一帶有第二電極的第二絕緣基片，并且上述電極以彼此隔開(kāi)的關(guān)系面對(duì)面設(shè)置；一第一切口部分，其穿過(guò)上述第一絕緣基片和一隔片延伸而使第二絕緣基片上暴露一第一接觸區(qū)，以讓第一接觸器與設(shè)置在第二絕緣基片上的該第一接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)電連接，且此第一接觸區(qū)與第二電極處于導(dǎo)電連接；以及一第二切口部分，其穿過(guò)上述第二絕緣基片和該隔片或另一隔片延伸而使第一絕緣基片上暴露一第二接觸區(qū)，以讓第二接觸器與設(shè)置在第一絕緣基片上的該第二接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)電連接，且此第二接觸區(qū)與第一電極處于導(dǎo)電連接。
根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種檢測(cè)系統(tǒng)，包括一個(gè)傳感器，該傳感器包括一帶有第一電極的第一絕緣基片和一帶有第二電極的第二絕緣基片，并且上述電極以彼此隔開(kāi)的關(guān)系面對(duì)面設(shè)置；一第一切口部分，其穿過(guò)上述第一絕緣基片和一隔片延伸而使第二絕緣基片上暴露一第一接觸區(qū)，以讓第一接觸器與設(shè)置在第二絕緣基片上的該第一接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)電連接，且此第一接觸區(qū)與第二電極處于導(dǎo)電連接；一第二切口部分，其穿過(guò)上述第二絕緣基片和該隔片或另一隔片延伸而使第一絕緣基片上暴露一第二接觸區(qū)，以讓第二接觸器與設(shè)置在第一絕緣基片上的該第二接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)電連接，且此第二接觸區(qū)與第一電極處于導(dǎo)電連接；以及一測(cè)量設(shè)備或一電源，且該測(cè)量設(shè)備或電源包括適于分別同所述第一和第二接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)電連接的一第一接觸器和一第二接觸器。
如在此使用的“包括”被用在范圍廣的意義上，也就是說(shuō)在“包括”或“包含”的意義上。該術(shù)語(yǔ)并不是用在排他的意義上(“由......組成”或“由......構(gòu)成”)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，該絕緣基片由柔性絕緣材料制成。第二電極和第一接觸區(qū)由淀積在第二基片上的一體的金屬層形成，而且更為優(yōu)選的是通過(guò)濺射鍍膜淀積其上。適合的金屬包括但不局限于鈀、金、鉑、銥和銀。碳也可以使用。該接觸器最好是金屬接觸器，其被彈性偏置，以穿過(guò)第一切口部分伸展而與第二基片上的金屬的第一接觸區(qū)相接觸。在非常優(yōu)選的實(shí)施例中，該接觸器適于同穿過(guò)第一絕緣基片和隔片延伸的切口部分掣子嚙合。
采用本發(fā)明的連接器，其隔離層可提供附加的強(qiáng)度。因而使用柔性的材料可以構(gòu)成剛性的連接器。這就能夠利用較寬范圍的各種材料。而且連接的音響證實(shí)也可簡(jiǎn)單地由本發(fā)明提供，不象美國(guó)專(zhuān)利5,437,999中描述的連接器。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明現(xiàn)將通過(guò)實(shí)例且僅參照附圖進(jìn)行描述，其中

圖1以平面視圖表示本發(fā)明傳感器的第一實(shí)施例。
圖2以沿2-2線(xiàn)所取剖面表示圖1中傳感器的片斷側(cè)視圖。
圖3為以與接頭嚙合表示圖2傳感器一部分的示意放大圖。
圖4以沿4-4線(xiàn)所取剖面表示圖3中傳感器的端視圖。
圖5以平面視圖表示本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖6以沿6-6線(xiàn)看到的端視圖表示圖5實(shí)施例的剖面。
圖7以沿7-7線(xiàn)所取側(cè)視圖表示圖5實(shí)施例的剖面。
圖8以平面視圖表示本發(fā)明第三實(shí)施例。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式參見(jiàn)圖1至3，其表示一電化學(xué)傳感器的第一實(shí)施例。該傳感器包括一約為25mm×5mm的聚酯隔片4，厚度100μm并帶有直徑3.4mm的圓孔8。圓孔8限定一圓柱形的樣品池壁10。粘在隔片4一側(cè)的是帶有第一個(gè)鈀鍍層2的第一絕緣基片的聚酯片1。鈀是在4與5毫巴(1毫巴＝100帕斯卡)之間的壓力下在氬氣氛中濺射鍍?cè)谄?上的，以給出約100-1000(1＝10-10m)厚度的均勻涂層。片1通過(guò)粘合劑3粘在隔片4上，并以其鈀鍍層2鄰接隔片4和蓋住孔8的一側(cè)。
第二個(gè)絕緣基片7由帶有第二個(gè)濺射的鈀鍍層6的聚酯片構(gòu)成，通過(guò)接觸粘合劑5以其鈀鍍層6粘附在隔片4另一側(cè)并蓋住孔8的相反一側(cè)。因而限定一樣品池，其具有圓柱形的側(cè)壁10并以圓柱體一端為第一個(gè)鈀金屬電極2所封閉。圓柱體的另一端壁則是由鈀形成的第二電極6。此組件在9處被切口，以為溶液進(jìn)入該樣品池及讓空氣逸出提供手段。
鄰近20一端切出來(lái)的孔21貫穿第一絕緣層1和第一金屬層2。在本實(shí)例中切口21是卵形。隔片4中相應(yīng)的切口部分22與切口21對(duì)準(zhǔn)。圖3表示傳感器1的側(cè)視剖面，傳感器被插入其上裝有第一彈性接觸器31和第二彈性接觸器32的測(cè)量裝置一部分30中形成的接收槽中。當(dāng)傳感器的一端20插入接收槽時(shí)，接觸器31在絕緣層1的外表面上浮動(dòng)并卡入由孔21和22形成的側(cè)壁，以與金屬層6上的第一接觸區(qū)23嚙合。第一接觸區(qū)23乃是淀積在絕緣層7上的由其形成第二電極的同一金屬層6的一部分，因而與樣品池8的第二電極區(qū)處在導(dǎo)電耦合中。接觸區(qū)23實(shí)際上在本實(shí)例中是由隔片4中切口20的直徑限定的。
在圖1所示的實(shí)施例中，比孔21進(jìn)一步偏離邊緣20的第二個(gè)圓形切口部分25，穿過(guò)第二個(gè)絕緣層7和第二個(gè)金屬層6延伸。隔片4中的切口部分26(參見(jiàn)圖2)同絕緣層7中的切口部分25相應(yīng)及對(duì)準(zhǔn)。再一次參見(jiàn)圖3，在使用中傳感器的結(jié)構(gòu)是讓第二個(gè)彈性偏置的接觸器32穿過(guò)切口部分25及26限定的壁延伸，從而使彈性接觸器32與在27處的金屬層2嚙合及進(jìn)行電接觸，因而與樣品池8的第一電極2電接觸。
彈性接觸器31及32被安置在測(cè)量裝置的槽30中，并且電連接在測(cè)量電路中。在使用中傳感器以其邊緣20導(dǎo)向被插入槽30中。第一彈性接觸器31在傳感器的端部范圍上浮動(dòng)，直至其碰到第一孔21及22從而與此開(kāi)口掣子嚙合并與金屬層6上的第一接觸區(qū)23進(jìn)行電接觸。傳感器1在接收槽30中輕微的附帶插入，將引起第二接觸器32與第二孔25及26的掣子嚙合并與金屬層2的第二接觸區(qū)27接觸。
隔片4環(huán)繞兩個(gè)孔設(shè)置并且確保，不論這些絕緣層的固有柔性如何和傳感器如何地薄，均可以可靠的精度進(jìn)行電接觸。
本發(fā)明第二實(shí)施例表示在圖5～7中，其中功能上與圖1，2實(shí)施例的相應(yīng)部分對(duì)應(yīng)的部分以相應(yīng)的數(shù)字加以區(qū)分。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例之間的主要區(qū)別在于，第二實(shí)施例中的切口部分21，22是從傳感器1的一側(cè)邊緣切出的，而切口部分25，26是從傳感器1的相反一側(cè)邊緣切出的。在這種情況下，接觸器31和32是沿橫向隔開(kāi)的，并且基本上同時(shí)卡入它們相應(yīng)的切開(kāi)口中。這些切開(kāi)口被隔片4三邊環(huán)繞，第四邊被暴露在該傳感器的相應(yīng)邊緣處。
雖然圖5～7所示實(shí)施例中兩開(kāi)口處于距底端20相應(yīng)距離處，但在其它實(shí)施例中它們也可沿縱向分隔開(kāi)，如在所述第一實(shí)施例中的情況那樣。這可保證僅當(dāng)傳感器被沿正確方向插入時(shí)才能接觸，并保證正確的極性。
第三實(shí)施例示意表示在圖8中。在這種情況下其開(kāi)口采取從邊緣20縱向延伸的槽21，25的形式。首選隔片4環(huán)繞圖8中開(kāi)口21及25的所有邊緣延伸，但在不太優(yōu)選的實(shí)施例中隔片4只沿槽21及25的三邊延伸，在這種情況下無(wú)法獲得掣子嚙合，或者僅當(dāng)接頭從相反方向伸出時(shí)才能獲得。然而其優(yōu)點(diǎn)是該傳感器的接觸焊盤(pán)區(qū)以予定的尺寸距其相對(duì)面得以保持。如果所需要的這些槽可以長(zhǎng)度不同并且與縱向分隔開(kāi)的接頭共同操作，那么帶有兩個(gè)接頭的接觸要求傳感器正確取向地插入。
應(yīng)當(dāng)理解，該結(jié)構(gòu)的材料和規(guī)格只是通過(guò)舉例給出的，而且不同設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)的傳感器均可以利用本發(fā)明。一、二或者更多個(gè)接頭可由所示的機(jī)構(gòu)提供。本發(fā)明當(dāng)與傳感器通過(guò)所述機(jī)構(gòu)連接時(shí)可擴(kuò)展到包括電源或測(cè)量裝置。任何適當(dāng)形式的接觸器可與本發(fā)明的傳感器一起使用。
權(quán)利要求
1.一種適用于和具有一接觸器的測(cè)量電路電連接的傳感器，該傳感器包括一帶有第一電極的第一絕緣基片和一帶有第二電極的第二絕緣基片，所述電極以彼此隔開(kāi)的關(guān)系面對(duì)面設(shè)置；一第一切口部分，其穿過(guò)所述第一絕緣基片和一隔片延伸而使第二絕緣基片上暴露一第一接觸區(qū)，以讓該接觸器與設(shè)置在第二絕緣基片上的該第一接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)電連接，且該第一接觸區(qū)與第二電極處于導(dǎo)電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中每個(gè)絕緣基片均由一柔性絕緣材料制成。
3.如權(quán)利要求2所述的傳感器，其中該柔性絕緣材料為聚酯。
4.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中每個(gè)電極和它們各自的接觸區(qū)由淀積在絕緣基片上的金屬層構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的傳感器，其中所述金屬是從由鈀、金、鉑、銥和銀構(gòu)成的組中選擇的。
6.如權(quán)利要求4所述的傳感器，其中所述金屬厚度為10-100nm。
7.如權(quán)利要求4所述的傳感器，其中所述金屬層由一濺射鍍膜金屬層構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中每個(gè)電極和它們各自的接觸區(qū)由碳構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述切口部分相對(duì)于傳感器的縱軸橫向分隔開(kāi)。
10.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述切口部分相對(duì)于傳感器的縱軸縱向分隔開(kāi)。
11.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述切口部分相對(duì)于傳感器的縱軸橫向和縱向分隔開(kāi)。
12.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中至少所述基片或隔片之一圍繞切口部分的整個(gè)周邊延伸。
13.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述切口部分適用于同一接觸器掣子嚙合。
14.如權(quán)利要求1所述的傳感器，其中所述切口部分是從所述傳感器一個(gè)邊緣切開(kāi)的，以使該切口部分在該傳感器的至少一個(gè)邊緣上是敞開(kāi)的。
15.一種檢測(cè)系統(tǒng)，包括一個(gè)傳感器，該傳感器包括一帶有第一電極的第一絕緣基片和一帶有第二電極的第二絕緣基片，所述電極以彼此隔開(kāi)的關(guān)系面對(duì)面設(shè)置；一第一切口部分，其穿過(guò)上述第一絕緣基片和一隔片延伸而使第二絕緣基片上暴露一第一接觸區(qū)，以讓一個(gè)第一接觸器與設(shè)置在該第二絕緣基片上的該第一接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)電連接，且該第一接觸區(qū)與第二電極處于導(dǎo)電連接；和一個(gè)測(cè)量電路或一個(gè)電源，該測(cè)量電路或電源包括適用于與所述第一接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)電連接的所述第一接觸器。
16.如權(quán)利要求15所述的檢測(cè)系統(tǒng)，還包括一適用于同一第二接觸區(qū)實(shí)現(xiàn)電連接的第二接觸器，其中一第二切口部分穿過(guò)所述第二絕緣基片和一隔片延伸而使所述第一絕緣基片上暴露該第二接觸區(qū)。
17.如權(quán)利要求15所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其中所述第一接觸器被彈性偏置，以穿過(guò)所述第一切口部分伸展而與第一接觸區(qū)相接觸。
18.如權(quán)利要求15所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其中所述第一接觸器適用于同第一切口部分掣子嚙合。
19.如權(quán)利要求16所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其中所述第二接觸器被彈性偏置，以穿過(guò)所述第二切口部分伸展而與第二接觸區(qū)相接觸。
20.如權(quán)利要求16所述的檢測(cè)系統(tǒng)，其中所述第二接觸器適用于同第二切口部分掣子嚙合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種適于同帶有電接觸器(31)的電源電連接的傳感器。該傳感器具有帶第一電極(2)的第一絕緣基片(1)，和帶第二電極(6)的第二絕緣基片(7)。這些電極以彼此隔開(kāi)的關(guān)系面對(duì)面設(shè)置而將隔片(4)夾在其間。第一切口部分穿過(guò)第一絕緣基片(1)和隔片(4)延伸，以在第二絕緣基片(7)上暴露一第一接觸區(qū)(23)。這就允許電接觸器(31)實(shí)現(xiàn)與第一接觸區(qū)(23)的電連接，隨后實(shí)現(xiàn)第一接觸區(qū)(23)與第二電極(6)的導(dǎo)電連接。類(lèi)似的接觸機(jī)構(gòu)可被設(shè)置在傳感器的相反一側(cè)。
文檔編號(hào)G01N27/403GK1487290SQ03130618
公開(kāi)日2004年4月7日 申請(qǐng)日期1998年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月21日
發(fā)明者加利·錢(qián)伯斯, 加利 錢(qián)伯斯, 泰爾 莫克爾恩德 赫基斯, 阿拉斯泰爾·莫克爾恩德·赫基斯, 威廉姆 博克, 托馬斯·威廉姆·博克, 蘭·安德魯·馬克斯沃爾, 德魯 馬克斯沃爾 申請(qǐng)人:Usf過(guò)濾分離集團(tuán)公司