專利名稱：用于環(huán)境監(jiān)控的多參量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于環(huán)境監(jiān)控。更具體地說，是關于用于環(huán)境水質量監(jiān)控的多參量系統(tǒng)。
背景技術：
水質量的監(jiān)控對于確保水能夠適合用于其預計的應用中是很重要的。水源常常被污染，而且如果不經(jīng)過處理，水源將會不適于用于某些應用中。經(jīng)常地，需要持續(xù)的監(jiān)控以確保水的質量保持在一個可以接收的水平。因為存在多種不同種類的水污染，因此水質量的監(jiān)控通常需要監(jiān)控多個參量。另外，監(jiān)控多個參量有助于將水的正常變化從需要仔細檢查的不正常的狀況中區(qū)別出來。
現(xiàn)有的用于水質量的監(jiān)控技術提供對多個參量的持續(xù)的監(jiān)控。提供連續(xù)數(shù)據(jù)的多參量水質量監(jiān)控系統(tǒng)的一個實施例是YSI6500監(jiān)控系統(tǒng)(www.YSI.com)。然而，這種儀器具有的缺點在于體積大(直徑為1.6英寸，長度為14英寸)，質量大(1.5英鎊)，昂貴，并且只能使用數(shù)量有限的多個參量。另外，沒有解決涉及水源的游離金屬離子結合能力的測量的重要概念。通常，在河水環(huán)境中的重金屬的毒性不在于其絕對的濃度，而在于游離金屬離子的濃度(沒有與水中的有機物結合的那些離子)。水吸收額外金屬離子的能力與這種超額能力有關。如果這種能力很低，那么水自身相比于具有較高這種能力的水來講，更容易受到污染的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了前面提到的關于現(xiàn)有技術中所存在的問題，其中包含多個傳感器的小巧的，輕型的，廉價的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)能夠同步地、連續(xù)地監(jiān)控熒光性，吸光率，傳導性，溫度以及多個離子。此外，在本發(fā)明中，監(jiān)控相似參量的傳感器能夠交叉核對數(shù)據(jù)以增加發(fā)現(xiàn)水中存在問題的可能性。另外，本發(fā)明具有能夠操作安培計和循環(huán)體積的測量的能力，這種能力對于某種離子的測量、酶電極的操作以及用于選定離子的水系統(tǒng)的選擇性結合能力的測量是很有用的。
本發(fā)明具有優(yōu)于現(xiàn)有技術的多個優(yōu)點。相對于現(xiàn)有技術的大約1.6英寸、14英寸，它具有微型的包裝(大約2.25英寸，4英寸)。相對于現(xiàn)有技術的1.5英鎊的重量，它是輕型的，其重量僅有0.25英鎊。另外，它具有較低的成本并且便于生產(chǎn)。此外，本發(fā)明能夠使用來自傳感器中的信息，所述的傳感器用于監(jiān)控相似的參量以交叉核對數(shù)據(jù)。另外，本發(fā)明能夠以可控的方式產(chǎn)生選定的離子以允許測量水源的游離金屬的結合能力。


通過參考下面的詳細的說明、權利要求以及附圖，本發(fā)明的這些和其它的特征以及優(yōu)點，和發(fā)明本身將會很容易地被理解。
其中附圖中圖1a和1b是環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的兩種樣式的頂視圖；圖2是離子選擇性電極的頂視圖；
圖3a和3b是用于幾個澆鑄膜公式的電壓隨時間變化的圖表；圖4a和4b比較澆鑄?；鶞孰姌O和商業(yè)基準電極；圖5示出幾種染色玻璃涂料的吸收率范圍；圖6示出幾種LED光源的發(fā)射范圍；圖7示出熒光計的響應；圖8示出帶有擴散器或吸收器的熒光計傳感器的輸出；圖9比較由本發(fā)明所測量的和由二極管陣列UV-Vis分光計所測量的傳送百分比；圖10是電導性測量電池的示意圖；圖11是溫度傳感器的示意圖；圖12示出自動縮放比例的實施例；圖13是電極制造板的示意略圖；圖14是用于測量游離金屬以及它們的結合能力的自動系統(tǒng)示意圖；圖15示出在鹽水溶液中測量配合體結合性的結果；以及圖16是RS232端口和電壓電源的部分示意圖。
具體實施例方式
圖1a和圖1b示出本發(fā)明環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)選實施方案的兩種樣式。圖1a示出能夠被使用的直接連接樣式，舉例來說，用于實驗室測試和快速區(qū)域采樣。圖b示出IR樣式，所述的IR樣式能夠被用于每天每月獲得或存儲數(shù)據(jù)。兩種樣式都有傳感器陣列40和用于光學測量的孔50。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的重量少于1磅，典型的是大約0.25磅。其寬度小于4英寸，典型的是大約2.25英寸；并且其長度小于6英寸，典型的是大約4英寸。
所述的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)選實施方案可能帶有傳感器，所述的傳感器適用于吸光率，熒光性，導電性，酶活性(經(jīng)過循環(huán)伏安測量的金屬離子)以及溫度。另外，所述的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)將帶有至少一個，但是優(yōu)選的離子選擇性電極陣列，用以監(jiān)控帶電的分析物，例如，pH、鉀、氯化物、銅、鎂、鈉、鈣、磷酸鹽、有機磷酸鹽、氰化物、氟化物等等。本發(fā)明的感應電極可能測量電流和/或氧化-還原電勢，并且可能是上述類型電極的一個或多個。離子選擇性電極的選擇受到用于覆蓋金屬絲和充滿液體電極的載體分子的選擇的支配，或者受到用于使用電晶體電極的離子晶體的選擇的支配。這些系統(tǒng)在技術領域內(nèi)是已知的。澆鑄膜基準電極與離子選擇性電極結合使用。
在進一步優(yōu)選的實施方案中，連續(xù)不斷地監(jiān)控傳感器，1次/秒持續(xù)30天。數(shù)據(jù)被存儲在板式環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)或者被遠程發(fā)送，例如，通過RS232或者IR鏈接。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以是現(xiàn)場可編程的以容許更好的適應性。
環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)使用幾個直交的傳感器，它們(1)由于每個傳感器測量樣品的不同方面，因此可以增加發(fā)現(xiàn)不正常的事件的可能性，以及(2)交叉核對監(jiān)控水的相似方面的傳感器的數(shù)據(jù)。舉例來說，允許為傳感器交叉核對數(shù)據(jù)以監(jiān)控水的相似的方面。舉例來說，離子選擇性電極監(jiān)控特定的離子，而電導率傳感器監(jiān)控溶液中所有的離子種類。因為離子選擇性電子不能測量所有的離子種類，因此就可能遺漏一些離子物質。另一方面，如果由離子選擇性電極計算出來的傳導率與由電導率傳感器所計算出來的傳到率相匹配，那么就可以非常肯定在實質濃度中沒有出現(xiàn)一些額外的離子種類。另外的實施例是吸光率和熒光性檢測器的結合。吸光率檢測器既響應于溶液中的微粒，又響應于被溶解的種類。如果為勵磁源所選擇的波長沒有被在熒光性檢測器前面的濾波器完全的阻礙，這時熒光性檢測器能夠作為光散射檢測器和熒光性檢測器。在這種模式下，因為微粒使入射光散亂而被溶解的物質則不會這樣，因此微?？梢员粰z測出來。另外，通過改變?nèi)肷涔獾牟ㄩL(以及角度)，微粒的尺寸和尺寸分布的一些指示也能夠被推定出來。
環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)具有內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲能力并且能夠使數(shù)據(jù)獨立于計算機。通常，該系統(tǒng)具有128兆字節(jié)的存儲器，其允許存儲超過30天連續(xù)收集的數(shù)據(jù)，1次/秒存儲16個參量。有三種方式可以將環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)連接到另一個設備上直接連接、IR連接和無線電波。出于設計的考慮，IR連接和無線電波較容易防水。
離子選擇性電極本發(fā)明使用離子選擇性電極，其在藥品監(jiān)控系統(tǒng)的相關申請中出現(xiàn)過申請日為2004年8月24日，專利號為6,780,307的Kidwell的美國專利；2001年10月12日Kidwell提出的申請?zhí)枮?0/328,423的臨時申請；以及申請于2004年4月26日Kidwell提出的申請?zhí)枮?0/833,636的美國申請。離子選擇性電極可以含有不同類型的傳感器。在本發(fā)明中，術語離子選擇性電極被認為包括液體膜型離子選擇性電極、聚合膜型離子選擇性電極、使用電晶體類型的離子選擇性電極以及離子選擇性場效應晶體管。
離子選擇性電極，相當于電池，含有兩個極，其中有電極起源和終止以形成電路感應電極和基準電極。對于膜型電極，諸如充滿液體的和覆蓋金屬絲的電極，半滲透膜隔開兩個極。借助選擇性運輸分子(驅動力在隔膜的任一邊上的濃度梯度)，將離子運送穿過半滲透膜。因為運輸分子運送的僅僅是離子對的一部分，因此在離子選擇性電極溶液中發(fā)生電荷的內(nèi)建。這種電荷的內(nèi)建產(chǎn)生電壓，所述的電壓能夠被測量出來，并且可以進一步的限制分析物陽離子的擴散。隨著分析物濃度的越來越高，所述的電壓也會越來越高。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實施方案，環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)(EMC)通常包括澆鑄膜基準電極，至少一個，但是優(yōu)選的是感應電極陣列，所述的感應電極的每一個都帶有半滲透離子選擇性膜。所述的基準電極和感應電極典型地被安置在塑料桿中，優(yōu)選的是PVC桿。其它的材料，諸如Tygon管，也可以用于電極本體。可以為電極在桿內(nèi)鉆孔。如圖2所示，為基準電極12在桿10的中心位置鉆孔，以及為感應電極14在圍繞在桿的圓周以圓形的形式鉆孔，所述的孔至少是一個，但是優(yōu)選的是6-7個孔。作為替代，為基準電極和感應電極而鉆的孔可以位于桿的任何的位置，并且為感應電極而鉆的孔的數(shù)量取決于需要多少個感應電極。被用于安置電極的桿可以是任何尺寸，并且可以是平面的。作為替代，感應電極可以是微型尺寸的單個電極，而不是陣列。這種形式的缺點是不緊湊，但是優(yōu)點是能夠替換無效的離子選擇性電極，或者為特殊的應用建立電極組。
基準電極為了在變化很寬泛的媒介內(nèi)進行精確讀數(shù)，大多數(shù)基準電極使用濃縮鹽溶液作為內(nèi)部填充溶液，并且使用可滲透塞使其與測試溶液進行電連接。所述的可滲透塞作為內(nèi)部鹽溶液的微小泄漏。典型的可滲透材料是可滲透玻璃粉、裂化玻璃、纖維、凝膠體(其趨向干枯并因此而失效)，或者小孔(其要求頻繁填充基準電極)。由于塞的手動置換或者孔的可再生產(chǎn)制備，使用這三種類型的可滲透材料使離子選擇性電極的制造變得困難。此外，可滲透塞可能被生物污染以導致離子選擇性電極失效。為了避免這些問題并且使制造變得容易，本發(fā)明使用可滲透膜，所述的可滲透膜可以被澆鑄到位置上，因此使得很容易的裝配。作為替代，隔膜的性能也不會因為干枯而退化。在室溫下，離子選擇性電極處于無保護的狀態(tài)后，離子選擇性電極在被放回水中的一瞬間提供穩(wěn)定的信號。
使用可澆鑄的基準電極允許水溶性(親水的)種類，諸如聚乙二醇(PEG)、非離子表面活化劑、乙二醇和更高的聚合體，以及丙三醇，以在基質(疏水的)的種類中形成不能混合的溶液，諸如聚氯乙烯(PVC)、環(huán)氧樹脂、聚乙烯丁縮醛-共-乙烯醇-共-乙酸乙烯。疏水的種類形成膜并且提供支持。親水的種類即可能被形成毛孔(離子流過其中)的疏水的種類所濾掉，也可能保留在疏水的種類中并且作為離子載體。親水種類的實施例包括在較高分子量中的聚乙二醇、乙二醇、更高的聚合體、丙三醇和聚丙二醇，但是那些具有較低分子量的會更好。
圖3a和圖3b將使用1∶2PVC∶PEG 1450標準形式的澆鑄膜電極與由PVC和Triton X100以各種不同比例所產(chǎn)生的澆鑄電極進行比較。對比作為反向電極的商業(yè)基準電極，監(jiān)控基準電極的電勢。所述的1∶2 PVC∶PEG 1450澆鑄膜基準比作為替代的形式具有較低的噪音和較低的偏差。然而，20∶16 PVC∶Triton X100(溶解在THF中的20mg PVC∶16mg Triton X100)基準具有相當?shù)脑胍艉头€(wěn)定性。
澆鑄基準電極同樣傾向于減少生物污物。圖4a和圖4b將1∶2PVC∶PEG1450澆鑄電極在具有三種不同pH值的五種不同溶液中與使用可滲透聚合體玻璃料(填充凝膠體的Orion pH探針)的商業(yè)基準電極進行比較。測試三種類型的pH電極(1)商業(yè)玻璃電極作為pH傳感器-已知的玻璃電極易受蛋白質污染(在圖4a和圖4b中被指定作為pH電極)的影響；(2)膜型pH傳感器，所述的膜型pH傳感器的膜覆蓋在銅絲上(在圖4a和圖4b中，WC表示覆蓋的金屬絲)；以及(3)膜型pH傳感器，所述的膜型pH傳感器帶有內(nèi)部填充的液體(在圖4a和圖4b中，LF表示被填充的液體)。圖4a示出帶有3類型的離子選擇性電極的電極陣列，所述的離子選擇性電極在各種不同的pH值溶液中通過使用商業(yè)基準電極被測試。圖4b示出帶有3類型離子選擇性電極的電極陣列，所述的離子選擇性電極使用澆鑄隔膜基準電極在各種不同的pH值溶液中被測試。在各種不同的媒介中，顯示出相似性能的澆鑄基準電極也具有較低的內(nèi)部填充電解液的泄漏速度。
為了形成基準電極，所使用的膜溶液由疏水性的種類(優(yōu)選的是PVC)和親水性的種類(優(yōu)選的是具有大約1450分子重量的聚乙二醇)所組成，各種不同的比例，在相溶的溶劑中(優(yōu)選的是四氫呋喃)優(yōu)選的比例是PVC和聚乙二醇重量的1∶2。在室溫下，大約5ul的膜溶液被安置在PVC桿的中心所鉆孔的底端，表面張力保持使液體完全的穿過孔。所述的桿保持片刻垂直使得完全的變干以形成半滲透膜。優(yōu)選的，溶液在室溫下一夜可以變干，或者作為替代在室溫下大約30分鐘就可以變干，并且在60℃的時候少于30分鐘就可以變干。膜是半透明的并且應該完全地覆蓋住孔。膜距離桿的底端越近，電極的性能也就越好。稍微向里凹進的膜帶有凹處，在那里與本體溶液相混合的速度降低，因此導致較差的電極性能。
從鉆孔的頂端，通過使用置于倉室內(nèi)的凝膠體填充吸液管尖端，用鹽溶液填充電極，所述的鹽溶液諸如NaNO3、KCl、Na2SO4、NaF、LiF，但是優(yōu)選的是KCl，并且當液體被分配后將所述的吸液管尖端慢慢的取出。應該避免氣泡。金屬絲，優(yōu)選的是被涂有AgCl的銀絲，被置于填充溶液中的一半向下的位置上的頂端，并且被密封，優(yōu)選的是帶有環(huán)氧樹脂。所述的金屬絲可以具有非常小的一段熱收縮管作為套管。所述的管即能夠減少環(huán)氧樹脂所需要的密封距離，也可以有助于將銀絲居于基準本體的中心。銀絲在電極的頂端趨向于明顯的S形以助于允許環(huán)氧樹脂保持金屬絲的位置。被涂到銀絲上的AgCl可以通過在KCl溶液中電氧化銀得到，或者更優(yōu)選的是通過使用由GCThorsen，INC.，Rockford，IL銷售的被用于蝕刻印刷電路板的FeCl3溶液。
感應電極制備感應電極的方式同制備基準電極的方式相類似。用于感應電極的膜溶液由諸如PVC的疏水的種類和至少一種離子載體所組成，所述的離子載體對于將被測試的離子是選擇性的。作為替代，所述的感應電極可以是固態(tài)-一個實施例是對于氯化物離子是選擇性的氯化銀的模壓片。
有四種方式可以掌控基線和零漂移(1)在每次與被蒸餾的水源結合之前，校正離子選擇性電極的感應電極，并且使用這個讀數(shù)對準校準曲線。這種是假定校準直線的傾斜度不會隨著感應電極的老化而變化的；(2)在陣列中使用非特定的傳感器以對準系統(tǒng)。所述的傳感器應該為那些不能在被監(jiān)控的環(huán)境中可能出現(xiàn)的物質而選擇。舉例來說，四階銨化合物不可能出現(xiàn)在自然水流中。因此，對于這些物質而選擇的傳感器就可以被用來對系統(tǒng)校零。這樣的優(yōu)點是允許基于連續(xù)的數(shù)值的校正。這樣所帶來的缺點在于不能夠基于電極的老化而糾正任何傾斜度的變化；(3)每次在兩種濃度中結合校準使用之前，校正感應電極。這樣的校正用于基線漂移和在電極中的任何傾斜度的變化兩者，并且對于精確的濃度測量是優(yōu)選的方法；(4)在將傳感器置于環(huán)境中之前以及從環(huán)境中移走之后校正傳感器。這種是假定傾斜度降解和零點漂移隨時間的關系是線性的(或者具有同其它的傳感器陣列相似的降解模式)并且反饋校正全部的測量。
吸收率和熒光性傳感器在優(yōu)選的實施方案中，吸收率和熒光性傳感器包含以T形排列的匹配的對。單元被制造成處于塑料機殼的內(nèi)部并且具有1厘米的路徑長度。通過使用Taxas儀器TI254測量來自LED的光輸出，通過使用TI255測量熒光性。兩種集成電路輸出的電壓與輸入光的值成比例，并且被各自的A/D轉換器數(shù)字化。用于檢測光的值的算法如下1.打開兩個檢測器2.用于穩(wěn)定性的延時3.讀背景熒光燈的值的傳感器4.打開LED5.讀熒光性和吸收率傳感器并且均分16次6.測定背景光的值是否太高7.如果足夠的低，則被測量的值減去
8.報告數(shù)值吸收率傳感器監(jiān)控LED的輸出并且測量單元中溶液的吸收率。因為沒有獨立測量光輸出，如果存在濃度非常高的熒光性材料或者存在熒光性材料與其它的吸收的材料相結合，則兩個傳感器都將響應。因此，傳感器的比率沒有被使用，并且僅僅是傳感器的絕對值被測量。由于電池電壓獨立于光輸出被測量，因此吸收率水平有多個數(shù)值，并且可以被用來評估光輸出是否是穩(wěn)定的。
以一個額外的A/D轉換器為代價，并不適用于其它的測量，可以附加額外的光傳感器以測量來自LED后面的LED發(fā)射(并因此監(jiān)控光輸出)，因為LED僅需要1ms就可以被固定，為了節(jié)省電能，光傳感器，諸如Texas儀器TI252(其輸出與光強度成比例的方波)不是可行的，因為其記數(shù)時間非常的短。TI252可以節(jié)省一個A/D轉換器。因此在這種設計中的所要權衡的是附加的傳感器，電能和信號的穩(wěn)定性。
對于熒光性測量，使用濾波器除去干擾光。經(jīng)常這些濾波器是干擾濾波器。小的干擾濾波器現(xiàn)在已經(jīng)不被制造生產(chǎn)，但是可以以習慣的方式被銷售。然而，對于一些應用，它們很高的成本(每個大于10美元)是被禁止的。也曾經(jīng)考慮過Kodak Wratten濾波器，但是這些凝膠濾波器不符合惡劣的環(huán)境，并且很難安裝，而且并沒有比最終的解決方案具有更多的優(yōu)點。為減少成本并提供更加便捷的裝配，使用染色玻璃著色劑的涂抹濾波器被使用。用于各種不同的染色玻璃顏料的吸收率光譜在圖5中被給出。作為替代，用于各種不同LED的發(fā)射范圍在圖6中被給出。用于給定的熒光性分析物的合適的發(fā)射和濾波器設置的選擇通過參考這些圖可以很容易地被確定。
對于將熒光素和若丹明6G導入流動的系統(tǒng)的熒光性的響應如圖7所示。熒光素在1.25E-8M是可以被檢測出來的。有趣的是，盡管勵磁源沒有被最優(yōu)化，但是若丹明6G也提供了2E-8M相似的檢測界限。結合熒光性的一個問題是在勵磁光源的散射中的減少。這種減少部分是來自樣品池的T特性。然而，在較高的散射溶液中，因為勵磁源不是單頻的并且濾波器設置來自染色玻璃著色劑，所述的濾波器因此不能突然的切斷，因此信號將會被記錄下來。散射的問題可以在圖8中看出來，其中非熒光的散射體被導入流動的系統(tǒng)中。吸收率是0.17的散射體將產(chǎn)生與9.4E-8M熒光素相應的熒光信號。與散射體形成對比，吸收體將減少熒光信號，這是因為其吸收勵磁光，一些勵磁光使熒光信號穿過勵磁濾波器(參見圖9)。
圖5示出用于各種染色玻璃著色劑的選擇的吸收率范圍。僅有透明的著色劑被顯示出來。半透明的分散太多的光而不能使用在這樣的應用中。所述的著色劑被涂在透明膜上，所述的膜削減尺寸，并且吸收率在HP8451A光敏二極管分光光度計中被測量。吸收率的數(shù)值被轉換成百分比傳送，規(guī)格化并且用圖示意的。
圖6示出用于各種不同的LED光源的選擇的發(fā)射范圍。所述的范圍在SLM8000熒光計中被記錄并且被規(guī)格化。過載LED將加寬發(fā)射范圍。因為由染色玻璃著色劑所提供的過濾不及干擾濾波器那樣的靈敏，因此必須在光強度和勵磁泄漏的背景之間進行權衡。只有選擇發(fā)光的LED源用于測試。注意，發(fā)射寬度的典型的規(guī)格在最大量的一半沒有描述全部的詳情，這是由于LED(諸如Gilway#474)具有非常長的發(fā)射軌跡。有一些商業(yè)有效的光學濾波LED，諸如由UDT Sensors，Inc.，Hawthorne，CA所銷售的。
圖7示出使用熒光傳感器的熒光素的檢測結果。熒光素染色以不斷增長的濃度被導入水池中。插圖示出用于較高的濃度的響應是線性的。用于熒光素的LOD大約是7.7E-9M.盡管激勵源和發(fā)射濾波器沒有被最優(yōu)化，但若丹明6G給出2E-8M相似的LOD。
圖8示出帶有發(fā)射器(a)和吸收器(b)的熒光傳感器的輸出。增加的咖啡色研磨膏(在250mg/L)增量被添加到流動的系統(tǒng)中。樣品用于分析而同樣被施用在HP8451A二極管陣列UV-Vis分光計上以測量溶液在470nM時的吸收率。當在SLM8000熒光計被測量時咖啡色研磨膏幾乎是不能發(fā)熒光的，因此其作為純發(fā)射器。吸收器在起始于點100的增加的量中是甲基橙色。
圖9示出由環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)所測量的透射百分比與由HP8451A二極管陣列UV-Vis分光計所測量的透射百分比的比較。使用發(fā)射器(a)和吸收器(b)的熒光傳感器的輸出。增加的咖啡色研磨膏(在250mg/L)增量被附加到用于A的流動系統(tǒng)中。樣品為了分析同樣被施用到HP8451A二極管陣列UV-Vis分光計中以測量溶液在470mn時的濃度。吸收器在起始于B中點100的增加的量中是甲基橙色。透射百分比在470nm用HP8451A測量。
傳導性傳感器傳導性傳感器是以在資料中所描述的傳導性測量技術為基礎的。例如，參見N.Papadopoulos等人2001年2月在J.ChemicalEducation，245-246，78(2)中的“A computer-controlled bipolarpulse conductivity apparatus”；R.T.daRocha等人。在1997年5月在J.Chemical Education，572-574，74(5)中的“A low-cost andhigh-performance conductivity meter”；以及B.R.Gannong 2000年12月在J.Chemical Education，1606-1608，77(12)中的“Hand-heldconductivity meter and probe for small volumes and field work”。然而，這些原理被極大的修改以適應單極(單個電池電壓)操作，并且能夠不需要轉換負載電阻就可以擴展操作范圍，以及更少的(兩個便宜的電阻)和更低的電能元件。通過參考圖10就可以理解操作的原理。對于單元的構造，兩根鉑絲(0.015”)被置于光學單元的內(nèi)部，其和與測試溶液相接觸的末端相隔大約1cm。測量傳導性的算法如下1.接地Cond32.浮動Cond13.V+接Cond24.用A/D7測量Vin5.浮動Cond26.V+接Cond17.用A/D7測量V電池8.顛倒極化電池，依靠9.接地COND110.V+接到Cond3上持續(xù)幾微秒11.接地Cond1，Cond2，和Cond3 1ms以短路電池12.測定零位值以確定A/D7的偏移量(假定A/D滿刻度是線性的)13.重復全部步驟16次，將結果與初始結果相加并減去零位值14.浮動Cond1，Cond2和Cond3電池電阻通過下式被計算R電池＝Vin*Rt/V電池-Rt
Rt＝R1+R2＝10.5K電池傳導性通過下式被計算傳導性(未校準的)＝1/R電池為了避免使離子選擇性電極短路，所述的離子選擇性電極與傳導性電池相接觸，基準電極在讀取傳導性電池期間必須被浮起。否則，很高的電流從基準電極中流到傳導性電池電極中，這樣非常迅速地改變基準電極的數(shù)值。同樣地，傳導性電池電極在讀取離子選擇性電極期間也必須被浮起以避免過大的電流路徑。各種不同的接觸點的浮動通過使用TIMSP430-F149(用于傳導性電池)中的基于芯片的硬件或者在Maxim5722D/A(驅動基準電極)中的基于芯片的硬件來完成。不幸的是，集成電路的兩個高阻抗輸出都沒有指定它們的絕緣值，并且?guī)в械湫椭禐?8-50nA的漏電流。這種適度的電流將應力置于基準電極上，尤其是處于具有較高傳導性的水中時，諸如海水，將減少傳感器包裝的壽命。
附圖10中的電壓分配器由R1和R2構建，將測量電壓保持在A/D的范圍內(nèi)(0-2.5V)。結果相加16次并且保證在16位的范圍內(nèi)，因為A/D只有12位。求和數(shù)據(jù)為降低電干擾而提供平均值。不考慮為獲得離子選擇性電極數(shù)據(jù)而設置的平均值而一直使用16位的和。作兩種假定(1)A/D滿刻度都是線性的，并且只需要應用偏差校正；(2)由Cond3端所供應的電壓與由Cond1端所供應的電壓相同，或者它們至少是相關的。請注意，由這些端所供應的電壓是電源電壓的函數(shù)，所述的電源電壓將隨著電池的老化而變化。然而，因為計算涉及比例，因此只要有足夠的電壓使傳導性穿過電池，那么結果就獨立于電源電壓。
通過連續(xù)稀釋0.5M氯酸鈉來完成電池的校準。因為電池常量不是已知的，所以結果必須與由標準的儀表所獲得的結果進行比較以獲得校準的結果。校準的傳導性通過至少非校準的傳導性與標準儀器的平方曲線計算。在0.25M NaCl以下是線性的。這種方法在淡水中是很合適的，所述的淡水具有很低的鹽濃度，但是對于應用在天然的海水中卻是一種難題，所述的天然海水具有大約0.5M的鹽濃度。高于0.25M NaCl，電池的阻抗太小而不能用電壓分配器測量(對于0.5M NaCl大約是750Ω)，并且較高的電流會導致測試溶液的電解。因此，被測量的電導性要比期待的要低并且非線性校正必須使用在大約0.5M NaCl的區(qū)域內(nèi)。
通過軟件的修正，可以獲得一些增加的精確度。通常，A/D通過使用小充電延遲被讀取用以允許A/D電容器經(jīng)過電池阻抗充電。當電池阻抗很小時(由于很高的鹽濃度)，所述的延遲可以被縮短并且因此減少電解時間。所述的軟件可以被修改以進行電池阻抗的初始測量并基于這種初始測量調整A/D的充電時間。然而，這將要求稍微長的測量時間并且這種方法的初始估計不能在高于0.25M NaCl產(chǎn)生完全的線性傳導性測量。因為高于0.25MNaCl時，仍需要多項式曲線，因此這些更復雜的測量不能被實施。
作為替代的設計是使用電壓-電流的轉換器作為正常的方法。然而，這樣就要求附加數(shù)字開關以當傳導性沒有正在被測量或選擇能夠失效的運算放大器時，移開電壓-電流的轉換器。Maxim銷售這種具有低電能和高阻抗的開關，但是增加了最終產(chǎn)品的成本。
溫度傳感器溫度傳感器是以在資料中所描述的溫度測量技術為基礎的。其使用100K的熱敏電阻和0.1μF的電容器而被應用。參考圖11可以理解操作原理。
電容器經(jīng)過熱敏電阻放電(Thermdischarge)端被充電。所述端隨后被浮起。軟件記時器被啟動以及(熱敏電阻基準(Thermref)端被接地。測量經(jīng)過R3對C1的放電時間。這是熱敏電阻的基準時間。Thermref被浮起，C1經(jīng)過Thermdischarge端被再次充電，并且啟動軟件記時器。測量經(jīng)過熱敏電阻為C1的放電時間作為熱敏電阻時間。作為期待的負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻時，熱敏電阻/熱敏電阻基準與溫度的比例圖表是非線性的。使用對數(shù)圖表可以使其稍微近于線性，并且這種校正適用于傳感器。更復雜的，多項式配合已經(jīng)試圖用于EMS系統(tǒng)，但是不能產(chǎn)生更高的精確度。為了提供高精確性，多項式配合已經(jīng)被建議用于測量在海洋環(huán)境中溫度。
因為100K熱敏電阻的阻抗在需要的0-50℃的范圍內(nèi)相當大地變化，因此實施一種自動測程的特性。放電時間反比于相關的放電阻抗。如果時間超值，因為熱敏電阻變得非常的高(當使用NTC熱敏電阻時，處于很低的溫度)，所以記時器時鐘被減少并且為基準和熱敏電阻測量兩者重復測量(見圖12，其是自動標記刻度的實施例-注意自動標記對校準溫度的干擾是沒有影響的)。兩種自動測程的水平有必要處于0-50℃的溫度范圍內(nèi)。這種測量的分辨率＜0.05℃。EMS單元具有足夠的靈敏度以測量和記錄使用循環(huán)加熱系統(tǒng)的室內(nèi)空氣溫度的變化。然而，由于R3中的漂移，絕對的精確性是變化的，其也隨著溫度的變化而變化。因為EMS電池將處于水流中，所以R3的溫度將隨著水溫的變化而變化。然而，由于R3中的漂移，絕對的精確性是變化的，其隨著溫度的變化而變化(對于漂移的實施例，參見圖12中的熱敏電阻基準)。這種基準電阻(R3)具有100PPM/℃的漂移。其它的，較昂貴的電阻可以具有低于15PPM/℃的偏移，但是它們收益的前置時間相當?shù)拈L并且需要大批量的購買。作為替代，測量微處理器(以及間接的R3)的溫度并被用來結合周圍溫度用以校正R3中的漂移。這些較復雜的方案都不會被實施，因為即使100PPM/℃的漂移也僅是需要的50℃的溫度范圍內(nèi)0.5％的誤差。在試驗臺中，絕對溫度讀數(shù)出現(xiàn)在相對于酒精溫度的1℃以內(nèi)，所述的酒精溫度計被用于校正。
作為替代，可能使用一種商業(yè)熱敏電阻芯片。這樣所具有的優(yōu)點在于簡化環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設計。使用這種芯片的另一個優(yōu)點在于出廠時就是校驗好的。
電流計的測量電流計的測量取決于電流而不是電勢。一種小的，獨立的卡(電極制造板)被構建并且被編程以允許對整個被應用到工作電極上的電勢進行控制，并允許在多個工作電極中進行選擇。這種電路的略圖在圖13中被示出。沒有在圖中表示接到相并列的微處理器上的接口和與外部環(huán)境的連接。DAC是數(shù)字-模擬轉換器，以及A/D是模擬-數(shù)字轉換器。循環(huán)陣列具有與工作電極之間的連接，所述的連接是在軟件的控制下進行選擇的。箭頭指示的是開關，所述的開關也可以在軟件的控制下改變。因為所有的電勢都是被數(shù)位控制，因此可以產(chǎn)生任一數(shù)量的斜波或脈沖。這種電流計電路可以并入環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中用以產(chǎn)生單板溶液。
由于補償電壓被應用到基準電極上，因此與通常的電流計測量系統(tǒng)相比，電極制造板的設計是獨特的。環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)(EMS)允許單個3V的電池為系統(tǒng)供應電能并且也可以使測量在寬的電壓范圍內(nèi)進行。使用Pt電極作為反向電極以允許在工作電極#1上的±1.25V的掃描的軟件編程的實施例是可能用100MΩ的電阻替換圖13中的4.7MΩ的電阻。在這個實施例中，1250mV經(jīng)過緩沖放大器被應用到電流轉換運算放大器中。這就允許所述的放大器的輸出在單個陽極電源上從0到2.5V進行變化。
電流計測量和性能以產(chǎn)生被調節(jié)的電流對于測量天然水的過量的結合性能是很有用處的。圖14示出一種儀器的設計原理圖，所述的儀器使用電極制造板作為電流產(chǎn)生裝置和使用EMS作為離子選擇性電極監(jiān)控系統(tǒng)。圖15示出模擬海水的分析，在其中加入了已知數(shù)量的EDTA以模仿天然水的結合性能。為了測量過量的結合性能，使用水樣品并且加入可控制量的特定離子。在這種情況下，通過銅絲的可控制電解(在這個實施例中加入銅離子)使自動地加入所述的特定離子。使轉折點反應所需要的電流總計與加入的銅的量成比例，而加入的銅的量與用于銅的水樣品的過量的結合性能成比例。因為可能使用不同的金屬絲樣品，因此可能以可控制的方式產(chǎn)生不同的離子，隨選的而不用存在的溶液。這樣就允許這樣的系統(tǒng)以微型的包裝被發(fā)展。參見DavidA.Kidwell在2003年12月19日NRL Memorandum Report6170-03-8729中的“Measuring Copper in Seawater-An AutomatedDetection of Copper Binding Capacity Final Report of SERDPSEED 1266”一文。
用于計算數(shù)據(jù)特性的軟件離子選擇性電極對存在于溶液中的其它離子是敏感的。因為測量大量的離子數(shù)量，因此并入軟件以考慮存在的彼此干擾的其它的離子，并且反復除去這種干擾。另外，由于離子選擇性電極實際上測量的是溶液中離子的活性而不是它們的濃度，因此可以使用傳導性作為較高離子強度的溶液評估活性系數(shù)。
離子選擇性電極監(jiān)控溶液中的特定的離子，而傳導性傳感器監(jiān)控溶液中的全部離子種類。因為離子選擇性電極不能夠測量全部的離子種類，因此會錯過一些離子物質。對于大多數(shù)的種類，如果由離子選擇性電極的計算出來的傳導性與由傳導性傳感器的計算出來的傳導性相匹配，則可以肯定地確定額外的離子種類沒有存在于實質濃度中。這就是數(shù)據(jù)指標特性，其由下面所計算出來QDI＝100-(|C計算-C測量|/C最大)其中QDI＝數(shù)據(jù)指標的特性(從0-100的數(shù)與100最佳的匹配)C計算＝從傳導性列表中所計算出來的和由離子選擇性電極所確定的全部種類中的傳導性C測量＝被測量的傳導性C最大＝C計算和C測量的最大者傳導性隨著種類和溫度的變化而變化。因此，計算出來的傳導性必須考慮離子種類和溫度。這可以通過查詢表或適用于查詢表的等式中完成。
另外，可以使用測量出來的(或計算出來的)傳導性評估存在的離子濃度的精確計算所需要的活性系數(shù)。因為計算出來的傳導性取決于測量出來的濃度并且測量出來的濃度取決于傳導性，因此可以通過迭代的方式解決或者更好的是在計算中使用測量出來的傳導性而不是計算出來的傳導性。
可以用同環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)相結合使用的程序利用資料中合適的傳導性等式。使用二次擬合而不是一次擬合。運算法則如下開始于各種不同的離子選擇性電極的離子響應以得到近似值和可能存在的離子。
使陽離子和陰離子相加。如果不相等，假定鈉和氯化物組成剩余物。然而，報告存在未知的。
如果鈉或氯化物正在被測量，則選擇另一個不是正在被測量的陽離子或陰離子。
從每個鹽的傳導性的總和中推定傳導性。假定Kohlrausch法則獨立于傳導性應用。
使用Kohlrausch法則與二次方程配合用以推定傳導性。
Kohlrausch使用一次方程，其具有非常差的配合。
作為替代，使用查詢表，如用于化學和物理的手冊(CRC出版社)，并且在數(shù)值間推斷(這種要求有大量的數(shù)據(jù))。
從記錄的溫度和假定的存在的鹽中校正傳導性。
將計算出來的傳導性與記錄的溫度進行比較并且報告差別。如果很大就標記結果。
如果結果誤差很大，則替換其它的陽離子以使誤差最小并且再次計算。報告假定。
如果結果仍然很大，則報告可能存在負離子。
PH是很重要的，因為H+能夠支配傳導性測量。
在推定離子濃度時考慮選擇性系數(shù)和活性系數(shù)。
如果在任何鹽中數(shù)值＞0.01M則是重要的。
對于諸如磷酸鹽的離子，只需要測量一種形式，而基于pH和pKa計算其它的形式。
電流限制如果發(fā)生離子配位，則這時BOTH傳導性測量并且ISE測量將是不正確的。
離子配對在低濃度中被假定為低。在可能的配對發(fā)生時標記較高的濃度。
作為替代的使用活性并配給線性曲線，而不是將Kohrausch數(shù)據(jù)配給使用sqrt[]的二次平方式。
由于活性明顯的sqrt非線性是真實的。
可能需要使用Stokes-Robinson方程式或Miller修改來確定活性。
注意只有在報告濃度時才需要活性。濃度和ISE電壓兩者都以相似的方式隨著活性的變化而變化。
因此傳導性結合已知的活性可以交叉核對ISE值。
最后從計算出來的活性推斷濃度。
在這種方式中的差別在于通過假定用于KCl將傳導性數(shù)據(jù)分別用于各自的離子，每個離子的傳導性等于總數(shù)的一半。通過這樣的一個假定，所有其它的單獨的傳導性都可以被計算出來。其它的機構已經(jīng)推定出不同的負離子和正離子傳導性，并且產(chǎn)生用于各自離子的獨立的傳導性數(shù)據(jù)組。表1表示的是使用交叉核對能力的實施例。一致的百分比從以下中被計算出來100-(測量出來的傳導性-計算出來的傳導性)/測量出來的傳導性×100)使用這種方法，數(shù)值可以非常高于或低于100；數(shù)值等于100意味著合適的匹配。
表1-在ISEs和傳導性之間交叉核對的實施例。
注意使用來自YSI的商業(yè)傳導性儀表測量傳導性并且使用標準的KCl溶液調整數(shù)值。


只有ISE對四種離子都是有用的。當測量自來水時，測量的離子數(shù)值在由Washington Sanitary District報告的作為用于自來水平均值的范圍內(nèi)。然而，測量出來的和計算出來的傳導性僅為18％的一致，這說明存在實質數(shù)量的沒有被測量的其它離子。所提供的數(shù)據(jù)示出重碳酸鹽(如硬度)和硫酸鹽是存在于水中的其它主要離子。將這些離子平均值加到計算中給出與測量出來的數(shù)值127％的一致的計算值中。這樣的較高的一致性指示或者平均值對于這種特定的水樣品來說太高了，或者設置在計算中的數(shù)據(jù)需要被修改。
同樣地，被測量的大約0.95mM鈉的Pepsi的分析通過兩種方法直接測量和標準相加。被報告的數(shù)值是4.5mM。表格中的較低的測量值很可能取決于Pepsi是怎樣瓶裝的。引用水被使用在瓶中，所述的引用水在質量方面從水源到水源和每天到每天都是變化的。表格可能反應了鈉的最大量，所述的鈉可能存在而不是最大的量。由于變化的水源，因此打印新的實際批量的表格不是浪費效率。傳導性中低的一致性(10％)指出存在其它的離子(可能是來自碳酸化作用的重碳酸鹽)。
在表1中泉水樣品來自于瓶裝的水源并被標記為沒有鈉。所述的樣品確實被示出沒有帶有鈉ISE的鈉并且僅僅是非常低的傳導性。這種非常低的傳導性指示不存在其它的離子并且這種樣品非常有可能是蒸餾水而不是廣告上所稱的泉水。
有三種方式顯示標準溶液#1-4(1)(+)一致性是與被測量的正陽離子和被假定平衡電荷的氯化物濃度。(2)(-)一致性是與被測量的氯化物濃度和被假定平衡電荷的陽離子。以及(3)沒有基準的一致性是由已知的濃度所計算出來的數(shù)值。所有的數(shù)值都很好的一致。
標準溶液#5是氯酸鈣和碳酸氫鈉的混合溶液。不考慮碳酸鹽的濃度，一致性是很差的。包括碳酸鹽濃度的一致性是91％。通過假定所有的碳酸鹽都是氯化物，則會達到90.8％的一致性。通過輸入實際的濃度而不是被測量的濃度的一致性是96％。
表1所示的實施例中，假定傳感器系統(tǒng)將測量的離子與其它的直交的傳感器，諸如傳導性，進行比較，并且如果一致性非常的差則發(fā)出報警信號或者一個特定的傳感器指示可能存在有毒的種類。由于從表1中是各種不同的，因此重碳酸鹽的主要種類和硫酸鹽也必須被測量以用于在表面水系統(tǒng)中的合理的一致性。應該注意的是重碳酸鹽(如重碳酸鹽和碳酸鹽)的形式取決于pH并且兩者都可以通過已知的pH從單個ISE中所計算出來，所述的ISE敏感于重碳酸鹽。同樣的，磷酸鹽的形式隨著pH而變化，并且敏感于PO4-2的ISE測量通過已知的PH可以額外的測量所有的形式。
外部連接使用RS232端口連接PC并且為EMS提供電能。對于連接來說，RS232的特性需要電壓在-12到+12V中變化以為存在的位提供信號。多個RS232電壓水平轉換器可以從單個電源電壓產(chǎn)生這些電壓水平。不幸的是，它們具有相當大的電能損耗。選擇更簡化的方案用于EMS中的電壓水平轉換。部分電路以及隨同來自PC電壓中電源電壓一起在圖16中被顯示。使用來自DTR(來自PC)中的電壓為裝置供應電能。因為這個水平可以是負的，因此保護二極管(D2)并列連接到輸入端。通過系列調節(jié)器調整電壓并且使用多個鉭電容器對所述的電壓進行濾波。使用RTS提供負電壓用于向PC發(fā)送零位。當位被發(fā)送時，拉到正(到+V)。盡管V+名義上是3.3v并且沒有達到±15V RS232標準，但是足夠觸發(fā)大多數(shù)RS232接收端口，如果金屬絲長度保持很短(＜20英尺)。也使用RTS通過正在使用的負電壓打開EMS。當RTS關閉時(高位)，使用D1阻止電能泄漏到EMS中。連接在9600BAUD。使用軟件完成全部的二進位時間和解碼。
上面所描述的是本發(fā)明的優(yōu)選的實施方案。各種不同的修改和變化根據(jù)上面的教導都是可能的。因此能夠理解的是，在附加的權利要求的范圍內(nèi)，可以實踐本發(fā)明而不是作為限定的描述。任何提到的所要求的元件都不是限定在單數(shù)，例如，使用的冠詞“一個(a)”，“這個”或者“所述的”都不被解釋為將元件限制成單數(shù)個。
權利要求
1.一種監(jiān)控裝置，包括(a)澆鑄膜基準電極；(b)至少一個感應電極，所述的感應電極用于測量與水質量相關的特定參量，其中在所述的基準電極和所述的至少一個感應電極之間存在電連接；以及(c)可選擇的，吸收率傳感器、熒光性傳感器、傳導性傳感器、溫度傳感器或者其任何組合；其中所述的監(jiān)控裝置的重量少于1英鎊，寬度少于4英寸，長度少于6英寸。
2.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中使用感應電極陣列，其中每一個感應電極測量與水質量有關的特定參量。
3.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述的感應電極測量pH、鉀離子、氯化物離子、銅離子、鎂離子、鈉離子、鈣離子、氰化物離子、熒光離子、磷酸鹽、有機磷酸酯、氧化還原電勢或者分析物活性。
4.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述的澆鑄膜基準電極具有包括親水性聚合體和疏水性聚合體的膜。
5.根據(jù)權利要求4所述的監(jiān)控裝置，其中所述的親水性聚合體選自由聚乙二醇、結合到疏水分子上的聚乙二醇、聚丙二醇、結合到親水分子上的聚丙二醇、非離子表面活性劑、乙二醇酯、丙三醇和其任何組合的所組成的組。
6.根據(jù)權利要求4所述的監(jiān)控裝置，其中所述的疏水性聚合體選自由聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚乙烯丁縮醛-共-乙烯醇-共-乙酸乙烯以及其任何組合所組成的組。
7.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)控裝置，還包括用于所述電連接的指示器。
8.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中收集的數(shù)據(jù)可以被儲存在監(jiān)控裝置內(nèi)。
9.根據(jù)權利要求1所述的監(jiān)控裝置，其中所述的監(jiān)控裝置通過直接連接、IR連接、無線電波或者其任何組合連接到另一個裝置上。
10.一種監(jiān)控裝置，包括(a)澆鑄膜基準電極；(b)至少一個感應電極，所述的感應電極測量與水質量有關特定參量，其中在所述的基準電極和所述的至少一個感應電極之間存在電連接；以及(c)可選擇的，吸收率傳感器、熒光性傳感器、傳導性傳感器、溫度傳感器或其任何組合；其中由感應電極或從(c)中選擇的傳感器所獲得的數(shù)據(jù)可以與測量水的相似方面的不同的感應電極或從(c)中選擇的傳感器所獲得的數(shù)據(jù)將行比較，因此提高檢測水質量事務中的監(jiān)控系統(tǒng)的有效性；其中所述的監(jiān)控裝置重量少于1英鎊，寬度少于4英寸，長度少于6英寸。
11.根據(jù)權利要求10所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述的監(jiān)控系統(tǒng)帶有傳感性傳感器，并且使用計算機編程將來自由感應電極所獲得的數(shù)據(jù)的計算出來的傳導性與由傳導性傳感器所獲得的傳導性數(shù)據(jù)進行比較。
12.根據(jù)權利要求10所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中所收集的數(shù)據(jù)可以儲存在監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)。
13.根據(jù)權利要求10所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述的監(jiān)控系統(tǒng)可以通過直接連接、IR連接、無線電波或者其任何組合連接到另一個裝置上。
14.根據(jù)權利要求10所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述的感應電極測量pH、鉀離子、氯化物離子、銅離子、鎂離子、鈉離子、鈣離子、氰化物離子、熒光離子、磷酸鹽、有機磷酸酯、氧化還原電勢或者分析物活性。
15.根據(jù)權利要求10所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述的澆鑄膜基準電極具有包括親水性聚合體和疏水性聚合體的膜。
16.根據(jù)權利要求15所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述的親水性聚合體選自由聚乙二醇、結合到疏水分子上的聚乙二醇、聚丙二醇、結合到親水分子上的聚丙二醇、非離子表面活性劑、乙二醇酯、丙三醇和其任何組合的所組成的組。
17.根據(jù)權利要求15所述的監(jiān)控系統(tǒng)，其中所述的疏水性聚合體選自由聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、聚乙烯丁縮醛-共-乙烯醇-共-乙酸乙烯以及其任何組合所組成的組。
18.根據(jù)權利要求10所述的監(jiān)控系統(tǒng)，還包括用于所述電連接的指示器。
全文摘要
一種含有大量的傳感器的微型的、輕型的、廉價的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，所述的傳感器可以同步地并且持續(xù)不斷地監(jiān)控熒光性、吸收率、傳導性、溫度和多種離子。監(jiān)控相似參量的傳感器可以交叉核對數(shù)據(jù)以增加發(fā)現(xiàn)水中所存在的問題的可能性。
文檔編號G01N27/26GK1926426SQ200480041318
公開日2007年3月7日 申請日期2004年12月3日 優(yōu)先權日2003年12月3日
發(fā)明者大衛(wèi)·A·基德威爾 申請人:海軍秘書處代表的美國政府