專利名稱：模塊化的吸收測量系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于流態(tài)介質的模塊化吸收測量系統(tǒng)，包括檢測模塊和采樣模 塊，其中檢測模塊包括檢測系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)包括電磁輻射源和量子探測器，采樣模塊包括樣 品室，輻射源被構造用于在樣品室方向上發(fā)射光，量子探測器被構造為從樣品室接收光。
背景技術：
吸收測量系統(tǒng)優(yōu)選地在其中透明度的改變可以用于定量含量測定的所有地方被 使用。例如，因此可以確定流體中的微物含量(Feinstoffgehalt)。同樣，已知這樣的吸收 測量系統(tǒng)，其中樣品材料被裝入樣品室中，并且然后在測量設備中被分析。同樣還已知所謂 的測試條，其中設置測試段，并且至少還設置參考段，其中在這些段與樣品流體、或更一般 性地與物理/化學樣品接觸時，在反應段中發(fā)生導致顏色變化或透明度改變的反應。在已知的設備中大多存在這樣的問題，即采樣設備和分析設備相互必須非常準確 地對準。因此，小的對準誤差可能導致所得到的結果的較大的差別，這顯著地影響了反復測 量、例如在持續(xù)監(jiān)測任務中的質量和可靠性。例如，US 6，995，348 B2展示了一種光學探測系統(tǒng)，其中樣品材料在一個通道中導 向多個光學探測設備。其中，每個光學探測設備由各自相對設置的一個光源和一個檢測器 構成，使得所發(fā)射的光穿過該通道并且在檢測器的相對側被探測。因為各個探測設備沿著 一個通道設置，所以所公開的設備被構造為例如用于確定沿著該通道的反應變化。但是，通 過在每個探測設備的光路中設置選頻的濾波器，也可以實現(xiàn)在不同頻譜范圍中對樣品的分 析。因為樣品材料在通道中穿過所有探測設備，所以不可能實現(xiàn)例如通過使用催化劑或添 加的試劑進行的選擇性測量，因為在這樣的測量中，樣品由于添加劑的使用而被污染，并且 因此一般不可能進行在另一頻譜范圍中或具有不同催化劑的另一測量。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務現(xiàn)在在于提供一種測量設備，利用該測量設備可以能夠定量地確定 樣品的內含物質。此外，本發(fā)明的任務還在于模塊化地構造探測設備，使得對于同時執(zhí)行的 測量的數(shù)量和測量的類型，單獨配置是可能的。測量設備的配置應當盡可能能故障保護地 執(zhí)行，從而應當實現(xiàn)盡可能高的測量精度，尤其是高的重復精度。本發(fā)明的任務現(xiàn)在通過以下方式被實現(xiàn)，即電磁輻射源被構造為電致發(fā)光部件， 并且檢測模塊和采樣模塊被構造為彼此重疊地設置。將電磁輻射源構造為電致發(fā)光部件具有以下優(yōu)點，即這樣的部件能夠特別容易地 制造，并且相對于其他部件具有明顯更長的使用壽命。因為根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)優(yōu) 選被構造用于一次性使用，所以所有構件也應當在考慮到測量系統(tǒng)在使用后的清除的情況 下被設計。在已知的設備中，電磁輻射源優(yōu)選由有機半導體元件構成，尤其是由OLED構成。 但是，對于有機的發(fā)射光的半導體材料已知其具有由工藝所決定的較短的壽命。有機的發(fā) 光二極管具有進一步的缺點，即其使用涉及許可費用，這在盡可能低成本的吸收系統(tǒng)而言是不利的。
本發(fā)明的任務還通過以下方式被實現(xiàn)，即檢測模塊和采樣模塊被構造為彼此重疊 地設置。根據本發(fā)明的吸收系統(tǒng)的很重要的意義在于，存在兩個模塊，這兩個模塊可以分開 地并且相互無關地被制造，并且僅僅通過彼此重疊的設置才完整構造為可使用的吸收測量 系統(tǒng)。對于模塊化吸收測量系統(tǒng)的構造，這特別重要，因為由此，例如通用的檢測模塊可以 與特定地適配于待測試樣品的樣品模塊組合為測量系統(tǒng)。根據本發(fā)明的構造還具有進一步 的優(yōu)點，即能夠利用標準化的模塊構造任意復雜的、并特定于待測試樣品構造的測量系統(tǒng)。 尤其地，對于進行應用的技術人員而言由此可以在現(xiàn)場配置測量系統(tǒng)以及準確地適配于所 提出的測量要求，而不必同時引入多個不同的預制的測量系統(tǒng)。這個限于少數(shù)幾個標準元 件的限制在制造時的成本狀態(tài)方面也是具有重大優(yōu)點的，因為這些少量的元件可以大批量 地、并因此特別經濟地制造。
根據一種所請求保護的擴展方案中，在采樣模塊中設置用于流態(tài)介質的傳導結構 (Leitstruktur)。流態(tài)介質是指能夠輸送或運動通過傳導結構或通過管線設置的所有任何 材料。其中尤其包括所有液體介質，并且還包括氣態(tài)介質，其中檢測或采樣模塊的材料必須 被構造用于傳導該流態(tài)介質。尤其地，介質的溫度和化學特性不會導致對檢測和采樣模塊 的材料的任何有害的影響。
由于待測試的樣品在可能的情況下可能涉及有健康危害的材料，所以在任何情況 下都應當避免與樣品材料的接觸。因此，吸收測量系統(tǒng)優(yōu)選被構造為使得待測試的樣品從 輸入位置借助于傳導結構傳導到樣品室區(qū)域，并且又從那里被運移。由于模塊化的構造，現(xiàn) 在傳導結構可以針對待傳輸?shù)臉悠凡牧媳粯嬙?，尤其地，傳導結構的幾何尺寸可以有針對 性地適配流態(tài)介質的特征性特性。
根據一種擴展方案，傳導系統(tǒng)由采樣模塊的平坦側面中盡可能槽形的凹溝構成。 這具有特別的優(yōu)點，即傳導結構可以通過機械成型方法來構造。優(yōu)選地，采樣模塊可被構造 為壓鑄零件，由此可以在制造采樣模塊的處理步驟中構造傳導結構。尤其地，因此可以經濟 地構造在其上設置檢測模塊的通用采樣模塊，其中檢測模塊在可能的情況下特定于待檢查 的樣品材料被構造。
根據請求保護的方案，樣品室也被構造為凹陷，這同樣具有優(yōu)點，即該設置能夠借 助于造型方法在制造采樣模塊時構造。
這些有利的擴展方案使得能夠實現(xiàn)根據本發(fā)明的模塊化吸收測量系統(tǒng)的特別經 濟和合理的制造。但是，在可能的情況下，為了詳細的結構化，使用其他機械處理步驟，以便 從而可以構造特定的傳導結構。
根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)基于對流態(tài)介質的透明度改變的確定，以便能夠因此 確定介質中特定物質的定量分量。但是，在可能的情況下，不可能直接確定內含物質，因為 透明度即使在內含物質任意高的濃度的情況下也不改變或僅僅微弱地改變。因此，特別有 利的是，在樣品室中設置反應材料。通過該反應材料，現(xiàn)在可以間接地確定流態(tài)介質中特定 內含物質的定量存在。
反應材料既可以被構造用于單次測量，但是也可以為特定的持續(xù)時間持續(xù)地執(zhí)行 測量。在第一種情況下，反應材料被樣品材料溶解，使得其被這單次測量消耗。這里，樣品材 料的量相對于反應材料的量被調整。但是，反應材料也可以被構成為使得其在與樣品材料接觸時不完全被溶解，而是以恒定的比率溶解或被溶解直到達到物理/化學決定的濃度。 因此，在相應計量的反應材料量的情況下，可以在較長時間段進行測量。
在已知的設備中，大多處于流體狀態(tài)的反應材料必須借助于活動的傳輸系統(tǒng)被引 入到反應室中。現(xiàn)在，在微射流(Mikrofluidik)領域中，活動的傳輸裝置、如泵或閥門在其 受干擾性方面是受到批評的。因此，其中反應材料被凍干(lyophilisieren)的一種請求保 護的擴展方案是特別有利的，因為因此活動的微射流不是必需的。凍干的反應材料被設置 在樣品室中，并且樣品室然后被密封地封閉。在執(zhí)行測量之前，該封閉被解除，并且采樣模 塊被設置在檢測模塊上，從而根據本發(fā)明的模塊化吸收測量系統(tǒng)準備就緒。
通過將反應材料設置在樣品室中，實現(xiàn)了對流態(tài)介質中物質的間接的定量確定， 因為按照請求保護的方案，反應材料被構造用于與流態(tài)介質的內含物質進行物理化學相互 作用。例如，反應材料可以釋放與內含物質相互作用的一種物質到流態(tài)介質中，并因此導致 流態(tài)介質的透明度改變。為此，本領域技術人員已知其他的可能方案，如借助于反應材料發(fā) 起物理化學反應使得導致流態(tài)介質的透明度改變。
電磁輻射源在樣品室方向上發(fā)射光，該光被量子探測器接收。在可能的情況下，流 態(tài)介質的光偏轉不足以進一步傳輸在樣品室中傳導的光使得其可以被量子探測器接收。因 此，一種擴展方案具有特別具有重大優(yōu)點，其中在樣品室中設置光偏轉裝置。該光偏轉裝置 改變入射到樣品室中的光的方向，尤其是在樣品室或在可能的情況下設置的反應材料的縱 向延伸方向上。在可能的情況下被減弱的光在樣品室的相對端被光偏轉裝置在量子探測器 的方向上從樣品室偏轉出。該光偏轉裝置例如可以由光學反射器或衍射裝置構成。
如果檢測模塊的平坦側面和/或采樣模塊的平坦側面具有附著層，則得到一種特 別有利的擴展方案。由于檢測模塊和采樣模塊根據本發(fā)明彼此重疊地設置，所以該實施方 式具有以下優(yōu)點，即通過結合平坦側面生成附著連接，并且因此這兩個模塊被組合為根據 本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)。在可能的情況下，附著層被構造為使得通過結合形成這兩個模塊 之間不可分開的連接。附著層例如可以由增附劑、如粘合劑構成。但是也可以借助于溶劑 對平坦側面進行處理使得其由于在設置模塊時產生的結構變化而產生材料的局部融合。
由于檢測或采樣模塊優(yōu)選由塑料制成，所以在一種擴展方案中也可以通過接合方 法(Bonding-Verfahren)相互設置。其中，在不使用增附劑的情況下熱處理接觸面，使得產 生微觀的材料融合。此外，本領域技術人員還已知超聲和激光焊接。
然而也可以薄膜形地構造檢測模塊，使得其可以類似于粘合薄膜地設置在采樣模 塊上。
如果采樣模塊和檢測模塊相互重疊密封地設置，則得到另一有利實施方式。密封 在這里是在針對流態(tài)介質密封的意義上被考慮的，其中檢測和采樣模塊的構造、尤其是相 互面對的平坦側面的構造確保通過檢測和采樣模塊的設置產生流態(tài)介質相對于外部環(huán)境 的可靠和安全的密封。
這樣一種實施方案是有利的，即其中量子探測器被構造為半導體元件，因為半導 體元件能夠特別好地適配于待采集的頻譜范圍。此外，半導體元件也可以被構造為主動的 元件，其在電磁輻射作用下例如主動提供電輸出信號。在一種擴展方案中，半導體元件也可 以由有機半導體構成。由有機半導體材料構成的半導體已經明顯獲得了意義，因為為了制 造這樣的元件不必需要能量密集的處理、例如高溫高真空室，并且因此元件能夠明顯更成本經濟和對環(huán)境無害地制造。這樣的材料尤其適于應用于印刷方法，由此可以特別經濟合 理地制造半導體元件。
一種請求保護的擴展方案特別有利，其中半導體元件被構造為有機半導體元件。 根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)優(yōu)選被構造用于單次使用，并且在使用后要被清除。在這樣的 一次性裝置中，也存在對單位成本的主要注意。有機半導體現(xiàn)在具有特別重大的優(yōu)點，即其 一方面能夠非常成本經濟地制造，例如通過印刷方法制造，并且另一方面，清除并不帶來超 過平均水平的用于遵守環(huán)境準則的成本。借助于已知的方法，例如噴墨打印、絲網印刷、打 字蠟紙印刷或移印(Tampondruck)，可以在沒有復雜昂貴的制造步驟的情況下構造半導體 元件。尤其地，高溫或高真空處理不是必需的，而這在制造無機半導體時是必需的。因此， 特別成本經濟的制造是可能的，清除不會帶來環(huán)境問題，這兩個對于一次性吸收測量系統(tǒng) 而言是特別有利的。
如果輻射源和/或量子探測器被印在檢測模塊的第一平坦側面上，則得到一種特 別有利的擴展方案。能通過印刷方案施加的元件可以特別簡單和經濟地制造，尤其地，在制 造檢測模塊之后也可以進行設置。例如，預制的檢測模塊被放入印刷裝置中，印刷裝置然后 印刷輻射源和/或量子探測器。例如，絲網印刷、噴墨或凸模印刷(Stempeldruck)適于作 為印刷方法，其中本領域技術人員還已知其他用于印刷這樣的元件的方法。
對流態(tài)介質中透明度改變的確定并不限于光學可見的范圍，而是包括整個光學范 圍。而且，例如為了提高測量精度，有利的是可以在不止一個頻譜范圍中確定透明度改變。 按照請求保護的方案，因此，輻射源被構造為可控的，用于在至少兩個頻譜范圍中發(fā)射電磁 輻射，其中能覆蓋的頻譜范圍尤其包括整個光學范圍。通過這個請求保護的實施方式，現(xiàn)在 可以在第一頻譜范圍中執(zhí)行測量，以便然后控制輻射源使得其在另一頻譜范圍中發(fā)射光， 在該另一頻譜范圍中重新進行測量。在一擴展方案中，輻射源也可以被構造為使得其可以 同時發(fā)射至少兩個頻譜范圍。無論如何，量子探測器在輻射源可以發(fā)射光的頻譜范圍中是 光敏的。
根據一種擴展方案，檢測模塊被構造為至少在部分段上是透明的。因為檢測系統(tǒng) 優(yōu)選設置在檢測模塊的第二平坦側面上，輻射源在樣品室的方向上發(fā)射其光穿過檢測模塊 并且被量子探測器從樣品室的方向上接收，所以根據請求保護的方案，檢測模塊在光必須 穿進的段中被構造為是透明的。其例如可以通過以下方式構造，即傳導光的材料在制造檢 測模塊時被設置在相關段處，并且然后由環(huán)繞的檢測模塊的材料支承和固定。例如，環(huán)繞的 材料可以被實施為不是透明的，這是有利的，即防止外來光進入樣品室中，并且因此盡可能 地防止了測量結果的失真。
通過請求保護的其中傳導結構包括主通道、傳導分支、傳輸通道、應用段所構成的 組中至少之一的實施方式，確保了實現(xiàn)吸收測量系統(tǒng)中流態(tài)介質的可靠傳導。尤其是對于 模塊化結構和模塊化擴展，該實施方式具有進一步的優(yōu)點，因為普通構造的模塊可以任意 地相互排列成行，并且通過請求保護地構造的傳導結構實現(xiàn)流態(tài)介質的可靠分配。
對于持續(xù)使用，并且尤其是對于低的維護費用，這樣一種實施方案是有利的，即其 中傳導結構具有耦接裝置。因此，根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)可以簡單快速地耦入現(xiàn)有的 測量設備中以執(zhí)行測量，并且在執(zhí)行測量后或在實現(xiàn)允許的工作時間后，從該測量設備解 耦并且被新的或更新后的吸收測量系統(tǒng)更換。
為了有針對性地將光從輻射源偏轉到樣品室中或為了在量子探測器方向上將光 從樣品室偏轉出，這樣一種實施方式是有利的，即其中檢測模塊包括光偏轉裝置。這個光偏 轉裝置優(yōu)選被構造為使得其在將檢測模塊設置在采樣模塊上時嚙合到樣品室中，并且因此 光的出射點、并因此光的輻射方向可以有針對性地確定。尤其地，因此可以實現(xiàn)樣品室縱向 的特別良好的照明。此外，也可以實現(xiàn)光從樣品室到量子探測器的特別良好的采集和進一 步傳輸。
在已知的測量設備中，大多存在這樣的問題，即采樣設備和分析設備相對必須相 互對準，這總是構成誤差來源。在一種特別有利的擴展方案中，采樣模塊和/或檢測模塊包 括力鎖合和/或形狀鎖合的容納裝置。通過該容納裝置確保了，在將檢測模塊設置在采樣 模塊上時形成正確的對準，尤其是檢測系統(tǒng)相對于樣品室準確地對準。該擴展方案因此尤 其確保了即使在重復測量時也大大地減小了由于在將檢測模塊定位在采樣模塊上時的不 準確所導致的偏差，并因此不顯著地影響測量結果。


為了更好地理解本發(fā)明，借助于以下附圖詳細介紹本發(fā)明。
其中分別以高度示意性的示圖，
圖1示出了處于設置后狀態(tài)的根據本發(fā)明的模塊化吸收測量系統(tǒng)；
圖2示出了根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)的一個剖面；
圖3示出了檢測和采樣模塊的平坦側面的示圖4a)和b)示出了穿過吸收測量系統(tǒng)的樣品室的光偏轉的可能實現(xiàn)；
圖5a)、b)和c)示出了模塊化吸收測量系統(tǒng)的其他可能的實施方式。
具體實施方式
介紹地應該指出，在不同描述的實施方式中，相同部件具有相同附圖標記或相同 部件符號，其中在整個描述中所包含的公開內容按意義可以被轉用于具有相同附圖標記或 相同部件符號的相同部件。而且，在描述中所選擇的方位表述、例如上、下、側面等涉及直接 描述及展示的附圖，并且在方位改變時按意義被轉換為新的方位。此外，所示和所描述的 不同實施例的各個特征或特征組合顯然也可以構成獨立的、有創(chuàng)造性的或根據本發(fā)明的方 案。
在具體描述中針對數(shù)值范圍的所有描述應當被理解為其包括所有任何子范圍，例 如表述“1至10”應當被理解為包括從下限1和上限10出發(fā)的所有子范圍，即所有以下限1 或更大數(shù)值開始并在上限10或更小數(shù)值結束的子范圍，例如1至1. 7或3. 2至8. 1或5. 5 至10。
附圖1示出了根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)1的透視圖，其中檢測模塊2和采樣模 塊3彼此重疊地設置。在第二平坦側面4上設置檢測系統(tǒng)5，優(yōu)選地，該檢測系統(tǒng)被印刷。 在采樣模塊3的平坦側面11上設置耦接裝置6，通過該耦接裝置6可以將流態(tài)介質傳遞到 吸收測量系統(tǒng)的傳導結構12并且接收分析后的介質。其中，耦接裝置被構造為使得可以非 常簡單和快速地將根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)1集成到測試裝置中。尤其地，測量吸收系 統(tǒng)被設計用于一次性使用，其在特定的執(zhí)行持續(xù)測量的工作時間之后必須被更換。為了電8接觸檢測系統(tǒng)5，大多還設置電接觸端子7。檢測系統(tǒng)5包括電磁輻射的輻射源8和電磁量 子探測器9。優(yōu)選地，輻射源8由電致發(fā)光元件構成，其具有制造成本低廉的優(yōu)點并且尤其 能夠非常良好地適配于輻射源的構造。量子探測器9優(yōu)選由有機半導體元件構成，例如由 光電探測器構成。量子探測器至少在輻射源發(fā)射其光的頻譜范圍中是光敏的。
根據本發(fā)明，檢測模塊2和采樣模塊3彼此重疊地設置，其中只有通過該設置才實 現(xiàn)傳導結構與樣品室的接觸。該設置被構造為使得可靠地避免流態(tài)介質的溢流。例如，檢 測模塊2可以薄膜狀構造，其借助于接合方法被設置在采樣模塊3上。
圖2示出了根據本發(fā)明的模塊化吸收測量系統(tǒng)1的剖面。能夠清楚地看到，檢測模 塊2以其第一平坦側面10設置在采樣模塊3的平坦側面11上，其中該設置確保了檢測模 塊2和采樣模塊3的流體密封的連接，尤其地，避免了流態(tài)介質從傳導結構12溢流到外界 環(huán)境中。傳導結構12現(xiàn)在被構造為使得其將經由耦接裝置或應用區(qū)域6發(fā)出的流態(tài)介質 在采樣模塊3中進行進一步傳遞，使得流態(tài)介質在傳遞或接收段13中被傳遞到樣品室14， 或者被從該樣品室接收。在可能的情況下，在樣品室14中還設置反應材料15，其被流態(tài)介 質繞流，由此導致與流態(tài)介質中物質的物理化學反應。在可能的情況下，反應材料15也可 以發(fā)出材料到流態(tài)介質，該物質同樣又與內含物質反應。輻射源8在樣品室14的方向上發(fā) 射光16，其中在可能的情況下在樣品室14中導致光強度的衰減。返回的光17被量子探測 器9采集，并且優(yōu)選被轉換為電輸出信號。電輸出信號被分析裝置分析以使得衰減可以推 斷出流態(tài)介質中內含物質的量。
流態(tài)介質例如在應用段6被傳遞到傳導結構12，流經傳導結構12到樣品室14，流 過樣品室，其中在可能的情況下導致與反應材料15的反應，又離開樣品室，并且經由傳導 結構12被引導到應用段6，其由該應用段例如被引開到收集器中。通過該設置，根據本發(fā) 明的吸收測量系統(tǒng)被構造用于持續(xù)采集吸收值，并因此用于定量測定流態(tài)介質中的內含物 質。
圖3以對于檢測模塊2的第一平坦側面10和對于采樣模塊3的平坦側面11的俯 視圖示出了所公開的模塊化吸收測量系統(tǒng)。傳導結構12包括傳遞或接收段13，通過該段確 保由耦接裝置或應用段6經由傳導結構12將流態(tài)介質傳導到樣品室14中或從樣品室14 中接收。其中，檢測模塊2和采樣模塊3在結構上被構造為使得通過將這兩個模塊彼此重 疊地設置，將檢測系統(tǒng)5正好設置在樣品室14之上。為此，在采樣模塊3上可以設置多個 輔助定位裝置18，其例如是形狀鎖合的導板，并且確保檢測模塊2相對于采樣模塊3的準確 定向。此外，優(yōu)選地，在檢測模塊2的第一平坦側面10上或在采樣模塊的平坦側面11上設 置附著層，使得在將模塊彼此重疊地設置時，由于附著作用而實現(xiàn)很難分開或不可分開的 連接，尤其地，此外還相對于外界環(huán)境實現(xiàn)了傳導結構12和樣品室14的密封。例如，因此 可以相互分開地制造檢測模塊2和采樣模塊3，而且也分開地提供給用戶，其中在可能的情 況下，所設置的附著層被覆蓋以保護膜。只有在實際使用時，保護膜才被揭去并且模塊彼此 重疊地設置，由此構成準備就緒可以使用的吸收測量系統(tǒng)。覆蓋有保護膜具有進一步的優(yōu) 點，即樣品室14中的樣品材料15以及傳導系統(tǒng)12可靠地相對于環(huán)境影響受到保護，使得 不會由于環(huán)境影響而導致樣品材料的影響或歪曲測量的變化。但是，該構造也具有以下優(yōu) 點，即能夠利用通用的檢測模塊2和多個不同的采樣模塊3(尤其是在反應材料15方面是 不同的)構造多個特定的吸收測量系統(tǒng)。
但是，除了上面描述的兩個模塊2、3之間的附著連接之外，還可以想到這樣一種 構造，其中例如輔助定位裝置18被構造為其確保模塊的力鎖合的設置。例如，輔助定位裝 置18可以包括所謂的卡槽連接，這些輔助定位裝置18在將檢測模塊2設置在采樣模塊3 上時自動地嚙合并且將密封地鎖緊該設置。
圖如和4b示出了通過樣品室的光偏轉的可能構造。圖如中，在樣品室14中設 置光偏轉元件19，光偏轉元件19例如可以由小型鏡構成。但是，在一種擴展方案中，也可以 構造樣品室14的壁結構被構造為(例如通過表面處理)使得通過其實現(xiàn)光偏轉。光偏轉 元件19現(xiàn)在具有以下優(yōu)點，即入射光16被偏轉到樣品室方向上、尤其是到樣品室縱向延伸 方向上。在可能的情況下被衰減的光17被另一光偏轉元件19又偏轉到量子探測器9的方 向上。
圖4b示出了樣品室中光偏轉的另一實施方式。其中，在檢測模塊2中分別在輻射 源18和量子探測器9的區(qū)域中構造光導體。在示圖中，光導體20突出到檢測模塊2的第 一平坦側面10之上，尤其地，一 2伸入到樣品室14中。光導體的出射面21例如可以被構 造為使得由于衍射效應而導致光偏轉到樣品室14中。光導體20相對于傳遞或接收段13 的尺寸被選擇為使得對于流態(tài)介質的穿流不會導致橫截面減小。
圖如示出了根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)的另一實施方式，其中多個樣品室14并 排地設置在采樣模塊中。采樣模塊3具有多個分支和傳導結構12，以便由耦接裝置或由應 用段6將流態(tài)介質傳輸?shù)礁鱾€樣品室14或從各個樣品室14移出。該構造具有特別重大的 優(yōu)點，即可以利用一個吸收測量系統(tǒng)同時執(zhí)行多個不同的測試，其中待測試的樣品經由應 用段和傳導系統(tǒng)被傳輸?shù)礁鱾€測試區(qū)或樣品室。該實施方式可以被任意擴展，例如因此吸 收測量系統(tǒng)可以被構造用于可以持續(xù)或同時確定七十個不同樣品值的水分析。
為了確定參考值，并因此為了校準吸收測量系統(tǒng)，例如也可以想到，在傳導結構中 有參考通道，該參考通道被流態(tài)介質穿流，其中但是不發(fā)生與反應材料的反應。穿過的光束 的該基本衰減作為用于其他樣品室中衰減的量度的參考值，由此可以持續(xù)地、并且尤其是 在連續(xù)測量期間確定但是占主導地位的基本衰減的參考值。尤其地，因此可以確定可能暗 自導致結果失真的基本衰減改變。
圖恥現(xiàn)在示出了根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)的另一實施方式，其尤其以模塊化 結構被設計。其中，傳導結構12被構造為使得到傳導結構12的分配管線25的入口 22被 設置在采樣模塊3的側面23上。其中，樣品室14以及檢測系統(tǒng)5的設置對應于前述實施 方式中的設置。這樣構造的測量模塊M現(xiàn)在可以幾乎任意頻率地并排設置，其中入口或端 子22被構造為使得通過設置另一測量模塊M而構成密封的連接。在可能的情況下，端子 也可以被構造為使得傳導結構12向外密封地封閉，并且只有通過設置另一測量模塊才產 生連接。同樣可以想到，在側面23上涂敷粘合劑，該粘合劑例如由保護膜覆蓋。在設置另 一測量模塊時，保護膜被揭去，到傳導結構12的入口或端子22被釋放，并且測量模塊借助 于附著連接相互連接。為了供應或運出流態(tài)介質，例如可以在任意位置設置供應模塊，其使 得能夠將流態(tài)介質傳遞到傳遞結構或從傳遞結構接收流態(tài)介質。
圖5c示出了根據本發(fā)明的吸收測量系統(tǒng)1的另一可能實施方式，其中檢測模塊2 被薄膜狀地構造，并且被設置在采樣模塊3上或與采樣模塊3連接。在采樣模塊3中存在 多個樣品室14，這些樣品室經由傳導結構12與耦接裝置或應用段6連接。在可能的情況下，在樣品室14中可以還存在反應材料。在可能的情況下，可以在采樣模塊3的平坦側面 11上設置保護膜，該保護膜相對于環(huán)境影響封閉樣品室14、傳導結構12以及應用段6，并且 因此直到約定的應用之前，在純凈和保護環(huán)境方面的制造條件被維持。
根據本發(fā)明，檢測系統(tǒng)5包括構造為電致發(fā)光元件的電磁輻射源。根據一優(yōu)選擴 展方式，量子探測器被構造為半導體元件，其中構造為有機半導體元件是優(yōu)選的，使得可以 以特別有利的方式實現(xiàn)在載體位置上的印刷。尤其地，有機半導體元件以及有機電致發(fā)光 元件具有特別的優(yōu)勢，即它們是柔韌的，特別地，它們是能彈性復位地變形的。因此，檢測系 統(tǒng)5可以借助于已知的印刷方法(例如噴墨打印、絲網印刷、凸模印刷)被印在柔韌的平 坦載體位置上，例如薄膜材料26上，其中本領域技術人員還已知其他可能的印刷方法。薄 膜就其機械特性方面被構造為使得其具有足夠的強度，以便能夠可靠地支承檢測系統(tǒng)5，并 且還在預定的應用、尤其是在與流體介質接觸時提供足夠的機械強度以及足夠的化學穩(wěn)定 性。采樣模塊因此可以被構造為所謂的卷條(Meterware)，其中在第二平坦側面4上連續(xù) 地或相互間隔地設置檢測系統(tǒng)。因為薄膜材料沈和檢測系統(tǒng)5被構造為是柔韌的，所以薄 膜可以卷繞，并且作為卷軸(RollenWare)27傳播以使用。優(yōu)選地，附著層涂敷在第一平坦 側面10上，并且被保護膜覆蓋。在將檢測模塊2設置在采樣模塊3上之前，采樣模塊的所 需要的段被確定并且從卷軸27分離，尤其是通過剪切。通過從檢測模塊2的第一平坦側面 10和采樣模塊3的平坦側面11移除保護膜，這兩個模塊可以彼此重疊地被設置，其中通過 在可能的情況下存在的輔助定位裝置確保將檢測系統(tǒng)5準確地對準在樣品室14上。尤其 地，通過該設置，將傳導結構12及樣品室14相對于外部環(huán)境密封，并且因此生成封閉的系 統(tǒng)。
該實施方式因此具有特別的優(yōu)點，即尤其是非批量生產地作為卷軸27存在的普 通制造的檢測模塊2能用于多種不同構造的采樣模塊3。將檢測模塊2構造為印有檢測系 統(tǒng)5的薄膜具有進一步的特別優(yōu)點，即其可以成本特別低廉合理地制造，并且可以尤其是 相對于現(xiàn)有裝置而言在制造和清除時對于環(huán)境污染而言帶來明顯更小的問題。而且對于用 戶在現(xiàn)場的操縱而言，該實施方式具有以下優(yōu)點，即可以為每個應用目的生成最佳適配的 吸收測量系統(tǒng)1，而不必一起帶來多個不同批量生產的測量系統(tǒng)。在采樣模塊3處設置檢測 模塊2之后，各個檢測系統(tǒng)經由同樣優(yōu)選被印制的連接裝置與分析裝置連接。
將檢測模塊2構造為卷軸27顯然也可以應用于前述所有實施方式。而且，如前面 已經描述的那樣，檢測模塊2與采樣模塊3的設置或連接也可以通過非附著方法的其他方 法實現(xiàn)，例如可以想到已經提到的接合方法。對詞，也可以包括本領域技術人員已知的所有 用于連接薄膜材料和基體的方法。
這些實施例示出了模塊化吸收測量系統(tǒng)的可能實施方案，其中在此要指出，本發(fā) 明不限于具體說明的實施方案本身，而是也可以是各個實施方案的各種組合，并且這些變 體可能方案由于本發(fā)明具體技術處理的教導而是本技術領域技術人員能夠實現(xiàn)的。本發(fā)明 的保護范圍還包括通過組合所示和所述實施方案的各個細節(jié)而可能得到的所有能想到的 實施方案。
在圖4和5中示出了模塊化吸收測量系統(tǒng)的另一、在可能的情況下獨立的實施方 式，其中又為相同部件使用與圖1至3中相同的附圖標記或部件符號。為了避免不必要的 重復，參考前面對圖1至3的詳細描述。11
根據整潔，最后要指出，為了更好地理解模塊化吸收測量系統(tǒng)的結構，其部件部分 部分地未按比例和/或放大和/或縮小地被示出。
獨立的具有創(chuàng)造性的方案所基于的技術問題可以從描述中得知。
總之，圖1到5中所示出的各個實施方式可以構成獨立的根據本發(fā)明的方案的主 題。根據本發(fā)明與此相關的任務和方案能從該附圖的詳細描述中得到。
附圖標記
1吸收測量系統(tǒng)
2檢測模塊
3采樣模塊
4第二平坦側面
5檢測系統(tǒng)
6耦接裝置，應用段
7觸點，接頭
8電磁輻射源
9量子探測器
10第一平坦側面
11平坦側面
12傳導結構
13傳遞或接收段
14樣品室
15反應材料
16入射光
17返回光
18輔助定位裝置
19光偏轉元件
20光導體
21出射面
22入口，接頭
23側面
24測量模塊
25分配管線
26薄膜
27卷
權利要求
1.一種用于流體介質的模塊化吸收測量系統(tǒng)(1)，包括檢測模塊(2)和采樣模塊(3)， 其中所述檢測模塊(2)包括檢測系統(tǒng)(5)，所述檢測系統(tǒng)(5)包括電磁輻射源(8)與量子 探測器(9)，所述采樣模塊(3)包括樣品室(14)，所述輻射源(8)被構造為在所述樣品室 (14)的方向上發(fā)射光，所述量子探測器(9)被構造為接收來自所述樣品室(14)的光，其特 征在于，所述電磁輻射源(8)被構造為電致發(fā)光元件，并且所述檢測模塊(2)和所述采樣模 塊(3)被構造為彼此重疊地設置。
2.根據權利要求1所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣模塊(3)包括用 于流體介質的傳導結構(12)。
3.根據權利要求1或2所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述傳導結構(12) 由所述采樣模塊(3)的平坦側面(11)中盡可能槽狀的凹溝構成。
4.根據權利要求1至3之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述樣品室 (14)被構造為所述采樣模塊(3)的平坦側面(11)中的凹陷。
5.根據權利要求1至4之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，在所述樣品室 (14)中設置反應材料(15)。
6.根據權利要求5所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述反應材料(15)被凍 干地構造。
7.根據權利要求5或6所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述反應材料(15) 被構造用于與所述流態(tài)介質的內含物質進行物理/化學的相互作用。
8.根據權利要求1至7之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，在所述樣品室 (14)中設置光偏轉裝置(19)。
9.根據權利要求1至8之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測模塊(2)的第一平坦側面(10)和/或所述采樣模塊(3)的平坦側面(11)具有附著層。
10.根據權利要求1至9之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣模塊(3)和所述檢測模塊(2)密封地彼此重疊地設置。
11.根據權利要求1至10之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述量子探測 器(9)被構造為半導體元件。
12.根據權利要求11所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述半導體元件被構 造為有機半導體元件。
13.根據權利要求1至12之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述輻射源 (8)和/或所述量子探測器(9)被印在所述檢測模塊(2)的第二平坦側面⑷上。
14.根據權利要求1至13之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述輻射源 (8)可控地被構造用于在至少兩個頻譜范圍內發(fā)射電磁輻射。
15.根據權利要求1至14之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測模塊 (2)被構造為至少在部分段上是透明的。
16.根據權利要求1至15之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述傳導結構 包括主通道、傳導分支、傳輸通道、應用段所構成的組中至少之一。
17.根據權利要求1至16之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述傳導結構 (12)包括耦接裝置(6)。
18.根據權利要求1至17之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測模塊(3)包括光偏轉裝置(20)。
19.根據權利要求1至18之一所述的模塊化吸收測量系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣模塊 (3)和/或所述檢測模塊( 具有力鎖合和/或形狀鎖合的接收裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及流體介質的模塊化吸收測量系統(tǒng)(1)，包括檢測模塊(2)和包括樣品室(14)的采樣模塊(3)。檢測模塊(2)包括檢測系統(tǒng)(5)，檢測系統(tǒng)(5)包括電磁輻射源(8)與量子探測器(9)。輻射源(8)被構造為在樣品室的方向上發(fā)射光，量子探測器(9)被構造為接收來自樣品室(14)的光。電磁輻射源(8)被構造為電致發(fā)光元件，檢測模塊(2)和采樣模塊(3)被構造為彼此重疊地設置。
文檔編號G01N21/78GK102037345SQ200980118808
公開日2011年4月27日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權日2008年4月4日
發(fā)明者M·索納雷特內爾 申請人:納米識別技術股份公司