用於探測氣體成分的螢光傳感器的製作方法

2023-12-12 02:35:07

專利名稱：用於探測氣體成分的螢光傳感器的製作方法
用於探測氣體成分的焚光傳感器
本發明涉及一種用於探測氣體成分的螢光傳感器，它具有承載基底 和設置在該承載基底上的螢光層，所述螢光層基本上由氣體可滲透的且 在其中填充有螢光染料的聚合物基體構成。
上述類型的已公開的螢光傳感器是如此設計的，即它們優選對在包
含有氧或者N02化合物或者它們的混合物的待探測環境中的目標氣體 有反應。通過這一措施例如也可探測到炸藥。通常由一種離螢光傳感器 合適距離設置的測量裝置檢測到傳感器的螢光，並且以電或電子方式在 合適的信號發送器中轉換成期望的信號。
只要由螢光傳感器所產生的信號要在不同時間或者與探測地點不 同地繼續傳輸，則就應該設置相應的存儲介質，至少為信號設置相應的 輸送裝置，通常這和構造費用聯繫在一起。
本發明的任務是提供一種螢光傳感器，其由探測氣體成分所產生的 螢光能保持期望的時間段，這樣讀取測量裝置就不必直接設置在待探煩'J 的氣體成分所在的地點上，而是在移動到另一地點或者在期望的時間段 之後，這個螢光傳感器可將已探測到的氣體成分傳輸到在那時存在的或 者在那裡存在的讀取測量裝置中。
根據本發明所提出的任務是通過下述措施完成的，即在按照權利要 求1的前序部分所述的螢光傳感器中，在螢光層上設有由氣體可滲透的 陶瓷和/或聚合物構成的擴散層。這個擴散層是如此適配的，使得它引起
:環境的待測量氣體如此程度地，也就是比較慢地傳播到螢光層中， 並且以相同的方式比較慢地從那裡擴散開。也就是說在一定時間內氣體 成分直接保留在螢光層上，這樣，那些相應發出的螢光以時間上的延遲 顯示出外界的氣體成分。以這種方式能夠將螢光傳感器從待探測的外界 中取出，並且用合適的讀取光學設備獲得被探測環境的氣體成分。這種 時間的延遲有很大的好處，即它使得用戶能夠用手持測量設備測量符合 保存狀態的螢光或者確定氣體濃度。
可按照擴散層的所選擇的參數來校準螢光應被儲存的時間段。擴散 層例如是如此設計的，使得氣體能進行多個小時的儲存。射頻識別)標籤上，或者按照這種RFID標籤的形式設在物體或者包裝
或者運輸結構上。在這種情況中，擴散層的參數可毫無困難地如此設計， 使得氣體可直接在螢光層上存儲多個小時。
例如螢光傳感器集成在一個或者多個RFID標籤上。用外設的讀取 光學設備例如以幾個釐米距離讀出RFID標籤。
在根據本發明的螢光傳感器的優選的實施方式中，擴散層的厚度在 幾個Mm到幾百jum之間，其中，根據氣體擴散的期望的時間延遲來選 擇擴散層的厚度。
在本發明的另一改進方案中，特別優選應根據氧和/或N02化合物 或者它們的混合物來調節擴散層的滲透性，這點探測炸藥化合物時對於 實際的應用可能有特別的優點。
在本發明的另一改進方案中建議，對於擴散層設置三元氧化物作為 陶梵以及SU-8作為聚合物。
最後本發明的另 一改進方案中，將多個不同反應的螢光層並排設 置，並且被擴散層遮蓋住。按照這種方式可用一個且同一個螢光傳感器 以期望的時間延遲按照最不同的氣體組分探測出氣體成分。
最後在本發明的另一改進方案中將聚合物用作承載基底，其中，卡 普頓(Kapton (聚醯亞胺薄膜))、聚氨酯或者聚乙烯特別適合。但是 也可使用陶瓷和矽基底。
在附圖
中簡圖地示出了根據本發明的螢光傳感器的實施例。在基本 呈方形的板或者條狀或者帶狀形狀的承載基底1上設置有螢光層10。這 個螢光層基本上由在其中裝填有螢光染料3的氣體可滲透的聚合物基體 2構成。直接在螢光層IO上設置有其厚度為d的氣體可滲透的擴散層4， 這樣從外界5作用到螢光層10的氣體直到經過距離d穿過擴散層4擴 散後才延遲地到達這個螢光層10。在焚光層10區域中的氣體氛圍在比 較長的時間內得以保留，這是因為通過擴散層4返回到外界5的向外擴 散也是延遲地發生的。在此意義上，這個擴散層4根據它的作用也可叫 作保留層或者存儲層。
權利要求
1. 用於探測氣體成分的螢光傳感器，具有承載基底(1)和設置在該承載基底上的螢光層(10)，所述螢光層基本上由氣體可滲透的在其中裝填有螢光染料(3)的聚合物基體(2)構成，其特徵在於，在螢光層(10)上設有由氣體可滲透的陶瓷和/或聚合物構成的擴散層(4)，所述擴散層是如此適配的，使得它引起從待探測的外界(5)到螢光層(10)的氣體擴散的時間延遲並且反之亦然。
2. 按照權利要求1所述的螢光傳感器，其特徵在於，擴散層(4) 的厚度(d)在幾jum到幾百pm之間。
3. 按照權利要求2所述的螢光傳感器，其特徵在於，根據期望的氣 體擴散的時間延遲來選擇擴散層(4)的厚度。
4. 按照權利要求1至3所述的螢光傳感器，其特徵在於，優選根據 氧和/或N02化合物或者它們的混合物來調節擴散層(4)的滲透性。
5. 按照權利要求1至4所述的螢光傳感器，其特徵在於，對於擴散 層(4)設置三元氧化物作為陶瓷以及SU-8作為聚合物。
6. 按照權利要求1至5所述的螢光傳感器，其特徵在於，多個不同 反應的螢光層(10)並排設置，並且被擴散層(4)遮蓋住。
7. 按照權利要求1至6所述的螢光傳感器，其特徵在於，將聚合物用作承載基底(1 )。
8. 按照權利要求7所述的螢光傳感器，其特徵在於，選擇卡普頓、 PUR或PET用於承載基底(1 )。
9. 按照權利要求1至6所述的螢光傳感器，其特徵在於，承載基底 (1 )由矽和/或陶瓷製成。
全文摘要
用於探測氣體成分的螢光傳感器，具有承載基底(1)和設置在該承載基底上的螢光層(10)，所述螢光層基本上由氣體可滲透的在其中裝填有螢光染料(3)的聚合物基體(2)構成，其中，在螢光層(10)上設有由氣體可滲透的陶瓷和/或聚合物構成的擴散層(4)，所述擴散層是如此適配的，使得它引起從待探測的外界(5)到螢光層(10)的氣體擴散的時間延遲並且反之亦然。
文檔編號G01N21/64GK101454657SQ200780019965
公開日2009年6月10日 申請日期2007年5月8日 優先權日2006年5月30日
發明者I·塞漢, T·貝克 申請人:伊德斯德國股份有限公司