专利名称：耐用化学电阻传感器的制作方法
技术领域：
本发明总地来说涉及化学电阻传感器，具体涉及一种带有可以检测目标分析物的传感器膜的化学电阻传感器探针。
背景技术：
对特定目标分析物或化合物进行检测，比如检测分析物的浓度是否超过自燃极限，对于许多应用来说都是非常重要的。本领域技术人员公知，传感器对分析物进行检测过程中所遵循的机理可能不同。大多数传感器都会使用一种当环境中存在有特定被测物质时就会发生物理变化的敏感元件。因此，一个传感器一般都包括一个探针，该探针包含有敏感元件和一个探针体外壳(包括用于传送输出信号的接线端)。该接线端一般与一个同样是该传感器组成部分的处理器相连，该处理器可以分析从传感器探针接收的输出信号。该处理器连接到一个用户接口，该用户接口一般包含一个可以在某种分析组分超过特定浓度值时向用户传达某种信息的指示装置。
许多传感器使用传感器膜作为敏感元件。多数传感器膜当存在分析物时会发生膨胀，也就是体积增加。该领域现有的许多传感器都是通过传感器膜的物理变化来判断分析物的浓度。光学传感器就是其中的一种，例如光纤光学传感器，通过观测穿过位于传感器膜外层的光学纤维折射的光束以及传感器膜的物理变化(如折射系数或颜色的变化)判断分析物浓度。当分析物被吸附时，折射系数就会发生变化，而折射系数的变化会改变传感器膜外层的物理性质(包括体积的变化)。其他传感器如声波传感器(SAWS)，用超声波穿过传感器膜并通过检测传感器膜发生的性质变化(主要是质量变化)判断分析物浓度。
另一种传感器膜是电导传感器，如聚合物吸附化学电阻传感器。聚合物吸附化学电阻包含有一个用于暴露在包含目标分析物(化合物)的外界环境的聚合物膜。将电流加到聚合物膜两侧，当聚合物吸附目标分析物后，膜的体积会发生变化并产生电阻上的变化。此外，聚合物膜上分散的导电微粒可以提高聚合物电阻变化对体积变化的敏感度。
虽然传统的化学电阻传感器足以满足使用要求，但还可以进一步加以改进。特别地，存在被测物时传感器膜的膨胀和收缩会降低传感器膜和接线端的连接的机械紧密度，使得传感器膜逐渐与接线端分离。随着传感器膜与接线端分离，传感器膜和接线端连接的导电性能也会降低，这将影响到传感器的使用性能，因为这将减弱处理器通过接线端分析传感器膜的电阻变化的能力。因此，有必要对化学电阻传感器进行改进，增强接线端和传感器膜之间的机械和化学联系，从而提高传感器的耐用性和传感器对目标分析物的响应性。
传统的化学电阻器还存在一个缺点，即无法控制传感器膜的厚度，而传感器膜的厚度关系到传感器检测目标分析物的能力。特别地，使用传感器膜过厚的传感器效果不佳，因为厚传感器膜需要更长的时间吸附目标分析物，从而使得通过观测传感器膜膨胀、电阻变化来确定目标分析物存在所需的时间延长。但是，使用过薄的传感器膜也不好，因为过薄的传感器膜不耐用，难以加工而且不稳定。因此，有必要提供一种传感器膜厚度适当的化学电阻传感器探针。
另外，灰层和湿气在表层的积累可能会污染传统传感器探针的接线端，使传感器发出错误的信号。表层湿气会使传感器探针产生旁路电阻，影响传感器的性能。如果旁路电阻越小，则和传感器探针并联的总电阻受旁路电阻的影响越大，使得只有更少的电流通过传感器探针。因此，需要一种传感器探针对旁路电阻不敏感的化学电阻传感器。

发明内容
本发明的目的在于提供一种改进后的化学电阻传感器探针，该传感器探针带有第一控制表面和第二控制表面，使得传感器能够控制传感器膜的厚度。第一控制表面的凹进处就是第二控制表面。传感器膜位于第二控制表面上而且不延伸出第一控制表面。传感器膜的厚度相当于第一控制表面凹进到第二控制表面的距离，因此通过改变第二控制表面凹进到第一控制表面的距离就可以控制传感器膜的厚度。
本发明的传感器探针比传统探针更加耐用。本发明的传感器探针提高了传感器膜和与传感器膜电接触的接线端的机械结合和化学结合。在传感器膜和接线端安置网孔电极可以提高机械结合，而在传感器膜与接线端之间加入适当的化学粘合剂可以提高化学结合。电极和/或化学粘合剂有利于增强传感器膜和接线端的电连接，从而提高传感器探针对目标分析物的灵敏度。
本发明在其他方面的应用会在下面的描述中详细地进行介绍。文中的详细描述和一些特别的案例是为了更好地说明本发明，并不代表本发明的全部适用范围。


下面结合具体说明和附图对本发明进行详细描述，其中图1为本发明一个较佳实施例中化学电阻传感器操作过程框图；图2为图1中所示的化学电阻传感器探针在第一较佳实施例中的透视图；图3为图2中沿3-3线的传感器探针的横截面示意图；图4为图3中传感器探针感应区的放大图；图5为图1中化学电阻传感器根据本发明第二较佳实施例设计的结构透视图；图6为图5中沿6-6线的传感器探针的横截面示意图；图7为图6中传感器探针感应区的放大图；图8为根据一个实施例用于本发明的化学电阻器电路的传感器电路。
具体实施例方式
下述对较佳实施例的描述仅仅是展示作用，并不用于限制本发明、其应用或用途。
图1的10展示了一个化学电阻传感器示例的主要部件。传感器10主要包括化学电阻器传感器探针12、控制单元14和用户接口16。按测器探针12与外界环境17相互作用，以探测分析物或目标化学成分18的存在。传感器探针12在外部环境17中连续探测分析物18并输出一个原始输出信号19a。原始输出信号19a又通过控制单元14进行处理，在分析从传感器探针12输出的原始输出信号19a后，控制单元14将计算后的输出信号19b传送给用户接口16。用户接口16给外部用户提供有关传感器10的信息，信息可能只是一个简单的警报，也可能是一个复杂的计算屏幕。
图2提供了根据第一较佳实施例的传感器探针12的详细示意图。传感器探针12总体上包括探针体20、电导传感器膜22(图3和图4)、从探针体20延伸出的一对接线端24以及一个防护帽26。
探针体20包括第一直径部分28和第二直径部分30，第一直径部分28的直径小于第二直径部分30的直径。第一直径部分28包括感应区32。感应区32由第一控制表面36内的两个缝隙34组成。在缝隙34之间是第二控制表面38。第二控制表面38跨越感应区32，处于第一控制表面36的略微凹进处。
接线端24嵌入探针体20，从缝隙34开始延伸并穿过第一直径部分28和第二直径部分30。接线端24从传感器外壳20的第二直径部分30的下侧40伸出。接线端24用导电材料制成，最好是金属。
如图3所示，每个接线端24包括与第一控制表面36平行而且大致与缝隙34的一个的宽度相同的第一水平部分42。第一垂直部分44从第一水平部分42延伸。第一垂直部分44穿过第一直径部分28，进入第二直径部分30，并在此处过渡到第二水平部分46。
在第一垂直部分44与第二水平部分46的过渡点，接线端24各有一个开口48。开口48在加工时接收一个定位杆(未在图中显示)，使得在探针体20内的接线端24可以准确排列。铸模阶段使用定位杆会在探针体20的下侧40内形成一个孔50。探针体20的加工过程在下面会进行详细的描述。
从第二水平部分46延伸出第二垂直部分52。第二垂直部分52从第二直径部分30的下侧40伸出。第二垂直部分52从探针体20延伸出一段适当的距离，以允许与控制单元14联系的相应出口(未在图中显示)能接收接线端24。
从图4中可以清楚看到，传感器膜22可以以任何合适的方式，如溶液沉淀，结合或紧固到感应区32，使得传感器膜22充满缝隙34并跨越第二控制表面38。传感器膜22充满缝隙34，从而通过与接线端24的直接或间接物理接触与两个接线端24电接触。传感器膜22有多个分布在膜22上的导电微粒54组成。传感器膜22最好是交叉相连的聚合物，但也可以是能够吸附一种或多种不同分析物18，如液体、蒸汽或气体的任何一种传感器膜。
感应区32可以控制传感器膜22的厚度。在感应区最薄处，传感器膜22厚度只相当于第一控制表面36和第二控制表面38之间的距离，在图4中用距离A表示。传感器膜22的厚度可以通过控制第一控制表面36和第二控制表面38之间的距离(距离A)加以控制。距离A可以是任何适当的距离，但最好在1英寸的千分之二到千分之三之间。为控制传感器膜22的有效厚度，很重要的一点是控制距离A的厚度，因为整个传感器膜22的有效厚度主要依赖于传感器膜22最薄处的厚度，即距离A。
防护帽26可以是任何能够插入并覆盖探针体20的第一直径部分28的合适的盖，用以避免感应区32受外部材料或物体的损害。另外，防护帽26必须允许分析物18通过防护帽26并被传感器膜22所吸附。为了允许目标分析物18通过防护帽26，防护帽最好带有一个或多个细孔，或透穿孔56。防护帽26用各种适宜的方式紧固到探针体20，但最好用合适的粘合剂紧固。
通过增进传感器膜22和接线端24的机械结合可以提高探针12的耐用性。机械结合最好通过在传感器膜22和接线端24之间插入多孔或网孔电极58实现。电极58可以用各种适合的导电材料制成，但最好是金属。如图4所示，电极58包括上表面60和下表面62。上表面60包括一个多孔或网孔表面64。下表面62与接线端24电接触和机械接触，并可以通过任何方式与接线端24紧固在一起，如溶合。
上表面60与传感器膜22电接触和机械接触。多孔或网孔表面64为上表面60提供了大片多孔或网孔表层区域，传感器膜22从多孔区域渗入并与上表面60相连，从而在上表面60和传感器膜22之间形成电接触和机械接触。而且，通过增加上表面60和传感器膜22之间相连的部分，多孔或网孔表面64增强了上表面60和传感器膜22之间的结合的数量。通过在响应被传感器膜22吸附的目标分析物18而使传感器膜22延伸或接触时防止传感器膜22和接线端24分离，使用电极58可以延长传感器探针12的使用寿命。
在接线端24和传感器膜22之间使用化学粘合剂也可以提高传感器膜22和接线端24之间的机械结合和电结合，因此可以提高传感器探针12的耐用性，并使得接线端24能够更快更精确地检测传感器膜22的电阻变化。化学粘合剂可以是任何能够连接传感器膜22与接线端24并允许电荷在传感器膜22和接线端24之间通过的适当的粘合剂。合适的化学粘合剂包括单烷氧基钛酸盐粘合剂，如异丙基三硬脂酸钛酸盐，异丙基三(二辛基)磷酸盐，异丙基(4-氨基)苯磺酰二(十二烷基)苯磺酰钛酸盐；螯合钛酸盐耦合剂，如二(二辛基)焦磷酸氧合乙烯基钛酸盐，二甲基丙稀基氧合乙烯基，以及二(二辛基)焦磷酸乙烯基钛酸盐；季钛酸盐和锆酸盐耦合剂，如二(二辛基)焦磷酸盐氧合乙烯基钛酸盐的2-n，N-二甲基-氨基异丁醇加和物；配位钛酸盐以及锆酸盐耦合剂，如四异丙基二(二辛基)亚磷酸钛酸盐，四(2，2二烷氧基甲基)丁基，以及二(二十三烷基)亚磷酸；新烷氧基钛酸盐耦合剂，如新戊基(二烯丙基)氧代和三(二辛基)焦磷酸钛酸盐；杂环新烷氧基钛酸盐混合物，如环(二辛基)焦磷酸二辛基钛酸盐；新烷氧基(二烯丙基)氧代，三(二辛基)焦磷酸钛酸盐；铝酸盐耦合剂，如二异丁基(油酰)乙酰基铝酸盐和二异丁基(油酰)乙酰乙酸铝酸盐；以及硅烷耦合剂，如烯丙基三乙氧基硅烷和二甲基乙氧基硅烷。
图5至图7的100展示了探针12的可替代较佳实施例。与探针12相似，探针100包括探针体102、传感器膜104(图6和图7)、一对接线端106(图5和图6)以及一个防护帽108(图5)。探针100在下面会有更详细的描述。
如图5和图6所示，探针体102包括颈部110和底部112。颈部110包括感应区113，而感应区113又包含第一控制表面114。第一控制表面向内的凹处是第二控制表面116。第二控制表面116包括了接线端106从其延伸的两个缝隙118。
接线端106从缝隙118开始延伸，并穿过颈部110和底部112，在底部112的内凹处120(图6)终止。内凹处120的形状需要便于连接控制单元14的相应出口(未在图中显示)，出口连接了接线端106在内凹处120以内延伸部分。传感器膜104位于第二控制表面116上，这样传感器膜104跨越了缝隙118，与接线端106形成电接触，使得接线端106可以检测探测膜104的多个导电微粒122之间的电阻变化。
第一控制表面114和第二控制表面116提供了控制传感器膜104的厚度的方式。特别地，原有的传感器膜104超越了第二控制表面116，延伸到第一控制表面114。现在，本发明舍弃了延伸出来的传感器膜104的部分使得传感器膜104不超过第一控制表面114。因此，传感器膜104的厚度相当于第一控制表面114内凹进的第二控制表面116的距离，在图7中用距离B表示。距离B可以是任何适当的距离，但最好是1英寸的千分之二到千分之三。
防护帽108可以是任何能嵌入并覆盖颈部110的各种适当的盖，用以保护第一控制表面114和感应膜22不受外部材料和物体的损害。与防护帽26相似，防护帽108包括了一个或多个孔，或透穿孔124。防护帽108可以以任何适当的方式紧固到传感器探针体102，但最好是用合适的粘合剂。
可以通过增强传感器膜104和接线端106之间的机械结合来提高探针100的耐用性。机械结合最好通过在传感器膜104和接线端106之间植入多孔或网孔电极，如电极58(图4)来实现。传感器膜104渗入电极的多孔或网孔表层为电极和传感器膜104之间提供了大量机械结合。通过在响应被传感器膜104吸附的目标分析物18而使传感器膜104延伸或接触时防止传感器膜104和接线端106分离，使用电极58可以延长传感器探针100的使用寿命。
除了通过在接线端106和传感器膜104之间植入电极为二者提供机械结合外，也可以通过在接线端106和传感器膜104之间嵌入化学粘结剂提高探针100的耐用性。化学结合可以是任何能够连接传感器膜104和接线端106并且允许电荷通过的化学连接物。化学连接物包括上面讨论传感器探针12时提到的化合物。
现在来详细讨论探针体20的加工过程。因为探针体20的加工过程与探针体102的加工过程非常相似，下面的描述同样适用于探针体102。探针体20最好使用各种合适的塑胶铸模技术，如嵌入式铸模来进行制造。铸模过程中可以使用任何合适的铸模化合物，如30％的GE塑料生产的VALOX420品牌的玻璃钢筋聚丁烯对苯二酸盐。铸模合成物需要进行干燥并放入造好的模型中以制造出外形和大小符合要求的探针体20。用于加工探针体20的模型的第一控制表面36略微凹进第二控制表面38。通过改变模型的直径，可以控制第一控制表面36凹进第二控制表面38的距离。如前面所描述的那样，第一控制表面36凹进第二控制表面38的距离(图3的距离A)相当于传感器膜最薄处的厚度。因此，通过改变模型可以生产出第一控制表面36凹进第二控制表面距离38不同距离的传感器探针，这样即能控制传感器膜的厚度。
在铸模合成物放入模型之前，将接线端24置入模型，这样当铸模化合物放入模型并凝固时，接线端24就可以嵌入探针体20，并在该地模制。为了保证接线端24在探针体20中的位置准确，模型中的接线端24都装上定位杆(未在图上显示)，定线杆与接线端24的开口48相连。由于当探针体20在接线端24周围铸造时，接线端24已安装定线杆，因此在探针体20的下侧40处会形成孔50。在有选择性地使用的机械与化学连接物连接传感器膜22和接线端24之前，需要清洗接线端24以提高其性能。
探针体20在接线端24周围铸成后，感应区32就在铸造过程中形成了。可选择机械连接物，如多孔或网孔电极58，放入接线端24的第二垂直部分52上的两个缝隙34。多孔或网孔电极58可以用任何合适的方式与接线端24连接，如通过熔合或焊接。根据缝隙34的深度和电极58的厚度情况，可能需要压缩电极58使得电极58不延伸出第一控制表面36或第二控制表面38。
传感器膜22和接线端24之间也可以加入化学结合。可以同时选择化学结合与机械结合，或者用化学结合代替机械结合。化学结合通过在传感器膜22和接线端24之间放入化学粘合物实现。化学粘合物可以是任何能够连接传感器膜22和接线端24的粘合物，如前面所提到的一系列化合物。
在有选择地在接线端24放入机械或化学连接物后，可以在第一控制表面36和第二控制表面38之上形成液状或糊状传感器膜22。传感器22要充满缝隙34，跨越第二控制表面38，并延伸出第一控制表面36。接着，去掉多余的传感器膜22，这样传感器膜22不会伸出第一控制表面36。去掉多余部分时，可以用任何可行的方式，如在第一控制表面36用剃刀刀刃去掉多余部分。
制作传感器膜22之后，可以在第一直径部分28安置防护帽26，而且可以用任何合适的方法连接防护帽26和探针体20。在传感器膜22在第一控制表面36和第二控制表面38制作完成后，将传感器膜22放入干燥炉加热。干燥炉加热过程最好维持120度温度并加热3个小时。
下面介绍传感器探针12的操作过程。探针100的操作与探针12非常相似，因此以下的描述也适用于探针100的操作。传感器探针12在外部环境17接触到一个或一个以上目标分析物18时，传感器膜22吸附分析物18，使传感器膜22开始膨胀。通过电极58提供的机械结合与/或通过在传感器膜22和接线端24之间的化学结合可以防止传感器膜22和接线端24之间随着传感器膜不断膨胀和收缩而逐渐分离，因此有助于维持和提高传感器膜22和接线端24之间的电接触，使传感器探针12更持久耐用。
传感器膜22膨胀时，导电微粒54之间的距离也随之扩大，因此提高了控制单元14通过接线端106和原始输出信号19a测量的传感器膜22的电阻。如果检测到接线端24之间的电阻上升，控制单元14将计算后的输出19b传递到用户接口16，通知用户接口16发出警报通知用户探针12已探测到目标分析物18。用户接口16可以是各种能够给用户提供警报的合适的接口。接口16可以一个简单的警报，也可以是一个复杂的可以提供听觉和视觉警报的计算机。
图8描述了典型的用于传感器10的传感器电路120。电路120包括了一个AC电压电源Vt，、一个电阻器Rfvs、一个旁路电阻器Rc和一个与Rfvs串联的二极管D1。电阻器Rfvs代表与旁路电阻Rc并联的传感器探针12的电阻。旁路电阻Rc代表表层灰层和湿气的累积对探针12的污染。如大家熟知的，AC电压电源Vt包括了正弦循环的正侧和负侧。
操作时，AC电源发出电流It，旁路电阻Rc和电阻Rfvs都接收到电流It。流经旁路电阻Rc的电流It，电流Ifvs流经串联的二极管D1与电阻Rfvs。因此，电路120的总电流等于电流Ic和电流Ifvs的总和。经过二极管D1和电阻Rfvs的电流Ifvs是正弦循环的正侧，二极管D1阻止了AC电流的负侧流经电阻Rfvs。经过旁路电阻Rc的电流Ic包括了正弦循环的正侧和负侧。因此，正弦循环的正侧的总电流量为Ic+Ifvs。负侧的总电流量为Ic。因此，电流It＝Ic+(Ic+Ifvs)。由于有两个方程同时存在两个未知量，可以运用数学公式计算出电阻Rfvs和旁路电阻Rc的电流量。值得一提的是电阻Rfvs和旁路电阻Rc的电流量可以通过控制单元14或众所周知的测量工具，如多用仪，进行测量。
电路120有效地考虑了可能污染传感器探针12的接线端24并降低传感器10的灵敏度的表面湿气的影响。因此，改进后的化学电阻传感器10利用电路120提供传感器探针12的准确电阻数值。
本发明的描述仅仅用于展示目的，因此其变化并不背离本发明的要点，并且被认为是在本发明的范围之内。这样的变化并不被认为背离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用于检测一种或多种分析物的存在的化学电阻传感器探针，包括探针体；位于所述探针体外部的第一控制表面；位于所述第一控制表面凹处的第二控制表面；一对接线端；和位于所述第二控制表面上的传感器膜，所述传感器膜的厚度等于所述第二控制表面和所述第一控制表面之间的距离，所述传感器膜与所述一对接线端电接触。
2.根据权利要求1所述的化学电阻传感器探针，进一步包含至少两个位于第一控制表面内的缝隙，所述第二控制表面位于两个缝隙之间。
3.根据权利要求1所述的化学电阻传感器探针，进一步包括接线端和传感器膜之间的机械结合。
4.根据权利要求3所述的化学电阻传感器探针，其中每个接线端分别包括一个与传感器膜电接触的导电板，导电板提供了传感器膜和接线端之间的机械结合。
5.根据权利要求3所述的化学电阻传感器探针，其中每个接线端进一步包含与传感器膜电接触的导电网状板，所述导电网状板提供了传感器膜和接线端之间的机械结合。
6.根据权利要求1所述的化学电阻传感器探针，进一步包括接线端和传感器膜之间的化学结合。
7.根据权利要求1所述的化学电阻传感器探针，在各接线端内进一步包括至少一个缝隙，所述缝隙用于在加工过程中在探针体中接收用于定位接线端的定位杆。
8.根据权利要求1所述的化学电阻传感器探针，其中所述探针体由模制聚合物组成。
9.根据权利要求1所述的化学电阻传感器探针，进一步包括位于第一控制表面的上端的防护帽。
10.根据权利要求1所述的化学电阻传感器探针，其中所述传感器膜是交叉相连的聚合物混合物。
11.根据权利要求1所述的化学电阻传感器探针，进一步包括一个传感器电路，电路包含一个二极管以防止旁路电阻泄露影响所述传感器探针的性能。
12.一种用于检测一种或多种分析物的存在的传感器探针的制造方法，包括在模型中定位至少两个接线端，所述模型预先形成，以制造包括第一控制表面和位于第一控制表面凹处的第二控制表面的探针体；将模塑料注入模型中，以形成探针体，所述接线端紧固在所述探针体内；和在第二控制表面应用传感器膜，传感器膜的厚度等于第二控制表面与第一控制表面之间的距离。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述传感器膜是交叉连接的聚合物混合物。
14.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在传感器膜内放置多个导电微粒，在传感器膜吸附分析物而膨胀时，导电微粒在传感器膜内的分布更为分散，从而提高接线端测量的传感器膜的电阻量。
15.根据权利要求12所述的方法，进一步包括加工传感器膜时，先使传感器膜延伸出第一控制表面，然后再除去延伸出来的部分，这样传感器膜的厚度等于第一控制表面和第二控制表面之间的距离。
16.根据权利要求12所述的方法，进一步包括给所述接线端提供和所述传感器膜电接触的导电板，所述导电板形成接线端与传感器之间的机械结合。
17.根据权利要求12所述的方法，进一步包括给所述接线端提供和所述传感器膜电接触的导电网状板，所述导电网状板形成接线端与传感器膜之间的机械结合。
18.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在接线端和传感器膜之间放置化学连接物。
19.根据权利要求12所述的方法，进一步包括在将传感器膜放置于第二控制表面之上后将传感器膜放入干燥炉。
20.根据权利要求12所述的方法，进一步包括将传感器电路与接线端电接触，所述传感器电路包含一个二极管以防止旁路电阻泄露影响所述传感器探针的性能。
21.一种用于检测分析物的存在的化学电阻传感器，包括带有第一控制表面的探针体；位于第一控制表面凹处的第二控制表面；位于第二控制表面上的传感器膜，所述传感器膜的厚度等于第一控制表面凹入第二控制表面的距离；接收来自探针体的输出的控制单元，所述输出表示所述分析物是否存在；用于提供表示存在分析物的警报的用户接口，所述用户接口接收从控制单元发出的信号，所述信号指示分析物是否存在。
22.根据权利要求21所述的化学电阻传感器，进一步包括位于传感器膜内的多个导电物质，在传感器膜吸附所述物质而膨胀时导电物质在传感器膜内的分布更为分散，从而提高接线端测量的传感器膜的电阻。
23.根据权利要求21所述的化学电阻传感器，其中传感器膜是交叉相连的聚合物混合物。
24.根据权利要求21所述的化学电阻传感器，进一步包括与传感器膜电接触的导电板，所述导电板提供了传感器膜与接收端之间的机械结合。
25.根据权利要求21所述的化学电阻传感器，进一步包括与传感器膜电接触的导电网状板，所述导电网状板提供了传感器膜与接收端之间的机械结合。
26.根据权利要求21所述的化学电阻传感器，进一步包括位于接线端和传感器膜之间的化学连接物，所述化学连接物提供了接线端和传感器膜之间的化学结合。
27.根据权利要求21所述的化学电阻传感器，其中所述传感器膜位于第二控制表面，在加工时传感器膜先延伸出一部分超过第一控制表面，然后再除去延伸出来的部分，这样传感器膜的厚度就等于第一控制表面和第二控制表面之间的距离。
28.根据权利要求21所述的化学电阻传感器，进一步包括与探针体相连的传感器电路，所述传感器电路防止旁路电阻泄露影响传感器的性能。
29.一种用于检测一种或多种分析物的存在的传感器探针，包括探针体；位于所述探针体上的传感表面；位于传感表面上的传感器膜；和一对带有和所述传感器电接触的导电板的接线端，所述导电板提供了传感器膜和接线端之间的机械结合。
30.根据权利要求29所述的化学电阻传感器探针，进一步包括一个位于传感表面凹处的控制表面，所述传感器膜的厚度等于传感表面和控制表面之间的距离。
31.根据权利要求29所述的化学电阻传感器探针，其中所述导电板是网状板。
32.根据权利要求29所述的化学电阻传感器探针，进一步包括导电金属板和传感器膜之间的化学结合。
33.根据权利要求29所述的化学电阻传感器探针，进一步包括至少一个位于接线端内的缝隙，所述缝隙用以在加工过程中在探针体中安装用于定位接线端的定位杆。
34.根据权利要求29所述的化学电阻传感器探针，其中所述探针体由模制聚合物组成。
35.根据权利要求29所述的化学电阻传感器探针，进一步包括位于传感表面上端的防护帽。
36.根据权利要求29所述的化学电阻传感器探针，其中所述传感器膜是交叉相连的聚合物混合物。
37.根据权利要求29所述的化学电阻传感器探针，进一步包括一个传感器电路，所述电路包含一个二极管以防止旁路电阻泄露影响所述传感器探针的性能。
38.一种用于检测一种或多种分析物的存在的化学电阻传感器探针，包括探针体；传感器膜，所述传感器膜由聚合物混合物构成并位于探针体的外部，所述传感器膜的厚度为预先确定并可以控制；多个电流导电接线端，各接线端与传感器膜形成电接触，至少一个接线端包含用于机械互锁至少一个接线端和所述传感器膜的装置。
39.根据权利要求38所述的化学电阻传感器探针，进一步包括一个传感器电路，所述电路包含一个二极管以防止旁路电阻泄露影响所述传感器探针的性能。
全文摘要
本发明公开了一种检测分析物的化学电阻传感器探针。探针包括带有第一控制表面以及第一控制表面内凹处的第二控制表面的探针体。传感器膜包括大量分散在第二控制表面的导电微粒。当传感器膜吸附了一个或多个分析物时，传感器膜会膨胀使得导电微粒分散距离加大从而提高微粒之间的电阻。传感器膜的厚度等于第一控制表面和第二控制表面之间的距离，因此可以通过调整控制表面之间的距离来控制传感器膜的厚度。为提高传感器探针的耐用性，本发明在传感器膜和接线端之间放入多孔或网孔电极补充或代替二者之间的化学结合。另外，通过将二级管与传感器电路串联也可提高探针的耐用性。
文档编号G01N27/06GK1536357SQ200410031058
公开日2004年10月13日 申请日期2004年4月12日 优先权日2003年4月11日
发明者贾瑞特·斯塔林, 普拉萨德·S·哈德基卡, 罗伯特·斯特肯, 查尔斯L·沃尔兹, 爱德华J·布洛克, 唐纳德E·多纳利, 斯特肯, E 多纳利, J 布洛克, L 沃尔兹, 德 S 哈德基卡, 贾瑞特 斯塔林 申请人:热力蒂思科有限公司