Sistema de medición de absorción modular.

Sistema de medición de absorción modular (1) para medios fluidos que comprende un módulo de detección

(2) y un módulo de muestra (3) y en el que el módulo de detección (2) comprende un sistema de detección (5) y el sistema de detección (5) comprende una fuente de radiación electromagnética (8) y un detector cuántico (9), y en el que el módulo de muestra (3) presenta una cámara de muestra (14), y en el que la fuente de radiación (8) realizada como componente electroluminescente está realizada para emitir luz en dirección hacia la cámara de muestra (14) y el detector cuántico (9) está realizado para recibir luz procedente de la cámara de muestra (14), caracterizado porque el módulo de detección (2) y el módulo de muestra (3) son respectivamente módulos fabricados por separado e independientemente entre ellos y están realizados para la disposición estanca con respecto al medio fluido y porque la cámara de muestra (14) está realizada como ahondamiento en un lado plano (11) del módulo de muestra (3).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/AT2009/000134.

Solicitante: ASMAG-Holding GmbH.

Nacionalidad solicitante: Austria.

Dirección: Heckenau 34 4645 Grünau im Almtal AUSTRIA.

Inventor/es: SONNLEITNER,MAX.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de los materiales por... > G01N21/31 (investigando el efecto relativo del material para las longitudes de ondas características de elementos o de moléculas específicas, p. ej. espectrometría de absorción atómica)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de los materiales por... > G01N21/78 (produciendo un cambio de color)

PDF original: ES-2539421_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Sistema de medición de absorción modular La invención se refiere a un sistema de medición de absorción modular para medios fluidos que comprende un módulo de detección y un módulo de muestra y en el que el módulo de detección comprende un sistema de detección y el sistema de detección comprende una fuente de radiación electromagnética y un detector cuántico y en el que el módulo de muestra presenta una cámara de muestra y en el que la fuente de radiación está realizada para emitir luz en dirección hacia la cámara de muestra y el detector cuántico está realizado para recibir luz procedente de la cámara de muestra.

Los sistemas de medición de absorción se emplean preferentemente en aquellos casos en los que una modificación de la transparencia se puede utilizar para la determinación cuantitativa del contenido. Por ejemplo, se puede determinar de esta manera el contenido de sustancias finas en un líquido. Asimismo, son conocidos sistemas de absorción en los que un material de muestra se introduce en una cámara de muestra y a continuación se evalúa en un dispositivo de medición. Asimismo son conocidas las llamadas tiras de medición en las que están dispuestas una sección de ensayo y generalmente también una sección de referencia, y en las que al producirse el contacto de dichas secciones con un líquido de muestra o generalmente con una muestra física / química tiene lugar una reacción en la sección de realización que resulta en un cambio de color o de la transparencia de la sección de reacción.

En los dispositivos conocidos existe además generalmente el problema de que el dispositivo de muestra y el dispositivo de evaluación tienen que orientarse con mucha precisión uno respecto a otro. Incluso pequeñas imprecisiones de orientación pueden conducir a diferencias mayores en el resultado obtenido perjudicando sensiblemente la calidad y la fiabilidad de mediciones repetidas, por ejemplo en el caso de una tarea de supervisión continua.

El documento US6, 995, 348B2 muestra por ejemplo un sistema de detección en el que un material de muestra se hace pasar dentro de un canal delante de una pluralidad de dispositivos de detección ópticos. Cada dispositivo de detección óptico está formado por una fuente de luz y un detector dispuestos en lados opuestos, de tal forma que la luz emitida pasa por el canal y en el lado o puesto es detectada por el detector. Dado que los distintos dispositivos de detección están dispuestos a lo largo de un canal, el dispositivo descrito está realizado por ejemplo para determinar una secuencia de reacción a lo largo del canal. Mediante la disposición de filtros selectivos en frecuencia en la trayectoria de rayos de cada dispositivo de detección es posible sin embargo también un análisis de la muestra en diferentes intervalos espectrales.

Dado que el material de muestra pasa dentro del canal por todos los dispositivos de detección no es posible por ejemplo una medición selectiva usando un catalizador o un reactivo añadido, ya que en caso de una medición de este tipo, la muestra queda impurificada por el uso del aditivo y por tanto habitualmente no es posible una medición siguiente en otro intervalo espectral o con otro catalizador.

El documento US2007/0102654A1 da a conocer un sensor óptico que comprende un módulo de detección formado por un diodo luminoso y un fotodetector compuestos respectivamente de un material semiconductor orgánico. La luz emitida pasa por el portamuestras y es detectada por el fotodiodo. Además, se describe que se pretende encontrar una alternativa económicamente atractiva a los sensores existentes, lo que se consigue especialmente mediante una estructura integrada. Por integrado se entiende que el sensor se fabrica en un paso de trabajo sin que piezas o componentes del sensor se fabriquen por separado para ensamblarse después formando el sensor. Tanto los OLED como el fotodiodo pueden fabricarse directamente sobre un guíaondas de luz o un material de soporte. El sensor óptico comprende para la medición de una señal de referencia un fotodiodo de referencia de un material semiconductor orgánico, procediendo la señal de referencia del OLED o de un segundo diodo que emite luz. Dicho diodo de referencia es parte de un módulo de referencia que presenta un portamuestras vacío en el que no está dispuesto ningún material de muestra, pero que es atravesado por la luz del mismo diodo de referencia que irradia también la cámara de muestra y el fotodiodo de detección. A través de un guíaondas de luz se conduce luz desde el OLED, a través del portamuestras, al fotodiodo y, dado el caso, se conduce adicionalmente a través del portamuestras vacío. Además, está prevista una pantalla transparente que debe evitar que la luz llegue al fotodetector por otra vía que por la cámara de muestra, evitando de esta manera una falsificación del resultado de medición. Además, el documento da a conocer un procedimiento para la fabricación de un sensor óptico, en el que se consigue una disposición integrada de los fotodiodos y de los OLED, de tal forma que estos se disponen en el módulo de detección, presentando el módulo de detección también el portamuestras.

El documento EP1063518A2 da a conocer un dispositivo para el análisis de una muestra de gas mediante absorción de infrarrojo, en el que sobre un soporte común, térmicamente estabilizado, están dispuestos en

cercanía inmediata uno de otro a un lado de la célula de medición un foco y un receptor, con lo que se impide la derivación térmica del foco y del receptor. Para el análisis de una muestra de gas mediante absorción de infrarrojo se sabe que para conseguir una medición lo más exacta posible resulta ventajoso un trayecto de absorción largo dentro de la célula de medición. Además, se han de evitar en mayor medida fluctuaciones de la característica de detección debidas al sistema. Para ello, el foco y el receptor están dispuestos sobre un soporte común, térmicamente estabilizado, en cercanía inmediata uno de otro y a un lado de la cubeta de medición. El soporte es un elemento metálico térmicamente estabilizado, sobre el que está aplicado como calefacción directa adicionalmente un elemento de calefacción y de regulación, por ejemplo un transistor. Además, está previsto un componente IR, por ejemplo un fotodiodo IR en cercanía inmediata al receptor. En el lado de la célula de medición, opuesto a la mirilla de la célula, se encuentra un espejo esférico para guiar de vuelta al fotodiodo la radiación emitida por el foco. Mediante la calefacción directa es posible mantener el soporte y por tanto el foco y el receptor a una temperatura constante de preferentemente 55ºC y evitar de esta manera una derivación térmica.

Además, por el estado de la técnica (por ejemplo Y. Mao y A. Krier, Electronics Letters, vol. 32, páginas 479-480, 1996) se dio a conocer un diodo luminoso que en el rango de una longitud de onda 4, 2 m presenta su máxima intensidad de rayos y por tanto se puede emplear preferentemente para la medición de absorción de CO2.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo de medición que permita determinar cuantitativamente los ingredientes de una muestra. Además, la invención tiene el objetivo de realizar el dispositivo de detección de forma modular, de tal forma que sea posible una configuración individual en cuanto al número de mediciones que han de ser realizadas simultáneamente y en cuanto a la clase de las mediciones. La configuración del dispositivo de medición debe poder realizarse con la mayor seguridad posible contra errores, con lo que se pretende lograr la mayor precisión de medición posible, especialmente una alta precisión de repetición.

El objetivo de la invención se consigue mediante un sistema... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Sistema de medición de absorción modular (1) para medios fluidos que comprende un módulo de detección (2) y un módulo de muestra (3) y en el que el módulo de detección (2) comprende un sistema de detección (5) y el 5 sistema de detección (5) comprende una fuente de radiación electromagnética (8) y un detector cuántico (9) , y en el que el módulo de muestra (3) presenta una cámara de muestra (14) , y en el que la fuente de radiación (8) realizada como componente electroluminescente está realizada para emitir luz en dirección hacia la cámara de muestra (14) y el detector cuántico (9) está realizado para recibir luz procedente de la cámara de muestra (14) , caracterizado porque el módulo de detección (2) y el módulo de muestra (3) son respectivamente módulos 10 fabricados por separado e independientemente entre ellos y están realizados para la disposición estanca con respecto al medio fluido y porque la cámara de muestra (14) está realizada como ahondamiento en un lado plano (11) del módulo de muestra (3) .

2. Sistema de medición de absorción modular según la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de 15 muestra (3) presenta una estructura de conducción (12) para medios fluidos.

3. Sistema de medición de absorción modular según la reivindicación 2, caracterizado porque la estructura de conducción (12) está formada por ahondamientos sustancialmente en forma de ranuras en el lado plano (11) del módulo de muestra (3) .

2.

4. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la cámara de muestra (14) está dispuesto un material de reacción (15) .

5. Sistema de medición de absorción modular según la reivindicación 4, caracterizado porque el material de 25 reacción (15) está realizado de forma liofilizada.

6. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizado porque el material de reacción (15) está realizado para la interacción física/química con un ingrediente del medio fluido.

7. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque en la cámara de muestra (14) está dispuesto un dispositivo de guiado de luz (19) .

8. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque un primer lado plano (10) del módulo de detección (2) y/o el lado plano (11) del módulo de muestra (3) presenta una 35 capa adhesiva.

9. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el detector cuántico (9) está realizado como componente semiconductor.

10. Sistema de medición de absorción modular según la reivindicación 9, caracterizado porque el componente semiconductor está realizado como componente semiconductor orgánico.

11. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la fuente de radiación (8) y/o el detector cuántico (9) están impresos en un segundo lado plano (4) del módulo de 45 detección (2) .

12. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la fuente de radiación (8) está realizada de forma controlable para la emisión de radiación electromagnética en al menos dos intervalos espectrales.

5.

13. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el módulo de detección (2) está realizado de forma transparente al menos por secciones.

14. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 2 a 13, caracterizado porque la 55 estructura de conducción presenta al menos uno del grupo conducto colector, ramificación de conducto, canal de transporte, sección de aplicación.

15. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 2 a 14, caracterizado porque la estructura de conducción (12) presenta un dispositivo de acoplamiento (6) . 6.

16. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el 12

módulo de detección (3) presenta un dispositivo de guiado de luz (20) .

17. Sistema de medición de absorción modular según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el módulo de muestra (3) y/o el módulo de detección (2) presentan un dispositivo de recepción por unión forzada y/o por unión geométrica.