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原文传递总有机碳传感器

专利名称：	总有机碳传感器
摘要：	本发明涉及一种用于感测液体(L)中的有机碳的传感器(1)，包括：具有用于容纳液体(L)的内部空间(20)的容器(2)、光电探测器(3)和光源(4)，所述光源被配置成发射紫外光(5)，使得紫外光(5)沿着光路(P)行进通过驻留在内部空间(20)中的液体(L)，并且可被液体(L)中的有机分子的碳键吸收。根据本发明，光电探测器(3)被配置成检测可见或红外光谱中的光，并且传感器(1)包括布置在光路中的下转换材料部分(22；22a)，其中下转换材料部分(22；22a)被配置为接收由光源(4)发射的入射紫外光(5)并且将所接收的紫外光(5)下转换并且发射可见或红外光谱中的下转换光(50)，使得所发射的下转换光(50)撞击在光电探测器(3)上。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	瑞士;CH
申请人：	盛思锐公司
发明人：	拉斐尔·迪·贾科莫;马蒂亚斯·斯特里夫;迈克尔·麦尔兹;尼古拉斯·默勒
专利状态：	有效
申请日期：	2020-07-19T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-01T00:00:00+0800
申请号：	CN202080051042.1
公开号：	CN114127541A
代理机构：	北京市万慧达律师事务所
代理人：	谢敏楠;柏桦林
分类号：	G01N21/33;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/33
申请人地址：	瑞士施泰法
主权项：	1.一种用于感测液体(L)中的有机分子的碳键的传感器(1)，包括： -容器(2)，其具有用于容纳所述液体(L)的内部空间(20)， -光电探测器(3)，以及 -光源(4)，其被配置为发射紫外光(5)，使得所述紫外光(5)沿着光路(P)行进通过驻留在所述内部空间(20)中的液体(L)，并且能够被所述液体(L)中的有机分子的碳键吸收，其特征在于所述光电探测器(3)被配置成检测可见或红外光谱中的光，并且所述传感器(1)包括布置在所述光路(P)中的下转换材料部分(22；22a)，其中所述下转换材料部分(22；22a)被配置为接收由所述光源(4)发射的入射紫外光(5)并且将所接收的紫外光(5)下转换并且发射所述可见或红外光谱中的所述下转换光(50)，使得所发射的下转换光(50)撞击在所述光电探测器(3)上。 2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述容器(2)包括面向所述容器(2)的所述内部空间(20)的内表面(21)。 3.根据权利要求2所述的传感器，其中，所述内表面(21)包括以下中的一个：平坦区域、弯曲区域、凹陷区域、抛物线区域、椭圆区域。 4.根据权利要求2或3所述的传感器，其中，所述内表面(21)的至少一个区域由所述下转换材料部分(22)形成。 5.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器，其中，所述下转换材料部分(22a)形成布置在所述光电探测器(3)上的层(22a)。 6.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述下转换材料部分由以下材料中的一种构成或包括以下材料中的一种：聚苯乙烯、荧光聚合物、荧光陶瓷、嵌入聚合物基质或玻璃基质或膜中的量子点形式的半导体颗粒、有机荧光团、瓷器、陶器、砂岩、玻璃、聚氯乙烯、荧光聚合物粘土。 7.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述下转换材料部分包括以下添加剂中的一种或多种：紫外线吸收剂、金红石氧化钛、二氧化钛、羟基二苯甲酮、羟基二苯甲酮草酰苯胺、羟基苯基苯并三唑、羟基苯基苯并三唑草酰苯胺、二苯甲酮、苯并三唑、羟基苯基三嗪、猝灭剂、镍猝灭剂、受阻胺光稳定剂(HALS)、2,2,6,6-四甲基哌啶。 8.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述传感器(1)包括连接至所述容器(2)的盖子(23)，用于封闭所述容器(2)。 9.根据权利要求8所述的传感器，其中，所述光电探测器(3)和所述光源(4)被安装到所述盖子(23)。 10.根据权利要求8或9所述的传感器，其中，所述光电探测器(3)和所述光源(4)被布置在安装到所述盖子(23)的印刷电路板上，或者其中，所述光电探测器(3)被安装到第一印刷电路板(30)并且所述光源(4)被安装到第二印刷电路板(40)，其中，所述两个印刷电路板(30，40)被安装到所述盖子(23)。 11.根据权利要求8至10中任一项所述的传感器，其中，所述盖子(23)包括第一孔(230)，以允许光从所述内部空间(20)朝向所述光电探测器(3)通过，并且其中，所述盖子(23)包括第二孔(231)，以允许由所述光源(4)发射的紫外光(5)通过而进入所述容器(20)的所述内部空间中。 12.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述传感器(1)包括连接至所述容器(2)的导管(6)，所述导管被配置为将液体(L)引导到所述容器(2)的所述内部空间(20)中并且引导出所述容器(2)的所述内部空间(20)，其中，所述导管(6)连接至所述容器(2)的边界部分，所述边界部分包括所述容器(2)的由所述盖子(23)封闭的开口(2b)。 13.根据前述权利要求中任一项所述的传感器，其中，所述传感器(1)包括分析电路(7)，所述分析电路被配置为分析所述光电探测器(3)的输出信号并且生成指示所述液体(L)中的有机碳浓度的输出。 14.根据权利要求2或引用权利要求2时的权利要求3至13中任一项所述的传感器，其中，所述传感器(1)包括另一光源(4a)，所述另一光源被配置成发射可见光谱中的光，使得所述光被所述容器(2)的所述内表面(21)的所述下转换材料部分(22)反射，其中，所述传感器(1)被配置为测量所述反射光以估计指示以下中的至少一个的值：下转换材料部分(22)的老化，沉积在所述下转换材料部分(22)上的污染物。 15.根据权利要求1至13中任一项所述的传感器，其中，所述传感器(1)包括被配置为检测可见或红外光谱中的光的另一光电探测器(3a)，并且其中，所述光源(4)还被配置为还发射紫外光，所述紫外光沿着另一光路(P')行进通过所述液体(L)并且能够被所述液体(L)中的有机分子的碳键吸收，其中，所述传感器(1)包括被布置在所述另一光路(P')中的另一下转换材料部分(220)，其中，所述另一下转换材料部分(220)被配置为接收由所述光源(4)发射的入射紫外光并且将接收到的紫外光下转换并且发射所述可见或红外光谱中的所述下转换光(51)，使得所发射的下转换光(51)撞击在所述另一光电探测器(3a)上，并且其中，所述光路(P)的长度不同于所述另一光路(P')的长度。 16.根据权利要求15所述的传感器，其中，所述传感器(1)包括将所述光电探测器(3)与所述容器的所述内部空间(20)分离的第一光学窗口(31)，并且其中，所述传感器(1)包括将所述另一光电探测器(3a)与所述容器(2)的所述内部空间(20)分离的第二光学窗口(43)。 17.根据权利要求16所述的传感器，其中，所述下转换材料部分(22a)由所述第一光学窗口(31)包括或形成，并且其中，所述另一下转换材料部分(220a)由所述第二光学窗口(43)包括或形成。 18.根据权利要求15至17中任一项所述的传感器，其中，所述下转换材料部分(22a)和/或所述另一下转换材料部分(220a)包括以下材料中的一种或由以下材料中的一种形成：荧光矿物、红宝石、硅锌矿、萤石、方解石、绿坡缕石、磷灰石、文石、重晶石、铈硅石、玉髓、刚玉、针沸石、硬柱石、海长石、水锌矿、蛋白石、焦吗啉、方石英、白钨矿、亚硒酸盐、菱锌矿、方钠石、闪锌矿、透闪石、钨辉石、硅灰石、钙硅石。 19.根据权利要求2或引用权利要求2时的权利要求3至18中任一项所述的传感器，其中，所述内表面(21)包括第一区域(21a)和第二区域(21b)。 20.根据权利要求19所述的传感器，其中，所述内表面(21)的所述第一区域(21a)是以下中的一个：弯曲区域、凹陷区域、抛物线区域、椭圆区域、半球区域；和/或其中，所述内表面(21)的所述第二区域(21b)是以下中的一者：弯曲区域、凹陷区域、抛物线区域、椭圆区域、半球区域。 21.根据权利要求19或20所述的传感器，其中，所述内表面的所述第一区域(21a)包括曲率，所述曲率具有比所述内表面(21)的所述第二区域(21b)的曲率半径大的半径。 22.根据权利要求19至21中任一项所述的传感器，其中，所述内表面(21)的所述第一区域和所述第二区域(21a，21b)在相交处(21c)处相交，使得对于所述两个区域(21a，21b)中的每一个，指向所述相交处(21c)的半径(R1，R2)和指向相应区域(21a，21b)的顶点的半径(R1，R2)形成0°与90°之间的角度(α，β)。 23.根据权利要求15至22中任一项所述的传感器，其中，所述光电探测器(3)面向所述内表面(21)的所述第一区域(21a)，并且其中，所述另一光电探测器(3a)面向所述内表面(21)的所述第二区域(21b)，并且其中，所述光源(4)面向所述相交处(21c)。 24.根据权利要求15至23中任一项所述的传感器，其中，所述内表面(21)的所述第一区域(21a)和所述第二区域(21b)均被配置为以漫射方式反射入射光，并且均包括在0.1和0.99之间的反射率。 25.根据权利要求15至24中任一项所述的传感器，其中，所述内表面(21)的所述第一区域和所述第二区域(21a，21b)被配置为引导由所述光源发射的光的镜面反射远离所述第一光学窗口和所述第二光学窗口(31，43)，其中特别地，所述内表面(21)的所述第一区域和所述第二区域(21a，21b)被配置为使得主要是漫反射光撞击在所述两个光学窗口(31，43)上。 26.根据权利要求15至25中任一项所述的传感器，其中，所述光电探测器(3)和所述另一光电探测器(3a)各自被配置为生成指示撞击在相应的光电探测器(3，3a)上的光的强度的输出信号，其中，所述两个输出信号的比率指示所述液体(L)中的有机碳浓度，并且与所述内表面(21)的所述第一区域和所述第二区域(21a，21b)的总反射率以及镜面反射率与漫反射率之间的比例无关。
所属类别：	发明专利