(57)【要約】【解決手段】特異なｐＨプローブ（１５０）の設計は、外側表面と、第１の室と第２の室と第３の室とに分割された内側容積部とを有する収納器（１００）を使用する。第１のｐＨ感受性領域（１０１）は第１の室の外側表面上に配置され、第１のｐＨ感受性領域（１０１）は試料に露出されるように構成される。第２のｐＨ感受性領域（１０４）は第２の室の外側表面上に配置され、第２のｐＨ感受性領域（１０４）は試料から遮蔽されて第１の緩衝溶解液に露出される。第３のｐＨ感受性領域（１０８）は第３の室の外側表面上に配置され、第３のｐＨ感受性領域（１０８）は試料から遮蔽されて第２の緩衝に露出される。第１の電極（１１２）は第１のｐＨ感受性領域（１０１）を横切って第１の電圧を検知するように構成され、第２の電極（１１５）は第２のｐＨ感受性領域（１０４）を横切って第２の電圧を検知するように構成され、第３の電極（１１４）は第３のｐＨ感受性領域（１０８）を横切って第３の電圧を検知するように構成される。回路（１２０）は、試料のｐＨを測定するために第１の電圧と第２の電圧と第３の電圧とを処理するように構成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側表面と、第１の室と第２の室と第３の室とに分割された内側容積部とを有する収納器（１００）と、
前記第１の室の前記外側表面上にあって試料に露出されるように構成された第１のｐＨ感受性領域（１０１）と、
前記第２の室の前記外側表面上にあって前記試料から遮蔽されて第１の緩衝溶解液に露出された第２のｐＨ感受性領域（１０４）と、
前記第３の室の前記外側表面上にあって前記試料から遮蔽されて第２の緩衝に露出された第３のｐＨ感受性領域（１０８）と、
前記第１のｐＨ感受性領域（１０１）を横切って第１の電圧を検知するように構成された第１の電極（１１２）と、
前記第２のｐＨ感受性領域（１０４）を横切って第２の電圧を検知するように構成された第２の電極（１１５）と、
前記第３のｐＨ感受性領域（１０８）を横切って第３の電圧を検知するように構成された第３の電極（１１４）と、
前記試料のｐＨを測定するために前記第１の電圧と前記第２の電圧と前記第３の電圧とを処理する回路（１２０）と
を有することを特徴とする特異な（differential）ｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の緩衝溶解液は前記第２の緩衝溶解液とは異なるｐＨを有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項３】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記収納器（１００）の前記外側表面は隣接することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項４】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記収納器（１００）は一般化された柱形状を有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項５】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１のｐＨ感受性領域（１０１）は第１の形状を形成し、
前記第２のｐＨ感受性領域（１０４）は第２の形状を形成し、
前記第３のｐＨ感受性領域（１０８）は第３の形状を形成し、
前記第１の形状と前記第２の形状と前記第３の形状とはすべて同軸上にあることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項６】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１のｐＨ感受性領域（１０１）は一般に半球形状であって、前記収納器（１００）の第１の端に形成されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項７】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１のｐＨ感受性領域（１０１）は第１の柱形状を形成し、
前記第２のｐＨ感受性領域（１０４）は第２の柱形状を形成し、
前記第３のｐＨ感受性領域（１０８）は第３の柱形状を形成することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項８】
請求項７に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の柱形状と前記第２の柱形状と前記第３の柱形状とは同じ直径を有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項９】
請求項８に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の柱形状と前記第２の柱形状と前記第３の柱形状とは軸方向に整合されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１０】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
第４の室と第５の室とを更に有し、
前記第４の室は前記第１の室と前記第２の室との間にあり、
前記第５の室は前記第２の室と前記第３の室との間にあり、
前記第４の室と前記第５の室の前記外側表面はｐＨ感受性でないことを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１１】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
導電性筐体（１３０）を更に有し、
前記導電性筐体（１３０）は前記収納器（１００）の前記外側表面の少なくとも一部を囲み、
前記導電性筐体（１３０）は前記回路（１２０）内の接地経路に結合されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１２】
請求項１１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記収納器（１００）の前記外側表面と前記導電性筐体（１３０）の内側表面とに結合され、前記第１の緩衝溶解液を保持する第１の区画と前記第２の緩衝溶解液を保持する第２の区画とを形成する複数のシール部（１３１，１３２，１３３，１３４，１３５）を更に有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１３】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の区画と前記第２の区画とは軸方向に整合されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１４】
請求項１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記回路（１２０）に結合されて前記第１の室内の温度を検知するように構成された第１の温度センサ（Ｔ１）と、
前記回路（１２０）に結合されて前記第２の室内の温度を検知するように構成された第２の温度センサ（Ｔ２）と
を更に有し、
前記回路（１２０）は前記第１の室内及び第２の室内で検知された温度において前記測定されたｐＨを補償するように構成されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１５】
外側表面と、第１の複数の室に分割された内側容積部とを有する収納器（１００）と、
複数のｐＨ感受性領域（１０１，１０４，１０８）であって、当該複数のｐＨ感受性領域の１つが前記第１の複数の室の各々の前記外側表面上にある複数のｐＨ感受性領域（１０１，１０４，１０８）と、
試料に露出されるように構成された前記複数のｐＨ感受性領域（１０１，１０４，１０８）の第１の領域と、
異なるｐＨの範囲を有する複数の緩衝溶解液であって、前記複数のｐＨ感受性領域（１０１，１０４，１０８）の前記第１の領域を除く当該複数のｐＨ感受性領域の各々が前記試料から遮蔽されて当該複数の緩衝溶解液の１つに露出されるように構成された複数の緩衝溶解液と、
複数の電極（１１２，１１５，１１４）であって、当該複数の電極の各々が前記第１の複数の室の１つの中で電圧を検知するように構成された複数の電極（１１２，１１５，１１４）と、
前記試料のｐＨを測定するために前記複数の電圧を処理する回路（１２０）と
を有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１６】
請求項１５に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
第２の複数の室を更に有し、
前記第２の複数の室の前記外側表面はｐＨ感受性でなく、
前記第２の複数の室の１つは前記第１の複数の室の各々の間にあることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１７】
請求項１５に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記室の前記外側表面上に前記複数のｐＨ感受性領域の前記第１の領域を有する当該室内に配置された温度センサ（Ｔ１）を更に有し、
前記温度センサ（Ｔ１）は前記回路（１２０）に結合され、
前記回路（１２０）は前記室の前記外側表面上に前記複数のｐＨ感受性領域の前記第１の領域を有する当該室内にて検知された前記温度において前記測定されたｐＨを補償するように構成されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１８】
請求項１５に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記複数の緩衝溶解液の各々は異なるｐＨを有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項１９】
請求項１５に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記収納器（１００）は一般化された柱形状を有し、
前記一般化された柱形状の断面は、円形、正方形、長方形、正多角形、星型多角形、畝のある円形、丸みを帯びた長方形、卵形、スプライン（spline）、楕円形の中から１つ選ばれることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２０】
請求項１９に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記一般化された柱形状の第１の端は一般に半球形状であって、前記複数のｐＨ感受性領域の前記第１の領域を形成することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２１】
請求項１５に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
導電性筐体（１３０）を更に有し、
前記導電性筐体（１３０）は前記複数のｐＨ感受性領域の前記第１の領域を除く当該複数のｐＨ感受性領域を囲み、
前記導電性筐体（１３０）は前記回路（１２０）内の接地経路に結合されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２２】
請求項２１に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記導電性筐体（１３０）と前記収納器（１００）の前記外側表面との間に配置されて前記複数の緩衝溶解液を含む複数の区画を形成する複数のシール部（１３１，１３２，１３３，１３４，１３５）を更に有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２３】
請求項２２に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記複数の区画は軸方向に整合されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２４】
請求項１５に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記回路（１２０）に結合されて前記複数のｐＨ感受性領域の前記第１の領域を外側表面上に有する前記複数の室の第１の室内の前記温度を検知するように構成された第１の温度センサ（Ｔ１）と、
前記回路（１２０）に結合されて前記複数の室の第２の室内の前記温度を検知するように構成された第２の温度センサ（Ｔ２）と
を更に有し、
前記回路（１２０）は前記２つの室内にて検知された前記温度において前記測定されたｐＨを補償するように構成されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２５】
請求項１５に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記複数の緩衝溶解液のうち第１の緩衝溶解液はｐＨ３を有し、
前記複数の緩衝溶解液のうち第２の緩衝溶解液はｐＨ７を有し、
前記複数の緩衝溶解液のうち第３の緩衝溶解液はｐＨ１１を有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２６】
請求項１５に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記複数の緩衝溶解液の少なくとも２つは同じｐＨを有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２７】
第１の室と第２の室であって、当該第１の室及び当該第２の室は一般に管形状であり、当該第１の室及び当該第２の室は軸方向に整合されて端と端とが結合され、各室は当該室の外側表面上にｐＨ感受性領域（１０１，１０４，１０８）を有し、各室は当該室の内側容積部内の電圧を検知するように構成された電極（１１２，１１５，１１４）を有し、
ｐＨ感受性領域を試料に露出させるように構成された前記第１の室と、
前記試料から遮蔽され第１の緩衝溶解液に露出されるように構成された前記第２の室と、
各々の電極（１１２，１１５，１１４）に結合され、前記試料のｐＨを測定するために前記電圧を処理するように構成された回路（１２０）と
を有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２８】
請求項２７に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の室の半径方向の大きさは前記第２の室の半径方向の大きさとは異なることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項２９】
請求項２７に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の室の長さは前記第２の室の長さとは異なることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項３０】
請求項２７に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の室及び前記第２の室を一緒に固定するように構成されたクランピングシステムを更に有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項３１】
請求項３０に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の室と前記第２の室との間に捉えられたスペーサリング（８７４）を更に有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項３２】
請求項２７に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の室及び前記第２の室は永久に結合されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項３３】
請求項２７に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第２の室を囲み前記回路（１２０）内の接地経路に接続された導電性筐体（１３０）を更に有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項３４】
請求項３３に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記導電性筐体（１３０）の内側表面と前記第１の緩衝溶解液を含む第１の区画を形成する前記第２の室の前記外側表面との間に配置された第１のシール部（１３２）と第２のシール部（１３３）とを更に有することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項３５】
請求項３４に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
前記第１の区画は前記第１の室及び前記第２の室を軸方向に整合することを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項３６】
請求項２７に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
第３の室を更に有し、
前記第３の室は前記第１の室及び前記第２の室の間にあり、
前記第３の室の前記外側表面はｐＨ感受性でないことを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【請求項３７】
請求項２７に記載の特異なｐＨプローブ（１５０）において、
複数の室を更に有し、
前記複数の室は一般に管形状であり、
前記複数の室は軸方向に整合されて端と端とが結合され、
前記複数の室の第１の端は前記第１の室の第１の端に取り付けられ、
前記複数の室は前記第１の室及び前記第２の室と軸方向に整合され、
前記複数の室の各々は当該室の外側表面上にｐＨ感受性領域を有し、
前記複数の室の各々は当該室の内側容積部内の電圧を検知するように構成された電極を有し、
前記複数の室は前記試料から遮蔽され複数の緩衝溶解液に露出されるように構成されることを特徴とする特異なｐＨプローブ（１５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｐＨ測定の分野に関し、特に、特異なｐＨプローブに関する。ｐＨプローブは、一般にサンプル内に浸されたｐＨ感受性材料を横切って電圧を測定する活性化された室を使用して動作する。特異なｐＨセンサはまた、既知のｐＨ、一般にｐＨ７の緩衝溶解液に浸されたｐＨ感受性材料を横切って電圧を測定する参照室を使用する。特異なプローブは、サンプルのｐＨを測定するために活性化電圧と参照電圧とを使用する。現在のｐＨプローブは、多くの流体シールを備えた、一般に複雑なデザインで大きく、製造するにはコスト高である。
【発明の開示】
【０００２】
本発明の１つの特徴は、
外側表面と、第１の室と第２の室と第３の室とに分割された内側容積部とを有する収納器と、
第１の室の外側表面上にあって試料に露出されるように構成された第１のｐＨ感受性領域と、
第２の室の外側表面上にあって試料から遮蔽されて第１の緩衝溶解液に露出された第２のｐＨ感受性領域と、
第３の室の外側表面上にあって試料から遮蔽されて第２の緩衝に露出された第３のｐＨ感受性領域と、
第１のｐＨ感受性領域を横切って第１の電圧を検知するように構成された第１の電極と、
第２のｐＨ感受性領域を横切って第２の電圧を検知するように構成された第２の電極と、
第３のｐＨ感受性領域を横切って第３の電圧を検知するように構成された第３の電極と、
試料のｐＨを測定するために第１の電圧と第２の電圧と第３の電圧とを処理する回路と
を有する特異な（differential）ｐＨプローブを含むことである。
【０００３】
好ましくは、第１の緩衝溶解液は第２の緩衝溶解液とは異なるｐＨを有する。
好ましくは、収納器の外側表面は隣接する。
好ましくは、収納器は一般化された柱形状を有する。
好ましくは、第１のｐＨ感受性領域は第１の形状を形成し、第２のｐＨ感受性領域は第２の形状を形成し、第３のｐＨ感受性領域は第３の形状を形成し、第１の形状と第２の形状と第３の形状とはすべて同軸上にある。
【０００４】
好ましくは、第１のｐＨ感受性領域は一般に半球形状であって、収納器の第１の端に形成される。
好ましくは、第１のｐＨ感受性領域は第１の柱形状を形成し、第２のｐＨ感受性領域は第２の柱形状を形成し、第３のｐＨ感受性領域は第３の柱形状を形成する。
好ましくは、第１の柱形状と第２の柱形状と第３の柱形状とは同じ直径を有する。
好ましくは、第１の柱形状と第２の柱形状と第３の柱形状とは軸方向に整合される。
【０００５】
好ましくは、第４の室と第５の室とを更に有し、第４の室は第１の室と第２の室との間にあり、第５の室は第２の室と第３の室との間にあり、第４の室と第５の室の外側表面はｐＨ感受性でない。
好ましくは、導電性筐体を更に有し、導電性筐体は収納器の外側表面の少なくとも一部を囲み、導電性筐体は回路内の接地経路に結合される。
好ましくは、収納器の外側表面と導電性筐体の内側表面とに結合され、第１の緩衝溶解液を保持する第１の区画と第２の緩衝溶解液を保持する第２の区画とを形成する複数のシール部を更に有する。
好ましくは、第１の区画と第２の区画とは軸方向に整合される。
【０００６】
好ましくは、特異なｐＨプローブは、
回路に結合されて第１の室内の温度を検知するように構成された第１の温度センサと、
回路に結合されて第２の室内の温度を検知するように構成された第２の温度センサとを更に有し、
回路は第１の室内及び第２の室内で検知された温度において測定されたｐＨを補償するように構成される。
【０００７】
本発明の他の特徴は、
外側表面と、第１の複数の室に分割された内側容積部とを有する収納器と、
複数のｐＨ感受性領域であって、複数のｐＨ感受性領域の１つが第１の複数の室の各々の外側表面上にある複数のｐＨ感受性領域と、
試料に露出されるように構成された複数のｐＨ感受性領域の第１の領域と、
異なるｐＨの範囲を有する複数の緩衝溶解液であって、複数のｐＨ感受性領域の第１の領域を除く複数のｐＨ感受性領域の各々が試料から遮蔽されて複数の緩衝溶解液の１つに露出されるように構成された複数の緩衝溶解液と、
複数の電極であって、複数の電極の各々が第１の複数の室の１つの中で電圧を検知するように構成された複数の電極と、
試料のｐＨを測定するために複数の電圧を処理する回路と
を有することを特徴とする特異なｐＨプローブを含むことである。
【０００８】
好ましくは、第２の複数の室を更に有し、第２の複数の室の外側表面はｐＨ感受性でなく、第２の複数の室の１つは第１の複数の室の各々の間にある。
好ましくは、室の外側表面上に複数のｐＨ感受性領域の第１の領域を有する室内に配置された温度センサを更に有し、温度センサは回路に結合され、回路は室の外側表面上に複数のｐＨ感受性領域の第１の領域を有する室内にて検知された温度において測定されたｐＨを補償するように構成される。
好ましくは、複数の緩衝溶解液の各々は異なるｐＨを有する。
好ましくは、収納器は一般化された柱形状を有し、一般化された柱形状の断面は、円形、正方形、長方形、正多角形、星型多角形、畝のある円形、丸みを帯びた長方形、卵形、スプライン（spline）、楕円形の中から１つ選ばれる。
好ましくは、一般化された柱形状の第１の端は一般に半球形状であって、複数のｐＨ感受性領域の第１の領域を形成する。
【０００９】
好ましくは、導電性筐体を更に有し、導電性筐体は複数のｐＨ感受性領域の第１の領域を除く複数のｐＨ感受性領域を囲み、導電性筐体は回路内の接地経路に結合される。
好ましくは、導電性筐体と収納器の外側表面との間に配置されて複数の緩衝溶解液を含む複数の区画を形成する複数のシール部を更に有する。
好ましくは、複数の区画は軸方向に整合される。
【００１０】
好ましくは、回路に結合されて複数のｐＨ感受性領域の第１の領域を外側表面上に有する複数の室の第１の室内の温度を検知するように構成された第１の温度センサと、回路に結合されて複数の室の第２の室内の温度を検知するように構成された第２の温度センサとを更に有し、回路は２つの室内にて検知された温度において測定されたｐＨを補償するように構成される。
好ましくは、複数の緩衝溶解液のうち第１の緩衝溶解液はｐＨ３を有し、複数の緩衝溶解液のうち第２の緩衝溶解液はｐＨ７を有し、複数の緩衝溶解液のうち第３の緩衝溶解液はｐＨ１１を有する。
好ましくは、複数の緩衝溶解液の少なくとも２つは同じｐＨを有する。
【００１１】
本発明の他の特徴は、
第１の室と第２の室であって、第１の室及び第２の室は一般に管形状であり、第１の室及び第２の室は軸方向に整合されて端と端とが結合され、各室は室の外側表面上にｐＨ感受性領域を有し、各室は室の内側容積部内の電圧を検知するように構成された電極を有し、
ｐＨ感受性領域を試料に露出させるように構成された第１の室と、
試料から遮蔽され第１の緩衝溶解液に露出されるように構成された第２の室と、
各々の電極に結合され、試料のｐＨを測定するために電圧を処理するように構成された回路と
を有することを特徴とする特異なｐＨプローブを含むことである。
【００１２】
好ましくは、第１の室の半径方向の大きさは第２の室の半径方向の大きさとは異なる。
好ましくは、第１の室の長さは第２の室の長さとは異なる。
好ましくは、第１の室及び第２の室を一緒に固定するように構成されたクランピングシステムを更に有する。
好ましくは、第１の室と第２の室との間に捉えられたスペーサリングを更に有する。
好ましくは、第１の室及び第２の室は永久に結合される。
【００１３】
好ましくは、第２の室を囲み回路内の接地経路に接続された導電性筐体を更に有する。
好ましくは、導電性筐体の内側表面と第１の緩衝溶解液を含む第１の区画を形成する第２の室の外側表面との間に配置された第１のシール部と第２のシール部とを更に有する。
好ましくは、第１の区画は第１の室及び第２の室を軸方向に整合する。
好ましくは、第３の室を更に有し、第３の室は第１の室及び第２の室の間にあり、第３の室の外側表面はｐＨ感受性でない。
好ましくは、複数の室を更に有し、複数の室は一般に管形状であり、複数の室は軸方向に整合されて端と端とが結合され、複数の室の第１の端は第１の室の第１の端に取り付けられ、複数の室は第１の室及び第２の室と軸方向に整合され、複数の室の各々は室の外側表面上にｐＨ感受性領域を有し、複数の室の各々は室の内側容積部内の電圧を検知するように構成された電極を有し、複数の室は試料から遮蔽され複数の緩衝溶解液に露出されるように構成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１乃至図８、及び、以下の記述と提示とは、本技術分野における当業者に本発明の最良の形態を製造する方法と使用する方法とを教示するために特別な例を示す。本発明の原理を教示する目的のために、従来のいくつかの局面を簡素化したり省略したりした。本技術分野の当業者は、本発明の範囲内にあるこれらの例から変形例を正しく認識するであろう。本技術分野の当業者は、以下に記述される特徴が様々な方法で結合されて本発明の多数の変形例を形成する場合があることを正しく認識するであろう。その結果、本発明は、以下に記述される特別な例に限定されず、特許請求の範囲とその同等物によってのみ限定される。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態における特異なｐＨプローブ１５０に使われるガラス片１００を示す。他の好適な形状、例えば一般化された柱も使われ得るが、ガラス片１００は管として記述される。一般化された柱は、断面が任意の形状を有する柱である。図１は、ガラス片１００の長手方向に沿って一定の直径を有するガラス片１００を示す。本発明の他の実施形態では、ガラス片１００は長手方向に一様ではなく、例えば、ガラス片１００の長手方向に沿って異なる領域が異なる形状と大きさを有するかもしれない。ガラス片１００は、活性化領域１０１，１０４，１０８を含み、加えて非活性化領域１０２，１０６，１１０を含む。活性化領域１０１，１０４，１０８はｐＨ感受性ガラスで形成される。ｐＨ感受性ガラスの例として、リチウムイオン導電性ガラスが挙げられる。非活性化領域１０２，１０６，１１０は、ｐＨ非感受性ガラスで形成される。例えばｐＨ感受性とｐＨ非感受性のポリマー樹脂やプラスチックのようなガラス以外の代替材料が片１００に使用され得ることに留意されたい。
【００１６】
活性化領域と非活性化領域とが一体化されて、ガラスの単一の片−−−ガラス片１００が形成される点に留意されたい。活性化領域及び非活性化領域を形成するために単一のガラス管を取り扱うことによって、この一体化は達成されることができるだろう。代替的に、活性化領域及び非活性化領域が互いから離れて形成され、それからガラス片１００を形成するために溶解されて（fused）一緒に接着される（glued）ことができるだろう。
【００１７】
活性化領域１０１，１０４，１０８は、互いに同軸となるように同じ軸を共有する点に留意されたい。同軸の構成は、プローブ１５０の全体の大きさを減じる一方で、大きな活性化領域１０１を考慮する。単一の片の構成は構造的な強度を提供し、多数の片の構成よりも少ないシール部を要求する。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態における、図１からのガラス片１００を示す。ガラス片１００は、今やシール部１０３，１０５，１０７，１０９，１１１を有する。本発明の一実施形態では、シール部１０３〜１１１は、ゴム、シリコン（silicon）、他の好適な絶縁材料である。他の実施形態では、シール部はガラス片１００の一部としての統合されたガラス又はプラスチックのシール部であるかもしれない。活性化領域１０１とシール部１０３とは、活性化された室として参照される第１の室を形成する。活性化領域１０４とシール部１０５，１０７とは、第１の参照室（即ち、参照室１）として参照される第２の室を形成する。活性化領域１０８とシール部１０９，１１１とは、第２の参照室（即ち、参照室２）として参照される第３の室を形成する。本発明の他の実施形態では、複数の参照室があるかもしれない。活性化された室と参照室とは、ガラス片１００の長手方向に軸方向に整合されることもある。活性化された室と参照室の両方は、一般に電解質溶液（electrolyte solution）で満たされる。本発明の一実施形態では、ガラス片１００は、異なる室に分けられる収納器と呼ばれることもある。
【００１９】
図３は、図２からガラス片１００を示し、回路１２０も示す。ガラス片１００は活性化された室内に露出され、それから回路１２０へ走る活性化電極１１２を含む。活性化電極１１２は参照室を通って走るが、参照室内に露出されないように、絶縁管１１３が使われる点に留意されたい。ガラス片１００はまた、参照電極１１４，１１５を含む。参照電極１１５は第１の参照室内に露出され、それから回路１２０へ走り、参照電極１１４は第２の参照室内に露出されそれから回路１２０へ走る。他の実施形態では、回路１２０へ走る参照電極を有する各参照室を備えた複数の参照室があるかもしれない。
【００２０】
図４は、本発明の一実施形態における特異なｐＨプローブ１５０を示す。図１乃至図３にて示されたように、プローブ１５０はガラス片１００と回路１２０とを含む。プローブ１５０はまた、導電性筐体１３０を含む。他の形状が使われることもあるが、導電性筐体１３０はガラス片１００に似た管形状である。本発明の一実施形態では、ガラス片１００と回路１２０とは導電性筐体１３０内に配置される。ガラス片１００はまた、プローブ収納器又はプローブ本体と呼ばれるかもしれない。
【００２１】
導電性筐体１３０は、シール部１３１，１３２，１３３，１３４，１３５を含む。他の実施例では他の形状も使われ得るが、一般に管形状のガラス片１００と筐体１３０とを備えたこの実施例では、シール部１３１〜１３５はドーナツ形状の円板である。より良いシール部を提供するために、これらの円板は従来のＯリングよりずっと大きい接触領域を有し得る。シール部１３１〜１３５は、ゴム、シリコン、又は他の絶縁材料であり得る。シール部１３１〜１３２は、緩衝室１と試験される試料との間で導電性を許容するが流体の移動を許容しない接続部を提供する。この接続部を提供するために、シール部１３１〜１３２はセラミック製のフリット（管）を備えたシリコン円板である。そこでは、シール部１３１〜１３２は、塩の橋部を形成するための塩のゲルによって分離される。他の実施形態では、セラミック製のフリット（frit）はシール部１３１と１３２との間の導電性筐体１３０の中に配置されるかもしれない。シール部１３３〜１３４は、緩衝室２と試験される試料との間で導電性を許容するが流体の移動を許容しない接続部を提供する。この接続部を提供するために、シール部１３３〜１３４はセラミック製のフリット（管）を備えたシリコン円板である。そこでは、シール部１３３〜１３４は、塩の橋部を形成するための塩のゲルによって分離される。他の実施形態では、セラミック製のフリットはシール部１３３と１３４との間の導電性筐体１３０内に配置されるかもしれない。緩衝室１は、緩衝室２と軸方向に整合される。本発明の一実施形態では、塩の橋部は２つの緩衝室の間にある。他の実施形態では、緩衝室は近接するかもしれない。
【００２２】
活性化された室の活性化領域１０１が外部の試料に露出したままとなるように、しかし、外部の試料が筐体１３０に入らないように、シール部１３１は筐体１３０の端をシールする。筐体１３０とシール部１３２〜１３３と活性化領域１０４とは、ガラス片１００の活性化領域１０４の周りに第１の緩衝室を形成する。筐体１３０とシール部１３４〜１３５と活性化領域１０８とは、ガラス片１００の活性化領域１０８の周りに第２の緩衝室を形成する。緩衝室は、プローブの長手方向に沿って軸方向に整合される。緩衝室は、一定のｐＨを維持する緩衝溶解液（buffer solution）で満たされる。本発明の一実施形態では、２つの参照室内の緩衝溶解液は、異なるｐＨを有する。例えば、第１の参照室はｐＨ７の緩衝溶解液を有し、第２の参照室はｐＨ５の緩衝溶解液を有する。本発明の他の実施形態では、２つの参照室の緩衝溶解液は同一のｐＨ値を有するかもしれない。本発明の一実施形態では、ガラス片１００は、異なるｐＨ値の幅広い範囲を有する緩衝溶解液を含む対応する複数の緩衝室を備えた複数の活性化領域を有する。複数の緩衝室はまた、同一のｐＨ値を備えた緩衝溶解液を有することもある。同一のｐＨ値を備えた緩衝溶解液を含む異なる緩衝室を有することは、参照室の１つが働かなくなり、即ち、汚染されるときを検知することを回路に可能にする。異なるｐＨ値を備えた異なる緩衝溶解液を含む多数の参照室を有することは、測定ドリフトのための補償を回路に可能にし、そして、試料のｐＨ測定の正確性を増す。
【００２３】
回路１２０は、電気線１４０で導電性筐体１３０に接地される。回路１２０は、電気線１４１でプラグ１５５に結合される。この結果、線１４１とプラグ１５５とを通じて、回路１２０は外部システムに連絡する。
【００２４】
動作において、プローブ１５０の活性化領域１０１は、ｐＨが測定される試料へ浸される。試料が筐体１３０に入ることをシール部１３１が防ぐことに留意されたい。（未知のｐＨを備える）試料は、活性化領域１０１を横切って第１の電圧を生ずるために、活性化領域１０１と相互作用する。この第１の電圧は活性化電圧として参照され、試料の未知のｐＨに対応する。活性化電極１１２は活性化電圧を検知し、活性化電圧を回路１２０に示す。
【００２５】
類似の方法で、（既知のｐＨを備える）第１の緩衝室内の緩衝溶解液は、活性化領域１０４を横切って第２の電圧を生ずるために、活性化領域１０４と相互作用する。この第２の電圧は第１の参照電圧として参照され、第１の緩衝室内の緩衝溶解液の既知のｐＨに対応する。参照電極１１５は参照電圧を検知し、参照電圧を回路１２０に示す。（既知のｐＨを備える）第２の緩衝室内の緩衝溶解液は、活性化領域１０８を横切って第３の電圧を生産するために、活性化領域１０８と相互作用する。この第３の電圧は第２の参照電圧として参照され、第２の緩衝室内の緩衝溶解液の既知のｐＨに対応する。参照電極１１４は参照電圧を検知し、参照電圧を回路１２０に示す。
【００２６】
回路１２０は、試料のｐＨを測定するために、活性化電圧と２つの参照電圧とを処理する。回路１２０は、プラグ１５５に差し込まれる外部システム（不図示）に試料のｐＨを示す。本発明の一実施形態では、試料のｐＨを測定するために、回路は活性化電圧と複数の参照電圧とを処理する。
【００２７】
導電性筐体１３０は、一般に試験中、手で保持される。導電性筐体１３０は、プローブ１５０の内部の構成要素（電極１１２，１１４，１１５と回路１２０）を手の容量から電気的に遮蔽する点に留意されたい。導電性筐体１３０はまた、接地を提供する。導電性筐体１３０は、ステンレス鋼、アルミニウム、又は他の導電性材料であり得る点に留意されたい。本発明の一実施形態では、導電性筐体は、内部の表面が絶縁材料で被覆されるか、又は、内部の表面の内側に配置されたインサートを有し、その導電性筐体を緩衝室１，２と塩の橋部（不図示）とから絶縁する。本発明の一実施形態では、導電性筐体１２０は、導電性部分と非導電性部分とを有する。導電性部分はシール部１３５の真下で始まり、回路１２０を含むプローブの下側部分を覆い、遮蔽する。シール部１３５の真下から始まる上側部分は非導電性材料で作られるか、或いは、非導電性被覆を有する。２つの部品の筐体を使うとき、分離された接地ロッドは、外部の塩の橋部のシール部１２１の中に配置されるかもしれない。
【００２８】
図５は、本発明の一実施形態における特異なｐＨプローブ１５０を示す。温度センサＴ１は、活性化電極１１２近くの温度を検知するために活性化された室に付加された。温度センサＴ２は、参照電極１１５近くの温度を検知するために第１の参照室に付加された。温度センサＴ３は、参照電極１１４近くの温度を検知するために第２の参照室に付加された。本発明のいくつかの実施形態では、各々の参照室は温度センサを有する。他の実施形態では、温度センサを有しない参照室があることもある。温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、シール部１０３〜１１１内に統合されることができた。温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３は、回路１０に結合される。回路は、ｐＨ測定の最中に温度の補償を提供するために、温度センサＴ１，Ｔ２，Ｔ３からの温度情報を処理する。本発明の他の実施形態では、温度センサＴ１は、活性化された室（不図示）の外側に配置され、試料に露出され、試料の温度を検知するために使われるかもしれない。本発明の他の実施形態では、温度センサＴ２，Ｔ３は、緩衝室内に配置されるかもしれない。
【００２９】
図６は、ガラス片１００に対する代替例を示す。明確さのためにいくつかの詳細な点が以前の図面から省略されている点に留意されたい。ガラス片１３７は、ガラス片１００に代わって今やプローブ１５０のために使われる。ガラス片１３７は、活性化領域１０１，１０４，１０８（不図示）と非活性化領域１０２，１０６，１１０（不図示）とを備えるガラス片１００に類似である。ガラス片１００からの変更点は、活性化された室の形状の中にある。活性化領域１０１はガラス片の頂上がもはや半球形状でないが、活性化領域１０４が第１の参照室を形成するのと同じ方法で、ガラス片１３７の壁部で今や形成される。このように、活性化された室は参照室と同じ幾何学を有する。望まれるのであれば非活性化ガラス１６１に代わってシール部が使われるが、非活性化ガラス１６１は活性化された室の頂上で使われる。活性化された室の頂上は、キャップ１６０によって保護されるかもしれない。キャップ１６０は、ガラス片１３７に付着される、ゴム、金属、他のいくつかの保護的な材料であるだろう。
【００３０】
図７は、導電性筐体１３０の変形例を示す。明確さのためにいくつかの詳細な点が以前の図面から省略されている点に留意されたい。ガラス片１３７が使われるが、ガラス片１００も同様に使われることができる。保護を提供するために、筐体１３０はガラス片１３７の活性化された室の上方に今や延伸する。筐体１３０の延伸部は、試料が活性化領域１０１に接触することを未だに許さなければならない。それで、筐体１３０内の開口部は、この目的のために提供されるべきである。試料は、未だに、シール部１３１を通過することを許されるべきではない。
【００３１】
上にて議論されたように、プローブの活性化領域及び非活性化領域は別個に形成され、それから、プローブ収納器を形成するために連結される。活性化されたｐＨ感受性材料は、モールド成型され、引き抜かれ、機械加工されて、空洞の管にされる。本発明の一実施形態において、ｐＨ感受性材料の空洞の棒（hollow rod）又は管、及び、ｐＨ非感受性材料の空洞の棒や管は、複数の区切り（section）に切断される。ｐＨ感受性材料の区切りの端は、ｐＨ非感受性材料の区切りの端に取り付けられる。図８ａは、本発明の一実施形態における管セグメント８７０の断面図である。管セグメント８７０は、ｐＨ非感受性材料８０２の管セクションに取り付けられたｐＨ感受性材料８０１の管セクションを有する。複数の管セグメント８７０は、ｐＨ感受性材料及びｐＨ非感受性材料が交互に来るセクションで管の長さを形成するために、連結されるかもしれない。ガラス片１３７やガラス片１００に類似するガラス片を形成するために、平坦な又は半球形状の端キャップは管の長さの一方の端に取り付けられる。本発明の一実施形態では、管セグメント８７０は、セグメントの端を溶接（welding）又は接着（gluing）で一緒にすることによって、永久に連結される。本発明の他の実施形態では、管セグメント８７０は、各管セグメント間をガラス又はプラスチックのシールリングで連結するかもしれない。管セグメントは、例えば方形等の任意の断面形状を有するかもしれないが、円は好適な実施形態のための断面形状である。
【００３２】
図８ｂは、本発明の一実施形態におけるプローブ収納器８７５の断面図である。プローブ収納器８７５は、プローブ本体とも呼ばれる。プローブ収納器８７５は、２つの管セグメント８７０と端キャップ８７２とシール部８７６とシールリング又はスペーサ８７４とを有する。２つの管セグメント８７０は、２つの管セグメント８７０の間に捉えられたシールリングで連結される。端キャップ８７２は２つの連結された管セグメントの開口された端に取り付けられ、シール部８７６は連結された管セグメントの他方の端に挿入されて軸方向に配置された２つの室をプローブ収納器内に形成する。シールリング８７４と端キャップ８７２とはガラスやプラスチック等で製作され、管セグメント８７０に溶接又は接着される。異なる形状のスペーサリングを使って付加的な室がプローブ収納器８７５に付加されて、複数の室を備えたプローブ収納器が形成される。交互に来るｐＨ感受性材料及びｐＨ非感受性材料を備えプローブ収納器を生成するために使われる管セグメント８７０は、同じ大きさや形状である必要はない。本発明の一実施形態では、プローブ収納器を有する異なる室は、同じ大きさ又は形状を有しない。
【００３３】
本発明の他の実施形態では、管セグメントは、クランピングシステムで一緒に保持されるかもしれない。図８ｃは、本発明の一実施形態における、クランピングシステムで一緒に保持されるプローブ収納器８８５の断面図である。プローブ収納器８８５は、２つの管セグメント８７０と端キャップ８７２と背面板８７７とシールリング又はスペーサ８７４とクランピング棒８７８とナット８８０とを有する。２つの管セグメント８７０は、２つの管セグメント８７０の間に捉えられたシールリング８７４で連結される。端キャップ８７２は、２つの連結された管セグメントの開口された端に配置される。背面板８７７は、端キャップ８７２から２つの連結された管セグメントの反対側の端に配置される。クランピング棒８７８は端キャップ８７２に取り付けられ、プローブ収納器８８５の中央を通って走る。ナット８８０は、クランピング棒８７８に取り付けられ、２つの連結された管セグメント８７０に反して背面板８７７を力で押し、部品を一緒に圧縮し、軸方向に整合された２つの室をプローブ収納器内に形成する。付加的な管セグメント８７０は、プローブ収納器８８５内の室の数を増加させるために付加されて、複数の室を備えたプローブ収納器を形成するかもしれない。本発明のいくつかの実施形態では、流体のしっかりとしたシール部の形成を助けるために、例えばＯリング等のある種類のガスケットが１又は２以上の結合部で使われるかもしれない。
【００３４】
交互に来るｐＨ感受性材料及び非ｐＨ感受性材料を備えプローブ収納器を生成するために使われる管セグメントは、同じ大きさ又は形状である必要はない。図８ｄは、本発明の一実施形態における、異なる大きさの管セグメントを使って生成されたプローブ収納器８９０の断面図である。プローブ収納器８９０は、管セグメント８７０と管セグメント８７１と端キャップ８７２と背面板８７７とシールリング又はスペーサ８７４とクランピング棒８７８とナット８８０と導電性筐体８８２とを有する。シールリング８７４は、管セグメント８７０の端と管セグメント８７１の端との間に捉えられる。端キャップ８７２は連結された管セグメントの一方の端に配置され、背面板８７７は連結された管セグメントの反対側の端に配置される。クランピング棒８７８は端キャップ８７２に取り付けられ、２つの管セグメントの中央を通って走る。ナット８８０はクランピング棒８７８に取り付けられ、背面板８７７に反して動作し、背面板８７７と管セグメント８７０とシールリング８７４と管セグメント８７１と端キャップ８７２とを一緒に押し、軸方向に整合した２つの室をプローブ収納器内に形成する。導電性筐体８８２は、シールリング８７４に取り付けられる。本発明のいくつかの実施形態では、クランピングシステムは導電性筐体（不図示）に統合されるかもしれない。付加的な管セグメント８７０は、プローブ収納器８９０内の室の数を増加させるために付加されて、複数の室を備えたプローブ収納器を形成するかもしれない。本発明のいくつかの実施形態では、流体のしっかりとしたシール部の形成を助けるために、例えばＯリング等のある種類のガスケットが１又は２以上の結合部で使われるかもしれない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態における、特異なｐＨプローブ１５０内で使用されるガラス片１００を示す。
【図２】本発明の一実施形態における、シール部を備えるガラス片１００を示す。
【図３】本発明の一実施形態における、シール部と回路とを備えるガラス片１００を示す。
【図４】本発明の一実施形態における、特異なｐＨプローブ１５０を示す。
【図５】本発明の一実施形態における、温度センサを備える特異なｐＨプローブ１５０を示す。
【図６】本発明の一実施形態における、特異なｐＨプローブ１５０内で使用されるガラス片１３７を示す。
【図７】本発明の他の実施形態における、導電性筐体１３０の変形例を示す。
【図８ａ】本発明の一実施形態における、管セグメント８７０の断面図を示す。
【図８ｂ】本発明の一実施形態における、プローブ収納器８７５の断面図を示す。
【図８ｃ】本発明の一実施形態における、クランピングシステムと一緒に保持されるプローブ収納器８８５の断面図を示す。
【図８ｄ】本発明の一実施形態における、異なる大きさの管セグメント使って生成されるプローブ収納器８９０の断面図を示す。
【図１】
2009531663.tif 000003
【図２】
2009531663.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８ａ】
2009531663.tif 000010
【図８ｂ】
2009531663.tif 000011
【図８ｃ】
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【図８ｄ】
2009531663.tif 000013
【国際調査報告】
2009531663.tif 000014
2009531663.tif 000015