КОМБИНИРОВАННЫЙ ОПТОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ДАТЧИК ОКСИДОВ АЗОТА В ГАЗООБРАЗНЫХ ПРОБАХ

1. Датчик, содержащий:
подложку (14);
соединение ряда ароматических аминов, присоединенное к подложке (14);
систему (42) протока газа, находящуюся в жидкостной связи с подложкой (14); и
оптическую систему (46) обнаружения, выполненную с возможностью обнаруживать оптические изменения соединения ряда ароматических аминов.
2. Датчик по п.1, в котором подложка (14) содержит по меньшей мере один материал, выбранный из группы, состоящей из: целлюлозы, производных целлюлозы, стекла, пластмассы, металлической сетки, цеолитов, частиц кварца, золя-геля и частиц глинозема.
3. Датчик по п.1, в котором подложка (14) содержит пористую мембрану (78) и в котором соединение ряда ароматических аминов внедрено в пористую мембрану (78).
4. Датчик по п.3, в котором пористая мембрана (78) содержит целлюлозную/полиэфирную мембрану, которая включает в себя частицы глинозема.
5. Датчик по п.3, в котором пористая мембрана (78) определяет чувствительную область и в котором ароматический амин удерживается посредством материала пористой мембраны (78).
6. Датчик по п.5, в котором материал содержит полидиметилсилоксан.
7. Датчик по п.1, в котором соединение ряда ароматических аминов содержит по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, состоящей из: ароматических моноаминов, производных ароматических моноаминов, ароматических диаминов, 1,2-диаминобензола, производных ароматических диаминов, нафтилендиаминов и производных нафтилендиаминов.
8. Датчик по п.1, в котором система (42) протока газа содержит входную и выходную трубки.
9. Датчик по п.8, в котором система (42) протока газа содержит фильтр.
10. Датчик по п.1, в котором оптическая система (46) обнаружения содержит источник света и оптический детектор (74).
11. Датчик по п.10, в котором источник света и оптический детектор (74) расположены на одной и той же стороне подложки (14).
12. Датчик по п.10, в котором подложка (14) содержит пористую мембрану (78), и источник света расположен на одной стороне пористой мембраны (78), а оптический детектор (74) расположен на противоположной от источника света стороне пористой мембраны (78).
13. Датчик по п.10, в котором оптическая система (46) обнаружения содержит световод.
14. Датчик по п.10, в котором источник света содержит светодиод (LED).
15. Датчик по п.10, в котором оптический детектор (74) содержит камеру на базе прибора с зарядовой связью (CCD).
16. Датчик по п.10, в котором оптический детектор (74) представляет собой камеру на базе комплементарного металло-оксидного полупроводника (CMOS).
17. Датчик, содержащий:
первый электрод (22), присоединенный к подложке (14);
второй электрод (26), присоединенный к подложке (14) и удаленный от первого электрода (22);
перемычку (30), присоединяющую первый электрод (22) ко второму электроду (26);
электролит, присоединенный к подложке (14);
рабочее вещество детектора, присоединенное к подложке (14), рабочее вещество детектора выполнено с возможностью быть чувствительным к оксидам азота;
противоэлектрод, присоединенный к подложке (14);
электрод (38) сравнения, присоединенный к подложке (14);
систему (42) протока газа, находящуюся в жидкостной связи с подложкой (14); и
электрический детектор (50), присоединенный по меньшей мере к двум электродам из: первого электрода (22), второго электрода (26), противоэлектроду и электроду (38) сравнения, электрический детектор (50) выполнен с возможностью обнаруживать электрическое изменение в перемычке (30).
18. Датчик по п.17, в котором перемычка (30) содержит проводниковый или полупроводниковый материал.
19. Датчик по п.18, в котором проводниковый или полупроводниковый материал содержит один или более материалов, выбранных из группы, состоящей из: оксидов металлов, производных оксидов металлов, полипирролов, производных полипирролов, полианилинов, производных полианилинов, политиофенов, производных политиофенов и поли-3,4-этилендиокситиофена.
20. Датчик по п.17, в котором электролит содержит ионную жидкость или растворитель с низким давлением насыщенных паров, содержащий электролит.
21. Датчик по п.17, в котором рабочее вещество детектора находится на электроде (38) сравнения.
22. Датчик по п.17, в котором рабочее вещество детектора находится в электролите.
23. Датчик по п.17, в котором рабочее вещество детектора содержит один или более материалов, выбранных из группы, состоящей из: ароматических моноаминов, производных ароматических моноаминов, ароматических диаминов, 1,2-диаминобензола, производных ароматических диаминов, нафтилендиаминов, производных нафтилендиаминов, гемопротеинов, гемопептидов, металлофталоцианинов, производных металлофталоцианинов, металлопорфиринов, производных металлопорфиринов, карбаматов двухвалентного железа и производных карбаматов двухвалентного железа.
24. Датчик по п.17, в котором рабочее вещество детектора находится на электроде (38) сравнения и в котором рабочее вещество детектора содержит один или более материалов, выбранных из группы, состоящей из: серебра, ароматических моноаминов, производных ароматических моноаминов, ароматических диаминов, 1,2-диаминобензола, производных ароматических диаминов, нафтилендиаминов, производных нафтилендиаминов, гемопротеинов, гемопептидов, металлофталоцианинов, производных металлофталоцианинов, металлопорфиринов, производных металлопорфиринов, карбаматов двухвалентного железа и производных карбаматов двухвалентного железа.
25. Датчик по п.17, в котором система (42) протока газа содержит входную и выходную трубки.
26. Датчик по п.17, в котором система (42) протока газа содержит фильтр.
27. Датчик по п.17, в котором электрический детектор (50) выполнен с возможностью регулировать и измерять одно или более электрические изменения одного или более присоединенных электродов.
28. Датчик по п.27, в котором электрический детектор (50) присоединен по меньшей мере к первому электроду (22) и в котором электрический детектор (50) выполнен с возможностью создавать малые возмущения потенциала.
29. Датчик по п.27, в котором электрический детектор (50) содержит бипотенциостат.
30. Датчик по п.17, в котором электрический детектор (50) присоединен к первому электроду (22), второму электроду (26) и электроду (38) сравнения и в котором электрический детектор (50) выполнен с возможностью измерять одно или более электрических изменений, выбранных из группы, состоящей из сдвига потенциала, проводимости и электрического тока.
31. Датчик по п.30, в котором рабочее вещество детектора вмешано в электролит и в котором датчик выполнен таким образом, что если один или более оксидов азота будет введен в электролит, то рабочее вещество детектора будет химически реагировать по меньшей мере с одним из одного или более оксидов азота, и одно или более электрические изменения могут быть измерены одновременно с химической реакцией.
32. Датчик по п.30, в котором рабочее вещество детектора находится на электроде (38) сравнения, а датчик выполнен таким образом, что если один или более оксидов азота будут подведены к электроду (38) сравнения, то рабочее вещество детектора будет химически реагировать по меньшей мере с одним из одного или более оксидов азота, и одно или более электрических изменений могут быть измерены одновременно с химической реакцией.
33. Датчик, содержащий:
подложку (14);
соединение ряда ароматических аминов, присоединенное к подложке (14);
первый электрод (22), присоединенный к подложке (14);
второй электрод (26), присоединенный к подложке и удаленный от первого электрода (22);
перемычку (30), присоединяющую первый электрод (22) ко второму электроду (26);
электролит, присоединенный к подложке;
рабочее вещество детектора, присоединенное к подложке, рабочее вещество детектора выполнено с возможностью быть чувствительным к оксидам азота;
противоэлектрод, присоединенный к подложке;
электрод (38) сравнения, присоединенный к подложке;
систему (42) протока газа, находящуюся в жидкостной связи с подложкой;
оптическую систему (46) обнаружения, выполненную с возможностью обнаруживать оптические изменения соединения ряда ароматических аминов; и
электрический детектор, присоединенный по меньшей мере к двум электродам из: первого электрода (22), второго электрода (26), противоэлектрода и электрода (38) сравнения, электрический детектор выполнен с возможностью обнаруживать одно или более электрических изменений в перемычке (30).
34. Способ, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают датчик, содержащий:
подложку (14);
соединение ряда ароматических аминов, присоединенное к подложке (14); и
оптическую систему (46) обнаружения, выполненную с возможностью обнаруживать оптические изменения соединения ряда ароматических аминов;
направляют образец, содержащий по меньшей мере один оксид азота, таким образом, чтобы он находился в жидкостной связи с подложкой (14), с тем чтобы по меньшей мере один оксид азота химически реагировал с соединением ряда ароматических аминов, присоединенным к подложке (14);
обнаруживают продукт химической реакции;
обнаруживают с помощью оптической системы (46) обнаружения оптическое изменение соединения ряда ароматических аминов; и
обнаруживают по меньшей мере один оксид азота по оптическому изменению.
35. Способ по п.34, в котором подложка (14) содержит пористую мембрану (78), соединение ряда ароматических аминов внедрено в пористую мембрану (78), и направление образца содержит этап, на котором направляют образец таким образом, чтобы он находился в жидкостной связи с пористой мембраной (78).
36. Способ по п.35, в котором направление образца содержит этап, в котором направляют образец через пористую мембрану (78).
37. Способ по п.34, в котором оптическая система (46) обнаружения датчика содержит источник света и оптический детектор (74) и в котором обнаружение с помощью оптической системы (46) обнаружения содержит этап, на котором пропускают свет от источника света с одной стороны пористой мембраны (78) через пористую мембрану (78) и с помощью оптического детектора (74) принимают по меньшей мере часть пропущенного света на противоположной стороне пористой мембраны (78).
38. Способ по п.34, в котором оптическая система (46) обнаружения датчика содержит источник света и оптический детектор (74) и в котором обнаружение с помощью оптической системы (46) обнаружения содержит этап, на котором пропускают свет от источника света с одной стороны пористой мембраны (78) таким образом, что по меньшей мере часть света отражается пористой мембраной (78), и с помощью оптического детектора (74) принимают по меньшей мере часть отраженного света на той же самой стороне пористой мембраны.
39. Способ по п.34, в котором оптическая система (46) обнаружения датчика содержит источник света и оптический детектор (74) и в котором оптический детектор (74) выполнен с возможностью принимать свет через световод.
40. Способ, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают датчик, содержащий:
первый электрод (22), присоединенный к подложке (14);
второй электрод (26), присоединенный к подложке (14) и удаленный от первого электрода (22);
перемычку (30), присоединяющую первый электрод (22) ко второму электроду (26);
электролит, присоединенный к подложке (14);
рабочее вещество детектора, присоединенное к подложке (14), рабочее вещество детектора выполнено с возможностью быть чувствительным к оксидам азота;
противоэлектрод, присоединенный к подложке (14);
электрод (38) сравнения, присоединенный к подложке (14); и
электрический детектор, присоединенный по меньшей мере к двум электродам из: первого электрода (22), второго электрода (26), противоэлектрода и электрода (38) сравнения, электрический детектор выполнен с возможностью обнаруживать электрические изменения в перемычке (30);
направляют образец, содержащий по меньшей мере один оксид азота, таким образом, чтобы он находился в жидкостной связи с подложкой (14), с тем чтобы по меньшей мере один оксид азота химически реагировал с рабочим веществом детектора, присоединенным к подложке (14);
обнаруживают продукт химической реакции;
обнаруживают с помощью электрического детектора электрическое изменение перемычки (30); и
обнаруживают по меньшей мере один оксид азота по электрическому изменению.
41. Способ по п.40, в котором рабочее вещество детектора помещено в электролите таким образом, что продукт реакции образуется в электролите.
42. Способ по п.40, в котором рабочее вещество детектора помещено на электроде (38) сравнения таким образом, что продукт реакции образуется на электроде (38) сравнения.
43. Способ, содержащий этапы, на которых:
обеспечивают датчик, содержащий:
подложку (14);
соединение ряда ароматических аминов, присоединенное к подложке (14);
первый электрод (22), присоединенный к подложке (14);
второй электрод (26), присоединенный к подложке (14) и удаленный от первого электрода (22);
перемычку (30), присоединяющую первый электрод (22) ко второму электроду (26);
электролит, присоединенный к подложке (14);
рабочее вещество детектора, присоединенное к подложке (14), рабочее вещество детектора выполнено с возможностью быть чувствительным к оксидам азота;
противоэлектрод, присоединенный к подложке (14);
электрод (38) сравнения, присоединенный к подложке (14);
систему (42) протока газа, находящуюся в жидкостной связи с подложкой (14);
оптическую систему (46) обнаружения, выполненную с возможностью обнаруживать оптические изменения соединения ряда ароматических аминов; и
электрический детектор, присоединенный по меньшей мере к двум электродам из: первого электрода (22), второго электрода (26), противоэлектрода и электрода (38) сравнения, электрический детектор выполнен с возможностью обнаруживать электрические изменения в перемычке (30);
направляют образец, содержащий по меньшей мере один оксид азота, таким образом, чтобы он находился в жидкостной связи с подложкой (14), с тем чтобы по меньшей мере один оксид азота химически реагировал с соединением ряда ароматических аминов и рабочим веществом детектора;
обнаруживают продукт по меньшей мере одной из химических реакций;
обнаруживают с помощью оптической системы (46) обнаружения оптическое изменение соединения ряда ароматических аминов;
обнаруживают с помощью электрического детектора электрическое изменение перемычки (30); и
обнаруживают по меньшей мере один оксид азота по меньшей мере по одному изменению из оптического изменения и электрического изменения.