3725451774

Rozdział 18

b)

elektroda

Ag/AgCI

\

membrana

optyczna

Rys. 5. Typy czujników umieszczane w implantach głowicy pomiarowej.

Na rysunku 5 przedstawiono sposób montowania miniaturowego czujnika półprzewodnikowego typu ISFET z tylnim wyprowadzeniem kontaktów elektrycznych. Elastyczne (sprężynujące) końcówki kontaktów elektrycznych zapewniają dobre połączenie pomiędzy strukturą czujnika a systemem pomiarowym. Ta sama wtyczka może być użyta do podłączenia miniaturowych stałych elektrod (SSE) wykonanych w technologii krzemowej [9-10] lub nowych, miniaturowych elektrod stałych, wykonanych z wykorzystaniem laminatu szklano-epoksydowego [26]. Sama wtyczka została wykorzystana do opracowania konstrukcji miniaturowej elektrody jonoselektywnej [27] (patrz rys. 5 b) poprzez naniesienie jonoselektywnej membrany bezpośrednio na końcówkę wtyczki. Z kolei we wtyczce dla czujników optycznych elektryczne przewody zamieniono na wiązkę światłowodów, na której końcówkę naniesiono odpowiednią membranę jako łącznik chemooptyczny (rysunek 5 c). Wykorzystano rozgałęziającą się wiązkę światłowodów wielomodowych: jedna część włókien była połączona ze źródłem światła a druga z fotodetektorem.

Wstępne testy głowicy [25] udowodniły jej użyteczność do testów i pomiarów z wykorzystaniem czujników. Głowica umożliwia pomiary z wykorzystaniem różnych typów czujników chemicznych przy zmianie jedynie wtyczki podłączeniowej. Właściwa konfiguracja kanałów doprowadzających próbkę przeciwdziała powstawaniu pęcherzyków gazu w kanałach, a tym samym eliminuje możliwość zakłóceń pomiarowych wywołanych ich obecnością w komorze czujnika. Pompowana próbka jest dzielona równomiernie pomiędzy poszczególne kanały, co jest efektem symetrycznej konfiguracji kanałów w głowicy. Taka konfiguracja zapewnia również, iż próbka kontaktującą się z danym czujnikiem nie może być zanieczyszczona składnikiem z innej komory czujnikowej. Chociaż normalną pozycją pracy głowicy jest położenie horyzontalne, to nawet znaczne jej przechylenie nie powoduje istotnych zmian w natężeniu przepływu próbki w kanałach. Centralne położenie elektrody odniesienia zapewnia identyczne warunki pomiarowe dla zamontowanych czujników potencjometrycznych a tym samym pozwala porównać ich parametry bezpośrednio. Opracowana głowica jest konstrukcją pozwalającą montować różne typy miniaturowych czujników chemicznych a schemat układu pomiarowego z wieloczujnikową głowicą przepływową przedstawiono na rysunku 6.