具有可更换盒体和阅读器的传感器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种传感器系统（100），包括具有传感器单元（155、156）的阅读器（150），以及用于可更换盒体（110）的容纳空间（151）。所述盒体（110）通过至少一个接触元件（111）被保持在所述容纳空间（151）中，所述接触元件（111）具有增大的热阻和/或减小尺寸的接触面积。因此能够在所述盒体（110）内实现更均匀的温度分布，从而减小可能对光学测量有不利影响的变形。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可更换盒体和阅读器的传感器系统
本专利技术涉及包括可更换盒体和用于在所述盒体中进行测量的阅读器的传感器系统。此外，其还涉及用于这种传感器系统的盒体。
技术介绍
W02009016533A2公开了一种微电子传感器设备，其用于在载体处进行光学检查，具体而言用于通过受抑内全反射(FTIR)检测载体的接触表面处的磁性粒子。特定的激光器模块用于将在测量期间由载体的热膨胀引起的光学变形最小化。
技术实现思路
本专利技术的目标是改善在可更换盒体中进行的测量的准确性和鲁棒性，尤其是如果所述盒体内的温度可能不同于环境温度。该目标通过根据权利要求1或权利要求2的传感器系统、根据权利要求3的可更换盒体，以及根据权利要求11的用于得以实现。在从属权利要求中公开了优选的实施例。根据其第一个方面，本专利技术涉及用于对样品进行检查的传感器系统，具体而言涉及用于在生物样品中进行测量的传感器系统。所述传感器系统包括两个主要部件，即:-可更换盒体，其具有能够在其中提供样品的“检查区域”，并且具有在那里能够从外侧接触所述盒体的(至少)第一接触区域和第二接触区域。所述盒体优选为具有微流体腔的低成本注射塑模的塑料零件，诸如血液或唾液的样品能够被容纳在所述微流体腔中。由于样品对其的污染，所述盒体通常在一次使用之后被丢弃。-阅读器，其具有能够在检查期间容纳前文提及的盒体的容纳空间，并且具有用于当所述盒体在所述容纳空间中时，在所述盒体的所述检查区域中进行测量的传感器单元。换言之，界定的所述检查区域为或包括所述盒体中这样的区域，当所述盒体在所述容纳空间中时，在所述区域中所述阅读器进行(或能够进行)测量。此外，所述盒体的所述第一接触区域和第二接触区域为这样的区域，当正在所述容纳空间中时，所述盒体在所述第一接触区域和第二接触区域处被所述阅读器接触。所述传感器系统还包括至少一个接触元件，所述盒体通过所述接触元件被支撑在所述容纳空间中(即所述盒体的重量的至少一部分由该元件承载)，并且所述接触元件包括所述第一接触区域或(当所述盒体在所述容纳空间中时)触及所述第一接触区域。所述接触元件可以为其自身的部件，但其通常为所述盒体的或所述阅读器的组分部分。此外，应注意，所述接触元件为涉及所述盒体和所述阅读器的附属部件，即，其体积和/或重量通常小于所述盒体的体积/重量的50%,优选小于其10%。此外，所述传感器系统的上述部件被设计为使得存在通过所述接触元件的第一横截面，该横截面的热阻高于在任意其他(第二)横截面处的热阻，所述任意其他(第二)横截面(i)穿过所述盒体，(ii)包括所述检查区域，并且(iii)将所述第一接触区域与所述第二接触区域分开。由于其较高的热阻，所述第一横截面将在以下被称为“高阻”横截面。所述第二横截面将相应地被称为“低阻”横截面。此外，应注意，所述低阻横截面的热阻涉及这样的状态，在该状态中用样品液体，通常用水基液体填充所述盒体。具体而言，该液体可以为(纯)水。尽管所述“低阻”横截面应仅包括包含所述检查区域的那些横截面，但针对所述接触元件所提及的要求将优选地还保留仅满足条件(i)和(iii)的所有横截面的更大的集合。在本专利技术的上下文中，面积A(这里为高阻横截面或低阻横截面的盒体区域)的“热阻” R被定义为以下等式中的(反)比例常数:P=grad T/R(I)该等式表示当假设恒定温度梯度(grad T)跨过面积A时，通过所考虑的面积A的热流量P (单位:w)。应注意，热阻的值R通常与所考虑面积A的大小成反比。根据第二个方面，本专利技术涉及一种传感器系统，包括:-可更换盒体，其具有能够在其中提供样品的检查区域，并且具有能够在那里接触所述可更换盒体的第一接触区域。-阅读器，其具有用于所述盒体的容纳空间，并且具有用于在所述盒体的所述检查区域中进行测量的传感器单元。 -至少一个接触元件，所述盒体通过所述接触元件被支撑在所述容纳空间中，并且所述接触元件包括或触及所述第一接触区域，其中所述第一接触区域(Cl、C2)的面积小于约200mm2。优选地，该面积小于约IOOmm2,最优选小于约50mm2。根据第二个方面的所述传感器系统优选地可以包括根据本专利技术第一个方面的传感器系统的特征。盒体与阅读器之间小的接触面积实现了如第一传感器系统的设计的模拟效果，即其在所述接触元件中产生高热阻。通过提供带有在阅读器的容纳空间内的盒体的具有高(相对)热阻的接触元件，能够增加测量的鲁棒性和准确度，尤其是在涉及所述盒体内的温度控制的测定中。这是因为，无论何时一定量的热流过所述盒体从而使得其通过所述第一接触区域和第二接触区域两者(它们为所述盒体能够通过它们交换热的主要区域)，在所述接触元件的所述高阻横截面遭遇的热阻都大于在任意其他低阻横截面遭遇的热阻。因此所述接触元件因其高热阻而提供了热交换的瓶颈，其继而造成在所述盒体的剩余部分内更均匀的温度分布。这尤其允许使热应力和变形远离所述盒体的所述检查区域中对测量关键的部分，例如光学表面。由于所述传感器系统的所述盒体和所述阅读器为物理上和商业上的独立项，本专利技术的思想能够被应用于并实现在它们的任一个中。因此，本专利技术还涉及作为独立元件的、用于上文描述种类的传感器系统的可更换盒体，所述盒体包括能够在其中提供样品的检查区域，能够在那里接触所述盒体的第一接触区域和(任选地)第二接触区域，以及至少一个接触元件,所述盒体通过所述接触元件被支撑,并且所述接触元件包括所述第一接触区域。此外，存在穿过所述接触元件的高阻横截面，所述高阻横截面的热阻高于在穿过所述盒体和所述检查区域并将所述接触区域分开的任意其他低阻横截面处的热阻。备选地或额外地，所述第一接触区域的面积小于约200mm2。类似地，本专利技术还涉及用于上文描述种类的传感器系统的阅读器，所述阅读器包括以下部件:-用于盒体的容纳空间。-用于在所述盒体的检查区域中进行测量的传感器单元。-用于在所述容纳空间中支撑所述盒体的至少一个接触元件，其中，所述接触元件(i)具有高阻横截面，所述高阻横截面的热阻高于在穿过所述盒体的所述检查区域的任意其他低阻横截面处的热阻，和/或(ii)包括小于约200_2的盒体与阅读器之间的接触面积。下文中，将描述涉及上文描述的所述传感器系统、所述可更换盒体，和/或所述阅读器的本专利技术的各个优选实施例。第一个实施例涉及针对热阻的优选相对值。穿过所述盒体的任意低阻横截面的热阻应任选地小于所述接触元件中所述高阻横截面的热阻的50%，优选小于10%，还要更优选小于3%，并且最优选小于1%。优选地，所述盒体与所述阅读器之间的所有接触区域均被设计为具有高热阻的“接触元件”(至少所有承载所述盒体的重量的那些区域，并且可以除了旨在进行受控热交换的区域)。在能够如何增加所述接触元件相对于所述盒体的剩余部分的热阻方面存在不同的方式。例如，所述接触元件可以由具有比其余盒体的材料更小热导率的材料制成。然而，为了允许所述盒体具有成本效益地从单一材料生产，优选经由其几何设计实现所述接触元件的增加的热阻。在本专利技术的具体实施例中，所述接触元件因此包括从所述盒体的本体或从所述阅读器延伸的支柱。所述支柱因此表示具有减小的横截面的元件，热必须通过该横截面传输，从而在通过所述立柱的高阻横截面中产生增加的热阻。在对前文提及的实施例的进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.27 EP 11163804.51.一种传感器系统(100),包括: -可更换盒体(0?、110、210)，其具有检查区域化10，并且具有第一接触区域((:1、02)和第二接触区域(C3)，在所述检查区域中能够提供样品，在所述第一接触区域和所述第二接触区域处所述可更换盒体能够被接触； -阅读器(RD、150 )，其具有用于所述盒体(CR、110、210 )的容纳空间(151)，并且具有用于在所述盒体(CR、110、210)的所述检查区域(ER)中进行测量的传感器单元(155、156)； -至少一个接触元件(CE、111、211)，所述盒体(CR、110、210 )通过所述至少一个接触元件被支撑在所述容纳空间(151)中，并且所述至少一个接触元件包括或触及所述第一接触区域(C1、C2)， 其中，存在通过所述接触元件(CE、111、211)的“高阻”横截面(a-a)，所述“高阻”横截面的热阻高于在任意其他“低阻”横截面(b-b)处的热阻，所述“低阻”横截面 (i)穿过所述盒体(CR、110、210)， (ii)包括所述检查区域(ER)，并且 (iii)将所述第一接触区域(Cl、C2)与所述第二接触区域(C3)分开。2.一种传感器系统(100)，特别根据权利要求1，包括: -可更换盒体(CR、110、210)，其具有检查区域(ER)，并且具有第一接触区域(Cl、C2)，在所述检查区域中能够提供样品，在所述第一接触区域处所述可更换盒体能够被接触； -阅读器(RD、150 )，其具有用于所述盒体(CR、110、210 )的容纳空间(151)，并且具有用于在所述盒体(CR、110、210)的所述检查区域(ER)中进行测量的传感器单元(155、156)； -至少一个接触元件(CE、111、211)，所述盒体(CR、110、210 )通过所述至少一个接触元件被支撑在所述容纳空间(151)中，并且所述至少一个接触元件包括或触及所述第一接触区域(C1、C2)，其中，所述第一接触区域(C1、C2)的面积小于约200mm2。3.一种可更换盒体(110、210)，其用于根据权利要求1所述的传感器系统(100)，所述可更换盒体(I 10、210)包括: -检查区域(ER)，在所述检查区域中能够提供样品； -第一接触区域(Cl、C2)和第二接触区域(C3)，在所述第一接触区域和所述第二接触区...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·J·M·比尔林，J·H·尼乌文赫伊斯，P·J·W·范兰卡威尔特，W·梅尔特恩斯，P·祖伊德玛，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：
国别省市：