传感单元以及采用传感单元的恒温装置制造方法
【专利摘要】即使在具有称之为CO2传感器、氧浓度传感器的气氛测定机构(19)的状态，仍可在恒温装置的内部进行基于灭菌气体的灭菌处理，防止培养时的污染。在培养室的内部或附近设置有传感单元(100)，借助气流发生机构(20)将培养室(2)的气氛吸引到内部，由此测定内部气氛。另外，在吸入、排出培养室(2)内部的气氛的流路中，设置高精度的过滤器(23、24)，防止细菌、细胞的流入，并且防止灭菌时的灭菌气体扩散到传感单元(100)的内部。
【专利说明】传感单元以及采用传感单元的恒温装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种将温度、湿度、氧浓度、二氧化碳浓度这样的室内气氛保持一定的
装直。
【背景技术】
[0002]作为保管、培养用于微生物、细胞等的培养、试验的试样的装置，广泛地采用恒温箱。恒温箱包括在接纳试样的培养室中维持温度、湿度、CO2浓度、氧浓度这样的环境条件的机构，特别是在进行培养的场合，培养室内部温度维持在37°c，湿度为90%以上的高湿度状态。为了维持这样的指定的培养环境，恒温箱在室内设置有:温湿度传感器、CO2传感器、氧浓度传感器等的气氛测定机构，并具有控制装置，该控制装置根据这些气氛测定机构检测出的数据，将室内维持在指定的环境。
[0003]在这样的恒温箱中，如果空气中的杂菌、进行培养的细胞、微生物残留于培养室的内部，则在下次培养时，杂菌混入到培养基中导致产生称为混染(contamination)的污染，对培养中的细胞、微生物产生不利影响。于是，在开始培养之前，必须要求称为将目的以外的菌杀死并去除的灭菌作业。
[0004]在过去的恒温箱中，采用通过照射紫外线的灭菌方法、将室内维持在130°C以上的高温环境而将杂菌杀死的干热灭菌的灭菌方法，进行灭菌。但是，由于无法进行充分的灭菌，从灭菌结束到下次的培养开始要求较长时间的问题，故近年将过氧化氢气体、臭氧气体这样的灭菌气体充满于培养室内部，进行灭菌处理的气体灭菌方法开始普及，逐渐采用具有气体灭菌功能的恒温箱。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献I JP特开2004— 267064号公报
【发明内容】
[0008]发明要解决的课题
[0009]气体灭菌方法为使灭菌气体流入培养室内、通过灭菌气体的杀菌力将杂菌杀死的灭菌方法，相对在干热灭菌法中从培养室内的加热开始到回到可培养的室内温度需要的数个小时的灭菌时间，可在比如过氧化氢灭菌中以约I个小时的短时间结束，因此属于从培养结束到下次的培养开始的停止时间可显著地缩短的灭菌方法。
[0010]但是，同样在具有气体灭菌功能的恒温箱中，由于进行气体灭菌，故产生不良状况的情况较多。特别是在过氧化氢气体、臭氧气体这样的具有强氧化性的气体的场合，使设置于培养室内、与培养室连通的流路中的气氛测定机构的检测元件、金属制部件腐蚀，导致无法正确地检测培养中的培养室内气氛。另外，这样的各种气氛测定机构的价格高，如果每次灭菌必须更换，则成本大大增加。
[0011 ] 解决课题用的技术方案[0012]本发明着眼于上述问题，本发明是为了有效地解决该问题而提出的。
[0013]本发明的权利要求1所述的传感单元的特征在于，该传感单元包括:块体，在该块体中形成与培养室连通的内部空间；气流发生机构，该气流发生机构将上述培养室内的气氛从上述培养室，吸引到上述内部空间，排到上述培养室；气氛测定机构，该气氛测定机构测定上述内部空间中的气氛；过滤器，该过滤器设置于上述培养室与上述内部空间之间；加热器，该加热器对经由上述过滤器而吸引的气氛进行加热。
[0014]上述结构的传感单元也可设置于培养室的内部或附近的任意处。另外，由于一旦在使吸引的气氛循环后，排出而返回到培养室的内部，故无法减少培养室内部的压力。另外，作为气流发生机构，可采用各种泵、轴流扇、西洛克风扇等，但是由于吸引培养室内部的高湿度气氛，故最好采用进行了防湿处理的类型。另外，关于过滤器，最好采用具有抵抗湿气的性能的材质的类型。
[0015]发明的效果
[0016]通过采用本发明的传感单元，在设有含有CO2传感器、氧浓度传感器的气氛测定机构的块体中，通过过滤器阻止杂菌的进入，故可将气氛测定机构维持在清洁的状态。于是，在用于灭菌的过氧化氢气体、臭氧气体这样的氧化性强的气体中，不必使气氛测定机构曝露而灭菌也可以。
[0017]另一方面，由于培养室内部和块体内部空间夹持过滤器而分离，故通过气流发生机构，在过滤器的前后产生压力差。由于该压力差，在从培养室内部吸引到块体内部空间中的气氛中，急剧地减压，温度降低。由于该吸引的气氛为高湿度状态，故因该温度变化产生结露，但是在本发明中，块体内部空间通过加热器而加热，可避免结露附着于气氛测定机构上，或对气氛测定机构应测定的湿度产生影响的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为具有传感单元的恒·温箱的剖视图；
[0019]图2为表示传感单元的示意图；
[0020]图3为表示传感单元的第I实施例的分解图；
[0021]图4为表示传感单元的第I实施例的剖视图；
[0022]图5为表示传感单元的第2实施例的剖视图；
[0023]图6为表示传感单元所具有的管的图；
[0024]图7为表示传感单元的第2实施例的剖视图；
[0025]图8为表示传感单元的第2实施例的剖视图。
【具体实施方式】
[0026]下面根据图示的实施例，对本发明的具体内容进行说明。图1为装载作为本发明的一个实施方式的传感单兀100的恒温箱I的剖视图。恒温箱I包括:培养室2 ;内门3 ;装载试样的试样架4 ;吸入、排出内部气氛的传感单元100,该传感单元100具有气体的供给管5和气氛测定机构19，该供给管5在C02、N2的培养中将气体供给到培养室2的内部；供给口 7，该供给口 7在灭菌时将过氧化氢气体、臭氧气体这样的灭菌用的气体供给到培养室2的内部；吸引口 8，该吸引口 8吸引已供给的气体。培养室2为大致长方体，其通过壁2a而形成，该壁2a由铝、不锈钢这样的热传导性、耐腐蚀性优良的部件构成，培养室2在前面上具有开口，在该开口部分设置有内门3，该内门3按照可经由铰链而开闭的方式安装于该壁2a上。内门3按照如果经由密封件10将培养室2的开口关闭，则培养室2内部保持气密状态的方式构成。
[0027]在培养室2的壁2a的外侧设置有外箱11，该外箱11由铁等的金属板材通过弯曲、冲压加工而形成，在前面具有开口，按照与培养室2的相同方向朝向开口，以接纳培养室2的方式设置。在外箱11的开口部周缘端部，朝向培养室2进行弯曲加工。在该外箱11的开口处设置有外门9，该外门9经由铰链以可开闭的方式安装。外门9按照下述方式构成，该方式为，一旦经由密封件12而将外箱11的开口关闭，则外箱11的内部处于气密状态。
[0028]在培养室2的壁2a上紧贴而固定有铜、铝这样的热传导性高的金属的板材，在其更外侧，直接紧贴而固定有电加热器13。此外，按照全部包围安装于这些壁2a上的部件的方式设置隔热件14。通过该电加热器13直接对培养室2的壁2a进行加热，可将培养室2的内部加热到规定的温度。另外，像上述那样，形成下述的结构，其中，在培养室2的壁2a和电加热器13之间，将铜、铝这样的热传导性高的金属作为均热板15而设置于培养室2的外侧壁面上，经由该均热板15对培养室2的壁面进行加热，由此，即使在通过较小面积的电加热器13，仍可将培养室2的壁2a的整体加热到均匀的温度。另外，在本实施例中，采用通过电加热器13直接对壁2a加热的所谓的直接加热方式，但是，采用比如将使经过加热的空气循环的管设置于壁2a上，对内部进行加热的气套方式、水套方式均是充分可能的。
[0029]外门9呈通过与外箱11相同的部件而形成的箱状，在面对培养室2的开口的一侦牝安装有由铝材形成的内侧面板16。在外箱11的内部设置有隔热件14，防止设置于内侧面板16的外箱11 一侧的电加热器13的热量从外门9而泄漏到外部的情况。在与外箱11的开口部分面对的外门9的周缘部，设置有密封件12，在关闭外门9时，该密封件12与形成于外箱11的开口部周缘上 的凸缘状的弯曲部分接触，由此，可将开口部分密封。
[0030]在培养室2的内部，在上下方向而以规定间隔设置多个试样架4，该试样架4装载有进行培养、试验的试样。在培养室2的底面设置有装入蒸馏水的水盘17，该水盘17用于加湿培养室2的内部，可通过设置于底面外侧的电加热器13的热量而加热，将培养室2的内部维持在规定的湿度。
[0031 ] 在培养室2中，具有CO2气体供给管5a和N2气体供给管5b，该CO2气体供给管5a从外部供给纯度99%以上的CO2气体，该N2气体供给管5b供给纯度99%以上的N2气体，从图中未示出的气体供给机构向培养室2的内部，经由各供给管5a、5b供给气体。在CO2气体供给管5a和N2气体供给管5b中，分别具有电磁驱动式的开闭阀6a、6b,通过来自图中未示出的恒温箱控制机构的信号输入来控制开闭阀的开闭动作。另外，对于气体的供给机构，既可将各种气体的发生装置独立于恒温箱I而设置，也可将该发生装置设置于恒温箱I的内部，还可事先将填充有各种气体的泵设置于恒温箱I的外部。
[0032]另外，在培养室2中，具有供给口 7和吸入口 8，在灭菌时，该供给口 7将从图中未示出的过氧化氢发生装置送来的过氧化氢气体供给到培养室2的内部，该吸引口 8用于将培养室2内部的空气排到外部。供给口 7和吸引口 8分别经由管7a、8a与图中未示出的过氧化氢发生装置连通，在相应的管7a、8a上设置有电磁驱动式的开闭阀7b、8b。通过图中未示出的恒温箱控制机构的信号输入，控制其开闭阀7b、8b的开闭动作。另外，供给口 7在灭菌中将过氧化氢气体供给到培养室2，但是，为了在灭菌结束后，将滞留于培养室2内部的过氧化氢气体更早地从培养室2排出，也可供给通过高性能过滤器而过滤掉杂质的清洁空气。
[0033]另外，在培养室2中，设置有温度传感器18，该温度传感器18由热电偶、测温电阻体构成，恒温箱控制机构根据来自温度传感器18的电信号，控制电热加热器13的输出，由此，将培养室2内的温度调整到所需的值。在设置于培养室2的内部的温度传感器18中，通过称为由不锈钢构成的护套的金属保护管，以气密方式保护温度检测部，可耐受在高温、气体气氛中的长期使用。此外，还在设置于培养室2的壁2a的周围的电加热器13中设置分别地测定温度的热电偶，恒温箱控制部分别对各电加热器13进行温度控制，由此，没有培养室2的内部的温度不均匀，可形成均匀的温度环境。另外，比如，通过使加热上述水盘17的电加热器13为高于周围的电加热器13的设定温度，还可在短时间内使培养室2内的湿度上升。另外，为了使培养室2的内部的环境更加均匀，还可设置搅拌培养室2的内部的空气的风扇，但是，在该场合，考虑到进行基于过氧化氢气体的灭菌的情况，最好在风扇的活动部分设置密封件，避免风扇内部的电气部件受到过氧化氢气体的影响的结构。
[0034]还有，在恒温箱I中，具有用于测定培养室2的内部的温度、湿度、CO2浓度、氧浓度的培养室2内部气氛的气氛测定机构19,具有CO2传感器和氧浓度传感器。CO2传感器和氧浓度传感器与恒温箱控制部电连接，该恒温箱控制部根据来自CO2传感器的电信号控制CO2供给管5a的开闭阀6a的动作，根据来自氧浓度传感器的电信号，控制N2供给管5b的开闭阀6b的动作，将培养室2的内部的环境调整到规定的CO2的浓度和氧浓度。另外，对于培养室2内部的氧浓度的调整采用N2 (氮)气的原因，列举有氮占大气的约70%，属于不活泼气体，是稳定状态的气体的原因，可通过供给该氮气，将培养室2内部维持在低氧状态。另外，在本实施方式中，作为气氛测定机构19，具有CO2传感器和氧浓度传感器，但是，在不进行比如低氧环境下的培养的场合，不必要求具有N2供给管5b、开闭阀6b、过氧化氢浓度传感器。
[0035]在这里，在具有CO2传感器、氧浓度传感器的气氛测定机构19中，检测部分设置于培养室2的内部，通过检测元件测定培养室2内部的气氛，但是，如果该检测元件、电子器件和布线部件长时间地曝露于过氧化氢气体气氛或高湿度气氛中，则因氧化、腐蚀无法进行正确的测定，在最差的场合，会引起培养中止的情况。
[0036]于是，在本发明中，在独立于培养室2而形成的块体的内部设置内部空间，其中，设置有气氛测定机构19和气流发生机构20，通过该气流发生机构20，按照吸入、排出培养室2内部的空气的方式产生气流，在该气流的流路中设置气氛测定机构19的检测部32，由此，测定培养室2内部的气氛。另外，培养室2和内部空间隔着过滤器23，在形成于培养室2的壁2a上的开口部分连通(参照图2)。下面对本实施例进行具体说明。
[0037]图3为表示构成本发明的传感单元100的一个实施例的各部件的分解图，图4A为从顶面观看到的剖视图，图4B为从侧面观看到的剖视图。作为传感单元100的组成部件之一的主体组件22为金属制造的、对表面进行了铝处理的具有高的热传导性的铝制的块体。对主体组件22的与培养室2的壁2a接触的面进行平滑地加工，在该平滑地加工的面和壁2a之间设置有密封件24。密封件24为具有大于形成于培养室2的壁2a上的开口周缘的形状的部件，通过该密封件24，主体组件22与培养室2的壁2a之间处于气密接触的状态。
[0038]在主体组件22中，并列地形成从一个面到另一面贯通的两个贯通孔。在这里，一个面为与培养室2的壁2a接触的面，两个贯通孔的开口设置于主体组件22中的通过密封件24而与外部分开的范围内。两个贯通孔分别为吸入通路26和排出通路27。在吸入通路26和排出通路27中的与培养室2面对的面相反一侧的面(主体组件22的另一面)上，隔着密封片25，以气密状态固定有作为气流发生机构20的泵21。另外，本实施例所采用的泵21的吸入口和排出口设置于泵21主体上的一个面上，在该吸入口和排出口的分别相应的位置，形成有两个贯通孔26、27。贯通孔26与泵21的吸入口连通，形成通过泵21的动作而将培养室2内部的空气吸入泵21中的吸入通路26。贯通孔27与泵21的排出口连通，形成通过泵21的动作而将吸入到泵21内部的空气排到培养室2内部的排出通路27。另外，在泵21的吸入口和排出口上分别设置有逆止阀28，防止该泵21所致的吸入、排出的流体的逆流。通过上述结构，相对形成于主体组件22上的吸入通路26和排出通路27的两个流路内部，通过气流发生机构20 (泵21)而吸引培养室2内部的空气，然后按照排到培养室2内部的方式在一个方向流动地形成流路。[0039]本实施例所采用的泵21为下述的结构，其包括分隔泵21的主体内部的空间的隔膜29，通过使该隔膜29进行膨胀、收缩动作改变内部的体积，通过该体积的变化构成吸入、排出外部的空气的结构，作为使隔膜29膨胀、收缩的机构包括双压电晶片振子30。将该双压电晶片振子30粘贴于隔膜29上，通过外加驱动电压，按照一定的频率将双压电晶片振子30和隔膜29弯曲、屈伸，通过该弯曲、屈伸动作改变泵21内部的体积，产生气流。此外，作为产生流过吸入通路26和排出通路27的气流的机构，除了上述机构以外，还可采用比如泵和鼓风机，该泵包括通过电动机的旋转动作，使发挥隔膜29作用的隔膜伸缩动作的隔膜泵，该鼓风机包括轴流风扇、西洛克风扇。其中，由于流过吸入通路26、排出通路27的气流为湿度90%以上的高湿度，故最好选择在高湿度环境下也能使用的类型。通过该结构，本实施例的传感单元100可在不与外部的空气混合的情况下吸入、排出培养室2内部的空气。
[0040]此外，在主体组件22上，按照与吸入通路26垂直的方式形成用于插入气氛测定机构19的传感器孔31。该传感器孔31具有目标的气氛测定机构19可插入的形状和尺寸。气氛测定机构19的检测部32按照向吸入通路26中突出的方式形成。此外，为了防止在吸入通路26中流通的气体流出到传感单元100的外部，或外部的空气流入吸入通路26内的情况，最好在气氛测定机构19和传感器孔31的间隙中设置用于密封的部件，例如密封件、密封环33。
[0041]将气氛测定机构19设置于吸入通路26和泵21之间的目的在于进行接近培养室2的位置的测定。
[0042]还有，在本实施例的传感单元100中，按照覆盖与壁2a接触的面的吸引通路26、排出通路27的方式，经由压板35紧密地安装有过滤器23。构成本实施例的过滤器23按照将由不锈钢316钢材构成的微小纤维加工、烧结而形成的制品切断成适合的尺寸的方式使用。但是，除了烧结金属以外，还可为比如由聚丙烯、聚酯、聚烯烃等的合成纤维形成的制品。另外，过滤器23的过滤精度约为I μ m，构成污染的原因的几乎全部的杂菌、真菌、细胞无法通过该过滤器23，无法流入到传感单元100的内部。于是，即使在将培养室2内部污染的情况下，通过泵21而吸入到传感单元100的内部的培养室2内的空气仍维持在通过过滤器23而过滤的高清洁的状态。另外，由于CO2、氧、水蒸气的分子可贯通流过过滤精度为Iym的过滤器23，故可以良好的精度检测培养室2内部的气氛。另外，也可采用过滤精度为0.1 μ m以下的过滤器23，但是由于过滤器本身的压力损失率也高，故为了确保各种传感器可检测的流量，必须充分地探讨泵、风扇的气流发生机构20的排出压力、流量的性能。
[0043]不但具有上述结构，而且在本发明的传感单元100中，具有用于对主体组件22进行加热的加热器36 (电加热器)。设置该电加热器36的目的在于防止下述的情况，即，在培养室2内部的湿度90%以上的空气吸入到传感单元100的内部时，因过滤器本身的压力损失率，通过过滤器吸引的气氛的压力降低，气氛的温度下降，从温度的降低开始，在传感单元100的内部，特别是过滤器出口的吸入通路26附近结露。为了实现该目的，从吸入通路26侧的过滤器23到气流发生机构20 (泵21)之间的块体内部空间，相对培养室2内部处于负压状态，由此，必须设置电加热器36对应压力的降低。
[0044]如果从培养室2的内部吸引的空气在传感单元100的内部结露，则对传感器检测部32的元件产生不利影响，无法进行正确的检测。另外，空气中的水蒸气量因结露而减少，导致培养室2内的湿度降低。在实施例中，将电加热器36粘贴于主体组件22上，对作为热电传导率高的金属的铝制的主体组件22进行整体加热。由于将培养室内的温度控制在370C，故电加热器36仅仅以已吸引的空气不结露的程度的电流量恒定地持续加热，不需要特别的控制。另外，也可设置电加热器36和测定主体组件22的温度的热电偶(图中未示出)，进行温度的控制。
[0045]另一方面，作为将电加热器36粘贴于主体组件22上的结果，由于对主体组件22的整体进行加热，故还对从气流发生机构20 (泵21)到排出通路27之间的空间进行加热。如果该加热是为了应对压力降低，则可特别地在传感单元100的内部的过滤器出口附近处进行，但是之所以不仅在 该部位也对主体组件22的整体进行加热是因为专门地应对来自主体组件22的放热造成的温度降低导致的结露。
[0046]此外，如果形成下述的结构，其中，通过加热器而对吸入通路26侧的过滤器23的压力降低而造成的结露进行加热，将其消除，并且在到达排出通路27之前，温度的降低受到阻止，则气氛测定机构19既可设置于吸入通路26和泵21之间，也可设置于泵21和排出通路27之间。
[0047]电加热器36和热电偶与恒温箱控制部电连接，可将传感单元100控制在规定的温度。在这里，如果按照从培养室2吸引的空气不结露的程度温度的方式控制传感单元100的温度，则培养室2内部的正确的气氛测定是可能的。另外，还可通过该电加热器36防止过滤器23的结露。如果过滤器23结露，则结露的水分构成障碍，足够的流量无法吸入到传感单元100的内部，其结果是，无法进行正确的检测。另外，传感单元100由隔热部件(图中未示出)包覆。
[0048]传感单元100固定于培养室2的壁2a上。固定方法既可为于传感单元100中开设螺纹孔，从培养室2的内部通过螺栓而固定的方法，也可为在培养室2的壁2a上焊接螺柱、螺母，从培养室2的外侧通过螺栓、螺母而固定的方法。其中，如果考虑培养室2的内部的密封度，则最好为下述的方法，其中，不在培养室2的壁2a上开设贯通孔，而在培养室2的壁2a上焊接螺柱、螺母，从外侧固定。另外，关于将过滤器34和压板35固定于主体组件22上的方法，如果考虑到更换，最好进行螺纹紧固。最好采用螺钉的头没有十字孔、六角孔的六角螺栓。另外，关于在壁2a的何处设置传感单元100方面，没有特别的限制，但是，最好测定所测定的气体的比重、培养室2的内部的气流的状态，确定适合的检测位置。[0049] 根据本实施例，对于造成引起浮游于培养室2的内部的杂菌、胞子这样的污染的原因的因素，由于通过过滤器23阻止向传感单元100的内部的流入，故传感单元100的内部长期维持清洁度。另外，由于通过过滤器23而阻止流入到传感单元100的内部的杂菌、胞子可通过过氧化氢气体等的灭菌气体而杀死，故在下次的培养时，不引起污染。另外，在具有通过灭菌而杀死的杂菌的死体构成新的杂菌的温床的危险场合，在灭菌时，如果更换为新的过滤器23，则杂菌繁殖的可能性是完全没有的。另外，如果在灭菌中停止泵21的对培养室2的内部空间的吸引，则灭菌气体几乎不浸入传感单元100的内部。
[0050]此外，作为其它的实施例也共有的特征，为了测定而暂时吸入的培养室2的内部的空气在通过传感单元100的内部的流路后，返回到原始的培养室2。像这样，通过将已吸入的培养室2的内部的空气还原，由于不降低培养室2的内部压力，故容易维持培养室2内部的稳定的气氛。
[0051]像上述第I实施例那样，通过过滤器23将培养室2和吸入通路26与排出通路27之间分隔，由此，可防止几乎全部的灭菌气体的流通，但是由于在培养室2的内部灭菌气体的分子扩散，故具有通过过滤器23而附着于传感器(气氛测定机构)19的检测部上的情况。为了防止该扩散的分子流入吸入通路26中，在第2实施例的传感单元200中，在传感单元100的传感器19和过滤器23之间具有逆止阀28a (参照图5)。吸入通路26中的设置有传感器的19的传感器孔31和过滤器23之间，设置有按下述方向设置的逆止阀28a，使从培养室2吸入到吸入通路26中的空气的流动通过，但是阻止所排出的空气的流动。
[0052]在这里，在逆止阀28a中设定称为开启压力的压力，即，所通过的流体若没达到规定的压力以上，则即使在正流的情况下，阀体仍不使流体通过的阈值大小的压力。通过设置该开启压力为灭菌气体的扩散的压力以上、并且泵21可吸入的压力以下的逆止阀28a，可吸入培养室2内部的空气，并且防止灭菌气体的扩散造成的向传感单元200内部的浸入。另外，通过将逆止阀28a设置于吸入通路26中的设置传感器19的传感器孔31和过滤器23之间，故不需要设置于:传感单元100的泵21的内部所具有的吸入通路26侧的逆止阀28。另外，由于通过分子的扩散，通过设置于泵21的排出通路27侧的逆止阀28，阻止从贯通孔27而侵入的灭菌气体的浸入，故该灭菌气体不到达传感器19的检测部。
[0053]另外，在本实施例的传感单元200中，也可设置泄压阀、安全阀来代替逆止阀28a。根据需要，可设置下述这样的阀体，其中，考虑通过泵21吸入的压力和通过灭菌气体的扩散而浸入的压力的差，按照通过泵21吸入的气体的压力高于灭菌气体的扩散的压力的方式设定泵21的压力，未通过灭菌气体的扩散而打开，以低于通过泵21吸入的气体的压力而打开。其中，在采用逆止阀28a以外的阀体的场合，在泵21的吸入通路26侧，必须要求逆止阀28。
[0054]此外，在上述实施例的场合，吸入通路26和排出通路27设置于邻接的位置。在该场合，极少地发生从排出通路27排出的空气不在培养室2的内部循环而直接从吸入通路26吸入的现象。如果产生该现象，则仅仅持续测定培养室2的一部分的气氛，而无法正确地测定培养室2整体的气氛。在这里，在上述实施例的传感单元100中，还可通过安装压板38，防止直接吸入已排出的空气的情况(参照图6)，其中，该压板38具有限制吸入和排出的空气的流动的管37。通过设置该管37，可限制吸入和排出的空气的流动，可不直接吸入已排出的空气，将在培养室2的内部大范围地扩散。该管37为可旋转的结构，由此，可调整最佳的吸入、排出方向。
[0055]在上述第1、第2实施例中，公开有于主体组件22中形成吸入通路26和排出通路27的传感单元100、200，在下面，对分别设置用于空气吸入的吸入口、与用于排出的排出口的第3实施例进行具体说明。图7为表示本发明的第3实施例的剖视图。在作为该第3实施例的传感单元300中，分开地设置测定组件39和过滤组件40，该测定组件39接纳CO2浓度、氧浓度的气氛测定机构19，该过滤组件40形成具有过滤器34的吸气口、排出口，测定组件39和各过滤组件40经由接头，通过管而连通。另外，测定组件39和过滤组件40为通过于表面进行铝表面钝化处理的铝制的部件而形成的块体。
[0056]测定组件39与第1、第2实施例相同，形成有吸入通路26和排出通路27。在该两个贯通孔中的与培养室2面对的面相反侧的面上，经由密封片25而以气密状态固定有泵21，用于供气氛测定机构19插入的传感器孔31按照与吸入通路26垂直的方式形成。另外，与第1、第2实施例相同，具有用于加热测定组件39的电加热器36和热电偶。另外，测定组件39在吸入通路26和排出通路27的与设置泵21 —侧相反侧的开口部分，按照安装接头41的方式形成有锥状的螺纹孔，在该两个螺纹孔中分别安装有接头41。测定组件39经由图中未示出的托架固定于恒温箱I的内部。另外，测定组件39按照其整体通过隔热部件14包覆的方式覆盖。
[0057]在过滤组件40中，在中间附近形成贯通孔42，在与培养室2的壁面接触的面相反一侧的开口部分，按照安装有接头41的方式形成锥状的螺纹孔，在该螺纹孔中安装有接头41。贯通孔42的培养室2的壁面侧在本实施例中，按照与安装接头41的螺纹孔相比较直径较大的方式形成。在过滤组件40的培养室2的壁面侧，在贯通孔42的全周，形成稍大于贯通孔42的直径的凹部，在该凹部部分，与第I实施例相同，过滤器34经由压板35而通过螺纹紧固，该过滤器34是对由不锈钢316钢材制成的微小的纤维进行加工、烧结而形成的。过滤器34采用与在第1、第 2实施例中公开的类型相同的类型，但是，也可由比如聚丙烯、聚酯、聚烯烃等的合成纤维形成。另外，由于过滤组件40也与测定组件39相同，与过滤器34通过后的气氛的压力降低造成的结露相对应，故设置电加热器36和热电偶，防止过滤器34和过滤组件40的块体内部空间的结露。
[0058]过滤组件40固定于开口部分上，该开口部分呈向形成于培养室2的壁面上的过滤组件40相对应的形状开口。固定方法既可为在过滤组件40中开设螺纹孔，从培养室2的内部通过螺栓而固定的方法，也可为将螺柱、螺母焊接于培养室2的外侧壁面上，从培养室2的外侧通过螺栓、螺母而固定的方法。此外，在过滤组件40和培养室2的壁面之间设置密封件23，在防止培养室2的内部的空气泄漏到外部的情况的同时，防止来自外部的空气流入培养室2和传感单元300的内部的情况。
[0059]在本实施例的传感单元300中，吸入用和排出用的两个过滤组件40设置于培养室2的壁面上，相应的过滤组件40和测定组件39经由各接头41和管43，以空气可流通的方式连接。通过该结构，通过与吸入培养室2内部的空气的一侧的吸入通路26连接的过滤组件40，培养室2内部的空气在与外部的空气隔绝的状态，吸入到传感单元300的内部，通过与排出已吸入的空气的排出通路27连接的过滤组件40，从一端吸入的空气在与外部的空气隔绝的状态，返回到培养室2内部。
[0060]另外，由于接头41采用不锈钢等的金属制成的类型，故还可抵抗培养室2内部升到高温和将杂菌杀死的干热灭菌。另外，管43也可为金属制、氟树脂、硅制的部件，由此，也可抵抗干热灭菌。还有，通过在管43的外周卷绕片状的电加热器36和隔热件，可防止管43内部的结露，在不必要求电加热器36的场合，也可仅仅卷绕隔热部件。关于泵21，与第1、第2实施例相同，省略其说明。
[0061]通过上述结构，与第1、第2实施例相同，可防止灭菌气体、高湿度气氛导致的传感器的检测元件的腐蚀，即使在反复进行长期的培养、灭菌后的情况下，仍可进行稳定的检测。另外，在本实施例中，由于可将各过滤组件40分别设置于所需的位置，故可将吸入侧和排出侧的过滤组件40设置于最好的位置。另外，由于可将具有不适于高温的泵21和具有CO2传感器、氧浓度传感器的气氛测定机构19的测定组件39设置于与培养室2离开的位置，故还可进行将培养室2的内部维持在高温气氛的干热灭菌处理。另外，如果具有多个吸入侧的过滤组件40，可通过开闭阀切换来自各过滤组件40的管43，则可依次测定相对多个不同的位置的培养室2的内部的气氛，可进行更加正确的内部气氛的测定。
[0062]还有，本实施例也与第I实施例相同，可在测定组件39的气氛测定机构19和过滤器23之间设置逆止阀28a，该逆止阀28a用于确实地阻止过氧化氢气体等的灭菌气体的扩散造成的向测定组件39内部的浸入。图8为具有逆止阀28a的第4实施例的剖视图。在第4实施例的传感组件400中，在将吸入侧的过滤组件40和测定组件39连接的管43上设置逆止阀28a，由于其目的在于防止气氛测定机构19受到灭菌气体的影响，故如果逆止阀28a、泄压阀位于气氛测定机构19和吸入侧的过滤器23之间，则可设置于任何的位置。在该第4实施例中，与第2实施例相同，可利用通过泵21而吸入的压力和灭菌气体的扩散而浸入的压力的差，有选择地控制气体向测定组件39内部的流入。
[0063]再有，在本实施例中，由于过滤组件40和测定组件39是设置于离开的位置的结构，故可容易地在气氛测定机构19和吸入侧的过滤器23之间设置开闭阀。该开闭阀采用具有抵抗灭菌气体的性能的部件而构成的类型。如果在培养时打开该开闭阀，则可吸引而检测培养室2内部的气氛，如 果在灭菌时关闭，则可防止灭菌气体向测定组件39的浸入。该开闭阀既可通过手动方式操作，也可以电气方式开闭。另外，不仅在吸入侧，也在排出侧的流路中设置该开闭阀也是很有可能的。
[0064]依照以上实施例，对本发明进行了说明，但是，本发明并不限于此，除了恒温箱I以外，本发明还可用于比如隔离器、自动细胞培养装置、恒温器、各种细胞检查装置等，充分可能的情况是实现与本实施例相同的效果，对于本领域的技术人员来说，可进行各种的变更、改良、组合等的情况是当然的。
[0065]符号的说明:
[0066]标号100表示传感单元(第I实施例)；
[0067]标号200表示传感单元(第2实施例)；
[0068]标号300表示传感单元(第3实施例)；
[0069]标号400表示传感单元(第4实施例)；
[0070]标号I表不恒温箱；
[0071]标号2表不培养室；
[0072]标号2a表不培养室壁；
[0073]标号3表示内门；[0074]标号4表不架；
[0075]标号5a表示CO2供给管；
[0076]标号5b表示N2供给管；
[0077]标号6a表示CO2供给开闭阀；
[0078]标号6b表不N2供给开闭阀；
[0079]标号7表示供给口 ；
[0080]标号7a表不管；
[0081]标号7b表不开闭阀；
[0082]标号8表不吸引口 ；
[0083]标号8a表不管；
[0084]标号8b表不开闭阀；
[0085]标号9表不外门；
[0086]标号10表示密封件；
[0087]标号11表示外箱；
[0088]标号12表示密封件；
[0089]标号13表示电加热器；
[0090]标号14表示隔热件；
[0091]标号15表示均热板；
[0092]标号16表示内侧面板；
[0093]标号17表示水盘；
[0094]标号18表示温度传感器；
[0095]标号19表示气氛测定机构；
[0096]标号20表示气流发生机构；
[0097]标号21表示泵；
[0098]标号22表示主体组件；
[0099]标号23表示过滤器；
[0100]标号24表示密封件；
[0101]标号25表不片密封件；
[0102]标号26表示吸入通路；
[0103]标号27表示排出通路；
[0104]标号28表示逆止阀；
[0105]标号28a表示逆止阀；
[0106]标号29表不隔膜；
[0107]标号30表示双压电晶片振子；
[0108]标号31表示传感器孔；
[0109]标号32表示检测部；
[0110]标号33表示密封环；
[0111]标号34表示过滤器；
[0112]标号35表不压板；[0113]标号36表示电加热器；
[0114]标号37表示管；
[0115]标号38表不压板；
[0116]标号39表示测定组件；
[0117]标号40表示过滤组件；
[0118]标号41表不接头；[0119]标号42表示贯通孔；
[0120]标号43表示管。
【权利要求】
1.一种传感单元,其特征在于,该传感单元包括: 块体，在该块体中形成与培养室连通的内部空间； 气流发生机构，该气流发生机构将上述培养室内的气氛从上述培养室吸引到上述内部空间，排到上述培养室； 气氛测定机构，该气氛测定机构测定吸引到上述内部空间中的气氛； 过滤器，该过滤器设置于上述培养室与上述内部空间之间； 加热器，该加热器对经由上述过滤器而吸引的气氛进行加热。
2.根据权利要求1所述的传感单元，其特征在于，上述气流发生机构为具有吸入口和排出口的泵； 并且，在上述块体中，具有作为内部空间而设置的吸入通路和排出通路，该吸入通路流通通过上述气流发生机构而吸入的气氛，该排出通路通过上述气流发生机构将已吸入的上述气氛返回到上述培养室内部； 吸入通路和排出通路分别与上述气流发生机构的吸入口和排出口连接。
3.根据权利要求2所述的传感单元，其特征在于，上述气氛测定机构设置于上述吸入通路中。
4.根据权利要求1所述的传感单元，其特征在于，上述过滤器由烧结金属构成。
5.根据权利要求3所述的传感单元，其特征在于，上述加热器对上述吸入通路中的气氛进行加热。
6.根据权利要求3所述的传感单元，其特征在于，在设置于上述吸入通路侧的上述过滤器与上述气氛测定机构之间设置有逆止阀，该逆止阀具有上述泵能够吸引的压力以下的开启压力。
7.根据权利要求2所述的传感单元，其特征在于，上述块体由金属制成，并列地具有从一个面贯通到另一个面的两个贯通孔，其中一个贯通孔为吸入通路，另一个贯通孔为排出通路，上述加热器对金属制的上述块体进行加热。
8.一种恒温装置，该恒温装置包括: 培养室； 块体 ，在该块体中，形成与上述培养室连通的内部空间； 气流发生机构，该气流发生机构将上述培养室内的气氛从上述培养室吸引到上述内部空间，排到上述培养室； 气氛测定机构，该气氛测定机构测定上述块体的内部空间的气氛； 过滤器，该过滤器设置于上述培养室与上述内部空间之间； 加热器，该加热器对经由上述过滤器而吸引的气氛进行加热。
【文档编号】C12M1/38GK103597067SQ201280027856
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年6月11日 优先权日:2011年6月14日
【发明者】山下诚司, 三和田知典 申请人:日商乐华股份有限公司