专利名称：自对准光源和检测器组件的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及吸光度的测量，更具体地，涉及一种在测量吸光度中使用的自对准光源和检测器组件。
背景技术：
用于测量吸光度的仪器广泛地使用于诸如工业、医疗和食品应用领域。这样的仪器通常包括光源和检测器，并且为了一致、可靠的读数，光源和检测器保持适当的对准很重要，尤其是在关键应用中使用仪器时。诸如白炽灯的光源易于烧坏并且需要定期更换，这容易导致光源和检测器之间的不适当对准，尤其是在更小更紧凑的仪器中。如果无法现场更换光源，则不得不从服务中更换或移除仪器并送去修理，这两者都可能是昂贵的并且扰乱工作的。
发明内容
总的来说，本发明的一个目标是提供一种在测量光吸收率中使用的新型的改良的光源和检测器组件。本发明的另一个目标是提供一种具有上述特征的光源和检测器组件，其中该光源和检测器是自对准的。根据本发明，通过提供自对准光源和检测器组件实现这些以及其他目标，其中该自对准光源和检测器组件具有安装在预定、固定位置的传感器支撑件，安装在相对于传感器支撑件的预定、固定位置的光源座，安装在传感器支撑件上的固定的位置的传感器，以及在由彼此接合的配合面所确定的预定位置可拆卸地安装到光源座的灯组件，并且只要当灯组件被安装在底座中时，灯组件就被安置在该预定位置。
图1是根据本发明的自对准光源和检测器组件的一个实施例的分解等轴视图。图2是图1的实施例中的灯组件的俯视图。图3是图1的实施例中的组装的光源的俯视图。图4是组装的光源的放大的、局部的截面图。图5是为了更换灯而拆卸了灯组件的图1实施例的等轴视图。图6是图1的实施例中的安装块及其配套部件的垂直截面图。图7是沿图6中的线7-7的横截面图。图8是沿图6中的线8-8的横截面图。图9示出了带有安装在固定于探头的安装块中的灯座和检测器座的完整探针组件。
具体实施方式
在图1至8中，结合探头12示出了光源和检测器组件11，其中探头12具有附接于基本上呈圆柱形的外壳(未示出)的外部螺纹基座13。安装块16通过安装螺钉17附接到基座13的内表面。该安装块基本上是矩形，带有其直径略小于外壳内壁的直径的弓形弯曲端表面18。轴向延伸的平行钻孔19、20在安装螺钉相对的两侧延伸穿过安装块与基座上对应的钻孔22、23对齐。探头12也可以设计为附接到一次性容器，诸如例如在生物化学处理中一次性使用的具有柔性壁的一次性发酵袋。在这种情况下，螺纹基座13能够附接到一次性容器壁中的固定装置，或者基座13可以设计为焊接在一次性容器的壁上。光源由可拆卸地安装在管状座27中的灯组件沈组成。管座安装在钻孔19中，穿过钻孔22，并从探头12的外端延伸。灯组件包括伸长的管状体观，在其一端的插座31中安装灯四，以及从该插座延伸的引线32，其穿过管状体用于连接探针外壳中的电源。灯座具有管状体34，在其侧壁上具有开口 36朝向该管的末端或外端，以及安装在该管末端部分的镜子37用来引导来自灯的光穿过开口朝向传感器。在图示的实施例中，镜子以45度倾斜于灯座的轴，而来自灯的光以垂直于该轴的方向反射。开口 36可以被透明窗紧密覆盖，该透明窗例如依据测量所使用的波长由石英、蓝宝石或透明塑料制成。灯座的内端紧靠在钻孔19中的径向台肩39，并且由安装块中的定位螺钉42固定在适当位置，其中定位螺钉42被承接在灯座管外壁的键槽或槽口 43中。因此，当管的内端部分插入钻孔紧密接合台肩并且定位螺钉紧固在键槽中时，灯座相对于安装块和探头在轴向和旋转方向上被锁定在预定、固定的位置。灯组件被共轴地插进灯座穿过灯座管的内端，并且具有紧靠管中相应的台肩47 的径向台肩46。灯组件被安装块中的定位螺钉48在灯座中锁定位置，其中定位螺钉48紧固管的外壁。因此，灯组件能够从座中拆卸，然后能够被重新插入并锁定在预定的轴向位置。灯组件的内端部分从座的内端突出，并且能够用于在安置固定螺钉之前在座内旋转灯组件并且安装以最大化光信号。检测器组件包括光检测器或传感元件51以及传感器支撑件52。传感器支撑件具有安装在钻孔21中的伸长的管状体53，穿过钻孔23，并且从探头的外端延伸。支撑管的内端紧靠钻孔21中的径向台肩54，并且被安装块中的定位螺钉56固定位置。定位螺钉被承接在支撑管外壁的键槽或槽口 57中。因此，当管的内端部分插入钻孔紧密接合台肩并且定位螺钉紧固在键槽中时，传感器支撑件相对于安装块、探头和光源在轴向和旋转方向上被锁定在预定、固定的位置。光检测器或传感元件51被安装在支撑管的侧壁上，接近管的末端，直接相对并面向灯座中的开口和镜子，通过引线59从传感元件延伸穿过该管以连接探针外壳内的电路。为了更换灯，如图5所示，从外壳中分离出探头，拆除定位螺钉48，并且从灯座的内端取出灯组件。从插座中移除旧的灯，并在该位置安装新的灯。然后，灯组件被重新插入灯座直到台肩46紧靠台肩47，并且被转动以最大化来自检测器的信号。因此，灯组件被安置于其预定位置并为最佳信号而被定向，向灯组件紧固定位螺钉48以将其所定在适当的位置。灯座和检测器组件的长度使得当安置灯座和传感器支撑件管的内端紧挨安装块钻孔中的台肩并且定位螺钉被紧固在键槽中时，传感元件直接对向灯座中的开口，并且由镜子反射的来自灯的光聚焦在传感元件上。对准是自引导的，并无论是在工厂组装还是在现场提供服务将总是如此。光源和传感器的对准不受更换灯的干扰，因为在更换操作中灯座和传感器组件均不被移动。即使它们中的一个偶然发生了移动，也很容易返回其自对准的位置。本发明具有许多重要特征和优点。光源和检测器是自对准的，并且能够现场更换光源灯而不破坏对准。灯组件独立于灯座和投射镜。为了更换灯，能够容易地拆卸灯组件而不移动固定在安装块和探头的灯座和镜子。灯座和检测器组件的长度是固定的，使得当每个组件被插入安装块时，其位置是受控的，并且这两个组件彼此自动对齐。带有固定在钻孔19中的灯组件和固定在钻孔21中的检测器组件的安装块16构成了易于对准的光学组件。这个组件能够被连接到各种不同种类的探头，只要它们提供带有对应于灯组件的管状座27和检测器组件的管状座53的钻孔的合适基座。图9示出了带有安装在固定于探头12的安装块16中的灯座和检测器座的完整探针组件。探头12的螺纹基座13旋到圆柱探针外壳67上。在这个示例中，传感器组件和检测器组件不从探头12中伸出。而是，探头12包括两个面对的开口，其为从镜子37反射的光束69提供通路。为了保护灯四和传感元件51 免受包含在光束69所穿过的空隙71中的介质的影响，开口被窗61和63密封。窗61和63 可以由任何对由灯四发出的光透明的材料制成。例如，它们可以由石英、石英玻璃、蓝宝石或者透明塑料制成。探头12被连接于容器的容器壁65，容器包含介质，例如用于工业处理的液体或液体混合物。在制药或生物化学处理中，常常使用一次使用的容器，所谓的一次性容器。这些一次性容器通常由在开始制药或生物化学处理之前能够被消毒并且在处理完成之后能够被丢弃的塑料制成。一次性容器可以是刚性或柔性的管或柔性的袋，例如一次性发酵罐。容器壁65可以粘合或焊接到探头12。也可以包括用于承接探头12的固定装置，该固定装置包括，例如，卡口式组装件或者内螺纹。以这种方式，能够与不同的一次性容器多次使用包括安装块16的易于对准的光学组件，其中，安装块16带有固定在钻孔19中的灯组件和固定在钻孔21中的检测器组件 21，一次性容器具有固定在或连接于容器壁65的相应的探头12。但是，昂贵的光学组件能够重复使用。很显然从前述内容中已经提供了一种新型的改良的自对准光源和检测器组件。尽管仅详细描述了某些目前优选的实施例，对于熟悉本领域的人员很显然能够做出某些改变和修改，而不背离由所附权利要求定义的本发明的范围。
权利要求
1.一种自对准光源和检测器组件(11)，包括传感器支撑件(52)，安装在预定、固定的位置，光源座(27)，安装在相对于所述传感器支撑件(5 的预定、固定的位置，传感器(51)，安装在所述传感器支撑件(5 上的固定的位置，以及，灯组件( )，在由彼此接合的配合面所确定的预定位置可拆卸地安装到所述光源座(27)，并且只要当所述灯组件06)被安装在所述光源座(XT)中时，所述灯组件06) 就被安置在所述预定位置。
2.根据权利要求1所述光源和检测器组件(11)，包括镜子(37)，安装在所述光源座(XT)上固定位置，用于当所述灯组件06)被安置在所述预定位置时，朝向所述传感器(51)引导来自所述灯组件06)的光。
3.根据权利要求1或2所述光源和检测器组件(11)，其中，所述传感器支撑件(52)在第一预定、固定位置被安装到安装块(16)，并且所述光源座(XT)在第二预定、固定位置被安装到所述安装块(16)。
4.根据权利要求1至3任何一项所述光源和检测器组件(11)，其中，所述光源座(XT)是管状的，并且所述灯组件06)与所述管状座(XT)共轴地放置。
5.根据权利要求1至4任何一项所述光源和检测器组件(11)，其中，所述灯组件06)和所述光源座(XT)具有轴向面对的环形台肩(39)，其中当所述灯组件06)位于所述预定位置时，所述轴向面对的环形台肩(39)彼此紧靠。
6.根据权利要求3至5任何一项所述光源和检测器组件(11)，所述安装块(16)具有第一和第二(19)基本平行的钻孔，所述钻孔具有轴向面对的内部台肩(39,54),所述传感器支撑件(5 包括具有与所述第一钻孔中的所述环形台肩(54)紧密接合的第一部分的第一支撑管(53)，以及从所述安装块(16)延伸的末端部分，所述光源座(XT)包括具有与所述第二钻孔(19)中的所述环形台肩(39)紧密接合的一个部分的第二支撑管(34)，以及以基本平行于所述第一支撑管(5 的所述末端部分的方向从所述安装块(16)延伸的末端部分，所述传感器(51)面对所述第二支撑管(34)被安装在所述第一支撑管(5 上的固定位置，所述灯组件06)被可拆卸地安装在所述第二支撑管(34)中的预定位置，在所述第二支撑管(34)中，所述灯组件06)的一部分紧密接合于轴向面对的环形台肩06)，其中，所述光源座(XT)还包括在所述第二支撑管(34)侧壁处用于光的开口(36)，以及用于引导来自所述光组件06)的光穿过所述开口(38)至所述传感器(51)的镜子(37)。
7.根据权利要求6所述光源和检测器组件(11)，其中，所述镜子(37)安装在所述第二支撑管(34)的所述末端部分。
8.根据权利要求6或7所述光源和检测器组件(11)，包括定位螺钉G2，56)，螺纹安装在所述安装块(16)中，用于保持所述第一(53)和所述第二(34)支撑管紧密接合于所述第一和所述第二(19)钻孔内的所述环形台肩 (39，M)，并且用于保持所述灯组件06)位于所述第二支撑管中所述预定位置。
9.根据权利要求8所述光源和检测器组件(11)，其中，所述第一(5 和所述第二(34)支撑管具有由所述定位螺钉(42，56)接合的变平区域，以防止所述支撑管(34，5；3)在所述安装块(16)中旋转。
10.根据权利要求6至9任何一项所述光源和检测器组件(11)，其中，为了最大化来自所述传感器(51)的光信号，所述灯组件06)能够在所述第二支撑管(34)中旋转。
11.根据权利要求1至10任何一项所述光源和检测器组件(11)，其中，所述光源座(XT)和所述传感器支撑件(5 被承接在探头(1 的相应的钻孔 (22,23)中，所述探头(1 包括在所述灯组件06)和所述传感器(51)之间提供光束通路 (69)的开口。
12.一种用于在处理介质中光学测量，尤其是吸光度测量，的测量系统，包括 一次性容器，在其中容纳所述处理介质，所述容器包括容器壁(6 ，特别是柔性容器壁，探头(1 置于所述容器中，所述探头(1 包括轴向延伸的平行钻孔02，23)，以及根据权利要求1至10任何一项所述光源和检测器组件(11)，其中所述光源和检测器组件(11)的所述光源座(XT)和所述传感器座(5 延伸穿过所述探头(1 的所述轴向延伸的平行钻孔02 二3)。
13.根据权利要求12所述测量系统，其中，所述探头(1 包括在所述灯组件06)和所述传感器(51)之间提供光速通路 (69)的开口。
14.根据权利要求12或13所述测量系统，其中，所述光源和检测器组件(11)可拆卸地附接于所述探头(12)。
全文摘要
自对准光源和检测器组件，具有安装在预定、固定位置的传感器支撑件，安装在相对于传感器支撑件的预定、固定位置的光源座，安装在传感器支撑件上的固定的位置的传感器，以及在由彼此接合的配合面所确定的预定位置可拆卸地安装到光源座的灯组件，并且只要当灯组件被安装在底座中时，灯组件就被安置在该预定位置。
文档编号G01N21/31GK102269694SQ20111015933
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月7日 优先权日2010年6月7日
发明者吉多·默滕斯, 威廉·H·温, 迈克尔·魏斯 申请人:恩德莱斯和豪瑟尔分析仪表公司