具有多个检测通道的荧光计的制作方法_5

文档序号:9422400阅读:来源:国知局
实例中,传感器能够具有附加的一行或多行光学窗口。例如,光学传感器 300可以包括两行、三行或多行垂直堆叠(即在图4指示的Z方向)的光学窗口,其中每行 中的光学窗口都共面(即在图4指示的X-Y平面中共面)。在一个实例中,光学传感器300 包括三行光学窗口,每行都包括一个光学发射器和三个光学检测器。作为另一个实例,光学 传感器300包括两行光学窗口,每行都包括两个光学发射器和两个光学检测器。增加传感 器300中光学发射器和/或光学检测器的数量能够增加发射到流经流体通道314的流体中 和/或从其中检测的光的波长数量。
[0076] 图4还展示了温度传感器336。温度传感器336被放置在容纳光学检测器358的 光罩302的公共容器335之内。温度传感器336延伸穿过容器的底部,使得传感器接触流 经光学传感器的流体以感测流体的温度。在该实例中,温度传感器336形成在电路板339 上,它是包含光学检测器358的同一块电路板。也就是,单一电路板包含了与光学传感器同 样的电子器件用于温度传感器。对使得光学传感器更紧凑,这样的配置可能是有用的。
[0077] 在一些实例中,传感器300包括附加的非光学传感器组件,比如pH值传感器、电导 率传感器和流动传感器。在使用时,每个非光学传感器都可以与被放置在外壳的公共容器 之内传感器的若干光学发射器(如用于光学发射器之一的电子器件)和/或若干光学检测 器(如用于光学检测器的电子器件)之一形成在公共电路板上。例如,PH值传感器的电子 组件可以与一个光学检测器形成在同一电路板上,电导率传感器的电子组件可以与不同光 学检测器形成在同一电路板上,而温度传感器336的电子组件可以形成在另一个光学检测 器的电路板339上。每个传感器都可以经由光外壳102的各个井(well)的底延伸(如正 如图4的温度传感器336所示),以接触流经传感器的流体。在使用时,流动传感器还可以 与若干光学发射器/若干光学检测器之一形成在同一电路板上。作为实例,差分压力流动 传感器的电子组件可以与若干光学发射器/若干光学检测器之一形成在同一电路板上,以 使位于区域337中的流动传感器测量出口 312附近的流动。
[0078] 图5是沿着图4指示的A-A线所取得的传感器300的剖面展示。图3至图5中的 传感器300的同样组件再次由同样的附图标记标识。正如这个实例所示,光学发射器350 被放置在第一光学窗口 324之后(如居中),而第一光学检测器352被放置在第二光学窗口 326之后(如居中)。第一光学检测器352被放置在光学分析区314的对侧,例如,使得从 光学发射器350发射以直线或基本直线方向行进的并经由光学分析区中流体传输的光由 第一光学检测器收到。在一些实例中,第一光学检测器352被放置在光学分析区314的对 侦牝使得位于光学窗口 324、326、328和330的公共平面(如图4和图5指示的公共X-Y平 面)中并且延伸经过第一光学窗口 324的几何中心的轴380横跨光学分析区314与第二光 学窗口 326相交。例如,延伸经过第一光学窗口 324的几何中心的轴380可以与位于光学 窗口 324、326、328和330的公共平面上的并且延伸经过第二光学窗口 326的几何中心的轴 382相交。在这样的配置中,第二光学窗口 326可以定位为横跨光学分析区314在第一光 学窗口 324的正对面。在其他实例中,正如以下关于图6更详细地介绍,第二光学窗口 326 可以定位为横跨光学分析区314在第一光学窗口 324的对面,但是可以偏离第一光学窗口 (如在图5指示的正的或负的Y方向上)。
[0079] 在图5实例中,传感器300还包括放置在第三光学窗口 328之后(如居中)的第 二光学检测器356,以及放置在第四光学窗口 330之后(如居中)的第三光学检测器358。 第二光学检测器356被放置在关于光学发射器350的近似90度角处,如使得从光学发射器 350发射的以直线或基本直线方向行进的光必须以基本正交的方向散射,并且传输透过光 学分析区中的流体,以便由第二光学检测器收到。第三光学检测器358被放置为横跨光学 分析区314与第二光学检测器356相对。第三光学检测器358也被放置在关于光学发射器 350的近似90度角处,如使得从光学发射器350发射的以直线或基本直线方向行进的光必 须以基本正交的方向散射,并且经由光学分析区中的流体传输,以便由第三光学检测器收 到。
[0080] 在一些实例中,第二光学检测器356被放置在关于光学发射器350的近似90度角 处,使得在光学窗口 324、326、328和330的公共平面(如图4和图5上指示的公共X-Y平 面)中并且经由第三光学窗口 328的几何中心延伸的轴384以近似90度角(如范围从60 度到120度的角)与轴380相交。第三光学检测器358可以被放置在关于光学发射器350 的近似90度角处,使得在光学窗口 324、326、328、330的公共平面(如图4和图5上指示 的公共X-Y平面)中并且经由第四光学窗口 330的几何中心延伸的轴386以近似90度角 (如范围从60度到120度的角)与轴380相交。在不同实例中,轴384和轴386可以彼此 相交,使得第三光学窗口可以位于第四光学窗口的正对面,或者轴384和轴386可以彼此偏 离(如在图5指示的正的或负的X方向上),使得第三光学窗口偏离第四光学窗口。以相对 于第一光学窗口 324 (以及位于窗口之后的对应光学发射器)某角度放置第三光学窗口 328 和第四光学窗口 330 (以及位于光学窗口之后的对应检测器),对限制由检测器接收的光量 可能是有用的。如果检测器接收太多光,检测器可能变得饱和并停止提供有用的分析信息。 [0081 ] 当传感器300按图5中的展示安排时,光学发射器350和光学检测器352、356、358 的每一个都可以关于光学分析区314居中,以便朝向光学分析区的几何中心发射光并从其 接收光。这样的配置对于提供在传感器300操作期间把光引入其中和接收光的光检测中心 区可能是有用的。不过在其他实例中,光学发射器350和光学检测器352、356、358的一个 或多个可以偏离光学分析区314,使得不朝向光学分析区的中心发射光以及/或者从其接 收光,而是向光学分析区的偏离中心处发射光和/或从其接收光。
[0082] 申请人已经发现,在一些实例中,移动光学发射器使得发射器把光引入光学分析 区的壁附近而不是光学分析区的中心,能够增加被放置为接收来自光学分析区的光的光学 检测器所检测出的光量,以及从而从其中产生的信号强度。例如,在把光学发射器偏离以把 光引入光学分析区的壁附近而不是光学分析区的中心时,被放置为从光学分析区接收光的 光学检测器所产生的信号强度可以增强到近似2倍至近似5倍。由于许多原因,提高的信 号强度可能是有用的。作为一个实例,在服务期间光学传感器上堆积了污垢的应用中,产生 更强信号的能力能够延长光学传感器在清洁与维护之间可以保持服务的时间长度。
[0083] 在不希望被任何具体理论限制的情况下,据信与假设把光学发射器放置为把光引 入光学分析区的中心相比,相对于光学分析区的中心使光学发射器偏离可以降低在光学分 析区中被反射的光量(如由于流体样本的浊度以及/或者光学分析区内外表面的反射)。 这转而又能够提高由围绕光学分析区的一个或多个光学检测器所产生的信号强度。
[0084] 图6是传感器300的替代配置的剖面图,其中光学发射器已经相对于光学分析区 的中心偏离。图3至图6中的传感器300的同样部件由同样的附图标记标识。例如,图6 的传感器300被展不为包括光学发射器350、第一光学检测器352、第二光学检测器356和 第三光学检测器358。光学发射器350被放置在第一光学窗口 324之后;第一光学检测器 352被放置在第二光学窗口 326之后;第二光学检测器356被放置在第三光学窗口 328之 后;第三光学检测器358被放置在第四光学窗口 330之后。光学窗口 324、326、328、330的 每一个都面向光学分析区314,以把光引入到在光学分析区中出现的流体样本之中并且从 其接收光。另外,图6中的传感器300包括位于光学发射器/检测器与光学窗口 324、326、 328、330之间的光学滤光器225 (图2)。在其他实例中,传感器300可以不包括光学滤光器 或者可以具有不同数量或布局的光学滤光器。
[0085] 与图5中的光学传感器300配置对照,在图6的实例配置中,第一光学窗口 324 (如 光学发射器窗口)相对于光学分析区314的中心偏离。具体地说,第一光学窗口 324的位 置比第三光学窗口 328 (如第二光学检测器窗口)更接近第四光学窗口 330 (如第三光学检 测器窗口)。在操作时,由光学发射器350发射并经过第一光学窗口 324的几何中心在直线 方向上行进的光可能未被引入到光学分析区314的几何中心,也未与其相交。相反,与如果 把光引入光学分析区的中心相比,通过使光发射窗口 324偏离可以把光引向更接近光学分 析区314的壁。
[0086] 例如,在图6中,光学分析区314界定了几何中心388。几何中心388可以是围绕 光学分析区边界周边的全部点的算术平均位置。例如,在光学分析区314是圆管时,几何中 心388可以是该圆内部中与圆周上全部点等距的点。通过使第一光学窗口 324相对于几何 中心388偏离,经过光学分析窗口发射的光可以不聚集在光学分析区的几何中心。相反,光 可以聚集在光学分析区314的几何中心388与划定光学分析区边界的壁之间的位置。
[0087] 在图6的实例中,光学分析区314被展示为界定了内径390和外径392的流体管 (如玻璃管、石英管、蓝宝石管),其中内径由该管的壁厚与外径分离。光学窗口 324、326、 328和330被放置在流体管的外表面附近,并且在一些实例中与其接触。此外,在图6中, 光学窗口 324、326、328和330是球透镜,具有的直径大于流体管的内径390。对于传感器 300,光学窗口 324、326、328和330以及光学分析区314的其他配置是可能的。
[0088] 光学发射器350和/或第一光学窗口 324能够以各种各样的不同方式相对于光学 分析区314的几何中心偏离。在图6的实例中,光学发射器350和第一光学窗口 324相对 于第二光学窗口 326在负Y方向上移动,使得从第一光学窗口的几何中心直线行进的光被 引导为相比于接近第二光学检测器356,更接近第三光学检测器358。在其他实例中,光学 发射器350和第一光学窗口 324可以相对于第二光学窗口 326在正Y方向上移动,使得从 第一光学窗口的几何中心直线行进的光被引引导为相比于接近第三光学检测器358,更接 近第二光学检测器356。
[0089] 在一些实例中,光学发射器350和/或第一光学窗口 324被定位为使得位于光 学窗口 324、326、328、330的公共平面中并且延伸经过第一光学窗口 324的几何中心的轴 380 (图5)不与位于光学窗口 324、326、328、330的公共平面中并且延伸经过第二光学窗口 326的几何中心的轴382相交。虽然第一光学窗口 324相对于几何中心388偏离的距离可 以变化,如根据光学窗口的尺寸和传感器的配置,但是在一些实例中,第一光学窗口的几何 中心从几何中心388偏离(如在图6上指示的正或负Y方向上)范围从近似0.5毫米到 近似10毫米的距离,比如范围从近似1毫米到近似3毫米的距离。放置第一光学窗口 324 使得由光学发射器350发射的光被引向光学分析区314的壁附近,可以提高由光学检测器 352、356、358产生的信号强度。
[0090] 由光学检测器352、
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1