原位光密度传感器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光学测量装置，且更具体地但不排他地，本发明涉及一种适应于原位 测量光学性质的系统和设备。
【背景技术】
[0002] 光学测量装置用于多种不同应用。光学测量装置包含用以测量或用其它方式确定 光的一个或多个性质(诸如强度、颜色、波长或其它特性)的装置。一种类型的光学测量装置 是光密度传感器。一种类型的光密度传感器是细胞密度传感器，其通过经由溶液向接收器 闪光而操作。溶液的光密度改变传递的光的吸收或散射的量。光接收器输出取决于所接收 的光的强度的信号，所接收的光的强度又取决于溶液已引起的散射或吸收的程度。
[0003] 细胞密度传感器用于生物科技、化学、酿造、酿酒、发酵、制药和其它工业或研究部 门。对于生物科技应用，细胞密度传感器一般用以监测细胞培养基中的活细胞的生长。
[0004] 此类光学测量系统的缺点是其通常需要繁琐的过程来加以使用。所述过程包含在 无菌条件下在连续时间点重复地移除溶液的样本，将该样本施加至测量装置，记录测量并 丢弃样本。此过程增大污染的风险，和来自溶液的样本体积的损耗。
[0005] 本发明的目标是提供一种克服或至少改善上述缺点中的一些或至少向公众提供 有用选择的改进的测量系统。本发明的其它目标从仅作为实例而给出的以下描述可变得显 而易见。
【发明内容】
[0006] 在一个方面，本发明在于一种适应于从环境内进行原位光强度感测的测量装置， 其包括:外壳，其适应于围封控制系统且流体地密封所述控制系统以与所述环境隔绝，所述 外壳具有外壁和在一个或多个位置处流体地连接至所述环境的通道，所述控制系统包括控 制器、光接收器组件和无线数据发射器组件，所述光接收器设置在所述外壳内以从所述通 道接收光且输出指示光强度的一个或多个信号，且其中所述控制系统被配置成从所述光接 收器接收指示光强度的所述一个或多个信号，以及将指示光强度的信号输出至所述无线数 据发射器。
[0007] 在一个实施例中，所述控制系统进一步包括设置在所述外壳内以限定光路径的光 源，所述光路径从所述光源延伸穿过所述通道到所述光接收器。
[0008] 在一个实施例中，多个光学元件设置在所述光路径内且被布置成防止光基本上不 平行于所述光路径行进。
[0009] 在一个实施例中，多个光学元件设置在所述通道内且被布置成防止光入射至所述 通道。
[0010] 在一个实施例中，所述通道在所述外壳的所述外壁上的至少两个位置之间延伸以 限定所述至少两个位置之间的流体流动路径。
[0011] 在一个实施例中，所述通道限定基本上笔直的路径。在另一实施例中，所述通道限 定弯曲路径，包含例如具有's'形状的通道。
[0012] 在一个实施例中，所述通道在至少一个位置处以锐角与所述外壳的所述外壁会 合。
[0013] 在一个实施例中，所述通道适应于接纳含有无线电力传送电子元件的套管。
[0014] 在一个实施例中，所述外壳的所述外壁是基本上球形或至少具有基本上圆形轮 廓。举例来说，所述外壳的所述外壁具有基本上扁球体轮廓，包含扁圆或扁长轮廓。
[0015] 在一个实施例中，所述外壳的所述外壁被成形为在浸没在将要测量光密度的环境 中时促进移动性。
[0016] 在一个实施例中，所述测量装置未系结、固定或紧固至所述环境内的任何一个特 定位置。
[0017] 在一个实施例中，所述控制系统进一步包括温度传感器。在各种实施例中，温度传 感器被定位以便与存在所述装置的所述环境(例如，液体悬浮液)接触。在一个实例中，温度 传感器被定位成紧接所述外壳的所述外壁且被配置成将温度信息提供至控制器。在一个实 例中，温度传感器被定位成紧接所述光接收器且被配置成将温度信息提供至所述控制器。 在另外实例中，温度传感器被定位成紧接所述通道。
[0018] 在一个实施例中，所述测量装置进一步包括可操作以在原位时推进所述装置的推 进机构，所述控制器被进一步配置成输出信号以引起所述推进机构的操作。
[0019] 在一个实施例中，所述测量装置进一步包括可操作以在原位时使所述装置漂浮或 下沉的浮力机构，所述控制器被进一步配置成输出信号以引起所述浮力机构的操作。
[0020] 在一个实施例中，所述控制器被配置成输出信号以引起所述光源的激励。
[0021] 在一个实施例中，所述无线数据发射器被配置成将数据发射至无线数据接收装 置。
[0022] 在一个实施例中，所述控制系统进一步包括无线电力接收器，所述接收器设置在 所述外壳内紧接所述通道以便接收从所述通道内发出的无线电力信号。
[0023] 在一个实施例中，所述通道适应于接纳含有一个或多个无线电力传送组件的套 管。
[0024] 在一个实施例中，所述控制系统进一步包括多个增益设置电阻器，且所述控制器 被配置成改变所述电阻器的配置以影响从所述光接收器输出的动态电压范围和/或所述光 源的强度中的一个或多个。
[0025] 在一个实施例中，所述控制系统进一步包括无线电力接收器，所述接收器设置在 所述外壳内紧接外表面以便接收紧接所述外表面发出的无线电力信号。
[0026]在一个实施例中，所述无线电力接收器被配置成向电源提供所接收的充电电力的 源。
[0027] 在一个实施例中，所述电源被配置成向包含所述控制系统的一个或多个组件的所 述控制系统提供电力。
[0028] 在一个实施例中，所述外壳包括第一和第二壳体区段，所述第一壳体区段具有可 啮合的密封表面，所述密封表面适应于与所述第二壳体区段的可啮合的密封表面耦合且在 啮合时形成围封所述控制系统的基本上气密的壳体。
[0029] 在一个实例中，所述外壳是基本上气密的均质壳体。
[0030] 在一个实施例中，所述外壳进一步包括流体地连接至所述环境的第一孔隙。
[0031] 在一个实施例中，管设置在所述第一孔隙内，且所述管的内部被布置成与所述环 境流体地连接且所述管的外部适应于密封至所述外壳以与所述环境隔绝。
[0032] 在一个实施例中，所述外壳进一步包括两个孔隙，且所述管适应于从所述第一孔 隙延伸至第二孔隙以限定穿过所述外壳的流体路径。
[0033]在一个实施例中，所述管设置在所述光路径内。
[0034] 在一个实施例中，所述管是光学透明材料。
[0035] 在一个实施例中，所述管是基本上圆柱形。
[0036] 在一个实施例中，所述第一和第二壳体区段中的每一者的所述密封表面带螺纹。
[0037] 在一个实施例中，所述第一和第二壳体区段的所述密封表面适应于通过干涉配合 而啮合。
[0038] 在一个实施例中，所述第一和第二壳体区段的所述密封表面适应于围绕〇形环或 密封装置而压缩。
[0039] 在一个实施例中，所述第一和第二壳体区段适应于化学结合或热结合在一起。
[0040] 在另一方面，本发明广泛地在于一种适应于从环境内进行原位光强度感测的测量 装置，其包括外壳，所述外壳适应于围封控制系统且流体地密封所述控制系统以与所述环 境隔绝，所述外壳包括：
[0041] 第一和第二壳体区段，所述第一壳体区段具有可啮合的密封表面，所述密封表面 适应于与所述第二壳体区段的可啮合的密封表面耦合且在啮合时形成围封所述控制系统 的基本上气密的壳体。
[0042] 在一个实施例中，所述外壳进一步包括流体地连接至所述环境的第一孔隙。
[0043] 在一个实施例中，管设置在所述第一孔隙内，所述管适应于将所述环境流体地连 接至所述外壳的内部。
[0044] 在一个实施例中，所述管是光学透明材料。
[0045] 在一个实施例中，所述管是基本上圆柱形。
[0046] 在一个实施例中，所述外壳具有两个孔隙，且所述管适应于从所述第一孔隙延伸 至第二孔隙以限定穿过所述外壳的流体路径。
[0047] 在一个实施例中，所述第一和第二壳体区段的所述密封表面带螺纹。
[0048] 在一个实施例中，所述第一和第二壳体区段的所述密封表面适应于通过干涉配合 而啮合。
[0049] 在一个实施例中，所述第一和第二壳体区段的所述密封表面适应于围绕〇形环而 压缩。
[0050] 在一个实施例中，所述壳体是基本上球形或至少具有基本上圆形轮廓。
[0051 ]在一个实施例中，所述壳体被成形为在浸没在所述环境中时促进移动性。
[0052]在一个实施例中，所述壳体未系结、固定或紧固至所述环境内的任何一个特定位 置。
[0053]在一个实施例中，所述第一和第二壳体区段适应于化学结合或热结合在一起。 [0054] 在另一方面，本发明广泛地在于一种包括适应于从环境内测量光密度的传感器和 数据处理装置的系统，所述传感器包括适应于围封控制系统且流体地密封控制系统以与所 述环境隔绝的外壳，所述外壳具有外壁和在一个或多个位置处流体地连接至所述环境的通 道，所述控制系统包括控制器、光接收器组件和无线数据发射器组件，所述光接收器设置在 所述外壳内以从所述通道接收光且输出指示光强度的一个或多个信号，且其中所述控制系 统被配置成从所述光接收器接收指示光强度的所述一个或多个信号，且将指示光强度的信 号输出至所述无线数据发射器，且其中所述数据处理装置包括被配置成接收由所述无线数 据发射器发射的数据的无线数据接收器。
[0055] 在另一方面，本发明广泛地在于一种包括适应于从环境内测量光密度的传感器装 置和数据处理装置的系统，所述传感器装置包括被配置成将指示光密度测量的信号无线地 发射至所述数据处理装置的无线数据发射器，且所述数据处理装置包括适应于接收指示光 密度测量的信号的接收器。
[0056] 在一个实施例中，所述数据处理装置被配置成将由所述无线数据接收器接收的数 据存储在存储装置上。
[0057]在一个实施例中，所述传感器装置具有板上数据存储单元。举例来说，所述传感器 装置具有板上数据存储单元以例如在网络故障和其它停电的情况下作为支持系统补充或 取代所述数据处理装置以便检索数据。
[0058]在一个实施例中，所述数据处理装置被配置成对所存储的数据计算一个或多个统 计计算。
[0059] 在一个实施例中，所述数据处理装置被配置成确定所述通道内的所述光密度的度 量。
[0060] 在一个实施例中，所述数据处理装置被配置成向显示器显示指示所述通道内的所 述光密度的所述度量的值。
[0061 ]在一个实施例中，所述数据处理装置被配置成存储指示从由所述无线数据接收器 接收数据的时间的数据。
[0062]在一个实施例中，所述数据处理装置被配置成与一个或多个其它数据处理装置进 行接口连接。
[0063] 在一个实施例中，所述数据处理装置包括适应于发射指示将采取的测量的信号的 无线数据发射器，且所述传感器进一步包括适应于接收指示将采取的光密度测量的所述信 号的无线数据接收器。
[0064] 在另一方面，本发明广泛地在于一种包括可操作以从环境内测量光密度的原位光 强度传感器和数据处理装置的测量系统，其中所述数据处理装置包括适应于发射指示将采 取的测量的信号的无线数据发射器，且所述传感器包括适应于接收指示将采取的光密度测 量的所述信号且操作以采取测量的无线数据接收器。
[0065] 在一个实施例中，所述装置被配置成执行以下步骤中的一个或多个:将由无线数 据接收器接收的数据存储在存储装置上，对所述所存储的数据计算一个或多