专利名称：可潜入流体的感测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可潜入流体的感测装置，并且更具体地，本发明涉及这样一种装置，即，所述装置具有设置在不透流体的壳体内的感测结构和位于该不透流体的壳体的外侧的外部结构，所述外部结构包括流体样本流过的通路。
背景技术：
流式细胞术是一种对悬浮在流体流中的微观颗粒进行表征和量化的处理。可潜入流体的流式细胞计已知包括不透流体的壳体，所述不透流体的壳体具有内室，所述内室包含有检测器、光源和流动池，待分析的流体流运动通过所述流动池。来自光源的光穿过流体流并且被检测器接收以用于流体内颗粒的表征和量化。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种可潜入流体的感测装置，其包括不透流体的壳体，所述不透流体的壳体限定内室并且包括窗结构；感测结构，所述感测结构设置在内室中；光提供设备，所述光提供设备在内室中，所述光提供设备发射光，所述光能够穿过窗结构，从而离开壳体；和外部结构，所述外部结构联接到壳体并且位于壳体内室的外侧，所述外部结构包括流体流过的通路和一个或多个光学元件，所述一个或多个光学元件用于导致来自壳体的光穿过通路并且朝向感测结构重新进入壳体。光提供设备可以包括一个或多个激光光源、UV光源和背光源。感测结构可以包括光学分析和成像设备。外部结构可以包括主要元件，所述主要元件包括一个或多个光学元件；和流动池，所述流动池限定通路。主要元件可以包括棱镜，所述棱镜包括一个或多个光学元件，所述一个或多个光学元件通过棱镜上的第一镜面和第二镜面限定以沿着期望的路径反射光， 以便使光穿过包含通路的流动池并且继而重新进入壳体。流动池可以包括与主要元件分离的透明本体。通路可以具有纵向轴线，所述纵向轴线与穿过通路的流体流动路径基本平行； 和横截面面积，所述横截面面积基本横过纵向轴线，所述横截面面积的尺寸设定成使得流过通路的大致所有流体通过感测结构分析。通路的横截面面积优选地基本上匹配限定感测结构的光学分析和成像设备的视场和焦深。根据本发明的第二方面，提供一种可潜入流体的感测装置，其包括不透流体的壳体，所述不透流体的壳体限定内室并且包括窗结构；感测结构，所述感测结构设置在内室中；光提供设备，所述光提供设备在内室中，所述光提供设备发射光，所述光能够穿过窗结构，从而离开壳体；和样本提供结构，所述样本提供结构联接到壳体并且位于壳体内室的外侧，所述样本提供结构包括流体流过的通路。通路可以具有纵向轴线，所述纵向轴线与穿过通路的流体流动路径基本平行；和横截面面积，所述横截面面积基本横过纵向轴线。来自壳体的光离开壳体，穿过包括通路的样本提供结构，并且朝向感测结构重新进入壳体。所述横截面面积的尺寸可以设定成使得流过通路的大致所有流体通过感测结构分析。样本提供结构可以包括主要元件，所述主要元件包括至少一个光学元件；和流动池，所述流动池限定通路。主要元件可以包括第一镜面和第二镜面以沿着期望的路径反射光，以便使光穿过流动池并且继而重新进入壳体。流动池可以包括与主要元件分离的透明本体并且具有延伸穿过该流动池的通路。窗结构可以由单块的材料形成。该感测装置还可以包括压力补偿第二壳体，所述压力补偿第二壳体具有电子部件，所述第二壳体可与样本提供结构分离，以便可以在不打开第二壳体的情况下维护样本提供结构中的流动池。第二壳体可以容纳介电液体，并且样本提供结构可以容纳水，所述水可以是蒸馏水。该感测装置还可以包括在不透流体的壳体的内室中的对焦机构，用于使感测结构相对于样本提供结构的通路运动。
图1和图2是根据本发明构造的可潜入流体的感测装置的侧视图；图3是图1和2中所示的感测装置的剖视图；图4是示出联接到感测装置的第一壳体的外部光学和样本提供结构的剖视图；图5和6是联接到第一壳体的外部光学和样本提供结构的透视图；图7是图1和2中所示的感测装置的第二壳体和第三壳体的透视图；图8是入口筛网组件的剖视图；图9是根据本发明构造的包括对焦机构在内的可潜入流体的感测装置的一部分的侧视图；图10是图9中所示的可潜入流体的感测装置的所述部分的正视图；图11是图9中所示的可潜入流体的感测装置的所述部分的俯视图；图12是图9中所示的包括对焦机构在内的感测装置的剖视图；和图13是示出联接到图12中所示的感测装置的第一壳体的外部光学和样本提供结构的剖视图。
具体实施例方式图1至3中示出根据本发明构造的可潜入流体的感测装置10。装置10意图在水下使用，例如在海洋中使用，以实现对悬浮在穿过装置10的流体流中的微观颗粒表征和量化的流式细胞术处理。感测装置10包括第一不透流体的壳体12，其具有用空气填充的内室12A ；压力补偿的第二壳体14，其具有内室14A，所述内室14A优选地用介电液体填充，介电液体例如是诸如液压油或矿物油的油；和压力补偿的第三壳体16，其具有内室16A，所述内室16A用具有折射率的液体(例如，具有折射率=1. 333的水)填充，所述折射率近似地匹配玻璃的折射率(具有折射率=1.515的硼硅玻璃)，参见图3。第二壳体14经由螺栓14B联接到第三壳体16，参见图3，并且第三壳体16经由螺栓16B联接到第一壳体12，参见图1至3。 第一壳体12相对于第二壳体14和第三壳体16密封。注意到，第二壳体14的内室14A优选地容纳介电液体，这是由于第二壳体14的内室14A包含电子部件，所述电子部件在使用除了介电液体以外的流体的情况下会被破坏， 例如如果使用导电液体，则电子部件的电路会被短路。另外，第三壳体16的内室16A优选地容纳蒸馏水，而不是容纳例如油，这是由于油发出荧光，该现象会另外干扰由感测设备30 进行的测量，本文将更加详细地说明。室16A优选地容纳蒸馏水，这是因为蒸馏水近似地匹配玻璃的光学指数，蒸馏水不发出荧光，并且蒸馏水抑制生物/微生物的生长。注意到，普通的(未蒸馏的)水满足这些要求中的两条要求，但是不会抑制生物/微生物的生长。然而，对生物/微生物的生长的抑制可以经由其它方法实现，例如通过将漂白剂、乙醇或其它生物杀灭剂添加到普通的水。其它的机构，例如将含有生物杀灭剂的固体基质添加到普通的水的机构、对普通的水高压灭菌的机构、或者用铜涂覆室16A的内表面的机构也可以在不添加液体生物杀灭剂到普通的水的情况下抑制生物/微生物的生长。然而，用于在具有普通的水的情况下抑制生物/微生物的生长的又一种方法可以是用UV或者其它光照射水以对水进行消毒。注意到，优选的是保持室14A和16A彼此分离。这是优选的，这是由于例如第二壳体14的内室14A中的电子部件会排出磨损材料，所述磨损材料会另外干扰由感测设备30 进行的测量。或者，如果室14A和16A不保持分离，则某些类型的过滤器装置(未示出)将优选地用于保持磨损材料处于第三壳体16的内室16A的外部。在所示的实施例中，第一壳体12由具有足够强度的材料构造，并且被密封成使得当装置10潜入水中并且降落到例如约200米的深度时第一壳体12内的压力保持约为1大气压。第一管20联接到第一壳体12和第二壳体14并在第一壳体12和第二壳体14之间延伸，并且第一管20包括电气布线(未示出)，所述电气布线在第一壳体12和第二壳体14 之间延伸并联接到第一壳体12和第二壳体14。第一管20与第二壳体内室14A流体连通并且容纳油。第一管20在与第一壳体12相邻的端部处被密封，以便不允许油离开第一管20 而进入第一壳体内室12A。然而，延伸通过第一管20的布线却离开第一管20而进入第一壳体内室12A。第二管22联接到第三壳体16并且从第三壳体16延伸。第二管22在与联接到第三壳体16的端部相对的端部处经由夹子22A或者其它密封结构密封。第一管20和第二管22暴露于感测装置10所潜入的周围的水。随着感测装置10更深地运动到水中，周围的水的压力增大。周围的水的增大的压力压缩第一管20和第二管22，从而改变第二壳体内室14A中的油的压力和第三壳体内室16A中的蒸馏水的压力，使得第二壳体内室14A中的油的压力和第三壳体内室16A中的蒸馏水的压力基本等于包围感测装置10的水的压力。第一壳体12包括大致圆柱形的第一结构120以及相应的第一端盖122和第二端盖124，所述第一结构120、第一端盖122和第二端盖124中的全部都由诸如6061-T6 Al合金的金属制成，参见图3。第一结构120、第一端盖122和第二端盖IM被栓接在一起或者用0型环密封在一起或者以其它方式联接在一起以产生密封的内室12A。第一端盖122设有第一开口 122A和第二开口 222A以及包围开口 122A和开口 222A 的相邻的凹陷部122B，参见图4。在凹陷部122B中设置有在所示的实施例中由透明的玻璃或者聚合材料形成的窗124A(本文也称为“窗结构”)，并且所述窗124A遮盖开口 122A和 222A。窗124A经由支撑板1 和螺栓126A联接到第一端盖122，参见图4。注意到，窗124A 优选地包括单块的玻璃、塑料或者其它适当的材料。第一壳体内室12A包括感测结构30，所述感测结构30包括光学分析和成像设备 32、向前散射的传感器34、物镜或者透镜401、一个或多个激发滤光片424、部分反射镜426、 一个或多个荧光发射光滤器4 和间隔物结构430，参见图3。光学分析和成像设备32可以包括传统的照相机C以及第一传统的光电倍增管T1和第二传统的光电倍增管T2，参见图 3，但应注意根据期望可以使用更多的光电倍增管。第一壳体内室12Α还包括光提供设备 40，所述光提供设备40包括LED背光42和激光光源44，参见图3，所述光提供设备40容纳在光学分析和成像设备32中。也可以在第一壳体内室12A中设置紫外线光源(未示出)。 第一壳体内室12A还包括诸如处理器设备(未示出)的电子器件，用于控制感测结构30和光提供设备40的操作，参见图3。预料到，光学分析和成像设备32可以包括在由Sieracki 等人提交的题名为"Device and Method for Studying Particles in a Fluid”美国专利 No. 6，115，119中所阐述的结构，该专利的全部内容通过参考包含于此。第一壳体12联接有外部光学和样本提供结构50，并且该外部光学和样本提供结构50位于第一壳体内室12A的外侧，从而不直接与第一壳体内室12A连通，参见图4至6。 在所示的实施例中，结构50容纳在第三壳体内室16A内。结构50包括棱镜52和流动池讨，所述棱镜52和流动池M 二者经由搭板56安装成与窗124A相邻，所述搭板56经由螺栓56A栓接到第一端盖122，参见图4至6。棱镜52由玻璃或者聚合材料形成，并且可以具有第一镜面52A和第二镜面52B (本文反射镜也称为“光学元件”)，参见图4。在所示的实施例中，镜面52A和镜面52B可以通过金属层限定，所述金属层涂覆有环氧树脂以保护镜面 52A和镜面52B以防氧化。流动池M可以由透明的玻璃或者聚合材料形成并且具有待分析的水穿过的通路54A，参见图4。因为流动池M位于第一壳体内室12A的外侧，所以使水从流动池M泄漏并且接触内室12A内的电子器件和类似物的风险最小化。如上所述，窗124A 优选地包括单块的材料。由单块的材料形成窗124A为窗124A与流动池M和棱镜52 二者之间提供了最优的光学接触量。注意到，如果窗124A由两个独立的部件形成，则会难以在窗124A与流动池M和棱镜52 二者之间实现光学接触，这是由于每个件都将从铝端盖122 获得其取向，所述铝端盖122不能容易地被加工到光学公差。流动池通路54A包括入口 250和出口 252，参见图5和6。第一导管沈0的第一端部^OA经由配合件(未示出)、摩擦配合或者类似方式连接到通路入口 250，而第一导管 260的第二端部(未示出)在第三壳体内室16A内联接到入口配合件160的第一侧，所述入口配合件160联接到第三壳体16。第二导管沈2的第一端部262A经由配合件(未示出)、 摩擦配合或者类似方式连接到通路出口 252，而第二导管沈2的第二端部(未示出)在第三壳体内室16A内联接到出口配合件162的第一侧，所述出口配合件162联接到第三壳体 16。第二壳体14经由螺栓270A和272A在外部联接有入口筛网组件270和出口筛网组件272，参见图7和8。入口筛网组件270包括入口筛网270B和配合件270C。在主体270E 中通过凹陷部270D限定内部腔体1270，并且由入口筛网270B覆盖该内部腔体1270。还在主体270E中形成有通路1272和1274，参见图8。筛网270B通过背板270F以及第一侧板270G和第二侧板270H相对于主体270E保持就位，参见图8。水流过入口筛网270B、内部腔体1270、第一通路1272和第二通路1274而流入配合件270C。出口筛网组件272包括出口筛网272B和配合件272C。在出口筛网组件主体(未示出)中通过凹陷部(未示出)限定内部腔体(未示出)，并且由出口筛网272B覆盖该内部腔体。还在出口筛网组件主体中形成有通路(未示出)。筛网272B通过背板272F以及第一侧板272G和第二侧板272H相对于主体保持就位，参见图7。水流过配合件272C、第二通路和第一通路、内部腔体，并且流出出口筛网272B。注意到，入口筛网270B和出口筛网272B可以由铜丝网形成以抑制微生物的生长。还注意到，虽然可以期望的是允许较小的水生物种通过入口筛网组件270进入感测装置10，即，如果期望通过感测设备30感测这些较小的水生物种，则优选地不允许较大的水生物种通过入口筛网组件270进入感测装置10，这是因为这些较大的水生物种会堵塞感测装置10的部件或者留在感测装置10的部件中。通向较窄的通路1272和1274的较大的入口筛网面积减少了入口筛网270B完全被阻塞使得流体无法进入感测装置10的机会。 通向较窄的通路1272和1274的较大的入口筛网面积还提供了在入口筛网组件270处的较低的流速。因为这样可以降低较大的颗粒由于泵322所产生的吸力而被捕获在入口筛网 270上的趋势，所以上述方面可以是有利的，以下将说明。而且因为某些能动的水生物种具有游向上游的本能，例如这些能动的水生物种从而保持自身在捕食者的嘴部以外，所以上述方面也可以是有利的。因此，通过将经由入口筛网270B吸入感测装置10中的加速度保持在加速阈值以下而警告能动的水生物种从入口筛网组件270游开，在入口筛网组件270 处较低的流速可以减少由于所述加速度而被惊扰的能动的水生物种的数量。入口筛网组件 270和出口筛网组件272类似地构造，以便使由泵322所产生的流动的方向可以反向以反冲洗已经被卡在或者被留在感测装置10中的任何颗粒。位于第二壳体内室14A外部的第三导管280联接到入口筛网组件配合件270C和第二壳体14上的第一入口配合件沘4并且在入口筛网组件配合件270C和第二壳体14上的第一入口配合件284之间延伸。位于第二壳体内室14A内部的第四导管290也联接到第一入口配合件观4并且延伸到位于第二壳体内室14A内的阀300。位于第二壳体内室14A 内部的第五导管310从阀300延伸到第一出口配合件312，所述第一出口配合件312联接到第二壳体14。位于第二壳体内室14A和第三壳体内室16A外部的第六导管314从第一出口配合件312延伸到入口配合件160，所述入口配合件160联接到第三壳体16。位于第二壳体内室14A和第三壳体内室16A外部的第七导管316从联接到第三壳体16的出口配合件162延伸到第二入口配合件318，所述第二入口配合件318联接到第二壳体14。位于第二壳体内室14A内部的第八导管320A从第二入口配合件318延伸到流量计321。第九导管320B从流量计321延伸到泵322，所述泵322例如是传统的蠕动泵。位于第二壳体内室 14A内部的第十导管3M从泵322延伸到阀300。位于第二壳体内室14A内部的第i^一导管3 从阀300延伸到第二出口配合件328，所述第二出口配合件3 联接到第二壳体14。 第十二导管330从第二出口配合件3 延伸到出口筛网组件配合件272C。在所示的实施例中，第五导管310的部分和第十导管324的部分以及第一导管沈0、第二导管沈2、第三导管观0、第四导管四0、第六导管314、第七导管316、第八导管 320A、第九导管320B、第i^一导管3 和第十二导管330中的基本全部由诸如硅酮的聚合材料形成。第五导管310和第十导管324中的每个的例如约12英寸的部分可以由铜形成，所述铜部分被认为能最小化导管 260、262、280、290、310、314、316、320A、320B、324、326 和 330 中的微生物的生长。当装置10操作以分析水时，阀300打开以允许水穿过阀300和第四导管290和第五导管310，从而使水朝向流动池M运动，并且允许水从流动池M运动离开以穿过阀300 和第十导管3M和第十一导管326。当装置10不操作时，阀300关闭以减少生物体将进入流动池通路54A中并且在该流动池通路54A中生长的可能性。还注意到，如果在第一壳体内室12A中设置紫外线(UV)光源，则该紫外线(UV)光源通常仅当装置10不用于分析穿过流动池通路54A的水时被激活。UV光源定位成使得UV光穿过流动池通路54A，由此UV光起到防止生物体生长并且/或者杀死容纳在流动池通路54A中的生物体的功能。因为外部光学和样本提供结构50容纳在第三壳体内室16A中，并且内室16A可以用蒸馏水填充，所以使生物体可以在结构50上生长的风险最小化。当阀300处于其打开状态中时，泵322被致动以导致水通过入口筛网组件270和第三导管观0、第四导管四0、第五导管310、第六导管314和第一导管260抽到流动池通路 54A中。通过通路54A的流速可以从约0.5毫米/分钟到约2.0毫米/分钟。当水穿过通路54A时，在所示的实施例中以如下方式对水进行分析。通过形成光学分析和成像设备32的一部分的激光光源44产生激光束。该激光束穿过一个或多个激发滤光片424，参见图3，所述激发滤光片4M可以用于从激光束去除不想要的波长，例如用于去除除了例如532纳米或488纳米以外的所有波长。激光束继而穿过物镜401，通过窗124A离开第一壳体内室12A，传播到包括流动池通路54A的流动池M 中并且通过该流动池M。当流过流动池通路54A的水中的颗粒遇到激光束时，颗粒使激光束散射，所述散射的激光大致遵循由棱镜52上的第二镜面52B和第一镜面52A所限定的路径P继续前进，通过窗124A返回，从而重新进入第一壳体内室12A并且朝向向前散射的传感器34运动。向前散射的传感器34检测散射的激光并且发送对应的信号到处理器设备。 处理器设备继而导致背光42短暂地开启以提供用于光学分析和成像设备32的照明。从背光42发出的光总体上沿着与散射的激光相反的方向遵循路径P前进，以便使来自背光42 的光通过窗124A从第一壳体内室12A发射出来而进入棱镜52，在所述棱镜52处该光从第一镜面52A和第二镜面52B反射并且穿过包括流动池通路54A的流动池M。来自背光42 的光的一部分被穿过流动池通路54A的水中的颗粒阻断。没有被穿过流动池通路54A的水中的颗粒阻断的光通过窗124A重新进入第一壳体内室12A，并且穿过物镜401到达部分反射镜426。部分反射镜4 指引光的一部分传播到照相机C，在所述照相机C处光通过照相机C经由物理光成像过程成像。光的其余部分穿过部分反射镜似6到达一个或多个荧光发射光滤器428并且继续到达第一光电倍增管T1和第二光电倍增管T2,参见图3。所述光的这部分可以被第一光电倍增管T1和第二光电倍增管T2忽略。激光束同时还可以导致颗粒发荧光。由颗粒发荧光过程所发出的光中的某些从流动池通路54A传播出来，通过窗IM重新进入物镜401并且穿过物镜401到达部分反射镜 426。部分反射镜似6允许光的一部分通过该部分反射镜似6传播到一个或多个荧光发射光滤器428，所述荧光发射光滤器4 可以允许仅某些波长的光通过，所述光例如是用于叶绿素分析的660纳米的光和用于藻红蛋白分析的575+/-20纳米的光，以传播到第一光电倍增管T1和第二光电倍增管T2。注意到，图3中所示的间隔物结构430以期望的距离把荧光发射光滤器4 和第二光电倍增管T2间隔开。由颗粒发荧光过程所发出的光中的第二部分通过部分反射镜4 指引到照相机C。照相机C可以忽略该部分的光。基于由照相机C以及第一光电倍增管T1和第二光电倍增管T2所实现的成像的处理器设备使用传统的技术以对悬浮在穿过流动池通路54A的水流中的微观颗粒进行表征和量化。注意到，流动池通路54A具有纵向轴线kL,参见图6，所述纵向轴线A^与穿过通路 54A的流体流动路径基本平行；和横截面面积，所述横截面面积基本横过纵向轴线怂，所述横截面面积的尺寸设定成使得流过通路54A的大致所有流体都通过感测结构分析。即，流动池通路横截面面积的尺寸优选地设定成基本上匹配光学分析和成像设备32的视场和焦深。在水穿过流动池通路54A之后，水经由第二导管沈2、第七导管316、第八导管 320A、第九导管320B、第十导管324、第i^一导管3 和第十二导管330离开流动池M并且继而经由出口网筛272B离开装置10。 在所示的实施例中，流动池M的位置可以经由三个螺钉(图5中仅示出一个螺钉 400)相对于成像设备32调节，所述螺钉穿过突起402中的螺纹孔，所述突起402形成支撑板126的一部分，参见图5。如上所述，第三壳体16的内室16A优选地用诸如蒸馏水的液体填充，所述液体近似地匹配玻璃的光学指数，即，水的折射率是1. 333并且窗124A在由硼硅玻璃形成的情况下的折射率是1. 515。蒸馏水的使用优选地是由于内室16A中的液体包围窗124A，所述窗 124A如上所述优选地由玻璃或聚合材料形成并且通过感测结构30成像。通过使用近似地匹配窗124A的光学指数的液体，相信感测结构30所遇到的反射将减少。因此，提高了用于成像的光通过量并且减少了激光反射，这被认为是改进了仪器荧光性和散射灵敏性。具体地，斯涅尔定律表明当光从折射率为nl的介质传播到折射率为n2的介质时，透射角θ t 与入射角θi具有由以下等式表达的关系nl · sin θ i = n2 · sin θ t另外，菲涅尔定律表明当光辐射从折射率为nl的介质传播到折射率为n2的介质时，与表面垂直的光分量具有由以下等式所给出的量的反射部分，即
权利要求
1.一种能潜入流体的感测装置，其包括不透流体的壳体，所述不透流体的壳体限定内室并且包括窗结构；感测结构，所述感测结构设置在所述内室中；所述内室中的光提供设备，所述光提供设备发射光，所述光能够穿过所述窗结构，从而离开所述壳体；和外部结构，所述外部结构联接到所述壳体并且位于所述壳体内室的外侧，所述外部结构包括流体流过的通路和一个或多个光学元件，所述一个或多个光学元件用于使来自所述壳体的光穿过所述通路并且朝向所述感测结构重新进入所述壳体。
2.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述光提供设备包括激光光源。
3.根据权利要求2所述的感测装置，其中，所述光提供设备还包括背光源。
4.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述感测结构包括光学分析和成像设备。
5.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述外部结构包括主要元件，所述主要元件包括所述一个或多个光学元件；和流动池，所述流动池限定所述通路。
6.根据权利要求5所述的感测装置，其中，所述主要元件包括棱镜，所述棱镜包括所述一个或多个光学元件，所述一个或多个光学元件通过所述棱镜上的第一镜面和第二镜面限定以沿着期望的路径反射光，以便使所述光穿过包含所述通路的流动池并且继而重新进入所述壳体。
7.根据权利要求5所述的感测装置，其中，所述流动池包括与所述主要元件分离的透明本体并且具有延伸穿过所述流动池的所述通路。
8.根据权利要求7所述的感测装置，其中，所述通路具有纵向轴线，所述纵向轴线与穿过所述通路的流体流动路径基本平行；和横截面面积，所述横截面面积基本横过所述纵向轴线，所述横截面面积的尺寸设定成使得流过所述通路的大致所有流体都通过所述感测结构进行分析。
9.根据权利要求7所述的感测装置，其中，所述通路的横截面面积基本上匹配限定所述感测结构的光学分析和成像设备的视场和焦深。
10.一种能潜入流体的感测装置，其包括不透流体的壳体，所述不透流体的壳体限定内室并且包括窗结构；感测结构，所述感测结构设置在所述内室中；所述内室中的光提供设备，所述光提供设备发射光，所述光能够穿过所述窗结构，从而离开所述壳体；和样本提供结构，所述样本提供结构联接到所述壳体并且位于所述壳体内室的外侧，所述样本提供结构包括流体流过的通路，所述通路具有纵向轴线，所述纵向轴线与穿过所述通路的流动路径基本平行；和横截面面积，所述横截面面积基本横过所述纵向轴线，其中， 来自所述壳体的光离开所述壳体，穿过包括所述通路的所述样本提供结构，并且朝向所述感测结构重新进入所述壳体，并且所述通路横截面面积的尺寸设定成使得流过所述通路的大致所有流体都通过所述感测结构进行分析。
11.根据权利要求10所述的感测装置，其中，所述光提供设备包括激光光源。
12.根据权利要求11所述的感测装置，其中，所述光提供设备还包括背光源。
13.根据权利要求10所述的感测装置，其中，所述感测结构包括光学分析和成像设备。
14.根据权利要求10所述的感测装置，其中，所述样本提供结构包括主要元件，所述主要元件包括至少一个光学元件；和流动池，所述流动池限定所述通路。
15.根据权利要求14所述的感测装置，其中，所述主要元件包括第一镜面和第二镜面以沿着期望的路径反射光，以便使所述光穿过所述流动池并且继而重新进入所述壳体。
16.根据权利要求15所述的感测装置，其中，所述流动池包括与所述主要元件分离的透明本体并且具有延伸穿过所述流动池的所述通路。
17.根据权利要求10所述的感测装置，其中，所述通路的横截面面积基本上匹配限定所述感测结构的光学分析和成像设备的视场和焦深。
18.根据权利要求10所述的感测装置，其中，所述窗结构由单块材料形成。
19.根据权利要求14所述的感测装置，还包括压力补偿第二壳体，所述压力补偿第二壳体包括电子部件；压力补偿第三壳体，所述压力补偿第三壳体容纳所述样本提供结构，所述第二壳体能与所述第三壳体分离，以便在不打开所述第二壳体的情况下维护所述第三壳体中的所述流动池。
20.根据权利要求19所述的感测装置，其中，所述第二壳体容纳介电液体。
21.根据权利要求10所述的感测装置，其中，所述第三壳体容纳蒸馏水。
22.根据权利要求10所述的感测装置，还包括在所述不透流体的壳体的所述内室中的对焦机构，用于使所述感测结构的一部分相对于所述样本提供结构的所述通路运动。
全文摘要
本发明提供一种可潜入流体的感测装置，其包括不透流体的壳体，所述不透流体的壳体限定内室并且包括窗结构；感测结构，所述感测结构设置在内室中；光提供设备，所述光提供设备在内室中，所述光提供设备发射光，所述光能够穿过窗结构，从而离开壳体；和样本提供结构，所述样本提供结构联接到壳体并且位于壳体内室的外侧，所述样本提供结构包括流体流过的通路。通路可以具有纵向轴线，所述纵向轴线与穿过通路的流动路径基本平行；和横截面面积，所述横截面面积基本横过纵向轴线。来自壳体的光离开壳体，穿过包括通路的样本提供结构，并且朝向感测结构重新进入壳体。
文档编号G01N1/14GK102498380SQ201080035089
公开日2012年6月13日 申请日期2010年6月17日 优先权日2009年6月25日
发明者C·D·亨特, C·K·西拉基, D·A·芬格赫斯, D·B·佩普, D·M·米什林, J·C·奇特伍德, M·P·尼尔 申请人:巴特勒纪念研究院