用于测量流体的属性的CORIOLIS流量计及其方法与流程

本公开一般涉及用于测量包含流体流的流体的一个或多个属性的coriolis流量计，并且更具体地，涉及其中流体流子系统在功能上与机械振荡器系统分离的coriolis流量计，并且甚至更具体地，涉及用于在生物处理系统中使用的coriolis流量计。

coriolis流量计被用来在不同工业过程工程环境中测量流过管线的流体的质量流。coriolis流量计具有一个或多个流管，每个具有一组固有振动模式，其可属于单纯弯曲、扭转或扭曲类型。每个材料填充的流管被驱动以在这些自然振动模式之一中以共振振荡。自然振动模式由流管和流管内的材料的组合质量部分地定义。在大多数coriolis流量计中，流体从入口侧上的连接的管线流入coriolis流量计中。随后流体被引导通过该流管或多个流管，并且被输送到在出口侧上的连接的管线。

通常，使用电磁激励使流管振荡。在无流量通过coriolis流量计时，沿流管的所有点以相同相位振荡。在材料开始流动时，coriolis加速促使沿流管的每个点相对于沿流管的其它点具有不同相位。流管上的运动传感器产生代表流管的运动的正弦信号。在传感器信号之间的相差与流过该流管或多个流管的材料的质量流率成比例。

大多数coriolis流量计由诸如铝、钢、不锈钢和钛等金属制成。已知使用具有不同流管配置的coriolis流量计。在这些配置之中有单管、双管、直管、弯曲管和不规则配置的流管。流管也充当机械振荡器。

在这些现有技术coriolis流量计中，振荡模式的频率范围因此由流管的设计和材料主导，并且因此，流管的材料的选择、几何形状和厚度必须适应在测试的流体的成分、压力和温度范围或其它此类属性。

技术实现要素：

在一方面中，公开了一种用于测量流体的一个或多个属性的coriolis流量计。流体流子系统配置成提供用于流体的流道，并且机械振荡器子系统被部署在流体子系统附近，其中机械振荡器子系统和流体子系统在功能上是分离的。

机械振荡器子系统配置成在流体流子系统中诱发振荡，并且进一步配置成检测来自流体的coriolis响应。机械振荡器子系统包含机械振荡器，其与流体流子系统连结并且配置成提供用于到流体的振荡的传送和来自流体的coriolis响应的接收的闭环布置。机械振荡器子系统也包含用于在机械振荡器中生成振荡的一个或多个致动器和配置成接收通过机械振荡器的来自流体的coriolis响应的感测子系统。coriolis流量计可包括流导管、一个或多个致动器和一个或多个传感器。这些中的一个或多个可被配置为一次性或单次使用零件。

coriolis流量计也包含电子电路，其耦合到机械振荡器子系统并且配置成触发一个或多个致动器和感测子系统，并且配置成处理从感测子系统接收到的coriolis响应以生成代表流体的一个或多个流体属性的一个或多个测量。

一次性零件子系统可包含流导管、一个或多个致动器、一个或多个传感器，其中这些中的任一项或这些组件的零件或组合被配置为一次性零件。电子电路可被耦合到一次性零件子系统并且配置成触发一个或多个致动器和一个或多个传感器，并且配置成处理从一个或多个传感器接收到的coriolis响应以生成代表流体的一个或多个属性的一个或多个测量。

在另一方面中，公开了一种用于监控在生物过程单元中使用的流体的一个或多个流体属性的生物处理系统。生物处理系统包含生物过程单元的入口管道（inlettubing）和出口管道（outlettubing），其中入口管道被连接到入口过程连接，并且出口管道被连接到出口过程连接。生物处理系统包含本文中上面描述的耦合到入口过程连接和出口过程连接的coriolis流量计和配置用于接收代表流体的一个或多个流体属性的测量并且配置成使用测量来控制生物过程的监控单元。

在仍有的另一方面中，公开了一种用于监控在生物过程单元中使用的流体的一个或多个流体属性的生物处理系统，其中生物过程单元包含用于在生物过程单元的生物过程中传递流体的流体流子系统。流体流子系统是与本文中上面描述的coriolis流量计的其它组件共享的。换而言之，流体流子系统对生物过程单元和coriolis流量计是共用的。生物处理系统包含监控单元，其配置用于接收代表流体的一个或多个流体属性的测量，并且配置成使用测量来控制生物过程。

在另一方面中，公开了一种用于生物处理系统的单次使用流套件。流套件包括如上所讨论的流体地连接到管道的流体流子系统、一个或多个单次使用传感器组件和一个或多个歧管。它被布置成如上所述安装在生物处理系统中，其中它为系统提供单次使用流道。

在仍有的另一方面中，本文中描述了一种用于使用coriolis流量计测量流体的一个或多个流体属性的方法。方法包含用于如下操作的步骤：提供流体流子系统以在流导管中保留流体；提供本文中上面描述的机械振荡器子系统；以及提供耦合到该机械振荡器子系统的电子电路。方法包含用于传送电信号以通过机械振荡器子系统在流体中触发振荡的步骤；用于接收通过机械振荡器子系统的来自流体的coriolis响应的步骤；以及用于处理coriolis响应以获得代表流体的一个或多个流体属性的一个或多个测量的步骤。

在仍有的另一方面中，本文中描述了一种用于使用coriolis流量计测量流体的一个或多个属性的方法。方法包含本文中上面描述的用于提供一次性零件子系统和提供耦合到该一次性零件子系统的电子电路的步骤，其中一个或多个组件被配置为一次性零件。方法包含用于传送电信号以在从流体接收coriolis响应的流体中触发振荡的步骤；以及用于处理coriolis响应以获得代表流体的一个或多个流体属性的一个或多个测量的步骤。coriolis流量计可包含本文中上面描述的一次性零件子系统，其中一个或多个组件被配置为一次性零件。

在仍有的另一方面中，本文中描述了一种用于在生物处理系统的生物过程中监控流体的一个或多个流体属性的方法。方法包含使用过程连接耦合生物过程的入口管道和出口管道与本文中上面描述的coriolis流量计，传送电信号以通过机械振荡器子系统在流体中触发振荡；接收通过机械振荡器子系统的来自流体的coriolis响应；处理coriolis响应以获得代表流体的一个或多个流体属性的一个或多个测量；以及使用一个或多个测量监控生物过程。一个或多个流体属性包括流体的质量流率、密度或温度中的至少之一。

附图说明

当参照附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，附图中相似的字符在所有图形中表示相似的部分，其中：

图1是根据一些实施例的coriolis流量计的实施列的图形表示；

图2是根据一些实施例的coriolis流量计的实施列的框图表示；

图3-9是根据一些实施例的coriolis流量计的一些示例实现的图形表示；

图10是根据一些实施例的使用图2的coriolis流量计的生物处理系统的实施列的框图表示；

图11图示了根据一些实施例的示出用于使用coriolis流量计测量包含流体流的流体的一个或多个属性的方法的步骤的流程图；

图12图示了根据一些实施例的示出用于在生物处理系统的生物过程中测量包含流体流的流体的一个或多个属性的方法的步骤的流程图；以及

图13图示了根据一些实施例的与图2的coriolis流量计共享流体流子系统的生物处理系统的另一实施列的框图表示。

图14是根据一些实施例的coriolis流量计的实施列的框图表示；

图15是图14的实施例的一个实现的框图表示；

图16-19是根据一些实施例的coriolis流量计的一些示例实现的图形表示；

图20是使用图14的coriolis流量计的生物处理系统的实施列的框图表示；

图21示出根据本发明的单次使用流套件。

具体实施方式

如本文中前面所提及的，coriolis流量计被用于在诸如生物处理系统的使用流体的任何处理系统中测量在过程中的流体和流体流属性。本文中呈现的不同实施例描述coriolis流量计的有利特征，其减轻了对于制造coriolis流量计所要求的适用材料和制造过程的选择有关的约束。

本领域技术人员将领会，每个过程可具有coriolis流量计必须遵守的其自己要求，以用于确保准确测量、过程完整性及计量器本身的寿命。例如，在一个过程中，流体的污染是极其不希望的，因为在由coriolis流量计返回到过程的流体中必须保持超高级别的纯度。本文中呈现的实施例解决了此类要求。在一些其它过程中，生物敏感性是重要的，并且在一些其它过程中，流体是腐蚀性的，本文中呈现的实施例中的一些也解决了此类要求。在一些其它过程中，过程的性质可要求流导管在不同几何形状中是可配置的，然而在一些其它过程中，可存在让流导管为一次性以只允许单次使用的需要。在这里呈现的选择的实施例也解决了此类要求。

本文中描述的实施例对诸如质量流率、密度、温度及诸如此类的流体属性的测量是有用的，并且对于几个生物处理系统特别有用，这些生物处理系统牵涉到对带有杂质及活性生物材料二者的污染敏感的过程，正如在药物的生产中和在细胞生物学中所常见的。

图1是coriolis流量计100的实施例的图形表示，其具有容纳机械振荡器子系统和流体流子系统的外壳120；容纳被用来操作机械振荡器子系统的电子电路的外壳130，和连接到其中流体和流体流在被监控的过程（诸如生物处理系统中的生物过程）的入口管道和出口管道（未示出）的过程连接140。本领域技术人员可领会，图1的实施例是容纳coriolis流量计100的不同组件的非限制性示例，并且基于最终用途，外壳120和130及过程连接140可以以不同方式被配置。

图2是包含机械振荡器子系统210的coriolis流量计200的实施例的框图表示。机械振荡器子系统210包含一个或多个致动器220、机械振荡器230和感测子系统240。一个或多个致动器220被用来在机械振荡器230中在要求的频率范围内诱发适当幅度的振荡。一个或多个致动器220可直接被耦合到机械振荡器230（例如，电磁线圈），或者可使用外部致动组件（例如，机械耦合、铁磁零件及诸如此类）被间接耦合。感测子系统240包含例如基于永磁体的传感器或光学传感器的拾取传感器和关联组件。

如图2中所示出的，coriolis流量计200包含在功能上与机械振荡器子系统210是分离的流体流子系统250，并且消除了其中流体流系统本身被用作机械振荡器的现有技术的约束，并且二者在功能上是整体。本文中在功能上分离暗示流体流子系统本身是截然不同的组件，与机械振荡器子系统截然不同。

流体流子系统250配置成提供用于被保留在流导管260中的流体270的流道。流导管260采用用于coriolis测量的通常采用的原则的形状来配置，包含但不限于单、双或多环路配置、分流、直管、对向或同向流配置。在一些实现中，流导管由例如聚合物制成，其对机械振荡器的振荡模式（谐振频率）的影响不是主要的。流导管材料在一些示例中适应生物处理应用的特定要求，诸如温度、压力和要测量的流体的特性（例如，质量流率、密度、腐蚀性等）。材料能够适当地是符合uspvi（us药典）的要求、具体地说关于可浸出物和可萃取物的级别的聚合物材料。此外，在一些示例中，流导管的材料具有比为机械振荡器230采用的材料更低得多的硬度。

机械振荡器子系统210被部署在流体流子系统250附近，并且机械振荡器子系统210配置成在流体流子系统250中诱发振荡，以及进一步配置成检测来自流体270的coriolis响应。更具体地说，机械振荡器230与流体流子系统250连结并且配置成提供用于到流体270的振荡的传送和来自流体270的coriolis响应的接收的闭环布置。

在一些实现中，流体流子系统250被直接耦合到机械振荡器230体，使得机械振荡器的振荡被应用到流导管260和其中的流体。此类实现的一些示例在图3-8中被示出。

coriolis流量计200也包含耦合到机械振荡器子系统210或一次性零件子系统的电子电路300。电子电路300包含驱动电子设备310以触发一个或多个致动器220，以便在机械振荡器230中生成所需频率和幅度的振荡。coriolis流量计200进一步包含拾取电子设备320以接收来自感测子系统240的coriolis响应。电子电路300进一步包含处理器330以处理从感测子系统240接收到的coriolis响应，以生成代表包含流体流的流体的一个或多个属性的一个或多个测量。这些测量使用用户界面350来显示。电子电路300也包含存储器340以存储供进一步使用和通信的测量，存储对驱动电子设备310和拾取电子设备320有用的数据。

在操作中，电子电路300触发一个或多个致动器以在机械振荡器230中生成振荡，振荡被传递到流导管260中的流体270，如由图2中的箭头290所示出的。由于这些振荡，coriolis响应（振动幅度和相位）在流体中被生成并且回传到机械振荡器230，如由箭头280所示出的，并且被感测子系统240感测。感测到的coriolis响应被传送到电子电路300以作进一步处理，以获得包含流体流的流体的一个或多个属性的测量。

图2中呈现的配置允许在coriolis流量计中机械振荡子系统与流体流子系统的功能分离。功能分离减轻了流体流子系统的材料属性对被用来生成coriolis响应的振荡的谐振频率的影响，该响应又被用于流体和流体流的不同属性的测量。

分离机械振荡子系统和流体流子系统的功能也允许对用于机械流子系统和用于流体流子系统的材料的单独优化，以实现更佳的生产成本并且释放了以前由于材料选择的限制而不能解决的新应用的潜力。

本文中上面描述的和在本文中后面描述的实施例中的coriolis流量计具有的优点是具有模块式构造，其中机械振荡器子系统和流体流子系统在功率上是分离的，以及是模块式的并且允许模块式集成。本文中描述的模块式特征从制造方面和服务方面二者均提供了优势，并且功能分离提供了确保包含在流体流子系统中的流体容器部分与机械振荡子系统的隔离的技术优点。

图14是包含一次性零件子系统211的coriolis流量计201的实施例的框图表示。一次性零件子系统211包含一个或多个致动器221、用于保留流体241的流导管231，并且可包含一个或多个传感器251。本领域技术人员将领会，一次性零件子系统的一个或多个组件被配置为一次性零件，并且其它的被配置为可再使用常驻零件。

一次性零件子系统211具有的优点是流导管、一个或多个致动器或一个或多个传感器的至少之一被配置为一次性零件，并且其它零件被配置为可再使用的常驻零件。本领域技术人员将领会，可以按特定过程需要来控制的间隔以极低成本替换（一个或多个）一次性零件。另外，在一些实现中，流导管231的材料可被更改（玻璃或聚合物或硅树脂或金属），而无需替换整个coriolis流量计。一次性零件子系统允许获得高准确度测量、部分的coriolis流量计201的再使用，为单次使用应用提供灵活性，以及实现成本和材料节省。

参照图14，在一些实现中，流导管231可与机械振荡器261耦合，或者与机械振荡器261形成单一式单元，并且因此采取刚性、振荡管道的形式。一个或多个致动器221被用来通过机械振荡器261和流导管231在流体241中在要求的频率范围内诱发适当幅度的振荡。一个或多个传感器251被配置用于接收通过流导管的来自流体的coriolis响应。一个或多个传感器包含例如电磁传感器或光学传感器和关联组件。

coriolis流量计201也包含耦合到该或一次性零件子系统的电子电路301。电子电路301包含驱动电子设备311以触发一个或多个致动器221，以在机械振荡器231中生成所需频率和幅度的振荡。coriolis流量计201进一步包含拾取电子设备321以接收来自感测子系统241的coriolis响应。电子电路301进一步包含处理器331以处理从感测子系统241接收到的coriolis响应，以生成代表包含流体流的流体的一个或多个属性的一个或多个测量。这些测量使用用户界面351来显示。电子电路301也包含存储器341以存储供进一步使用和通信的测量，存储对驱动电子设备311和拾取电子设备321有用的数据。

参照图3-图9更详细地描述了如本文中所描述的coriolis流量计及其不同组件的不同实施例。

图3是coriolis流量计400的一些组件的图形表示。如所示出的，在此实现中的机械振荡器410被配置为具有开放式轮廓460，并且提供用于包含一对流导管430的流体流子系统470的双u形结构的双框架。电磁线圈组合件440（电磁线圈和永磁体）被用作致动器，并且成对类似的组件450被用作感测子系统240的传感器，其被定位成直接接触机械振荡器410。

图4是coriolis流量计500的一些组件的另一图形表示。如所示出的，在此实现中的机械振荡器510被配置为具有开放式轮廓550的配对矩形框架。在一个示例中，配对矩形框架由聚碳酸脂制成。流体流子系统520的配对配置被提供有相应流导管560。在一个示例中，流导管由硅树脂制成。平台530被用来安装机械振荡器510和流体流子系统520。支架540被用来固定机械振荡器510。致动器和传感器的其它组件可被提供在与如图3中所示出的相同配置中，或者安装在平台530上。在此示例中，平台导管是单次使用和一次性的。

图5是用于实现coriolis流量计600的一些组件的图4的配置的实验实现。如所示出的，在此实现中，机械振荡器620被配置为具有开放式轮廓610的配对矩形框架。流导管650的配对配置被提供为流体流子系统，并且线束包640被用来将流导管650附连到机械振荡器620。在此示例中，平台导管是单次使用和一次性的。

图6是用于实现coriolis流量计700的一些组件的仍有的另一配置。如所示出的，机械振荡器710被配置为具有开放式轮廓730的单个框架。流导管720的配对配置被提供为流体流子系统。在此示例中，机械振荡器710由片材金属衬底制成，流导管由硬塑料制成，并且拾取感测已通过非接触光学方法实现，以反射贴片740为目标的激光传感器在图像中未被示出。

图7是类似于图2的coriolis流量计200的coriolis流量计800的图形表示，带有开放式轮廓接口810的另外特征，其在一些实现中能够是机械振荡器230的单独零件或组件。开放式轮廓接口有利地在闭环布置中将流体流子系统连结到本文中上面描述的机械振荡器子系统。

图7的coriolis流量计800的所有其它组件与如参照图2实施例所解释的是相同的。图8和图9是可安装在机械振荡器上并且固定在前面实施例中描述的流导管的开放式轮廓接口810的两个示例表示。在一些实现中，开放式轮廓接口和机械振荡器是单一式单元，并且在一些实现中，它们是离散的并且彼此配合。

图8是用于实现coriolis流量计820的一些组件的图形表示，其包含机械振荡器830和用于传感器和致动器850的安装特征，该机械振荡器830提供在此实施例中是带有配置成固定两个流导管（未示出）的开放式轮廓接口840的单一式单元的双并联线性结构。应注意的是，此特定设计相对于水平面是完全对称的。

图9是用于实现coriolis流量计900的一些组件的仍有的另一配置。在此配置中，流导管910被插入开放式轮廓接口920中，形成单个线性结构。振荡器930由在流导管的任一侧上的钢插入物限定，并且完全集成到开放式轮廓接口中，该接口又包含安装特征940以在明确定义的位置耦合传感器950和致动器960。

如由本领域技术人员将领会的，图7-图9的开放式轮廓接口与coriolis流量计的流导管紧密物理接触地被部署，但未与要进行对于质量流率的测量的流体直接接触。

图15图示了具有一次性零件子系统214的实施例，该系统包含由框222示出的一个或多个致动器的一次性零件、用于保留流体242并且耦合到机械振荡器262或与该机械振荡器耦合的流导管232。在一个示例中，一次性零件子系统214也包含由框252示出的一个或多个传感器的一次性零件。

另外，coriolis流量计212也包含常驻传感器平台272，其包含由框282示出的传感器的可再使用和常驻零件和由框292示出的致动器的可再使用和常驻零件。一个或多个致动器（222和292）被用来通过机械振荡器262和流导管232在流体242中在要求的频率范围内诱发适当幅度的振荡。由框222示出的致动器的常驻零件可在一个示例中采用电磁线圈的形式，耦合借助于磁场诱发振荡所要求的激振力到由框222示出的处于与机械振荡器262直接接触的致动器的一次性零件。

一个或多个传感器（一次性零件252和常驻零件282）被配置用于接收通过流导管的来自流体的coriolis响应。一个或多个传感器包含例如电磁传感器或光学传感器和关联组件。由框252示出的传感器的一次性零件优选但不一定是无源元件，诸如用于电磁感测方法的永久性磁体或用于光学感测方法的反射元件。

本文中上面描述的实施例可包含另外的附连、夹具和固定装置，诸如但不限于螺丝、螺栓和螺母、粘胶，或者可具有卡入式凹槽和诸如此类以定位机械振荡器子系统、流体流子系统和电子电路。

本领域技术人员将领会，通过示例提供了图3-图9的实施例，并且可基于使用环境来配置用于机械振荡器和流导管的其它预定义的形状。

图16是一次性零件子系统314的实现的图像表示。如所示出的，一次性零件子系统314包含在双流道配置中的u形流导管332，流导管332在一些实现中是可再使用的，并且在一些实现中它是一次性零件。流导管在一个示例中由聚合物制成，并且在仍有的另一示例中由硅树脂制成，以及在还有的另一示例中由玻璃制成。

图3中示出的配置中的其它一次性零件包含致动器322，其在一个示例中是电磁线圈。还有的其它一次性零件包含在一个示例中是永久性磁体的传感器352。框架357被用来安装流导管332到致动器322上，并且传感器352通过使用螺丝或其它附连部件来安装。

图17是一次性零件子系统414的一些组件的另一图像表示。如所示出的，在此实现中，一次性零件子系统414包含流导管432的u形配对配置，并且是可再使用的，以及充当机械振荡器。在此配置中，一次性零件也包含在一个示例中是电磁线圈的致动器422。其它一次性零件包含在一个示例中是永久性磁体的传感器452。支架456被用来固定通过框架457的流导管432，以与过程连接458相连接。

图18是用于实现一次性零件子系统214的一些组件的几个配置的图形表示。图18（a）图示了包含被配置为卡盒（cartridge）并且是可再使用的框架621的配置601。流导管611是一次性零件，并且致动器616和618以及传感器612和614被集成到框架621中，并且是可再使用零件。

图18（b）图示了包含流导管632连同致动器634作为一次性零件的另一配置631。传感器636和638是光学传感器，并且被安装在框架642上和是可再使用的。底座641形成用于固定流导管632的框架642的可移动但可再使用的零件。

图18（c）图示了包含是一次性零件的流导管654的另一配置644，而致动器和传感器（为清晰起见而未标记）在底座648上被提供为固定可再使用零件。底座646接收和固定流导管654。壳646被提供以接收安装在底座648上的零件。壳包含连接器651和652，其在一个示例中是用于允许卡入式配置以便使底座648嵌入壳646中的机械连接器。在一些其它实现中，连接器651和652是以母子对配置的电连接器，其中连接器652是母子对的子电连接器，并且连接器651是母子对的母电连接器。

图18（b）图示了另一配置656，其中流导管668被安装在框架666上并且是一次性零件。致动器664和传感器658与660是磁体，是一次性零件，并且被安装在可再使用的框架658上。

本领域技术人员将领会，本文中上面描述的配置只是一些非限制性示例，并且用于coriolis测量的其它流道配置（例如，单、双或多环路配置、分流、直管、对向或同向流配置）可以类似地方式被实现。

图19（a）是示出一次性零件机械振荡器2001的一些组件的另一实现的图像表示。在此实现中使用了由玻璃制成的流导管2011并且将其安装在框架2051上。充当致动器和传感器的磁体2031、2041和2051被夹紧在流导管2011上。在一些配置中，流导管2011是一次性的。

在上面实施例中将玻璃用于流导管（本文中称为玻璃流导管）具有由于使得另外的光学或光谱测量能实现的玻璃流导管的导热性、非导电性、相对腐蚀安全、透明度而导致的几个优点。

例如，通常为监控过程，温度补偿通常是重要的，并且在现有技术coriolis流量计中，包含了单独的温度传感器以补偿由诸如硬度的流导管材料属性诱发的流体的温度变化。玻璃流导管的使用消除了传统温度传感器的必需性，因为玻璃流导管允许流体的直接光学观察和光学温度测量。此外，玻璃流导管使得诸如基于核磁共振的流体表征测量的测量连同由相同coriolis流量计进行的传统质量流测量能实现。

作为又一优点，玻璃流导管对可见光谱的透明度允许检视流导管中的任何裂纹，通过由辐射光与小裂纹的相互作用产生的光学散射的原理。

作为一次性零件的玻璃流导管满足用于一些应用的一次性使用要求，例如在其中要求分析体液以便确定健康有关参数的医疗测试中。在这些应用的一些中，经常期望的是在测量流体质量流率时进行流体的分析。同样地，它能够在生物过程应用中被有利地用来结合质量流率测量生物过程流体的不同属性。在一个实施例中，由图19（b）中的参考数字2070示出的洞察门户（insightportal）可在玻璃流导管2011的外表面上被提供以使得此类分析能实现。洞察门户包含在玻璃流导管2011中作为凹槽提供的一个或多个小区域，在一个非限制性示例中，脱离用于流导管的常规恒定外部曲率，并且可处在如图19（b）中所示出的扁平凹槽的形式。流导管的内直径未被改变，并且因此洞察门户2070未造成流导管的缩小。

在一些实现中，光源（未示出）可被用来通过洞察门户2070发射辐射，其撞击在流导管2011内的液体上，并且反射的辐射通过检测器（未示出）被接收，以及经处理以便测量选择属性以进行流体的分析，诸如不透明性、某个元素或化合物的存在或不存在以及流体的颜色和其它此类属性。由本领域技术人员将领会，辐射可包含激光产生的光、非相干光、光谱成形光、微波辐射或伽玛辐射。

在仍有的另一实施例中，洞察门户2070可被用来定位线圈（未示出）以便使用电流驱动器（未示出）生成磁场。由于玻璃流体导管是非导电的，并且具有可忽略的渗透性，因此，电流驱动器可在流体内产生稳定或时变磁场。此类磁场可结合在玻璃流导管外部部署的其它传感器被使用，包含与质量流估计互补和同时进行的流体的流体表征和分析。

在对库存管理有用的一些其它实施例中，玻璃流导管可包含使用电子阅读器可读取的标签（图19（a）中示为2061），诸如rfid（射频标识）标签。在一个示例中，标签可包含印刷、蚀刻或以其它方式安放在玻璃流导管2011上的标记。从标签的读出可由外部处理器处理以定位玻璃流导管的位置和定向，或者以便使用诸如机械臂的部件将玻璃流管移到所需位置。

在还有的另一实施例中，标签2061最初是不可见标记，其仅在玻璃流管2011通过暴露在紫外光源下消毒后才变得可见。如由本领域技术人员将领会的，此实施例的优点是添加消毒方案完成的肯定指示的确认，这对某些应用可以是一项要求。

由玻璃制成的流导管提供了允许在测量中更轻松和准确度更高的几个其它优点，诸如在由玻璃制成的流导管与流体之间的滞后热力相互作用、在由玻璃制成的流导管与流体之间的预期化学隔离以及合理的生产成本，特别是考虑到一次性使用，其中由玻璃制成的流管是一次性零件。

由本领域技术人员将领会，通过示例提供了图16-图19的实施例，并且可基于使用环境来配置用于流导管的其它预定义的形状。

在另一方面中，图10提供用于监控在生物过程单元1010的生物过程中使用的包含流体流的流体的一个或多个属性的生物处理系统1000的图形表示。如所示出的，生物过程单元1010包含带有入口过程连接的入口管道和带有出口过程连接的出口管道。牵涉到实际过程的生物过程单元1010的其它方面在这里未示出，以使讨论限于与包含流体流的流体的一个或多个属性的监控有关的方面。生物处理系统可例如包括色谱法系统、过滤系统和/或生物反应器。

如图10中所示出的，coriolis流量计1020被耦合到生物过程单元1010的入口过程连接和出口过程连接。本文中提及的coriolis流量计1020已在本文中上面参照图2-9被描述，并且包含带有相同功能的相同组件。生物处理系统1000进一步包含监控单元1030，其被配置用于接收来自coriolis流量计1020的代表流体的一个或多个流体属性的测量和配置成使用测量以控制在生物过程单元1010中的生物过程。图2-9的coriolis流量计的所有方面在生物处理系统1000的实施例中适用。

在仍有的另一方面中，图11图示了流程图2000，示出了用于使用coriolis流量计测量包含流体流的流体的一个或多个属性的方法的步骤。本文中提及的coriolis流量计已在前面参照图2-9被描述。方法包含用于为coriolis流量计提供与机械振荡器子系统、致动器、感测子系统和电子电路在功能上分离的流体流子系统的步骤2010。方法包含用于传送电信号以通过机械振荡器子系统在流体中触发振荡的步骤2020。方法包含用于接收通过机械振荡器子系统的来自流体的coriolis响应的步骤2030；用于处理coriolis响应以获得代表包含流体流的流体的一个或多个属性的一个或多个测量的步骤2040，以及用于使用一个或多个测量监控生物过程的步骤2050。

在仍有的另一方面中，图12图示了流程图3000，示出了用于在生物处理系统的生物过程中测量包含流体流的流体的一个或多个属性的方法的步骤。方法包含用于使用过程连接耦合生物过程的入口管道和出口管道与coriolis流量计的步骤3010。本文中提及的coriolis流量计已在前面参照图2-9被描述。方法包含用于传送电信号以通过机械振荡器子系统在流体中触发振荡的步骤3020。方法包含用于接收通过机械振荡器子系统的来自流体的coriolis响应的步骤3030。方法进一步包含用于处理coriolis响应以获得代表包含流体流的流体的一个或多个属性的一个或多个测量的步骤3040和用于使用一个或多个测量监控生物过程的步骤3050。

在仍有的另一方面中，前面提及的功能分离进一步允许上级过程的流体容器被用作coriolis流量计中的流体流子系统，例如，预消毒的柔性管道。图13是另一示例实施例4000，其中coriolis流量计4020的流体流子系统4040是生物过程单元4010本身的组成部分。

参照图1，生物过程单元4010被用于在生物反应器4060中生长的细胞培养，并且包含培养基（media）（框4050），其通常包含在生物反应器4060中的细胞生长所要求的营养物的流体混合物。营养液通过流体流子系统4040被传递到生物反应器4060，该子系统是流导管并且是coriolis流量计4020的一部分。

由本领域技术人员将领会，生物过程单元可包含用于输入到生物反应器4060或从中输出的上游和下游过程的几个其它组件。例如，连同主要是营养物的流体混合物的培养基，包含诸如氧、氮或二氧化碳的气体的流体混合物的气室也可被包含，所述气体是在生物反应器4060中的细胞生长所要求的。在此情况下，另一流导管将被用来输送气体到生物反应器，并且此流导管将因而是coriolis流量计的一部分，类似于图13的实施例。图13的实施例也覆盖下游过程，像废料收集、细胞色谱法、细胞收获、细胞澄清、细胞纯化、表达的生物分子的收获、捕捉或纯化及诸如此类，其中流导管（并且因此流体流子系统）将是在生物反应器与接收用于下游过程的任何过程的来自生物反应器的输出的室之间。本文中提及的生物反应器可以是在生物处理的领域中使用的搅拌槽、摇摆、单次使用或多次使用的生物反应器或任何另一类型中的任一项。因此，由于参照图2描述的模块式配置，图13的实施例和本文中上面的其它实施例允许生物过程单元的流导管作为coriolis流量计的流体流子系统被共享，因此优化和简化了流体的属性测量的过程。生物处理系统也可以是用于下游处理的专用系统，包含例如一个或多个色谱法系统和/或一个或多个过滤系统，诸如一个或多个错流过滤系统。

本文中描述的不同方面允许关于不同振荡模式的频率对机械振荡器的最佳材料选择，以便在测量中实现高级别的准确度。此外，由于在本文中上面描述的实施例中机械振荡器系统和流体流子系统的功能分离，用于机械振荡器的设计和材料选择确保用于流导管的材料选择对振荡器行为的影响是有限的。因此，振荡特性由机械振荡器的材料和几何形状主导，并且只稍微受流体容器影响，这改进了对流体的测量。

本发明进一步公开了用于生物处理系统的单次使用流套件5000，如图21中所图示的。此流套件包括如上所讨论的配置成附连到机械振荡器子系统的流体流子系统5001，其一起形成如上所讨论的coriolis流量计。流套件也包括流体地连接到流体流子系统的至少一个歧管5009和流体地连接到流体流子系统的至少一个单次使用传感器组件5003、5005、5007。流套件进一步包括如本领域中所熟知的无菌连接器5011，例如readymate^tm（gehealthcare）或kleenpak（pall），以便无菌连接到其它流体系统或单元。套件可例如通过伽玛辐射被预消毒，并且它可在封闭包装中交付。

单次使用传感器组件可例如包括带有用于可见或紫外光吸收的测量的一个或多个透明窗口的流动池5003，其例如对蛋白浓度的监控是有用的。另外或备选的是，单次使用传感器组件可包括如本领域中所熟知且从例如pendotech可获得的单次使用压力传感器5005。传导（指示离子强度）可通过如本领域中所熟知且从例如scilog或pendotech可获得的单次使用传导传感器5007来测量。流套件可进一步包括适用于在蠕动泵中安装的某一长度的柔性管道和/或用于例如离心或隔膜泵的单次使用泵头。

流套件可适当地包括用于流体流子系统到coriolis流量计的机械振荡器子系统的附连和用于连接流套件到例如色谱法或过滤系统或生物反应器的生物处理系统的指令。流套件的流体接触材料能够适当地属于符合uspvi（us药典）要求的等级。

虽然本文中图示和描述了本发明的仅某些特征，但本领域技术人员将想起许多修改和变化。因此，要理解随附权利要求书旨在涵盖在本发明的真正精神范围内的所有此类修改和更改。