CN103267728A - 具有模块化流通池的内嵌光学传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有模块化流通池的内嵌光学传感器，包括：具有预定直径的流动通路的模块化流通池块体；用于将具有不同内径的流动管路连接到所述块体的可互换的适配器；以及能够利用窗口间隔件而以固定增量调整和利用游标调整器而连续地调整的光学路径长度，以及在模块化壳体中的、能够径向和轴向对齐的光源和光学检测器。在所述壳体和流通池本体之间提供了隔热，且空气循环进一步减小所述壳体内的温度和冷凝。

Description

具有模块化流通池的内嵌光学传感器

技术领域

本发明总体上涉及内嵌（inline）光学传感器，且更具体地涉及具有能够适应不同管路尺寸和不同光学路径长度的模块化流通池（flowcell）的内嵌光学传感器。

背景技术

流通池广泛地用在用于在生物技术领域中和其它卫生应用中监测产品流的性能的内嵌光学传感器中。在这些应用中使用的流动管路通常具有尺寸范围在1/8英寸至3/4英寸（约3mm至19mm）的内径，且迄今为止需要制造具有相应于不同的管路尺寸的通路的流通池。在较小直径的通路的情况下，即使流通池安装有垂直地延伸的通路，正确的引流（drainage）也可能是有问题的。

这些仪器通常具有定位在产品流的相对侧上的光学窗口，并且具有在光学窗口中的一个外侧的、用于将光束导向通过产品流的光源和在另一个光学窗口外侧的、用于接收光束的检测器。光可为紫外线、可见光谱和近红外光谱中的光。穿过流体流的光学路径的长度由光学窗口之间的间距确定，且迄今为止，明显改变光学路径长度的唯一方式已经是使用具有不同长度的光学窗口。这需要对于每个路径长度使用不同的一对光学窗口，且将光学路径长度从0.5mm改变为20mm例如可能需要多达7组光学窗口。而且，通常在密封这种光学窗口中使用的O形环垫片可能难以利用常用的原位清洁（CIP）和原位灭菌（SIP）清洁程序来消毒。

光学传感器流通池的另一问题是光源和检测器沿光轴的对齐。尽管某些现有的流通池可能允许正确的轴向对齐，但是径向对齐通常是不可能的。

发明内容

本发明的目的通常是提供一种新的且改进的内嵌光学传感器和流通池。

本发明的另一目的是提供具有克服迄今为止提供的内嵌传感器和流通池的限制和缺点的上述特征的内嵌光学传感器和流通池。

这些及其它目的根据本发明通过提供内嵌光学传感器来实现，该内嵌光学传感器具有：流通池块体；延伸穿过块体的预定直径的流动通路；用于将具有不同内径的产品管路连接到流通池的多个适配器，每个适配器具有匹配在一端处的流动通路的直径和在另一端处的产品管路之一的内径的孔；用于在流动通路的相对端处将适配器以可互换的方式附接到块体的装置；与流动通路相交并开通块体的相对侧的监测口；布置在监测口中的光学窗口；在穿过通路和光学窗口的光轴上相互对齐的光源和光学检测器；以及以可互换的方式定位在一个光学窗口的相对侧上的、用以建立光学窗口之间的不同光学路径长度的多个间隔件。

附图说明

图1是根据本发明的具有模块化流通池的光学传感器的一个实施方式的等轴视图。

图2是图1的实施方式的垂直截面图。

图3是图1的实施方式中的流通池块体和产品管路适配器的分解等轴视图。

图4是图3的在组装状态下的流通池块体和适配器的垂直截面图。

图5是形成图1实施方式中的流通池块体和产品管路适配器之间的密封的垫片之一的放大截面图。

图6a-6d是在图1的实施方式中使用的额外的产品管路适配器的垂直截面图。

图7是图1的实施方式中的沿垂直于光轴的方向截取的光学窗口和流通池块体的垂直截面图。

图8a是图7的实施方式中的光学窗口密封和底座的放大的、分解的、部分的截面图。

图8b是与图8a类似的视图，显示了在流通池块体的其底座位置中的光学窗口密封。

图9是图1的实施方式中的光学窗口安装环和光学窗口的垂直截面图。

图10是用于图1的实施方式中的一组光学窗口间隔件的侧视图。

图11a-11e是具有提供光学窗口之间的不同光学路径长度的不同间隔件组合的一对光学窗口的中心线截面图。

图12是示出图1的实施方式中的游标光学窗口调整器的中心线截面图。

图13是用于图1的实施方式中的光源和检测器的壳体之一的垂直截面图。

图14是沿图13中的线14-14截取的横截面视图。

图15是图13中的壳体的一部分的放大的部分截面。

图16是沿图2中的线16-16截取的横截面视图。

图17是图1的实施方式中的检测器壳体的外端的正视图。

图18是用于图1的实施方式的光学检测器的另一实施方式的垂直截面图。

具体实施方式

内嵌光学传感器包括具有流体通路23的不锈钢流通池块体或本体22，流体通路23开通块体的上侧和下侧24、26。监测口28、29开通块体的相对侧31、32并且以直角与通路相交。光源33和检测器34与监测口对齐地安装在块体上，并且来自光源的光穿过通路到达检测器。通路和监测口两者的横截面均为圆形。

产品管路（未显示）通过适配器36连接到流通池块体，适配器36具有带有内孔38的圆柱形本体37、处在本体一端的安装凸缘39以及用于在另一端连接到产品管路的接头41。所示的接头为在接头的外表面处具有密封凹槽42的

连接器，但是可使用任何合适的连接器，包括

接头、管连接器、软管接头（hose barbs）等。适配器通过安装螺钉43固定到块体。

流通池块体和管路适配器之间的密封通过具有大体环形（toroidal）的本体44a的卫生管接头垫片44提供，大体环形的本体44a接纳在流通池块体和安装凸缘的相面对表面中的匹配凹槽46、47中。这些垫片具有从大体环形的本体向内延伸的相对较短的环形凸缘48，凸缘的内侧面48a与块体中通路的侧壁和适配器中的孔对齐。

当安装螺钉被紧固以使安装凸缘的表面和块体的表面一起牢牢接触时，垫片处于受控压缩下，且内侧面48a与通路和孔的壁精确地对齐。受控压缩提供紧密的密封并确保维持密封的完整性，甚至是在重复的CIP和SIP循环期间。这种类型的垫片为在生物技术工业中其它应用中广泛地使用并且在各种材料中可利用的标准部件，这些材料包括满足（美国食品及药物管理局）FDA第VI级证明的要求的材料。

利用适配器，预定通路直径的标准化流通池可与不同内径的产品管路一起使用。因此，例如，在图4所示的实施方式中，通路的直径比产品管路的直径大，且适配器孔具有在连接器端处的、直径等于产品管路的内径的圆柱形段38a。圆锥形段38b在圆柱形段的内侧端和安装凸缘的外表面之间延伸，且具有从产品管路的直径增加到通路的直径的直径。该锥度提供不同直径之间的平滑过渡且允许传感器与竖直线成高达60度并且仍具有正确的引流，甚至在小至1/8英寸或更小的管路的情况下。适配器允许流通池中的通路更大并且产生比具有较小通路的流通池低的压降。

供不同内径的产品管路使用的适配器在图6a–6d中显示。在具有3/4英寸的通路直径的流通池的情况下，例如，所示的适配器中的圆柱形孔38a分别具有1/8英寸、1/4英寸、1/2英寸和3/4英寸的直径。从这些示例中，应注意的是，所有适配器中的锥角是相同的，但是锥形段38b的长度随着管路的直径和圆柱形段的直径的增加而减小，当管路的直径与通路的直径相同时达到0。然而，与孔的尺寸无关，适配器的外尺寸和适配器连接到产品管路和流通池块体的方式保持相同。

从一个管路尺寸改变到另一管路尺寸只不过是从流通池块体移除现有适配器、更换在块体中的垫片并在块体上安装新的适配器的事。当安装螺钉已经紧固且安装凸缘和流通池块体的表面在一起时，所提供的受控压缩从而确保与新的垫片的适当密封。

任选地，透明窗口51、52被分别安装在监测口28、29中且通过安装环53、54而保持在适当位置。如图4最佳显示的那样，监测口中的每一个具有带有圆柱形侧壁28a、29a的较大直径的外段、带有通入流动通路23内的圆锥形侧壁28b、29b的较小直径的内段，以及在两个段的侧壁之间的面向外的环形肩部28c、29c。

窗口具有实心的圆柱形本体51a、52a，且具有朝其外端的径向凸缘51b、52b。在所示实施方式中，凸缘的厚度约为本体的长度的三分之一。因此，例如，在具有18mm长度的窗口中，凸缘可能具有约6mm的厚度。凸缘的直径略小于监测口的外段的直径。

台阶式O形环垫片56、57提供窗口和流通池块体之间的液密密封。这些垫片具有大体环形的本体，且具有在其一侧上的减小的外径的台阶56a、57a。垫片由诸如橡胶的弹性材料制成且具有比窗口的直径略小（例如，1-2%）的内径。垫片的弹性促使垫片的内表面紧紧地抵靠窗口本体的侧壁，在窗口和垫片之间形成主密封。辅助密封在垫片和窗口凸缘的相面对的面之间形成。与窗口凸缘接触的平坦面通过将施加到窗口的密封力分布在比常规O形环密封大的面积上而减少窗口上的应变。

垫片的面的台阶部分向内面朝向流动通路并且被接纳在由监测口的内段的圆锥形侧壁28b、29b形成的底座中。如图8a和图8b中以略微放大的形式示出的那样，形成底座的壁以角度α倾斜，例如，角度α可为大约6度。当垫片的台阶部分被压入底座中时，台阶部分在底座和窗口本体的侧壁之间受到压缩，与窗口产生均匀的更为紧密的密封。在窗口的侧壁和垫片的内侧表面之间具有主密封使得能够使用窗口凸缘和垫片之间的间隔件来改变窗口的内侧面之间的路径或间距58的长度。

传感器窗口的入口直径使得台阶式O形环垫片的液体面完全露出。该露出确保与液体接触的所有的表面在CIP和SIP清洁程序期间被消毒。

窗口的本体延伸到流动通路内，且内侧面51c、52c之间的光学路径的长度由能够选择性地定位在窗口凸缘的相对侧上的间隔件59确定。因此，例如，在图9所示的实施方式中，在窗口凸缘51b的外侧上定位了两个间隔件59、59，且在窗口凸缘52b的外侧上定位了单个间隔件59。在该特定的示例中，凸缘51b外侧的两个间隔件的总厚度或宽度等于凸缘52b外侧的单个间隔件的厚度或宽度，且两个窗口延伸相等的距离进入通路内。

间隔件具有环形本体，该环形本体具有比窗口的本体略大的内径和比窗口凸缘和台阶式O形环垫片的外径略大的外径。在一个目前优选的实施方式中，间隔件由诸如聚醚醚酮（PEEK）的热塑性材料制成。

窗口安装环具有凹进区域或空腔53a、54a，窗口凸缘和在窗口凸缘外侧上的间隔件容纳在该凹进区域或空腔53a、54a内。这些凹部为圆形的且具有略大于间隔件的直径。安装环通过安装螺钉61而固定到流通池块体的侧面，且O形环62提供安装环和块体的侧面之间的液密密封。

图10示出能够单独地或组合地使用以提供期望的路径长度的一组间隔件。在该示例中，该组包括具有1mm、1.5mm、2mm、4mm、4.5mm、5mm和6mm宽度的间隔件，且图11a-11e示出使用这些间隔件来提供范围为0.5mm至10.0mm的路径长度，其中单对的窗口51、52具有18mm的预定的固定长度。

在图11a的示例中，5mm的间隔件63和1.5mm的间隔件64被放置在凸缘51b的外侧上，6mm的间隔件66被放置在凸缘52b的外侧上，且窗口的内侧面之间的路径长度为0.5mm。

在图11b的示例中，4.5mm的间隔件67和1.5mm的间隔件68被放置在凸缘51b的外侧上，6mm的间隔件69被放置在凸缘52b的外侧上，且窗口的内侧面之间的路径长度为1.0mm。

在图11c的示例中，4mm的间隔件71、72被放置在凸缘51b、52b的外侧上，2mm的间隔件73、74被放置在凸缘52b、52b的内侧面和台阶式垫片56、57的外面之间，且窗口的内侧面之间的路径长度为5.0mm。

在图11d的示例中，1.5mm的间隔件76、77被放置在凸缘51b、52b的外侧上，2mm的间隔件78、79被放置在凸缘51b、52b的内侧面和台阶式垫片56、57的外面之间，且窗口的内侧面之间的路径长度为5.0mm。

在图11e的示例中，1.5mm的间隔件81、82被放置在凸缘51b、52b的外侧上，5mm的间隔件83、84被放置在凸缘51b、52b的内侧面和台阶式垫片56、57的外面之间，且窗口的内侧面之间的路径长度为10.0mm。

窗口安装环具有用于比由间隔件提供的调节窗口面之间的路径长度更细微的调节的游标调整器。这些调整器还可用于校正影响窗口间距的机械公差。如图12中最佳显示的那样，窗口固定架中的每一个具有轴向延伸的筒部53b、54b，调整轴环86、87被螺纹地安装在这些轴向延伸的筒部53b、54b中，用于朝向以及远离流动通路移动。轴环具有在其内端处的径向凸缘86a、87a，该径向凸缘86a、87a接合间隔件和窗口凸缘的外面。轴环利用带有驱动销88a的调整键88旋转，其中驱动销88a接合轴环中的插槽86b、87b的槽壁。当轴环在一个方向上转动时，轴环在向内方向上移动，同时压缩台阶式O形环垫片以增加窗口之间的距离并缩短路径长度。当轴环在相反方向上转动时，轴环在向外方向上移动，同时允许压缩垫片展开并将窗口移动分开，从而增加路径长度。该调整优选地在两个窗口上进行，其中每一个窗口移动类似距离以实现期望的路径长度并维持密封的完整性。当其中一个管路连接器被移除时，窗口间距可利用插入通路内的塞尺或销规来测量。

内嵌光学传感器中使用游标调整器进一步在美国专利No.5,905,271中论述，该专利的公开内容通过引入并入本文。

如果不需要精确调整路径长度，则游标调整器可被省掉，在该情形中，路径长度将由间隔件单独确定。即使没有调整器，在线测量和实验室测量之间的相关性可通过测量窗口间距并使用期望的路径长度与测量间距之比作为用于所测量的长度的校正因子来维持。

光源和检测器被封装在大体相同的壳体89内。如图13-15中最佳显示的那样，壳体89具有带有减小直径的颈部部分91a的大体圆柱形侧壁91，颈部部分91a装配在窗口固定架53、54的筒部53b、54b。壳体通过圆锥形紧定螺钉92而固定到相应的窗口固定架，圆锥形紧定螺钉92螺纹地安装在壳体的侧壁中并容纳在比筒部的外壁中的紧定螺钉小的直径的插槽93中，且螺钉的倾斜壁92a接合插槽的外侧角部93a。紧定螺钉和插槽围绕光轴94间隔开120度并且确保光源和检测器在轴向和径向上正确地对齐。壳体的侧壁和窗口固定架的筒部之间的密封由O形环95提供，该O形环95也用于帮助维持壳体壁与窗口固定架的筒部的同轴对齐。

壳体还具有端壁或插塞96，该端壁或插塞96具有装配在壳体的侧壁内的实心圆柱形本体96a和邻接侧壁的外端的径向凸缘96b。在端壁内的孔96c中安装有气密密封的连接器97，用于实现与壳体内的光源或检测器的电连接。端壁通过圆锥形紧定螺钉98而固定到侧壁，圆锥形紧定螺钉98被螺纹地安装在侧壁中并容纳在比端壁本体的外周边中的紧定螺钉的直径小的插槽99中，其中螺钉的倾斜壁接合插槽的外侧角部99a。这些紧定螺钉和插槽也间隔开120度并且进一步确保光源和检测器在轴向和径向上正确地对齐。壳体的端壁和侧壁之间的密封由O形环101提供。

如果需要，则紧定螺钉和插槽可沿光轴相互偏移，以在螺钉被紧固时将壳体的端壁和窗口固定架的外面拉成与壳体的侧壁的端部更紧密的接合。

提供了利用空气净化光源和检测器壳体的装置。该装置包括安装在窗口固定架上的空气入口接头102和安装在壳体的端壁上的空气出口接头103。空气净化可在以下的应用中防止壳体内的冷凝，即：在这些应用中，露点使得冷凝否则可能发生。空气净化还有助于防止在高温产品的处理期间和在SIP灭菌程序期间对壳体中精密部件的损坏或破坏。

光学模块和窗口环之间的导热性通过在窗口环的面和壳体的端部之间的诸如聚醚醚酮（PEEK）的隔热材料的环形环或垫片104来降低。进一步的隔热通过将模块附接到窗口环的方式来提供。利用安装环和壳体的侧壁之间的O形环和圆锥形紧定螺钉，壳体被保持为与窗口环同心，且在其之间没有直接的壁-壁接触。利用壳体和固定架之间通过带尖角的螺钉、O形环和隔离垫片实现的唯一的接触，窗口环和光学模块之间的导热性明显小于如果模块和环的侧壁直接接触将实现的导热性，并且小体积被截流的空气的对流加热为内部加热的主要来源。空气净化为冷却光学模块的有效且高效的方法，确保敏感的光学部件即使在蒸汽清洁期间且高温流体流过流通池内的通路时也保持在推荐的操作温度限制值内。

在图1的实施方式中所使用的光源在图2中示出。该光源包括在通过安装螺钉和间隔件（未显示）安装到壳体的端壁96的圆形印刷电路板107上的固态UV发射器或LED（发光二极管）106。发射器与用于LED的电力控制线路109一起安装在电路板上的插槽108中。发射器包括沿光轴聚焦来自LED的发射光的透镜106a。

基准检测器111安装在由安装螺钉113和间隔件114附接到第一板的第二电路板112，其中发射器106延伸穿过第二板中的中心开口116。间隔件114是导电的且提供两个板之间的电连接。基准检测器对发射器的输出进行采样，并且用于基准信号的电连接和用于发射器的电力通过连接器97给出。

尽管光源被示出为具有单个LED，但是如果需要的话，则可使用多个发射器。该类型的光源在2010年9月14日提交的美国专利申请No.12/881,438中更详细地描述，其公开内容通过引用并入本文。

在图1的实施方式中使用的光学检测器也在图2中示出。该检测器包括安装在壳体的端壁96的内侧上的UV硅检测器118和沿光轴导向UV光并将其聚焦在检测器上的石英物镜119。光圈126和挡光滤光器127防止杂散辐射和可见光谱中的辐射照射到检测器上。

一对校准滤光器128、129可移动到和移动出光圈和可见光滤光器之间的路径。这些滤光器可为中性密度滤光器或彩色滤光器，这取决于所要使用的传感器的应用，且在一个目前优选的实施方式中，其为NIST可追踪的，即其校准的标准是与由美国国家标准和技术局维持的标准比较的未中断链的一部分。它们相对测量波长进行校准和验证。使用这种滤光器的光学检测器在美国专利No.6,512,223中更详细地描述，其公开内容通过引用并入本文。

如图16和17中最佳显示的那样，校准滤光器安装在枢轴臂131、132上，枢轴臂131、132由固定到轴136、137的大体扇形的刀片部133、134组成。该轴可旋转地安装在端壁96中并具有开槽端部136a、137a，该开槽端部136a、137a通过标准螺丝刀而从壳体外部可接近，以进行旋转。指旋螺钉139、141被螺纹地安装在端壁中并且与轴可接合，以将滤光器保持在适当位置。

滤光器在正常操作位置和校准位置之间可移动，在正常操作位置中，两个滤光器位于光学路径之外，在校准位置中，滤光器中的一个或两个位于路径中。滤光器被单独地控制，且滤光器的光学密度（OD）是可添加的。因此，例如，利用0.5OD和1.0OD的中性密度滤光器，则传感器的4点校准是可能的，其中校准密度为0OD、0.5OD、1.0OD和1.5OD。

图18中所示的光学检测器与图1的实施方式中的检测器类似，但没有校准滤光器，且在两个实施方式中类似的参考数字表示相应的元件。该检测器也包括UV硅检测器118和沿光轴导向UV光并将其聚焦在检测器上的石英物镜119。透镜安装在通过安装螺钉144和间隔件146而附接到端壁91的透镜支架143中。如图1的实施方式中的那样，光圈126和挡光滤光器127防止杂散辐射和可见光谱中的辐射照射到检测器上。当在光电流操作模式中使用时，硅检测器呈现最佳的温度稳定性且具有超过7-9个十年的线性响应。

本发明具有很多重要特征和优点。本发明提供内嵌光学传感器和流通池，其在单个标准化流通池块体的情况下能够适应不同的管路尺寸和不同的光学路径长度，该标准化流通池块体还将接受不同类型的管路连接器。

本发明利用维持在受控压缩下以提供防漏密封并满足所有卫生需求的容易获得的管路连接垫片。管路连接确保对于所有尺寸的管路（包括具有小的内径的管路）的正确引流。流通池具有比其它流通池导致明显小的压降的较大流动通路。

台阶式O形环垫片和锥形底座提供光学窗口和流通池块体之间的液密密封并且可互换的间隔件允许窗口之间的光学路径的长度被改变，而不必改变窗口本身或使用不同长度的窗口。除提供改进的密封之外，台阶式O形环垫片还使得利用CIP和SIP消毒程序对流通池的灭菌更容易且更有效。锥形垫片底座对有效的CIP和SIP灭菌提供液体密封的充分暴露。

校准滤光器提供高度的校准精度，且光学窗口的游标调整提供光学路径长度的精确控制。光源和检测器在光轴上轴向地且径向地对齐，且固态UV发射器消耗较少的电力并提供在期望的波长和带宽下的UV发射而没有额外的滤光。

窗口环和模块化壳体提供用于抑制热和冷凝的流动路径，且利用由空气净化提供的额外冷却，允许在具有高达150℃的操作温度的应用中使用该传感器，而不会超过通常在约50℃下的光源和检测器中的敏感部件的热定额。

本发明还提供传感器的总尺寸和重量的明显减小并且使传感器制造起来更容易且更经济。

从以上内容明显的是，已经提供了新的且改进的内嵌光学传感器和流通池。尽管已经详细描述了仅一些目前优选的实施方式，但是如本领域技术人员明白的，在不偏离由所附权利要求书限定的本发明的范围下可作出一些改变和修改。

Claims (38)

1.一种内嵌光学传感器，包括：流通池块体；延伸穿过所述块体的预定直径的流动通路；用于将具有不同内径的产品管路连接到所述块体的多个适配器；用于在所述流动通路的相对端处将所述适配器以可互换的方式附接到所述块体的装置；与所述流动通路相交并开通所述块体的相对侧的监测口；布置在所述监测口中的光学窗口；在穿过所述通路和所述光学窗口的光轴上彼此相互对齐的光源和光学检测器；以及以可互换的方式定位在一个所述光学窗口的相对侧上的、用以建立所述光学窗口之间的不同光学路径长度的多个间隔件。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中每个所述适配器具有匹配在一端处的所述流动通路的直径和在另一端处的所述产品管路中的一个产品管路的内径的孔，并且每个所述适配器具有提供所述孔的端部之间的在直径上的平滑过渡的侧壁。

3.根据权利要求2所述的传感器，其中所述侧壁为圆锥形的。

4.根据权利要求1所述的传感器，包括卫生管接头垫片，所述卫生管接头垫片定位在所述适配器和所述块体之间，以在所述块体的所述通路和所述适配器内的所述孔周围形成液密密封。

5.根据权利要求4所述的传感器，其中所述垫片具有容纳在所述适配器和所述块体的面对表面中的匹配凹槽内的大体环形的本体以及从所述环形的本体向内延伸的环状凸缘，其中所述凸缘的内侧面与所述通路和所述孔的侧壁对齐。

6.根据权利要求5所述的传感器，其中所述垫片处在受控压缩下，使所述适配器和所述块体的面对表面彼此相互牢牢接触。

7.根据权利要求1所述的传感器，其中在有所述间隔件的情况下的所述光学窗口通过具有用于将间隔件接纳在所述光学窗口的外侧上的空腔的固定架而附接到所述流通池本体。

8.根据权利要求1所述的传感器，其中所述间隔件具有允许以预定的增量调整所述光学窗口的位置以确定所述光学窗口之间的光学路径长度的宽度。

9.根据权利要求1所述的传感器，其中在有所述间隔件的情况下的所述光学窗口具有圆柱形本体，所述圆柱形本体带有从其延伸的径向凸缘，且所述间隔件以可互换的方式定位在所述凸缘的相对侧上。

10.根据权利要求9所述的传感器，包括与所述流通池块体和所述光学窗口的所述圆柱形本体密封接合的环形垫片。

11.根据权利要求10所述的传感器，其中所述垫片具有容纳在所述块体中的圆锥形底座内的减小直径的内侧台阶。

12.根据权利要求10所述的传感器，包括用于将所述垫片压缩在所述径向凸缘和所述块体之间的、用以调节所述光学窗口之间的路径长度的装置。

13.根据权利要求12所述的传感器，其中所述用于压缩垫片的装置包括用于沿光轴移动所述光学窗口的游标调整器。

14.根据权利要求1所述的传感器，其中所述光源和所述检测器具有通过提供所述光源和所述检测器的径向和轴向对齐的装置而附接到所述流通池块体的模块化壳体。

15.根据权利要求14所述的传感器，其中所述壳体具有围绕固定到所述流通池块体的圆柱形固定架同轴地布置的圆柱形侧壁，且具有在所述壳体的壁和所述固定架之间的O形环密封和保持所述壳体的壁和所述固定架同轴对齐的紧定螺钉。

16.根据权利要求15所述的传感器，其中所述紧定螺钉为圆锥形的且容纳在较小直径的插槽中，且所述紧定螺钉的锥形壁接合所述插槽的外侧角部，以相对于所述固定架精确地定位所述壳体。

17.根据权利要求14所述的传感器，其中所述模块化壳体与所述流通池块体隔热。

18.根据权利要求17所述的传感器，其中隔热通过由位于所述壳体的圆柱形侧壁和附接到所述流通池块体的固定架之间的隔热材料形成的O形环密封以及由位于所述固定架和所述侧壁的端面之间的隔热材料形成的环形垫片提供。

19.根据权利要求17所述的传感器，具有用于使空气循环通过所述壳体以降低温度和冷凝的装置。

20.根据权利要求1所述的传感器，其中所述光源包括固态UV发射器。

21.根据权利要求1所述的传感器，包括滤光器和用于将所述滤光器移动到和移动出所述光源和所述检测器之间的光学路径的装置。

22.根据权利要求21所述的传感器，其中所述滤光器为NIST可追踪的校准标准。

23.一种内嵌光学传感器，包括：流通池块体；延伸穿过所述块体的流动通路；用于将流动管路连接到所述块体的装置；用于与所述流动通路相交并开通所述块体的相对侧的监测口；具有圆柱形本体的光学窗口，所述圆柱形本体带有布置在所述口中的径向凸缘；在穿过所述通路和所述光学窗口的光轴上彼此相互对齐的光源和光学检测器；提供所述光学窗口的所述圆柱形本体和所述流通池块体之间的液密密封的台阶式O形环垫片；以及以可互换的方式定位在所述光学窗口的所述凸缘的相对侧上的、用以建立所述光学窗口之间的不同光学路径长度的多个间隔件。

24.根据权利要求23所述的传感器，其中所述监测口具有带有圆柱形侧壁的外段、带有圆锥形地倾斜的侧壁的内段以及处在两个所述段的所述侧壁之间的面向外的环形肩部，并且所述台阶式O形环垫片具有在其一侧上的、带有减小的外径的台阶的大体环形本体，所述大体环形本体被卡在所述口的内段的所述倾斜的侧壁和所述光学窗口的所述圆柱形本体之间并且被所述口的内段的所述倾斜的侧壁和所述光学窗口的圆柱形本体压缩。

25.根据权利要求24所述的传感器，其中所述台阶式O形环垫片由弹性材料制成且具有比所述光学窗口的所述圆柱形本体小的内径。

26.根据权利要求23所述的传感器，其中所述间隔件中的至少一个间隔件定位在所述光学窗口的所述凸缘中的一个凸缘和所述台阶式O形环垫片中的一个台阶式O形环垫片之间。

27.根据权利要求23所述的传感器，其中所述间隔件具有允许以预定的增量调整所述光学窗口的位置的、用以确定所述光学窗口之间的光学路径长度的宽度。

28.根据权利要求23所述的传感器，具有用于沿光轴移动所述光学窗口以调节所述光学窗口之间的路径长度的游标调整器。

29.一种内嵌光学传感器，包括：流通池块体；延伸穿过所述块体的预定直径的流动通路；用于将具有不同内径的产品管路连接到所述流通池的、具有锥形孔的多个适配器；用于将所述适配器以可互换的方式附接到所述块体的装置，其中所述适配器中的所述孔与所述块体中的所述通路连通；与所述流动通路相交并开通所述块体的相对侧的监测口；布置在所述口中的光学窗口；在穿过所述通路和所述光学窗口的光轴上彼此相互对齐的光源和光学检测器；以及在受控压缩下的、处在所述适配器和所述块体之间的垫片，其中所述垫片的内侧面与所述孔和所述通路的侧壁对齐。

30.根据权利要求29所述的传感器，其中所述孔具有提供所述适配器内的在直径上的平滑过渡的侧壁。

31.根据权利要求29所述的传感器，其中所述垫片为卫生管接头垫片。

32.根据权利要求29所述的传感器，其中所述垫片具有容纳在所述适配器和所述块体的面对表面中的匹配凹槽内的大体环形本体以及从所述环形本体向内延伸的环状凸缘，其中所述凸缘的内侧面与所述通路和所述孔的侧壁对齐。

33.一种内嵌光学传感器，包括：流通池块体；延伸穿过所述块体的流动通路；用于将流动管路连接到所述块体的装置；用于与所述流动通路相交并开通所述块体的相对侧的监测口；布置在所述口中的光学窗口；用于调节所述光学窗口的位置的、用以提供所述光学窗口之间的不同光学路径长度的装置；处在具有圆柱形侧壁的模块化壳体中的光源和光学检测器，所述圆柱形侧壁与所述块体的相对侧上的圆柱形固定架同轴地布置；以及在所述圆柱形侧壁和所述固定架之间延伸的圆锥形紧定螺钉，其中所述紧定螺钉的圆锥形壁接合较小直径的插槽，以保持所述光源和所述检测器彼此相互径向和轴向对齐。

34.根据权利要求33所述的传感器，其中所述紧定螺钉围绕所述侧壁和所述固定架的轴线间隔开120度。

35.根据权利要求33所述的传感器，具有在所述圆柱形侧壁和与所述紧定螺钉协作配合的所述固定架之间的、用以维持所述侧壁和所述固定架轴向对齐的O形环密封，且在所述凸缘和所述固定架之间具有间隙。

36.根据权利要求35所述的传感器，具有在所述固定架和所述侧壁的端面之间的隔热环形垫片。

37.根据权利要求35所述的传感器，具有用于使空气循环通过所述壳体以降低温度和冷凝的装置。

38.根据权利要求33所述的传感器，其中所述壳体具有端壁，所述光源和所述检测器被安装在所述端壁上，其中圆锥形的紧定螺钉围绕所述端壁中的插槽和所述侧壁沿外周间隔开，所述紧定螺钉被容纳在所述端壁中。

Images