CN103857450A - 过滤元件附接件、过滤筒以及过滤系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可附接至过滤元件的过滤元件附接件，该过滤元件附接件包括：-固定设备，用于接收过滤元件的至少一部分；-至少一个显示装置，构造成显示与过滤元件以及对应的过滤筒和过滤系统相关的信息。
Description
说明书
本发明涉及用于控制使用中的过滤系统以及对应的过滤筒（filtercartridge）（其用于过滤或处于测试阶段）就其渗透性而言的改进。因此本发明涉及对应的过滤筒和过滤元件附接件，该过滤元件附接件可附接有过滤元件以形成过滤筒。
如从文献US4384474A已知的，可将至少一个膜过滤筒安装在过滤测试设备中以便测试膜过滤筒的完整性。过滤测试设备包括观察镜，该观察镜布置成在对过滤筒施加气压并且空气通过膜过滤筒的有缺陷的部分泄漏时观察出口中的气泡。然而，过滤筒自身隐藏在过滤测试设备中并且过滤测试设备的使用者必须手动地标记或记录过滤筒已通过了测试或没有通过测试。
因此，本发明的目的是提出一种过滤元件附接件、过滤筒以及过滤系统，其允许过滤元件测试的改进的监测以及过滤筒和过滤系统的改进的操作。
根据本发明，该目标通过独立权利要求的内容来实现。本发明优选的实施方式在从属权利要求中阐述。
根据一个方面的过滤元件附接件
本发明的一个方面涉及一种可附接至过滤元件的过滤元件附接件，该过滤元件附接件包括：
-固定设备，用于接收过滤元件的至少一部分；
-至少一个显示装置，构造成显示与过滤元件相关的信息。
有利地将过滤元件构造成提供过滤元件的信息（通过经由显示装置呈现这个信息）。显示装置可依据过滤元件的状态或其环境来改变显示信息。
过滤元件可为膜过滤器或过滤棒（filter candle），该过滤元件可包括过滤陶瓷或过滤去过滤织物。特别地，过滤元件是无菌过滤元件。过滤器可至少部分地由过滤元件附接件的固定装置接收。这可包括的是，固定装置形成为与过滤元件的待接收的部分互补。可将过滤元件附接件通过固定装置可拆卸地或不可拆卸地附接至过滤元件。例如，可将过滤元件附接件与过滤元件焊接、胶合、模制、折叠（crimped）、螺纹固定、咬合或粘固在一起。因此，固定装置可包括螺钉、凸缘、焊接材料、模制材料、胶合剂等。
所述至少一个显示装置可包括激光器、红外发光二极管（LED）、可视LED、紫外LED、声音发射设备（诸如扬声器）、微波发射设备、无线电波发射设备（诸如RFID标签或近场通信（NFC）标签、光子或其他光谱发射设备（诸如电子墨水显示、液晶（LCD）显示器、LED显示器、等离子显示器、3D显示器、触摸屏显示器、或其他可视显示设备）。所述至少一个显示装置还可为一维条形码、二维条形码、以及压印（imprint）中的任一者。条形码也可通过动态显示器（诸如LCD显示器、以及LED显示器等）显示。特别地，当向过滤元件附接件提供两个或更多的显示装置，显示装置中的一个可为静态显示装置，该静态显示装置未构造成盖面显示的信息，例如序列号。
显示的信息可包括过滤元件的类型、生产日期、序列号、孔径、保水性、无菌性、过滤膜的每侧的实际压力、实际温度等。
过滤元件附接件可至少部分地由透明或半透明材料构成，诸如聚丙烯或聚碳酸酯。因此，显示装置可通过过滤元件附接件的透明或半透明材料而观察到。
过滤元件附接件还包括用于控制至少一个显示装置的处理设备。处理设备可为中央处理单元（CPU）或微控制器。处理设备可控制显示设备以及过滤元件附接件的其他电子设备。
过滤元件附接件还可包括至少一个传感器设备。所述至少一个传感器设备可构造成测量过滤元件、过滤元件附接件的至少一者的物理性质或它们两者的环境。通过至少一个传感器设备测量的性质可为温度、压力、流体流动（诸如气体流动或液体流动）或其他性质。例如，传感器设备可记录在过滤元件的消毒期间过滤元件内部的温度。因此，可证明的是过滤元件的内部温度已达到例如121摄氏度，以将过滤元件完全消毒。此外，可设置两个传感器设备以测量将在过滤元件的过滤介质的两侧上经过滤的流体的液压，因此确定在过滤元件上的压力降。
过滤元件附接件还可包括存储设备，该存储设备构造成用于来自至少一个传感器设备的测量信号。存储设备可构造成在过滤元件附接件的寿命期间存储由至少一个传感器设备测量的数据，或者构造成仅需使数据可从该存储设备中取回并且然后从中删除。
过滤元件附接件还可包括至少一个接受装置，该接收装置构造成接收数据和向处理设备提供接收的数据。接收装置可构造成接收光学信号、声音信号或电磁信号。因此，接收装置可包括例如天线、麦克风和/或光电探测器。
过滤元件附接件还可包括电源。该电源可为可再充电的电池。可替换地，电源可包括天线，该天线构造成通过磁感应或通过微波辐射接收由过滤元件附接件消耗的功率。可替换地，电源可包括用于接收激光束的接收器，以从接收的激光束（功率光束）中产生功率。
过滤元件附接件还可包括可远程控制的电力开关，该电力开关构造成切换处理器的电源。电力开关可包括簧片接触器，该簧片接触器通过接近过滤元件附接件安置或放回磁体是可远程控制的。
过滤元件附接件还可包括围绕处理器、存储装置、以及电源中的至少一个的至少一个热绝缘件或其他辐射防护设备。因此，可通过绝缘件保护敏感的内部电子部件免受消毒、高压灭菌或高温使用过程中的高温。例如，一个、多个或所有电子设备可由膨胀的聚苯乙烯围绕以提供热绝缘件。假使过滤元件附接件以及过滤元件应使用热蒸汽消毒，这可为必须的。热绝缘件还可额外或可替换地包括环氧树脂、散热片、分离/隔板绝缘件、真空绝缘件以及有源或无源冷却系统。绝缘件可环绕每个单独的电子部件、电池、以及线，或者绝缘件可环绕顶部转接器内部的整个腔体以保护所有电子部件。
此外，辐射防护设备可构造成遮挡电磁辐射，诸如可用于消毒的伽玛辐射。辐射防护设备还可用于热绝缘件（例如防护在高压灭菌过程中施加的热）与消毒辐射（诸如伽玛放射）两者。
根据一方面的过滤筒
本发明的一个方面涉及一种过滤筒，该过滤筒包括：
-过滤元件；以及
-根据本发明如上所述的过滤元件附接件。
一旦将过滤元件附接件附接至构造成过滤流体的过滤元件，则形成了过滤筒。过滤元件附接件可构造成使得当正在使用过滤筒时，包括在过滤元件附接件接头中的全部电子部件将不具有流体连通。然而，一个例外将是专门的传感器，该专门的传感器将需要流体连通以执行它们的功能。例如，内部传感器可为以下传感器中的任一种：温度传感器、流速传感器、方向传感器、倾斜传感器、加速计、自由落体传感器、冲击传感器、振动或声传感器、重量传感器（或其他承重传感器）、测力计、放射量测定计、金属探测器、运动探测器、动态表面张力传感器、压力传感器、浓度传感器、湿度计、电导传感器、粘度计、电流计、化学传感器、微量气体传感器、pH传感器、光传感器、亮度传感器、溶解氧传感器、二氧化碳传感器、葡萄糖传感器、蛋白质浓度传感器或含量传感器。这些传感器可嵌入过滤元件附接件的上游部分之内或在下游侧部上（安置在过滤元件附接件底部焊接件的中部中）。可替换地，传感器中的任一个可安置在过滤元件处或过滤元件中，该过滤元件通过焊接和/或无线连接被通信地连接至过滤元件附接件的处理设备。
由过滤筒的过滤元件附接件的显示装置显示的数据可基于传感器数据、设定的定时和/或其他的情况而改变。可视显示系统上对的信息科包括可通过条形码扫描器扫描的多个条形码（包括二维数据阵列代码）以提供数据编码插入进各种软件领域中，诸如整体性测试器。过滤元件附接件的像是装置可用于简单的可更新图表（诸如在一段时间上在温度传感器数据中的变化）或用于可视动画片（诸如用于正确焊接和整体测试过滤器的可视介绍。显示装置还可提供可视标识的图像，该图像可在增强现实显示中与外部相机和显示系统使用。增强现实显示还可通过红外LED阵列呈现，该红外LED阵列可通过文本、符号、图解、或脉冲光图案的显示（其可通过相机观察，该相机可探测呈现的红外波长）而向增强现实系统提供信息。这个增强现实显示可提供与关于过滤元件的额外信息的连接，这些额外信息诸如为供使用的数据表、验证指导、和使用指南，以及用于涉及过滤器的过程的三维动画片，包括用于以下过滤筒或舱的正确标准操作程序的可视、听觉、或演示文本）。
此外，可将加密代码嵌入数据存储和/或处理设备中，该加密代码由外部通信设备读取并将过滤元件和/或装配的组件识别为制造商的原始设备。这将防止将伪造的过滤元件和/或向光的组件装配在过滤系统中，在伪造的过滤元件和/或向光的组件中品质不手原始设备的制造商控制。可通过外部通信设备将这个数据传送至连接的网络、移动设备和/或相关的装备（诸如自动化整体性测试设备），这可防止进一步的设置和过滤设备的操作直到使用验证的部件代替伪造的部件。
根据一个方面的过滤系统
本发明的一个方面涉及一种过滤系统，该过滤系统包括：
-过滤器壳体，具有至少一个观察镜，以及
-根据本发明的过滤筒，该过滤筒由过滤器壳体接收，其中至少一个显示装置通过至少一个观察镜是可视的。
过滤元件可焊接至过滤元件或与舱中的过滤元件模制在一起。观察镜必须用这样的方式整体形成于过滤器壳体中，即，插入过滤器壳体中的过滤筒（根据本发明如上公开的过滤筒或通常的过滤筒）可至少部分地由使用者可视地观察到。过滤筒的周圆或完整的过滤器芯在使用过滤系统的测量和生产方式的执行过程中可由使用者观察到。观察镜的目的是允许使用者获取位于过滤器壳体内部和已安装的过滤筒或元件上的信息。使用者可观察过滤筒的可视表面以便监视过滤器状态，诸如突破（breaking through）过滤材料的气泡。
因此，当芯在过滤器壳体内时，使用者可用条形码扫描器扫描位于过滤筒上的条形码。从位于壳体内部或者过滤筒或元件顶部接头上的传感器传送的信息还可通过观察镜由操作者和/或通信设备观察到。测量到的数据可从通信设备传送至用于处理和存储测量到的数据的外部处理设备。数据可用于执行的过程的品质控制。多个观察镜可允许用于在过滤期间观察过滤器状态并从不同角度进行的增强功能性的多样化阵列。
整体形成于过滤器壳体中的一个或多个观察镜将允许操作者获取壳体（过滤器的下游）内部以及来自过滤筒和/或过滤元件的状态和信息。观察镜可整体形成于包括过滤筒和过滤器器舱（作为优选的壳体，包括过滤元件）的过滤器壳体中。观察镜必须构造成承受在用过滤系统执行过滤的过程中所施加的压力。因此，观察镜对于直到约100kPa(优选地直至约500kPa或更优选地直至月1MPa）的过滤器壳体内部的压力是流体不可渗透的。过滤器壳体（除了观察镜）可由不锈钢构成。观察镜可由钢化玻璃、聚合物（例如丙烯酸玻璃或其他半透明的/透明的聚合物）或金属（例如透明的钛或锆）构成。
来自过滤器壳体内部的信息可通过多个方式获得，多个方式包括党过滤筒或元件在过滤器壳体的内部时用条形码扫描器通过观察镜扫描位于过滤筒上的条形码。关于过滤筒或元件以及任何相关的或嵌入的传感器的信息可通过光学信号（诸如由红外的、紫外的、可视的、和/或光谱的如同嵌入进过滤筒的过滤元件附接件的发光二极管（LED）样的光源所产生的信号）传送信息。光学信号可由相机或其他探测设备通过观察镜探测。
因此，可将可改变的可视显示设备（例如LCD显示、LED显示、电子墨水显示等）嵌入进过滤元件附接件，该过滤元件附接件可由使用者或外部通信设备通过观察镜观察到。至于过滤包囊，可将显示设备附接至舱体并由使用者或外部通信设备通过透明主体、观察镜或显示窗观察到。可将显示设备以及任何相关的组件（诸如电池、线、开关、处理器、内部存储器、以及传感器）完全或部分地在过滤的上游侧部和/或下游侧部上嵌入过滤筒的过滤元件附接件中，依据使用的传感器的类型该过滤具有很少或者没有传感器与过滤流体的接触。传感器可通过到处理器设备和/或存储设备或数据记录设备的内部接线连接。该处理设备可将传感器数据转换成从显示装置（例如内部红外LED）向外部通信设备发送的光脉冲。外部通信设备可通过向过滤元件附接件发回检查和响应来验证数据，在过滤元件附接件中信息可由光电晶体管、相机、和/或红外探测器读取。过滤元件附接件的内部处理设备可验证这个数据的准确性并继续传送新的数据。在光学传输无论出于什么原因而对于外部通信设备不再可用的情况下，处理器可将信息存储在存储设备中，用于以后当连接重新建立时传送。
显示装置（相应的光源或显示）可通过半透明的或透明的过滤元件附接件被观察到，该过滤元件附接件可由聚丙烯、聚碳酸酯、或其他透明材料构成。
多个观察镜出于各种目的可位于过滤器壳体的不同区域处。这些包括环绕壳体的长度和/或沿着过滤壳体的周圆的观察镜，以在反向压力泄漏测试的过程中观察气泡，该反向压力泄漏测试可探测当填充流体时在机构或过滤膜中的泄漏。可将具有LED灯的相机安装到观察镜上以检测/记录滤饼的形成和/或阻塞。可使用热成像相机以在材料的流体流动在过滤期间或在用暖流体的反向流动测试中在过滤器壳体中的过程中观察温度波动。可使用激光微粒探测器以估计在过滤期间限定空间之内的粒子的浓度/数量或过滤器壳体内部的材料的密度。观察镜还将允许使用者观察在处理的过程中过滤器壳体内部的状态。
还可利用过滤器壳体观察镜从位于过滤器壳体外部的外部电源向过滤元件附接件的内部接收器传送无线功率，该无线功率用于向装载在过滤器壳体内部之内的传感器、电子部件和/或设备提供功率。用于外部电源的内部接收器可中央地定位或分配至每个单独的电子设备。观察镜的使用对于无线功率技术是特别有用的，其中需要功率接收设备在视线之内。例如，可使用观察镜以输送作为外部电源的激光，用于由内部传感器和/或设备所使用。使用微波、可见光、激光或其他电磁源的无线功率可通过外部电源输送至诸如太阳能电池、位于多个内部设备（包括传感器、过滤筒、以及其他内部设备）上的内部接收器。可用半透明的或透明的材料（诸如聚丙烯）覆盖内部接收设备以在处理期间防止流体连通。尽管传感器设备通常很小并且不需要非常大的功率消耗，但是在这些部件的层之间无限地输送功率可导致在功率输送过程中的效率损失。因此，由于对单独消耗电池功率的需要减少，外部功率的无线分配可导致过滤器壳体内部的较小、较可靠的传感器和设备。由于在没有正确地与在消毒循环（蒸汽灭菌、高压灭菌或高温操作）期间持续的高温隔离的情况下电池可受到消极的影响，因此传感器和内部设备的可靠性将增加。
过滤器壳体可构造成容纳多个过滤筒（如两个、三个、四个或更多过滤筒）。因此，过滤器壳体可包括与包含在过滤器壳体中的过滤筒的数量相等的多个观察镜，其中通过每个观察镜可观察到对应的过滤筒。所述至少一个观察镜可包括玻璃、钢化玻璃、Gorilla Glass（大猩猩玻璃）、金属玻璃（透明的钛和锆）、Armormax、Makroclear、Cyrolon、Lexan、Tuffak、Pyrex、Kymax、Plexiglas、聚丙烯、碳酸聚酯、或其他半透明的和/或透明的材料。可用薄膜覆盖观察镜以增加强度、减少渗透性、并防止断裂和破碎。观察镜可形成为棱镜或放大镜以扩大查看区域同时减少观察镜的尺寸。
可用一系列铆钉、螺钉、或焊接将观察镜保持在进入过滤器壳体的开口中的适当位置。还可将观察镜可拆卸地焊接在适当位置，或使用清洁的连接器、垫圈和夹以可拆卸地安装到过滤器壳体上。在保持器与镜之间的空间可由一系列垫圈密封。对于过滤包囊，观察镜可由半透明的或者透明的聚丙烯组成，该半透明的或者透明的聚丙烯焊接在适当位置或整体形成于包囊过滤器壳体本体中用于查看背部过滤元件。在过滤器壳体的内部或外部上，观察镜可嵌入有磁体或其他附接/锁定结构以可拆卸地附接多个传感器和/或探测器设备。观察镜保持器还可特征性地具有可再充电的电池以及照亮过滤器壳体内部的LED灯。
各种形状、尺寸、以及位置的围绕过滤器壳体的多个观察镜可允许用于观察在过滤和处理期间的状态的增强功能性的多样化阵列。观察镜的最基本使用是作为进入过滤器壳体内部的窗口以观察过滤器壳体钟是否填充流体。定位在已安装的过滤器元件附接件的视线内的观察镜可被用来读取过滤器芯的说明书或利用条形码扫描器电读取位于顶部接头上的条形码。位于与过滤器壳体上的过滤器芯主体共线的观察镜可用来与使用LED照明并安装至观察镜的微距镜头相机结合以拍摄过滤筒的高品质图像或视频并且探测与膜的堵塞相互关联的颗粒/滤饼层的形成。在过滤器壳体外部上的激光颗粒计数器可与观察镜使用以确定在预定的时间间隔内在限定区域中的颗粒的尺寸和数量。过滤器壳体之内的内部取样容器或区域可用来增加浑浊度和/或浓度结果的准确性。
可利用使用鱼眼或多镜头相机从过滤器壳体的顶部和/或侧部的成像作为过滤筒或密封的品质和/或调查测试并确定潜在的高扩散或疏水区域以及膜缺陷的位置。可将过滤器芯安装进过滤器壳体并填充水。可使用空气源以从出口阀施加回压（反向压力）进过滤筒的芯。过滤器壳体上游侧部的成像可用于确定在反向压力气泡测试的过程中气泡的位置。这个测试可被用来确定气泡流是否从诸如接头连接的特殊区域中出现（其可示出过滤器被不正确地安装)或从芯中的过滤膜出现（其可凸显出具有源自产品残渣或膜缺陷的高扩散。可使用热成像相机执行相似的品质测试。替代使用空气作为回压以产生气泡，过滤器壳体填充冷水并将温水泵入出口阀进入过滤筒的芯。热成型相机可示出通过过滤筒的过度热泄漏的区域并且应进一步通过整体性测试、烟测试、或显微镜检查的任何可疑区域。这个热成像测试还将适当地使用空气作为流体，其中通气过滤器在壳体中可具有冷的或室温空气并且可将热空气加压进过滤器壳体的出口阀。
将相机附接至过滤器壳体的成像或视频功能也可用于荧光标记的材料（诸如蛋白质），该材料在过滤处理过程中可在某一波长处被观察到。上游和下游荧光探测器可用来确定在过滤率试验过程中使用某一过滤膜类型的材料（诸如蛋白质）的量损失。还可采用外部分光光度计以确定存在于过滤介质中的是什么材料以及处于何种浓度。可采用过滤器壳体之内的内部取样容器或区域来增加荧光和光谱分析结果的准确性。
过滤系统可构造成通过至少一个观察镜提供过滤筒的光学通信设备与外部光学通信设备之间的光学通信连接。过滤筒的光学通信设备能包括电子墨水显示器、液晶（LCD）显示器、LED显示器、等离子显示器、3D显示器、触屏显示器、或其他可视显示设备中的任一者。
来自嵌入在过滤元件附接件或过滤筒之内的传感器或者位于过滤器壳体内部中的任何相关的传感器同样可经由显示装置通过观察镜输送数据至过滤器壳体的外部上的相关的通信设备，通过红外的、紫外的、可视的和/或其他光谱的光源。
例如，过滤筒的过滤元件附接件可从嵌入进过滤元件附接件中的红外LED光源发射红外光的脉冲，该脉冲可通过观察镜由红外探测器探测。某一波长的红外光可在过滤和处理操作的过程中穿过大部分流体和浓度，并且可通过观察镜由具有红外过滤器、红外光电晶体管、或专门的红外探测器的数码相机探测。外部光学通信设备可包括激光二维码扫描器、激光、红外发光二极管（LED）、可视LED、紫外LED、微波器件、无线电波器件、光子器件、或其他光谱发射设备中的任一个。
过滤筒的电子部件可由外部控制设备远程地控制。来自通信设备（其然后起外部通信设备的作用）的外部光学信号通过观察镜还可用于启用过滤元件附接件的电子部件。
可控制的电子部件可为磁传感器、光学传感器、电容传感器以及电磁传感器中的任一者。
可将外部通信设备和/或外部控制设备可拆卸地附接至观察镜的外部以建立与过滤筒的通信连接或控制连接。
现在将参照附图中所描绘的优选实施方式通过实例的方式更加详细地描述本发明的其他目的、优点和特征，在附图中：
图1示出了具有过滤器壳体的过滤系统的实施方式，该过滤层壳体具有观察镜；
图2示出了过滤器壳体观察镜的替代形状；
图3示出了安装到过滤器壳体中的观察镜的结构的实施方式；
图4A至图4B示出了处于完整性测试期间的具有过滤器壳体的过滤系统的另一实施方式，该过滤器壳体具有观察镜；
图5示出了嵌入有传感器和电子设备的过滤元件附接件的实施方式，该电子设备可通过观察镜与过滤器壳体的外部通信；
图6示出了过滤元件附接件的另一实施方式；
图7示出了过滤元件附接件的又一实施方式；
图8A至图8C示出了带有观察镜的过滤系统的实施方式，外部通信和控制设备可通过该观察镜向滤芯的过滤元件附接件发送可视数据并从滤芯的过滤元件附接件接收可视数据；
图9A至图9D示出了过滤系统的另一实施方式。
图1示出了具有过滤器壳体120的过滤系统1，该过滤器壳体具有壁，该壁由金属（诸如不锈钢）制成以防止腐蚀。过滤器壳体可具有如图1所示的钟形。观察镜100覆盖过滤器壳体120的金属壁的开孔。通过观察镜可观察到装填到过滤器壳体120中的过滤筒的顶部。过滤筒包括诸如膜过滤器的过滤元件、以及安装至过滤元件顶部的过滤元件附接件。如在图1中可看到的，所安装的过滤筒的过滤元件附接件110转接器（adapter）通过观察镜可视。过滤元见附接件110可包括作为优选的显示装置110的二维条形码。由于条形码通过观察镜可视，它可由来自外部条形码扫描器130的二维条形码扫描器光束132从过滤器壳体120的外部扫描。有利地，在执行完整性测试的过程中可识别过滤筒，并且在完整性测试过程中由使用者进行的其他观察可与过滤芯相关。此外，二维条形码可包括关于过滤筒的额外的信息，诸如用于完整性测试的测试参数。应理解的是，还可使用替代的条形码系统来取代二维条形码。
图2示出了过滤器壳体观察镜100的替代形状。观察镜100可具有各种形状和构造，包括圆形的140、椭圆形的142、梯形的144、三角形的146、矩形的148、圆角矩形的150、菱形的152、六边形的154或其他多边形的观察镜。
图3为观察镜100的实施方式的分解图。观察镜100的部件包括内部镜保持器162和外部镜保持器162’；内部附接设备160和外部附接设备160’，其可为铆钉、螺钉、或焊件；观察镜166；内部垫圈164和外部垫圈164’；以及可选地外部设备附接装置160，其可包括磁体或其他装置以可拆卸的锁定外部设备，诸如进入观察镜166外部的前面位置中的控制和/或通信设备。观察镜166可可替换地焊接在适当位置或可拆卸地附接清洁连接器、垫圈、以及夹具。观察镜可由玻璃、树脂或透明金属制成。
图4A和图4B示出了处于完整性测试的过程中的过滤系统1的另一实施方式，该完整性测试以这样的方式进行，即，利用安装到钟形过滤器壳体122的顶部中的观察镜114在过滤器壳体122中的过滤筒126上使用反向压力。图4A示出了过滤器壳体122的剖面侧视图，其中所安装的过滤筒126以水（未示出）填充。观察镜114可焊接到过滤器壳体122的顶部中并围绕过滤器壳体122的周圆延伸，从而允许使用者观察过滤器壳体122的内部的围绕过滤筒126的所有侧部。执行过滤筒126的成像，其中由一系列摄像机探测器134来捕获图像。过滤器壳体122的内部可由人造光源（诸如一个或多个LED）照亮。过滤器壳体122在入口128处和在可选的仪表端口侧部处是封闭流体密封的（即，液体和/或气体密封），其中在出口129上以及因此在过滤筒126的芯处施加空气压力290。可从过滤筒安装区段292观察到气泡，这表明过滤筒与壳体基底的松连接。被观察到气泡来自过滤筒膜294，这可表明由于产品接触或膜中的缺陷而导致的高度扩散。过滤筒可包括过滤元件附接件安装区段127，过滤元件附接件可通过该安装区段安装至过滤筒126（如图5至图7详细示出的）。由过滤元件附接件的显示装置呈现的信息可由摄像机探测器134连续捕获。
图4B示出了带有所安装的过滤筒126的过滤器壳体122的剖面侧视图，该过滤筒以环境空气（未示出）填充。观察镜114可焊接到过滤器壳体122的顶部中并围绕过滤器壳体122的周圆延伸，从而允许使用者观察围绕过滤筒126的过滤器壳体122的内部的所有侧部。通过一系列热成像相机探测器136执行成像。过滤器壳体122在入口128处以及在可选的仪表接口处是封闭流体密封的。热的反向空气压力290通过出口129施加至过滤筒126的芯。观察到热来自过滤筒安装区段296，这表明过滤筒与壳体基底的松连接。还观察到热来自过滤筒膜298，这可表明由于产品接触或膜中的缺陷而导致的高度扩散区域。过滤筒可包括过滤元件附接件安装区段127，过滤元件附接件可通过该安装区段安装至过滤筒126（如图5至图7详细示出的）。由过滤元件附接件的显示装置呈现的信息可通过热成像相机探测器134来连续捕获。
图5示出了具有嵌入的传感器和电子设备的过滤元件附接件200的实施方式，该传感器和电子设备可通过观察镜与过滤器壳体的外部通信。可通过过滤器壳体观察镜（未示出）使用一个或多个可见光源或光谱发射设备来执行对位于过滤器壳体外部上的探测器（未示出）的通信。过滤元件附接件200可模制成包括可封闭的腔，该腔可包括一个或多个电子设备、传感器、和/或系统。过滤元件附接件的基底202可焊接或用其他的方式安装至过滤元件以形成就本发明的意义而言的过滤筒。应注意的是，术语过滤筒还用于（特别地在现有技术文献中）表示不具有过滤元件附接件的过滤元件。过滤元件附接件200的翼片（fin）仍可包括激光压印的一或二维条形码204以及过滤筒206的激光压印的描述，该描述包括表示过滤筒的特征的部件号、批号、微米尺寸等。过滤元件附接件200可从多个传感器收集传感器数据，所述多个传感器包括位于过滤筒芯中的压敏上游传感器230和压敏下游传感器232。传感器数据可传送至内部处理器220。此外，传感器数据可由存储设备和/或数据记录设备218存储并且/或者通过光发射设备传送至过滤筒外部的外部通信设备（未示出），该光发射设备可为红外LED210和/或可视LED212。嵌入在过滤元件附接件200中的光电晶体管或探测器214可接收从外部通信设备传送的数据，这样的数据可用于连接握手（connection handshake）和用作检查和（checksum），以保证所传送和所接收的数据的完整性。所有内部电子部件可由诸如内部电池216或外部无线电源（未示出）的电源供电。内部电子部件可使用磁力继电器226开启或关闭，该磁力继电器可启用与内部磁体224关联的内部开关222，全部无需机械接触。内部电子组件可单独地或共同地以热绝缘件228覆盖，以保护电子设备免受在蒸汽灭菌、高压灭菌或高温操作的过程中使用的121摄氏度或更高的高热。
图6示出了带有嵌入的传感器和电子器件的另一过滤元件附接件200，该传感器和电子器件可使用动态可视显示238和/或光发射设备210进行通信。在包括过滤元件附接件200的过滤筒安装在具有观察镜的过滤器壳体中的情况下，则过滤元件附接件200实现通过观察镜对使用者和/或外部通信设备（未示出）的通信。过滤元件附接件200可被模制并且可包括一个或多个可封闭的腔，所述腔可包括多个电子设备、传感器、以及系统，过滤元件附接件200的基底202可焊接至过滤元件或过滤筒。过滤元件附接件200可包括动态且可更新的可视显示，诸如电子墨水显示238。可视显示可向使用者和/或外部通信设备提供信息，该信息包括但不限于文本、可扫描的条形码、图表、动画（animation）、使用指南、说明书、重新订购信息、增强现实可视标志、以及标准操作程序（SOP）。过滤元件附接件200可从多个传感器收集传感器数据，所述多个传感器包括位于过滤筒芯中的压敏上游传感器230和压敏下游传感器232。传感器数据可传送至内部处理器220，该传感器数据可由存储设备和/或数据记录设备218存储并且/或者传送至光发射设备，该光发射设备在这个实施方式中是红外LED210和/或可视LED212和/或动态可视显示238。嵌入在过滤元件附接件200中的光电晶体管或光探测器214可接收从外部通信设备传送的数据，以建立光学通信连接，该光学通信连接可用于连接握手和用作检查和，以保证所传送和所接收的数据的完整性。所有内部电子部件可由诸如内部电池216或外部无线电源（未示出）的电源供电。内部电子部件可使用磁力继电器226开启或关闭，该磁力继电器可启用与内部磁体224关联的内部开关222，全部无需机械接触。内部电子组件可单独地或共同地以热绝缘件228覆盖，以保护电子设备免受在蒸汽灭菌、高压灭菌或高温操作的过程中使用的121摄氏度或更高的高热。
图7示出了带有嵌入的传感器和电子器件的过滤元件附接件200，该传感器和电子器件可示例性地使用发光二极管（LED）阵列208通过光学通信连接来通信。在过滤元件附接件安装至过滤元件以形成过滤筒并且过滤筒定位在具有观察镜的过滤器壳体中的情况下，可通过过滤器壳体的观察镜208通过外部通信设备观察到LED阵列208。外部通信设备可包括红外探测器，以接收由LED阵列208发出的光学信号。过滤元件附接件200模制成包括可封闭的腔，该腔包括多个电子设备、传感器、以及系统。过滤元件附接件200的基底202可安装或焊接至过滤元件或过滤筒。过滤元件附接件200（特别是它的翼片）可包括LED阵列208，该LED阵列进一步包括红外LED或发射可见光的LED。LED显示可动态地显示信息。换言之，所显示的信息可依据由处理器220产生的显示数据而更新。显示数据可依据由过滤元件附接件200的一个或多个传感器感应的传感器数据而变化。因此，可通过文本、符号、动态图像、动画、图像说明、可扫描的条形码、增强现实标志、红外光脉冲或脉冲光图像的方式将信息呈现给外部通信设备。由外部通信设备识别的增强现实标志可无线地发送至移动设备和/或网络，并用于连接至位于本地和/或网络的数据库的信息。同样可使用动态可更新的二维条形码显示以实时向外部通信设备提供传感器数据。数据可从通信设备通过有线或无线通信连接转发至外部处理设备。过滤元件附接件200可从多个传感器收集传感器数据，所述多个传感器包括位于过滤筒芯中的压敏上游传感器230和压敏下游传感器232。传感器数据被传送至外部传感器220且可由存储设备和/或数据记录设备218存储并且/或者传送至光发射设备，该光发射设备在这个实施方式中是红外LED阵列208和/或可视LED212。嵌入在过滤元件附接件200中的光电晶体管或光探测器214可接收从外部通信设备输送的数据，以建立光学通信连接，该光学通信连接可用于连接握手和用作检查和，以保证所传送和所接收的数据的完整性。所有内部电子部件可由诸如内部电池216或外部无线电源（未示出）的电源供电。内部电子部件可使用磁力继电器226开启或关闭，该磁力继电器可启用与内部磁体224关联的内部开关222，全部无需机械接触。内部电子组件可单独地或共同地以热绝缘件228覆盖，以保护电子设备免受在蒸汽灭菌、高压灭菌或高温操作的过程中使用的121摄氏度或更高的高热。
图8A至图8C示出了带有观察镜100的过滤器壳体120的实施方式，其中外部通信设备250可通过观察窗100发送和接收来自过滤筒110的过滤元件附接件200的可视数据。图8A示出了带有观察镜100的过滤器壳体120的侧视图，其中过滤筒110通过观察镜100是部分可视的。实际上，过滤元件附接件200（在图8B中所示）布置在过滤器110处，并且过滤筒和过滤器壳体120以这样的方式相配合，即，使得过滤元件附接件200（特别是显示设备201）通过过滤器壳体120的观察镜100是可视的。
图8B示出了构造成通过光学通信连接传送数据的过滤元件附接件200的侧视图。在这个实施方式中，光学通信连接可包括用显示设备201通过过滤器壳体的侧壁260的观察镜100发送红外辐射和/或可见光的脉冲244。外部通信设备250可以可拆卸地附接至侧壁260。例如，通信设备250可通过使内部嵌入的磁体262与外部磁体264在外部通信设备250上紧密配合而可拆卸地附接至侧壁260。内部磁体可围绕观察镜100的透明部分。外部通信设备250包括接收设备，该接收设备可为高品质相机，该相机具有红外过滤器240、处理器248（以分析接收的数据）、数据存储或数据记录设备238、以及通信设备252，该通信设备可以有线或无线（由通过天线254的电磁辐射258）的方式传送数据。
图8C示出了多个无线设备300、302的主视图，该无线设备可接收从外部通信设备250传送的无线数据，该外部通信设备包括移动无线设备302和无线计算设备300、以及无线网络（未示出）。
图9A至图9D示出了带有如上所述的嵌入的传感器和电子器件的过滤元件附接件200的实施方式。通过模制将过滤元件附接件200安装至过滤元件270。将过滤元件270和过滤元件附接件200结合至过滤包囊（filtercapsule）272，该过滤包囊是至少部分透明的，其中透明部分起观察镜的作用。过滤包囊272还可包括完全透明的包囊本体。特别地，过滤包囊272的本体对于可见光是透明的和/或对于红外光是透明的。
图9A为包括诸如至少一个传感器的电子设备的过滤元件附接件200的侧视图。过滤元件附接件200构造成从嵌入的传感器230、232收集传感器数据并将该数据传送至内部处理器220，将数据存储在存储设备和/或数据记录设备218中并将数据通过光学通信连接（例如通过红外LED阵列208）传送至外部通信设备250，如参照图5至图8所描述的。
图9B为焊接或模制于过滤元件270的顶部的电子过滤元件附接件200的侧视图。
图9C为带有过滤元件附接件200的过滤元件270的侧视图，该过滤元件附接件整体模制在部分透明的过滤包囊272内。过滤元件附接件200可通过过滤包囊272的侧壁上的观察镜100传送并接收脉冲244、246中的红外数据，该红外数据由远程外部通信设备280接收。远程外部通信设备280可以与过滤包囊272相距一定距离的方式安置在视线之内，并且保持与内部过滤元件附接件的通信。远程外部通信设备280可将接收的数据通过电磁辐射258传送至无线移动设备和/或网络。
图9D为与电子过滤元件附接件200安装在一起并布置在透明过滤包囊274的内的过滤元件270的侧视图。电子过滤元件附接件200可通过过滤包囊274的透明本体以脉冲（244和246）的方式传送和接收红外数据，该红外数据由可拆卸地附接的外部通信设备250接收，如上所述。所附接的外部通信设备250可将接收的数据通过电磁辐射258传送至无线移动设备和/或网络。
参考标号列表
1 过滤系统
100 观察镜
110 过滤筒
114 围绕过滤器壳体的半径焊接的观察镜
120 过滤器壳体
122 过滤器壳体
124 过滤筒
126 过滤筒
127 过滤元件附接件安装件
128 入口
129 出口
130 条形码扫描器
132 条形码扫描器光源
134 具有加强的LED照明的摄像机
136 热成像相机探测器
140 圆形观察镜
142 椭圆形观察镜
144 梯形观察镜
146 三角形观察镜
148 矩形观察镜
150 圆角矩形观察镜
152 菱形观察镜
154 六边形观察镜
156 多种形状的多边形观察镜
160 附接设备（铆钉、螺钉、焊接件）
162 观察镜保持器
164 垫圈
166 观察镜
168 外部附接设备（磁体）
200 过滤元件组件
201 显示装置
202 过滤元件附接件转接器基底
204 激光压印2D条形码
206 激光压印文本（过滤器描述）
208 （红外）LED阵列显示
210 红外LED
212 可视LED
214 光电晶体管
216 电池
218 数据存储/数据记录设备
220 处理器
222 内部开关
224 内部磁体
226 磁力继电器
228 绝缘件
230 上游传感器
232 下游传感器
238 动态可视显示设备
240 具有红外过滤器的高品质相机
242 红外LED
244 过滤元件附接件传送的红外数据脉冲
246 外部通信设备传送的红外数据脉冲
248 处理器
250 外部通信设备
252 通信设备
254 天线
256 电池
258 无线数据
260 观察镜壁
262 内部嵌入的磁体
264 外部嵌入的磁体
270 过滤元件
272 过滤包囊
274 具有透明包囊本体的过滤包囊
280 远程外部通信设备
290 反向空气压力
292 来自筒转接器的气泡
294 来自过滤膜的气泡
296 从筒转接器连接部探测到的热
298 从过滤膜探测到的热
300 无线计算设备
302 无线移动设备
Claims (20)
1.一种过滤元件附接件（200），能附接至过滤元件（126、270），所述过滤元件附接件包括：
-固定装置，用于接收所述过滤元件（126、270）的至少一部分；
-至少一个显示装置（204、206、208、210、212、238），构造成显示与所述过滤元件（126、270）相关的信息。
2.根据权利要求1所述的过滤元件附接件（200），其中，所述至少一个显示装置（204、206、208、210、212、238）为条形码（204）、压印（206）、LED（210、212）、LED显示器（208）以及电子墨水显示器（238）中的任一者。
3.根据权利要求1或2所述的过滤元件附接件（200），还包括：
-处理设备（220），用于控制至少一个显示装置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的过滤元件附接件（200），还包括：
-至少一个传感器设备（230、232）。
5.根据权利要求4所述的过滤元件附接件（200），还包括：
-存储设备（218），构造成用于存储来自所述至少一个传感器设备（230、232）的测量数据。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的过滤元件附接件（200），还包括：
-至少一个接收装置（214），构造成接收数据并将所接收的所述数据提供给所述处理设备（220）。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的过滤元件附接件（200），还包括：
-电源（216）。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的过滤元件附接件（200），还包括：
-能远程控制的电力开关（222），构造成切换所述处理器（220）的电源。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的过滤元件附接件（200），还包括：
-至少一个热绝缘件（228）或其他辐射防护设备，围住所述处理器（220）、所述存储装置（218）以及所述电源（216）中的至少一者。
10.过滤筒（110），包括：
-过滤元件（126、270）以及
-根据权利要求1至9中任一项所述的过滤元件附接件。
11.过滤系统，包括：
-过滤器壳体（120），具有至少一个观察镜（100），以及
-根据权利要求10的过滤筒（110），所述过滤筒由所述过滤器壳体（120）接收，其中至少一个显示装置（204、206、208、210、212、238）通过所述至少一个观察镜（100）是可视的。
12.根据权利要求11所述的过滤系统，其中，所述过滤器壳体（120）包含不锈钢。
13.根据权利要求11和12中任一项所述的过滤系统，其中，所述观察镜（100）包含透明聚合物或透明金属。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的过滤系统，其中，所述观察镜（100）形成为棱镜或放大镜。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的过滤系统，其中，所述过滤系统构造成通过所述观察镜（100）在所述过滤筒的光学通信设备与外部光学通信设备之间提供光学通信连接。
16.根据权利要求15所述的过滤系统，其中，所述过滤筒的所述光学通信设备能包括电子墨水显示器、液晶（LCD）显示器、LED显示器、等离子显示器、3D显示器、触屏显示器或其他可视显示设备中的任一者。
17.根据权利要求15或16所述的过滤系统，其中，所述外部光学通信设备能包括激光条形码扫描器、激光器、红外发光二极管（LED）、可视LED、紫外LED、微波器件、无线电波器件、光子器件或其他光谱发射设备中的任一者。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的过滤系统，其中，所述过滤筒的电子部件能由外部控制设备远程控制。
19.根据权利要求18所述的过滤系统，其中，能控制的所述电子部件为磁传感器、光学传感器、电容传感器以及电磁传感器中的任一者。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的过滤系统，其中，所述外部通信设备和/或所述外部控制设备能够能拆卸地附接至所述观察镜的外部，以建立与所述过滤筒的通信连接和/或控制连接。
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