CN109863390A - 流体测量设备 - Google Patents

Abstract

一种流体测量设备被提供有：照射装置(120)，所述照射装置被配置成用光照射流体(200)；光接收装置(131，132)，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置(310)，所述检测装置被配置成基于所述光接收装置的接收到的光信号检测流体的回流；以及计算装置(320，330)，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号来计算指示流体的浓度的估计浓度信息。由此，即使在流体中暂时发生所述回流，也可准确地测量所述流体浓度。

Description

流体测量设备

技术领域

本发明涉及被配置成通过用光照射流体来测量关于流体的信息的流体测量设备。

背景技术

对于这种类型的设备，已知一种被配置成用光照射流体并接收散射光从而测量流体浓度、流量、流速等的设备。例如，专利文献1公开了一种在人工透析设备中流动的血液被用光照射以测量血液浓度(或血细胞比容值)和血流量的科技/技术。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利No.5586476

发明内容

本发明要解决的技术问题

在人工透析设备中，从患者收集的血液通过泵的动力在管中流动。然而，由于泵的特性血液可以在管中暂时向后流动。结果，可能无法准确地执行使用光的测量。

在前述专利文献1中，没有关于血液的回流的描述。因此，如果发生血液的回流，则不能准确地测量血液浓度和血流量，这在技术上是有问题的。

以上是待由本发明解决的问题的示例。因此，本发明的目的是提供一种被配置成准确地测量关于流体的信息的流体测量设备。

问题的解决方案

本发明的上述目的可通过第一流体测量设备来实现，所述第一流体测量设备被提供有：照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被所述流体散射的光；检测装置，所述检测装置被配置成基于所述光接收装置的接收到的光信号检测所述流体的回流；以及计算装置，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号来计算指示所述流体的浓度的估计浓度信息。

本发明的上述目的可通过第二流体测量设备来实现，所述第二流体测量设备被提供有：照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置，所述检测装置被配置成检测由所述光接收装置的接收到的光信号指示的接收到的光强度的变化量大于或等于预定值；以及计算装置，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号来计算指示所述流体的浓度的估计浓度信息。

附图说明

图1是图示根据第一实际示例的流体测量设备的整体配置的示意图。

图2是图示第一光接收元件和第一I-V转换器的配置的电路图。

图3是图示根据第一实际示例的回流校正浓度估计器的配置的框图。

图4是图示回流检测器的配置的框图。

图5是图示校正处理器的配置的框图。

图6是图示有关光量的每个信号中的时间变化的示例的曲线图。

图7是图示流体浓度与透射光量之间的关系的曲线图。

图8是图示浓度转换器的配置的框图。

图9是图示根据比较示例的浓度的估计误差的曲线图。

图10是图示根据第一实际示例的浓度的估计误差的曲线图。

图11是图示根据第二实际示例的回流校正浓度估计器的配置的框图。

图12是图示根据第三实际示例的回流校正浓度估计器的配置的框图。

具体实施方式

<1>

根据实施例的第一流体测量设备被提供有：照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置，所述检测装置被配置成基于光接收装置的接收到的光信号检测流体的回流；以及计算装置，所述计算装置被配置成基于检测装置的检测结果和光接收装置的接收到的光信号来计算指示流体的浓度的估计浓度信息。

在根据该实施例的第一流体测量设备的操作中，光被从照射装置施加到流体。所施加的光例如是激光，并且通过使用法布里-珀罗(FP)激光光源和分布式反馈激光光源来施加光。此外，流体的具体示例是血液等。流动并且可用来自照射装置的光照射的任何东西可能是测量目标。

从照射装置施加的光在流体中被散射(即，透射或者反射)，然后在光接收装置上被接收。光接收装置被配置成为例如光电二极管，并且被配置成检测光的强度，并且输出接收到的光信号(即，指示所接收到的光的强度的信号)。

在流体中散射的光的强度取决于流体的状态而变化。因此可以通过使用在光接收装置上接收到的光的强度来测量关于流体的信息(例如，浓度等)。

特别在该实施例中，可在检测装置上检测流体的回流。本文中的“回流”可以意味着流体在与原始方向不同的方向上流动，其可以包括时间流动或部分流动。检测装置被配置成基于从光接收装置输出的接收到的光信号检测流体的回流。

有关流体的回流的检测结果用于与从光接收装置输出的接收到的光信号一起计算指示流体的浓度的估计浓度信息。被配置成计算估计浓度信息的计算装置被配置成例如基于在流体中是否发生回流并且基于由接收到的光信号指示的光的强度来估计流体的浓度。

这里，如果未检测到关于流体的回流的信息，则难以准确地计算估计浓度信息。根据由本发明人进行的研究，已经发现，如果在流体中发生回流，则来自流体的散射光的强度暂时显著地改变。因此，如果仅基于接收到的光信号估计流体的浓度，则当发生回流时可以错误地估计浓度。

然而，在该实施例中，如上所述，估计浓度信息是基于检测装置的检测结果和光接收装置的接收到的光信号而计算出的。换句话说，鉴于回流的发生而估计流体的浓度。因此，根据该实施例中的流体测量设备，可以准确地估计流体的浓度。

<2>

在根据该实施例的流体测量设备的一个方面中，检测装置被配置成如果由接收到的光信号指示的接收到的光强度的变化量大于或等于预定值，则检测到流体的回流。

根据这个方面，可以通过将接收到的光强度的变化量与预定值相比较来检测流体的回流。“预定值”可以是依照当流体向后流动时接收到的光强度的变化量而设定的值，并且可以被理论地、实验地或经验地提前获得和设定。

<3>

在根据该实施例的流体测量设备的另一方面中，计算装置被配置成(i)在除了检测到流体的回流的回流时段以外的时段中基于接收到的光信号计算估计浓度信息，并且(ii)在回流时段中基于通过校正接收到的光信号而获得的校正的信号来计算估计浓度信息。

根据这个方面，在除了回流时段以外的时段中，基于接收到的光信号计算估计浓度信息。在回流时段中，基于通过校正接收到的光信号而获得的校正的信号来计算估计浓度信息。

如上面所说明的，在回流时段中，散射光的强度暂时显著地改变。因此，即使在不改变的情况下使用接收到的光信号来估计浓度，也存在不能获得准确值的可能性。相比之下，如果在回流时段中使用校正的信号，则可以抑制由于回流而导致的接收到的光强度的变化的影响，并且准确地估计浓度。

产生校正的信号的方法可以包括例如使用低通滤波器的滤波过程等。

<4>

在根据该实施例的流体测量设备的另一方面中，计算装置被配置成基于接收到的光信号计算第一浓度信息并且通过校正第一浓度信息来计算第二浓度信息，(i)以在除了检测到流体的回流的回流时段以外的时段中输出第一浓度信息作为估计浓度信息，并且(ii)以在回流时段中输出第二浓度信息作为估计浓度信息。

根据这个方面，首先基于接收到的光信号计算第一浓度信息，并且通过校正第一浓度信息来进一步计算第二浓度信息。换句话说，不管是否发生回流，都单独地计算两种类型的浓度信息。计算第二浓度信息的方法可以包括例如使用低通滤波器的滤波过程等。

如果第一浓度信息和第二浓度信息被计算，则检测回流的发生。然后，在除了回流时段以外的时段中，第一浓度信息(即，基于接收到的光信号而计算出的浓度信息)作为估计浓度信息被输出。另一方面，在回流时段中，第二浓度信息(即，通过校正第一浓度信息而获得的浓度信息)作为估计浓度信息被输出。

如上所述，可以通过在回流时段中输出通过校正而获得的第二浓度信息来抑制由于回流而导致的接收到的光强度的变化的影响，并且输出准确的估计浓度信息。

<5>

在根据该实施例的流体测量设备的另一方面中，计算装置被配置成(i)在预定时间段中多次基于接收到的光信号计算第一浓度信息，并且(ii)从多次计算出的第一浓度信息当中输出仅在除了检测到流体的回流的回流时段以外的时段中计算出的第一浓度信息的平均值作为预定时段中的估计浓度信息。

根据这个方面，从多次计算出的第一浓度信息当中，仅在除了回流时段以外的时段中计算出的值被用于计算估计浓度信息。换句话说，在回流时段中计算出的值不被用于计算估计浓度信息。

结果，由于回流而计算为错误值的第一浓度信息不会影响估计浓度信息。因此可以消除通过回流的影响，并且准确地计算估计浓度信息。

“预定时段”可以是被设定为用于计算估计浓度信息的时段的时段并且可被设定为任意时段。

<6>

在根据该实施例的流体测量设备的另一方面中，光接收装置包括：第一光接收元件，所述第一光接收元件被放置成主要接收通过流体透射的透射光；以及第二光接收元件，所述第二光接收元件被放置成主要接收被流体反射的反射光。

根据这个方面，透射光和反射光分别可由第一光接收元件和第二光接收元件单独地接收。因此可以更优选地通过使用透射光和反射光的相应特性来检测回流或者计算估计浓度信息。

<7>

在光接收装置包括第一光接收元件和第二光接收元件的方面中，检测装置可以基于与反射光相对应的接收到的光信号检测流体的回流。

反射光具有这种特性，即如果在流体中发生回流则强度显著地降低。因此可以优选地通过使用反射光的接收到的光信号(即，反射光的接收到的光强度)来检测流体的回流。

<8>

可替选地，在光接收装置包括第一光接收元件和第二光接收元件的方面中，计算装置可以基于所述检测装置的检测结果和与透射光相对应的接收到的光信号来计算估计浓度信息。

透射光的强度取决于流体的浓度而变化，同时维持一对一关系。因此可以优选地通过使用透射光的接收到的光信号(即，透射光的接收到的光强度)来计算估计浓度信息。

<9>

根据该实施例的第二流体测量设备被提供有：照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；检测装置，所述检测装置被配置成检测由光接收装置的接收到的光信号指示的接收到的光强度的变化量大于或等于预定值；以及计算装置，所述计算装置被配置成基于检测装置的检测结果和光接收装置的接收到的光信号来计算指示流体的浓度的估计浓度信息。

根据该实施例中的第二流体测量设备，检测由光接收装置的接收到的光信号指示的接收到的光强度的变化量大于或等于预定值，并且估计浓度信息是基于检测结果而计算出的。如果接收到的光强度的变化量大于或等于预定值，则难以基于接收到的光信号准确地估计浓度。因此，如果可检测接收到的光强度的变化量大于或等于预定值，则可以抑制流体的浓度的估计准确度的劣化。

因此，根据该实施例中的第二流体测量设备，如在上述的实施例中的第一流体测量设备中一样，可以准确地估计流体的浓度。该实施例中的第二流体测量设备也可采用与上述的实施例中的第一流体测量设备的那些方面相同的各个方面。

将在以下实际示例中更详细地说明根据这些实施例的流体测量设备的操作和其它优点。

实际示例

在下文中，将参考附图详细说明根据实际示例的流体测量设备。

<第一实际示例>

将参考图1至图10说明根据第一实际示例的流体测量设备。在下文中，将给出流体测量设备被配置成为用于测量血流浓度的设备的示例的说明。

<整体配置>

首先，参考图1，将说明根据第一实际示例的流体测量设备的整体配置。这里，图1是图示根据第一实际示例的流体测量设备的整体配置的示意图。

在图1中，根据第一实际示例的流体测量设备被提供有激光器驱动单元110、半导体激光器120、第一光接收元件131、第二光接收元件132、第一I-V转换器141、第二I-V转换器142、第一LPF放大器151、第二LPF放大器152、第一A/D转换器161、第二A/D转换器162和回流校正浓度估计器300。

激光器驱动单元110被配置成产生用于驱动半导体激光器120的电流。

半导体激光器120是“照射装置”的具体示例，并且被配置成用与在激光器驱动单元110上产生的驱动电流相对应的激光照射待测目标200(例如，血流等)。

第一光接收元件131和第二光接收元件132是“光接收装置”的具体示例，并且被配置成从自半导体激光器120发射的激光当中接收被血液200散射的散射光。第一光接收元件131被配置成依照接收到的透射光的强度来输出检测到的电流，而第二光接收元件132被配置成依照接收到的反射光的强度来输出检测到的电流。

第一I-V转换器141和第二I-V转换器142分别被配置成将从第一光接收元件131和第二光接收元件132输出的检测到的电流转换为电压，并且输出检测到的电压。

第一LPF放大器151和第二LPF放大器152分别被配置成从自第一I-V转换器141和第二I-V转换器142输出的检测到的电压中去除作为包括噪声的不必要分量的高频分量，以及放大检测到的电压，并且输出透射信号(即，指示关于透射光的信息的信号)和反射信号(即，指示关于反射光的信息的信号)。

第一A/D转换器161和第二A/D转换器162分别被配置成量化作为模拟输入的透射信号和反射信号，并且将它们输出为数字数据。第一A/D转换器161被配置成输出指示透射光的光量的透射光量TDC，而第二A/D转换器162被配置成输出指示反射光的光量的反射光量RDC。

回流校正浓度估计器300被配置成基于反射光量RDC检测待测目标200的回流。回流校正浓度估计器300还被配置成基于回流的检测结果和透射光量TDC计算待测目标200的估计浓度，并且将结果输出到外部设备(例如，显示器等)。

<每个单元的配置和操作>

接下来，参考图2至图8，将详细地说明流体测量设备的每个单元的配置和操作。

<光接收元件和I-V转换器>

参考图2，将说明光接收元件和I-V转换器的配置和操作。图2是图示第一光接收元件和第一I-V转换器的配置的电路图。

如图2中所图示的，可以在第一光接收元件131上检测主要包括来自待测目标200的散射光当中的向前散射光的透射光。

第一光接收元件131包括通过半导体的光检测器。光检测器的阳极连接到地电位，所述地电位是参考电位，而光检测器的阴极连接到运算放大器Amp的反相端子。运算放大器Amp的非反相端子连接到地电位，所述地电位是参考电位。

反馈电阻器Rf连接在运算放大器Amp的反相端子和输出端子之间。运算放大器Amp和反馈电阻器Rf构成所谓的跨阻抗放大器。通过跨阻抗放大器(即，第一I-V转换器)141的电流-电压转换动作，检测到的电流被转换为检测到的电压。

未具体地图示这个，但是主要包括来自待测目标200的散射光当中的反散射光的反射光可以由第二光接收元件132加以检测(参考图1)。第二光接收元件132包括通过半导体的光检测器。如在第一光接收元件131中一样，提供了跨阻抗放大器(即，第二I-V转换器)142。

<回流校正浓度估计器>

参考图3，将说明回流校正浓度估计器的配置和操作。图3是图示根据第一实际示例的回流校正浓度估计器的配置的框图。

如图3中所图示的，回流校正浓度估计器300被提供有回流检测器310、校正处理器320和浓度转换器330。回流检测器310是“检测装置”的具体示例，并且校正处理器320和浓度转换器330是“计算装置”的具体示例。

回流校正浓度估计器300的输入部分中的一个被配置成接收透射光量TDC的进入，所述透射光量TDC是量化数字值。回流校正浓度估计器300的另一个输入部分被配置成接收反射光量RDC的进入，所述反射光量RDC是量化数字值。

反射光量RDC被输入到回流检测器310。回流检测器310被配置成在反射光量RDC中存在快速时间变化的情况下确定待测目标200向后流动。从回流检测器310，作为检测结果的回流检测标志RvsF被输出，并且被输入到校正处理器320的控制输入部分。

校正处理器320被配置成除了接收回流检测标志RvsF的进入之外还接收作为量化数字值的透射光量TDC的进入。校正处理器320被配置成依照回流检测标志RvsF来校正透射光量TDC，并且将校正的透射光量TDCh输出到浓度转换器330。

浓度转换器330被配置成依照校正的透射光量TDCh来估计待测目标200的浓度并且输出估计浓度。

<回流检测器>

参考图4，将说明回流检测器的配置和操作。图4是图示回流检测器的配置的框图。

如图4中所图示的，回流检测器310被提供有低通滤波器(LPF)311、阈值发生器312和比较器313。

输入到回流检测器310的反射光量RDC由LPF 311平均以获得反射光量平均值RDCLp。RDCLp被输出到阈值发生器312。

阈值发生器312被配置成将所输入的过去反射光量平均值RDCLp乘以预定系数(例如，0.9)以产生阈值Thld。阈值Thld是“预定值”的具体示例，并且被产生为用于检测反射光量RDC的快速变化的值。

比较器313被配置成接收未通过LPF 311的反射光量RDC的进入以及阈值Thld的进入。比较器313被配置成通过比较反射光量RDC与阈值Thld之间的幅度来检测反射光量RDC的快速减小。如果检测到反射光量RDC的快速减小，则确定发生回流，并且从比较器313输出回流检测标志RvsF＝1。另一方面，如果未检测到反射光量RDC的快速减小(即，反射光量RDC中的时间变化是温和的并且变化小)，则确定未发生回流，并且从比较器313输出回流检测标志RvsF＝0。

<校正处理器>

参考图5，将说明校正处理器的配置和操作。图5是图示校正处理器的配置的框图。

如图5中所图示的，校正处理器320被提供有LPF 321、选择器322和LPF 323。

输入到校正处理器320的透射光量TDC由LPF 321平均以获得透射光量平均值TDCLp。未被垂直地平均的透射光量TDC在发生回流的时段中按照短周期改变，并且被观察到处于随机信号被施加到其的状态(例如参考图6等)。这按照推测是因为当发生回流时，流动在从向前流动改变为回流的过程中受干扰以引起湍流，从而导致透射光量的快速时间变化。相比之下，由于通过LPF 321进行的平均动作，TDCLp甚至在发生回流的时段中也具有温和的时间变化和稳定的水平。

选择器322被配置成接收透射光量TDC的进入、TDCLp的进入和回流检测标志RvsF的进入。选择器322被配置成在输入RvsF＝1的时段中(即，在发生回流的时段中)选择性地输出平均TDCLp，并且在输入RvsF＝0的时段中(即，在未发生回流的时段中)选择性地输出未通过LPF 321的透射光量TDC。由于选择器322的选择性动作，施加有随机噪声的透射光量TDC被去除并且由TDCLp替换。因此，选择器322的输出信号是从中去除了由回流引起的噪声的信号。

选择器322的输出信号由LPF 323平均并且作为校正的透射光量TDCh被输出。LPF323上的平均减小在选择器322上选择性地改变时产生的噪声。

<回流检测和校正过程的具体示例>

参考图6，将更具体地说明由回流检测器310执行的回流检测和由校正处理器320执行的校正过程。图6是图示有关光量的每个信号中的时间变化的示例的曲线图。

作为根据第一实际示例的待测目标200的血液通过管泵(未图示)的动力在管中流动。管泵通过多个辊通过旋转挤压管来转移管中的流体。从泵的结构观点来看，脉动与旋转同步地发生。脉动可以引起血液的回流。具体地，流体反复地向前且向后流动，并且一般地在向前方向上转移；然而，存在流体与旋转同步地在短时间内由于回流而在相反方向上移动的区段。如果发生回流，则认为通过泵的脉动所引起的流体浓度中的压缩波从稠密变为稀疏，这导致反射光量的快速减小，所述反射光量是散射光(例如，反散射光)的光量。

在图6中，在区段A中，反射光量RDC快速地减小超过阈值Thld，使得按照推测发生回流。因此，在区段A中，不是透射光量TDC而是平均TDCLp作为校正的透射光量TDCh被输出，所述校正的透射光量TDCh是校正处理器320的输出。以这种方式，可以减小由于回流而在透射光量TDC中产生的噪声的影响。

相比之下，在区段B中，反射光量RDC具有温和的时间变化，使得流按照推测处于稳定的稠密状态并且按照推测未发生回流。因此，在区段B中，透射光量TDC作为校正的透射光量TDCh被未改变地输出，所述校正的透射光量TDCh是校正处理器320的输出。

<浓度转换器>

参考图7和图8，将说明浓度转换器的配置和操作。图7是图示流体浓度与透射光量之间的关系的曲线图。图8是图示浓度转换器的配置的框图。

如图7中所图示的，存在这样的特性，即透射光量TDC随着流体浓度增加而以指数方式减小。因此，通过使用此关系，可以根据透射光量TDC来估计流体浓度。

如图8中所图示的，浓度转换器330被提供有对数单元331和表读出器332。

对数单元331被配置成执行输入的校正的透射光量TDCh的对数变换(换句话说，线性化)，并且输出其对数。对数变换使得有可能防止可在表读出器332上产生的转换误差。

表读出器332被配置成在其中存储从透射光量TDC与流体浓度之间的关系导出的表，其被图示在图7中，并且根据校正的透射光量TDCh的对数来计算和输出估计浓度。对于估计浓度的计算，代替表读数，还可以使用诸如使用多项式表达式的计算的另一方法。

<第一实际示例的效果>

接下来，参考图9和图10，将说明由根据第一实际示例的流体测量设备获得的技术效果。图9是说明根据比较示例的浓度的估计误差的图。图10是图示根据第一实际示例的浓度的估计误差的曲线图。

如上面所说明的，如果在待测目标200中发生回流，则在估计浓度中可能存在误差。特别是在人工透析设备中，如果去血针的直径细小，如果泵具有高转数，并且如果设定流量高，则回流量增加并且浓度的估计误差进一步增加，这已被实验地确认。

如图9中所图示的，与第一实际示例不同，如果不通过检测回流来校正透射光量TDC，则回流的发生增加估计浓度的分散。

相比之下，在第一实际示例中，如果检测回流，则执行用过去平均值TDCLp替换透射光量TDC的过程。结果，校正的透射光量TDCh的波形甚至在回流发生区段(例如参考图6等)中也不受干扰。

如图10中所图示的，如果通过检测回流来校正透射光量TDC，则估计浓度的分散减小，并且示出令人满意的特性。

如上面所说明的，根据第一实际示例中的流体测量设备，即使在流体中暂时发生回流，也可准确地估计流体浓度。

<第二实际示例>

将参考图11说明根据第二实际示例的流体测量设备。图11是图示根据第二实际示例的回流校正浓度估计器的配置的框图。

第二实际示例仅在回流校正浓度估计器的配置和操作方面与第一实际示例不同，而在其他部分中与第一实际示例基本上相同。因此，在下文中，将详细地说明与第一实际示例的部分不同的部分，并且在必要时将省略对相同部分的说明。

如图11中所图示的，根据第二实际示例的回流校正浓度估计器300b被提供有回流检测器310b、校正处理器320b和浓度转换器330b。特别是在第二实际示例中，在校正处理器320b之前提供浓度转换器330b，并且在校正过程之前首先估计浓度。

浓度转换器330b被配置成将所输入的透射光量TDC转换为中间估计浓度Nd。在与图7和图8中图示的浓度转换的程序相同的程序中执行转换。此外，回流检测器310b被配置成通过比较反射光量RDC与阈值Thld之间的幅度来检测回流的发生并且输出回流检测标志RvsF。还在与图4中说明的程序相同的程序中执行回流的检测。

中间估计浓度Nd在LPF 321b上被平均以获得NdLp。中间估计浓度Nd或NdLp在选择器322b上依照回流检测标志RvsF被选择性地输出，并且在LPF 323b上被进一步平均。它然后作为最终估计浓度被输出。具体地，如果回流检测标志RvsF＝1，则确定发生回流，并且选择性地输出平均NdLp。另一方面，如果回流检测标志RvsF＝0，则确定未发生回流，并且选择性地输出平均之前的Nd。

结果，可甚至在回流发生区段中也获得最终估计浓度作为更准确的估计值，并且浓度估计特性是具有更少分散的令人满意的特性。

如上面所说明的，在根据第二实际示例的流体测量设备中，与第一实际示例不同，不是透射光量TDC而是估计浓度被校正。即使在这种情况下，如在第一实际示例中一样，也可以减小由于回流的发生的影响，并且可以准确地估计流体浓度。

<第三实际示例>

将参考图12说明根据第三实际示例的流体测量设备。图12是图示根据第三实际示例的回流校正浓度估计器的配置的框图。

第三实际示例仅在回流校正浓度估计器的配置和操作方面与第一实际示例和第二实际示例不同，而在其他部分中与第一实际示例和第二实际示例基本上相同。因此，在下文中，将详细地说明与第一实际示例和第二实际示例的那些部分不同的部分，并且在必要时将省略对相同部分的说明。

如图12中所图示的，根据第三实际示例的回流校正浓度估计器300c被提供有回流检测器310c、浓度转换器330c、规定周期发生器410、积分器420、计数器430、除法器440和寄存器450。

回流检测器310c被配置成通过比较反射光量RDC与阈值Thld之间的幅度来检测回流的发生，并且输出回流检测标志RvsF。此外，浓度转换器330c被配置成将所输入的透射光量TDC转换为中间估计浓度Nd。

积分器420被配置成对所输入的中间估计浓度Nd进行积分，并且依照由规定周期发生器410产生的定时脉冲来清除积分值。积分器420每当中间估计浓度Nd被更新时执行积分，但是如果回流检测标志RvsF＝1(即，如果检测到回流)则禁止积分。因此，仅在未检测到回流的时段中对中间估计浓度Nd执行积分。积分器420的输出被输入到除法器440的分子侧。

另一方面，作为计数器430的输出的计数器值被输入到除法器440的分母侧。计数器值每当中间估计浓度Nd被更新时被递增，并且通过由规定周期发生器410产生的定时脉冲来初始化。如果回流检测标志RvsF＝1，即，如果检测到回流，则禁止计数器值的递增。结果，计数器值在定时脉冲的产生的时间点与包括在规定周期中的有效数据的数量(换句话说，在积分器420上积分的数据的数量)匹配。

结果，除法器440可以将有效数据的积分值(即，分子)除以有效数据的数量(即，分母)，从而计算有效数据的平均值。有效数据的平均值在定时脉冲被产生的每个周期中被保持在寄存器450上。寄存器450被配置成输出有效数据的平均值作为最终估计浓度。借助于这种配置，回流发生区段中的数据被从积分中去除，并且最终估计浓度的估计特性是具有更少分散的令人满意的特性。

如上面所说明的，在根据第三实际示例的流体测量设备中，未发生回流的时段中的数据的平均值作为最终估计浓度被输出。因此，如在第一实际示例和第二实际示例中一样，可以减小由于回流的发生的影响，并且可以准确地估计流体浓度。

本发明不限于前述实施例和示例，但是在不脱离可从权利要求和整个说明书中读到的本发明的本质或精神的情况下，可以视需要而定做出各种改变。涉及此类改变的流体测量设备也旨在为在本发明的技术范围内。

附图标记和字母的描述

110 激光器驱动单元

120 半导体激光器

131 第一光接收元件

132 第二光接收元件

141 第一I-V转换器

142 第二I-V转换器

151 第一LPF放大器

152 第二LPF放大器

161 第一A/D转换器

162 第二A/D转换器

200 待测目标

300 回流校正浓度估计器

310 回流检测器

320 校正处理器

330 浓度转换器

Claims (9)

1.一种流体测量设备，包括：

照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；

光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；

检测装置，所述检测装置被配置成基于所述光接收装置的接收到的光信号来检测流体的回流；以及

计算装置，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号，来计算指示流体的浓度的估计浓度信息。

2.根据权利要求1所述的流体测量设备，其中，所述检测装置被配置成如果由接收到的光信号指示的接收到的光强度的变化量大于或等于预定值，则检测到流体的回流。

3.根据权利要求1或2所述的流体测量设备，其中，所述计算装置被配置成(i)在除了检测到流体的回流的回流时段以外的时段中基于接收到的光信号来计算估计浓度信息，并且(ii)在回流时段中基于通过校正接收到的光信号而获得的校正的信号来计算估计浓度信息。

4.根据权利要求1或2所述的流体测量设备，其中，所述计算装置被配置成基于接收到的光信号来计算第一浓度信息并且通过校正第一浓度信息来计算第二浓度信息，(i)以在除了检测到流体的回流的回流时段以外的时段中输出第一浓度信息作为估计浓度信息，并且(ii)以在回流时段中输出第二浓度信息作为估计浓度信息。

5.根据权利要求1或2所述的流体测量设备，其中，所述计算装置被配置成(i)在预定时间段中多次基于接收到的光信号来计算第一浓度信息，并且(ii)输出在多次计算的第一浓度信息中的、在除了检测到流体的回流的回流时段以外的时段中计算的第一浓度信息的平均值，作为在预定时段中的估计浓度信息。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的流体测量设备，其中，所述光接收装置包括：第一光接收元件，所述第一光接收元件被放置成主要接收通过流体透射的透射光；以及第二光接收元件，所述第二光接收元件被放置成主要接收被流体反射的反射光。

7.根据权利要求6所述的流体测量设备，其中，所述检测装置被配置成基于与反射光相对应的接收到的光信号来检测流体的回流。

8.根据权利要求6或7所述的流体测量设备，其中，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和与透射光相对应的接收到的光信号来计算估计浓度信息。

9.一种流体测量设备，包括：

照射装置，所述照射装置被配置成用光照射流体；

光接收装置，所述光接收装置被配置成接收被流体散射的光；

检测装置，所述检测装置被配置成检测由所述光接收装置的接收到的光信号指示的接收到的光强度的变化量大于或等于预定值；以及

计算装置，所述计算装置被配置成基于所述检测装置的检测结果和所述光接收装置的接收到的光信号，来计算指示流体的浓度的估计浓度信息。