CN110914673A - 光密度仪器及使用光密度仪器的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供用于测量微生物样品的光密度的仪器、系统和方法。具体地说，提供提高了安全性、效率、舒适性和便利性的光密度仪器。此类光密度仪器包含手持式部分和基台。所述光密度仪器能够与用于测量生物样品的光密度的系统和方法一起使用。
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相关申请的交叉引用
本申请要求以下中的每一项的权益：第62/488,450号美国临时申请，标题为《光密度仪器及使用光密度仪器的系统和方法(Optical Density Instrument And Systems AndMethods Using The Same)》且于2017年4月21日提交；第62/487,807号美国临时申请，标题为《光学测试平台(Optical Test Platform)》且于2017年4月20日提交；第62/487,796号美国临时申请，标题为《光密度仪器及使用光密度仪器的系统和方法(Optical DensityInstrument And Systems And Methods Using The Same)》且于2017年4月20日提交；第62/487,860号美国临时申请，标题为《防倾斜光学测试仪器(Tip Resistant OpticalTesting Instrument)》且于2017年4月20日提交；以及第62/487,736号美国临时申请，标题为《用于控制检测装置的组件的方法、设备和计算机程序产品(Method,Apparatus,AndComputer Program Product For Controlling Components Of A Detection Device)》且于2017年4月20日提交。以上申请中的每一个以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
目前公开的发明大体上涉及用于测量样品光密度的装置、系统和方法，且更具体地说，涉及用于测量微生物样品的光密度的装置、系统和方法。
背景技术
在微生物实验室和其它类似环境中，实验室技术人员、科学家以及其他从业者使用实验室设备来测量液体悬浮液的状况。可以在透明的聚苯乙烯试管、玻璃试管或其它类似瓶中观察和处理悬浮液。从业者可以利用各种装置或仪器对样品管中的液体进行读数和测量。从业者还可以在执行测量的同时处理流体，或在测量之间间歇性地处理流体。在一些实例中，从业者可以在监测由仪器执行的测量或读数的同时处理流体。
在微生物实验室中执行的这种测量的一个实例包含使用光密度仪器测量液体中微生物的浊度和/或浓度。从业者可以使用仪器通过用盐水稀释溶液或增加流体中微生物的含量来实现样品的最佳稀释。装置或仪器中的光密度传感器可配置成检测在样品管的区域中发射的光以测量液体的特征。
由于不良可视性、来自外部和内部光源的干扰、仪器的内部组件的泄漏和其它电损坏以及高制造成本，现有仪器通常无法在制备样品期间连续使用。本发明人已经发现本领域中现有技术的许多其它不足，其补救措施是本文中所描述的实施例的主题。
发明内容
本发明的一个或多个实施例可以解决前述问题中的一个或多个。根据本发明的某些实施例提供用于测量微生物样品的光密度的装置、系统和方法。具体地说，本发明的实施例涉及为用户提供增加的安全性、舒适性、效率和便利性的此类仪器、系统和方法的各种特征。
根据某些实施例，光密度仪器包含：手持式单元，其具有顶部和底部；及基台，其至少具有手持式单元收容部分，使得手持式单元配置成在手持式单元接合手持式单元收容部分时和在手持式单元与基台分离时以可操作方式耦合到基台。手持式单元另外包含光学测试平台，所述光学测试平台具有配置成收容第一样品管的至少一部分的敞开顶部和腔室及定位在手持式单元内的底部部分，使得第一样品管在插入光学测试平台中时延伸到手持式单元的顶部上方。此外，手持式单元包含发射器，所述发射器在手持式单元内定位在光学测试平台的底部部分处，使得发射器配置成将光发射到腔室中，并且发射器配置成在第一样品管插入光学测试平台中时将光发射到第一样品管中。另外，手持式单元包含至少一个传感器，所述至少一个传感器定位成通过腔室与发射器成光通信，使得至少一个传感器配置成从腔室接收发射光，并使得至少一个传感器配置成在第一样品管插入光学测试平台中时接收由发射器发射且穿过第一样品管的光。另外，手持式单元包含照明灯，所述照明灯定位在光学测试平台的底部部分处且配置成在第一样品管插入光学测试平台中时照亮第一样品管。在一些实施例中，手持式单元可包含限定第一支腿和第二支腿的弹簧，且第一支腿和第二支腿可配置成向样品管施加朝向第一支腿和第二支腿之间的点的力。
另一方面，根据本发明的某些实施例提供一种用于测量样品的光密度的系统。根据某些实施例，系统包含：手持式单元，其具有顶部和底部；基台，其至少具有手持式单元收容部分，使得手持式单元配置成在手持式单元接合手持式单元收容部分时和在手持式单元与基台分离时以可操作方式耦合到基台；及计算装置，其具有用户接口。手持式单元另外包含光学测试平台，所述光学测试平台具有配置成收容第一样品管的至少一部分的敞开顶部和腔室及定位在手持式单元内的底部部分，使得第一样品管在插入光学测试平台中时延伸到手持式单元的顶部上方。此外，手持式单元包含发射器，所述发射器在手持式单元内定位在光学测试平台的底部部分处，使得发射器配置成将光发射到腔室中，并且发射器配置成在第一样品管插入光学测试平台中时将光发射到第一样品管中。另外，手持式单元包含至少一个传感器，所述至少一个传感器定位成通过腔室与发射器成光通信，使得至少一个传感器配置成从腔室接收发射光，并使得至少一个传感器配置成在第一样品管插入光学测试平台中时接收由发射器发射且穿过第一样品管的光。另外，手持式单元包含照明灯，所述照明灯定位在光学测试平台的底部部分处且配置成在第一样品管插入光学测试平台中时照亮第一样品管。
在又一方面中，根据本发明的某些实施例提供一种用于测量样品的光密度的方法。根据某些实施例，方法包含：收容含有样品的第一样品管；根据光调制模式照亮第一样品管中的样品以供用户进行目视检查；根据光调制模式发射通过第一样品管中的样品的源光；检测源光中传输通过样品或被样品反射的部分以产生原始光数据；以及将原始光数据转换成光密度数据。
附图说明
在这样笼统地描述了本发明后，现在将参考附图，所述附图不一定按比例绘制，并且其中：
图1和2是根据本发明的某些实施例的光密度仪器的透视图；
图3A和3B是根据本发明的某些实施例的手持式单元的前部的透视图；
图4是根据本发明的某些实施例的手持式单元的后部的透视图；
图5是根据本发明的某些实施例的基台的透视图；
图6是根据本发明的某些实施例的基台的俯视图；
图7是根据本发明的某些实施例的基台的仰视图；
图8A和8B分别是根据本发明的某些实施例的基台的前视图和后视图；
图9A和9B是根据本发明的某些实施例的基台的侧视图；
图10A和10B是根据本发明的某些实施例的包含显示屏的基台的透视图；
图11是根据本发明的某些实施例的包含显示屏的基台的俯视图；
图12是根据本发明的某些实施例的包含显示屏的基台的仰视图；
图13是根据本发明的某些实施例的基台上的显示屏的前视图；
图14是根据本发明的某些实施例的包含显示屏的基台的侧视图；
图15说明根据本发明的某些实施例的定位在样品管周围的传感器网络；
图16是根据本发明的某些实施例的示出穿过光学测试平台的光的光学路径的光学测试平台的透视图；
图17是根据本发明的某些实施例的光学测试平台的俯视图；
图18A和18B说明根据本发明的某些实施例的双样品管结构；
图19是根据本发明的某些实施例的手持式单元的仰视图；
图20是根据本发明的某些实施例的用于测量样品的光密度的系统的框图；
图21是根据本发明的某些实施例的用于测量样品的光密度的系统中的传感器网络的框图；
图22是根据本发明的某些实施例的用于测量样品的光密度的方法的框图；
图23和24是根据本发明的某些实施例的实例时序图；
图25是根据本文所论述的一些实施例的光密度仪器的另一实例视图；
图26是根据本文所论述的一些实施例的光密度仪器的另一实例；
图27至31示出根据本文所论述的一些实施例的具有校准能力的实例双管；
图32示出根据本文所论述的一些实施例的校准标签；
图33示出图32的校准标签的一部分；
图34是根据实例实施例的光学测试平台的俯视图；
图35是根据实例实施例的光学测试平台的未按比例的简化俯视图；
图36是根据实例实施例的具有滚柱的弹簧的透视图；
图37是根据实例实施例的光学测试平台的俯视图；
图38是根据实例实施例的光密度仪器的壳体的仰视图；
图39是图37的光学测试平台的透视图；
图40是图37的光学测试平台的横截面；
图41是图37的光学测试平台的仰视图；
图42是图37的光学测试平台的侧视图；
图43是根据实例实施例的窗口；
图44是根据实例实施例的下部窗口的俯视图；
图45是图44的下部窗口的横截面；
图46是根据实例实施例的处于倾斜或斜置位置的光学测试仪器的侧视图；
图47是根据实例实施例的说明操作的流程图；
图48是根据实例实施例的说明操作的流程图；
图49是根据实例实施例的传感器读数的实例曲线图；以及
图50是根据实例实施例的说明操作的流程图。
具体实施方式
现将参考附图在下文中更加全面地描述本发明，在这些附图中示出了本发明的一些但非全部实施例。实际上，本发明可以许多不同形式体现并且不应理解为限于本文阐述的实施例；确切地说，提供这些实施例，使得本公开将满足适用的法律要求。相同的数字始终指代相同的元件。如在说明书中和所附权利要求书中所用，除非上下文另外明确规定，否则单数形式“一”、“一种”、“所述”包含复数指示物。
根据某些实施例，本发明包含用于测量微生物样品的光密度的装置、系统和方法。具体地说，本发明的实施例涉及为用户提供增加的安全性、舒适性、效率和便利性的此类仪器、系统和方法的各种特征。尽管贯穿本公开使用术语“光密度”，但是所属领域的普通技术人员将理解，此术语可与术语“浊度”互换，并且应该照此解释。
I.光密度仪器
根据本发明的某些实施例提供光密度仪器。例如，图1和2是根据本发明的某些实施例的光密度仪器的透视图。如图1和2中所示，光密度仪器1可包含手持式单元10和基台20。当定位在基台20上的手持式单元收容部分23(在图5、6和8A至11中示出)上时，手持式单元10可以通过手持式单元连接器24(在图5、6和8A至11中示出)以可操作方式耦合到基台20。在一些实施例中，为方便和灵活起见，手持式单元10由电池供电。例如，在此类实施例中，在手持式单元10通过例如手持式单元连接器24附接到基台20上时，电池可以充电。手持式单元连接器24可包括浮动销连接器。手持式单元10可以通过BluetoothTM或另一无线或有线协议将数据传输到基台20。
举例来说，图5至14示出基台20的各种视图(例如，呈标准充电底座或具有屏幕的充电底座的配置)。如上文所示出和提及，基台20可包含支撑部分21、手持式单元收容部分23、手持式单元连接器24和/或用户接口连接器25。例如，如在图5中可见，支撑部分21为基台20的其余特征提供支撑。支撑部分21可以是大体上平坦的，并且由支脚26支撑。支撑部分21的大小可取决于基台20是否包含显示屏22，如下文更详细地论述。手持式单元收容部分23可以凹入到基台20的支撑部分21中。此外，手持式单元收容部分23可具有大体上圆形形状。然而，手持式单元收容部分23可具有对应于手持式单元10的形状的任何形状。在另外的实施例中且如下文更详细地论述，基台20可以是线，或者可以通过用户接口连接器25无线地连接到单独计算装置(例如，独立计算机或另一数据收集或显示装置)的用户接口，以便实时接收光密度(即，浊度)数据。用户接口连接器25可以是通用串行总线(USB)连接器、串行连接器或其它有线协议。在一些实施例中，基台20可以无线地连接到单独计算装置的用户接口。就此而言，光密度仪器1可以在光密度仪器的操作期间与用户接口130连续通信。在一些其它实施例中，光密度仪器1和用户接口130之间的通信可能是不连续的。在另外的实施例中，举例来说，光密度仪器1可以通过例如在下文更详细地论述的处理电路系统与用户接口通信。
根据某些实施例，基台20可以包含也可以不包含显示屏22。例如，图1和5至9B提供不具有显示屏的底部部分20的各种视图。然而，图2和10A至14提供具有显示屏22的底部部分20的各种视图。显示屏22可以通过例如在下文更详细地论述的处理电路系统与手持式单元10通信。就此而言，显示屏22可显示由手持式单元10产生的测量值(例如，浊度测量值)以供用户监测。显示屏22可以与手持式单元10连续或不连续通信。在一些实施例中，通过使用本文中所描述的干扰减少和处理技术，手持式单元10可以向基台20发送连续实时数据，同时还照亮样品管。
根据某些实施例，手持式单元10可具有斜置顶部11和大体上平坦的底部12。举例来说，在一些实施例中，手持式单元10可具有大体上沙漏形状。例如，在此类实施例中，斜置顶部11可比底部12窄。例如，图3A、3B和4是根据本发明的某些实施例的手持式单元10的透视图。就此而言，手持式单元10可便于被用户的手抓握，从而提供舒适性并防止在使用期间滴溅。手持式单元10还可包含在手持式单元10的后部上的薄膜开关15。薄膜开关15可用作按钮，所述按钮至少与手持式部分10(以及可能地基台20或具有用户接口130的计算装置，如下文更详细地描述)相互作用以便例如接受读数或者在按钮保持被按下达给定时间量(例如，3秒)的情况下将读数归零。
此外，如图1至4和16中的各种视图中所示，手持式单元10还可包含光学测试平台13。光学测试平台13可具有敞开顶部，所述敞开顶部配置成收容定位在位于手持式单元10内的底部部分(未示出)内的至少两个样品管14，使得样品管14在插入光学测试平台13中时延伸到斜置顶部11上方。就此而言，结合图15中所示的照明灯33，斜置顶部11允许用户对至少一个样品管14中所含的且由照明灯33照亮的样品进行目视检查。照明灯33可包括发光二极管(LED)或另一光源，并且可配置成将光向上发射到至少一个样品管14中所含的样品中。此外，照明灯33可以根据光调制模式发射光。关于照明灯33的操作的另外细节以及使用照明灯和减少来自照明灯的干扰的对应方法在下文进一步论述，并且可以参见第62/487,736号美国临时申请，标题为《用于控制检测装置的组件的方法、设备和计算机程序(Method,Apparatus,and Computer Program for Controlling Components of a DetectionDevice)》且于2017年4月20日提交，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
图15还说明根据本发明的某些实施例的传感器网络190及定位在样品管14周围的各种光源30、33和检测器31、32。如图15中所示，发射器30可以定位在手持式单元10内接近光学测试平台13的中心底部部分处，使得在样品管14插入光学测试平台13中时，发射器30大体上对准至少两个样品管14中的至少一个(例如，其中至少一个样品管14的壁具有竖直截面)。发射器30可以是配置成发射供传感器检测的信号的任何类型的装置。由发射器30发射的信号可包含但不限于红外(IR)波长、近红外(NIR)波长、电磁辐射和/或其它类型的光(包含可见和/或不可见光)。例如，在一些实施例中，发射器30可以是LED、红外光LED等。为简单起见，由发射器30发射的信号在本文中可以被称为“源光”或“发射光”，但是应了解，可以采用前述信号类型中的任一种。
发射器30可以根据光调制模式发射源光。在图15所说明的实施例中，使用一个发射器30和两个传感器31、32来产生样品的准确浊度测量值。在操作中，发射器30可以将光传输到样品中，且传输光的一部分穿过样品到达相对于样品管14与发射器30相对定位的第一传感器31(例如，密度传感器)，同时传输光的第二部分从样品反射并由垂直于发射器30的传输方向的第二传感器32(例如，浊度传感器)收集。具体地说，密度传感器31(其可以被视为光密度传感器)可配置成基于穿过样品管且被密度传感器31检测到的源光的量来测量液体悬浮液中微生物或其它物质的质量，且浊度传感器32可配置成测量样品中悬浮颗粒的浓度。
此外，密度传感器31可以相对于发射器30的轴线34共线定向，并且可以定向成相对于样品管14的轴线35从发射器30偏移180度，使得在样品管插入时，发射器30定位在管的与密度传感器31相对的侧面上。浊度传感器32可以定位成围绕样品管14的径向周长在正交轴线36上与发射器30和密度传感器31两者成90度以收集反射光。发射器30可配置成垂直于样品管14的表面通过样品管14的纵向轴线35传输源光。接着，光密度仪器1可组合来自每一传感器31、32的信号以产生样品的光学测量值(例如，浊度)。
可以获得的这种对液体中微生物的浊度和/或浓度的测量值的一个读数被称为McFarland值。使用一系列McFarland标准来获得此McFarland值，这些标准是用于制定标准曲线以便确定未知样品中颗粒的浓度的溶液的一系列已知浓度。密度传感器31和浊度传感器32作为实例传感器提供，并且在一些实施例中可以是任选的。
应了解，根据实例实施例，可以存在并且可以采用各种其它类型的传感器和/或接收器。例如，密度传感器31和浊度传感器32可以是任何类型的光电检测器或其它光学传感器，包含但不限于电荷耦合装置(CCD)；主动像素传感器(APS)，例如互补式金属氧化物半导体(CMOS)传感器；反向偏置LED、光电二极管、光电晶体管、光敏电阻、光电倍增器或能够确定传感器处的入射光的强度的任何其它传感器。
举例来说，处理电路系统可以至少控制发射器30、照明灯33和至少一个传感器的操作以产生原始光数据，将原始光数据转换成光密度数据，并将光密度数据传送到显示屏22。关于包含校准、归零和数据收集的传感器操作的另外细节在下文论述，并且可以参见第62/487,736号美国临时申请，标题为《用于控制检测装置的组件的方法、设备和计算机程序(Method,Apparatus,and Computer Program for Controlling Components of aDetection Device)》且于2017年4月20日提交，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
图16和17示出光学测试平台13的各种视图。参考图16，示出根据某些实施例的光学测试平台13的透视图。光学测试平台13可包含嵌入到测试平台13的外壳44中的单独窗口40、41、42、43，并且外壳44可以由不透明或半不透明材料(例如，黑色聚合物)模制而成。窗口40、41、42、43允许向和/或从本文所论述的发射器、检测器和照明灯行进的光以与窗口的表面成大体上垂直的角度的方式穿过外壳44，其中外壳材料禁止光传播通过外壳本身。外壳44中可以限定一个或多个腔室45a、45b(统称为“45”)，并且在一些实施例中，腔室可以以一个或多个壁为界。腔室45可以通过上部孔口46a、46b(统称为“46”)收容样品管14(在图1至5中示出)，并且样品管14可以由外壳44支撑。
外壳44可以保持样品管14的若干种配置中的任一种。例如，在图16描绘的实施例中，外壳44包含配置成收容两个对应样品管14的两个腔室45a、45b。所描绘实施例配置成测试这两个样品管14中的一个(例如，在一些实施例中，光学组件可以仅询问这两个腔室中的一个，即腔室45a)，同时为方便起见，留下第二腔室保持第二样品管。这种双样品管配置可用于与双样品管或其它融合样品管一起使用，其中这两个样品管应该放在一起进行研究，且无需利用光密度传感器进行单独检查。尽管本文中的描述涉及询问单个样品管，但是这些教示内容可以易于应用于在第二腔室45b上操作的第二组光学组件。在一些替代实施例中，光学测试平台13可以仅包含用于测试单个样品管的单个腔室，或者在一些实施例中，超过两个样品管可与一组、两组或更多组光学组件一起使用以便询问相应样品管。
光学测试平台13可包含用于接合并支撑光学组件(例如，图15中所示的发射器30、第一检测器31和第二检测器32)的一个或多个安装件47、48、49。在图15至17中所示的实施例中，第一安装件47可以收容并接合发射器30，第二安装件48可以收容并接合第二检测器32，且第三安装件49可以收容并接合第一检测器31。所属领域的普通技术人员还将了解，安装件47、48、49、发射器30、传感器31、32和照明灯33可以重新配置成满足本文所论述的可能的发射器至检测器关系的任何布置。
转向图34，示出光学测试平台300的第二实施例。光学测试平台300可包含：具有一个或多个安装件320、322、324的外壳310；孔口330；上部孔口314a、314b；以及腔室312a、312b，它们可以各自以与本文中详述的实例光学测试平台13、800大体上相同的方式结构化和操作。此外，光学测试平台300或其部分的实施例可并入到本文中详述的光学测试平台13、800的部分中或替代它们。
继续参考图34，光学测试平台300可包含在腔室312a、312b中的一个或多个内将样品管342推动到预定位置的至少一个弹簧340。在图34中所描绘的实施例中，光学测试平台300包含配置成朝向窗口106偏置样品管342的弹簧340。所描绘的弹簧340包含安置在柱346周围的卷绕线344以及限定线的相应端部的两个支脚348、349。
弹簧340可以用作螺旋扭转弹簧，使得通过使施加在支腿348、349处的力矩弯曲而围绕线圈的轴线(例如，垂直于图34的页面延伸的轴线)缠绕螺旋卷绕线344。在此类实施例中，卷绕线344可以响应于支腿348、349中任一个或两个的力而弹性变形，并且卷绕线344在弹性变形时可以使支腿348、349在与施加力方向相反的方向上施加力。例如，样品管342可以插入到两个支脚348、349之间的腔室312a中，这可以产生支腿348、349上的向外力(例如，从腔室312a的中心径向向外的力)和卷绕线344上的扭转力矩。支腿348、349可以向样品管342施加相对的向内力(例如，径向向内朝向腔室312a的中心的力)，这种力由卷绕线344的扭转反作用力矩产生，可以朝向窗口106推动样品管。
在描绘的实施例中，柱346和弹簧340安置在腔室312a的与第一安装件320相同的侧面，与第三窗口106相对，使得弹簧朝向第三窗口推动样品管342，如本文中所描述。在一些实施例中，柱346和弹簧340可以安置在腔室的任何其它侧面，包含与第二窗口104相对。
在一些实施例中，滚柱354、355可以安置在弹簧350的相应支腿348、349中的每一个上，且滚柱354、355可以滑动适配或以其它方式实现围绕支腿348、349旋转，从而允许样品管342上下(例如，进出图34的页面)自由移动。支腿348、349可以向样品管342施加垂直于滚柱354、355的表面的力(例如，大体上与滚柱的旋转中心相交的力向量)，而滚柱在施加与其表面的表面相切的力时旋转。以此方式，重力可以将样品管342竖直地保持在腔室312a内，同时仍然允许样品管自由移除或插入，并且在描绘的实施例中，弹簧340可以在水平平面(例如，图34的页面平面)内将样品管的至少一部分保持在适当位置。在一些实施例中，滚柱354、355可以使支腿348、349分别向样品管342施加纯水平力。在一些实施例中，滚柱354、355可以限定围绕支腿348、349安置的大体上中空的圆柱体。在一些实施例中，滚柱354、355可以由低摩擦材料制成以防刮擦样品管342。例如，在一些实施例中，滚柱354、355可以由聚醚醚酮(PEEK)、聚四氟乙烯(PTFE)或聚甲醛(缩醛)制成。
参考图35，出于说明的目的，示出弹簧340、样品管342和周围组件的简化实施例。在描绘的实施例中，支腿348、349可以在至少部分地朝向检测器362(例如，第一检测器31)和至少部分地朝向等分支腿348、349的中心轴线360的方向上向样品管342施加力364、366。在一些实施例中，中心轴线360可以在柱346的直径中心与检测器362之间延伸。在一些实施例中，一个或多个窗口(例如，图16至17中所示的窗口40和42)的横向中心可以在中心轴线360上限定。尽管在图35中未示出，但是窗口(例如，图16至17中所示的窗口42和图34中所示的窗口106)可以定位在样品管342和检测器362之间。
腔室312a可以以光学测试平台的壁316a为界。在一些实施例中，两个或更多个对准凸条352、353可以安置在腔室312a的壁316a上，以便帮助沿着中心轴线360定位样品管342。在一些实施例中，凸条352、353可以模制为外壳310的部分。在图35中所描绘的实施例中，在支腿348、349在任何方向上施加具有朝向检测器362的分力的力时，对准凸条352、353可以将样品管342保持在预定位置(例如，图35至36中所示的位置)。以此方式，对准凸条352、353可以为样品管342提供稳定的可重复的位置，而不需要来自支腿348、349的精确的力向量，并且凸条352、353可以将样品管342引导到位，例如，引导到沿着中心轴线360居中的位置。在一些实施例中，支腿348、349可配置成向样品管342施加朝向支腿之间的点(例如，力向量364、366的交点)的力，其中卷绕线344尝试围绕螺旋弹簧的轴线沿反向旋转方向移动支腿348、349。
样品管342的预定位置可以设计成有助于使用本文中所描述的技术和设备对样品管进行清楚且可重复的询问，并且预定位置可取决于样品管的直径和凸条之间的间隔。在一些实施例中，凸条352、353可以至少定位在支腿348、349中的一个的竖直位置处。在一些实施例中，凸条352、353可以定位在支腿348、349的竖直位置下方。在一些实施例中，凸条352、353可以定位在支腿348、349的竖直位置之间。在一些实施例中，凸条352、353可以定位在两个支腿348、349的竖直位置处。在一些实施例中，支腿348、349可以安置在水平平面上或者可以在水平平面中施加力，使得弹簧的作用线相对于光学测试平台300在水平平面上。在一些实施例中，凸条352、353可以大体上延伸腔室312a的高度。
在操作中，样品管342插入到(图34中所示的)光学测试平台310的腔室312a中。当样品管342插入时，支腿348、349被推离中心轴线360，因为滚柱354、355允许样品管滑动到腔室312a中。由弹簧340的卷绕线344的弹性变形产生的力矩可以使每个支腿348、349向样品管342施加力364、366。支腿348、349的力364、366中的每一个可以在至少部分地朝向中心轴线360和至少部分地朝向检测器362的方向上。
在一些实施例中，力364、366的垂直于中心轴线360的分力可以消除，从而只留下沿着中心轴线360朝向检测器362的样品管342上的力。弹簧340可以在中心轴线360上最接近于检测器362的点处向柱346施加反作用力。在一些实施例中，如下所述，支腿348、349可以竖直偏移，使得存在微弱力矩被施加到样品管342，并且此力矩可以被光学测试平台的结构(例如，凸条352、353和/或引导表面368)抵消。样品管342可以在本文中所描述的各个接触点之间竖直保持在腔室312a内。
在一些实施例中，弹簧340(在图34至36中示出)和对准结构352、353、368可配置成在邻近第三窗口106处定位样品管342(在图34至35中示出)，使得密度信号(例如，朝向密度传感器穿过样品管的源光的部分)垂直于样品管342和窗口106的相应表面而入射到样品管342和窗口106上。在此类实施例中，弹簧340可以定位成与窗口106相对，如图34中所示。在此类实施例中，发射光还可垂直于样品管的表面而入射到样品管上，并且发射光和密度信号可以至少部分地沿着图35中所示的中心轴线360行进(例如，检测器362可以接收密度信号154)。在一些实施例中，弹簧340可以将样品管342定位成相比于第一窗口102或第二窗口104更接近第三窗口106，使得在一些实施例中，样品管的表面可能不与第二窗口104对准，以便使浊度信号152垂直传输通过两个表面。如本文中详述，在一些实施例中，弹簧340可配置成邻近第一、第二或第三窗口中的任一个处定位样品管，其中对准凸条位于任一个前述窗口的任一侧上，且弹簧与任一个前述窗口相对。
在没有样品管342插入腔室312a中时，弹簧340的支腿348、349可以接合(图34中所示的)光学测试仪器310上的相应止动件350、351。在一些实施例中，止动件350、351可以定位成与中心轴线360等距，使得支腿348、349相对于轴线360保持居中以便在它们之间收容样品管342。在一些实施例中，止动件350、351可配置成接合支腿348、349，使得弹簧340在定位于柱346上时始终弹性变形。在此类实施例中，弹簧340可以在没有受到样品管342阻挡或阻碍时向止动件350、351施加力，并且连续变形可以帮助在弹簧340中产生平滑运动，而不会在运动或施加力时出现晃荡或松弛。在一些实施例中，在支腿348、349与相应的止动件350、351接合时，支腿348、349可以彼此垂直安置。在一些实施例中，止动件350、351可以定位成使得在没有样品管342插入时，支腿348、349和滚柱354、355在腔室312a上方竖直突出。在一些实施例中，止动件350、351可以定位成使得在没有样品管342插入时，支腿348、349和滚柱354、355在腔室312a上方突出不到一半。在一些实施例中，弹簧340可以定位在光学测试平台的外壳310和(图1中所示的)仪器的外壳体之间。
在一些实施例中，止动件350、351可以定位成使得在样品管342插入到腔室中并且抵靠凸条352、353保持时，支腿348、349与止动件接触。在一些实施例中，样品管342可以在处于预定位置中时防止支腿348、349接触止动件350、351。在一些实施例中，支腿348、349可以在样品管抵靠凸条352、353处于预定位置之前和同时向样品管342施加力(例如，力364、366)。
转向图36，示出弹簧340的实施例的透视图。在描绘的实施例中，支腿348、349在线344的卷绕部分附近彼此交叉。如图35中所示，交叉可以沿着中心轴线360发生。在描绘的实施例中，支腿348、349远离中心轴线360的向外力可以使卷绕线344扭转紧固和压缩。
转回图36，由于螺旋线圈的轴线中的弹簧340的厚度，支腿348、349可彼此竖直分隔开，这可以使一个支腿(例如，最上部支腿349)在腔室(例如，图34至35中所示的腔室312a)上方在高于另一支腿(例如，最底部支腿348)的位置处突出。在此类实施例中，可以在水平平面(例如，图34至35的页面平面)内的方向上向样品管342施加力矩，尝试将样品管移动成非竖直对准，并且力矩可以通过本文中所描述的光学测试平台的结构和引导表面抵消。在一些实施例中，支腿可以弯曲或以其它方式在另一方向上重新定向，同时仍然能够向样品管施加力。
参考图34，在一些实施例中，腔室312a的接近下部窗口108的下端可以限定U形引导表面368，所述U形引导表面368定向成具有限定半圆形的弯曲部分369和延伸到窗口106的任一侧的一对笔直部分370。在描绘的实施例中，引导表面368的弯曲部分369安置在腔室312a的与柱346和弹簧340的大部分相同的侧面上，使得弹簧340的力(例如，图35中所示的力364、366)沿着U形引导表面368朝向对准凸条(例如，图35中所示的对准凸条352、353)推动样品管342。U形引导表面368可以安置在下部窗口108上方，所述窗口可以起作用，并且可以是根据本文中所描述的实施例的结构。
样品管342可以接合引导表面368，并使样品管抵靠对准凸条(例如，图35中所示的对准凸条352、353)保持直立和竖直。在一些实施例中，样品管342可具有可以抵靠引导表面348的互补斜置表面安置的弯曲半球形底部。引导表面368的弯曲部分可以限定从下部窗口108的中心和腔室312a的中心偏移的曲率中心，使得样品管定位成相比于腔室的壁316a的其它表面上的窗口102、104更接近与弹簧340和柱346相对的窗口106。引导表面368和对准凸条352、353可以配合将样品管342大体上竖直地保持在腔室312a内，并且可以配合将样品管保持为平行于腔室的壁316a。弯曲部分369和笔直部分370可以在上文所描述的弹簧340和样品管342的实施例上提供偏移支腿348、349的力矩的反作用力。
转向图37至45，示出光学测试平台800的另一实施例。光学测试平台800可包含：具有一个或多个安装件820、822、824的外壳810；孔口830；上部孔口814a、814b；以及腔室812a、812b，它们各自以与上文详述的实例光学测试平台13、300大体上相同的方式结构化和操作。此外，光学测试平台800或其部分的实施例可并入到本文中详述的光学测试平台13、300的部分中或替代它们。在一些实施例中，第一腔室812a可用于对样品管中的流体进行测试和/或操作，而第二腔室812b不包含测试窗口或检测器。
继续参考图34，光学测试平台800可包含在腔室812a、812b中的一个或多个内将样品管842推动到预定位置的至少一个弹簧840。弹簧840可包含以与上文详述的滚柱354、355大体上相同的方式操作的滚柱854、855。在图34中所描绘的实施例中，光学测试平台800包含配置成朝向窗口806偏置样品管842的弹簧840。所描绘的弹簧840包含安置在柱846(在图38中示出)周围的卷绕线844和限定线的相应端部的两个支脚848、849。弹簧840可以用作螺旋扭转弹簧，使得通过使施加在支腿848、849处的力矩弯曲而围绕线圈的轴线(例如，垂直于图34的页面延伸的轴线)缠绕螺旋卷绕线844。
参考图38，描绘了光学测试仪器的手持式单元(例如，图1所示的光学测试仪器1的手持式单元10)的壳体的部分(例如，斜置顶部11)的实例下侧。在描绘的实施例中，壳体的部分(例如，斜置顶部11)具有柱846和从其朝向光学测试平台(例如，图37中所示的光学测试平台800)向下延伸的一对止动件849、850。在一些实施例中，壳体的部分可以是适配在斜置顶部11内(例如，沿着图1中示出为周向围绕样品管14的斜置顶部11上的分模线(partline))的插入件。柱846和止动件849、850可以各自以与上文详述的柱346和止动件349、350大体上相同的方式结构化和操作，但是柱和止动件中的一些或全部可以附接到手持式单元的壳体的部分11上，而不是附接到光学测试平台上。柱和止动件可以互换，使得柱846可以附接到壳体的部分上，同时止动件349、350中的一个或多个附接到光学测试平台上，反之亦然。
转向图39和40，在一些实施例中，光学测试平台800的腔室812a、812b可至少部分地由外壳810的壁816a、816b限定。在一些实施例中，壁(例如，壁816a)可包含一个或多个对准凸条(例如，图35中所示的对准凸条352、353)。继续参考图39和40，在一些实施例中，壁816a在特定位置可比在其它位置高。例如，图39和40中所示的壁816a在邻近第三窗口806和第三安装件824的区域中比在邻近第一窗口802和第一安装件820的区域中高。参考图39，壁816a可以限定从槽880(配置成在其中收容用于检测样品管的开关，例如机械开关)到第二窗口804的包含第三窗口806的第一较高高度；且壁816a可以限定从第二窗口804回到槽880的包含第一窗口802的第二较低高度。
在一些实施例中，壁816a的被样品管(例如，图35中所示的样品管342)压靠的部分比壁的邻近弹簧(例如，图35中所示的弹簧340和/或图37中所示的弹簧840)的部分高。
凸条(例如，图35中所示的对准凸条352、353)可以定位在壁的第一较高部分上，且弹簧840可以定位在壁的第二较低部分上方(例如，如图37中所示)。在此类实施例中，弹簧840可以相对于光学测试平台800在大体上水平平面上定位成和凸条成一直线，使得弹簧的作用线指向对准凸条。
参考图37和39至41，外壳810可包含引导表面868，所述引导表面868具有配置成在腔室812a、812b内对准并保持样品管(例如，图34中所示的样品管342)的弯曲部分869和笔直部分870。在描绘的实施例中，引导表面868定位在腔室812a、812b中，且分别成形为U形通道。具有窗口802、804、806、808的腔室812a中的所描绘引导表面868朝向第三窗口806定向，使得引导表面868与弹簧840和对准凸条配合，将样品管竖直保持在可重复的一致位置，如上文所描述。引导表面868可以从腔室812a的壁816a上的平面或轴线朝向窗口808向下并向内逐渐变细，使得在样品管插入时它的底座被引向所述可重复的一致的预定位置。
在一些实施例中，下部窗口808可以限定与腔室812a的下部部分互补的形状。参考图39至41和44至45，下部窗口808可以是大体上“U形”或“钟形”，以匹配腔室812a的壁816a和引导表面868的形状。下部窗口808可包含配置成接合壁816a的凸起边缘809。参考图40，下部窗口808可以在腔室812a的底部处被外壳810围封并且牢固地固定到所述外壳810上(例如，通过包覆模制)。参考图41，在一些实施例中，从中传输照明光的下部孔口830可以是大体上圆形(例如，类似于孔口330)。下部孔口830可以在腔室812a的大体上水平中心处限定径向中心。
参考图39至41和43，在一些实施例中，上部窗口802、804、806可以是大体上方形，并且可能不延伸腔室812a或它们所在的通道的完整高度。根据本文中所公开的任一个实施例，窗口802、804、806可以与外壳810接合。在一些实施例中，窗口802、804、806的至少一部分可以短于上文所论述的壁816a的第二较低高度，使得弹簧840可以跨窗口操作。上部窗口802、804、806可以内嵌在外壳810中(例如，通过包覆模制)，滑动到外壳中(例如，竖直向下进入预限定通道)，或通过任何其它构件附接。
关于光学测试平台的操作和布局的另外细节可以参见第62/487,807号美国临时申请，标题为《光学测试平台(Optical Test Platform)》且于2017年4月20日提交，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
如前所述，可以将各种样品管配置与光密度仪器1结合使用。举例来说，样品管可包括玻璃、聚碳酸酯、聚苯乙烯等等中的至少一种。例如，用于校准参考的样品管可包括聚碳酸酯，而一次性样品管可包括聚苯乙烯。此外，如所提到，样品管可包含单独的样品管或双样品管结构。例如，图18A和18B说明根据本发明的某些实施例的双样品管结构14。如图18中所示，两个样品管14通过在样品管14的顶部处的顶部连接部分61和在样品管14的中间处位于样品管14之间的桥结构62联接。顶部连接部分61和桥结构62可以提高手持式单元10和光学测试平台13内的样品管14的稳定性，以防溅出、泄漏等。此外，在一些实施例中，图18A和18B中所示的双样品管结构14可在样品管14之间的桥结构62上包含黑色和白色标度(例如，Wickham标度)，以便用户可以更好地观察浊度。返回参考图1，在一些实施例中，Wickham标度可以安置在收容样品管的腔室之间的槽中。在一些实施例中，桥结构62可以键连到样品管的特定定向，使得它们不会被意外颠倒。例如，图18A至18B中所示的桥结构62可包含插入到手持式单元10的槽中或插入到Wickham标度(例如，如图1中所示)上的槽中的突出部。
根据某些实施例，手持式部分10的底部12可另外包括防倾斜特征。例如，图19是根据本发明的某些实施例的手持式单元10的仰视图。如图19中所示，手持式单元10的底部12包括多个支撑元件51(例如，防滑支脚)。多个支撑元件51可以防止手持式部分10倾斜。如果向手持式单元10施加足够的力使得手持式单元10升高离开支撑元件51，那么手持式单元10将滑动而不会倾斜，因为平移表面52围绕手持式单元10的底部12上的支撑元件51。就此而言，手持式单元10可以是在任何移位角度下防倾斜的。
在一些实施例中，支撑元件51可以定位在底部外壳表面12上，使得支撑元件51中的一个沿着可以是圆形底部外壳表面12的直径线定位，且第二和第三支撑元件51分别定位成与直径线和第一支撑元件等距。如图19中所示，在本公开的实施例中，支撑元件51的这种定位以及支撑元件部分地凹入到底部外壳表面12中可以组合。在一些实施例中，支撑元件可以在周向上与每一邻近支撑元件等距，且每一支撑元件可以与底表面12的中心等距。另外，在一些实施例中，如图19中所示，支撑元件51可以与底部外壳表面12的外边缘相隔某一距离。具体地说，支撑元件51可以安置在直径小于底部外壳表面12的外径的同心圆上。如下所述，在此类实施例中，平移表面52可以定位为底部外壳表面的环形部分，所述环形部分从支撑元件51径向向外延伸到底部外壳表面12的外边缘。
平移表面52可以配置有较低摩擦系数，使得光学测试仪器能够在被平移表面支撑时(例如，在光学测试仪器如本文中所描述的那样倾斜时)滑动。如图19中所描绘，在一些实施例中，底部外壳表面12的平移表面52可包括大体上平坦的表面。在手持式单元10在操作测试位置中定向成在桌面或另一工作表面上平坦的情况下，平移表面52可以定位成大体上平行于支撑表面，并且可以通过支撑元件51保持在支撑表面上方。在一些实施例中，平移表面52可以是底部外壳表面12的区段或部分。在一些实施例中，平移表面52可以是底部外壳表面12的连续区段或部分。在一些实施例中，所有底部外壳表面12都可具有比支撑元件51低的摩擦系数，并且底部外壳表面12中接触支撑表面的部分可以被视为平移表面。在一些实施例中，平移表面52可以限定为底部外壳表面12中在底部外壳表面12的边缘周围周向延伸的环形部分。作为更特定的实例，平移表面52可以由底部外壳表面12限定为底部外壳表面中从支撑元件51径向向外延伸到底部外壳表面12的边缘的环形部分。
根据本公开，所属领域的普通技术人员将了解，支撑元件51和底部外壳表面12可以采用许多形状和形式，只要手持式单元10能够在倾斜时在平移表面52上平移而不是完全翻倒即可。为促进平移，平移表面52的一部分只需定位成与来自形成仪器的支点的支撑元件51的力的方向相对。换句话说，参考图46，在手持式单元10围绕一个或多个支撑元件51上的枢轴轴线倾斜时，平移支撑表面52枢转成与支撑表面125接触。在许多情况下，这意味着平移表面52的部分从支撑元件51径向向外定位。在一些其它实施例中，在仪器可能倾斜超过其重心将仪器带到另一边的点之前，平移支撑表面52接合支撑表面125。
在一些实施例中，手持式单元10的平移可以在仪器的倾斜力(例如，图46中所示的力126)或惯性胜过仪器(例如，包含平移表面52和支撑元件51的当前触碰到支撑表面的表面的组合)和支撑表面125之间的静摩擦时开始。例如，如果支撑元件51具有比平移表面52高的摩擦系数，那么仪器重量中转移到平移表面52的部分越大，仪器越有可能滑动。以此方式，手持式单元10可以在平移表面52和一个或多个支撑元件51均接触支撑表面125时开始平移。在此类实施例中，当手持式单元10倾斜时，仪器重量中越来越大的部分转移到平移表面52，因此仪器和支撑表面125之间的摩擦阻力逐渐降低。一旦手持式单元10和支撑表面125之间的侧向力胜过不断减小的摩擦阻力，仪器就开始平移。工具的稳定性可取决于支撑元件51的高度、支撑元件51和平移元件52的摩擦系数、支撑元件51和平移元件52的接触点(例如，平移表面52接触支撑表面125所处的接近底部外壳表面12的边缘的点)之间的距离、手持式单元10的重心、手持式单元10的宽度、底部外壳表面12的形状和支撑表面125的特性。
在一些实施例中，手持式单元10可以围绕两个或更多个支撑元件51并围绕在它们之间延伸的公共接触轴线枢转。在此类实施例中，手持式单元10可以围绕两个或更多个支撑元件51枢转，直到平移表面52接触支撑表面为止。关于防倾斜特征的操作和布局的另外细节可以参见第62/487,860号美国临时申请，标题为《防倾斜光学测试仪器(TipResistant Optical Testing Instrument)》且于2017年4月20日提交，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
就此而言，光密度仪器比现有的密度测量装置提供了更多的便利性、舒适性和安全性。
II.用于测量光密度的系统
另一方面，根据本发明的某些实施例提供用于测量样品的光密度的系统。系统包含上文所论述的光密度仪器1和用户接口130。例如，图20是根据本发明的某些实施例的用于测量样品的光密度的系统100的框图。如图20中所示，系统100可包含可配置成介接、控制或以其它方式协调本文中所描述的各种组件或模块的操作以及如本文中所描述的测量光密度的处理电路系统110。在一些实施例中，系统100可另外包含用于传输和接收来自其它传感器、计算机和输入装置的信息(例如，在本地或通过局域网或远程网络)的通信接口116。
在一些实施例中，处理电路系统110可以体现为芯片或芯片组。换句话说，处理电路系统110可包括包含结构组合件(例如，基板)上的材料、组件和/或线的一个或多个物理封装体(例如，芯片)。结构组合件可以为包含在其上的构成电路系统提供物理强度、尺寸保持和/或电气交互限制。因此，在一些情况下，处理电路系统110可以配置成在单芯片上实施本发明的一个实施例或实施为单个“芯片上系统”。因而，在一些情况下，芯片或芯片组可以构成用于执行提供本文中所描述的功能性的一个或多个操作的构件。
根据某些实施例，处理电路系统110可包含可以与用户接口130通信或以其它方式控制用户接口130的处理器112和存储器114的一个或多个实例。因而，处理电路系统110可以体现为配置(例如，利用硬件、软件或硬件与软件的组合)成执行本文中所描述的操作的电路芯片(例如，集成电路芯片)。
用户接口130可包含用于实现与用户(例如，笔记本电脑)通信的一个或多个接口机构或装置。在一些情况下，用户接口130可以是任何构件，例如配置成通过内部和/或外部通信机构从与处理电路系统110通信的装置或组件接收和/或向所述装置或组件传输数据的体现为硬件或硬件与软件的组合的装置或电路系统。因此，例如，用户接口130可另外包含有线和/或无线通信设备，至少用于用户和光密度仪器1和/或本文中所描述的其它组件或模块之间的通信。用户接口130可以与处理电路系统110通信，以在用户接口130处接收用户输入的指示和/或向用户提供可听、可视、机械或其它输出。因而，用户接口130可包含例如小键盘、显示器、触摸屏显示器(例如，图25中所示的显示器615)和/或其它输入/输出机构。因而，在一些实例实施例中，用户接口130可以提供管理或处理数据存取操作等的用户控制构件。在一些实例实施例中，用户接口130可能不存在于检测装置中，但是用户接口可以实施于例如通过BluetoothTM通信或局域网通信地连接到检测的远程装置(例如，智能手机、平板电脑、个人计算机等)上。
通信接口116可包含用于实现与其它装置和/或网络通信的一个或多个接口机构。在一些情况下，通信接口116可以是任何构件，例如配置成从网络接收数据和/或向网络传输数据的体现为硬件或硬件与软件的组合的装置或电路系统，和/或与处理电路系统110通信的任何其它装置或模块。举例来说，通信接口116可配置成实现系统100、检测装置和/或远程计算装置的组件之间的通信。在一些实例中，通信接口116可包含配置成在各种装置之间传输信息的网络。因此，例如，通信接口116可包含用于实现通过缆线、数字订户线(DSL)、通用串行总线(USB)、以太网或其它方法进行的无线和/或有线通信的支持硬件和/或软件。
其中系统100、检测装置和/或其组件中的任一个可以操作的网络可包含局域网、因特网、任何其它形式的网络，或其任何组合，包含专用私用和半私用网络及公共网络。网络可包括有线网络和/或无线网络(例如，蜂窝式网络、无线局域网、无线广域网、其某一组合等)。
处理器112可以用许多不同的方式来体现。例如，处理器112可以体现为各种处理构件，例如微处理器或其它处理元件、共处理器、控制器中的一个或多个，或体现为各种其它计算或处理装置，包含集成电路，例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等等。尽管说明为单个处理器，但是应了解，处理器112可包括多个处理器。多个处理器可以与彼此进行操作性通信，并且可以共同地配置成执行如本文中所描述的系统100和/或检测装置的一个或多个功能性。多个处理器可以在单个计算装置上体现或跨共同地配置成用作设备100的多个计算装置分布。例如，本文中执行的一些操作可由检测装置的组件执行，而一些操作可在通信地连接到检测装置的远程装置上执行。例如，如智能手机、平板电脑、个人计算机等用户装置可配置成例如通过BluetoothTM通信或通过局域网与检测装置通信。另外或或者，远程服务器装置可以执行本文中所描述的一些操作，例如处理由任一个传感器收集的数据，以及相应地将所得数据提供或传送到其它装置。
在实例实施例中，处理器112可配置成执行存储于存储器114中或以其它方式可由处理器112存取的指令。因而，不管是由硬件配置还是由硬件与软件的组合配置，处理器112都可以表示能够执行根据本发明的实施例的操作同时进行相应配置的实体(例如，以电路系统--呈处理电路系统110形式--物理体现)。因此，例如，当处理器112体现为ASIC、FPGA等时，处理器112可以特定地配置成用于进行本文中所描述的操作的硬件。或者，作为另一实例，在处理器112体现为软件指令的执行器时，指令可以将处理器112特定地配置成执行本文中参考实例实施例的执行所描述的操作。
在一些实施例中，存储器114可包含一个或多个可为固定或可装卸式的非暂时性存储器装置，例如易失性和/或非易失性存储器。存储器114可包括非暂时性计算机可读存储介质。应了解，尽管存储器114被说明为单个存储器，但是存储器114可包括多个存储器。所述多个存储器可以在单个计算装置上体现或者可以跨多个计算装置分布。存储器114可配置成存储使处理电路系统110能够实行根据本发明的示例性实施例的各种功能的信息、数据、应用程序、指令等等。例如，存储器114可配置成缓冲供处理器112处理的输入数据。另外或或者，存储器114可配置成存储供处理器112执行的指令。作为又一替代或额外能力，存储器114可包含可以存储或缓冲可用于下文描述的模块和/或处理电路系统110的操作的各种数据集或表格的一个或多个数据库。在存储器114的内容当中，可以存储应用程序或指令集供处理器112执行，以便实行与每一相应应用程序或指令集相关联的功能性。具体地说，存储器114可以存储使得处理电路系统110的计算功率能够用于改进如本文中所描述的光密度仪器1的运行的可执行指令。例如，存储器114可以存储由检测装置的传感器检测到的数据和/或用于根据实例实施例处理此类数据的应用程序代码。在一些情况下，存储器114可以与处理器112、通信接口116、用户接口130、照明灯33、密度传感器31、浊度传感器32、发射器30和/或系统100的其它组件中的一个或多个通信。因而，有所改进的光密度仪器1的计算组件的操作将光密度仪器1变换成如本文中所描述的用于测量样品的光密度的更有能力的工具。
图21是根据本发明的某些实施例的用于测量样品的光密度的系统100中的传感器网络190的框图。在一些实施例中，传感器网络190可以向上文所描述的组件提供数据，以促进上文所描述的功能和/或组件可以配置成执行的任何其它功能的执行。在一些情况下，传感器网络190可包含(可能除其它之外)密度传感器31或浊度传感器32中的任一个或全部，如图21中所示。就此而言，图21说明根据示例实施例的可以用作传感器网络190的部分的一些组件的框图。
在一些实施例中，可以体现为组件的单个设备或系统的系统100可以实施为或至少部分地实施为分布式系统或基于云的系统，并且因此可以包含任何数目个远程用户装置和/或服务器装置。因此，实例实施例可能不一定限于在实验室环境中使用，而是可以例如在生产环境或其它环境中实施，使得对由检测装置收集的数据的远程处理和/或监测可以在服务器和/或其它类似计算装置上执行。不管如何实施，系统100都可配置成执行和/或控制如本文中所描述的检测装置的各种组件和功能性的执行。
就此而言，系统比现有的密度测量装置提供了更多的关于光密度仪器1的便利性、舒适性和安全性，同时还连续连接到用户接口。
III.用于测量光密度的方法
另一方面，根据本发明的某些实施例提供用于测量样品的光密度的提供。图22是根据本发明的某些实施例的用于测量样品的光密度的方法200的框图。如图22中所示，方法200可包含：在操作210处，收容至少两个样品管，样品管中的至少一个含有样品；在操作220处，根据光调制模式发射通过样品管中的样品的源光；在操作230处，检测传输通过样品或被样品反射的任何源光以产生原始光数据；及在操作240处，将原始光数据转换成光密度数据，以及以下任选步骤：在操作250处将光密度数据传送到显示屏，和在操作260处将光密度数据传送到单独计算装置的用户接口。在一些实施例中，至少在发射源光或检测源光的同时照亮样品。在另外的实施例中，将光密度数据传送到单独计算装置的用户接口是连续进行的。
在一些实施例中，来自照明灯33的光可能会干扰光密度仪器的传感器对信号的检测。如果环境光或辅助光过亮，那么灯可能会“泛光(flood out)”或者干扰传感器读数。然而，如先前论述，可能需要照明灯来让用户看见样品管和样品管的内容物。例如，配置成检测通过样品管14的源光的密度传感器31和/或配置成检测从样品管中的颗粒反射或散射的源光的浊度传感器32可能受照明灯影响，使得读数变得不准确。因此，实例实施例可以调制照明灯，使得传感器读数可以在照明灯关闭时执行。
图47是根据一些实例实施例的说明系统100的实例操作的流程图。如由图47的操作4700所示，系统可包含用于根据具有照明灯的开启周期和关闭周期的光调制模式打开和关闭照明灯(例如，照明灯33)的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116、照明灯33(在图15中示出)等。
例如，图23和24是根据本发明的某些实施例的实例时序图。如图23中所示，在样品管插入(400)之后，可以在预定时间间隔内打开(402)和关闭(404)照明灯。在一些实施例中，光调制模式可配置成响应于样品管插入的指示而开始。例如，可以响应于检测装置中物理开关的触发和/或用户接口130的用户输入而提供指示。开启和关闭周期的时间间隔可以是任何预定的或动态地确定的时间段。开启周期的时间间隔可以与关闭周期的时间间隔相同或不同，并且在一些实例中，间隔可以改变或变化。图23的实例光调制模式指示先是8毫秒(ms)开启周期，接着是8毫秒关闭周期，反复进行。就此而言，利用16毫秒时段和50％占空比调制照明灯(403)。
可以确定光调制模式，使得照明灯打开且打开时间足以提供辅助光供从业者或用户查看管中的悬浮液，且在使得辅助照明对于用户来说显得恒定的持续时间内关闭。就此而言，用户可以清楚没有闪烁或只有微不足道的闪烁量，使得照明灯显得恒定。因此，可以基于各种因素而确定开启和/或关闭周期的时间间隔，所述因素包含但不限于照明灯的类型、大小和/或发光亮度。因此，可以使用除所说明时间间隔之外的其它时间间隔。例如，在一些实施例中，照明灯可以以10毫秒为间隔进行开启和关闭循环。在一些实施例中，光调制模式可包括对照明灯和发射器进行时分复用。
在一些实施例中，最长关闭周期可以由人类可以忍受照明灯关闭的时段限定。例如，在一些实施例中，关闭周期可以是16.66毫秒或更小(例如，30Hz周期或更大)。在一些实施例中，最短关闭周期可以由处理传感器读数所需的时间限定。例如，在一些实施例中并且对于一些传感器，传感器可能需要6毫秒来处理读数。在此类实施例中，关闭周期可以是6毫秒或更大(例如，84Hz周期或更小)。在一些实施例中并且对于一些传感器，传感器可能需要8毫秒来处理读数。在此类实施例中关闭周期可以是8毫秒或更大(例如，65Hz周期或更小)。
因此，在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在6毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在5毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在4毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在3毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在6毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在5毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在4毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在3毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在6毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在5毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在4毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在3毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和19毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和18毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和15毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和14毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和13毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和12毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和11毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和10毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和9毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和8毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和7毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和6毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和5毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和4毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在2毫秒和3毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在3毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在4毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在5毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在6毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在7毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在8毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在9毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在10毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在11毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在12毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在13毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在14毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在15毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在16毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在17毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在18毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以在19毫秒和20毫秒之间。
因此，在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在6毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在5毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在4毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在3毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和16.66毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在6毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在5毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在4毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在3毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和16毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在6毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在5毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在4毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在3毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和17毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和19毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和18毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和15毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和14毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和13毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和12毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和11毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和10毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和9毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和8毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和7毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和6毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和5毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和4毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在2毫秒和3毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在3毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在4毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在5毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在6毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在7毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在8毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在9毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在10毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在11毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在12毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在13毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在14毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在15毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在16毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在17毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在18毫秒和20毫秒之间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以在19毫秒和20毫秒之间。
在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于21毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于20毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于19毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于18毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于17毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于16毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于15毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于14毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于13毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于12毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于11毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于10毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于9毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于8毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于7毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于6毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于5毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于4毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于3毫秒。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以小于2毫秒。
在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于21毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于20毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于19毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于18毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于17毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于16毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于15毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于14毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于13毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于12毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于11毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于10毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于9毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于8毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于7毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于6毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于5毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于4毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于3毫秒。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以小于2毫秒。
在一些实施例中，如本文所描述，光调制模式的开启周期和关闭周期可具有相同持续时间，其可包含任一对本文中所提到的范围或持续时间(例如，开启2毫秒、关闭2毫秒；开启3毫秒、关闭3毫秒；开启4毫秒、关闭4毫秒；开启5毫秒、关闭5毫秒；开启6毫秒、关闭6毫秒；开启7毫秒、关闭7毫秒；开启8毫秒、关闭8毫秒；开启9毫秒、关闭9毫秒；开启10毫秒、关闭10毫秒；开启11毫秒、关闭11毫秒；开启12毫秒、关闭12毫秒；开启13毫秒、关闭13毫秒；开启14毫秒、关闭14毫秒；开启15毫秒、关闭15毫秒；开启16毫秒、关闭16毫秒；开启17毫秒、关闭17毫秒；开启18毫秒、关闭18毫秒；开启19毫秒、关闭19毫秒；开启20毫秒、关闭20毫秒等)。在一些实施例中，根据本文中所提到的范围或持续时间中的任一个，开启周期和关闭周期可具有不同持续时间。在一些实施例中，光调制模式的开启周期可以长于光调制模式的关闭周期。在一些实施例中，光调制模式的关闭周期可以长于光调制模式的开启周期。
如由图47的操作4702所示，包含系统100的光密度仪器1可包含用于控制至少一个传感器在至少一个发射器(例如，发射器30)关闭时执行暗读数的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116、发射器30(在图15中示出)等。
在一些实例中，包含系统100的光密度仪器1可配置成控制传感器，使得传感器读数在管插入后的预定时间延迟之后开始。例如，如图23中所指示，在设备检测到管被插入(例如，使用物理、光学或其它类型的开关)之后，考虑到用户将管插入到检测装置中需要的时间，在管插入的时间和传感器读数开始之间可存在500毫秒或其它预定时间的延迟(410)。
传感器读数可以在照明灯33的单个关闭周期内开始(412)和结束(414)。一旦传感器读数开始(412)，传感器读数就可以以连续周期重复，例如每192毫秒(416)，直到管被移除(420)为止。在下文进一步相对于操作4712和4714详细描述重复的传感器读数。
在一些实施例中，可以针对照明灯110的每个关闭周期(例如，对应于本文中详述的光调制模式的关闭周期的任一个间隔的间隔)获得传感器读数。在一些实施例中，可以在照明灯的预定数目个关闭周期之后获得传感器读数。换句话说，读数之间的间隔(416)可以是占空比403和关闭周期持续时间404的倍数。例如，在图4中所描绘的实施例中，读数之间的间隔是192毫秒(416)，它是16毫秒占空比(403)的多倍(12倍)。
在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的2倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的3倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的4倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的5倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的6倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的7倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的8倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的9倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的10倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的11倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的12倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的13倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的14倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的15倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的16倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的17倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的18倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的19倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于占空比(403)的长度的21倍。
在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于500毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于300毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于450毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于400毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于350毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于300毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于250毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于200毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于150毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于100毫秒。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以小于50毫秒。
在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是320毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是304毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是288毫秒或更短。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是272毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是256毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是240毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是224毫秒或更短。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是208毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是192毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是176毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是160毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是144毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是128毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是112毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是96毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是80毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是64毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是48毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是32毫秒或更小。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是16毫秒或更小。
在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的2至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的4至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的6至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的8至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的10至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的12至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的14至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的16至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的18至20倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至18倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至16倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至14倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至12倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至10倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至8倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至6倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至4倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的1至2倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的6至18倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的8至18倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的10至18倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的12至18倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的14至18倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的6至16倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的6至14倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的6至12倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的6至10倍。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以是占空比(403)的长度的6至8倍。
在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在100毫秒和500毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在150毫秒和500毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在200毫秒和500毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在250毫秒和500毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在300毫秒和500毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在350毫秒和500毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在400毫秒和500毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在450毫秒和500毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在100毫秒和450毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在100毫秒和400毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在100毫秒和350毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在100毫秒和300毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在100毫秒和250毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在100毫秒和200毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在100毫秒和150毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在192毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在192毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在192毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在192毫秒和208毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和192毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在160毫秒和192毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和192毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和192毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和208毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和192毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在160毫秒和176毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和176毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和176毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和208毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和192毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和176毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和160毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和144毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和208毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和192毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和176毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和160毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在208毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在208毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在208毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在192毫秒和208毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和208毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在160毫秒和208毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和208毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和208毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在224毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在224毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在208毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在192毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在160毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和224毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在240毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在224毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在208毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在192毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在160毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和240毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在224毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在208毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在192毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在176毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在160毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在144毫秒和256毫秒之间。在一些实施例中，读数之间的间隔(416)可以在128毫秒和256毫秒之间。
图24是照明灯的8毫秒关闭周期(500)的分解图。在一些实例中，处理电路系统110可以控制发射器30和/或传感器，使得传感器读数在照明灯关闭(520)后的预定时间延迟(510)之后执行。例如，处理电路系统110可以控制发射器30在光调制模式的开启周期结束后的2毫秒之后发射信号。就此而言，电子可以沉降，并且样品管附近的环境光可以稳定，从而减少、最小化和/或防止照明灯对任一个传感器的干扰。
指示符530表示由传感器执行的暗读数。例如，读数530的“D”和“N”表示分别由密度传感器31和浊度传感器32执行的读数。暗读数中的术语“暗”是指发射器30的关闭状态，因此，术语暗读数并不意图为限制性的。在一些实施例中，暗读数用于在考虑到环境光的情况下校准任一个传感器，如下文进一步详细描述。在一些实施例中，暗读数530总共可以小于1毫秒。在一些实施例中，暗读数530总共可以是800微秒。在一些实施例中，暗读数530总共可以是800微秒或更小。在一些实施例中，暗读数时间可包含模数转换(ADC)时间和固件(FW)执行时间。
如关于图47中的操作4704所描述且如由图24中的指示符540所示，光密度仪器1可包含用于在光调制模式的关闭周期期间控制至少一个发射器发射供至少一个传感器检测的信号(例如，源光)的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、发射器30等。
在操作4706，光密度仪器1还可包含用于控制至少一个传感器在至少一个发射器开启时在光调制模式的关闭周期期间执行亮读数的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、密度传感器31、浊度传感器32、检测装置的任何其它传感器，等等。
就此而言，在任选的预定时间延迟(550)之后，光密度仪器1可以引导传感器执行亮读数560。任选的预定时间延迟，例如4毫秒，可以是可变的，并且可配置成允许从发射器540发射的信号或源光被传感器检测。读数560的读数“D”和“N”表示分别由密度传感器31和浊度传感器32执行的亮读数。亮读数中的术语“亮”是指发射器540的开启或发射状态，并不意图为限制性的。举例来说，应了解，照明灯实际上在亮读数期间可以是关闭的，如图24中所说明。在一些实施例中，亮读数560总共可以小于1毫秒。在一些实施例中，亮读数560总共可以是800微秒。在一些实施例中，亮读数560总共可以是800微秒或更小。在一些实施例中，亮读数时间可包含模数转换(ADC)时间和固件(FW)执行时间。
在操作4708，光密度仪器1可包含用于通过从亮读数减去暗读数来确定环境光偏移的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114等。就此而言，来自传感器的所转换和/或数字化读数可用于计算可量化环境光偏移。
在操作4710，光密度仪器1可包含用于根据环境光偏移校准传感器读数的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116等。就此而言，通过比较暗读数与亮读数检测到的环境光可用于调整后续读数，使得传感器读数顾及到环境光。环境光偏移可以是所调整或校准的读数在应用到由传感器执行的读数时可以顾及到环境光使得传感器读数即使在环境光条件下也可以更加一致和/或准确地提供的系数或其它因子。就此而言，暗读数和/或环境光偏移的计算可以在样品管插入之后执行一次，或者可以在重复周期读数期间(例如，针对每一亮读数，或针对每预定数目的亮读数)重复任何次数。
在操作4712，光密度仪器1可包含用于控制至少一个传感器在光调制模式中的多个关闭周期内执行多个读数(例如，亮读数)的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、密度传感器31、浊度传感器32、检测装置的任何其它传感器，等等。传感器读数可以以预定时间间隔重复，例如192毫秒或本文所论述的任何其它间隔。另外或或者，传感器重复可以基于照明灯已经经过的开启-关闭周期的数目(例如，12个周期)而重复。在一些实施例中，光密度仪器1可以使传感器读数在已经经过时间间隔(例如，192毫秒)且照明灯已经循环关闭之后进行，如图23中所说明(416和418)。
在操作4714，光密度仪器1可包含用于基于多个读数计算移动平均传感器读数的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114等。例如，实例实施例可以使用预定数目个先前读数来计算移动平均值，以便通过用户接口提供给用户或提供到另一装置。例如，可以将三个先前读数用作并入到移动平均值中的预定数目个读数。例如，移动平均可以用作将读数提供到另一装置和/或通过用户接口提供给用户的平滑机制。
在一些实例中，光密度仪器1可以利用来自各种传感器和/或传感器类型的传感器读数，处理传感器读数以计算悬浮液的特性，并提供移动平均值。例如，如下文进一步详细描述，光密度仪器1可以使用来自密度传感器31和浊度传感器32的读数来确定McFarland值。就此而言，来自密度传感器31和浊度传感器32的读数可以进行组合和处理以确定McFarland值，并且读数可以根据光密度仪器1的配置重复，且可以随时间推移表示为移动平均值。另外或或者，实例实施例可以基于从单个传感器获得的传感器读数而计算移动平均值。
重复传感器读数的192毫秒时段和三点移动平均值仅作为实例提供，应了解，可以使用传感器读数和移动平均值的任何模式。例如，192毫秒时段和三点移动平均值可以确定为适当参数，通过所述参数可以从密度传感器31和/或浊度传感器32收集数据，并且基于所要用户体验和/或报告数据的可变性将所得数据提供给用户或另一计算装置。然而，在一些实施例中，光密度仪器1可以依据各种因素而确定重复读数的其它时段和/或用于移动平均值的其它数目个样品，所述因素例如是传感器类型、传感器敏感度、悬浮液的测得特征的所估计可变性和/或所得数据的所要可变性。
在一些实施例中，包含系统100的光密度仪器1可以在确定McFarland值时有利地利用来自密度传感器31和浊度传感器32的读数。McFarland值可用作调整悬浮液中的浊度的参考，使得微生物的浓度可以是指定值或在值的范围内，以便使测试标准化。
图48是根据一些实例实施例的说明包含系统100的光密度仪器1的实例操作的流程图。在操作4800中，系统100可包含用于接收多个密度传感器读数的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116、密度传感器31等。在操作4802中，包含系统100的光密度仪器1可包含用于接收多个浊度传感器读数的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116、浊度传感器32等。
图49是根据实例实施例的密度传感器读数490和浊度传感器读数492的实例曲线图。读数绘制为相对于液体浊度的电压，并且可以是非线性的。
在一些实施例中，当浊度增加时，浊度读数增加，且密度读数减少。在一些实例中，相对于浊度读数的敏感度，密度传感器读数对于较低浊度的液体可为更敏感的，而相对于密度读数的敏感度，浊度读数对于较高浊度的液体可为更敏感的。因此，多项式方程可以考虑到这两种类型的数据对McFarland值的不同影响。
在一些实施例中，包含系统100的光密度仪器1可以通过向这两个读数应用线性回归而确定多项式方程或模型，所述多项式方程或模型的输出提供液体的McFarland值。换句话说，系统100可以校准这两个信号以产生McFarland值。在一些实施例中，此校准可以针对各种McFarland值使用已知样品来进行。
因此，在操作4804中，包含系统100的光密度仪器1可包含用于向密度传感器读数和浊度传感器读数应用线性回归以确定多项式方程的系数的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116等。并且，在操作4804中，包含系统100的光密度仪器1可包含用于向多项式方程应用后续读数以计算McFarland值的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116等。
在一些实施例中，在操作4808中，包含系统100的光密度仪器1可包含用于基于密度传感器读数和浊度传感器读数的比较而检测至少一个传感器中的错误的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116等。给定先前密度传感器读数和/或浊度传感器读数，包含系统100的光密度仪器1可配置成检测传感器读数中的一个相对于另一个的改变和/或基于所确定的多项式方程而检测传感器读数中的一个相对于另一个的改变。例如，相比于过往密度传感器读数和/或浊度传感器读数相对于彼此的模式，来自一个传感器的异常读数相对于另一传感器的读数可以指示定位在传感器和管之间的脏污传感器或窗口。
在一些实施例中，响应于检测到错误，包含系统100的光密度仪器1可以另外配置成基于正确运行的传感器未经受检测到的错误而计算McFarland值。换句话说，实例实施例可以不包含从检测到错误的传感器检测到的传感器读数。因此，包含系统100的光密度仪器1可以继续提供McFarland值和/或警告用户清洁装置组件和/或对问题进行故障检修。
图50是根据一些实例实施例的说明包含系统100的光密度仪器1的实例操作的流程图。在操作5000中，包含系统100光密度仪器1可包含用于接收执行归零校准的指示的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116、用户接口130等。用户可以将基准管插入到检测装置中，并通过用户接口130指示将检测装置归零。作为另一实例，可以响应于检测到基准管被插入到检测装置中而产生指示。
在操作5002中，包含系统100的光密度仪器1可包含用于响应于归零校准的指示而控制发射器(例如，发射器30)调整发射信号的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116、发射器30等。例如，在发射器30体现为LED时，包含系统100的光密度仪器1可以使电流逐步增强。LED可由数模转换器驱动，例如配置成使得LED能够发射4,096个不同电平的电流的12位转换器。
当发射器30逐步增强时，传感器读数可基于各种信号而执行。就此而言，在操作5004，包含系统100的光密度仪器1可包含用于基于发射信号控制至少一个传感器执行读数的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116、密度传感器31、浊度传感器32、任何其它类型的传感器，等等。
在操作5006中，包含系统100的光密度仪器1可包含用于监测传感器读数并在传感器读数满足预定标准时存储发射信号的电平的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116、发射器30等。预定标准可以是基于空管和/或透明盐水溶液预期传感器检测到的预定目标值或值范围。作为另一实例，预定标准可以是基于传感器读数而执行的计算的预定目标值或值范围，例如基于密度传感器读数和/或浊度传感器读数而计算的McFarland值。例如，包含系统100的光密度仪器1可以预先配置有用于密度传感器31(和/或其它类型的传感器)的预期值或值范围。一旦达到目标值或范围，就可以记录由发射器30发射的电流的电平。校准可以另外通过在一段时间内跟踪传感器读数并一直等到不存在漂移为止而允许传输信号归一化。归一化可以在发射器电流增强之前、期间或之后进行，或者可以与其分开进行。
在操作5008中，包含系统100的设备光密度仪器1可包含用于基于发射信号的所存储电平控制发射器操作的构件，例如处理电路系统110、处理器112、存储器114、通信接口116、发射器30等。就此而言，包含系统100的光密度仪器1可以在进行下一次归零校准之前一直使用校准(例如，发射信号或电流的所存储电平)。用户可以在检测装置打开时、在开始使用不同类型的管时和/或在环境条件改变时将检测装置重新归零。
因此，本文中所描述的操作可以减少传感器读数中照明灯的干扰，并且因此可以提高传感器读数的准确性，同时仍提高样品管中的液体的可视性。关于包含校准、归零和数据收集的传感器操作的另外细节可以参见第62/487,736号美国临时申请，标题为《用于控制检测装置的组件的方法、设备和计算机程序(Method,Apparatus,and Computer Programfor Controlling Components of a Detection Device)》且于2017年4月20日提交，所述申请以全文引用的方式并入本文中。
就此而言，所述方法比现有的密度测量方法提供了更多的便利性、舒适性和安全性。
IV.非限制性示例实施例
根据某些实施例，光密度仪器包含：手持式单元，其具有顶部和底部；及基台，其至少具有手持式单元收容部分，使得手持式单元配置成在手持式单元接合手持式单元收容部分时和在手持式单元与基台分离时以可操作方式耦合到基台。手持式单元另外包含光学测试平台，所述光学测试平台具有配置成收容第一样品管的至少一部分的敞开顶部和腔室及定位在手持式单元内的底部部分，使得第一样品管在插入光学测试平台中时延伸到手持式单元的顶部上方。此外，手持式单元包含发射器，所述发射器在手持式单元内定位在光学测试平台的底部部分处，使得发射器配置成将光发射到腔室中，并且发射器配置成在第一样品管插入光学测试平台中时将光发射到第一样品管中。另外，手持式单元包含至少一个传感器，所述至少一个传感器定位成通过腔室与发射器成光通信，使得至少一个传感器配置成从腔室接收发射光，并使得至少一个传感器配置成在第一样品管插入光学测试平台中时接收由发射器发射且穿过第一样品管的光。另外，手持式单元包含照明灯，所述照明灯定位在光学测试平台的底部部分处且配置成在第一样品管插入光学测试平台中时照亮第一样品管。
根据某些实施例，发射器可配置成发射通过安置在第一样品管中的样品的源光，并且至少一个传感器配置成检测源光中传输通过样品的部分。在一些实施例中，发射器和照明灯可配置成根据光调制模式发射光。在另外的实施例中，发射器或照明灯中的至少一个可包含发光二极管。
根据某些实施例，至少一个传感器包括至少两个传感器，包含密度传感器和浊度传感器。在此类实施例中，密度传感器可以相对于腔室定位成与发射器相对以检测传输通过至少一个样品管中所含的样品的源光，且浊度传感器可以定位成垂直于跨越密度传感器和发射器的轴线以检测被样品管中的样品反射的源光。
根据某些实施例，基台可另外包含显示屏。在此类实施例中，显示屏可配置成呈现由手持式单元传输到基台的数据。在一些实施例中，光密度仪器可另外包含处理电路系统，所述处理电路系统配置成至少控制发射器、照明灯和至少一个传感器的操作以产生原始光数据，将原始光数据转换成光密度数据，并将光密度数据实时地传送到显示屏。
根据某些实施例，手持式单元的顶部可以是敞开的，使得用户能够对第一样品管中所含的且由照明灯照亮的样品进行目视检查。在一些实施例中，手持式单元可包含大体上沙漏形状，且手持式单元的顶部可比底部窄。在另外的实施例中，手持式单元的底部可包含多个防滑支脚。
另一方面，根据本发明的某些实施例提供一种用于测量样品的光密度的系统。根据某些实施例，系统包含：手持式单元，其具有顶部和底部；基台，其至少具有手持式单元收容部分，使得手持式单元配置成在手持式单元接合手持式单元收容部分时和在手持式单元与基台分离时以可操作方式耦合到基台；及计算装置，其具有用户接口。手持式单元另外包含光学测试平台，所述光学测试平台具有配置成收容第一样品管的至少一部分的敞开顶部和腔室及定位在手持式单元内的底部部分，使得第一样品管在插入光学测试平台中时延伸到手持式单元的顶部上方。此外，手持式单元包含发射器，所述发射器在手持式单元内定位在光学测试平台的底部部分处，使得发射器配置成将光发射到腔室中，并且发射器配置成在第一样品管插入光学测试平台中时将光发射到第一样品管中。另外，手持式单元包含至少一个传感器，所述至少一个传感器定位成通过腔室与发射器成光通信，使得至少一个传感器配置成从腔室接收发射光，并使得至少一个传感器配置成在第一样品管插入光学测试平台中时接收由发射器发射且穿过第一样品管的光。另外，手持式单元包含照明灯，所述照明灯定位在光学测试平台的底部部分处且配置成在第一样品管插入光学测试平台中时照亮第一样品管。
根据某些实施例，系统可另外包含处理电路系统，所述处理电路系统配置成至少控制发射器、照明灯和至少一个传感器的操作以产生原始光数据，将原始光数据转换成光密度数据，将光密度数据实时地传送到显示屏，并将光密度数据传送到用户接口。在一些实施例中，处理电路系统可配置成将光密度数据连续传送到用户接口。
根据某些实施例，发射器可配置成发射通过安置在第一样品管中的样品的源光，并且至少一个传感器配置成检测源光中传输通过样品的部分。在一些实施例中，发射器和照明灯可配置成根据光调制模式发射光。在另外的实施例中，发射器或照明灯中的至少一个可包含发光二极管。
根据某些实施例，至少一个传感器包括至少两个传感器，包含密度传感器和浊度传感器。在此类实施例中，密度传感器可以相对于腔室定位成与发射器相对以检测传输通过至少一个样品管中所含的样品的源光，且浊度传感器可以定位成垂直于跨越密度传感器和发射器的轴线以检测被样品管中的样品反射的源光。
根据某些实施例，基台可另外包含与手持式单元通信的显示屏。在一些实施例中，显示屏可配置成呈现由手持式单元传输到基台的数据。
根据某些实施例，手持式单元的顶部可以是敞开的，使得用户能够对第一样品管中所含的且由照明灯照亮的样品进行目视检查。在一些实施例中，手持式单元可包含大体上沙漏形状，且手持式单元的顶部可比底部窄。在另外的实施例中，光学测试平台的敞开顶部可以另外配置成收容第二样品管。在一些实施例中，第一样品管可以附连到第二样品管上。在另外的实施例中，手持式单元的底部可包含多个防滑支脚。
在又一方面中，根据本发明的某些实施例提供一种用于测量样品的光密度的方法。根据某些实施例，方法包含：收容含有样品的第一样品管；根据光调制模式照亮第一样品管中的样品以供用户进行目视检查；根据光调制模式发射通过第一样品管中的样品的源光；检测源光中传输通过样品或被样品反射的部分以产生原始光数据；以及将原始光数据转换成光密度数据。
根据某些实施例，方法可另外包含将光密度数据传送到显示屏。在一些实施例中，方法可另外包含将光密度数据传送到用户接口。在另外的实施例中，将光密度数据传送到用户接口可以连续进行。在某些实施例中，可以在至少发射源光或检测源光的同时照亮样品。在一些实施例中，光调制模式可包括在不同时间照亮样品和发射源光。
V.校准和操作
参考图25，光密度仪器600的手持式单元605和显示器底座610的实例实施例示出为在显示器上具有可视指示符，且光密度仪器600的特征和操作可以大体上与本文中所描述的其它光密度仪器相同。在一些实施例中，显示器615可以是显示McFarland值的触摸屏。可以根据卡(例如，用于样品管中的稀释样品的下游抗生素敏感测试(AST)卡)的类型占用显示器的量程标度，并且屏幕可以提供样品的光密度与下游测试所需量程比较的可视指示符(例如，在屏幕615上的2.70和3.30McFarland处示出的杠)。图26还示出原本可以根据本文中详细的任一个实施例操作的实例仪器700。
在一些实施例中，仪器可以使用两个传感器产生实时读数，所述传感器即本文中所描述的密度和浊度配置。在一些实施例中，光学测试仪器可以以独立模式或连接模式操作。在连接模式中，仪器可以与另一计算装置(例如，VITEK2TM FlexprepTM屏幕)连接和通信。仪器可配置成将测得McFarland值发送到下游测试机(例如，VITEK2TM机)，并且仪器可以接收所要McFarland范围和/或基于卡或其它下游测试设备而确定所要McFarland范围。
在一些实施例中，校准检查模式可与专门的双管组合件一起使用。在操作中，可以将对应于已知McFarland值的已知标准置于仪器中以便验证它的校准。参考图27至33，校准双样品管635可用于验证校准。校准管635可以包含编程RFID芯片650或其它传输器或电子标识符作为校准标签640的部分，所述芯片含有所预期的校准管635的McFarland值。光密度仪器1继而可以具有连接到处理电路系统110的对应接收器和/或读取器，用于检测RFID标签(例如，通过来自标签的无源或有源RFID)。标签可包含其中芯片650安置在一端的惰性主体642。例如，在操作中，主体642的远端最接近仪器。在一些实施例中，主体642可包含与远端相对的锯齿状端部644，且锯齿状端部644可以接合管上的封盖645。在一些其它的实施例中，标识校准物的McFarland值的标记(在图27和29中示出)还可放在管635上。
仪器1 605可以接收校准值并与标准相比来检查校准结果。在一些实施例中，校准管635可包含具有校准标签640(在图30至32中示出)的带标签管637(在图30中示出)，用于将校准样品的McFarland值传送到仪器，并且管635可包含含有校准物样品的校准物管639，用于验证和/或更新仪器的校准。在一些实施例中，校准物样品可以是由硅酮和TiO2组成的介质。在仅测试两个管635中的一个的仪器的实施例中，光密度组件可以光学方式询问校准物管639，并且带标签管637可以定位在手持式单元的另一腔室中。
例如，客户可以使用管来检查仪器的校准，并且可以在预定McFarland阈值(例如，每一半McFarland值——0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5和4McFarland)下使用多个管635。仪器可以使用少量管635来验证校准(例如，1、2、3和4McFarland值管)，并使用较多管635来重新校准仪器(例如，0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5和4McFarland值管)
VI.结论
应了解，图式各自作为实例提供，并且不应解释为以任何方式缩小本公开的范围或精神。就此而言，除了在本文中说明和描述的那些实施例之外，本公开的范围还涵盖许多潜在的实施例。还可以使用许多其它配置来实施本发明的实施例。
图22、47、48和50说明根据一些实例实施例的方法、设备和计算机程序产品的操作。应理解，流程图或图式中的每一操作及流程图或图式中的操作的组合可以由各种构件实施，例如硬件和/或包括其上存储有计算机可读程序指令的一个或多个计算机可读介质的计算机程序产品。例如，本文中所描述的过程中的一个或多个可以由计算机程序产品的计算机程序指令体现。就此而言，体现本文中所描述的过程的计算机程序产品可包括计算装置中存储可由计算装置中的处理器(例如，处理器112)执行的指令的一个或多个存储器装置(例如，存储器114)。在一些实例实施例中，体现上文所描述的过程的计算机程序产品的计算机程序指令可以由多个计算装置的存储器装置存储。如将了解，任何此类计算机程序产品可以加载到计算机或其它可编程设备(例如，包含系统100的光密度仪器1)上以制造机器，使得包含在计算机或其它可编程设备上执行的指令的计算机程序产品形成用于实施在流程图框中指定的功能的构件。另外，计算机程序产品可以包括上面可以存储计算机程序指令的一个或多个计算机可读存储器，使得所述一个或多个计算机可读存储器可以引导计算机或其它可编程设备以特定方式起作用，使得计算机程序产品可以包括实施流程图框中指定的功能的制品。一个或多个计算机程序产品的计算机程序指令还可以加载到计算机或其它可编程设备(例如，包含系统100的光密度仪器1和/或其它设备)上以使一系列操作在所述计算机或其它可编程设备上执行以产生计算机实施过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的指令实施在流程图框中指定的功能。
因此，流程图的框支持用于执行指定功能的构件的组合和用于执行指定功能的操作的组合。还将理解的是，流程图的一个或多个框以及流程图中的框的组合可以由执行指定功能的专用基于硬件的计算机系统或专用硬件和计算机指令的组合来实施。
得益于在前述描述和相关图式中呈现的教示内容，本文中阐述的发明所涉及的领域的技术人员将想到本发明的许多修改。因此，应理解，本发明不限于所公开的具体实施例并且希望修改和其它实施例包含在所附权利要求书的范围内。例如，可以以任何可行的组合在本文中所描述的实施例之间交换或组合各个方法、方法的部分、设备和设备的部分。尽管本文中采用了特定术语，但所述术语仅在通用和描述性意义上使用，而不用于限制目的。
Claims (30)
1.一种光密度仪器，其包括：
手持式单元，其具有顶部和底部，且另外包括：
光学测试平台，其具有配置成收容第一样品管的至少一部分的敞开顶部和腔室及定位在所述手持式单元内的底部部分，使得所述第一样品管在插入所述光学测试平台中时延伸到所述手持式单元的所述顶部上方；
发射器，其在所述手持式单元内定位在所述光学测试平台的所述底部部分处，使得所述发射器配置成将光发射到所述腔室中，并且其中所述发射器配置成在所述第一样品管插入所述光学测试平台中时将光发射到所述第一样品管中；
至少一个传感器，其定位成通过所述腔室与所述发射器成光通信，使得所述至少一个传感器配置成从所述腔室接收发射光，并使得所述至少一个传感器配置成在所述第一样品管插入所述光学测试平台中时接收由所述发射器发射且穿过所述第一样品管的光；以及
照明灯，其定位在所述光学测试平台的所述底部部分处且配置成照亮所述腔室，使得由所述照明灯发射的光配置成在所述第一样品管插入在所述光学测试平台中时照亮所述第一样品管；以及
基台，其至少具有手持式单元收容部分，
其中所述手持式单元配置成在所述手持式单元接合所述手持式单元收容部分时和在所述手持式单元与所述基台分离时以可操作方式耦合到所述基台。
2.根据权利要求1所述的仪器，其中所述发射器配置成发射通过安置在所述第一样品管中的样品的源光，并且所述至少一个传感器配置成检测所述源光中传输通过所述样品的部分。
3.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述发射器和所述照明灯配置成根据光调制模式发射光。
4.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述发射器或所述照明灯中的至少一个包括发光二极管。
5.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述至少一个传感器包括至少两个传感器，包含密度传感器和浊度传感器，所述密度传感器相对于所述腔室定位成与所述发射器相对以检测传输通过所述样品管中的至少一个中所含的样品的源光，且所述浊度传感器定位成垂直于跨越所述密度传感器和所述发射器的轴线以检测被所述样品管中的样品反射的源光。
6.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述手持式单元的所述顶部是敞开的，使得用户能够对所述第一样品管中所含的且由所述照明灯照亮的样品进行目视检查。
7.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述基台另外包括显示屏，并且其中所述显示屏配置成呈现由所述手持式单元传输到所述基台的数据。
8.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述手持式单元包括大体上沙漏形状，并且所述手持式单元的所述顶部比所述底部窄。
9.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述手持式单元的所述底部包括多个防滑支脚。
10.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其另外包括处理电路系统，所述处理电路系统配置成进行以下操作：
至少控制所述发射器、所述照明灯和所述至少一个传感器的操作以产生原始光数据；
将所述原始光数据转换成光密度数据；以及
将所述光密度数据实时地传送到显示屏。
11.根据前述权利要求中任一项所述的仪器，其中所述手持式单元另外包括限定第一支腿和第二支腿的弹簧，其中所述第一支腿和所述第二支腿配置成向样品管施加朝向所述第一支腿和所述第二支腿之间的点的力。
12.一种用于测量样品的光密度的系统，所述系统包括：
光密度仪器，所述光密度仪器包括：
手持式单元，其具有顶部和底部，且另外包括：
光学测试平台，其具有配置成收容第一样品管的敞开顶部和定位在所述手持式单元内的底部部分，使得所述第一样品管在插入所述光学测试平台中时延伸到所述手持式单元的所述顶部上方；
发射器，其在所述手持式单元内定位在所述光学测试平台的所述底部部分处，使得所述发射器配置成将光发射到腔室中，并且其中所述发射器配置成在所述第一样品管插入所述光学测试平台中时将光发射到所述第一样品管中；
至少一个传感器，其定位成通过所述腔室与所述发射器成光通信，使得所述至少一个传感器配置成从所述腔室接收发射光，并使得所述至少一个传感器配置成在所述第一样品管插入所述光学测试平台中时接收由所述发射器发射且穿过所述第一样品管的光；以及
照明灯，其定位在所述光学测试平台的所述底部部分处且配置成照亮所述腔室，使得由所述照明灯发射的光配置成在所述第一样品管插入在所述光学测试平台中时照亮所述第一样品管；以及
基台，其至少具有手持式单元收容部分，
其中所述手持式单元配置成在所述手持式单元接合所述手持式单元收容部分时和在所述手持式单元与所述基台分离时以可操作方式耦合到所述基台；以及
计算装置，其包括用户接口。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述光密度仪器包括处理电路系统，所述处理电路系统配置成进行以下操作：
至少控制所述发射器、所述照明灯和所述至少一个传感器的操作以产生原始光数据；
将所述原始光数据转换成光密度数据；
将所述光密度数据实时地传送到显示屏；以及
将所述光密度数据传送到所述用户接口。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述处理电路系统配置成进行以下操作：
将所述光密度数据连续传送到所述用户接口。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，其中所述发射器配置成发射
通过安置在所述第一样品管中的样品的源光，并且所述至少一个传感器配置成检测所述源光中传输通过所述样品的部分。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的系统，其中所述发射器和所述照明灯
配置成根据光调制模式发射光。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的系统，其中所述发射器或所述照明灯中的至少一个包括发光二极管。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的系统，其中所述至少一个传感器包括至少两个传感器，包含密度传感器和浊度传感器，所述密度传感器相对于所述腔室定位成与所述发射器相对以检测传输通过所述样品管中的至少一个中所含的样品的源光，且所述浊度传感器定位成垂直于跨越所述密度传感器和所述发射器的轴线以检测被所述样品管中的样品反射的源光。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的系统，其中所述手持式单元的所述顶部是敞开的，使得用户能够对所述第一样品管中所含的且由所述照明灯照亮的样品进行目视检查。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的系统，其中所述基台另外包括与所述手持式单元通信的显示屏。
21.根据权利要求12至20中任一项所述的系统，其中所述基台另外包括显示屏，并且其中所述显示屏配置成呈现由所述手持式单元传输到所述基台的数据。
22.根据权利要求12至21中任一项所述的系统，其中所述手持式单元的所述底部包括多个防滑支脚。
23.根据权利要求12至22中任一项所述的系统，其中所述光学测试平台的所述敞开顶部另外配置成收容第二样品管。
24.根据权利要求23所述的系统，其中所述第一样品管附连到所述第二样品管上。
25.一种用于测量样品的光密度的方法，所述方法包括：
收容第一样品管，所述第一样品管含有所述样品；
根据光调制模式照亮所述第一样品管中的所述样品以供用户进行目视检查；
根据所述光调制模式发射通过所述第一样品管中的所述样品的源光；
检测所述源光中传输通过所述样品或被所述样品反射的部分以产生原始光数据；以及
将所述原始光数据转换成光密度数据。
26.根据权利要求25所述的方法，其另外包括将所述光密度数据传送到显示屏。
27.根据权利要求25或26中任一项所述的方法，其另外包括将所述光密度数据传送到用户接口。
28.根据权利要求27所述的方法，其中将所述光密度数据传送到所述用户接口是连续进行的。
29.根据权利要求25至28中任一项所述的方法，其中至少在发射所述源光或检测所述源光的同时照亮所述样品。
30.根据权利要求25至29中任一项所述的方法，其中所述光调制模式包括在不同时间照亮所述样品和发射所述源光。
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