CN111886490A - 用于观察在透明袋中的介质溶解和/或细菌生长的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于观察在透明袋（2）中的介质溶解和/或细菌生长的系统，所述系统包括：接收器（3），用于支撑袋（2）；以及发光装置（4），被布置为将光传递到袋（2）的内部中和/或通过袋（2）的内部，所述袋（2）被支撑在接收器（3）处。可视觉检验在透明袋中的介质，以确认介质的溶解状态，并且检查残留的未溶解介质，和/或确认不存在有非预期微生物生长，而不必须移动或处理袋，因为其在借助于从发光装置发射的光的反复视觉检验期间可保持被支撑在接收器处在限定定向上。
Description
本发明涉及用于观察并且优选地监测在透明/不透明袋中的介质溶解和/或细菌生长的系统。
本发明特别地可应用于食品和饮料、生物制药、化妆品、医院的领域中，但还用于诊断、保健和研究，用于即时介质制备。
在上文的领域中，液体介质通常被制备，并且被储存在瓶、小瓶或袋中。介质可呈浓缩液体溶液或粉末或粒状材料的形式，其与液体（通常是水或溶剂）溶解和/或混合。在液体介质被储存在透明刚性容器中的情况下，在使用之前，视觉检查介质的浊度，以便检查介质的溶解进程和/或无菌性（在介质中的细菌生长）。在液体介质在小袋中的情况下，通常通过保持袋竖直地抵靠明亮背景以便通过袋观察而检查介质的浊度。
此类型的视觉检验要求反复地手动处理相应容器，这通常要求的是，中断其它工作或处理过程。检验分散了使用者对于其它任务的注意力，并且耗费时间。特别是在大袋的情况下，袋必须保持平坦放置，并且不可容易地移动，以通过袋观察。对于小袋（3升），提起袋是可行的，但如果使用10升或更大的大袋，这可导致问题。由于变化的光照条件或其它人为因素，因此由使用者视觉检验可为不一致或甚至错误的。
反复观察和监测是必要的，以便确定在容器中的介质的完全溶解或复水，以便能够确认介质已准备用于使用。某些溶解过程还要求混合操作，以促进溶解。视觉检验是为了确定当混合操作应停止时的时间点。
因此，本发明的目的在于，提供允许使用者有效并且可靠地得知溶解过程已完成和/或是否发生细菌生长的系统。因此，本发明的目的是，提供用于观察并且优选地监测在透明/不透明袋中的介质溶解和/或细菌生长的系统，所述系统有效、可靠、安全，并且可以低成本实现。
为了解决该问题，本发明提供了用于观察在透明袋中的介质溶解和/或细菌生长的系统，如在权利要求1中限定的。优选实施例在从属权利要求中限定。
因此，在最广泛的概念上，本发明提供了用于观察在透明袋中的介质溶解和/或细菌生长的系统，所述系统包括：接收器，用于支撑袋；以及发光装置，被布置为将光传递到袋的内部中和/或通过袋的内部，所述袋被支撑在所述接收器处。
本发明的系统提供的优点是，可视觉检验在透明袋中的介质，以确认介质的溶解状态，并且检查残留的未溶解介质，和/或确认不存在有非预期微生物生长，而不必须移动或处理袋，因为其在借助于从发光装置发射的光的反复视觉检验期间可保持被支撑在接收器处在限定定向上。
优选地，发光装置被布置为从接收器的旨在与袋接触的支撑侧部的一个或多个区域传递光，以优选地形成背光表面，或从相对侧部朝向支撑侧部的一个或多个区域传递光，其中，袋放置在其之间。因此，发光装置可覆盖被布置在接收器处的袋的大区域，优选地为全部主表面。此外，在考虑保持在接收器处的袋的定向的情况下，可在其中未溶解颗粒沉积或预期沉积的位置处进行观察和检验，并且发光装置的足够大的区域允许的是，可观察整个袋内部。
优选地，发光装置被配置为相对于所发射的光的波长和/或强度而被调节。优选地，发光装置包括滤光器，用于确定传递到袋中的光谱。由此，可根据袋的容积和/或所观察的介质类型而优化观察，并且可控制从所发射的光输入到袋中的热量。
优选地，发光装置包括区域光源或分布在区域上的多个光源，其中，光源优选地包括LED阵列或OLED光源。
优选地，系统包括用于向和/或从被支撑在接收器处的袋主动传递热量（即，通过对流、辐射和/或传导）的装置。用于传递热量的装置可为发光装置本身。此功能允许在介质制备期间或在储存期间对于一定时间周期加热或冷却并且调节在袋中的介质内容物的温度。除了发光装置本身之外，热量传递装置的示例是电阻加热器或在用于袋的接收器附近循环加热/冷却介质的热管。
优选地，接收器关联到移动装置，以向被支撑在接收器处的袋和/或在袋中的介质施加运动。移动装置可促进溶解，并且避免在袋的内部中的滞流区域。其还可避免由于由发光装置引入的热量而导致的局部温度差异。
优选地，系统包括光传感器装置，所述光传感器装置被布置为接收传递到袋的内部中和/或通过袋的内部的光的至少部分，所述袋被支撑在接收器处。根据传感器装置的位置，其可因此检测由袋的内容物漫射、折射和/或反射的光。例如，传感器装置可位于接收器的与袋接触并且支撑袋的侧部上和/或在相对侧部上，其中，袋放置在其之间。用于光的传感器装置可为单个传感器，或可为多个传感器的阵列。（多个）传感器的使用允许自动和无人值守地观察和监测在透明袋中的介质溶解和/或细菌生长，而没有通过使用者的活动和相互作用。
系统还可容纳温度传感器，所述温度传感器被布置为检测被支撑在接收器上的袋和/或在袋中的介质的温度。
优选地，系统包括控制装置，所述控制装置被配置为接收（多个）光传感器装置（如果提供）和/或温度传感器（如果提供）的输出，并且优选地随着时间而分析数据，并且输出警告信号，和/或使数据可视化，和/或控制发光装置和/或用于向袋传递热量的装置的操作。包括控制装置还支持了系统从袋在系统的接收器处的初始放置直到完全溶解的无人值守自动操作。在另一模式下，其还允许了监测在袋中的介质，并且自动检测细菌生长。可通过警告信号而向使用者告知检测结果，以提醒使用者。可呈任何期望的形式将检测结果可视化在系统中包括的显示器上，或在通过数据交换与系统连接的外部装置上。
控制装置可被配置为分析在接收器的支撑区域的至少部分上的光和/或温度分布。尤其是在与被安装以在不同位置处检验袋的多个光和/或温度传感器组合的情况下，控制装置可生成评估结果，所述评估结果允许使用者定位在袋中的其中仍未完全溶解或其中发生细菌生长的区域。控制装置还可连接到发光装置和/或加热装置和/或移动装置，以便自动地打开/关闭这些装置，以避免局部过热或在袋中的非期望温度分布，或控制溶解进程。
接收器可包括板或栅格，用于支撑袋。系统的接收器可被配置并且定尺寸为支撑具有至少1升、优选地至少10升、优选地至少20升的容积的袋。在发光装置与袋之间提供栅格可减小在袋与接收器之间的接触区域，并且可减少被引入到袋的内部中的热量的量。
现在将参考所附附图而描述本发明，在附图中：
图1A/B显示了根据本发明的系统的第一实施例：具有或不具有放置在接收器上的袋；以及
图2A-C显示了根据本发明的系统的第二实施例：不具有放置在接收器上的袋；在布置袋的阶段中；以及具有最终放置在接收器上的袋。
在图1A/B中显示的第一实施例是用于观察和监测在透明袋中的介质溶解和/或细菌生长的系统1，所述系统1具有接收器3，所述接收器3呈壳体6的基本上平坦的水平上表面的形式。袋2在图1B中被显示为在放置在接收器3上的位置中。系统包括发光装置4，所述发光装置4具有被布置在壳体中的光源（未显示）以及窗口7，光可通过所述窗口7从壳体6中的光源传递到袋2的内部中和/或通过袋2的内部，所述袋2被支撑在包括窗口7的接收器3的表面上。因此，发光装置在袋2的中心部分处形成背光区域，并且传递通过袋的可由使用者在袋的顶部侧部上视觉观察的光可用作为颗粒存在的指示。
因此，反射或漫射的光的量可用于检测阻挡光的浓缩液体溶液或粉末或粒状材料是否仍存在于袋的内部中并且尚未溶解。其也可用作为以其它方式透明的液体中的细菌存在的指示。
尽管未显示，但窗口7或发光装置4的发光表面的大小可使得其覆盖保持在接收器处的袋的大表面区域，优选地为整个表面区域。其甚至可大于旨在放置在接收器上的袋的大小。
尽管未显示，但发光表面或窗口可具有的形式为分布在接收器的其中将放置袋的表面上的多个条、点、环、三角形、碟形、矩形或其它形状以及其各种组合和式样。如果发光装置的发光表面大于实际放置在接收器上的袋的大小，则系统可包括关闭光发装置的部分的功能，以使发光表面的大小适应袋的大小。发光装置的光源可为LED阵列、LED面板或LED模块或OLED面板。光源可被覆盖有漫射屏，其还可包括滤光器，用于确定传递到袋中的光谱。光源本身可被配置为使得其可相对于其朝向袋发射的光的波长和/或强度而被调节。
光传感器装置可被布置为接收传递到袋的内部中和/或通过袋的内部的光的至少部分，优选地为由袋的内容物漫射、折射和/或反射的光的部分，所述袋被支撑在接收器处。此类光传感器装置可呈单个传感器的形式，或呈被布置并且分布在袋的表面上的多个传感器阵列的形式。传感器可放置在袋的被布置在接收器上并且邻近发光装置的侧部上，或可被布置在对于支撑侧部的相对侧部上，其中，袋放置在其之间。
换句话说，光传感器装置可被布置在与发光装置相同的侧部上，或在相对于袋的主表面的相对侧部上，或在两个侧部上。
接收器与袋接触的整个表面可用于加热或冷却或调节袋温度，以避免由于袋的环境而导致对于在袋中的介质的非期望作用。用于生成热量并且通过对流、辐射以及尤其是传导而向和/或从被支撑在接收器处的袋传递热量的合适装置可为具有热源的任何合适的加热装置，包括电加热器或热管系统，所述热管系统包括在邻近接收器3放置的导管中循环的温度输送介质，从而允许向袋以及从袋输送热量。如果仅期望加热，则用于生成热量并且将热量传递到袋的装置也可为发光装置本身。可使用并且选择滤光器，以改变发光装置的波长，以便促进或避免对于袋或其内容物的加热作用。而且，可调节光源的光强度和/或频率，以改变引入到袋的内部中的加热功率。
可提供一个或多个温度传感器作为温度传感器装置，以检测被支撑在接收器处的袋和/或在袋中的介质的温度。
在图2A-C中显示的第二实施例类似于第一实施例，并且主要区别仅在于，用于袋的接收器3由壳体6的平坦但倾斜的表面形成。在图2C中显示的袋2在放置在接收器3上的位置中在几乎竖直的定向上。为了避免袋2向下滑动，袋在其上端部处附接并且悬挂在一对销5a处，所述销5a插入到袋的周界边缘上的配合孔中。在竖直方向上的袋的相对边缘被支撑在支撑表面的下端部5b上。发光装置4的矩形窗口7基本上在竖直和水平方向上被布置在支撑表面的中心中。当然，其可具有任何大小和结构，如与第一实施例结合描述的。
与使用接合袋2上的配合孔的销5a相反，使袋2在悬挂状态下在支撑表面上的其它固定是可能的，例如，支架或夹具，用于袋的可移除附接。
接收器3还可形成为在基本竖直的定向上保持袋，例如，在两个间隔开的保持器之间的间隙中，所述保持器中的一个被提供有发光装置，并且另一个对于光是至少部分透明的（如果期望由使用者从外部视觉检验）。
系统可被提供有合适的结构8，以引导连接到放置在接收器上的袋的一个或多个管道9，以允许在袋放置在系统的接收器上时向袋供应流体/从袋排放流体。
尽管在附图中未显示，但系统可被提供有与接收器功能性关联的移动装置，以向被支撑在接收器3处的袋2和/或在袋2中的介质施加运动。移动装置可呈机动化机械机构的形式，而使接收器以预定运动式样倾斜或移动，或使袋的表面变形。其也可呈搅拌器的形式，所述搅拌器先前放置在袋中，并且通过与系统的壳体中的外部驱动器磁性相互作用而移动（优选地通过旋转）。移动装置可促进溶解，并且避免在袋的内部中的滞流区域。其还可避免由于由发光装置引入的热量而导致的局部温度差异。
本发明的系统可包括控制装置，所述控制装置被配置为接收（多个）光传感器装置（如果提供）和/或（多个）温度传感器（如果提供）的输出，并且优选地随着时间而分析数据，并且输出警告信号，和/或使数据可视化，和/或控制部件的操作，所述部件包括发光装置、用于向或从袋传递热量的装置和移动装置。包括控制装置允许了系统从袋在系统的接收器处的初始放置直到完全溶解的无人值守自动操作。在另一模式下，其还允许了监测在袋中的介质，并且自动检测细菌生长。可通过警告信号向使用者告知检测结果，以提醒使用者。可呈任何期望的形式将检测结果可视化在系统中包括的显示器上，或在通过数据交换与系统连接的外部装置上。
控制装置可被配置为分析和监测在接收器的支撑区域的至少部分上的光和/或温度分布。尤其是在与被安装以在不同位置处检验袋的多个光和/或温度传感器组合的情况下，控制装置可生成评估结果，所述评估结果允许使用者定位在袋中的其中仍未完全溶解或其中发生细菌生长的区域。控制装置还可连接到发光装置和/或加热装置和/或移动装置，以便根据在控制装置中实施的程序而自动地打开/关闭这些装置，以避免局部过热或在袋中的非期望温度分布，或控制溶解进程。程序还可包括功能，以将袋的内容物维持在某个预定温度范围中。
在第一和第二实施例中的接收器3被显示为一体形成作为壳体的部分的平坦支撑表面。可选地，其可包括被支撑在壳体上的单独板或栅格，用于在水平或倾斜（包括竖直）定向上支撑袋。在提供移动装置的情况下，此结构是优选的，因为移动装置可被布置为与此类单独板或栅格协作，以向袋施加机械运动，而没有对于发光装置的作用。当然，如果期望，则发光装置可被包括在单独板中。
Claims (16)
1.用于观察在透明袋（2）中的介质溶解和/或细菌生长的系统（1），包括：
接收器（3），用于支撑所述袋（2）；
发光装置（4），被布置为将光传递到所述袋（2）的内部中和/或通过所述袋（2）的内部，所述袋（2）被支撑在所述接收器（3）处。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发光装置（4）被布置为从所述接收器（3）的旨在与所述袋（2）接触的支撑侧部的一个或多个区域传递光，以优选地形成背光表面，或从相对侧部朝向所述支撑侧部的一个或多个区域传递光，其中，所述袋（2）放置在其之间。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述发光装置（4）被配置为相对于所发射的光的波长和/或强度而被调节。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述发光装置（4）包括滤光器，用于确定传递到所述袋（2）中的光谱。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述发光装置（4）包括区域光源或分布在区域上的多个光源，优选地包括LED或OLED光源。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，包括用于向和/或从被支撑在所述接收器（3）处的所述袋（2）传递热量的装置。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，用于传递热量的所述装置是所述发光装置（4）。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述接收器（3）关联到移动装置，以向被支撑在所述接收器（3）处的所述袋（2）和/或在所述袋（2）中的介质施加运动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，包括传感器装置，所述传感器装置被布置为接收传递到所述袋（2）的内部中和/或通过所述袋（2）的内部的光的至少部分，优选地为由所述袋的内容物漫射、折射和/或反射的光，所述袋（2）被支撑在所述接收器（3）处。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述传感器装置位于所述接收器（3）的与所述袋（2）接触并且支撑所述袋（2）的侧部上和/或在相对侧部上，其中，所述袋（2）放置在其之间。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，包括温度传感器，所述温度传感器被布置为检测被支撑在所述接收器（3）处的所述袋（2）和/或在所述袋（2）中的介质的温度。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的系统，包括控制装置，所述控制装置被配置为接收所述传感器装置（如果提供）和/或所述温度传感器（如果提供）的输出，并且优选地随着时间而分析数据，并且输出警告信号，和/或使数据可视化，和/或控制所述发光装置和/或用于向所述袋（2）传递热量的所述装置的操作。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制装置被配置为分析在所述接收器（3）的支撑区域的至少部分上的光和/或温度分布。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中，所述接收器（3）包括板或格栅，用于支撑所述袋（2）。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的系统，其中，所述接收器被配置为支撑具有至少1升、优选地至少10升、优选地至少20升的容积的袋。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，其中，在所述袋（2）中的将监测其溶解的介质是浓缩液体溶液或粉末或粒状材料。
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