FI106579B - Monikanavainen optinen valvontajärjestelmä - Google Patents

Description

, 106579

Monikanavainen optinen valvontajärjestelmä

Keksinnön tausta

Esillä oleva keksintö liittyy kemiallisten reaktioiden optiseen analy-5 saattoriin, jota käytetään suoritettaessa esimerkiksi hemostaasin, tromboosin ja tulehdustautien analyysejä.

Ennestään tunnetaan optisia instrumentteja, jotka mittaavat potilaan veren koaguloitumisajan. Tällaiset instrumentit käsittävät yleensä lampun ja ilmaisimen. Veriplasmanäyte ja koaguloiva reagenssi pannaan kyvetin reaktioas-10 tiaan ja lampusta suunnataan valonsäde kyvetin läpi ilmaisimeen. Tietokone lukee ilmaisimen jännitteen, ja tiedot käsitellään matemaattisesti sen ajan määrittämiseksi, jolloin hyytymä muodostuu.

On kehitetty automaattisia kemiallisia analysaattoreita, jotka pystyvät automaattisesti suorittamaan lukuisien potilasnäytteiden analyysit ilman käyttä-15 jän väliintuloa. Erässä tällaisessa koneessa, joka on esillä olevan hakemuksen haltijan kehittämä, näytevolyymiastiat, joiden sivulla on näytteen ja analysaattorin suorittaman testin yksilöivä viivakoodi-informaatio, ladataan lämpötilansää-döllä varustettuun osastoon, jossa myös säilytetään reagensseja ja muita lisäaineita säädetyssä lämpötilassa. Näytteet jaetaan automaattisesti kyvettien reak-20 tioastioihin, ja reagenssit sekä mahdollisesti muut lisäaineet yhdistetään automaattisesti testinäytteiden kanssa näyteastian viivakoodista luetun ohjelmoidun testin mukaan. Reaktioastiat, jotka nyt sisältävät testinäytteestä ja lisäaineista koostuvan reaktiovolyymin, siirretään optiseen analysaattoriin, joka tarkkailee reaktiovolyymin optisten ominaisuuksien muutoksia, jotka käsitellään ja evaluoi-: 25 daan kunkin suoritettavan testin mukaan. Tämä kone pystyy suorittamaan sato jen potilasnäytteiden testit ilman käyttäjän väliintuloa sen jälkeen, kun näyteastiat on ladattu lämpötilansäädöllä varustettuun osastoon. Edellä selitettyä tyyppiä oleva näytteidenkäsittelyjärjestelmä on paljastettu yksityiskohtaisemmin rinnakkaisessa ja samanaikaisesti jätetyssä Hulette'in ym. US-patenttihakemuksessa 30 sarjanumero 07/443 951, jonka otsikko on "Sample Handling System For An ^ ·

Optical Monitoring System", ja näytteidenkäsittelyjärjestelmässä käytettävä eri-tyisrakenteinen kyvetti ja lineaarinen käyttömekanismi sitä varten on paljastettu yksityiskohtaisemmin rinnakkaisessa ja samanaikaisesti jätetyssä Karpin ym. US-patenttihakemuksessa sarjanumero 07/443 956, jonka otsikko on "Cuvette 35 And Linear Drive Mechanism Therefor”, jotka kummatkin patenttihakemukset on 2 10CE79 siirretty esillä olevan patenttihakemuksen haltijalle. Kummankin edellä mainitun patenttihakemuksen paljastamat asiat on sisällytetty tähän viitteen välityksellä.

Tällaisen koneen suuren läpäisykyvyn käsittelemiseksi ja jotta aikaansaataisiin muunneltavuus useiden erilaisten testien suorittamiseksi, oli tar-5 peen kehittää parannettu optinen analysaattori, joka voisi muun muassa samanaikaisesti optisesti valvoa lukuisia reaktiovolyymeja pitkähkön ajan ja laajan spektrisen alueen suhteen siten, että kone voitaisiin ohjelmoida suorittamaan laaja joukko testejä, mukaanlukien vielä kehitettävät testit.

Keksinnön yhteenveto 10 Tästä syystä keksinnön eräs tavoite on aikaansaada monikanavainen optinen analysaattori, joka pystyy olennaisen samanaikaisesti valvomaan lukuisia reaktiovolyymeja laajalla spektrialueella.

Keksinnön eräänä toisena tavoitteena on aikaansaada monikanavainen optinen analysaattori, joka pystyy käsittelemään suuren läpimenevän mää-15 rän potilasnäytteitä.

Lisäksi esillä olevan keksinnön eräänä tavoitteena on aikaansaada monikanavainen optinen analysaattori, joka on muunneltavissa ja sovitettavissa ja jonka toiminta on luotettavaa.

Edellä mainitut ja muut tavoitteet saavutetaan tämän keksinnön mu-20 kaan aikaansaamalla monikanavainen optinen valvontajärjestelmä lukuisien näytteiden spektrisen läpäisevyyden valvomiseksi, joka järjestelmä käsittää: sä-degeneraattorin, joka kehittää useita valonsäteitä; useita optisia valvonta-asemia, jotka on sovitettu radan varrelle, joissa jokaisessa asemassa on yhden, radan suhteen poikittaissuuntaisen valonsäteen muodostama optinen tie, jolla :* 25 optisia ominaisuuksia valvotaan; käyttölaite, joka siirtää lukuisia reaktioastioita, jotka kukin sisältävät reaktiovolyymin, pitkin rataa asemalta toiselle siten, että kukin reaktiovolyymi viipyy periodisesti kullakin optisella tiellä vastaavan valonsäteen läpäisemistä varten; taivelaite, joka on sovitettu taivuttamaan vastaavien reaktiovolyymien läpäisemät säteet; fokusointilinssit, jotka ovat taivelaitteen jäl-30 jessä ja jotka fokusoivat taipuneet säteet; ainakin yksi valoilmaisinryhmä, joka *; on sijoitettu vastaanottamaan taipuneet ja fokusoidut säteet taipuneiden sätei den spektristä sisältöä vastaavien sähköisten signaalien tuottamiseksi; sekä elektroniikkapiiri, joka ilmaisee ja prosessoi mainitun ainakin yhden valoilmaisin-ryhmän sähköiset signaalit, elektroniikkaelimen, joka ilmaisee ja prosessoi mai-35 nitun ainakin yhden ryhmän sähköiset signaalit, mainitun elektroniikkaelimen käsittäen välineet kunkin sähköisen signaalin normalisointiin, jotka mainitut norma- 106579 3 lisointivälineet käsittävät välineet, jotka yhdessä varmistavat, että kukin optisen tien valonsäteestä tuotettu ja ainakin yhdellä valoilmaisimella sähköiseksi signaaliksi muunnettu sähköinen signaali on vastaavuussuhteessa reaktioon vastaavassa reaktioastiassa optisella tiellä ja riippumaton käytetystä optisesta tiestä 5 ja ainakin yhden valoilmaisimesta, joka tuottaa sähköisen signaalin.

Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa rata on suoraviivainen, ja käytetään suljinta, joka päästää läpi peräkkäisessä järjestyksessä reaktiovolyy-mien läpäisemät valonsäteet mainituissa useissa valvonta-asemissa.

Mieluummin käytetään useita ilmaisinryhmiä. Keksinnön mukaisen 10 optisen valvontajärjestelmän yhdessä toteutusmuodossa esimerkiksi käytetään neljää ilmaisinryhmää, ja kahtakymmentä reaktiovolyymia valvotaan olennaisen samanaikaisesti. Tällaisessa sovitelmassa kustakin viiden reaktiovolyymin ryhmästä tuleva valo fokusoidaan vastaavaan yhteen näistä ryhmistä. Suljin päästää läpi peräkkäisessä järjestyksessä kunkin reaktiovolyymiryhmän läpäisemän 15 valonsäteen siten, että vain yhden kunkin näyteryhmän läpäisemistä valonsäteistä (ts. tässä esimerkissä yhden valonsäteen viidestä) sallitaan osua sitä vastaavaan ryhmään kunakin ajanhetkenä.

Tämän keksinnön erään toisen piirteen mukaan taivehila käsittää suuren värihajonnan omaavan, tehokkaan holografisen taivehilan.

20 Tämän keksinnön erään toisen näkökohdan mukaan aikaansaadaan menetelmä, jolla valvotaan lukuisien näytteiden spektristä läpäisevyyttä, joka menetelmä käsittää: useiden valonsäteiden kehittämisen; useiden optisten valvonta-asemien sovittamisen radan varrelle, joissa kussakin asemassa on yhden, radan suhteen poikittaissuuntaisen valonsäteen muodostama tie, jolla optisia : 25 ominaisuuksia valvotaan; lukuisien reaktioastioiden, jotka kukin sisältävät reak tiovolyymin, siirtämisen pitkin rataa asemasta toiseen siten, että kukin reaktio-volyymi viipyy jaksollisesti kullakin optisella tiellä vastaavien valonsäteiden läpäisemistä varten; vastaavien reaktiovolyymien läpäisemien säteiden taivuttamisen; taipuneiden säteiden fokusoimisen; taipuneiden ja fokusoitujen säteiden 30 muuntamisen sähköisiksi signaaleiksi, jotka edustavat taipuneiden säteiden „ · spektristä sisältöä; sekä sähköisten signaalien ilmaisemisen, ja prosessoinnin normalisoimalla jokainen sähköinen signaali varmistamalla, että kukin optisen tien valonsäteistä tuotettu ja ainakin yhdellä valoilmaisimella sähköiseksi signaaliksi muunnettu sähköinen signaali on vastaavuussuhteessa reaktioon vastaa-35 vassa reaktioastiassa optisella tiellä ja riippumaton käytetystä optisesta tiestä ja ainakin yhdestä valoilmaisimesta, joka tuottaa sähköisen signaalin.

106579 4 Tämän keksinnön mukaisen menetelmän parhaana pidettyyn suoritusmuotoon sisältyy vielä vaihe, jossa reaktiovolyymien läpäisemät valonsäteet päästetään läpi peräkkäisessä järjestyksessä mainituissa useissa optisissa valvonta-asemissa.

5 Tämän keksinnön erilaiset muut piirteet ja edut ilmenevät jäljempänä esitetystä yksityiskohtaisesta, oheisten piirustusten yhteydessä esitetystä selityksestä sekä oheisista patenttivaatimuksista.

Piirustusten lyhyt selitys

Kuvio 1 on kaavio, joka esittää keksinnön mukaisen optisen valvon-10 tajärjestelmän erästä suoritusmuotoa.

Kuvio 2 on pyörivän sulkimen edestä katsottu pystysuuntainen ku-vanto, jota suljinta voidaan käyttää kuviossa 1 esitetyssä järjestelmässä.

Kuvio 3 on yhden kuvion 3 sulkimessa olevan pyörivän epäkeskoeli-men sivulta katsottu pystysuuntainen kuvanto.

15 Kuvio 4 on kuviossa 3 olevan sulkimen sivulta katsottu pystysuuntai nen kuvanto.

Kuvio 5 on kuviossa 2 olevan pyörivän sulkimen ajoituskaavio keksinnön yhden suoritusmuodon mukaan.

Kuvio 6 on kuviossa 1 esitetyille valodiodiryhmille tarkoitetun elektro-20 nisen pyyhkäisimen lohkokaavio.

Kuvio 7 on digitaalisen ohjauspiirin piirikaavio, joka ohjauspiiri on tarkoitettu kuviossa 6 esitetyn pyyhkäisimen osien toteuttamista varten.

Kuvio 8 on piirikaavio, joka esittää yhtä 140 valodiodista, joka on kytketty valitsimen kautta varauskytketyn toimintatavan omaavaan vahvistimeen, ja : 25 piirikaavioon sisältyy kaksoiskorreloitu näytteitin.

Kuvio 9 on varauskytketyn vahvistimen ajoituskaavio, joka esittää, miten kuviossa 6 esitetyn nelivaihegeneraattorin vaiheet ohjaavat pyyhkäisimen elektroniikkaa.

Kuvio 10 on kuviossa 6 esitetyssä pyyhkäisimessä käytetyn ohjel-30 moitavan vahvistimen erään suoritusmuodon piirikaavio.

* Kuvio 11 on kuvion 6 pyyhkäisimessä käytettävän näytteitys- ja pito- piirin ja AD-muuntimen erään suoritusmuodon piirikaavio.

Parhaana pidetyn suoritusmuodon yksityiskohtainen selitys

Kuviossa 1 on esitetty tämän keksinnön mukaisen optisen valvonta-35 järjestelmän kaavio. Laajakaistaisen spektrin omaava valonlähde 1, kuten volframi-halogeenilamppu tai ksenonlamppu, joka voi sisältää hajottimen (ei , 106579 o esitetty), projisioi valon kohti raon muodostavaa laitetta 3 0’ohon seuraavassa viitataan nimikkeellä rako 3), joka päästää läpi raon muotoon mukautuneen säteen 4. Lyhyen polttovälin omaava kollimaattori 5 on raon jäljessä, ja sitä käytetään projisioimaan raon muotoon mukautunut säde äärettömyyteen, jolloin muo-5 dostuu hitaasti hajaantuva säde 6. Raon pituus ja kollimaattori on valittu siten, että kohtuullisella etäisyydellä säde 6 on hajaantunut kattamaan useita reaktio-astioita 7 jotka sisältävät optisesti valvottavan reaktiovolyymin. Rako 3 voidaan muodostaa esimerkiksi ruostumattomasta 0,13 mm paksuisesta teräslevystä, jossa on 100 pm levyinen ja 5,0 mm pituinen ilmarako. Kollimaattori 5 voi olla 10 Edmund Scientific Co.:n Achromat No. J32 319, jonka polttoväli on 25 mm, halkaisija 25 mm, paksuus keskellä 13,50 mm ja joka on heijastumisten estämiseksi päällystetty 1/4 aallonpituuden MgF2:lla.

Siinä tarkoituksessa, että optinen järjestelmä tehtäisiin kompaktiksi, säde 6 voidaan taivuttaa esitetyllä tavalla useita kertoja peileillä 9, 10 ja 11. En-15 nenkuin säde 6 saavuttaa reaktioastiat 7, sen tiellä on maski 13, jossa on useita aukkoja 15, jotka jakavat säteen 6 useiksi erillisiksi säteiksi 16, joiden lukumäärä vastaa valvottavien reaktioastioiden 7 lukumäärää. Jaettujen säteiden koko ja väli on sellainen, että kukin säde kulkee vain yhden reaktioastian 7 halutun osan läpi. Näytteidenkäsittelyjärjestelmä, joka on selitetty esimerkiksi edellä mainitus-20 sa rinnakkaisessa Hulette'in ym. US-patenttihakemuksessa sarjanumero 07/443 951, voi täyttää reaktioastiat 7 optisesti valvottavalla reaktiovolyymilla, ja reaktioastioita siirretään tietyin askelin nuolen 8 suunnassa asemalta toiselle (kunkin aseman vastatessa vastaavan hajaantuvan säteen optista tietä) esimerkiksi lineaarisella käyttömekanismilla, joka on selitetty edellä mainitussa rinnak-i 25 kaisessa Karpin ym. US-patenttihakemuksessa sarjanumero 07/443 956.

Seuraavassa esitettävän selityksen tarkoituksia varten oletetaan, että samanaikaisesti optisesti valvotaan 20 reaktioastiaa, vaikka esityksen helpottamiseksi kuvio 1 esittää vain 8 aukkoa 15 maskissa 13, jotka aukot muodostavat 8 sädettä 8 reaktioastian valvomista varten. On selvää, että valvottavien reaktio-30 astioiden lukumäärä voi vaihdella riippuen kulloisistakin suunnitteluvaatimuksis-* ta. Maski 13 voi käytetyssä esimerkissä olla 1,6 mm paksuinen metallilevy, 20 aukon koko esimerkiksi 1,71 mm kertaa 1,82 mm ja niiden väli 6,12 mm.

Sen jälkeen kun kukin säde 16 on kulkenut vastaavan reaktioastian 7 läpi, pyörivä suljin 17, joka selitetään jäljempänä yksityiskohtaisemmin kuvioiden 35 2-5 yhteydessä, on säteiden 16 tiellä ja päästää reaktioastioissa 7 olevien re- aktiovolyymien läpäisemät säteet läpi peräkkäisessä järjestyksessä. Taivehilat 106579 6 19 taivuttavat sulkimen 17 kautta kulkeneet säteet. Esillä olevassa esimerkissä neljä taivehilaa on sijoitettu siten, että kukin neljästä taivehilasta 19 taivuttaa vastaavan peräkkäisessä järjestyksessä läpi päästetyn viiden säteen ryhmän. Taivehilat 19 ovat mieluimmin suuren värihajonnan omaavia, tehokkaasti läpäi-5 seviä holografisia taivehiloja, joiden hilaväli on 0,8744 pm. Useat fokusointilinssit 21, joista yksi on kunkin taivehilan jäljessä, fokusoivat taipuneen valon lineaarisesti järjestettyjen valodiodien vastaavan ryhmän 23 päälle. Valodiodiryhmät 23 on suunnattu siten, että taipuneiden säteiden spektri osuu lineaarisesti sovitetuille valoilmaisinelementeille, ja järjestelmän optiikka on sellainen, että kunkin 10 ryhmän 23 keskimmäinen elementti on raon 3 optinen liittoelementti. Parhaana pidetyssä suoritusmuodossa kukin valodiodiryhmä sisältää 35 samanlaista valo-diodia, jotka kukin kattavat spektrialueen 390 nm - 690 nm spektrisen erotus-tarkkuuden ollessa 10 nm. Tämäntyyppisiä valodiodiryhmiä on kaupallisesti saatavilla esimerkiksi Hamamatsu Company of Japan -nimiseltä yhtiöltä osanu-15 merolla S 2 317 - 35Q. Parhaana pidetään, että yksi tai useampi suodatin sijoitetaan esimerkiksi kollimaattorin 5 ja peilin 9 välille balansoimaan valodiodi-ilmaisimien spektrivaste valonlähteen 1 antaman spektrin kanssa.

Kukin valodiodiryhmä kehittää sähköiset signaalit, jotka vastaavat ryhmään osuvaa spektristä jakaumaa. Ryhmät 23 on kytketty pyyhkäisevään ja 20 rekisteröivään elektroniikkaan (katso kuvio 6), joka pyyhkäisee valodiodit peräkkäisessä järjestyksessä sähköisten signaalien muuntamiseksi digitaalisiksi signaaleiksi ja digitaalisten signaalien tallentamiseksi tietokoneen muistiin jatkokäsittelyä ja evaluointia varten.

Kuviot 2-4 esittävät pyörivän sulkimen parhaana pidettyä suoritus- • 25 muotoa, ja on ymmärrettävää, että sulkimen 17 muun muodot ovat mahdollisia tämän keksinnön piirissä. Kuten kuviossa 2 on esitetty, pyörivä suljin 17 käsittää joukon epäkeskoelementtejä 31, jotka on asennettu moottorin 34 käyttämälle akselille 33. Kuvio 2 esittää 20 epäkeskoelementtiä 31, jotka vastaavat esimerkiksi 20 tässä selityksessä käytettävää optista asemaa. Epäkeskoelementit on 30 sovitettu optiseen valvontajärjestelmään siten, että kukin niistä on samalla lin- * jalla kuin vastaava yksi kuviossa 1 esitetyn maskin 13 ikkunoiden 15 läpi kulkeneista säteistä 16. Jokaisesta epäkeskoelementistä 31 on poistettu sektori siten, että sulkimen 17 pyöriessä kukin säteistä 16 on joko katkaistu tai pääsee läpi riippuen vastaavan epäkeskoelementin kiertoasennosta. Kuvioissa 3 ja 4 jokai- 35 sesta epäkeskoelementistä 31 on poistettu samankokoinen sektori 35, ja ne eroavat vain kiilan uran 37 osalta, joka liittyy akselilla 33 olevaan akselinsuuntai- 106579 7 seen kiilaan (ei esitetty). Kiilan uran 37 kulma-asento suhteessa vastaavien epäkeskoelementtien 31 poistettuun osaan 35 määrää sen ajoitusjärjestyksen, jossa säteet 16 päästetään kulkemaan ilmaisinryhmiin 23. Sulkimen 17 eräässä erityisessä toteutusmuodossa, jota käytetään kuviossa 1 esitetyn tyyppisessä 5 optisessa valvontajärjestelmässä, jossa on 20 asemaa, epäkeskoelementtien 31 halkaisija on 64,0 mm, leveys 6,73 mm, niistä on poistettu 210,5° sektori, ja vastaavien kiilan urien asetuskulmaa A° esittää seuraava taulukko:

Epäkeskoelementti n:o A° Epäkeskoelementti n:o A° 10 1 0,00 11 32,00 2 64,00 12 96,00 3 128,00 13 160,00 4 192,00 14 224,00 5 256,00 15 288,00 15 6 16,00 16 48,00 7 80,00 17 112,00 8 144,00 18 176,00 9 208,00 19 240,00 10 272,00 20 304,00 20

Edellä selitetyllä tavalla muodostettu ja 10 kierrosta sekunnissa pyörivä suljin tuottaa kuviossa 5 esitetyn ajoituskaavion. Kukin epäkeskoelementti 31 käsittää suljinelementin ja pysyy täysin auki 10,0653 millisekunnin ajan . avautumisen ja sulkeutumisen välisen siirtymisajan T täysin avoimen asennon 25 kummassakin päässä ollessa 1,634 millisekuntia. Kunkin epäkeskoelementin sulkeutumisen siirtymisajan T päätyttyä se ilmaisinryhmä 23, johon spektrinen jakauma tämän epäkeskoelementin kautta projisioituu, pyyhkäistään elektronisesti ja ryhmään osuvaa spektraalista jakaumaa edustavat sähköiset signaalit rekisteröidään.

, · 30 Kuten kuvio 2 esittää, pyörivä suljin 17 on varustettu ajoituskiekolla 4 39, josta on poistettu sektori (ei esitetty) tahtisignaalin muodostamiseksi ryhmien elektronisen pyyhkäisyn tahdistamista varten. Tarkemmin sanoen lisäksi käytetään optoelektronista piiriä 40, joka sisältää optisen lähettimen 41, joka suuntaa valonsäteen kohti optista vastaanotinta 42. Kiekko 39 katkaisee tämän säteen 35 lukuunottamatta sitä aikaa, jolloin kiekosta 39 poistettu sektori on optisen lähettimen 41 ja optisen vastaanottimen 42 välisellä optisella tiellä. Optisen vastaan- 8 1C6579 ottimen 42 optisesta lähettimestä 41 tulevan säteen vastaanottamisen aikana kehittämä sähköinen tahtisignaali syötetään kuviossa 6 esitettyyn optiseen pyyhkäisimeen.

Kuvio 6 esittää neljän valodiodiryhmän 23 pyyhkäisemiseen tarkoi-5 tetun elektronisen pyyhkäisimen lohkokaaviota. Kuten edellä on esitetty, kukin valodiodiryhmä 23 sisältää 35 valodiodielementtiä; pyyhkäisimen ajoitustarkoi-tuksia varten kunkin valodiodiryhmän 23 katsotaan kuitenkin sisältävän 40 virtuaalista valodiodia siten, että pyyhkäistäviä virtuaalisia valodiodielementtejä on kaiken kaikkiaan 160. Kuten seuraavassa on esitetty, pyyhkäisin on kytketty 10 pyyhkäisemään valodiodit peräkkäisessä järjestyksessä kahdessakymmenessä lohkossa, joissa on 8 valodiodia lohkoa kohti.

Pyyhkäisin perustuu varauksenvarastointi-toimintatapaan. Varauk-senvarastointi-toimintatavassa valodiodi integroi fotonisähköisen muunnoksen ennalta määrätyllä aikavälillä. Varauskytketty vahvistin toistaa integroidun säh-15 köisen signaalin. Tarkemmin sanoen, kun valo osuu valodiodiryhmän 23 (kuvio 1) kunkin valodiodin pintaan, fotonit ajavat elektronit pois p-n-liitoksesta. Diodin parasiittiseen kondensaattoriin varastoitunut varaus tyhjenee varauksenkuljetta-jista valon lisääntyessä. Varauksenvarastointi-toimintatavassa menetetyn varauksen määrä määritetään mittaamalla, kuinka suuri varaus tarvitaan uudelleen-20 varaamaan valodiodielementti täysin (tai lähes täysin). (Varauksenvarastointi-toimintatavan lähemmän tarkastelun osalta katso esimerkiksi Hamamatsu Photonics K. K., Characteristics and Use of PCD Linear Image Sensors. Technical Bulletin No. SD-03.)

Varauksenvarastointi-toimintatapaa pidetään parhaana ympäristössä, • 25 jossa satoja pienitasoisia optisia signaaleja täytyy evaluoida suurella nopeudella ja jossa kutakin valodiodia kohti olevan erillisen vahvistimen kustannus ja tilantarve tulevat estäviksi tekijöiksi.

Edellä esitetty tausta mielessä pitäen kuvio 6 selitetään nyt yksityiskohtaisesti.

30 Kuviossa 6 on esitetty vapaastivärähtelevä oskillaattori 51, jonka pe- rustaajuus on 18,432 MHz, joka jaetaan 144kHz:ksi nelivaihegeneraattorin 53 ohjausta varten. Nelivaihegeneraattori 53 sisältää taajuudenjaottimen, joka tuottaa 36 kHz kellosignaalin, sekä dekooderin, joka vastaanottaa tämän 36 kHz kellosignaalin ja tuottaa erillisiin johtimiin neljä perättäistä pulssia, joita seuraa-35 vassa kutsutaan vaiheiksi P1, P2, P3 ja P4 ja joita käytetään pyyhkäisimen pe-rusajoitussignaaleina. Tämän 36 kHz kellosignaalin kaikki neljä vaihetta saavat 106579 9 pyyhkäisimen läpikäymään yhden täydellisen pyyhkäisyjakson, jossa valodiodi-ryhmän 23 yksi valodiodielementti luetaan.

Oskillaattorista 51 tulevaa 144 kHz signaalia käytetään lisäksi ohjaamaan osoitegeneraattoria 55, joka vastaanottaa myös tahtisignaalin optoelekt-5 ronisesta piiristä 40 (kuvio 2). Osoitegeneraattori 55 sisältää kahdeksanbittisen binaarisen osoitteen, jonka vähiten merkitsevät kolme bittiä edustavat yhden valodiodielementin osoitetta kussakin 8 valodiodielementin ryhmässä. Aktivöinti-dekooderi 57 on kytketty vastaanottamaan osoitegeneraattorin 55 viisi eniten merkitsevää bittiä, vaiheen P2 vaihegeneraattorista 53 ja tahtisignaalin opto-10 elektronisesta piiristä 40 asianmukaisesti ajoitetun ulostulon tuottamiseksi yhteen 8 valodiodia käsittävistä kahdestakymmenestä lohkosta.

Digitaalinen ohjauspiiri oskillaattorin 51, nelivaihegeneraattorin 53, osoitegeneraattorin 55 ja aktivointidekooderin 57 toimintojen suorittamista varten on esitetty kuviossa 7. Suuremman kohinaimmuunisuuden ja yksinkertaistetun 15 rakenteen saamiseksi pidetään parhaana käyttää CMOS-digitaalilogiikkaa. 18,432 MHz kide antaa stabiilin perustan järjestelmän ajoitukselle. Seitsemän-bittinen laskuri jakaa tämän taajuuden 128:11a antaen perustaajuuden 144 kHz. Seuraavan 12-bittisen laskurin ensimmäinen bitti on käyttämätön digitaalisten ajoituskonfliktien välttämiseksi nollauksen (reset) aikana. Tämän 12-bittisen las-20 kurin osoitelinjoja AO - A2 käytetään valitsemaan yksi kunkin valitsimen 67 kahdeksasta sisäänmenosta (katso kuvio 8). Tämän 12-bittisen laskurin osoitelinjat A3 - A6 dekoodataan 4:16 digitaalisella dekooderilla valitsimen 16 aktivointisig-naalin tuottamiseksi ja 2:4 digitaalisella dekooderilla valitsimen toisten 4 akti-vointisignaalin tuottamiseksi. Osoitelinja A7 valitsee, mikä dekooderi, jos mi-: 25 kään, on aktiivinen.

Viitataan uudelleen kuvioon 6, jossa valitsinverkko 59 yhdistää osoi-tegeneraattorista 55 tulevan osoitteen ja aktivointidekooderin 57 aktivointiulos-tulot pyyhkäistävien valodiodien kytkemiseksi peräkkäisessä järjestyksessä va-rauskytkettyyn vahvistimeen 61, jonka jäljessä on kaksoiskorreloitu näytteitin 62. 30 Kuvio 8 on piirikaavio, joka esittää valitsinta 67, esimerkiksi Signetics, lnc.:in * HEF 4051B -valitsinta, joka kytkee valitun yhden valodiodeista 65 varauskytket- tyyn vahvistimeen 61. Esillä olevassa toteutusmuodossa, jossa on 4 valodiodi-ryhmää, joissa kussakin on 35 valodiodielementtiä, käytetään viittä 8:1 valitsinta valitsemaan yksittäinen valodiodi yhdestä ryhmästä. Sijoittelun helpottamiseksi 35 viimeiset viisi kanavaa viimeisessä valitsimessa ovat käyttämättömiä. Kun valo-diodiryhmiä on 4, niin valitsinverkossa 59 on kaiken kaikkiaan 20 valitsinta. Ku- 106579 10 viossa 7 esitettyjen 4:16 dekooderin ja 2:4 dekooderin tuottamia 20 aktivointisig-naalia käytetään aktivoimaan vastaavat valitsimista verkossa 57. Sen jälkeen kun kaikki 4 ryhmää on pyyhkäisty (tehollisesti 160 elementtiä), nollauspulssia (A5:n ja A7:n ja-funktio) käytetään nollaamaan binaarinen 12-bittinen laskuri ku-5 viossa 7. Viisi eri optista signaalia kohdistetaan kuhunkin ryhmään peräkkäisessä järjestyksessä sulkimella 17. Kaikkien 160 elementin viidennen läpikäynnin jälkeen valodiodien pyyhkäisy pysäytetään siksi ajaksi, kun instrumentin ohjain (ei esitetty) lukee tiedot. Erillinen 5 jakson laskuri (kuvio 7) pysäyttää nelivaihe-kellon siihen asti, kunnes seuraava pyyhkäisy alkaa. Instrumentin ohjaimessa (ei 10 esitetty) oleva erillinen laskuri koodaa erikseen kaikki 8 osoitelinjaa digitalisoitujen tietojen tallentamiseksi 800 erilliseen muistipaikkaan.

Kuten aikaisemmin on huomautettu, varauksenvarastointitoiminta-tavassa valon osuessa valodiodin pintaan valodiodin p-n-liitoksesta pois ajetun varauksen määrä mitataan määrittämällä, kuinka suuri varaus tarvitaan valodio-15 dielementin uudelleenvaraamiseksi. Valodiodin tyhjentämiseen tarvittavan varauksen siirtäminen ja mittaaminen suoritetaan nelivaihekellon 53 aikaansaamien vaiheiden avulla, kuten kuviossa 9 esitetty varauskytketyn vahvistimen ajoitus-kaavio selvemmin osoittaa, joka ajoituskaavio esittää yhteenvedon varauksen-siirtojaksosta. Vaiheessa P1 varauskytketty vahvistin palautetaan alkutilaansa ja 20 saatetaan valmiiksi seuraavaa varauksen integrointia varten. Se valitsimen osoite, johon mittaus liittyy, koodataan myös vaiheen P1 aikana. Vaiheen P3 aikana valitsin aktivoidaan, ja virtatie määritellyn valodiodin uudelleenvaraamista varten on valmis. Vaiheen P3 aikana analogiajännite, joka on verrannollinen valodiodilla integroidun valon kokonaismäärään sen viimeisen lukemiskerran jäl-25 keen, on nyt käytettävissä varauskytketyn vahvistimen ulostulossa. Vaiheen P3 siirtymistä ylhäältä alhaalle käytetään Hipaisemaan analogi-digitaalimuunnin (selitetty jäljempänä) aloittamaan muunnos tietojen siirtämiseksi instrumentin ohjaimessa (ei esitetty) sijaitsevaan muistiin. Jakso toistuu sitten, palauttaen in-tegrointikondensaattorin alkutilaan ja valiten seuraavan valitsinkanavan.

30 Viitataan jälleen kuvioon 8. Kun määritetään valodiodista 65 tyhjen- .·, netty varaus, niin mitataan virta, joka tarvitaan diodin uudelleenvaraamiseksi.

Operaatiovahvistin 61 toimii varauskytkettynä vahvistimena. Operaatiovahvistimen 61 yli kytketty integrointikondensaattori 63 integroi sen kokonaisvarauksen, joka tarvitaan valodiodin 65 menettämän varauksen korvaamiseksi. Kun valo-35 diodi 65 uudelleen varautuu, operaatiovahvistin 61 pyrkii pitämään kääntävän 106579 11 sisäänmenonsa virtuaalisesti maassa. Valodiodin 65 uudelleenvaraamiseen tarvittavan virran määrä integroituu integrointikondensaattoriin 63.

Operaatiovahvistimen 61 ulostulo vaiheiden P3 ja P4 aikana on porrasmainen jännite. Porrasmaiseen jännitteeseen sisältyy useita häiriösignaaleja, 5 jotka eivät liity valodiodin varaamiseen. Integroivasta piiristä tuleva tasajännite-taso esiintyy myös varauskytketyssä vahvistimessa 61, mikä tekee pienten jännitetasojen määrittämisen vaikeaksi vahvistuksen jälkeen. Nämä tasajänniteta-sot voidaan kompensoida korreloidun näytteittimen 62 (kuvio 6), jonka piirikaa-vio on esitetty kuviossa 8, suorittaman kaksoiskorreloidun näytteityksen avulla. 10 Kuten kuviossa 8 on esitetty, analoginen näytteityskytkin 66 on suljettu vaiheiden P1 ja P2 aikana (siihen asti, kunnes valitsin 67 on asetettu ja integrointikon-densaattori 63 on palautettu alkutilaan). Kun valitsin 67 aktivoidaan, analogia-kytkin 66 avautuu. Tämä sallii näytteityskondensaattorin 68 ottaa näytteen ana-logiasignaalista välittömästi tämän jälkeen. Tehollisesti vain ennen ja jälkeen 15 esiintyneen signaalin erotus viedään sitten eteenpäin jatkokäsittelyä varten.

Kuten kuviosta 8 ilmenee, varaus syötetään myös integroivaan ana-logiakytkimeen 69, joka on kytketty vahvistimen 61 yli. Kumpikin analogiakytkin 66 ja 69 ovat kytkimiä, joilla on hyvin pieni varausinjektio (noin 10 pC), esimerkiksi Harris, lnc.:in HI3-201 HS -analogiakytkimiä. Tästä syystä todellisuudessa 20 injektoidaan hyvin pieni varaus, jos mitään varausta. Vaiheen P1 signaalin käännetyn muodon vaihtovirtakytkentä kääntimen 85 ja RC-piirin 87 kautta operaatiovahvistimen 61 kääntävään napaan kuitenkin kumoaa injektoidun varauksen vaikutuksen. Vaihtovirtakytkennän kondensaattorin ja vastuksen arvot täytyy valita siten, että kytkeytyvä signaali vastaa alkuperäisen signaalin injektoi-25 maa varausta. Analoginen multipleksoitu signaali suodatetaan sitten kondensaattorilla 76 suurtaajuisen kohinan pienentämiseksi ja puskuroidaan jatkokäsittelyä varten.

Tähän mennessä selitetyt piirit aikaansaavat raa'an analogisen signaalin. Jotta varauskytketystä vahvistimesta tulevalla signaalilla olisi merkitystä, 30 signaali normalisoidaan, suodatetaan, näytteitetään, muunnetaan digitaaliseen muotoon ja lähetetään sitten päätietokoneelle digitaalista käsittelyä varten.

Korreloidun näytteittimen 62 ulostulo puskuroidaan siten esivahvisti-mella 71, jonka ulostulo kulkee ohjelmoitavan vahvistimen 73 kautta, sitten näytteitys- ja pitopiiriin 75 ja lopuksi analogi-digitaalimuuntimeen (AD-muunti-35 meen) 77. AD-muuntimen 77 ulostulo lähetetään instrumentin ohjaimen (ei esitetty) muistiin, mahdollisesti puskurin (ei esitetty) avulla.

106579 12

Ohjelmoitavan vahvistimen 73 piirikaavio on esitetty kuviossa 10 ja näytteitys- ja pitopiirin 75 sekä AD-muuntimen 77 piirikaavio on esitetty kuviossa 11.

Optisten reaktioiden asianmukainen evaluointi edellyttää, että sa-5 manlaiset reaktiot millä tahansa optisella tiellä tuottavat saman sähköisen signaalin huolimatta siitä, mitä tietä tai mitä valodiodia käytetään. Sähköisen vasteen täytyy olla riippumaton tiestä tai valodiodista. Käytännössä kaikkia valodio-deja ja kaikkia optisia teitä ei voida tehdä samanlaisiksi. Kunkin kanavan vahvistus voidaan kuitenkin asettaa näiden vaihteluiden kompensoimiseksi. Suuris-10 sa valodiodiryhmien järjestelmissä ei ole käytännöllistä installoida erillistä asetusta jokaiselle kanavalle.

Siitä syystä tässä järjestelmässä käytetään valitun signaalin vahvistuksen asettamiseksi ohjelmoitavan vahvistuksen omaavaa vahvistinta 73, joka on yleisesti esitetty kuviossa 6 ja yksityiskohtaisesti kuviossa 10. Vahvistusta 15 muutetaan joka kerta kun uusi valodiodikanava valitaan.

Kuvion 10 mukaan 12-bittistä digitaali-analogimuunninta (DAC, digital to analog converter), esimerkiksi PMI PM 7541A DAC, käytetään siten, että voidaan valita yksi 4 095 erillisestä arvosta. DA-muuntimen jäljessä oleva vahvistin asettaa vahvistusalueen. Tässä tapauksessa maksimivahvistus on 100.

20 Instrumentin ohjain asettaa vahvistuksen arvon sellaisena aikana, jolloin digitaalinen kohina ei vaikuta analogiasignaaliin. Tässä piirissä vaihe P1 on valittu asettamaan arvo datalukkopiireihin, jotka voivat olla TTL 74 LS 174 -lukkopiirejä (latch). Vaiheen P1 puolivälissä tiedot tallennetaan lukkopiireihin.

Vahvistuksen asettamiseksi asianmukaisesti kullakin kanavalla oh-25 jaimella täytyy olla menetelmä, jolla se määrittää, mikä vahvistuksen tulisi olla kaikkien kanavien normalisoimiseksi. Ensin asetetaan vertailumateriaalia (tavallisesti vettä) kullekin optiselle tielle. Sitten valitaan normalisointiarvo. Valo-diodiryhmän yhden pyyhkäisyn täytyy tapahtua DA-muuntimen kutakin bittiä kohti alkaen eniten merkitsevästä bitistä. Eniten merkitsevä bitti asetetaan loogi-30 selle tasolle 1 (DAC-arvo 2 048). Jos ensimmäisen pyyhkäisyn jälkeen vastaan-otettu signaali on suurempi kuin kysytty normalisoitu arvo, niin eniten merkitsevä bitti nollataan tällä kanavalla (arvo = 0); muussa tapauksessa eniten merkitsevä bitti pysyy 1 :nä tällä kanavalla. Eteneminen jäljellä olevien 11 bitin osalta samalla tavalla tuottaa taulukon, jossa 0:n ja 4 095:n välillä olevat arvot vastaavat 35 tarvittavaa vahvistusta kullakin optisella tiellä ja valodiodilla vahvistuksen normalisoimiseksi kanavasta toiseen.

13 1G6579

Lopullinen vahvistus millä tahansa elementillä on:

DAC-ARVO

Vahvistus =-X Vahvist. Vahvistus 5 (2 t Bittien lukumäärä)

Tällä järjestelmällä vahvistus on DAC-ARVO

1 o Vahvistus =-X 100 4095

Vaikka analogiasignaalin katsotaan olevan pätevä vaiheiden P3 ja P4 aikana, se vaihtelee vaiheen kytkentäkohinan ja signaalin vaimenemisen takia. 15 Tarkkuuden parantamiseksi pyyhkäisystä toiseen näytteitys- ja pitopiiri 75, esimerkiksi Analog Devices AD 585, sisältyy piiriin ennen AD-muunninta 77, jotka kumpikin on esitetty yleisesti kuviossa 6 ja yksityiskohtaisesti kuviossa 11. AD-muunnin voi olla Analog Devices AD 574. Vaiheen P3 siirtyminen ylhäältä alhaalle käynnistää AD-muuntimen suorittaman muunnoksen. Muuntimen tilalinja 20 menee alhaalle kytkien näytteitys- ja pitopiirin näytteityksestä pitotoimintoon. Muunnos tapahtuu siten samana ajankohtana (vaiheen P3 lopussa) joka pyyh-käisyllä.

Parhaana pidetään, että käytetään datapuskureita digitaalisen signaalin siirron parantamiseksi ohjaimeen ja ohjaimesta. Ohjain lukee digitaalisiksi 25 muunnetut tiedot seuraavan vaiheen P3 aikana (R/C ylhäällä AD-muuntimella ja suuntalinja (DIR) puskurilla ylhäällä). Ohjain kirjoittaa DA-arvot ohjelmoitavan vahvistuksen omaavalle vahvistimelle vaiheen P1 aikana (DIR puskurilla alhaalla).

Toiminnan aikana näytteidenkäsittelyjäijestelmä syöttää jatkuvasti li-30 neaarisen kyvettivirran jaettujen säteiden optisille teille, kuten kuviossa 1 on .* esitetty. Kussakin kyvetissä on useita lineaarisesti sovitettuja reaktioastioita, joista kukin sisältää reaktiovolyymin, jonka optisia ominaisuuksia on määrä valvoa. Näytteidenkäsittelyjärjestelmä siirtää kyvettejä jaksollisesti tietyin askelin, jotka vastaavat reaktioastioiden leveyttä, esimerkiksi joka 15. sekunti. Tämä 35 siirto suoritetaan mieluimmin 0,1 sekunnissa. Suljin 17 päästää läpi peräkkäisessä järjestyksessä 20 reaktioastian läpäisemät kaikki 20 sädettä 0,1 sekunnin 106579 14 kokonaisajassa, mutta kuten edellä on selitetty, suljin 17 sallii vain yhden säteen kustakin viiden säteen ryhmästä saapua vastaavaan yhteen neljästä valodiodi-ryhmästä 23 minä tahansa ajanhetkenä. Kunkin 20 säteen optinen tie edustaa mittausasemaa. Asemien kokonaismäärän ollessa 20, ja jos kukin reaktioastia 5 pysyy asemassa 15 sekunnin ajan ja jos kustakin reaktioastiasta saatava spekt-rijakauma lankeaa 35 elementin ryhmään 10 kertaa sekunnissa, niin joka sekunti rekisteröidään kaiken kaikkiaan 7 000 erillistä optista signaalia (ts. 350 erillistä optista signaalia sekunnissa asemaa kohti). Koska kukin reaktioastia pysyy asemassa 15 sekunnin ajan, ja kun asemia on 20, niin kussakin reaktioastiassa 10 olevaa reaktiovolyymia valvotaan optisesti 300 sekunnin ajan, jonka ajan kuluttua se siirtyy pois viimeisestä asemasta. Kun kyvetin viimeinen reaktioastia lähtee viimeisestä asemasta, kyvetti ohjataan rataa pitkin jätesäiliöön pois vietäväksi.

Tämän keksinnön mukaisella optisella valvontajärjestelmällä saavu-15 tettavissa oleva nopea pyyhkäisy tekee mahdolliseksi valita aallonpituus, jolla optista läpäisevyyttä kullakin testillä valvotaan. Aallonpituuden valinta voi tapahtua alle 0,1 sekunnissa sen jälkeen, kun näyte ja lisäaineet on lisätty reak-tioastiaan reaktiovolyymin muodostamiseksi ja ennenkuin reaktio on täysin käynnistynyt. Valitsemalla aallonpituus reaktiovolyymia voidaan optisesti valvoa 20 optimaalisissa olosuhteissa. Esimerkiksi tasapaino signaalikohinasuhteen ja herkkyyden välillä voidaan koaguloitumistestissä aikaansaada valitsemalla lyhin aallonpituus, jolla signaali juuri ylittää esiasetetun kynnyksen. Toisin sanoen on havaittu, että koaguloitumisreaktiossa näytteen optisessa läpäisevyydessä esiintyy suurempi muutos lyhyemmän aallonpituuden omaavalla valolla kuin pi-25 temmän aallonpituuden omaavalla valolla. Toinen havainto on, että lyhyillä aallonpituuksilla pääsee läpi vähemmän yleisvaloa kuin pitemmillä aallonpituuksilla. Tästä syystä reaktioita tulisi tarkastella lyhimmällä aallonpituudella, jolla saadaan riittävä signaali (kohinan suhteen) optimaalisen kokonaisherkkyyden aikaansaamiseksi.

30 Tämän keksinnön mukaisella optisella valvontajärjestelmällä valodio- _ diryhmät voidaan elektronisesti pyyhkäistä alkaen lyhyiltä aallonpituuksilta ja edeten kohti pitkiä aallonpituuksia. Ensimmäinen tavattu valodiodielementti, jonka signaali on ennalta määrättyä kynnysarvoa suurempi, määrätään siksi elementiksi (aallonpituudeksi), jolla reaktiovolyymia valvotaan. Tämä valintaproses-35 si, kuten edellä on huomautettu, tapahtuu välittömästi sen jälkeen kun reagenssi on lisätty näytevolyymiin ja ennenkuin mitään merkittävää reaktiota esiintyy.

106579 15 Tällä tavoin valitulla optimaalisella aallonpituudella ei ole tarvetta hankkia, tallentaa tai käsitellä ryhmän muiden valodiodien kehittämiä tietoja. Alan asiantuntijoille pitäisi olla selvää, että ennalta määrätyn kynnyksen valitsemiseksi voidaan käyttää muita kriteerejä valittaessa tietty valodiodielementti valvottavaksi.

5 On selvää, että esillä olevan keksinnön monilukuiset ja siihen lisätyt muunnokset ja muutokset ovat mahdollisia edellä esitettyjen oppien valossa. Tästä syystä on ymmärrettävää, että oheisten patenttivaatimusten suojapiirin rajoissa tätä keksintöä voidaan soveltaa tai käyttää muulla tavalla kuin mitä vaatimuksissa on erityisesti esitetty.

Claims (20)

106579 16

1. Monikanavainen optinen valvontajärjestelmä joka valvoo lukuisien näytteiden spektristä läpäisevyyttä niille ennalta määrätyn ajanjakson ajan, 5 tunnettu siitä, että se käsittää: säde-elimen, joka kehittää useita valonsäteitä (16); useita optisia valvonta-asemia, jotka on sovitettu toinen toisensa jälkeen radan varrelle, joissa kussakin asemassa on optinen tie, jonka muodostaa yksi radan suhteen poikittaissuuntaisista valonsäteistä ja jolla kunkin näytteen 10 optisia ominaisuuksia valvotaan; käyttöelimen, joka siirtää lukuisia reaktioastioita (7), jotka kukin sisältävät reaktiovolyymin, jossa on näyte, mainittua rataa pitkin ensimmäiseltä asemalta seuraavalle asemalle siten, että kukin reaktiovolyymi viipyy jaksottaisesti kullakin optisella tiellä vastaavan valonsäteen läpäisemistä varten; 15 taive-elimen (19), joka on sovitettu taivuttamaan vastaavien reaktio- volyymien läpäisemät säteet; fokusointielimen (21), joka on taive-elimen jäljessä ja joka fokusoi taipuneet säteet; ainakin yhden valoilmaisinryhmän (23) sijoitettuna vastaanottamaan 20 taive-elimen (19) taivuttamat ja fokusointielimen (21) fokusoimat säteet ja joka tuottaa taipuneiden säteiden spektristä sisältöä edustavat sähköiset signaalit; sekä elektroniikkaelimen, joka ilmaisee ja prosessoi mainitun ainakin yhden ryhmän sähköiset signaalit, mainitun elektroniikkaelimen käsittäen välineet 25 kunkin sähköisen signaalin normalisointiin, jotka mainitut normalisointivälineet käsittävät välineet, jotka yhdessä varmistavat, että kukin optisen tien valonsäteestä tuotettu ja ainakin yhdellä valoilmaisimella sähköiseksi signaaliksi muunnettu sähköinen signaali on vastavuussuhteessa reaktioon vastaavassa reaktio-astiassa optisella tiellä ja riippumaton käytetystä optisesta tiestä ja ainakin yh-30 den valoilmaisimesta, joka tuottaa sähköisen signaalin.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet-t u siitä, että se lisäksi käsittää suljinelimen (17), joka on sijoitettu päästämään valonsäteet läpi peräkkäisessä järjestyksessä.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet-35 t u siitä, että suljinelin (17) käsittää pyörivän sylinterin, joka määrittelee säteittä!- 17 1C6579 set kanavat, jotka on akselin suunnassa sovitettu päästämään valonsäteet läpi peräkkäisessä jäijestyksessä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet-t u siitä, että pyörivä sylinteri käsittää useita samankeskisesti sovitettuja kiek- 5 koja, joista kustakin on poistettu sektori vastaavien säteittäisten kanavien määrittelemiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet-t u siitä, että mainittu ainakin yksi valoilmaisinryhmä (23) käsittää useita valoil-maisinryhmiä, jotka kukin liittyvät säderyhmään, ja että suljinelin (17) päästää 10 läpi peräkkäisessä järjestyksessä kussakin säderyhmässä olevat säteet siten, että vain yhden kunkin valonsäderyhmän valonsäteistä sallitaan kohdistuvan vastaavaan valoilmaisinryhmään kunakin ajanhetkenä.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet-t u siitä, että säde-elin käsittää: 15 leveän spektrikaistan omaavan valonlähteen (1); rakoelimen, joka määrittelee raon (3), joka on sijoitettu valonlähteen eteen ja joka päästää lävitseen raon muotoon mukautuneen valonsäteen (4); kollimointielimen (15), joka on rakoelimen jäljessä ja joka projisioi valonsäteen äärettömyyteen hajaantuvan säteen (6) muodostamiseksi; sekä 20 säteenjakoelimen, joka on kollimointielimen jäljessä ja joka jakaa ha jaantuvan säteen useiksi toisistaan erillään oleviksi säteiksi (16), jotka vastaavat mainittujen asemien lukumäärää.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet-t u siitä, että säteenjakoelin käsittää maskin (13), jossa on lineaarisesti sovitetut 25 aukot (15) siten, että kukin valonsäde (16) pääsee vastaavan reaktiovolyymin läpi.

8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet-t u siitä, että se lisäksi käsittää suodatinelimen, joka on kollimointielimen jäljessä ja joka tasapainottaa ilmaisinryhmän spektrivasteen valonlähteen kanssa.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet- t u siitä, että se lisäksi käsittää ainakin yhden peilin valonsäteen kulkutiellä valonsäteen taivuttamista varten.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet-t u siitä, että valonlähde (1) käsittää ksenonlampun.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet- t u siitä, että valoilmaisinryhmä (23) käsittää valoilmaisinelementtien lineaarisen 106579 18 ryhmän ja että valonlähde sisältää elimen, joka määrittelee raon (13) ja joka päästää lävitseen raon muotoon mukautuneen säteen (4), ja että mainitussa ryhmässä (23) on keskellä oleva elementti, joka on raon (3) optinen liittoele-mentti.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet- t u siitä, että taive-elin (19), fokusointielin (21) ja valoilmaisinryhmä (23) on sovitettu tuottamaan vähintään 10 nm spektrinen erotustarkkuus vähintään 390-690 nm spektrialueella.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valvontajärjestelmä, tunnet- 10. u siitä, että mainitut varmistusvälineet käsittävät ainakin yhden vahvistimen, ja että ainakin yhden vahvistimen vahvistus on asetettu joka kerta, kun uusi optinen tie on tullut käyttöön, vastaavan sähköisen signaalin tuottamiseksi.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen valvontajärjestelmä, tunne 11 u siitä, että mainitut normalisointivälineet käsittävät välineet normaaliar- 15 von valitsemiseksi jokaiselle tielle, ja että on varustettu arvojen taulukko vastaten vaadittua vahvistusta kullakin optisella tiellä siten, että vahvistus normalisoidaan.

15. Menetelmä, jolla valvotaan lukuisien näytteiden spektristä läpäisevyyttä ennalta määrätyn ajanjakson ajan, tunnettu siitä, että, että se kä- 20 sittää: useiden valonsäteiden (16) kehittämisen; useiden optisten valvontajärjestelmien sovittamisen radan varrelle, joissa kussakin asemassa on optinen tie, jonka muodostaa yksi radan suhteen poikittaissuuntaisista valosäteistä ja jolla kunkin näytteen optisia ominaisuuksia _____ 25 valvotaan; lukuisien reaktioastioiden siirtämisen (17), jotka kukin sisältävät reak-tiovolyymin, jossa on näyte, rataa pitkin ensimmäiseltä asemalta seuraavalle asemalle siten, että kukin reaktiovolyymi viipyy jaksottaisesti kullakin optisella tiellä vastaavan valonsäteen läpäisemistä varten; 30 vastaavien reaktiovolyymien läpäisemien säteiden taivuttamisen; taipuneiden säteiden fokusoimisen; taipuneiden ja fokusoitujen säteiden muuntamisen sähköisiksi signaaleiksi, jotka edustavat taipuneiden säteiden spektristä sisältöä; sekä näiden sähköisten signaalien ilmaisemisen, ja prosessoinnin normali- 35 soimalla jokainen sähköinen signaali varmistamalla, että kukin optisen tien valonsäteistä tuotettu ja ainakin yhdellä valoilmaisimella sähköiseksi signaaliksi Ί r r π 7 ο 1. v t J 19 muunnettu sähköinen signaali on vastaavuussuhteessa reaktioon vastaavassa reaktioastiassa optisella tiellä ja riippumaton käytetystä optisesta tiestä ja ainakin yhdestä valoilmaisimesta, joka tuottaa sähköisen signaalin.

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että se lisäksi käsittää vaiheen valosäteiden päästämiseksi läpi peräkkäisessä järjestyksessä.

17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaisuvaihe käsittää valoilmaisinelementtien ryhmän pyyhkäisemisen sen valonilmaisinelementin määrittämiseksi, joka tuottaa ennalta määrätyn kynnyk- 10 sen ylittävän sähköisen signaalin, ja että sen jälkeen ilmaistaan vain tästä va-lonilmaisinelementistä tuleva sähköinen signaali.

18. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ilmaisuvaihe käsittää vaiheen, jossa asetellaan kunkin valoilmaisinelementin ilmaiseman sähköisen signaalin vahvistus.

19. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu varmistusvaihe käsittää ainakin yhden vahvistimen ja että ainakin yhden vahvistimen vahvistus asetetaan joka kerta, kun uusi optinen tie otetaan käyttöön, vastaavan sähköisen signaalin tuottamiseksi.

20. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että mainittu normalisointivaihe käsittää välineet normaaliarvon valitsemiseksi kullekin optiselle tielle, ja että on varustettu arvojen taulukko vastaten vaadittua vahvistusta kullakin optisella tiellä siten, että vahvistus normalisoidaan. I. 25 20 1CCF7°