JP2022153483A - 流体組成センサ装置及びその使用方法 - Google Patents
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Abstract
Description
体アセンブリが内部センサ部分内から取り外され得る開口部を提供し、閉鎖構成にある流体組成センサは、交換可能な収集媒体アセンブリを、少なくとも横方向、垂直方向、及び角度方向において、収集媒体アセンブリドック要素に対する移動に対して制約するように構成されている。特定の実施形態では、流体組成センサが開放構成にあるとき、取り外し可能な流体流構成要素は、内部センサ部分内から取り外し可能であるように構成されてもよい。更に、特定の実施形態では、取り外し可能な流体流構成要素は、第1の流体流構成要素部分と第2の流体流構成要素部分とを含んでもよく、第1の流体流構成要素部分は、取り外し可能な流体流構成要素の内部への選択的アクセスを容易にするために、第2の流体流構成要素から分離可能であるように構成されている。様々な実施形態では、流体組成センサは、流体組成センサが閉鎖構成にあるとき、垂直圧縮力が交換可能な収集媒体アセンブリに加えられて、交換可能な収集媒体アセンブリを垂直方向に少なくとも部分的に拘束するように構成されてもよい。
可能な収集媒体アセンブリの収集媒体に向けて方向付けることと、流体体積内の複数の粒子のうちの1つ以上の粒子を、収集媒体によって受容することと、収集媒体によって受容された複数の粒子のうちの1つ以上の粒子の画像を、センサ内に配置された撮像装置を使用してキャプチャすることと、画像に少なくとも部分的に基づいて、流体体積の複数の粒子の少なくとも1つの粒子特性を決定することと、流体体積の複数の粒子の少なくとも1つの粒子特性を決定する際に、センサを開放構成に再構成することと、交換可能な収集媒体アセンブリを第2の交換可能な収集媒体アセンブリと交換することと、を含み、第2の交換可能な収集媒体アセンブリは少なくとも1つの位置合わせ機能を部備え、交換可能な収集媒体アセンブリを第2の交換可能な収集媒体アセンブリと交換することは、少なくとも1つの位置合わせ機能部に少なくとも部分的に基づいて、第2の交換可能な収集媒体アセンブリをセンサの一部分内に位置付けることを含む。
くとも一部分を画定するように構成されたインパクタノズルを更に備えてもよく、インパクタノズルは、収集媒体に対して少なくとも実質的に垂直な流体流方向に、流体体積を収集媒体に向けて方向付けるように構成されている。特定の実施形態では、インパクタノズルは、流体組成センサ内に配置された撮像装置の視野形状と少なくとも実質的に同様のノズル出口形状によって少なくとも部分的に画定されたインパクタノズル出口を備えてもよい。特定の実施形態では、インパクタノズルは、流体組成センサ内に配置された撮像装置の視野領域と少なくとも実質的に同様のノズル出口領域によって少なくとも部分的に画定されたインパクタノズル出口を備えてもよい。
と、流体組成センサ内の内部センサ部分の隣接部分に対して押圧力を加えて、流体組成センサの撮像装置に対して交換可能な収集媒体アセンブリを少なくとも一方向に拘束するように構成された少なくとも1つの圧縮要素と、交換可能な収集媒体アセンブリのセンサからの取り外しを妨げるように構成されたラッチと、を備え、少なくとも1つの位置合わせ機能部のそれぞれは、流体組成センサ内に配置された対応する要素と係合して、収集媒体アセンブリと対応する要素との間の少なくとも垂直方向の相対移動を制約するように構成されている。様々な実施形態では、収集媒体アセンブリは、交換可能な収集媒体アセンブリを一意に識別するように構成された1つ以上の識別要素を更に備えてもよく、1つ以上の識別要素は、撮像装置によって読み取られるように更に構成されている。
」として本明細書に記載される任意の実装は、必ずしも他の実装よりも好ましくないか又は有利ではない。本明細書で使用するとき、「流体」は、単一の流れで気体、液体、又は気体と液体との組み合わせとして具体化されてもよい。したがって、用語「流体」は、液体及び/又は気体(例えば、空気、油など)などが挙げられるが、これらに限定されない、流動しやすい様々な材料を包含する。したがって、様々な実施形態は、ガス検知システム(例えば、特定の実施形態は、空気を用いる動作のために具体的に構成されている、他の実施形態は、不活性ガス、揮発性ガス、及び/又は同様のものなどの他のガスを用いる動作のために構成されている)、及び/又は液体検知システムなどの流体検知システムに関する。
概要
流体組成センサ
受容された流体体積内に存在する複数の粒子のうちの1つ以上の粒子の画像をキャプチャするように更に構成されてもよい。図1に示されるように、流体組成センサ10は、本明細書に記載される例示的な流体組成センサ10の1つ以上の構成要素が少なくとも部分的に配置され得る内部センサ部分を画定する筐体11を備えてもよい。様々な実施形態では、筐体は、剛性材料(例えば、硬質プラスチック材料)かつ/又は弾性材料(例えば、筐体の上端及び下端に保護スリーブを形成する弾性ポリマー材料)を含んでもよい。様々な実施形態では、筐体11は、上面及び底面を備えてもよく、それらの間には1つ以上の側壁が実質的に垂直方向に延在する。本明細書に記載されるように、流体組成センサ筐体11の1つ以上の側壁は、流体組成センサ10の高さの少なくとも一部分を画定してもよく、センサ10の高さはz方向に延在する。同様に、流体組成センサ筐体11の底面は、流体組成センサ10の長さ及び幅の両方の少なくとも一部分を画定する少なくとも実質的に水平な面に沿って延在してもよく、センサ10の長さ及び幅は、それぞれx方向及びy方向に延在する。流体組成センサ10の筐体11は、開口部として具体化されたセンサ流体入口18を含んでもよく、流体組成センサは、この開口部を通じて周囲環境から流体体積を受容し得る。本明細書に記載されるように、流体組成センサ10は、本明細書に記載の流体組成センサ10の1つ以上の構成要素がコントローラ50に電子的及び通信可能に接続され得るように、電源(例えば、本明細書で論じる電池80)及びコントローラ50を備えてもよい。
よく、流体体積が流体流構成要素入口41Aからインパクタノズル112へと移動し得るように、流体流路90を画定してもよい。インパクタノズル112は、取り外し可能な流体流構成要素40及びノズル出口から流体体積を受容するように構成されたノズル入口を備えてもよく、ノズル入口は、ノズル出口の断面積よりも大きい断面積を備える。インパクタノズル112は、複数の粒子を含有する流体体積が、収集媒体131に対して少なくとも実質的に垂直な流体流方向にその中を通って通過するように構成されてもよい。説明されるように、インパクタノズル112の可変断面積は、流体体積内の複数の粒子のうちの少なくとも一部分の粒子が、収集媒体131に衝突して収集媒体中に配置されるのに十分な運動量を含むように、ノズル112を通って流れる流体体積(例えば、ノズル内の複数の粒子)の速度を増加させ、層流を誘導する構成であってもよい。例えば、流体体積は、流体体積内の複数の粒子の少なくとも一部が収集媒体131内に配置されるように、インパクタノズル112の出口から移動し、収集媒体131の表面の少なくとも一部分を通過してもよい。
、照明源60から出射された光線61を利用するように構成されてもよい。
又は流体組成センサ10から取り外され得るカセットの一部として)、したがって、流体組成センサ10は、撮像装置300に対する収集媒体131の所望の位置決めを維持するために(例えば、収集媒体131の底面が、撮像装置300の撮像面と接触するか、又は近接している(例えば、5mm以内、3mm以内、1mm以内など)ように)、1つ以上の位置合わせ機能部、支持機能部、かつ/又は同様のものを画定してもよい。このような位置合わせ機能部かつ/又は支持機能部は、撮像装置300に対して所望の位置に収集媒体131を位置付けるように構成された1つ以上の溝、スロット、隆起部、かつ/又は同様のものを備えてもよい。様々な実施形態では、流体組成センサ10(例えば、撮像装置300)は、複数の粒子の多数の粒子の画像を、永続的かつ/又は一時的に、同時にキャプチャするための指定された視野を有してもよい。収集媒体131は、収集媒体131の少なくとも一部分が撮像装置300の視野内にあるように、撮像装置300に対して流体組成センサ10内に位置付けられてもよい。更に、収集媒体131は、センサ10を通って流れる流体体積からの粒子がその中に配置される収集媒体131の一部分(例えば、少なくとも一部分)が撮像装置300によって見えるように(すなわち、視野内にあるように)、撮像装置300に対して配置され得る。様々な実施形態において、撮像装置300の視野は矩形であってもよく、最大1:20のアスペクト比を含むように構成されてもよい。アスペクト比は、流体流速、圧力低下、かつ/又は流体流路の少なくとも一部分に沿って(例えば、インパクタノズル112を通って)移動する流体体積に関連するレイノルズ数に少なくとも部分的に基づいて、撮像装置300の視野を最適化するように選択的に構成されてもよく、これらはそれぞれ、流性能及び粒子収集を最大化するために最適化されてもよい。例えば、様々な実施形態において、撮像装置300の視野は、3:4のアスペクト比を有してもよい。
る流体体積から粒子を受容するように構成された収集媒体131の一部分の収束を容易にするために、流体組成センサ10は、インパクタノズル112の中心軸が撮像装置300の視野と少なくとも実質的に位置合わせされるように構成されてもよい。本明細書に記載されるように、前述の構成要素のそれぞれの適切な位置合わせを確実にするために、流体組成センサ10は、収集媒体131、インパクタノズル112、及びセンサ内の撮像装置300をx方向、y方向、z方向、及び角度方向のそれぞれに(例えば、粒子収集かつ/又は粒子分析機能の実行中に一時的に)固定するように構成されてもよい。例えば、流体組成センサ10は、収集媒体131が、撮像装置300及びインパクタノズル112の出口の両方からそれぞれ所定の距離離れて配置されるように構成されてもよく、収集媒体131と撮像装置300との間の距離と、収集媒体131とインパクタノズル112の出口との間の距離との両方は、本明細書に記載されるように、センサ10の粒子収集及び粒子分析機能を最適化するために較正される。
体30の平面との間の平面接続を可能にする隠れヒンジ(例えば、バレルヒンジ)である。しかしながら、他の実施形態では、他のヒンジ構成が提供されてもよいことを理解されたい。更に、図示されていないが、ヒンジ構成は、1つ以上の電気コネクタ、電気的接続部などを更に備えてもよく、これにより、下側センサ筐体30と上側センサ筐体20との間で電力かつ/又は制御信号を伝達することが可能になることを理解されたい。図示されるように、上側センサ筐体20及び下側センサ筐体30は、例示的な流体組成センサ10が閉鎖構成にあるとき、2つのセンサ筐体部分20、30間の境界面が少なくとも実質的に水平面を画定するように構成される。様々な実施形態では、流体組成センサは、上側センサ筐体20を下側センサ筐体30に対して適所に固定するように構成されたラッチ機構17を備えてもよく、これにより、センサ10は閉鎖構成でロックされる。ラッチ機構17は、本明細書に記載されるように、流体組成センサ10を閉鎖構成から開放構成に選択的に再構成するために、ラッチ機構17とのユーザ相互作用の検出に少なくとも部分的に基づいて(例えば、ラッチ17に機械的に接続されたセンサ筐体11の周りに配置されたボタンを介して)係合解除するように構成されてもよい。機械的ラッチ機構として図示されているが、ラッチ機構17は、上側センサ筐体20を下側センサ筐体30に固定してそれらの間の相対移動を防止するように構成された任意の手段として具体化されてもよいことを理解されたい。
するように、流体流構成要素40の出口に固定シールを生成するように機能し得る。
集媒体アセンブリドック要素200に対して径方向に移動することを防止する物理的障壁として機能する。
視野内にあってもよいように、内部センサ部分13内に(例えば、下側センサ部分30内に)配置されてもよい。更に、インパクタノズルが交換可能な収集媒体アセンブリ100の入口として含まれる様々な実施形態では、収集媒体アセンブリドック要素200は、インパクタノズル(例えば、その中心ノズル軸)が、本明細書に記載されるように、下側センサ筐体30内に配置された撮像装置(例えば、視野)と流体流構成要素40の出口との両方と少なくとも実質的に位置合わせされるように、内部センサ部分13内に配置されてもよい。更に、このような構成では、収集媒体アセンブリドック要素200は、流体組成センサ10が閉鎖構成にあるときに、照明源60から出射された光線61が、インパクタノズルの入口及び出口の両方を通って延在すると、撮像装置の視野と少なくとも実質的に位置合わせされる収集媒体131の一部分と係合するように、内部センサ部分13内に配置されてもよい。
、下側センサ筐体30内に配置された収集媒体131の少なくとも一部分と位置合わせされてもよい。様々な実施形態では、流体組成センサ10は、2工程の取り付け動作が、順番に実行されるときにセンサ10の閉鎖構成での配置を容易にする2つの動作によって定義され得るように構成されてもよい。更に、様々な実施形態では、流体組成センサ10は、2工程の取り付け動作の2つの動作を逆の順序で実行することによって、センサ10が再構成されて開放構成を定義し得るように構成され得る。例えば、様々な実施形態では、例示的な流体組成センサ10は、カメラレンズを一眼レフ(SLR)カメラに取り付けるために使用されるものと同様の2工程取り付け動作、又は小児用安全ピルボトルを開くために必要とされる連続的な双方向動作を使用して、閉鎖構成で構成されてもよい。上側センサ筐体20は、上側センサ筐体20の周囲に配置された係合機構のうちの1つ以上を下側センサ部分30の1つ以上の対応する係合機構に対して位置決めすることによって、及び、流体組成センサ10の中心縦軸の周りで上側センサ筐体20をある角距離、例えば90度で回転させることによって、閉鎖センサ構成を定義するように下側センサ筐体30に取り付けられてもよい。様々な実施形態では、上側センサ筐体20は、例えば、ロック位置に90度回転されると、センサ10の内部制御回路と電子通信を確立することができる1つ以上の電子構成要素を備えてもよい。
センサ10は、内部センサ部分13内にスライド400(例えば、収集媒体)を配置するように更に構成されてもよく、これにより、スライド400は、インパクタノズル112の出口、撮像装置300、照明源と位置合わせされてもよい。様々な実施形態では、流体組成センサは、センサ10の筐体11から使い捨てスライド400を取り外すのを容易にするように構成されたスライド排出ボタン410を更に備えてもよい。様々な実施形態では、本明細書に記載されるように、流体組成センサ10の粒子収集機能の開始時に、センサは、例えば、粒子収集及び粒子分析機能の両方が完了したという判定がコントローラによって行われるまで、内部センサ部分13内に配置されたスライド400を解放するよう機能しないように、スライド排出ボタン410をロックするように構成されてもよい。
も実質的にインパクタノズルに向かう方向に流体体積を分配するように構成されてもよい。例えば、様々な実施形態において、流体流構成要素出口42は、インパクタノズルのノズル入口と少なくとも実質的に位置合わせされるように構成されてもよい。更に、様々な実施形態において、流体流構成要素出口42のサイズ及び形状は、ノズル入口サイズ及び形状と少なくとも実質的に同様であってもよい。本明細書に記載されるように、様々な実施形態では、流体組成センサ10は、少なくとも部分的に、取り外し可能な流体流構成要素40に圧縮力を加えて流体流構成要素出口42に固定シールを作成するように構成されてもよく、これにより、流体流構成要素出口42からインパクタノズルに流れるサンプル流体体積が、周囲流体体積から流体的に隔離されたままであることが確実になる。更に、様々な実施形態では、流体組成センサ10のインパクタノズルは、本明細書に記載されるように、単一のセンサ構成要素を画定するように、取り外し可能な流体流構成要素40に接続されてもよい。
流体組成センサによる交換可能な収集媒体アセンブリの受容
ト部分110、下側カセット部分120、粒子収集スライド130を備える交換可能なカセットとして具体化されてもよい。様々な実施形態では、上側カセット部分110及び下側カセット部分120は、粒子収集スライド130を内部に受容及び固定するように構成された収集媒体筐体を集合的に画定してもよい。本明細書に記載されるように、上側カセット部分110は、流体体積を受容するように、かつ/又は粒子収集スライド130上に配置された収集媒体の受容領域に向けて流体体積を方向付けるように構成されてもよく、これにより、上側カセット部分によって受容された流体体積内の粒子の少なくとも一部分が、収集媒体内に埋め込まれる。更に、交換可能な収集媒体アセンブリ100の下側から、粒子収集スライド130上に配置された複数の粒子の画像を撮影することができるように、下側カセット部分120は、下側カセット部分120を通って延在する開口部を備えてもよい。
せされ得る。このような構成は、交換可能な収集媒体アセンブリ100が、収集媒体アセンブリドック要素200内に固定されたままである間に、粒子収集スライド130(例えば、収集媒体)の受容領域内に埋め込まれた複数の粒子の画像を撮像装置300がキャプチャすることを可能にすることによって、本明細書に記載される流体組成センサ10の粒子分析機能を容易にする。様々な実施形態では、収集媒体アセンブリドック要素200は、撮像装置300を汚染から保護するように、収集媒体アセンブリドック要素200の上面で撮像開口部を覆うように構成された透明保護カバー201を更に備えてもよい。
交換可能な収集媒体アセンブリ
00を示す。本明細書に記載されるように、交換可能な収集媒体アセンブリ100は、収集媒体と、収集媒体(例えば、収集媒体が配置され得る粒子収集スライド)を収容して筐体に対して固定するように構成された収集媒体筐体(例えば、フレーム要素)を備えてもよい。更に、様々な実施形態では、収集媒体筐体は、流体組成センサ内の交換可能な収集媒体アセンブリ100の輸送及び位置決めを容易にするように構成されてもよい。
実質的に位置合わせされてもよく、それぞれ、上側及び下側カセット部分110、120を、収集媒体アセンブリドック要素200(したがって、本明細書に記載されるように、それに隣接して位置付けられた撮像装置)に対して所望の角度構成に位置合わせさせるように、周辺位置合わせ要素の一部分を受容してもよい。そのような構成では、周辺位置合わせ凹部113、123は、収集媒体アセンブリドック要素200の周辺位置合わせ要素を少なくとも部分的に取り囲むことができる。収集媒体アセンブリ100が、収集媒体アセンブリドック要素200に対して角度方向に回転し始める例示的な状況では、例えば、周辺位置合わせ凹部113、123の縁部を画定する交換可能な収集媒体アセンブリ100の少なくとも一部分は、隣接する周辺位置合わせ要素と係合することができ、これにより、交換可能な収集媒体アセンブリ100が、収集媒体アセンブリドック要素200に対して角度方向に移動することを防止する物理的障壁として作用する。
するそれぞれの取り付け機能部を有してもよい。例えば、1つ以上の取り付け機能部は、2つのカセット部分110、120間の半永久的係合を容易にするように構成された1つ以上の幾何学的機能部(例えば、突出隆起部、凹み、かつ/又は同様のもの)を備えてもよい。様々な実施形態では、それらの間に配置された粒子収集スライド130と一緒に組み立てられると、上側カセットアセンブリ110及び下側カセットアセンブリ120は、スライドが上側又は下側カセット部分110、120のいずれかに対して任意の方向に移動できないように、粒子収集スライド130を少なくとも実質的に完全に拘束するように集合的に構成されてもよい。
ために、上側カセット部分と一緒に組み立てられ得るように構成されてもよい。様々な実施形態では、下側カセット部分120は、下側カセット部分120と上側カセット部分との間の接続を容易にするように構成された1つ以上の取り付け機能部を備えてもよい。例えば、1つ以上の取り付け機能部は、下側カセット部分120と上側カセット部分との半永久的係合を容易にするように構成された1つ以上の幾何学的機能部(例えば、突出隆起部、凹み、かつ/又は同様のもの)を備えてもよい。図10Aに示されるように、下側カセット部分120の1つ以上の取り付け機能部は、下側カセット部分120の外周の少なくとも一部分の周りに延在する、例えば隆起部などの幾何学的外形を備えてもよい。様々な実施形態では、下側カセット部分120の1つ以上の取り付け機能部は、下側カセット部分120の上側カセット部分への固定された構成での組み付けを容易にするように、上側カセット部分によって画定される取り付け機能部の少なくとも1つに対応してもよい。
定されてもよい。流体入口111は、流体体積が、収集媒体に対して少なくとも実質的に垂直な流体流方向にその中を通って通過するように構成されてもよい。そのような例示的な状況では、上側カセット部分110は、上側カセット部分110及び下側カセット部分120が互いに取り付けられ、それらの間に粒子収集スライドが配置されているときに、上側カセット部分110の流体入口111が、粒子収集スライド(例えば、粒子収集スライド上に配置された収集媒体の受容面)から所定の距離離れて位置付けられるように構成されてもよい。流体入口111は、本明細書に記載されるように、全体が撮像装置の視野内にある収集媒体の受容面上の領域に向けて流体体積を方向付けるように、寸法111A及び111Bによって少なくとも部分的に画定されてもよい。例えば、寸法111A、111Bは、撮像装置のアスペクト比に少なくとも部分的に基づいて構成されてもよい。
リドック要素200は流体組成センサ内に構成されてもよく、これにより、その中に挿入された交換可能な収集媒体アセンブリが、収集媒体アセンブリドック要素200に対してx方向、y方向、z方向、及び角度方向のそれぞれに移動することを防止することができる。
載されるように、内部粒子撮像距離125は、流体組成センサの粒子分析機能を容易にするために、収集媒体内に埋め込まれた複数の粒子に対する撮像装置300の撮像能力を最適化するために選択的に指定されてもよい。
媒体に衝突する前に、そこから例示的な流体体積が分配される流体入口111の構成に対応してもよい。例えば、収集媒体の受容領域は、流体入口111の形状に対応する形状を有する外周によって少なくとも部分的に画定されてもよい。更に、様々な実施形態では、受容領域のサイズかつ/又は収集媒体に衝突する流体体積内の粒子の割合は、流体入口111と収集媒体との間の距離によって画定される内部粒子撮像距離115に少なくとも部分的に対応してもよい。様々な実施形態では、本明細書に記載される内部粒子収集距離115は、収集媒体内に埋め込まれる流体体積からの粒子の割合を最大化するように構成されてもよい。上述のように、流体組成センサは、撮像装置300の視野及び収集媒体の受容領域の収束を容易にするように構成されてもよい。例えば、様々な実施形態では、流体入口111の中心軸は、撮像装置300の視野と少なくとも実質的に位置合わせされてもよい。更に、流体入口111は、撮像装置300の視野と少なくとも実質的に同様の形状を備えるように構成されてもよい。例えば、視野が3:4のアスペクト比によって画定される例示的な状況では、流体入口111は、撮像装置300の構成に対応する3:4の高さ対幅比を有する矩形断面を備えてもよい。
集機能を最適化することができる。
コントローラ
せ)、又は他の入力-出力機構を挙げてもよい。プロセッサ52、(処理回路を利用して
もよい)入力-出力回路53、又はその両方は、非一時的コンピュータ可読記憶媒体(例えば、メモリ51)に記憶されたコンピュータ実行可能プログラムコード命令(例えば、ソフトウェア、ファームウェア)を介して1つ以上のユーザインターフェース要素の1つ以上の機能を制御するように構成されてもよい。入力-出力回路53は、任意選択的なものであり、いくつかの実施形態では、コントローラ50は、入力-出力回路を含まなくてもよい。例えば、コントローラ50がユーザと直接対話しない場合、コントローラ50は、1人以上のユーザが直接対話する1つ以上の他の装置によって表示するためのユーザインターフェースデータを生成し、生成したユーザインターフェースデータをそれらの装置のうちの1つ以上に送信してもよい。例えば、コントローラ50は、ユーザインターフェース回路を使用して、1つ以上の表示装置によって表示するためのユーザインターフェースデータを生成し、生成されたユーザインターフェースデータをそれらの表示装置に送信してもよい。
、1つ以上の結像技術を使用して、収集媒体131内の複数の粒子のうちの1つ以上の粒子のそれぞれの粒子嵌入深度を決定するように更に構成されてもよい。粒子撮像回路56は、例えば、1つ以上の結像技術を実行するためのメモリ51内に記憶された命令を実行するように構成されてもよい。様々な実施形態では、1つ以上の結像技術は、例えば、角スペクトル伝搬(ASP)などの1つ以上の計算手法を含んでもよい。他の実施形態では、オプトメカニカル調整を結像技術として使用してもよい。様々な実施形態では、粒子撮像回路56は、1つ以上の結像技術を使用して、収集媒体内の複数の粒子のうちの1つ以上の粒子のそれぞれに対する焦点深度122を決定してもよい。1つ以上の粒子のそれぞれに対する焦点深度を決定すると、粒子撮像回路56は、例えば、収集媒体厚さ及び透明基板108と撮像装置300との間の距離などの、流体組成センサ10の既知の寸法を使用して、収集媒体131内の複数の粒子のうちの1つ以上の粒子のそれぞれの嵌入深度121を計算するように構成されてもよい。様々な実施形態では、例えば、収集媒体131内の粒子の嵌入深度121は、収集媒体厚さ、透明基板厚さ、及び透明基板108と撮像装置300との間の距離の合計から、粒子の測定焦点深度122を差し引くことによって計算されてもよい。粒子撮像回路56は、データを撮像装置データリポジトリ107に送信する、かつ/又は撮像装置データリポジトリ107から受信してもよい。様々な実施形態では、粒子撮像回路56は、1つ以上の機械学習技術を使用して粒子の1つ以上の粒子特性を決定するように構成されてもよい。様々な実施形態では、粒子の1つ以上の粒子特性を決定するために粒子撮像回路56によって使用される1つ以上の機械学習技術は、例えば、粒子タイプ、粒子速度、粒径、粒子形状、かつ/又はコントローラ50によって生成、送信かつ/又は受容された任意の他のデータなどの、1つ以上の既知の粒子特性の1つ以上の標識されたデータセットと共に教師あり深層学習(deep supervised learning)を使用することを含んでもよい。
構成されてもよいか、又は収集媒体特性データベース54と通信してもよい。収集媒体特性データベース54は、少なくとも部分的にシステムのメモリ51に記憶されてもよい。いくつかの実施形態では、収集媒体特性データベース54は、流体組成センサ10から遠く離れていてもよいが、流体組成センサ10と接続されている。収集媒体特性データベース54は、1つ以上の粒子嵌入深度-運動量関係ルックアップテーブルなどの情報を含んでもよい。様々な実施形態では、粒子嵌入深度-運動量関係ルックアップテーブルは、特定の収集媒体タイプに対する粒子嵌入深度と粒子初期運動量(すなわち、収集媒体131の受容面における粒子の運動量であって、粒子は、本明細書に記載されるように、収集媒体131によって受容面で受容される)との間の関係を定義するために使用されるデータマトリックスを含んでもよい。様々な粒子嵌入深度-運動量関係ルックアップテーブルは、様々な収集媒体タイプに対する粒子嵌入深度と粒子初期運動量との間の関係を定義するために使用されるデータ行列を含んでもよい。
/又は分類する(例えば、システムは、通常の動作中に撮像装置データリポジトリ107とアクティブに通信しなくてもよい)ように構成され得るように、流体組成センサ10は、機械学習を使用して粒子を識別かつ/又は分類してもよい。
結論
Claims (3)
- 流体粒子特性を検出するための装置であって、
流体体積を受容するように構成された流体組成センサであって、
内部センサ部分内に配設され、流体流路の少なくとも一部分を画定するように構成された交換可能な流体流構成要素と、
交換可能な収集媒体アセンブリを受容するように構成された収集媒体アセンブリドック要素であって、前記交換可能な収集媒体アセンブリが、粒子収集位置において前記内部センサ部分内に配置されるように、前記流体体積内の複数の粒子のうちの1つ以上の粒子を受容するように構成された収集媒体を含む、収集媒体アセンブリドック要素と、
前記収集媒体によって受容された前記複数の粒子のうちの前記1つ以上の粒子の少なくとも一部分の画像をキャプチャするように構成された撮像装置と、
前記画像に少なくとも部分的に基づいて、前記流体体積の前記複数の粒子の少なくとも1つの粒子特性を決定するように構成されたコントローラと、を備える流体組成センサを備え、
前記流体流路の少なくとも一部分は、前記収集媒体に少なくとも実質的に向かっている流体流方向に延在し、
前記収集媒体アセンブリドック要素は、前記交換可能な収集媒体アセンブリと前記撮像装置との間の横方向の相対移動を拘束するように構成されている、装置。 - 前記収集媒体アセンブリドック要素は、前記収集媒体アセンブリドック要素に対する移動に対して前記交換可能な収集媒体アセンブリを拘束するように、前記交換可能な収集媒体アセンブリと係合するように構成された1つ以上の位置合わせ機能部を備え、前記装置は、内部センサ部分を画定し、前記流体体積を受容するように構成された流体入口を含む筐体を更に備え、前記筐体は、開放筐体構成と閉鎖筐体構成との間で選択的に構成可能であり、前記開放筐体構成は、前記交換可能な収集媒体アセンブリが前記内部センサ部分内から取り外され得る開口部を提供し、前記閉鎖構成にある前記流体組成センサは、前記交換可能な収集媒体アセンブリを、少なくとも前記横方向、垂直方向、及び角度方向において、前記収集媒体アセンブリドック要素に対する移動に対して拘束するように構成されている、請求項1に記載の装置。
- 流体粒子特性を検出するための方法であって、
センサによって流体体積を受容することと、
前記流体体積を、インパクタノズルを介して、交換可能な収集媒体アセンブリの収集媒体に向けて方向付けることと、
前記流体体積内の複数の粒子のうちの1つ以上の粒子を、前記収集媒体によって受容することと、
前記収集媒体によって受容された前記複数の粒子のうちの前記1つ以上の粒子の画像を、前記センサ内に配置された撮像装置を使用してキャプチャすることと、
前記画像に少なくとも部分的に基づいて、流体体積の前記複数の粒子の少なくとも1つの粒子特性を決定することと、
流体体積の前記複数の粒子の前記少なくとも1つの粒子特性を決定する際に、前記センサを開放構成に再構成することと、
前記交換可能な収集媒体アセンブリを第2の交換可能な収集媒体アセンブリと交換することと、を含み、
前記第2の交換可能な収集媒体アセンブリは少なくとも1つの位置合わせ機能部を備え、前記交換可能な収集媒体アセンブリを前記第2の交換可能な収集媒体アセンブリと交換することは、前記少なくとも1つの位置合わせ機能部に少なくとも部分的に基づいて、前記第2の交換可能な収集媒体アセンブリを前記センサの一部分内に位置付けることを含む、方法。
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