JP5926810B2 - 組込式光学センサ - Google Patents
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- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/65—Raman scattering
Description
流体の特性および流体内の外来の混入物を検査するために、消費者に対してキットが販売されてもよい。キットには、上述と同様の光学センサ(たとえば、センサ200)が、含まれていてもよい。光学センサは、VLSI(超大規模集積回路)等の標準的な製造工程による回路基板上に、シリコン基板が実装可能となるように、変更されてもよい。また、流体試料を分析するように構成された処理部が、回路基板上に実装され、光源と回路基板上の光学センサの周辺に配置された光センサとに対して動作可能に接続されてもよい。回路基板は、筐体内に封入されていてもよく、筐体には、被験流体の試料挿入用の孔、検査を初期化するためのユーザインタフェース、および検査結果を表示するためのディスプレイが、設けられていてもよい。また、キットには、光学センサの標準的操作手順を規定した取扱説明書、および、表示された結果の解釈法のリストが、含まれていてもよい。具体的には、消費者とは、家屋内の水質検査をする住宅所有者、プールの水の化学レベルを検査するプール所有者、エンジンの使用や保守に関係する様々な流体の特性を検査する整備工や整備工場所有者(たとえば、エンジンオイル、冷却液、トランスミッション液)、および流体の特性を検査する他の同様の消費者等であってもよい。
製薬会社は、製造ラインに沿った様々な箇所に、センサアセンブリが、液体薬品の製造に用いる流体の特性を検査するために配置されるように、製造ラインを設計することがある。上述したような光学センサ(たとえば、センサアセンブリ300)は、特定の時点で、ある量の流体が、製造ラインからセンサアセンブリへと移送されるべく、バルブアセンブリを備えるように修正されてもよい。流体について、その特性および外来の混入物を検査することがある。製造ライン用の制御プロセッサは、センサアセンブリと連通していてもよく、外来の混入物が検出されると、混入物の原因がわかり、製造ラインにおける全ての汚染されたエリアが洗浄されるまで、製造は停止するようになっている。
水および下水浄化施設等の公益事業社は、浄化工程全体の様々な場所に、種々の工程での水質を検査するように、センサアセンブリを採用してもよい。上述のような光学センサ(たとえば、センサアセンブリ300)は、特定の時点で、ある量の水が、浄化工程から光学センサアセンブリへと移送されるべく、バルブアセンブリを備えるように修正されてもよい。水について、水質および外来の混入物のレベルが検査されてもよい。水質および混入物のレベルは、その浄化段階での許容レベルと比較されてもよく、浄化工程は、それに応じて調整されてもよい。
Claims (22)
- 被験流体物質を移送するように構成されたチャネルと、
前記チャネル近傍に配置され、輻射を前記チャネルを通じて導くように構成された第1の導波路と、
前記第1の導波路上に画定され、前記第1の導波路の前記輻射の第1の波長を選択するように第1のキャビティを可変に画定するように構成された第1の同調格子と、
前記チャネル近傍に配置された第2の導波路と、
前記第2の導波路上に画定され、前記第2の導波路の第2の波長を選択するように第2のキャビティを可変に画定するように構成された第2の同調格子と、
前記第1の同調格子の近傍に配置されており、前記第1の同調格子を独立して変化させ、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された第1の同調素子と、
前記第2の同調格子の近傍に配置されており、前記第2の同調格子を独立して変化させ、それにより、前記第2の同調格子の共鳴を変更するように構成された第2の同調素子と、を備え、前記第1の同調素子および第2の同調素子はそれぞれ、機械式同調素子、光学同調素子、および電気同調素子の少なくとも1つを備え、
前記第2の導波路は、前記チャネルに対して前記第1の導波路と反対側に配置され、前記第1の導波路によって前記流体物質を通過するように導かれた輻射を受け取るように構成される、光学センサ。 - 被験流体物質を移送するように構成されたチャネルと、
前記チャネル近傍に配置され、輻射を前記チャネルを通じて導くように構成された第1の導波路と、
前記第1の導波路上に画定され、前記第1の導波路の前記輻射の第1の波長を選択するように第1のキャビティを可変に画定するように構成された第1の同調格子と、
前記チャネル近傍に配置された第2の導波路と、
前記第2の導波路上に画定され、前記第2の導波路の第2の波長を選択するように第2のキャビティを可変に画定するように構成された第2の同調格子と、
前記第1の同調格子の近傍に配置されており、前記第1の同調格子を独立して変化させ、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された第1の同調素子と、
前記第2の同調格子の近傍に配置されており、前記第2の同調格子を独立して変化させ、それにより、前記第2の同調格子の共鳴を変更するように構成された第2の同調素子と、を備え、前記第1の同調素子および第2の同調素子はそれぞれ、機械式同調素子、光学同調素子、および電気同調素子の少なくとも1つを備え、
前記第1の導波路および前記第2の導波路は、前記チャネルに対して同じ側に配置され、前記第2の導波路は、輻射を前記チャネルを通じて導くように構成される、光学センサ。 - 前記第1の同調素子は、前記第1の同調格子の近傍に配置されており、前記第1の同調格子を加熱し、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された熱部材を備える、請求項1又は請求項2記載の光学センサ。
- 前記第1の同調素子は、前記第1の同調格子の近傍に配置されており、電流を受け前記第1の同調格子を加熱し、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された薄膜抵抗を備える、請求項1又は請求項2に記載の光学センサ。
- 前記第1の導波路は、光ファイバにより供給された輻射が前記第1の導波路を通じて前記第1の同調格子へと伝播するように、前記光ファイバを受容するように形成された受容面を備える、請求項1又は請求項2に記載の光学センサ。
- 前記チャネルは、化学的接着層を備える、請求項1又は請求項2に記載の光学センサ。
- 前記第1の同調格子の近傍に配置されており、前記第1の同調格子を加熱し、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された第1の熱部材と、
前記第2の同調格子の近傍に配置されており、前記第2の同調格子を加熱し、それにより、前記第2の同調格子の共鳴を変更するように構成された第2の熱部材とをさらに備え、
前記第1の同調格子の前記共鳴は、前記第2の同調格子の前記共鳴とは異なる、請求項1又は請求項2に記載の光学センサ。 - 前記第1の同調格子の近傍に配置されており、第1の電流を受け前記第1の同調格子を加熱し、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された第1の薄膜抵抗と、
前記第2の同調格子の近傍に配置されており、第2の電流を受け前記第2の同調格子を加熱し、それにより、前記第2の同調格子の共鳴を変更するように構成された第2の薄膜抵抗とをさらに備え、
前記第1の同調格子の前記共鳴は、前記第2の同調格子の前記共鳴とは異なる、請求項1又は請求項2に記載の光学センサ。 - 前記第1の同調格子の前記共鳴は、前記第2の同調格子の前記共鳴と異なる、請求項2に記載の光学センサ。
- さらに、前記第1の導波路および前記第2の導波路によって前記チャネルを通じて導かれた輻射を同時に検出し、それにより、前記流体物質の並行検査を促進するように構成された少なくとも1つのセンサを備える、請求項9に記載の光学センサ。
- 前記流体物質の前記並行検査は、ラマン散乱分析、白色光分光分析、および吸収分析の少なくとも1つを含む複数の光学分析方法を用いた並行検査を含む、請求項10に記載の光学センサ。
- 放射線源と、
センサと、
前記放射線源および前記センサ間に配置された少なくとも1つの光学センサとを備え、前記の少なくとも1つの光学センサは、
被験流体物質を移送するように構成されたチャネルと、
前記チャネル近傍に配置され、輻射を前記チャネルを通じて導くように構成された第1の導波路と、
前記第1の導波路上に画定され、、前記第1の導波路の前記輻射の第1の波長を選択するように第1のキャビティを可変に画定するように構成された第1の同調格子と、
前記チャネル近傍に配置され、前記流体物質を通過する輻射を受け取るように構成された第2の導波路と、
前記第2の導波路上に画定され、前記第2の導波路の第2の波長を選択するように第2のキャビティを可変に画定するように構成された第2の同調格子と、
前記第1の同調格子の近傍に配置されており、前記第1の同調格子を独立して変化させ、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された第1の同調素子と、
前記第2の同調格子の近傍に配置されており、前記第2の同調格子を独立して変化させ、それにより、前記第2の同調格子の共鳴を変更するように構成された第2の同調素子と、を備え、
前記第1の同調素子および第2の同調素子はそれぞれ、機械式同調素子、光学同調素子、および電気同調素子の少なくとも1つを備える、
光学センサアセンブリ。 - 前記第1の同調素子は、前記第1の同調格子の近傍に配置されており、前記第1の同調格子を加熱し、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された熱部材を備える、請求項12に記載の光学センサアセンブリ。
- 前記第1の同調素子は、前記第1の同調格子の近傍に配置されており、電流を受け前記第1の同調格子を加熱し、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された薄膜抵抗を備える、請求項12に記載の光学センサアセンブリ。
- 前記第1の導波路は、光ファイバにより供給された輻射が前記第1の導波路を通じて前記第1の同調格子へと伝播するように、前記光ファイバを受容するように形成された受容面を備える、請求項12に記載の光学センサアセンブリ。
- 前記光学センサは、
前記第1の同調格子の近傍に配置されており、前記第1の同調格子を加熱し、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された第1の熱部材と、
前記第2の同調格子の近傍に配置されており、前記第2の同調格子を加熱し、それにより、前記第2の同調格子の共鳴を変更するように構成された第2の熱部材とをさらに備え、
前記第1の同調格子の前記共鳴は、前記第2の同調格子の前記共鳴とは異なる、請求項12に記載の光学センサアセンブリ。 - 前記光学センサは、
前記第1の同調格子の近傍に配置されており、第1の電流を受け前記第1の同調格子を加熱し、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された第1の薄膜抵抗と、
前記第2の同調格子の近傍に配置されており、第2の電流を受け前記第2の同調格子を加熱し、それにより、前記第2の同調格子の共鳴を変更するように構成された第2の薄膜抵抗とをさらに備え、
前記第1の同調格子の前記共鳴は、前記第2の同調格子の前記共鳴とは異なる、請求項12に記載の光学センサアセンブリ。 - 流体物質を分析する方法であって、
流体物質を移送するように構成されたチャネルと、前記チャネル近傍に配置され、輻射を前記チャネルを通じて導くように構成された第1の導波路と、前記第1の導波路上に画定され、前記第1の導波路の前記輻射の第1の波長を選択するように第1のキャビティを可変に画定するように構成された第1の同調格子と、前記チャネル近傍に配置され、前記流体物質を通過する輻射を受け取るように構成された第2の導波路と、前記第2の導波路上に画定され、前記第2の導波路の第2の波長を選択するように第2のキャビティを可変に画定するように構成された第2の同調格子と、前記第1の同調格子の近傍に配置されており、前記第1の同調格子を独立して変化させ、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更するように構成された第1の同調素子と、前記第2の同調格子の近傍に配置されており、前記第2の同調格子を独立して変化させ、それにより、前記第2の同調格子の共鳴を変更するように構成された第2の同調素子とを備える光学センサであって、前記第1の同調素子および第2の同調素子はそれぞれ、機械式同調素子、光学同調素子、および電気同調素子の少なくとも1つを備える、光学センサを提供すること、
前記流体物質を、前記第1の導波路および第2の導波路の間にある前記チャネルを通じて移送すること、および
前記流体物質を通過した輻射に基づいて前記流体物質を分析することを含む、方法。 - 前記第1の導波路を通じて輻射を導くように構成された放射線源を提供すること、および
前記流体物質を通過した前記輻射を受けるように構成されたセンサを提供することをさらに含む請求項18に記載の方法。 - 前記流体物質を分析することは、前記第1の導波路と前記第2の導波路の双方からの、前記流体物質を通過した輻射に基づき、前記流体物質を分析することをさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記第1の同調格子を加熱し、それにより、前記第1の同調格子の共鳴を変更することをさらに含む請求項18に記載の方法。
- 前記第1の同調格子の近傍に配置された薄膜抵抗に電流を印加し、それにより、前記第1の同調格子を加熱し、前記第1の同調格子の共鳴を変更することをさらに含む、請求項18に記載の方法。
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