JP7148517B2 - ガス状物質の濃度を測定する測定装置 - Google Patents
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Description
Micro-HybridElectronic社のJSIR350-4-AL-R-D6.0-0-0、例えば下記を参照のこと。
http://www.micro-hybrid.de/fileadmin/user/IR-systems-documents/Datenblaetter/Strahler/JSIR350-4-AL-R-D6.0-0-0.pdf
http://www.heimannsensor.com/Datasheet%20HIS%20E222%20F1%20F2%20Gx.pdfを参照のこと。
2 光源
2’ 加熱可能な本体、特に真鍮棒
2’’ 加熱装置
3 光センサ
3’ 光センサのサーモパイル
4 ハウジング
5 第1ハウジング部材
5a ホルダ部
5b 基部
5’ 第1ハウジング部材内の穴
5’’ 第1ハウジング部材のガスケット
6 測定領域
7 培養器のチャンバ
7’ 培養器の壁、特にチャンバの後壁
7’’ ねじナット
8 熱遮蔽領域
8’ 光センサに面する前記熱遮蔽領域の側
9 気密窓
9’ 気密窓のガスケット
10 第2ハウジング部材
10’ 第2ハウジング部材内の穴
10’’第2ハウジング部材のガスケット
11 第1ハウジング部材の第1フック
11’ 第1フックに対応する溝
12 第1ハウジング部材の第2フック
12’ 第2フックに対応する溝
Claims (15)
- チャンバ(7)内の光吸収ガス状物質の濃度を測定する測定装置(1)であって、該測定装置は、
-光源(2)と、
-光センサ(3)と、
-少なくとも1つの第1ハウジング部材(5)を備えるハウジング(4)と、を備え、
前記光源(2)から前記光センサ(3)まで、前記チャンバ(7)のガス状内容物を交換するために、前記チャンバ(7)に連通可能に接続可能である前記ハウジング(4)内の測定領域(6)を通過する直線状の光路が形成され、
前記光源(2)は、前記測定領域(6)を通過する間に光が少なくとも部分的に吸収され、前記ガス状内容物中の前記ガス状物質の濃度に依存するようにスペクトル分布を有する光を放射するように構成され、
前記光センサ(3)は、前記第1ハウジング部材(5)内及び前記測定領域(6)の外側に少なくとも部分的に配置され、前記測定領域(6)を通過した後に前記光源(2)によって放射された光を受光するように構成され、
前記第1ハウジング部材(5)は、熱遮蔽領域(8)を備え、前記熱遮蔽領域(8)は、その一方の側で前記測定領域(6)の一部に面するか又はその一部を形成し、かつ、その他方の側(8’)で前記光センサ(3)に面しており、
前記熱遮蔽領域(8)は、前記光路に沿ってその一方の側から他方の側(8’)への光の通過を可能にするように構成された、測定装置において、
前記ハウジング(4)は少なくとも1つの第2ハウジング部材(10)を備え、
前記少なくとも1つの第1ハウジング部材(5)は、前記第2ハウジング部材(10)内に少なくとも部分的に配置されて、
ガスケット(10’’)は、前記測定装置が前記チャンバに取り付けられたときに前記測定装置(1)と前記チャンバ(7)との間の接続領域を封止するように前記第2ハウジング部材(10)の周囲に配置され、
前記第1ハウジング部材は、前記光センサを接続するための基部(5b)と、前記光源を保持するためのホルダ部(5a)とを有し、前記ホルダ部(5a)は、前記第2ハウジング部材(10)に挿入され、かつ前記チャンバ(7)の内側に配置され得る、測定装置(1)。 - 前記熱遮蔽領域(8)は管状の内部形状を有する、請求項1に記載の測定装置(1)。
- 前記熱遮蔽領域(8)の前記内部形状は細長く、前記光センサ(3)の所望の熱遮蔽をもたらすのにその幅に対して充分に長く、
前記熱遮蔽領域(8)の前記内部形状の長さは、少なくとも10mm、及び100mm未満の長さである、請求項2に記載の測定装置(1)。 - 少なくとも本質的に気密の窓(9)が前記熱遮蔽領域(8)内及び前記光路内に配置されて、
前記窓(9)は前記測定領域(6)を前記光センサ(3)から分離し、
前記窓(9)は、前記ガス状物質によって吸収される波長を有する光の前記光センサ(3)への通過を可能にし、かつ、
前記熱遮蔽領域(8)の前記光センサ(3)に面する前記側(8’)と協働して、前記チャンバ(7)又は前記測定領域(6)から前記光センサ(3)へのガスの通過を防ぐように構成される、請求項1から3のいずれか一項に記載の測定装置(1)。 - 前記光源(2)は少なくとも2つの異なる波長を備える光を放射するように構成され、
少なくとも2つの波長のうちの一方の光は前記ガス状物質によって吸収され、一方、前記少なくとも2つの波長のうちの他方の光は吸収されず、
前記光センサ(3)は、前記少なくとも2つの異なる波長を受信し、前記少なくとも2つの異なる波長の各々について光強度を特徴付ける信号、すなわち測定信号と基準信号とを提供するように構成される、請求項1から4のいずれか一項に記載の測定装置(1)。 - 前記光源(2)から前記光センサ(3)への前記測定領域(6)を通過しない基準光路が形成される、請求項1から5のいずれか一項に記載の測定装置(1)。
- 前記光センサ(3)が、
前記ガス状物質によって吸収される波長を有する光の通過を可能にする少なくとも1つの第1光学フィルタ素子と、
前記ガス状物質によって吸収される波長を有する光をフィルタリングする少なくとも1つの第2光学フィルタ素子と、を備える、請求項1から6のいずれか一項に記載の測定装置(1)。 - 前記光センサ(3)が、フィルタリングされた光を、フィルタリングされていない光の光強度を特徴付ける信号として機能する電気エネルギーに変換するためのサーモパイル(3’)を備える、請求項7に記載の測定装置(1)。
- 前記光源(2)が、前記光を放射するための加熱可能な本体(2’)を備える、請求項1から8のいずれか一項に記載の測定装置(1)。
- 前記第1ハウジング部材(5)が、低熱伝導率を有する材料で作られている、請求項1から9のいずれか一項に記載の測定装置(1)。
- 前記少なくとも1つの第1ハウジング部材(5)及び前記少なくとも1つの第2ハウジング部材(10)には、各々、前記チャンバ(7)から前記測定領域(6)への前記ガス状内容物の通過を可能にし、その逆も同様である1つ以上の穴(5’、10’)が設けられ、
前記少なくとも1つの第1及び/又は第2ハウジング部材(5、10)は、前記光路又は前記基準光路に沿った方向の前記測定領域(6)への光の進入を防止するように構成される、請求項6に記載の測定装置(1)。 - 培養器であって、
チャンバ(7)と、
請求項1から11のいずれか一項に記載の光吸収ガス状物質の濃度を測定する少なくとも1つの測定装置(1)と、を備え、
前記チャンバ(7)は、細胞培養のために制御環境を提供するために、前記ガス状物質を含み得るガス状内容物を含むように構成され、
前記少なくとも1つの測定装置(1)の前記測定領域(6)は前記培養器の前記チャンバ(7)に連通可能に接続されて前記ガス状内容物の交換を可能にする、培養器。 - 請求項12に記載の培養器であって、
前部ドアと、
前記前部ドアの反対側の後壁(7’)と、
1つ以上のガス入口と、を備え、前記ガス入口のうちの1つは、前記ガス状物質を前記チャンバ(7)内に供給するように構成され、
前記後壁(7’)は取り付け穴を備え、
前記少なくとも1つの測定装置(1)は、前記後壁(7’)の前記取り付け穴を通って延び、
前記取り付け穴と前記ガス入口との間の最小距離が前記後壁の対角線長の少なくとも4分の1、好ましくはその少なくとも3分の1、より好ましくは少なくともその半分、又は前記後壁の幅の少なくとも半分、好ましくはその3分の2、さらに好ましくはその3/4となるように前記取り付け穴及び前記ガス入口を配置する、培養器。 - 培養器の製造方法であって、
前記培養器は、
チャンバ(7)と、
請求項1から11のいずれか一項に記載の光吸収ガス状物質の濃度を測定する少なくとも1つの測定装置(1)と、を備え、
前記チャンバ(7)は、細胞培養のために制御環境を提供するために、前記ガス状物質を含み得るガス状内容物を含むように構成され、
前記少なくとも1つの測定装置(1)の前記測定領域(6)は前記培養器の前記チャンバ(7)に連通可能に接続されて前記ガス状内容物の交換を可能にし、
加熱によって、高温消毒モードによって消毒可能であり、前記培養器内の二酸化炭素濃度を測定するために前記培養器のガス状内容物中の光吸収ガス状物質の濃度を測定するように構成され、
前記製造方法は、
-培養器に少なくとも一つの取り付け穴を提供するステップであって、前記培養器は、前記ガス状内容物を収容するためのチャンバ(7)を備える、提供するステップと、
-前記取り付け穴に測定装置(1)を取り付けるステップと、を含み、
前記測定装置(1)は、以下のステップ:
-前記測定装置(1)のハウジング(4)に少なくとも1つの第1ハウジング部材(5)と少なくとも1つの第2ハウジング部材(10)を提供するステップと、
-前記光が少なくとも部分的に吸収され前記ガス状物質の濃度に依存するように、スペクトル分布を有する光を放射する光源(2)を提供するステップと、
-前記光源(2)によって放射された光を受光する光センサ(3)を提供するステップと、
-前記ハウジング(4)内に測定領域(6)を形成するステップと、
-前記チャンバ(7)の前記ガス状内容物を交換するために、前記測定領域(6)を前記チャンバ(7)に連通可能に接続するステップと、
-前記光源(2)を前記ハウジング(4)内に配置し、前記光センサ(3)を、少なくとも部分的に前記第1ハウジング部材(5)内で前記測定領域(6)の外側に配置し、前記光源(2)から前記光センサ(3)への光路を形成するようにするステップであって、前記光源(2)によって放射された光は、前記光センサ(3)によって受光される前に前記測定領域(6)を通過する、ステップと、
-熱遮蔽領域(8)を提供するように、前記第1ハウジング部材(5)の少なくとも一部を、構成するステップであって、前記熱遮蔽領域(8)は、その一方の側で前記測定領域(6)の一部に面するか又はその一部を形成し、かつ、その他方の側で前記光センサ(3)に面しており、前記第1ハウジング部材(5)は、前記光路に沿って前記熱遮蔽領域(8)を通る光の通過を可能にするように形成され、前記測定領域(6)から前記光センサ(3)へ、前記光路に沿って輸送される熱の量を制限するように形成される、ステップと、
-前記少なくとも1つの第1ハウジング部材(5)を少なくとも部分的に前記第2ハウジング部材(10)内に配置するステップと、
-前記測定装置が前記チャンバに取り付けられたときに前記測定装置(1)と前記チャンバ(7)との間の接続領域を封止するように、前記第2ハウジング部材(10)の周囲に配置されたガスケット(10’)を提供するステップと、
によって提供される、培養器の製造方法。 - 培養器を操作する方法であって、
請求項13に記載の培養器を提供することを含み、
前記方法は、さらに、以下のステップ:
-前記測定装置(1)によって前記培養器の前記ガス状内容物中のガス状物質の濃度を測定するステップであって、前記測定装置(1)は、前記ガス状物質に感応する、測定するステップと、
-前記培養器の内部を所定の温度に加熱することによって前記培養器を消毒するステップであって、これは、所定の及び/又は充分な期間にわたって、前記培養器の内部を消毒及び好ましくは滅菌するのに充分であり、前記測定装置(1)は、前記培養器の内部に連通可能に接続され、消毒中に前記取り付け穴に取り付けられ、前記光センサ(3)は、前記熱遮蔽領域(8)によって、潜在的に前記光センサ(3)に損傷を与える熱、したがって温度から保護されている、消毒するステップと、
のうちの1つ以上を含む、方法。
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