KR20200136882A

KR20200136882A - 오토샘플러 및 가스 색층분석 시스템 그리고 이를 포함하는 방법

Info

Publication number: KR20200136882A
Application number: KR1020207019855A
Authority: KR
Inventors: 사무엘 톨리; 앤드류 티플러
Original assignee: 퍼킨엘머 헬스 사이언시즈, 아이엔씨.
Priority date: 2018-03-28
Filing date: 2019-02-11
Publication date: 2020-12-08
Also published as: CN111868518A; US20190302068A1; CA3087369A1; JP2021519429A; EP3710825A1; US10816516B2; WO2019190645A1; JP7393597B2; CN111868518B

Abstract

가스 색층분석 시스템이 가스 색층분석(GC) 하위 시스템 및 오토샘플러를 포함한다. 오토샘플러는 캐리어를 포함하고, 캐리어는 복수의 안착부 및 안착부 중의 각각의 안착부 내에 배치된 복수의 샘플 유지부를 포함한다. 샘플 유지부의 각각은: 샘플을 유지하도록 구성된 챔버를 형성하는 컨테이너; 및 컨테이너 상의 가시적인 표시를 포함하고; 컨테이너는 가시적인 표시가 보일 수 있도록 그 안착부 내에 배치된다. 오토샘플러는 광학 센서, 제어기, 적어도 하나의 거울, 및 샘플링 시스템을 더 포함한다. 광학 센서는 가시적인 표시를 판독하도록 그리고 그에 상응하는 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 제어기는 출력 신호를 수신하도록 구성된다. 적어도 하나의 거울은, 안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사하도록 배열되고 구성된다. 샘플링 시스템은 피분석물을 샘플 유지부 중 적어도 하나로부터 추출하도록 그리고 추출된 피분석물을 GC 하위시스템으로 전달하도록 구성된다.

Description

오토샘플러 및 가스 색층분석 시스템 그리고 이를 포함하는 방법

본 기술은 가스 색층분석 그리고 보다 특히 가스 색층분석 시스템용 샘플러에 관한 것이다.

가스 색층분석은 샘플의 화합물을 분리 및 분석하기 위해서 분석 화학에서 일반적으로 이용된다. 예를 들어, 가스 색층분석은 샘플의 순도를 테스트하기 위해서, 화합물을 식별하기 위해서, 혼합물의 상이한 성분들을 분리하기 위해서, 또는 혼합물로부터 화합물을 준비(예를 들어, 정제)하기 위해서 이용될 수 있다. 가스 색층분석은 본질적으로, 캐리어 가스 내의 테스트 샘플의 구성 성분이 컬럼 내의 고정 상 재료(stationary phase material)에 의해서 흡착 및 탈착되는 물리적 분리 방법이다. 샘플의 플러그가 캐리어 가스의 지속적인 유동 내로 주입된다. 이러한 고정 상 재료와 - 성분들의 분배 계수들의 차이를 기초 할 때 상이한 - 샘플의 다양한 성분들 사이의 상호작용은 샘플이 각각의 성분으로 분리되게 한다. 컬럼의 단부에서, 개별적인 성분들이 시간 경과에 따라 많이 또는 적게 분리된다. 증기의 검출은 시간-척도형 패턴을 제공하고, 그러한 패턴은, 알려진 샘플을 이용한 보정 또는 비교에 의해서, 테스트 샘플 내의 구성 성분 및 그 농도를 나타낸다.

전형적으로, 그러한 시스템의 주요 성분은 컬럼, 샘플을 캐리어 가스 내로 도입하고 혼합물을 컬럼 내로 전달하기 위한 주입기, 샘플을 주입기 내로 전달하기 위한 장치, 컬럼의 외부 단부에 위치되는 검출기, 가스 제어부, 및 검출기로부터의 출력을 프로세스 및 디스플레이하기 위한 컴퓨터와 같은 장치이다. 넓은 범위의 휘발성들을 포함할 수 있는 성분들의 증발을 가능하게 하기 위해서 그리고 구성 성분들 사이의 구별을 개선하기 위해서, 오븐을 이용하여 온도를 상승시킬 수 있다.

일부 적용예에서, 헤드스페이스 샘플러(headspace sampler)를 이용하여, 샘플 성분을 컬럼에 선택적으로 공급한다. 고체, 액체 또는 기체 샘플이 병 또는 다른 컨테이너 내에서 제공된다. 헤드스페이스 샘플러는 추출 바늘 및 오토샘플러를 포함한다. 병은 오토샘플러의 플래터(platter)(예를 들어, 캐러셀 매거진(carousel magazine)) 내에서 유지된다. 오토샘플러는 각각의 병을 헤드스페이스 샘플러 내의 미리 규정된 위치로 전달하고, 그러한 위치에서 추출 바늘이 병 내로 삽입된다. 이어서, 샘플의 기체 분취량이 바늘을 통해서 병의 헤드스페이스로부터 추출된다. 이어서, 추출된 분취량은 직접적으로 또는 개재 트랩(intervening trap)을 통해서 컬럼에 전달된다.

그러한 기술의 실시예에 따라, 가스 색층분석 시스템은 가스 색층분석(GC) 하위시스템 및 오토샘플러를 포함한다. 오토샘플러는 캐리어를 포함하고, 캐리어는 복수의 안착부(seat) 및 안착부 중의 각각의 안착부 내에 배치된 복수의 샘플 유지부를 포함한다. 샘플 유지부의 각각은: 샘플을 유지하도록 구성된 챔버를 형성하는 컨테이너; 및 컨테이너 상의 가시적인 표시(indicia)를 포함하고; 컨테이너는 각각의 컨테이너 상의 가시적인 표시가 보일 수 있도록 그 안착부 내에 배치된다. 오토샘플러는 광학 센서, 제어기, 적어도 하나의 거울, 및 샘플링 시스템을 더 포함한다. 광학 센서는 가시적인 표시를 판독하도록 그리고 그에 상응하는 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 제어기는 출력 신호를 수신하도록 구성된다. 적어도 하나의 거울은, 안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사하도록 배열되고 구성된다. 샘플링 시스템은 피분석물(analyte)을 샘플 유지부 중 적어도 하나로부터 추출하도록 그리고 추출된 피분석물을 GC 하위시스템으로 전달하도록 구성된다.

일부 실시예에서, 캐리어는 각각의 안착부 내에서 개구를 포함하고; 각각의 샘플 유지부는, 그 가시적인 표시가 그 안착부 내의 개구를 통해서 보일 수 있도록, 그 안착부 내에 배치되고; 적어도 하나의 거울은 안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 개구로부터 광학 센서로 동시에 반사시킨다.

일부 실시예에 따라, 캐리어는 캐리어 풋프린트(carrier footprint)를 형성하고, 적어도 하나의 거울 및 광학 센서 모두가 캐리어 풋프린트 내에 배치된다.

일부 실시예에서, 오토샘플러는 캐리어를, 적어도 하나의 거울이 안착부 내의 샘플 유지부의 제1 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사시키는 제1 캐리어 위치로부터, 적어도 하나의 거울이 안착부 내의 샘플 유지부의 제2 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사시키는 제2 캐리어 위치까지, 적어도 하나의 거울에 대해서 이동시키도록 구성된다.

일부 실시예에서, 캐리어는, 회전 축을 중심으로 회전될 수 있는 캐러셀이고, 제1 캐리어 위치는 제1 회전 위치이고, 제2 캐리어 위치는 제1 회전 위치와 상이한 제2 회전 위치이고, 샘플 유지부의 제1 세트 중의 샘플 유지부는 안착부의 제1 반경방향 연장 행(row) 내에 배치되고, 샘플 유지부의 제2 세트 중의 샘플 유지부는 안착부의 제2 반경방향 연장 행 내에 배치된다.

일부 실시예에 따라, 제1 반경방향 연장 행의 안착부들은 선형적으로 정렬되지 않는다.

일부 실시예에서, 제어기는, 안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 각각을 프로그래밍적으로 그리고 자동적으로 식별하도록 구성된다.

일부 실시예에 따라, 가시적인 표시는 바코드이다. 일부 실시예에서, 가시적인 표시는 2-차원적인 바코드이다.

일부 실시예에 따라, 컨테이너는 병이고, 가시적인 표시의 각각은 상응하는 병의 단부 벽 상에 위치된다.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 거울은 복수의 거울을 포함한다. 일부 실시예에서, 거울들은 공통 평면적이다. 일부 실시예에서, 거울의 적어도 일부는 광학 센서에 대해서 서로 상이한 각도로 배향된다. 일부 실시예에서, 거울의 각각은 편평한 평면형 반사 표면을 갖는다.

일부 실시예에 따라, 적어도 하나의 거울은 단일 거울이다. 일부 실시예에서, 단일 거울은 평면형 반사 표면을 갖는다.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 거울이 반사 표면을 갖고, 광학 센서는 광학 센서로부터 반사 표면까지 시선을 갖고, 시선은 실질적으로 수평이고, 적어도 하나의 거울은 캐리어 아래에 위치되고, 반사 표면의 평면은, 45도보다 적어도 5도만큼 더 크거나 작은, 수직선에 대한 각도로 배치된다.

일부 실시예에 따라, 광학 센서는, 약 60 내지 120도 범위의 시계 측방향 스캔 각도를 갖는 바코드 스캐너이다.

일부 실시예에서, 광학 센서는 미리 규정된 심도(depth of field)를 갖고, 광학 센서로부터 적어도 하나의 거울까지의 거리 및 적어도 하나의 거울로부터 가시적인 표시까지의 거리의 합은 심도 이내이다.

일부 실시예에서, 샘플러는 가열기를 포함하는 헤드스페이스 샘플러이고, 샘플링 시스템은 피분석물을 각각의 샘플 유지부의 헤드스페이스로부터 추출하고 추출된 피분석물을 GC 하위시스템에 전달하기 위한 추출 메커니즘을 포함한다.

그러한 기술의 실시예에 따라, 가스 색층분석을 실시하기 위한 방법은, 가스 색층분석(GC) 하위시스템 및 오토샘플러를 제공하는 단계를 포함한다. GC 하위시스템은 유입구를 포함한다. 오토샘플러는 캐리어, 광학 센서, 제어기, 및 적어도 하나의 거울을 포함한다. 캐리어는 복수의 안착부를 포함한다. 방법은 복수의 샘플 유지부를 안착부 중의 각각의 안착부 내에 장착하는 단계를 포함하고, 샘플 유지부의 각각은: 샘플을 유지하도록 구성된 챔버를 형성하는 컨테이너; 및 컨테이너 상의 가시적인 표시를 포함하고; 컨테이너는 가시적인 표시가 보일 수 있도록 그 안착부 내에 배치된다. 그러한 방법은: 적어도 하나의 거울을 이용하여, 안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사시키는 단계; 광학 센서를 이용하여, 가시적인 표시를 판독하고 그에 상응하는 제어기에 대한 출력 신호를 생성하는 단계; 및 피분석물을 샘플 유지부 중 적어도 하나로부터 추출하고 추출된 피분석물을 GC 하위시스템에 전달하는 단계를 더 포함한다.

기술의 실시예에 따라, 오토샘플러는 복수의 안착부를 포함하는 캐리어, 및 안착부 중의 각각의 안착부 내에 배치된 복수의 샘플 유지부를 포함한다. 샘플 유지부의 각각은: 샘플을 유지하도록 구성된 챔버를 형성하는 컨테이너; 및 컨테이너 상의 가시적인 표시를 포함하고; 컨테이너는 가시적인 표시가 보일 수 있도록 그 안착부 내에 배치된다. 오토샘플러는: 가시적인 표시를 판독하도록 그리고 그에 상응하는 출력 신호를 생성하도록 구성된 광학 센서; 출력 신호를 수신하도록 구성된 제어기; 안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사하도록 배열되고 구성된 적어도 하나의 거울; 및 피분석물을 샘플 유지부 중 적어도 하나로부터 추출하기 위한 샘플링 시스템을 더 포함한다.

당업자는 이하의 바람직한 실시예에 관한 도면 및 상세한 설명으로부터 본 기술의 추가적인 특징, 장점 및 상세 내용을 이해할 수 있을 것이고, 그러한 설명은 본 기술의 단순한 예시이다.

도 1은 기술의 실시예에 따른 오토샘플러의 부분적인, 하부 좌측, 전방 사시도이다.
도 2은 도 1의 오토샘플러의 상면, 전방 사시도이다.
도 3은 도 1의 오토샘플러를 포함하는 샘플 분석기 시스템을 나타내는 선도이다.
도 4는 도 1의 오토샘플러의 일부를 형성하는 캐리어의 부분적인 횡단면도이다.
도 5는 도 1의 오토샘플러와 함께 이용하기 위한 컨테이너의 저면 사시도이다.
도 6은 도 1의 오토샘플러의 부분적인 상면도이다.
도 7은 도 1의 오토샘플러의 부분적인 정면도이다.
도 8은 도 1의 오토샘플러의 부분적인 좌측면도이다.
도 9는 캐리어 내의 안착부의 세트 및 그 내부의 판독되는 바코드의 세트를 보여주는, 도 1의 오토샘플러의 부분적인 저면도이다.
도 10은 도 9의 안착부 및 바코드의 프로세스된 이미지의 도면이다.
도 11은 도 3의 샘플 분석기 시스템의 일부를 형성하는 제어기를 나타내는 선도이다.

이제, 본 기술의 예시적인 실시예가 도시된 첨부 도면을 참조하여 본 기술을 보다 전체적으로 이하에서 설명할 것이다. 도면에서, 명료함을 위해서 영역 또는 특징부의 상대적인 크기가 과장되었을 수 있다. 그러나, 본 기술은 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있고, 본원에서 기술된 실시예로 제한되는 것으로 간주되지 않아야 하며; 오히려, 이러한 개시 내용이 전체적이고 완전한 것이 되도록 그리고 본 기술의 범위가 당업자에게 완전히 전달되도록, 이러한 실시예가 제공된다.

비록 제1, 제2, 등의 용어가 여러 요소, 구성요소, 영역, 층 및/또는 섹션을 설명하기 위해서 본원에서 이용될 수 있지만, 이러한 요소, 구성요소, 영역, 층 및/또는 섹션은 이러한 용어에 의해서 제한되지 않아야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 용어는 단지 하나의 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션을 다른 영역, 층 또는 섹션으로부터 구분하기 위해서 이용된다. 그에 따라, 본 기술의 교시 내용으로부터 벗어나지 않고도, 이하에서 설명되는 제1 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션은 제2 요소, 구성요소, 영역, 층 또는 섹션으로 명명될 수 있다.

"밑", "아래", "하부", "위", "상부" 및 기타와 같은 공간적으로 상대적인 용어는 본원에서, 도면에 도시된 바와 같이, 다른 요소(들) 또는 특징부(들)에 대한 하나의 요소 또는 특징부의 관계를 설명하기 위한 용이한 설명을 위해서 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는, 도면에 도시된 배향에 더하여, 사용 또는 동작에서의 장치의 상이한 배향들을 포함하기 위한 것일 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도면 내의 장치가 반전되는 경우에, 다른 요소 또는 특징부의 "아래" 또는 "아래쪽"으로 설명되는 요소는 다른 요소 또는 특징부의 "위"에 배향될 수 있다. 따라서, "아래"라는 예시적인 용어는 위 및 아래의 배향 모두를 포함할 수 있다. 장치가 달리 배향될 수 있고(90° 또는 다른 배향으로 회전될 수 있고), 본원에서 사용된 공간적으로 상대적인 설명이 그에 따라 해석될 수 있다.

본원에서 사용된 바와 같이, 달리 명백하게 표현되지 않는 한, 단수 형태("a," "an" 및 "the")는 복수의 형태를 또한 포함하도록 의도된 것이다. "포괄한다", "포함하는" 및/또는 "포괄하는"이라는 용어는, 본원 명세서에서 사용될 때, 기술된 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 및/또는 구성요소의 존재를 구체화하나, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성요소, 및/또는 그 그룹의 존재나 부가를 배제하는 것이 아님을 더 이해할 수 있을 것이다. 또한, 요소가 다른 요소에 "연결된" 또는 "커플링된" 것으로 지칭될 때, 이는 다른 요소에 직접적으로 연결 또는 커플링될 수 있거나, 개재되는 요소가 존재할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 연관된 나열된 항목의 하나 이상의 임의 또는 모든 조합을 포함한다.

"자동적으로"라는 용어는, 인간의 또는 수동적인 입력이 없이, 동작이 실질적으로 실행되고, 전체적으로 실행될 수 있고, 프로그래밍적으로 지시 받을 수 있거나 실행될 수 있다.

"프로그래밍적으로"라는 용어는 컴퓨터 프로그램 모듈, 코드 및/또는 명령어에 의해서 전자적으로 지시되는 및/또는 주로 실행되는 동작을 지칭한다.

"전자적으로"라는 용어는 구성요소들 사이의 무선 및 유선 연결 모두를 포함한다.

도면을 참조하면, 기술의 일부 실시예에 따른 샘플 분석기 시스템(10)이 개략적으로 도시되어 있다. 샘플 분석기 시스템(10)은 샘플 공급 시스템, 자동화된 샘플러 장치 또는 오토샘플러(100), 가스 색층분석(GC) 시스템(20), 제어기(50), 및 복수의 샘플 유지부(60)를 포함한다. 시스템(10)은 터치스크린을 갖춘 디스플레이와 같은 인간-기계 인터페이스(HMI)(12)를 포함할 수 있다.

GC 시스템(20)은 임의의 적합한 GC 기기일 수 있다. 도 3을 참조하면, 예시적인 GC 시스템(20)은 샘플 공급 라인(22), 컬럼(24), 가열기 또는 오븐(26) 및 검출기(28)를 포함한다. 사용 시에, 캐리어 가스(이동 가능 상; 예를 들어, 헬륨 또는 질소)가 샘플을 오토샘플러(100)로부터 공급 라인(22)을 통해서 컬럼(24)의 유입구로, 그리고 컬럼(24)을 통해서 검출기(28)로 가져가고, 그 후에 폐기물 수집부, 추가적인 검출기 또는 다른 희망 목적지로 가져간다. 오븐(26)은 컬럼(24) 및 샘플의 온도를 제어하기 위해서, 샘플이 컬럼을 통과하기 전에, 도중에 및/또는 후에, 컬럼(24)을 선택적으로 가열한다. 컬럼(24)은 선택된 고정 상의 내부 층 또는 팩킹을 컬럼(24)의 내부 벽 내에서 또는 위에서 포함한다. 샘플의 기체 화합물은 각각의 성분에 대해서 상이한 친화도를 갖는 고정 상과 상호 작용하고; 샘플의 상이한 성분들을 상이한 시간들 동안 유지한다. 결과적으로, 상이한 화합물들이 상이한 시간들에서 용출되고, 컬럼(24)을 통과하여 검출기(28)로 빠져 나가는데 있어서 다른 시간이 소요된다(즉, 성분들은 컬럼(24) 내에서 상이한 유지 시간들을 갖는다). 검출기(28)는 컬럼(24)으로부터의 배출구 스트림을 모니터링하여, 각각의 피분석물 성분이 컬럼(24)으로부터 빠져 나오고 검출기(28)에 도달하는 시간, 및/또는 피분석물의 양을 검출하거나 감지한다. 검출기(28)로부터의 검출 데이터는 색층분석 데이터 프로세싱 시스템에 의해서 저장 및 프로세스될 수 있다. 캐리어 가스 유량(유동 제어기를 이용), 컬럼 및/또는 이동 가능 상 온도(GC 오븐(26)을 이용), 그리고 샘플 주입 타이밍 및 속도를 포함하는, 프로세스의 여러 매개변수가 제어기(50)에 의해서 제어될 수 있다.

도 1 내지 도 11을 참조하면, 오토샘플러(100)는 지지 프레임(110), 샘플 유지부 핸들링 또는 운송 시스템(140), 샘플 유지부 모니터링 시스템(170), 추출 또는 샘플링 시스템(120), 및 복수의 샘플 유지부(60)를 포함한다.

프레임(110)은 캐러셀 지지부(112), 거울 지지부(113), 바코드 판독기 지지부(114), 상부 하우징(115A)(도 2) 및 하부 하우징(115B)을 포함한다. 프레임(110)은 제1 축(H-H) 및 수직 제2 축(V-V)을 갖는다. 일부 실시예에서 그리고 도시된 바와 같이, 축(H-H)은 수평 축이고, 축(V-V)은 수직 축이다.

샘플링 시스템(120)은 샘플링 스테이션(122) 및 캐리어 가스 공급부(128)를 포함한다. 샘플링 스테이션(122)은 가열기(124), 추출 바늘(126), 및 트랩(130)을 포함한다. 이러한 구성요소들의 일부 또는 전부가 하우징(115A, 115B) 내에 장착될 수 있다.

가열기(124)는 샘플링 스테이션(122) 내에서 샘플 유지부(60)를 가열하도록 배치된다. 가열기(124)는 예를 들어 전기 저항 가열기일 수 있다.

캐리어 가스는 임의의 적합한 가스일 수 있다. 캐리어 가스는 예를 들어 헬륨, 질소, 수소, 또는 아르곤일 수 있다.

제어기(50)는 본원에서 설명된 기능을 제공하기 위한 임의의 적합한 장치 또는 장치들일 수 있다. 제어기(50)는, 서로 협력하는 및/또는 본원에서 설명된 기능들을 독립적으로 실행하는 복수의 구분된 제어기를 포함할 수 있다. 제어기(50)는 마이크로프로세서-기반의 컴퓨터를 포함할 수 있다.

샘플 유지부 운송 시스템(140)은 전달 메커니즘(144), 및 샘플 유지부 트레이, 플래터, 매거진, 또는 캐러셀 샘플 캐리어(150) 형태의 캐리어를 포함한다.

캐리어(150)는 회전 축(B-B)을 중심으로 회전되도록 캐러셀 지지부(112)에 장착된다. 캐러셀 작동기(142)(예를 들어, 하나 이상의 전기 모터)가 제공되어, 예를 들어 제어기(50)의 제어 하에서 캐러셀(112)의 회전을 구동한다.

캐러셀 캐리어(150)는 대향되는 상단 측면(150A) 및 하단 측면(150B)을 갖는다. 복수의 샘플 유지부 안착부(151)(도 4)가 캐리어(150) 내에 제공된다. 각각의 안착부(151)는, 상단 개구부(155)와 연통되는 보어, 수용부 또는 슬롯(152)을 형성하는, 측벽(153) 및 하단 벽(154)을 포함한다. 개구(157)가 각각의 하단 벽(154) 내에 형성된다. 각각의 안착부(151)는 저장 및 운송을 위해서 각각의 샘플 유지부(60)를 (위로부터) 수용하도록 그리고 해제 가능하게 유지하도록 구성된다.

안착부(151)는 미리 규정된 구성으로 배열된다. 일부 실시예에서 그리고 도시된 바와 같이, 안착부(151)는 일련의 동심적인 링들(C1 내지 C5)로서 배열된다. 안착부(151)는 또한 복수의 반경방향 연장 행(즉, 회전 축(B-B)으로부터 반경방향 외측으로 연장되는 행)을 형성한다. 후술된 그리고 도시된 바와 같이, 반경방향 연장 행들은 불균일하고, 중첩되고 및/또는 비선형적일 수 있다.

전달 메커니즘(144)은 프레임에 장착된 로봇 전달 아암(146)(도 2) 형태의 로봇 전달 메커니즘, 및 아암에 장착된 엔드 이펙터(end effector) 또는 파지부를 포함할 수 있다. 로봇 작동기(148)(예를 들어, 하나 이상의 전기 모터)가 제공되어 아암(146) 및 파지부를 이동시키고, 그에 따라, 예를 들어 제어기(50)의 제어 하에서, 샘플 관을 유지(예를 들어, 파지)하고 캐리어(150)로부터 다른 위치로 운송한다.

샘플 관 모니터링 시스템(170)은 광학 센서(171) 및 복수의 거울(180)을 포함한다. 거울(180)은 거울의 어레이(181)로서 배열된다. 샘플 관 모니터링 시스템(170)은 광학 센서(171)로부터 이격된 보조 광원(184)을 포함할 수 있다.

일부 실시예에 따라, 광학 센서(171)는 바코드 판독기(172)의 일부를 형성한다. 바코드 판독기(172)는 광학적 수용 창(174)을 갖는다. 바코드 판독기(172)는, 확장된 또는 광각의 시계를 갖는 광학 센서(171)를 제공하는 렌즈(175)를 포함할 수 있다. 바코드 판독기(172)는, 광원(184)에 부가하여 또는 그 대신, 통합된 조명 또는 레이저를 포함할 수 있다.

바코드 판독기(172)는 수용 축(RA)(도 6 및 도 7)을 갖는다. 바코드 판독기(172)의 시계(FOV) 및 초점 거리(FL)가 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 바코드 판독기(172)의 측방향 스캔 각도(LSA)가 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 바코드 판독기(172)의 수직 스캔 각도(VSA)가 도 7에 개략적으로 도시되어 있다.

일부 실시예에서, 바코드 판독기(172)는 약 60 내지 120도 범위의 시계 측방향 스캔 각도(LSA)(도 6)를 갖는다.

광학 센서(171)를 위한 적합한 바코드 판독기 및 바코드 판독기(172)가 MicroScan ID20 바코드 판독기를 포함할 수 있다. 광학 센서(171)를 위한 다른 적합한 광학 센서가 JADAK JE-205 바코드 스캔 엔진을 포함할 수 있다.

바코드 판독기(172)는 바코드 판독기 지지부(114)에 장착된다. 프레임(110)은 공동, 공극 또는 챔버(116)를 캐리어(150) 아래에 형성한다. 일부 실시예에서, 적어도 바코드 판독기(172)의 수용 창(174)이 캐리어(150)의 수직 윤곽선 또는 풋프린트(FP)(도 1) 내에서 캐리어(150)의 아래에 배치된다.

거울(180)은 거울 지지부(113)에 장착된다. 도시된 바와 같이, 기기는 5개의 거울(180)을 포함한다. 그러나, 희망에 따라, 그보다 많거나 적은 거울(180)이 제공될 수 있다. 각각의 거울(180)은 반사 표면(182)을 갖는다.

일부 실시예에서, 거울들(180)은 편평하고 공통 평면적인 거울들이다.

샘플 유지부(60)의 예시적인 하나가 도 5에 도시되어 있다. 샘플 유지부(60)는 샘플 관 축(T-T)을 갖는 용기 또는 컨테이너(62)를 포함한다. 일부 실시예에서, 컨테이너(62)는 도시된 바와 같이 원통형 병이다. 컨테이너(62)는 측벽(63), 및 하단 단부(62B)에 위치되는 일체형 하단 단부 벽(64)을 포함한다. 벽(63, 64)은 상단 단부(62A)에 위치되는 유입구 개구부(67)에서 종료되는 격납 챔버(66)를 형성한다.

컨테이너(62)는 임의의 적합한 재료(들)로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 컨테이너(62)는 강 또는 유리로 이루어진 그룹으로부터 선택된 재료로 형성된다.

샘플 유지부(60)는, 개구부(67)를 유체적으로 밀봉하는 유입구 단부 캡(68)을 더 포함한다. 단부 캡(68)은 침투 가능 격막(69)을 포함할 수 있다. 격막(69)은 임의의 적합한 재료(들)로 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 격막(69)은 고무로 형성될 수 있다.

샘플 유지부(60)는 가시적인 표시(70)를 컨테이너(62)의 단부 벽(64) 상에서 더 포함한다. 가시적인 표시(70)는 임의의 적합한 컴퓨터 판독 가능 표시일 수 있다. 가시적인 표시(70)는 임의의 적합한 코딩된, 기호적인, 또는 식별 표시일 수 있다. 일부 실시예에서 그리고 도면에 도시된 바와 같이, 가시적인 표시(70)는 단부 벽(64)의 폭 또는 직경에 걸쳐 분포된 2-차원적인 데이터 매트릭스 바코드이다. 그러한 표시들(70)은 하나 이상의 형태의 표시를 포함할 수 있다.

바코드(또는 다른 가시적인 표시)(70)는 임의의 적합한 재료(들)로 형성될 수 있고, 임의의 적합한 기술에 의해서 컨테이너(62)에 고정될 수 있다. 일부 실시예에서, 바코드(70)는 컨테이너(62) 상에 영구적으로 위치된다(즉, 고정되거나 형성된다). 일부 실시예에서, 바코드(70)는 컨테이너(62)의 표면(예를 들어, 외부 표면) 내로 영구적으로 엠보싱 가공되거나 에칭된다. 일부 실시예에서, 바코드(70)는 컨테이너(62)의 표면(예를 들어, 외부 표면) 상에 인쇄된다(그리고 일부 실시예에서, 영구적으로 인쇄된다). 일부 실시예에서, 바코드(70)는, 컨테이너(62)의 표면(예를 들어, 외부 표면)에 부착되는 별도의 라벨 구성요소(예를 들어, 자가-접착 후방부를 갖는 라벨) 상에 위치된다(예를 들어, 인쇄된다).

샘플 분석기 시스템(10)은 본 기술의 방법에 따라 이하와 같이 이용되고 동작될 수 있다. 제어기(50), 작동기(142), 바코드 판독기(172), 샘플링 시스템(120), 및 GC 시스템(20)은, 집합적으로, 그러한 방법을 실행하도록 동작되는 제어 시스템으로서의 역할을 한다.

하나 이상의 샘플 유지부(60)의 각각이 캐러셀 캐리어(150) 내의 안착부(151)의 슬롯들(152) 중 각각의 슬롯 내에 장착된다. 각각의 샘플 유지부(60) 및 캐러셀 캐리어(150) 내의 그 위치가 식별될 수 있고 제어기(50)와 연관된 샘플 유지부 데이터 메모리(222)(도 11) 내에 등록되거나 인덱스(index)될 수 있다. 각각의 샘플 유지부(60)는, 그 바코드(70)에서 표시되는 특유의 신원을 갖는다.

일반적으로, 선택된 샘플 유지부(60) 내의 샘플(N)을 분석하고자 할 때, 그러한 샘플 유지부(60)는 로봇 아암(146)에 의해서 캐러셀 캐리어(150)로부터 샘플링 스테이션(122)으로 운송된다. 샘플링 스테이션(122)은, 후속 샘플링 단계 또는 추출 단계 중에 샘플 유지부(60)를 유지하기 위한 슬롯 또는 다른 안착부를 포함할 수 있다.

이어서, 샘플링 스테이션(122)은 가열기(124)를 이용하여 샘플 유지부(60)를 가열한다.

샘플링 스테이션(122)은 또한 가열하는 것에 의해서 및/또는 가스로 샘플 유지부(60)의 챔버(66)를 가압할 수 있다. 예를 들어, 바늘이 격막(69)을 통해서 챔버(66) 내로 삽입될 수 있고, 캐리어 가스 또는 다른 가압 가스를 도입하기 위해서 사용될 수 있다.

이어서, 샘플링 스테이션(122)은 추출 바늘(126)을 격막(69)을 통해서 그리고 샘플 유지부(60)의 헤드스페이스(HS) 내로 삽입한다(또는, 추출 바늘(126)이 캐리어 가스를 도입하기 위해서 사용된 경우에, 추출 바늘은 헤드스페이스(HS) 내의 제 위치에서 유지될 수 있다). 헤드스페이스(HS)는, 기체 상(gaseous phase)의 샘플(N)(그리고 일부 실시예에서, 캐리어 가스)로 충진된 챔버(66)의 상부 부분이다. 일부 실시예에서, 액체 상 또는 기체 상의 샘플(N)의 양이 헤드스페이스(HS) 아래에서 챔버(66) 내에 존재한다. 이어서, 샘플링 스테이션(122)은 추출 바늘(126)을 통해서 헤드스페이스(HS)로부터 기체 샘플(N)의 분취량을 제거하거나 흡인한다. 그러한 분취량은 캐리어 가스의 가압된 유동 및/또는 챔버(66) 내의 잔류 압력에 의해서 샘플 유지부(60)로부터 인출, 강제 또는 이동될 수 있다.

샘플/캐리어 가스 혼합물이 트랩(130)까지 유동되고, 그 곳에서 샘플이 농축된다. 트랩(130)으로부터, 샘플/캐리어 가스 혼합물은 공급 라인을 통해서 그리고 GC 시스템(20)의 컬럼(24) 내로 유동된다. GC 시스템(20)에서, 샘플은 전술한 바와 같이 프로세스된다. 이어서, 샘플 유지부(60)는 캐러셀 캐리어(150)로 복귀되거나 다른 곳에 배치될 수 있다.

이제, 샘플 유지부(60)의 핸들링 및 샘플 관 모니터링 시스템(170)의 동작을 더 구체적으로 설명할 것이다. 일부 실시예에서, 이하에서 설명되는 단계 중 하나 이상이 생략될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

축(B-B)을 중심으로 하는 캐리어(150)의 회전은 거울(180)에 대한 안착부(151)의 수평 위치를 변화시킨다. 제어기(50)는, 샘플 유지부(60)의 선택된 세트(G)(도 1 및 도 7 내지 도 9)를 미리 규정된 판독 위치에 배치하기 위해서, 캐러셀 캐리어(150)를 회전시킨다. 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같이, 판독 위치에서, 선택된 세트(G)의 각각의 샘플 유지부(60)의 바코드(70)가 바코드 판독기(172)의 시계(FOV) 내에 위치된다. 바코드 판독기(172)는 바코드(70)를 판독할 것이고, 바코드(70)에 상응하는 출력 신호를 제어기(50)에 송신할 것이다. 보다 특히, 일부 실시예에서, (광학 센서(171)를 포함하는) 바코드 판독기(172)는 바코드(70)(가시적인 표시)에 상응하는 패턴의 전압 레벨을 갖는 전기 출력 신호를 생성하도록 구성된다. 제어기(50)는 출력 신호를 수신하고 프로세스하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 출력 신호는 바코드(70)의 각각에 상응하는 이미지 데이터를 나타내거나 구현한다. 이하에서 이미지 데이터를 참조하여 출력 신호를 설명할 것이나; 일부 실시예에서, 출력 신호는 이미지 데이터 이외의 데이터, 예를 들어 일차원적인 데이터 스트링을 나타내거나 구현할 수 있다.

제어기(50)는 이미지 데이터를 프로세스하여, 캐리어 안착부(151)에 대한 각각의 바코드(70)의 위치를 결정하고, 바코드(70) 내에 구현된 데이터를 암호 해독한다. 일부 실시예에서, 제어기(50)는, 그러한 위치를 결정하고 데이터를 암호 해독하기 위해서, 이미지 데이터를 프로그래밍적으로 그리고 자동적으로 프로세스한다.

이어서, 제어기(50)는 작동기(142)를 동작시켜, 세트(G)가 샘플링 스테이션(122)에 대해서 적절히 배치될 때까지, 캐러셀 캐리어(150)를 회전시킬 것이다. 세트(G)의 샘플 유지부(60) 중에서 희망하는 하나가 이어서 캐러셀 캐리어(150)로부터 제거되고 프로세스되며, 그에 따라 전술한 바와 같이 샘플 유지부(60) 내의 샘플(N)의 분취량을 추출하고 GC 시스템(20)에 전달한다.

오토샘플러(100)의 동작을 더 구체적으로 참조하면, 바코드 판독기(172)가 캐리어(150) 내의 바코드(70)의 세트의 이미지들을 동시에 수신할 수 있도록, 거울(180)이 배치된다. 거울들(180)은 캐리어(150) 아래에서 하나의 라인으로 배열된다. 바코드 판독기(172)의 수용 창(174)은 거리(DB)(도 7)만큼 거울(180)로부터 측방향으로 오프셋된다. 바코드(70)의 선택된 세트의 이미지(즉, 이미지로부터 반사된 입사 광)가 바코드(70)로부터 그리고 개구(157)를 통해서 방출되고, 거울(180)에 의해서 수용 창(174)을 통해서 바코드 판독기(172)의 광학 센서(171) 상으로 반사된다. 캐러셀 캐리어(150)를 회전시키는 것에 의해서, 그에 따라 거울(180)에 대한 개구(157)의 위치를 변경하는 것에 의해서, 판독되는 바코드(70)의 선택된 세트가 선택적으로 변경될 수 있다.

예를 들어 그리고 도 1 및 도 7 내지 도 9를 참조하면, 시스템(10)은, 제1 위치로 이동되고 배치된 또는 인덱스된 캐리어(150)와 함께 도시되어 있다. 캐리어(150)의 이러한 위치에서, 5개의 안착부(151A 내지 151E)의 개구(157)는 5개의 거울(180) 중의 각각의 거울의 바로 위에(수직으로 또는 축(V-V)에 평행하게) 배치된다. 5개의 안착부(151A 내지 151E)는 샘플 유지부(60A 내지 60E)의 상응하는 세트(G)를 유지하는 안착부(151)의 세트(J)로 구성된다. 샘플 유지부(60A 내지 60E)의 바코드(70A 내지 70E)의 각각은 그 안착부(151A 내지 151E)의 개구(157)를 통한 각각의 거울(180)의 시선(LM) 내에 위치된다.

각각의 거울(180)이 또한 바코드 판독기(172)의 시선(LB) 내에 위치된다. 각각의 거울(180)의 반사 표면(182)은 바코드 판독기(172)의 수용 축(RA)에 대해서 경사진 각도(AB)로 배치된다. 각각의 바코드(70A 내지 70E)로부터 나오는 입사 광선(예를 들어, 가시적인 표시(70A 내지 70E)로부터 반사된 주변 광)은 일반적으로 시선(LM)을 따라서 이동하고, 상응 반사 표면(182)에 의해서 반사 광선으로서 반사 각도(AC)로 반사되고, 그러한 반사 광선은 일반적으로 시선(LB)을 따라서 이동한다. 반사된 광선은 수용 창(174)으로 지향된다. 일부 실시예에서, 반사 광선은 바코드 판독기(172)의 수용 축(RA)에 실질적으로 평행하게 이동한다. 따라서, 바코드(70A 내지 70E)의 각각의 이미지로부터의 광은 개구(157)를 통한, 반사 표면(182)까지의, 그리고 바코드 판독기(172)까지의 경로를 이동하고, 전술한 바와 같이, 바코드 판독기에서 이미지가 광학 센서(171)에 의해서 검출되고 바코드 판독기(172)에 의해서 프로세스된다.

일부 실시예에서, (반사 표면(182)의 법선에 대한) 입사 광선의 입사각(AI)(도 7)은 약 30 내지 60도의 범위이다.

일부 실시예에서, (반사 표면(182)의 법선에 대한) 반사 광선의 반사각(AR)(도 7)은 약 30 내지 60도의 범위이다.

일부 실시예에서, 입사 광선과 수용 축(RA) 사이의 각도(AC)(도 7)는 약 60 내지 120도의 범위이다.

일부 실시예에서, 바코드 판독기(172)는, 최소 관찰 거리(NDOF)로부터 최대 관찰 거리(MDOF)까지 연장되는 미리 규정된 심도(DOF)를 갖고, 초점 거리(FL)는 거리(NDOF)와 거리(MDOF)(도 6) 사이에 위치된다. 수용 창(174)으로부터 거울 반사 표면(182)까지의 거리(DB) 및 거울 반사 표면(182)으로부터 바코드(70A 내지 70E)까지의 거리(DM)의 합은 심도(DOF) 이내이다(즉, 조합된 거리는 거리(NDOF)와 거리(MDOF) 사이의 범위 이내이다).

일부 실시예에서, 모든 반사 표면(182)이 바코드 판독기(172)의 시계(FOV) 내에 위치되도록, 바코드 판독기(172)가 거울(180)로부터 이격된다.

일부 실시예에서, 각각의 반사 표면(182)은, 45도가 아닌(즉 45도보다 크거나 작은), 수직선(V-V)에 대한 경사 각도(AE)(도 7)를 형성한다. 일부 실시예에서, 각도(AE)는 45도보다 적어도 5도만큼 더 크거나 작다. 일부 실시예에서, 각도(AE)는 45도보다 약 5 내지 15도의 범위만큼 더 크거나 작다. 각도(AE)가 45도로부터 실질적으로 오프셋되기 때문에, 개구(157)를 통한 반사 표면(182)의 시선은 슬롯(152)의 수직 축(V-V)에 대해서 평행하지 않다. 결과적으로, 시선(LM)은 슬롯(152)의 측벽과 교차한다. 샘플 유지부(60)가 안착부(151)를 점유하지 않을 때, 이러한 구성은, 위쪽의 광원으로부터의 광이 직접적으로 슬롯 개구부(155) 및 개구(157)를 통과하여 바코드 판독기(172) 내로 반사되는 것을 방지할 수 있다. 그러한 직접적인 위쪽 광의 침입은 다른 안착부(151) 중 하나 내의 바코드(70)를 판독할 수 있는 바코드 판독기의 능력을 손상시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 제어기(50)는 바코드(70A 내지 70E)의 모서리 또는 다른 경계를 식별하고, 이러한 정보를 이용하여, 샘플 유지부(60A 내지 60E)에 각각 상응하는 어떠한 안착부(151)가 내부에 배치되었는지를 식별한다. 그에 의해서, 제어기(50)는 알려진 안착부(151) 위치와 함께 각각의 샘플 유지부(60A 내지 60E)를 등록한다. 예를 들어, 도 10은, 바코드 판독기(172)에서 수신되고 제어기(50)에 의해서 프로세스된 바와 같은, 캐리어(150), 안착부(151A 내지 151E), 및 바코드(70A 내지 70E)의 이미지를 도시한다. 제어기(50)는 (미가공 이미지로부터) 각각의 바코드(70A 내지 70E)의 모서리를 식별하였고, 캐리어(150)에 대한 각각의 바코드(70A 내지 70E)의 경계(71)(예를 들어, 피팅 기술(fitting technique)을 이용) 및 공간적 위치를 결정하였다. 이로부터, 제어기(50)는 (예를 들어, 후술하는 바와 같은 캐러셀 데이터(226)를 이용하여) 각각의 바코드(70A 내지 70E)를 보유하는 안착부(151A 내지 151E)를 결정할 수 있다.

바코드 내에 포함된 데이터가 알려진 위치의 샘플 유지부(60A 내지 60E)와 연관되도록 그리고 그 후에 절차 전체를 통해서 샘플 유지부 및 샘플과 연관될 수 있도록, 제어기(50)는 각각의 바코드(70A 내지 70E)를 암호 해독한다.

이어서, 캐리어(150)가 축(B-B)을 중심으로 회전되어, 안착부(151)의 새로운 제2 세트를 거울(180) 위에 재배치할 수 있다. 그에 의해서, 샘플 유지부(60)의 선택된 제2 세트의 바코드(70)가 개구(157)를 통해서 거울(180)에 노출되고, 거울(180)에 의해서 수용 창(174)을 통해서 바코드 판독기(172)의 광학 센서(171) 상으로 반사된다.

예를 들어, 안착부(151A 및 151F 내지 151I)의 제2 세트(K)가 거울(180) 위에 배치되도록, 캐리어(150)가 회전될 수 있다. 이어서, 전술한 바와 같이, 그러한 안착부(151A 및 151F 내지 151I) 내의 샘플 유지부(60)의 바코드(70)의 이미지들이 거울(180)에 의해서 바코드 판독기(172)로 동시에 반사되고, 바코드 판독기(172)에 의해서 판독된다.

일부 경우에, 바코드 판독기(172)와 정렬되고 그에 반사되는 안착부(151) 중 하나 이상이 샘플 유지부(60)를 갖지 않을 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

각각의 반사된 세트의 안착부(151)의 크기 및 공간적인 배열이 달라질 수 있다. 예를 들어, 세트 중의 안착부들(151)이 도 9에 도시된 바와 같이 안착부(151A 내지 151E)의 반경방향 연장 행으로 배열될 수 있다. 행 중의 안착부들(157A 내지 157E)이 (예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이) 비선형적으로 정렬될 수 있다. 캐리어(150)의 상이한 회전 위치에서 거울(180)과 정렬되는, 다른 세트 중의 안착부는 5개 미만(또는 초과)의 안착부(151)를 포함할 수 있다. 일부 안착부(151)는 캐리어(150)의 하나 초과의 회전 위치에서 보일 수 있다. 제어기(50)는, 샘플 유지부의 크기 또는 공간적 배치와 관계 없이 또는 하나 초과의 판독된 세트 내에 존재하는지의 여부와 관계 없이, 전술한 바와 같이 각각의 판독된 샘플 유지부(60)의 위치를 식별하도록 구성될 수 있다.

샘플 분석기 시스템(10) 그리고, 특히, 샘플 관 모니터링 시스템(170)은, 비록 안착부들(151)이 공간적으로 분포되었지만, 캐리어의 각각의 안착부(151) 내의 가시적인 표시(70)를 판독할 수 있다. 모니터링 시스템(170)은 샘플 유지부(60)의 세트를 동시에 판독할 수 있고, 이는 더 효율적이고 신뢰 가능한 동작을 제공할 수 있다. 모니터링 시스템(170)은 고정 바코드 판독기(172)로 이러한 것을 달성할 수 있다. 안착부(151)를 거울(180)에 대해서 선택적으로 재배치하도록 캐리어(150)를 이동시키기만 하면 된다.

샘플 분석기 시스템(10)은, 비교적 작은 형상 계수를 유지하면서, 전술한 것을 달성할 수 있다. 거울(180)의 사용은, 바코드 판독기(172)의 심도 이내인, 바코드 판독기(172)와 가시적인 표시(70) 사이의 유효 관찰 거리를 유지하면서, 바코드 판독기(172)가, 샘플 유지부가 판독 중에 배치되는 위치에 근접하게 (그리고 심지어 도시된 바와 같은 캐리어(150) 아래에서) 측방향으로 배치될 수 있게 한다.

일부 실시예에서, 반사 표면들(182)은 서로 상이하게 각도를 형성할 수 있다. 상이한 거울 각도들을 이용하여, 상이한 위치들에 있는 거울들과 바코드 판독기 사이에서 보다 양호한 시선을 제공할 수 있다.

일부 실시예에서, 모니터링 시스템은 판독되는 안착부마다 1개 미만의 거울을 이용한다. 일부 실시예에서, 5개의 거울(180)이 하나의 더 큰 거울로 대체된다.

본원에서 설명된 동작은 제어기(50)에 의해서 또는 통해서 실행될 수 있다. 시스템(10)의 작동기(142) 및 다른 장치가 전기적으로 제어될 수 있다. 일부 실시예에 따라, 제어기(50)는 설명된 단계의 일부 그리고 일부 실시예에서 그 전부를 프로그래밍적으로 실행한다. 일부 실시예에 따라, 작동기의 이동은 제어기(50)에 의해서 완전히 자동적으로 그리고 프로그래밍적으로 실행된다.

일부 실시예에서, 제어기(50)는 바코드(70)의 판독 단계, 바코드(70)의 위치 및 데이터 콘텐츠를 결정하기 위해서 이미지 데이터를 프로세스하는 단계, 그리고 샘플 유지부(60)를 캐러셀 캐리어(150)로부터 샘플링 스테이션(122)으로 운송하는 단계의 각각을 프로그래밍적으로 그리고 자동적으로 실행한다. 일부 실시예에서, 제어기(50)는 전술한 오토샘플러 장치(100)의 동작의 각각을 프로그래밍적으로 그리고 자동적으로 실행한다.

제어기(50) 로직의 실시예가 전체적인 소프트웨어 실시예, 또는 소프트웨어 양태와 하드웨어 양태를 조합한 실시예 형태를 취할 수 있고, 이들 모두는 본원에서 일반적으로 "회로" 또는 "모듈"로 지칭된다. 일부 실시예에서, 회로는 소프트웨어 및 하드웨어 모두를 포함하고, 소프트웨어는 알려진 물리적 속성 및/또는 구성을 갖는 특정 하드웨어와 함께 작업하도록 구성된다. 또한, 제어기 로직은, 매체 내에 구현된 컴퓨터-사용 가능 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터-사용 가능 저장 매체 상의 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다. 하드 디스크, CD-ROM, 광학 저장 장치, 인터넷 또는 인트라넷을 지원하는 것과 같은 전송 매체, 또는 다른 저장 장치를 포함하는, 임의의 적합한 컴퓨터 판독 가능 매체가 이용될 수 있다.

도 11은, 제어기(50)에서 사용될 수 있는 회로 또는 데이터 프로세싱 시스템(202)의 선도이다. 회로 및/또는 데이터 프로세싱 시스템은 임의의 적합한 장치 또는 장치들 내의 디지털 신호 프로세서(210) 내에 포함될 수 있다. 프로세서(210)는 어드레스/데이터 버스(214)를 통해서 HMI(12) 및 메모리(212)와 통신한다. 프로세서(210)는 임의의 상업적으로 입수할 수 있는 또는 일반적인 마이크로프로세서일 수 있다. 메모리(212)는, 데이터 프로세싱 시스템의 기능을 실시하기 위해서 이용되는 소프트웨어 및 데이터를 포함하는 메모리 장치의 전체적인 계층을 나타낸다. 메모리(212)는, 비제한적으로, 이하의 유형의 장치: 캐시, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, 플래시 메모리, SRAM, 및 DRAM를 포함한다.

도 11은, 메모리(212)가 데이터 프로세싱 시스템: 동작 시스템(214); 애플리케이션 프로그램(216); 입/출력(I/O) 장치 드라이버(218); 및 데이터(220)에서 이용되는 소프트웨어 및 데이터의 몇몇 카테고리를 포함할 수 있다는 점을 도시한다.

데이터(220)는 장비-고유 데이터를 포함할 수 있다. 도 11은 또한, 데이터(220)가 샘플 유지부 데이터(222), 바코드 데이터(224), 캐러셀 데이터(226), 및 절차 데이터(228)를 포함할 수 있다는 것을 도시한다. 샘플 유지부 데이터(222)는, 예를 들어 특유의 식별자(예를 들어, 일련 번호), 명칭, 샘플 유지부(60) 내에 포함된 피분석물에 관한 설명을 포함하는, 각각의 샘플 유지부(60)와 관련되거나 그 특성을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 바코드 데이터(224)는, 예를 들어, 샘플 유지부(60)의 일련 번호에 대한 레지스트리 인덱싱 또는 교차-참조 바코드를 포함할 수 있다. 캐러셀 데이터(226)는 캐리어(50) 및 프레임(110)에 대한 안착부(151)의 공간적 또는 기하형태적 배치 또는 위치를 나타내는 안착부 위치 데이터를 포함할 수 있다. 절차 데이터(228)는, (예를 들어, 분석 시퀀스를 포함하는) 본원에서 설명된 절차를 실행하기 위한 프로토콜 또는 단계의 시퀀스를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.

도 11은 또한, 애플리케이션 프로그램(216)이 (샘플링 시스템(120)을 제어하기 위한) 샘플링 시스템 제어 모듈(230), (작동기(142)를 제어하기 위한) 캐러셀 제어 모듈(232), (작동기(148)를 제어하기 위한) 로봇 아암 제어 모듈(234), ((광학 센서(171)를 포함하는 샘플 관 모니터링 시스템(170)을 제어하기 위한) 광학적 판독기 제어 및 이미지 프로세싱 모듈(236), 및 GC 시스템(20)을 제어하기 위한 GC 제어 모듈(238)을 포함할 수 있다는 점을 도시한다.

당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 동작 시스템(214)은 데이터 프로세싱 시스템과 함께 이용하기에 적합한 임의의 동작 시스템일 수 있다. I/O 장치 드라이버(218)는, I/O 데이터 포트(들), 데이터 저장부 및 특정 메모리 구성요소와 같은 장치와 통신하기 위해서, 애플리케이션 프로그램(216)에 의해서 동작 시스템(214)을 통해서 접근될 수 있는 소프트웨어 루틴을 전형적으로 포함한다. 애플리케이션 프로그램(216)은, 데이터 프로세싱 시스템의 여러 특징을 실시하는 프로그램을 예시하고, 본 기술의 실시예에 따른 동작을 지원하는 적어도 하나의 애플리케이션을 포함할 수 있다. 마지막으로, 데이터(220)는, 애플리케이션 프로그램(216), 동작 시스템(214), I/O 장치 드라이버(218), 및 메모리(212) 내에 있을 수 있는 다른 소프트웨어 프로그램에 의해서 이용되는 정적 및 동적 데이터를 나타낸다.

당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본 기술의 교시 내용으로부터 이득을 여전히 취하면서, 다른 구성이 또한 이용될 수 있다. 예를 들어, 모듈 중 하나 이상이 동작 시스템, I/O 장치 드라이버, 또는 데이터 프로세싱 시스템의 다른 그러한 논리적 분할에 통합될 수 있다. 따라서, 본 기술은 도 11의 구성으로 제한되는 것으로 생각하지 않아야 하고, 이는 본원에서 설명된 동작을 실행할 수 있는 임의의 구성을 포함하도록 의도된 것이다. 또한, 모듈 중 하나 이상이, 제어기(50)와 같은 다른 구성요소와 통신할 수 있거나 전체적으로 또는 부분적으로 그 내부에 통합될 수 있다.

기술의 일부 실시예에 따라, 본원에서 설명된 바와 같은 오토샘플러는, 샘플 컨테이너를 복수의 이용 가능한 샘플링 위치로부터 선택된 샘플링 위치에 배치하기 위해서 회전되는, 원형 캐러셀을 포함한다. 샘플 컨테이너들은 동심적인 링들로서 배열되고, 로봇 아암을 이용하여 샘플 컨테이너를 상이한 링들로부터 집어 낸다. 표시 판독기는 캐러셀 아래에 물리적으로 고정되고, 일부 실시예에서, 단일 이미지-기반의 바코드 판독기이다. 캐러셀이 회전될 때 모든 링 내의 컨테이너들이 판독될 수 있게 하기 위해서, 다수의 거울을 이용하여, 다수의 컨테이너 상의 표시의 다수의 이미지를 단일 이미지-기반의 바코드 판독기 상에서 포커스한다. 시스템의 일부를 형성하는 소프트웨어는, 캐러셀 상의 각각의 그리고 모든 컨테이너로부터 각각의 표시를 추출하기 위해서 이미지를 프로세스할 수 있고 프로세스한다. 그에 따라, 하나의 바코드 판독기 상에서 다수의 이미지를 포커스하기 위해서 다수의 거울을 이용함으로써, 시스템은 하나의 그리고 고정된 바코드 이미지 판독기를 이용하여 상이한 위치들에 있는 다수의 샘플 컨테이너 상의 표시를 판독할 수 있다. 일부 실시예에서, 단일 거울이 다수의 거울 대신 이용된다.

본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 본 개시 내용의 이점을 고려하여, 많은 변경 및 수정이 당업자에 의해서 이루어질 수 있을 것이다. 그에 따라, 예시된 실시예가 단지 예로서 설명되었다는 것, 이는 이하의 청구항에 의해서 규정되는 바와 같은 본 발명을 제한하는 것으로 받아들이지 않아야 한다는 것을 이해하여야 한다. 그에 따라, 이하의 청구항은 문헌적으로 설명된 요소의 조합뿐만 아니라 실질적으로 동일한 결과를 얻기 위해서 실질적으로 동일한 방식으로 실질적으로 동일한 기능을 실시하기 위한 모든 균등 요소를 포함하는 것으로 읽혀져야 한다. 그에 따라, 청구항은, 앞서서 구체적으로 예시되고 설명된 것, 개념적으로 균등한 것, 그리고 또한 본 발명의 본질적인 아이디어를 포함하는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims

가스 색층분석 시스템이며:
가스 색층분석(GC) 하위시스템; 및
오토샘플러를 포함하고, 오토샘플러는:
복수의 안착부를 포함하는 캐리어;
안착부 중의 각각의 안착부 내에 배치된 복수의 샘플 유지부로서, 샘플 유지부의 각각이:
샘플을 유지하도록 구성된 챔버를 형성하는 컨테이너; 및
컨테이너 상의 가시적인 표시를 포함하고;
컨테이너는 가시적인 표시가 보일 수 있도록 그 안착부 내에 배치되는, 복수의 샘플 유지부;
가시적인 표시를 판독하도록 그리고 그에 상응하는 출력 신호를 생성하도록 구성되는 광학 센서;
출력 신호를 수신하도록 구성된 제어기;
안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사하도록 배열되고 구성되는 적어도 하나의 거울; 및
피분석물을 샘플 유지부 중 적어도 하나로부터 추출하도록 그리고 추출된 피분석물을 GC 하위시스템으로 전달하도록 구성되는 샘플링 시스템을 포함하는, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
캐리어는 각각의 안착부 내에서 개구를 포함하고;
각각의 샘플 유지부는, 그 가시적인 표시가 그 안착부 내의 개구를 통해서 보일 수 있도록, 그 안착부 내에 배치되고; 그리고
적어도 하나의 거울은 안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 개구로부터 광학 센서로 동시에 반사시키는, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
캐리어는 캐리어 풋프린트를 형성하고; 그리고
적어도 하나의 거울 및 광학 센서 모두가 캐리어 풋프린트 내에 배치되는, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
오토샘플러는 캐리어를, 적어도 하나의 거울이 안착부 내의 샘플 유지부의 제1 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사시키는 제1 캐리어 위치로부터, 적어도 하나의 거울이 안착부 내의 샘플 유지부의 제2 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사시키는 제2 캐리어 위치까지, 적어도 하나의 거울에 대해서 이동시키도록 구성되는, 가스 색층분석 시스템.
제4항에 있어서,
캐리어는 회전 축을 중심으로 회전될 수 있는 캐러셀이고;
제1 캐리어 위치는 제1 회전 위치이고;
제2 캐리어 위치는 제1 회전 위치와 상이한 제2 회전 위치이고;
샘플 유지부의 제1 세트 중의 샘플 유지부는 안착부의 제1 반경방향 연장 행 내에 배치되고; 그리고
샘플 유지부의 제2 세트 중의 샘플 유지부는 안착부의 제2 반경방향 연장 행 내에 배치되는, 가스 색층분석 시스템.
제5항에 있어서,
제1 반경방향 연장 행의 안착부들이 선형적으로 정렬되지 않는, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
제어기는, 안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 각각을 프로그래밍적으로 그리고 자동적으로 식별하도록 구성되는, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
가시적인 표시가 바코드인, 가스 색층분석 시스템.
제8항에 있어서,
가시적인 표시가 2-차원적인 바코드인, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
컨테이너는 병이고; 그리고
가시적인 표시의 각각은 상응하는 병의 단부 벽 상에 위치되는, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 거울이 복수의 거울을 포함하는, 가스 색층분석 시스템.
제11항에 있어서,
거울들이 공통 평면적인, 가스 색층분석 시스템.
제11항에 있어서,
거울들의 적어도 일부가 광학 센서에 대해서 서로 상이한 각도로 배향되는, 가스 색층분석 시스템.
제11항에 있어서,
거울의 각각이 편평한 평면형 반사 표면을 갖는, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 거울이 단일 거울인, 가스 색층분석 시스템.
제15항에 있어서,
단일 거울이 평면형 반사 표면을 갖는, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 거울이 반사 표면을 갖고;
광학 센서는 광학 센서로부터 반사 표면까지 시선을 갖고;
시선은 실질적으로 수평이고;
적어도 하나의 거울이 캐리어 아래에 위치되고; 그리고
반사 표면의 평면이 수직선에 대해, 45도보다 적어도 5도만큼 더 크거나 작은, 각도로 배치되는, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
광학 센서가, 약 60 내지 120도 범위의 시계 측방향 스캔 각도를 갖는 바코드 스캐너인, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
광학 센서가 미리 규정된 심도를 갖고; 그리고
광학 센서로부터 적어도 하나의 거울까지의 거리 및 적어도 하나의 거울로부터 가시적인 표시까지의 거리의 합이 심도 이내인, 가스 색층분석 시스템.
제1항에 있어서,
샘플러는 가열기를 포함하는 헤드스페이스 샘플러이고; 그리고
샘플링 시스템은 피분석물을 각각의 샘플 유지부의 헤드스페이스로부터 추출하고 추출된 피분석물을 GC 하위시스템에 전달하기 위한 추출 메커니즘을 포함하는, 가스 색층분석 시스템.
가스 색층분석을 실시하기 위한 방법이며:
유입구를 포함하는 가스 색층분석(GC) 하위시스템을 제공하는 단계;
오토샘플러를 제공하는 단계로서, 오토샘플러가:
복수의 안착부를 포함하는 캐리어;
광학 센서;
제어기; 및
적어도 하나의 거울을 포함하는, 단계;
복수의 샘플 유지부를 안착부 중의 각각의 안착부 내에 장착하는 단계로서, 샘플 유지부의 각각이:
샘플을 유지하도록 구성된 챔버를 형성하는 컨테이너; 및
컨테이너 상의 가시적인 표시를 포함하고;
컨테이너는 가시적인 표시가 보일 수 있도록 그 안착부 내에 배치되는, 단계;
적어도 하나의 거울을 이용하여, 안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사시키는 단계;
광학 센서를 이용하여, 가시적인 표시를 판독하고 그에 상응하는 제어기에 대한 출력 신호를 생성하는 단계; 및
피분석물을 샘플 유지부 중 적어도 하나로부터 추출하고 추출된 피분석물을 GC 하위시스템에 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
오토샘플러이며:
복수의 안착부를 포함하는 캐리어;
안착부 중의 각각의 안착부 내에 배치된 복수의 샘플 유지부로서, 샘플 유지부의 각각이:
샘플을 유지하도록 구성된 챔버를 형성하는 컨테이너; 및
컨테이너 상의 가시적인 표시를 포함하고;
컨테이너는 가시적인 표시가 보일 수 있도록 그 안착부 내에 배치되는, 복수의 샘플 유지부;
가시적인 표시를 판독하도록 그리고 그에 상응하는 출력 신호를 생성하도록 구성된 광학 센서;
출력 신호를 수신하도록 구성된 제어기;
안착부 내의 샘플 유지부의 세트의 가시적인 표시의 이미지들을 광학 센서로 동시에 반사하도록 배열되고 구성되는 적어도 하나의 거울; 및
피분석물을 샘플 유지부 중 적어도 하나로부터 추출하기 위한 샘플링 시스템을 포함하는, 오토샘플러.