测量物质浓度的传感器装置制造方法及图纸

一种传感器装置，其用于在干扰物存在下测定开放式样品(130)中物质的浓度，所述传感器装置包括：第一光源(200)，其发射被所述物质吸收的第一波长下的脉冲光(S1)，第二光源(210)，其发射透过所述物质的第二波长下的脉冲光(S2)，光学装置(250、252、254、310、320、330、340)，其用于沿相同的光路将发射的所述第一波长和第二波长的脉冲光(S1、S2)的至少一部分引导通过开放式样品(130)，以及样品检测器(230)，其布置在所述光路的末端用于接收透过所述样品(130)的所发射的所述第一波长和第二波长的光(S1、S2)，其中所述干扰物作为沉积物形成在暴露于所述物质的所述光学装置(250、252、254、310、320、330、340)中的至少一个上，并且其中所述第一波长和第二波长被所述干扰物吸收。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种传感器装置，其用于在干扰物存在下测定开放式样品(130)中物质的浓度，所述传感器装置包括：第一光源(200)，其发射被所述物质吸收的第一波长下的脉冲光(S1)，第二光源(210)，其发射透过所述物质的第二波长下的脉冲光(S2)，光学装置(250、252、254、310、320、330、340)，其用于沿相同的光路将发射的所述第一波长和第二波长的脉冲光(S1、S2)的至少一部分引导通过开放式样品(130)，以及样品检测器(230)，其布置在所述光路的末端用于接收透过所述样品(130)的所发射的所述第一波长和第二波长的光(S1、S2)，其中所述干扰物作为沉积物形成在暴露于所述物质的所述光学装置(250、252、254、310、320、330、340)中的至少一个上，并且其中所述第一波长和第二波长被所述干扰物吸收。【专利说明】
本专利技术涉及传感器装置。更具体地讲，本专利技术涉及用于测量在灌装机灭菌单元内 的灭菌物质浓度的传感器装置。 测量物质浓度的传感器装置
技术介绍
用于测定物质的含量、存在或浓度的不同传感器是人们所熟知的并且广泛用于不 同行业中，以监测或控制特定环境的物理参数。 因为不同应用要求使用专门设计的传感器，所以存在大量可商购获得的不同传感 技术。 一种此类传感技术包括光的使用，其中传感器测定通过被布置在所发射的光的光 路中的样品的吸收和/或透射量。因此，此类传感器装置通常包括布置在样品的第一侧上 的光源、布置在样品的相对侧上的检测器、以及用于测定吸收率和/或透射率的控制器。优 选所述控制器还包括计算单元，所述计算单元用于将检测到的透射率和/或吸收率转换成 样品量，诸如样品内特定物质的量。 现有技术光传感器的实例描述于US3, 895, 233和EP0762107中。 光传感器非常具有吸引力，因为它们可用于许多不同的样品。物质的光吸收谱通 常是复杂的曲线，所以通过选择所用光的特定的波长可获得显著的传感器分辨率。 在食品加工中，诸如在液体食品包装中，将纸盒型（carton-based)包装材料折叠 成包装，随后其被液体食品填充。为遵守国家食品安全规定，而且确保封闭的食品质量，必 须确保对封闭的食品进行灭菌。然而，还必须在灌装和密封之前对包装本身进行灭菌。 在现代灌装机中，包装材料通常用过氧化氢（H202)灭菌。灭菌可在让包装材料输 送通过的H 202灭菌室中进行，或者作为在灌装和密封之前将H202气体供入半成品包装中的 喷雾单元进行。因此，在灌装之前具有让包装材料通过的无菌区。 已经证明H202的光吸收谱适合于用于检测和测量灌装机的无菌区中的H 202量的 光传感器。此类光传感器还要求使用光学透镜和窗以引导光通过H20 2并到达检测器中。然 而，在气体环境中，诸如在液体食品灌装机的无菌区中，光学组件上的沉积物有助于测量的 噪音增加，因此降低测量的质量。 虽然上述传感器装置提供了一些优点，但是此类传感器装置的完整结构不适于其 中干扰物趋于在光路中形成沉积物的特定应用。 因此，需要改善的传感器装置，尤其是对于测量样品中灭菌物质的量是至关重要 的这样的应用而言。
技术实现思路
因此，本专利技术优选旨在通过提供根据所附权利要求所述的系统，单独地或以任意 组合减轻、缓解或消除上述确定的本领域中的缺陷和缺点中的一个或多个并解决至少上述 问题。 本专利技术的一个目的是允许发射的不同波长的光按照相同光路通过样品并到达样 品检测器。 本专利技术的另一个目的是减少传感器装置的电缆的数量。 本专利技术的另一个目的是通过减少反应性物质（如H202)与电子元件直接接触的风 险来改善传感器装置的质量。 因此，本专利技术的一个设想是以脉冲方式发射光使得单个样品检测器可以一定顺序 检测发射的光束，由此第一和第二光束可按照相同的光路通过样品到达样品检测器。 另一个设想是提供传感器装置，所述传感器装置对作为沉积物形成于布置在所发 射的光的光路中的各种光学组件上的干扰物不敏感。 根据一个方面，提供传感器装置，其用于在干扰物存在下测定开放式样品中物质 的浓度。所述传感器装置包括：第一光源，其发射被所述物质吸收的第一波长下的脉冲光， 第二光源，其发射透过所述物质的第二波长下的脉冲光，光学装置，其用于沿相同的光路将 发射的所述第一波长和第二波长的脉冲光的至少一部分引导通过开放式样品，以及样品检 测器，其布置在所述光路的末端用于接收所发射的透过所述样品的所述第一波长和第二波 长的光，其中所述干扰物作为沉积物形成在暴露于所述物质的所述光学装置中的至少一个 上，并且其中所述第一波长和第二波长被所述干扰物吸收。 根据本专利技术的另一个方面，提供传感器装置，其用于在干扰物存在下测定样品中 物质的浓度。所述传感器装置包括：第一光源，其发射被所述物质和所述干扰物吸收的第一 波长下的脉冲光，第二光源，其发射透过所述物质并被所述干扰物吸收的第二波长下的脉 冲光，光学装置，其用于沿相同的光路将所发射的所述第一波长和第二波长的脉冲光的至 少一部分引导通过样品，以及样品检测器，其布置在所述光路的末端用于接收所发射的透 过样品的所述第一波长和第二波长的光。 第一光源、第二光源、以及样品检测器可布置在样品的同一侧。该优点在于传感器 装置可制成较小体积，进而因为样品检测器定位成靠近控制器，所以所需要的电缆的数量 较少。 传感器装置还可包括参考检测器，参考检测器用于接收所发射的不透过样品的所 述第一波长和第二波长的光的一部分。因此，因为参考检测器可对所发射的光在透过样品 之前进行精确测量，所以可改善测量的质量。 参考检测器与第一光源、第二光源和样品检测器布置在样品的相同侧。这进一步 改善了传感器装置的紧密度。 传感器装置还可包括控制器，所述控制器连接至第一光源、第二光源、样品检测器 和参考检测器，并被配置成以脉冲顺序激活第一光源和第二光源。所述控制器还被配置成 将样品检测器和参考检测器的接收信号与相关光源相关联。这在样品检测器作为单个检测 器而不是作为用于每个波长的分离的样品检测器实施时，是特别有利的。 所述控制器还可配置成在不激活第一光源和第二光源中的任一光源的情况下，将 样品检测器和参考检测器的接收信号关联作为背景光。因此，因为当激活光源时，可从样品 检测器和参考检测器所接收的信号中减去背景噪音，所以可获得改善的精确度。 第一光源可以为UV-LED，由此，使用稳健、小型、可靠且较便宜的设备。 所述控制器可被配置成控制第一光源和第二光源的温度。这是有利的，因为可实 现光源寿命的延长，以及减少光强度和波长分布的变化。 第一光源、第二光源、样品检测器以及参考检测器可被封闭在与样品隔离的第一 壳体中。这使得传感器装置特别适用于腐蚀性环境，如适用于含过氧化氢的样品。 第一壳体可包括：第一光学窗，其允许从第一光源和第二光源发射的光离开第一 壳体并进入样品，以及第二光学窗，其允许从第一光源和第二光源发射的光离开样品并进 入第一壳体，其中所述传感器装置还包括加热器，所述加热器被配置成提高第一和第二光 学窗的温度。通过提供加热器，实现样品物质冷凝的风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在干扰物的存在下测定开放式样品(130)中物质的浓度的传感器装置，所述传感器装置包括：第一光源(200)，其发射被所述物质吸收的第一波长下的脉冲光(S1)，第二光源(210)，其发射透过所述物质的第二波长下的脉冲光(S2)，光学装置(250、252、254、310、320、330、340)，其用于沿相同的光路将所发射的所述第一波长和第二波长的脉冲光(S1、S2)的至少一部分引导通过所述开放式样品(130)，以及样品检测器(230)，其布置在所述光路的末端用于接收所发射的透过所述样品(130)的所述第一波长和第二波长的光(S1、S2)，其中所述干扰物作为沉积物形成在暴露于所述物质的所述光学装置(250、252、254、310、320、330、340)中的至少一个上，并且其中所述第一波长和第二波长被所述干扰物吸收。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德里亚·玛萨利，欧亨尼奥·西吉诺尔菲，波·伦贝里，汉斯·哈尔斯坦迪斯，希勒瓦·德巴克，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH