无线感测封闭环境的性质及其装置制造方法及图纸

无线传感器测量物质的性质并将性质发送到远程无线接收器。无线传感器可以完全封闭在容纳有物质的容器内，可以远程监控物质的性质，而不会影响封闭系统的完整性。

The Nature and Device of Wireless Sensing Closed Environment

Wireless sensors measure the properties of substances and send them to remote wireless receivers. Wireless sensors can be completely enclosed in containers containing substances, and can monitor the properties of substances remotely without affecting the integrity of the enclosed system.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线感测封闭环境的性质及其装置
本申请要求2016年7月15日提交的美国临时申请62/362,737的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本公开涉及测量和调节封闭环境的内容物的性质。技术背景许多过程依赖于观察封闭环境的内容以便监视和控制过程。例如，在实验室环境中，可以在封闭容器中加热物质以促进所需的化学反应或物理变化。这些封闭的容器可以使用热板搅拌器加热，该热板搅拌器可以混合物质或保持它们均匀，同时将它们保持在一定温度。在这些物质混合时保持这些物质的温度可能因诸如从热板到物质的热传递不一致以及室温或热板功率波动等因素而变得复杂。因此，热板的用户可以使用外部温度探测器来监测物质的温度。一些热板具有内置于板中的温度探测器，可以测量加热板表面的温度。然而，由于板与容器之间的热接触不一致，以及对容器内物质的不一致的热传递，内置温度探测器通常具有低精度。用于测量温度的其他方法包括使用容器外部的支撑结构将温度探测器降低到样品中，以直接测量物质的温度。然而，确保探测器保持与物质接触可能是困难的，尤其是当物质被混合或搅拌时。此外，如果在加热和混合过程中需要封闭容纳物质的容器，则将外部探测器降低到容器中会损害该过程的完整性。其他封闭系统同样可以使系统性质的测量复杂化。因此，需要用于检测封闭系统的性质而不损害系统完整性的方法。专利技术概述无线传感器测量物质的性质并将性质发送到远程无线接收器。无线传感器可以完全封装在容纳有物质的容器内，可以远程监控物质的性质，而不会损害封闭系统的完整性。无线传感器可以结合到搅拌棒装置中，该搅拌棒装置可以通过仪器磁力操纵以搅动容器中的流体。仪器还可以加热容器中的流体。当搅拌棒装置搅动流体时，该装置可以测量流体的性质并将性质传递给仪器的控制系统。控制系统可以基于从搅拌棒装置中的无线传感器接收的反馈来调节仪器的输出，例如加热量或搅拌棒装置的旋转速率。由于搅拌棒装置将数据无线传输到控制系统，因此可以密封容器。无线传感器可以用在系统中以远程监控和控制物质的性质。公开了一种仪器，其可具有搅拌器、温度传感器和控制器。搅拌器可以配置成搅拌容器中的液体。温度传感器可浸入液体中。温度传感器可以配置为测量液体的温度。温度传感器可以将指示液体温度的反馈无线发送到无线接收器。控制器可以配置成基于反馈来调节液体的温度。公开了一种可以具有无线传感器和无线接收器的仪器。无线传感器可以封装在容纳有物质的封闭容器中。无线传感器可以具有无线发射器。无线传感器可以具有配置为测量物质的性质的传感器。无线接收器可以与无线发射器进行电子通信。无线发射器可以将描述物质性质的数据发送到无线接收器。公开了一种无线温度测量装置。无线温度测量装置可以配置成用作可以放入液体中的搅拌器。可以通过仪器加热或冷却液体。仪器可以无线地与测量装置通信并为其提供电力。该装置可以测量液体的温度。无线温度测量装置可以具有无线温度传感器装置，其被配置为经由无线通信与接收器通信。传感器装置可以具有以下性质中的至少一个：a)所述传感器装置是用无线能量供电；b)所述传感器装置利用磁力作用搅动液体；c)所述传感器装置具有至少2个可以比较的不同温度测量元件，如果它们不跟踪，则认为该装置损坏或未校准；d)至少一个温度测量元件被配置为通过测量热敏电阻中的电阻变化来进行操作；和/或e)至少一个温度测量元件被配置为通过测量半导体装置的电压变化来进行操作。该装置可以完全浸入液体中。测量装置可能不需要任何导线来起作用。无线温度测量装置可以具有以下性质中的至少一个：a)所述测量装置通过无线信号与所述仪器通信，并且所述测量装置由无线能量供电；b)待加热的液体被容纳在单独的容器中，所述容器能够放在所述仪器上或所述仪器处；c)测量装置还用作待加热液体的搅拌器，并且所述仪器通过磁场激活搅拌器功能；和/或d)所述测量装置还测量至少一种其他液体特征，所述至少一种其他特征是pH、比重、粘度、盐度、电导、颜色、吸光度、荧光、压力、电化学、电导率、化学发光、液位、旋转、加速度或速度中的任一个。测量装置可以完全浸入液体中。测量装置可以测量液体的温度。无线测量装置可以具有以下性质中的至少一个：a)所述测量装置通过无线电波与所述仪器通信，并且所述测量装置由无线电波供电；b)待搅拌的液体被容纳在单独的容器中，该容器能够放在仪器上或仪器处；c)所述测量装置还用作待加热液体的搅拌器，并且所述仪器能够通过磁场激活搅拌器功能；d)所述测量装置还测量其他液体特征，例如任何pH值或流体速度中的任一个；和/或e)所述测量装置还测量流体的至少一个其他特征，所述至少一个其他特征是pH、比重、粘度、盐度、电导率、颜色、吸光度、荧光、压力、电化学、电导率、化学发光、液位、旋转或速度中的任一个。公开了一种系统，其中设置在密封容器内部的流体被远程自动测量，用于至少一次测量而无需直接电连接。所述系统可以具有以下至少一个：a)使用传感器的无线通信和无线供电完成所述至少一次测量，至少一种测量是温度、电化学、pH、比重、粘度、电导、盐度、颜色、吸光度、荧光、压力、电导率、化学发光、液位、旋转、速度和加速度中的任何一个；b)使用无线或光学通信对无线或光学供电的传感器进行至少一次测量，所述至少一次测量是温度、电化学、pH、比重、粘度、电导、盐度、颜色、吸光度、荧光、压力、电导率、化学发光、液位、旋转、速度和加速度中的任何一个。公开了一种用于基于来自无线传感器元件的反馈来操纵液体化合物的系统，所述无线传感器元件可以测量液体中的一个或多个参数。所述液体操纵可以是加热、搅拌、机械均化、电解、添加暴露于包括任何光或无线电波或X射线的电磁波的另一种化合物、暴露于辐射、暴露于压力或真空暴露于声波或超声波、暴露于离心力、暴露于电场、暴露于磁场、通过过滤或密度分离某些化合物去除选择性成分、脱气中的任何一种；并且其中所述反馈是从至少一个无线测量获得的，所述至少一个无线测量是温度、电化学、pH、比重、粘度、电导、盐度、颜色、吸光度、荧光、压力、电导率、化学发光、液位、旋转、速度、加速度或其组合中的任何一个。公开了一种系统，该系统可以具有容器，容器可以具有嵌入式无线温度传感器和能够与所述无线温度传感器通信的单独通信装置。所述系统可以具有以下中的任何一个：a)所述嵌入式无线温度传感器也由无线电源供电；b)所述通信装置配置为加热所述容器；c)所述通信装置能够设置为根据无线传输的温度反馈来加热所述容器；d)所述容器内置有机械刀片，用于均质化或加热容器中的材料，并且所述通信装置具有配置成激活所述机械刀片的激活元件；e)所述通信装置能够设置为基于无线传输的温度反馈来激活所述容器中的刀片。附图说明图1是用于测量和调节封闭容器内容物的性质的系统的透视图。图2是图1的横截面A-A的变型。图3A是系统中仪器的变型的局部透视顶视图。图3B是系统中仪器的变型的局部透视透视图。图4是示出用于测量和调节封闭容器的内容物的性质的系统的示例电子配置的示意图。图5A-5B示出了被配置为测量温度的感测装置的示例配置。图6A-6B示出了示例性可浮动感测装置。图7示出了耦合到封闭容器的塞子的示例性感测装置。图8示出了配置为无线电化学传感器的示例感测装置。图9示出了配置为无线pH传感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.仪器，包括：搅拌器，其被配置为搅拌容器中的液体；温度传感器，其能浸没在所述液体中并且被配置为测量所述液体的温度并且将指示所述液体的温度的反馈无线地发送到无线接收器；以及控制器，其被配置为基于所述反馈来调节所述液体的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.15 US 62/362,7371.仪器，包括：搅拌器，其被配置为搅拌容器中的液体；温度传感器，其能浸没在所述液体中并且被配置为测量所述液体的温度并且将指示所述液体的温度的反馈无线地发送到无线接收器；以及控制器，其被配置为基于所述反馈来调节所述液体的温度。2.仪器，包括：无线传感器，其能封装在包含物质的封闭容器内，其中所述无线传感器包括无线发射器和配置成测量所述物质的性质的传感器；以及与所述无线发射器进行电子通信的无线接收器，其中所述无线发射器将描述所述物质的性质的数据发送到所述无线接收器。3.用于加热和搅动单独容器中的液体的仪器装置和无线温度测量装置，所述无线温度测量装置被配置为用作搅拌器，所述搅拌器可以放入待加热的液体中，并且其中所述仪器与所述测量装置通信并且无线地为所述测量装置供电，并且由此可以测量液体的温度。4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述无线温度测量装置包括：无线温度传感器装置，被配置为经由无线通信与接收器通信，并且其中，所述传感器装置具有以下性质中的至少一个：a)所述传感器装置是用无线能量供电；b)所述传感器装置利用磁力作用搅动液体；c)所述传感器装置具有至少2个可以比较的不同温度测量元件，如果它们不跟踪，则认为该装置损坏或未校准；d)至少一个温度测量元件被配置为通过测量热敏电阻中的电阻变化来进行操作；e)至少一个温度测量元件被配置为通过测量半导体装置的电压变化来进行操作。5.根据权利要求3所述的装置，其中所述无线温度测量装置能够完全浸入所述液体中，并且其中所述测量装置不需要任何导线起作用；并且其中所述无线温度测量装置具有以下性质中的至少一个：a)所述测量装置通过无线信号与所述仪器通信，并且所述测量装置由无线能量供电；b)待加热的液体被容纳在单独的容器中，所述容器能够放在所述仪器上或所述仪器处；c)测量装置还用作待加热液体的搅拌器，并且所述仪器通过磁场激活搅拌器功能；d)所述测量装置还测量至少一种其他液体特征，所述至少一种其他特征是pH、比重、粘度、盐度、电导、颜色、吸光度、荧光、压力、电化学、电导率、化学发光、液位、旋转、加速度或速度中的任一个。6.根据权利要求3所述的装置，其中所述测量装置能够完全浸入所述液体中，并且其中所述测量装置测量所述液体的温度；并且其中所述无线测量装置具有以下性质中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·M·斯卡布，M·J·延森，
申请(专利权)人：哥特科学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US