(57)【要約】  本発明は、第１の軸に沿って配置された密閉細長流体チャネルを成すハウジングと、ハウジングの第１の外面エリアを流体チャネルの第１の端部に接続するように配置された入口、および第２の外面エリアを流体チャネルの第２の端部に接続するように配置された出口と、第２の軸に沿って流体チャネルの対向する側壁上に同軸に配置された第１の光導波路および第２の光導波路とを備える、光学フローセルに関する。本発明はさらに、光学フローセルを作製するための対応する方法にも関する。
2019536047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸（１２３）に沿って配置された密閉細長の流体チャネル（１２０）
を成すハウジング（１１０）と、
前記ハウジング（１１０）の第１の外面エリアを前記流体チャネルの第１の端部（１５１）に接続するように配置された入口（１３０）、および第２の外面エリアを前記流体チャネルの第２の端部（１５２）に接続するように配置された出口（１４０）と、
第２の軸（１７０）に沿って前記流体チャネルの対向する側壁上に同軸に配置された第１の光導波路および第２の光導波路と、
を備える、光学フローセル（１００）。
【請求項２】
前記第１の光導波路が、前記流体チャネルの第１の側壁（１２１）に隣接して配置された、光が放出される出射表面を備え、前記第２の光導波路が、前記流体チャネルの第２の対向する側壁（１２２）に隣接して配置された、放出光が受領される入射表面を備え、前記出射表面および前記入射表面がある距離（ｄ）だけ隔てられる、請求項１に記載の光学フローセル（１００）。
【請求項３】
前記ハウジングが、少なくとも第１の部分（１１１）と、第２の部分（１１２）と、前記第１の部分（１１１）と前記第２の部分（１１２）との間に位置するシール（１１３）とを備え、前記第１の部分（１１１）が、前記第１の軸（１２３）に沿って配置された前記密閉細長流体チャネル（１２０）を成すように構成され、前記流体チャネル（１２０）が開放側を有し、対応する第２の部分（１１２）が、前記流体チャネル（１２０）の前記開放側を閉鎖するように構成される、請求項１または２に記載の光学フローセル（１００）。
【請求項４】
前記シール（１１３）が、前記第１および第２の部分（１１１、１１２）の対向する表面の縁部を密閉し、ならびに／または前記シールが、前記第２の軸（１７０）上に配置された第１および第２のボア（１１３１、１１３２）を備え、前記第１のボア（１１３１）が、前記第１の光導波路（１６１）が前記第１のボア（１１３１）を通って突出することを可能にするように配置され、前記第２の光導波路（１６２）が、前記第２のボア（１１３２）を通って突出するように配置される、請求項３に記載の光学フローセル（１００）。
【請求項５】
前記第１の光導波路（１６１）が、第１のコネクタ部（１６３）内に密閉され、前記第２の光導波路（１６２）が、第２のコネクタ部（１６４）内に密閉される、請求項１から４のいずれか一項に記載の光学フローセル（１００）。
【請求項６】
前記第１のコネクタ部（１６３）を前記ハウジング（１１０）に締結または固定するように配置された第１の締結物と、
前記第２のコネクタ部（１６４）を前記ハウジング（１１０）に締結または固定するように配置された第２の締結物と
をさらに備える、請求項５に記載の光学フローセル。
【請求項７】
請求項１から６及び１５のいずれか一項に記載の光学フローセル（１００）を作製する方法であって、
連続した光導波路を光学フローセルハウジングに第２の軸（１７０）に沿って挿入するステップ（７１０）と、
前記連続した光導波路の一部分を、光が放出される出射表面を有する第１の光導波路および放出光が受領される入射表面を有する第２の光導波路を形成すべく除去するステップ（７２０）と
を含み、
前記一部分がある距離（ｄ）に等しい長さを有し、したがって、前記一部分を除去した後の前記出射表面および前記入射表面が前記距離（ｄ）だけ隔てられる、
方法。
【請求項８】
前記連続した光導波路の一部分を除去するステップ（７２０）が、前記連続した光導波路を前記流体チャネル（１２０）の第１の側壁（１２１）に隣接して切断し、かつ前記連続した光導波路を前記流体チャネル（１２０）の第２の対向する側壁（１２２）に隣接して切断することによって実施される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記連続した光導波路の一部分を除去するステップ（７２０）が、前記第１の軸（１２３）に沿った、かつ前記第２の軸（１７０）に対して垂直な動きで実施される、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記連続した光導波路の一部分を除去するステップ（７２０）が、前記第１の軸（１２３）に対して垂直かつ前記第２の軸（１７０）に対して垂直な動きで実施される、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１１】
前記連続した光導波路の一部分を除去するステップ（７２０）が、ダイヤモンドソーまたはレーザアブレーションを使用して実施される、請求項７から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から６、または１６のいずれか一項に記載の光学フローセル（１００）を備える測定デバイス（３００）によって実施される方法（１０００）であって、
前記光学フローセル（１００）が晒されてきた環境を表す環境データを取得するステップ（１０１０）と、
第１の光導波路の出射表面から第２の光導波路の入射表面に放出された光の吸収を表す、前記光学フローセル（１００）の光吸収値を測定するステップ（１０２０）であって、オプションで、前記光学フローセル（１００）がノミナル環境に晒されるとき、前記出射表面と前記入射表面がノミナル距離だけ隔てられる、ステップ（１０２０）と、
前記光吸収値、および前記環境データに応じた補償関数に基づいて、補償された光吸収値を生成するステップ（１０３０）と
を含む、方法（１０００）。
【請求項１３】
前記補償関数が距離（ｄ）の変動を補償する、請求項１２に記載の方法（１０００）。
【請求項１４】
前記環境データが、前記光学フローセルの温度、周囲温度、前記光学フローセルがガンマ線照射を受けていること、および
前記光学フローセルがオートクレービングを受けていること、
のうちの１つまたは複数を表す、請求項１２または１３に記載の方法（１０００）。
【請求項１５】
光学フローセル（１００）内で測定された光吸収値を補償するように構成された、測定デバイス（３００）であって、
請求項１から６、または１６のいずれか一項に記載の光学フローセルと、
ある帯域幅以内の光を前記第１の光導波路に放出するように構成された光ジェネレータ（２２１）と、
前記光ジェネレータ（２２１）から参照光を、また前記光学フローセル（１００）から受領光を受領するように構成された吸収値ジェネレータと、
フローセル制御ユニット（２００）であって、プロセッサ（２１２）およびメモリ（２１５）を備え、前記メモリが、前記プロセッサによって実行可能な命令を収容し、それにより、前記フローセル制御ユニット（２００）が、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法を実施するように動作可能であり、かつ／または構成される、フローセル制御ユニット（２００）と、
を備える、測定デバイス（３００）。
【請求項１６】
ハウジング部分（１１２）内に形成されるとともに軸（１２３）に沿って延在する流体流路（１２０）を備える、光学フローセル（１００）であって、前記ハウジング部分が、チャネルの対向する壁部（１２１、１２２）上に、対向する光導波路（１６１、１６２）を支持し、前記チャネルは、前記光導波路を露出させるために、少なくとも前記軸と概して平行な側が開放しており、前記光学フローセルを成すために、開放した前記チャネルがさらなるハウジング部分（１１１）によって閉鎖可能である、光学フローセル（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学フローセルに関する。本発明はさらに、光学フローセルを作製するための対応する方法、光学フローセルを備える測定デバイス、その対応する方法、コンピュータプログラム、コンピュータプログラム製品、およびキャリアにも関する。
【背景技術】
【０００２】
溶液内の物質の存在および／または溶液内の物質の濃度を判定する働きをする光学フローセルにわたって溶液が流される光学測定デバイスが、複数の技術分野において使用されている。そのような技術分野の例が、とりわけ流体クロマトグラフィーおよびフィルタリングである。
【０００３】
測定デバイスにおいて使用されるフローセルは一般に、光が放出される出射表面をもつ、光ファイバなどの第１の光導波路と、光が受領される入射表面をもつ第２の光導波路とを有する、光学フローセルである。出射表面と入射表面との間の経路長または距離は、より低濃度の溶液の場合は比較的長くてよいが、高濃度の溶液の場合にも高信頼の検出を達成するためには、距離はより小さく、典型的には０．１〜０．５ｍｍの範囲内であるべきである。満足のゆく測定品質を達成するために、この距離は、一定に維持されなければならず、典型的には、設定値から５％を越えて逸脱することは許されない。
【０００４】
この分野における一般的な問題は、測定デバイスのクリーニング操作またはサービス操作が厄介で、複雑で、時間がかかる、ということである。クリーニング操作またはサービス操作は、典型的には、ある物質から別の物質に変更するときに、汚染を回避するために必要となる。さらなる問題は、クリーニング操作またはサービス操作後に、補正または調整により、通常動作が再開できる前に厄介な較正操作が必要になる、ということである。さらなる問題は、さまざまなクリーニング操作またはサービス操作が、光学フローセルが暴露される環境に影響を及ぼし、例えば高い／低い温度、放射、または空気圧に暴露された後に、デバイスの出射表面と入射表面との間の経路長または距離を変更してしまうおそれがある、ということである。さらなる問題は、ポリマー製の光学フローセルを使用すると、出射表面と入射表面との間の寸法経路長または距離の変動性がより大きくなる、ということである。さらなる問題は、経路長が短いと、経路長または距離の変動性に対する影響（sensitivity）がより大きくなる、ということである。
【０００５】
したがって、この欠点を克服するために、測定デバイス用の改善された光学フローセルが必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態の一目的は、従来の解決策の欠点および問題を軽減または解決する解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的およびさらなる目的は、独立請求項の対象によって達成される。本発明のさらなる有利な実装形態は、従属請求項によって定められる。
【０００８】
本説明および対応する特許請求の範囲における「または」は、「および」と「または」とを包含する数学上のＯＲと理解すべきであり、ＸＯＲ（排他的ＯＲ）と理解すべきではない。本開示および特許請求の範囲における不定冠詞「ａ」は、「１つの」に限定されず、「１つまたは複数の」、すなわち複数の、と理解されてもよい。
【０００９】
上記の目的は、独立請求項の対象によって解決される。本発明のさらなる有利な実装形態は、従属請求項に見ることができる。
【００１０】
本発明の一目的は、請求項１、請求項７、請求項１２、および請求項１５、ならびにそれらに従属する請求項において開示される。
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、第１の軸に沿って配置された密閉細長流体チャネル（Enclosed and elongated fluid channel）を成すハウジングと、ハウジングの第１の外面エリアを流体チャネルの第１の端部に接続するように配置された入口、および第２の外面エリアを流体チャネルの第２の端部に接続するように配置された出口と、第２の軸に沿って流体チャネルの対向する側壁上に同軸に配置された第１の光導波路および第２の光導波路とを備える、光学フローセルが提供される。第１の態様の第１の実施形態では、第１の光導波路が、流体チャネルの第１の側壁に隣接して配置された、光が放出される出射表面を備え、第２の光導波路が、流体チャネルの第２の対向する側壁に隣接して配置された、放出光が受領される入射表面を備え、出射表面と入射表面がある距離だけ隔てられる。
【００１２】
第１の態様の利点は、それが、連続した光導波路を、第１および第２の光導波路を形成すべく第１の軸に沿って切断すること、および／または連続した光導波路を、第１および第２の光導波路を形成すべく第１の軸に対して垂直な動きで切断することを可能および／または容易にし、それによって、第１の光導波路および第２の光導波路が、所望の経路長および／または距離だけ隔てられるようになる、ということである。
【００１３】
一実施形態では、ハウジングは、ポリマーおよび／または金属製の単回使用および／または使い捨ての光学フローセル１００とすることができる。この実施形態の利点は、単回使用および／または使い捨ての光学フローセル１００を使用することによって、光学フローセルの測定の複雑さが低減され得るとともに測定のためのセットアップ時間が低減され得、したがって、クリーニング操作またはサービス操作の必要がなくなる、ということである。
【００１４】
この実施形態の利点は、単回使用および／または使い捨ての光学フローセルを使用することによって、光学フローセルの測定の複雑さが低減され得るとともにセットアップ時間が低減され得、したがって、クリーニング操作またはサービス操作の必要がなくなる、ということである。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様による光学フローセルを作製する方法であって、連続した光導波路を光学フローセルハウジングに第２の軸に沿って挿入すること、連続した光導波路の一部分を、光が放出される出射表面を有する第１の光導波路を形成し、かつ入射表面を有する第２の光導波路を形成すべく除去することを含み、その一部分がある距離に等しい長さを有し、したがって、その一部分を除去した後の出射表面と入射表面がその距離だけ隔てられる、方法が提供される。
【００１６】
本発明の第３の態様によれば、第１の態様による光学フローセルを備える測定デバイスによって実施される方法であって、光学フローセルが晒されてきた環境を表す環境データを取得すること、第１の光導波路の出射表面から第２の光導波路の入射表面に放出された光の吸収を表す、光学フローセルの光吸収値を測定すること、ならびに光吸収値、および環境データに応じた補償関数に基づいて、補償された光吸収値を生成することを含む、方法が提供される。
【００１７】
本態様の少なくとも１つの利点は、フローセルの測定品質が改善される、ということである。
【００１８】
本発明の第４の態様によれば、測定デバイスが提供され、測定デバイスは、光学フローセル内で測定された光吸収値を補償するように構成され、第１の態様による光学フローセルを備える。測定デバイスは、ある帯域幅以内の光を第１の光導波路に放出するように構成された光ジェネレータをさらに備える。測定デバイスは、光ジェネレータから参照光を、また光学フローセル１００から受領光を受領するように構成された吸収値ジェネレータをさらに備える。測定デバイスは、フローセル制御ユニットであって、プロセッサおよびメモリを備え、前記メモリが、前記プロセッサによって実行可能な命令を収容し、それにより、前記フローセル制御ユニットが、第１の態様による方法を実施するように動作可能であり、かつ／または構成される、フローセル制御ユニットをさらに備える。
【００１９】
第５の態様によれば、コンピュータプログラムが提供され、コンピュータプログラムは、コンピュータ実行可能命令を備え、コンピュータ実行可能命令は、測定デバイス内に含まれた処理ユニット上で実行されると、測定デバイスに第３の態様による方法を実施させるためのものである。
【００２０】
第６の態様によれば、コンピュータプログラム製品が提供され、コンピュータプログラム製品は、第５の態様によるコンピュータプログラムがその中に具現化されたコンピュータ可読記憶媒体を備える。
【００２１】
第７の態様によれば、キャリアが提供され、キャリアは、第５の態様によるコンピュータプログラムを収容し、キャリアは、電子信号、光信号、無線信号、またはコンピュータ可読記憶媒体のうちの１つである。
【００２２】
本発明の実施形態のさらなる適用分野および利点は、以下の、発明を実施するための形態から明らかとなろう。
【００２３】
本発明の範囲は、参照により本セクションに組み込まれる特許請求の範囲によって定められる。当業者には、本発明の適用分野および利点の実施形態のより完全な理解、ならびにそのさらなる利点の認識が、１つまたは複数の実施形態についての以下の、発明を実施するための形態を検討することによってもたらされよう。最初に簡単に説明する添付の数点の図面を参照されたい。
【００２４】
第２の態様から第７の態様の利点は、第１の態様の利点と少なくとも同じである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】本発明の一実施形態による光学フローセルの図である。
【図１Ｂ】本発明の一実施形態による光学フローセルの図である。
【図１Ｃ】本発明の一実施形態による光学フローセルの図である。
【図２Ａ】本発明の１つまたは複数のさらなる実施形態による光学フローセルの詳細を示す図である。
【図２Ｂ】本発明の１つまたは複数のさらなる実施形態による光学フローセルの詳細を示す図である。
【図２Ｃ】本発明の１つまたは複数のさらなる実施形態による光学フローセルの詳細を示す図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態によるシールの詳細を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態によるシールの詳細を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態による流体チャネルの詳細を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態による光学フローセルを作製する方法を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態による測定デバイスによって実施される方法を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態による測定デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本開示の実施形態およびそれらの利点は、続く発明を実施するための形態を参照することによって、最も良く理解される。図のうちの１つまたは複数に示される同様の要素を特定するために、同様の参照番号が使用されることを理解されたい。
【００２７】
図１Ａは、本発明の一実施形態による光学フローセル１００の平面図を示す。光学フローセルは、第１の軸１２３に沿って配置された密閉細長流体チャネル１２０を成すハウジング１１０を備えてよい。密閉細長流体チャネルの利点は、それが、連続した光導波路を、第１および第２の光導波路を形成すべく第１の軸１２３に沿って切断すること、および／または連続した光導波路を、第１および第２の光導波路を形成すべく第１の軸１２３に対して垂直な動きで切断することを可能にし、それによって、第１の光導波路および第２の光導波路が、ある経路長および／または距離だけ隔てられるようになる、ということである。
【００２８】
一実施形態では、ハウジングは、ポリマーおよび／または金属製の単回使用および／または使い捨ての光学フローセル１００とすることができる。この実施形態の利点は、単回使用および／または使い捨ての光学フローセル１００を使用することによって、光学フローセルの測定の複雑さが低減され得るとともに測定のためのセットアップ時間が低減され得、したがって、クリーニング操作またはサービス操作の必要がなくなる、ということである。
【００２９】
一例では、光学フローセル１００を製造する際、例えばハウジングを成形するときに、またはハウジングの中に第１の軸１２３と交差する貫通孔を作成し、連続した光導波路をその貫通孔に通すことによって、連続した光導波路が細長流体チャネル１２０を横断して配置されてよい。次いで、ダイヤモンドソー、例えばダイヤモンド含浸ワイヤブレードを備えた直線状のソー、またはダイヤモンドホイールおよび／もしくはレーザアブレーションを備えた回転／ホイールソーが、連続した光導波路の一部分を、第１および第２の光導波路を形成すべく切断および／または除去するのに使用されてよい。
【００３０】
図１Ｂは、本発明の一実施形態による光学フローセル１００の縦断面側面図を示す。光学フローセル１００は、ハウジング１１０の第１の外面エリアを流体チャネルの第１の端部１５１に接続するように配置および／または構成された入口１３０、および第２の外面エリアを流体チャネルの第２の端部１５２に接続するように配置された出口１４０をさらに備えてよい。第１および第２の外面エリアは、流体を光学フローセル１００に／光学フローセル１００から導くための流体管を備える適合するコネクタを受領するように構成されたコネクタとして形成されてよい。
【００３１】
この実施形態の利点は、入口１３０および出口１４０がハウジング１１０の一部を成し、ハウジングと一緒に配設されるので、光学フローセルの測定の複雑さがさらに低減され得るとともに測定のためのセットアップ時間がさらに低減され得る、ということである。したがって、流体を光学フローセル１００に、また光学フローセル１００から導くための手段が、クリーニング操作またはサービス操作を必要としない。
【００３２】
図１Ｃは、本発明の一実施形態による光学フローセル１００の縦断面端面図を示す。光学フローセル１００は、第２の軸１７０に沿って流体チャネルの対向する側壁上に同軸に配置された第１の光導波路１６１、例えば光ファイバ、および第２の光導波路１６２をさらに備えてよい。一例では、第１および第２の光導波路、例えば光ファイバは、連続した光導波路を光学フローセルハウジングに第２の軸に沿って挿入することによって形成される。連続した光導波路の一部分が次いで、ノミナル環境中で、ダイヤモンドソーおよび／またはレーザアブレーションを使用することによって、例えば光が放出される出射表面を有する第１の光導波路を形成すべく流体チャネルの第１の側壁に隣接して切断および／または除去され、かつ放出光が受領される入射表面を有する第２の光導波路を形成すべく流体チャネルの第２の対向する側壁に隣接して切断される。さらなる例では、連続した光導波路の一部分が、例えば経路長または距離ｄに対応する切断幅をもつダイヤモンドソーおよび／またはレーザアブレーションデバイスを使用することによってシングルステップで切断および／または除去されてよい。１つまたは複数の実施形態では、出射および入射表面を研削または研磨する追加のステップがさらに実施されてよい。切断が実施された後、出射表面と入射表面は、ある経路長および／または距離だけ隔てられている。第１の光導波路１６１は光ジェネレータ２２１から、ある帯域幅以内の放出光、例えば極端紫外線、紫外線、近紫外線、可視光、近赤外線、中赤外線、遠赤外線を受領するように構成されてよい。第２の光導波路１６２は、第１の光導波路１６１からの放出光を、それが流体チャネルを横断した後に受領し、光ジェネレータ２２１から例えば第３の光導波路を介して直接、参照光を、また光学フローセル１００から、すなわち第２の光導波路１６２から受領光を受領するように構成された吸収値ジェネレータ２２２に、受領した放出光を放出するように構成されてよい。一実施形態では、第１の軸１２３および第２の軸１７０は互いに交差する。さらなる実施形態では、第１の軸１２３および第２の軸１７０は、互いに対して垂直に配置される。
【００３３】
一実施形態では、第１の光導波路は、光が放出される出射表面を備える。出射表面は、流体チャネルの第１の側壁１２１に隣接して、例えば流体チャネルの第１の側壁から突出して、配置されてよい。第１の側壁１２１は、図１Ｃに関してさらに説明したように、上で説明した流体チャネルの対向する側壁のうちの一方とすることができる。第２の光導波路は、放出光（すなわち出射表面からの）が受領される入射表面を備えてよい。入射表面は、流体チャネルの第２の対向する側壁１２２に隣接して配置されてよい。第２の側壁１２２は、上で説明した流体チャネルの対向する側壁のうちの他方のものとすることができる。一実施形態では、出射表面および入射表面は、経路長および／または距離ｄだけ隔てられてよい。経路長および／または距離ｄは、光学フローセル１００がノミナル環境、例えば２０℃の平均温度および１０１３．２５ミリバールの平均圧力に晒されるときの、ノミナル距離に等しくてよい。一例では、経路長および／または距離ｄは、光学フローセル１００の温度が摂氏２０度のときに０．２ｍｍである。一例では、２０℃の流体についてノミナル光吸収値が計算されてよい。光学フローセル１００の温度が変化すると、熱膨張のため、経路長および／または距離ｄ、ならびに対応する吸収値がそれに応じて変化する、ということが理解されよう。
【００３４】
一実施形態では、第１の光導波路１６１が、第１のコネクタ部１６３内に密閉され、および／または第２の光導波路１６２が、第２のコネクタ部１６４内に密閉される。第１および／または第２のコネクタ部は、光コネクタを受領するように構成された外端部と、第１／第２の光導波路を受領するように構成された貫通ボアおよび／または貫通チャネルとを有する、本体を備えてよい。
【００３５】
この実施形態の利点は少なくとも、光学フローセルが光ジェネレータ２２１および／または吸収値ジェネレータ２２２に、標準的な光コネクタを使用して接続され得るので、測定の複雑さおよび測定をセットアップするのに必要となる時間が低減される、ということである。
【００３６】
一実施形態では、光学フローセルが、光ジェネレータ２２１および／または吸収値ジェネレータ２２２に直接接続されてもよい。
【００３７】
一実施形態では、光学フローセル１００は、例えば、止めねじ、接着剤、または溶接部の形態をとる、第１のコネクタ部１６３をハウジング１１０に締結または固定するように配置された第１の締結物と、第２のコネクタ部１６４をハウジング１１０に締結または固定するように配置された第２の締結物とをさらに備える。第１および／または第２の締結物は、好ましくは、解除可能な締結物である。この実施形態の利点は、光学フローセル１００の製造のコスト、その複雑さ、およびそれに必要となる時間が低減され得る、ということである。
【００３８】
図２Ａは、本発明の一実施形態による光学フローセル１００の側面図を示す。一実施形態では、ハウジングが、少なくとも第１の部分１１１と、第２の部分１１２と、第１の部分１１１と第２の部分１１２との間に位置するシール１１３とを備える。一実施形態では、第１の部分１１１および／または第２の部分１１２が、第１の軸１２３に沿って配置された密閉細長流体チャネル１２０を成すように構成され、流体チャネル１２０が開放側を有し、対応する第１の部分１１１および／または第２の部分１１２が、流体チャネル１２０の開放側を閉鎖するように構成される。一実施形態では、流体チャネル１２０は、開放側と対向する側に弓形チャネル壁部を伴って構成される。一実施形態では、第１の部分１１１および／または第２の部分１１２が、図１Ｂに関してさらに説明した入口１３０および／または出口１４０を備える。
【００３９】
一実施形態では、第１の部分１１１および／または第２の部分１１２は、図１Ｃに関してさらに説明した第１の光導波路１６１および／または第２の光導波路１６２を備える。この実施形態の利点は、切断を実施する前に第１の部分と第２の部分を分離することができるので、第１および第２の光導波路を連続した光導波路を切断することによって形成する複雑さが低減される、ということである。
【００４０】
オプションで、光学フローセル１００は、少なくとも第１の部分１１１と、第２の部分１１２と、シール１１３とを互いに取付けおよび／もしくは固定ならびに／または保持および／もしくは固定するように構成された、１つまたは複数の締結手段１８１、１８２をさらに備えてもよい。この実施形態の利点は、光学フローセル１００の組立ての複雑さが低減される、ということである。
【００４１】
一実施形態では、第１の部分１１１および／または第２の部分１１２が、単一の一体部片である。この実施形態の利点は、流体漏れの確率が低下する、ということである。さらなる利点は、第１および第２の部分が低コスト化のために成形され得る、ということである。単一の一体部片は、チタンから作成されることのある一部の従来の光学フローセルにおいて使用される、より高価な材料よりも、例えば熱的影響による影響を受ける。図６に関してさらに説明する測定補償／吸収値補償するためのコンピュータにより実施される方法が、これらの環境影響を打ち消すために、また経路長ｄの起こり得る製造上のばらつきを補償するために、用いられてよい。
【００４２】
図２Ｂは、本発明の一実施形態によるシール１１３の斜視図を示す。シール１１３は、エラストマー製であってよい。シール１１３は、第１および第２の部分１１１、１１２の対向する表面の縁部を密閉してよい。シール１１３は鞍状表面１１３３を備えてよく、その際、鞍状表面の長さ方向は、第１の軸１２３に対して垂直である。鞍形状の利点は、第１および第２の部分１１１、１１２に対してシールが中心に置かれる、ということである。
【００４３】
第１および第２の部分１１１、１１２はさらに、鞍形状を有してよく、かつ／または鞍状表面を備えてよく、その際、鞍形状および／または鞍状表面の長さ方向は、第１の軸１２３に対して垂直である。第１の部分１１１の鞍形状および／または鞍状表面はさらに、第２の部分１１２が第１の部分によって受領されるときに、第２の部分１１２の鞍形状および／または鞍状表面に適合し、かつ／またはそれと厳密に合致するように構成されてよい。
【００４４】
図２Ｃは、本発明の一実施形態による光学フローセル１００の分解図を示す。この実施形態では、ハウジング部分および／または第２の部分１１２内に形成されるとともに軸および／または第１の軸１２３に沿って延在する流体流路および／または流体チャネル１２０を備える、光学フローセル１００が提供される。ハウジング部分１１２はさらに、流体流路および／または流体チャネル１２０の対向する壁部１２１、１２２上に、対向する光導波路１６１、１６２を支持している。流体流路および／または流体チャネル１２０は、前記光導波路を露出させるために、少なくともその軸および／または第１の軸１２３と概して平行な側が開放していてよい。流体流路および／または流体チャネル１２０は、好ましくは、開放端を有してよく、それは、製造中に、連続した光導波路の一部分を、対向する光導波路１６１、１６２を形成すべく除去するためのアクセス、例えば、切断ホイールまたはレーザカッターへのアクセスを可能にするものである。フローセルを成すために、流路および／または流体チャネル１２０の開放側はさらなるハウジング部分および／または第１の部分１１１によって閉鎖可能であってよい。一例では、ハウジング部分および／または第２の部分１１２が、第１の軸１２３に沿って延在する流体流路および／または流体チャネル１２０を成すように構成され、流体チャネル１２０が開放端を有する。対応するさらなるハウジング部分および／または第１の部分１１１が、流体流路および／または流体チャネル１２０の開放側を閉鎖するように構成される。一実施形態では、流体流路および／または流体チャネル１２０は、開放側と対向する側に弓形チャネル壁部を伴って構成される。
【００４５】
図３Ａは、本発明の一実施形態によるシール１１３の詳細な平面図を示す。シール１１３は、第２の軸１７０上に配置された第１および第２のボア１１３１および１１３２をさらに備えてよく、第１の光導波路１６１の出射表面および第２の光導波路１６２の入射表面が経路長および／または距離ｄだけ隔てられるように、第１のボア１１３１は、第１の光導波路１６１が第１のボア１１３１を通って突出することを可能にするように配置され、第２の光導波路１６２は、第２のボア１１３２を通って突出するように配置される。第１の光導波路１６１および第２の光導波路１６２は、流体チャネル１２０内に突出するように配置されてよい。この実施形態の利点は、第１の光導波路１６１および／または第２の光導波路１６２に沿って流体が漏れ出すのをシールが防ぐ、ということである。
【００４６】
図３Ｂは、シール１１３内に含まれた第１のボア１１３１の詳細な正面図を示す。
【００４７】
図４は、本発明の一実施形態による流体チャネル１２０の詳細な平面図を示す。流体チャネル１２０は、先に説明した対向する側壁の第１の側壁１２１および第２の側壁１２２を備える。第１の光導波路１６１の出射表面が、流体チャネル１２０の第１の側壁１２１に隣接して、例えば流体チャネルの第１の側壁から突出して、配置される。第２の光導波路１６２の入射表面が、流体チャネル１２０の第２の対向する側壁１２２に隣接して配置される。出射表面および入射表面は、経路長および／または距離ｄだけ隔てられる。図４はまた、入口１３０が接続する流体チャネルの第１の端部１５１、および出口１４０が接続する流体チャネルの第２の端部１５２の位置を概略的に示す。
【００４８】
図５は、本発明の一実施形態による光学フローセルを作製する方法を示す。方法は、以下を含む。
ステップ７１０：連続した光導波路を光学フローセルハウジング１１０に第２の軸１７０に沿って挿入すること。
ステップ７２０：連続した光導波路の一部分を、光が放出される出射表面を有する第１の光導波路１６１および放出光が受領される入射表面を有する第２の光導波路１６２を形成すべく除去すること。その一部分がある距離ｄに等しい長さを有し、したがって、その一部分を除去した後の出射表面と入射表面がその距離（ｄ）だけ隔てられる。好ましくは、その一部分を除去することは、経路長および／または距離ｄがノミナル距離に等しくなるように、ノミナル環境においておよび／またはノミナル環境中で実施される。連続した光導波路の除去される一部分は、流体チャネル１２０内に含まれる。光学フローセルハウジング１１０は、図１Ａ〜図１Ｃに関してさらに説明したように、第１の軸１２３に沿って配置された密閉細長流体チャネル１２０を成してよい。第２の軸１７０は、第１の軸１２３に対して垂直に配置されてよい。
【００４９】
一実施形態では、連続した光導波路の一部分を除去すること７２０が、連続した光導波路を流体チャネル１２０の第１の側壁１２１に隣接して切断し、かつ連続した光導波路を流体チャネル１２０の第２の対向する側壁１２２に隣接して切断することによって実施される。
【００５０】
一実施形態では、連続した光導波路の一部分を除去すること７２０が、第１の軸１２３に沿った、かつ第２の軸１７０に対して垂直な動きで実施される。さらなる実施形態では、連続した光導波路の一部分を除去すること７２０が、第１の軸１２３に対して垂直かつ第２の軸１７０に対して垂直な動きで実施される。
【００５１】
一実施形態では、方法は、第１の部分１１１と、第２の部分１１２と、第１の部分１１１と第２の部分１１２との間に位置するシール１１３とを、光学フローセルハウジング１１０に組み立てることをさらに含む。
【００５２】
図６は、本明細書において説明する実施形態のいずれかによる光学フローセル１００を備える測定デバイス３００によって実施される方法１０００を示す。方法は、以下を含む。
ステップ１０１０：光学フローセル１００が晒されてきた環境を表す環境データを取得すること。環境データは、環境センサから受領されてもよく、またはメモリから取り出されてもよい。
ステップ１０２０：第１の光導波路の出射表面から第２の光導波路の入射表面に放出された光の吸収を表す、光学フローセル１００の光吸収値を取得すること。出射表面および入射表面は、経路長および／または距離ｄだけ隔てられてよい。光吸収値を取得することは、光吸収値をメモリから取り出すこと、光吸収値を外部のノードおよび／もしくはデバイスから受領すること、または光吸収値を吸収値ジェネレータ２２２から受領することを含んでよい。
ステップ１０３０：光吸収値、および環境データに応じた補償関数に基づいて、補償された光吸収値を生成すること。
【００５３】
一実施形態では、補償関数が、環境データに応じて経路長および／または距離ｄの変動を補償する。環境データは、
−  光学フローセルの温度、
−  周囲温度、
−  光学フローセルがガンマ線照射を受けていること、または
−  光学フローセルがオートクレービングを受けていること
のうちの１つまたは複数を表してよい。
【００５４】
一例では、光学フローセル１００が６０℃の周囲温度において動作しており、その結果、経路長および／または距離ｄが縮小する。上で説明した方法は、経路長および／または距離ｄが縮小した場合の光吸収値を補償し、したがって、補償された光吸収値が改善され、測定品質が改善される結果となる。さらなる例では、補償関数が、さまざまな温度において光吸収値を測定することによって得られる。さまざまな温度において測定された光吸収値は次いで、得られた結果に基づく補償テーブルおよび／または補償関数を生成するために使用されてよい。
【００５５】
さらなる例では、光学フローセル１００がガンマ線照射および／またはオートクレービングを受けており、その結果、熱膨張係数が変化し、かつ／または経路長および／もしくは距離ｄが縮小する。上で説明した方法は、熱膨張係数が変化した場合ならびに／または経路長および／もしくは距離ｄが縮小した場合の光吸収値を補償し、したがって、補償された光吸収値が改善され、測定品質が改善される結果となる。
【００５６】
この実施形態の利点は、光学フローセル１００を使用して得られる測定品質が改善される、ということである。特に、周囲温度、ガンマ線照射および／またはオートクレービングを受けてきたことなど、光学フローセル１００が晒されてきた環境に関して、である。
【００５７】
図７は、本発明の一実施形態による測定デバイス３００を示す。測定デバイス３００は、本明細書において説明する実施形態のいずれかによる光学フローセル１００内で測定された光吸収値を補償するように構成されてよい。測定デバイス３００は、ある帯域幅以内の光を第１の光導波路に放出するように構成された、光ジェネレータ２２１、例えば１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、有機発光ダイオード、ポリマー発光ダイオード、アクティブマトリクス有機発光ダイオード、電気化学発光セル（Light-emitting electrochemical cell）、エレクトロルミネセントワイヤ（Electroluminescent wire）、場誘起ポリマーエレクトロルミネセント（Field-induced polymer electroluminescent）、またはレーザを備えてよい。測定デバイス３００は、光ジェネレータ２２１から参照光を、また光学フローセル１００から受領光を受領し、光吸収値を生成するように構成された、吸収値ジェネレータ２２２をさらに備えてよい。測定デバイス３００は、フローセル制御ユニット２００であって、プロセッサ２１２およびメモリ２１５を備え、前記メモリが、前記プロセッサによって実行可能な命令を収容し、それにより、前記フローセル制御ユニット２００が、本明細書において説明する対応する方法のうちのいずれかの方法を実施するように動作可能であり、かつ／または構成される、フローセル制御ユニット２００をさらに備えてよい。
【００５８】
吸収値ジェネレータ２２２は、光ジェネレータ２２１から参照光を受領して参照光の大きさを表す第１の信号を生成するように構成された、第１のフォトダイオードおよび／または光センサを備えてよい。吸収値ジェネレータ２２２は、光学フローセル１００から、例えば入射表面から、受領光を受領して光学フローセル１００からの受領光の大きさを表す第２の信号を生成するように構成された、第２のフォトダイオードおよび／または光センサをさらに備えてよい。吸収値ジェネレータ２２２は、第１および第２の信号を受領して光吸収値を生成するように構成された差分器（differentiator）をさらに備えてよい。吸収値ジェネレータ２２２はさらに、光吸収値をフローセル制御ユニット２００に送出するように構成されてよい。測定デバイス３００は、サーバ、搭載コンピュータ、デジタル情報ディスプレイ、固定コンピューティングデバイス、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ、手首装着コンピュータ、スマートウォッチ、ＰＤＡ、スマートフォン、スマートＴＶ、電話、メディアプレーヤ、ゲームコンソール、車載コンピュータシステム、またはナビゲーションデバイスの形態をとってよい。
【００５９】
プロセッサ２１２は、有線通信またはワイヤレス通信用のトランシーバ２０４に通信可能に結合されてよい。さらに、測定デバイス３００は、少なくとも１つのオプションのアンテナ（図中には図示せず）をさらに備えてよい。アンテナは、トランシーバ２０４に結合されてよく、ワイヤレス通信システム内でワイヤレス信号を送信および／または放出および／または受信するように構成される。一例では、プロセッサ２１２は、処理サーキットリおよび／または中央処理装置および／またはプロセッサモジュールおよび／または互いに協働するように構成された複数のプロセッサのいずれかとすることができる。さらに、測定デバイス３００は、メモリ２１５をさらに備えてよい。メモリ２１５は、本明細書において説明する方法を実施するための、プロセッサによって実行可能な命令を収容してよい。プロセッサ２１２は、トランシーバ２０４およびメモリ２１５のうちのいずれかの選択されたものに、通信可能に結合されてよい。測定デバイス３００は、吸収値ジェネレータ２２２から直接、または有線通信ネットワークおよび／もしくはワイヤレス通信ネットワーク（図中には図示せず）を介して、吸収値を受領するように構成されてよい。
【００６０】
１つまたは複数の実施形態では、測定デバイス３００は、ユーザから入力または指示を受領して、ユーザ入力またはユーザ指示を表すユーザ入力信号を処理手段２１２に送出するように構成された、入力デバイス１１７をさらに備えてよい。１つまたは複数の実施形態では、測定デバイス３００は、処理手段２１２からテキストまたはグラフィカルユーザ入力オブジェクトなど、レンダリングされたオブジェクトを表すディスプレイ信号を受領して、受領した信号を、テキストまたはグラフィカルユーザ入力オブジェクトなどのオブジェクトとして表示するように構成された、ディスプレイ１１８をさらに備える。一実施形態では、ディスプレイ１１８は、ユーザ入力デバイス１１７と統合され、処理手段２１２からテキストもしくはグラフィカルユーザ入力オブジェクトなど、レンダリングされたオブジェクトを表すディスプレイ信号を受領して、受領した信号を、テキストもしくはグラフィカルユーザ入力オブジェクトなどのオブジェクトとして表示するように構成され、かつ／またはユーザから入力もしくは指示を受領して、ユーザ入力もしくはユーザ指示を表すユーザ入力信号を処理手段２１２に送出するように構成される。諸実施形態では、プロセッサ／処理手段２１２は、メモリ２１５および／またはトランシーバおよび／または入力デバイス１１７および／またはディスプレイ１１８に、通信可能に結合される。諸実施形態では、トランシーバ２０４は、下でさらに説明する、当技術分野において知られる任意の有線通信技法および／またはワイヤレス通信技法を使用して通信する。
【００６１】
諸実施形態では、１つまたは複数のメモリ２１５は、ハードＲＡＭ、ディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、磁気テープドライブ、光ディスクドライブ、ＣＤドライブもしくはＤＶＤドライブ（ＲもしくはＲＷ）、または他のリムーバブルメディアドライブもしくは固定のメディアドライブのいずれか選択されたものを備えてよい。
【００６２】
一実施形態では、コンピュータプログラムが提供され、コンピュータプログラムは、コンピュータ実行可能命令を備え、コンピュータ実行可能命令は、測定デバイス３００内に含まれたプロセッサ／処理ユニット上で実行されると、測定デバイス３００に本明細書において説明する方法のいずれかを実施させるためのものである。
【００６３】
一実施形態では、コンピュータプログラム製品が、メモリ、および／または上で説明したコンピュータプログラムがその中に具現化されたコンピュータ可読記憶媒体を備える。本明細書において言及されるメモリおよび／またはコンピュータ可読記憶媒体は、ＲＯＭ（読出し専用メモリ）、ＰＲＯＭ（プログラマブル読出し専用メモリ）、ＥＰＲＯＭ（消去可能ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能ＰＲＯＭ）、またはハードディスクドライブなど、基本的にはどんなメモリを備えてもよい。
【００６４】
諸実施形態では、通信ネットワークは、有線通信技法またはワイヤレス通信技法を使用し、それは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、グローバルシステムフォーモバイルネットワーク（ＧＳＭ）、拡張データＧＳＭ環境（Enhanced Data GSM Environment）（ＥＤＧＥ）、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム、ロングタームエボリューション、高速ダウンリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）、広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、ボイスオーバーインターネットプロトコル（ＶｏＩＰ）、ＬＴＥアドバンスト、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ、ワイヤレスＭＡＮ−アドバンスト、発展型高速パケットアクセス（Evolved High-Speed Packet Access）（ＨＳＰＡ＋）、３ＧＰＰロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、モバイルＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｅ）、ウルトラモバイルブロードバンド（ＵＭＢ）（旧エボリューションデータオプティマイズド（Evolution-Data Optimized）（ＥＶ−ＤＯ）レビジョンＣ）、ファーストローレイテンシアクセスウィズシームレスハンドオフ直交周波数分割多重（Fast Low-latency Access with Seamless Handoff Orthogonal Frequency Division Multiplexing）（Ｆｌａｓｈ−ＯＦＤＭ）、大容量空間分割多元接続（ｉＢｕｒｓｔ（登録商標））およびモバイルブロードバンドワイヤレスアクセス（ＭＢＷＡ）（ＩＥＥＥ  ８０２．２０）システム、高性能無線メトロポリタンエリアネットワーク（High Performance Radio Metropolitan Area Network）（ＨＩＰＥＲＭＡＮ）、ビーム分割多元接続（ＢＤＭＡ）、ワールドインターオペラビリティフォーマイクロウェーブアクセス（World Interoperability for Microwave Access）（Ｗｉ−ＭＡＸ）、ならびに超音波通信などのうちの少なくとも１つを含んでよいが、それらに限定されない。
【００６５】
さらに、測定デバイス３００が、本解決策を実施するための、例えば機能、手段、ユニット、要素などの形態をとる必要な通信能力を備えてよいことが、当業者には認識されよう。そのような他の手段、ユニット、要素、および機能の例が、プロセッサ、メモリ、バッファ、制御論理回路、エンコーダ、デコーダ、レートマッチャ（rate matcher）、デレートマッチャ（de-rate matcher）、マッピングユニット、乗算器、決定ユニット、選択ユニット、スイッチ、インターリーバ、デインターリーバ、変調器、復調器、入力、出力、アンテナ、増幅器、レシーバユニット、トランスミッタユニット、ＤＳＰ、ＭＳＤ、ＴＣＭエンコーダ、ＴＣＭデコーダ、電源ユニット、給電線、通信インターフェース、通信プロトコルなどであり、それらは、本解決策を実施するために一緒に適切に配置される。
【００６６】
とりわけ、本測定デバイス３００のプロセッサは、プロセッサおよび／または処理サーキットリおよび／または処理手段、例えば、処理サーキットリ、プロセッサモジュール、および互いに協働するように構成された複数のプロセッサの１つもしくは複数のインスタンス、中央処理装置（ＣＰＵ）、処理ユニット、処理回路、プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、または命令を解釈し実行することのできる他の処理論理回路を備えてよい。したがって、「プロセッサ」という表現は、例えば上で述べたもののいずれか、一部、または全てなど、複数の処理回路を備える処理サーキットリを表してよい。処理手段はさらに、データバッファリングを含む、データを入力、出力、および処理するためのデータ処理機能、ならびに呼出し処理制御、ユーザインターフェース制御などのようなデバイス制御機能を実施してよい。
【００６７】
最後に、本発明は、上で説明した実施形態に限定されるのではなく、添付の独立請求項の範囲に含まれる全ての実施形態にも関し、かつそれらを組み込む、ということを理解されたい。
【符号の説明】
【００６８】
１００  光学フローセル
１１０  光学フローセルハウジング
１１１  第１の部分、ハウジング部分
１１２  第２の部分、ハウジング部分
１１３  シール
１１７  ユーザ入力デバイス
１１８  ディスプレイ
１２０  密閉細長流体チャネル、流体流路
１２１  第１の側壁、壁部
１２２  第２の対向する側壁、第２の側壁、壁部
１２３  第１の軸
１３０  入口
１４０  出口
１５１  第１の端部
１５２  第２の端部
１６１  第１の光導波路
１６２  第２の光導波路
１６３  第１のコネクタ部
１６４  第２のコネクタ部
１７０  第２の軸
１８１  締結手段
１８２  締結手段
２００  フローセル制御ユニット
２０４  トランシーバ
２１２  プロセッサ、処理手段
２１５  メモリ
２２１  光ジェネレータ
２２２  吸収値ジェネレータ
３００  測定デバイス
１０００  方法
１１３１  第１のボア
１１３２  第２のボア
１１３３  鞍状表面
ｄ  距離
【図１Ａ−１Ｂ】
2019536047.tif 000003
【図１Ｃ】
2019536047.tif 000004
【図２Ａ】
2019536047.tif 000005
【図２Ｂ】
2019536047.tif 000006
【図２Ｃ】
2019536047.tif 000007
【図３Ａ】
2019536047.tif 000008
【図３Ｂ】
2019536047.tif 000009
【図４】
2019536047.tif 000010
【図５】
2019536047.tif 000011
【図６】
2019536047.tif 000012
【図７】
2019536047.tif 000013
【国際調査報告】
2019536047.tif 000014
2019536047.tif 000015
2019536047.tif 000016
2019536047.tif 000017
2019536047.tif 000018