(57)【要約】分析器具システムおよび流体流動を伴う他のシステム等の流体分析または生物学的アッセイシステムのためのモジュール式センサは、１つ以上のセンサをその中に含むキャップおよび基部を含む。モジュール式センサの基部は、それを通る流体通路のための入力および出力ポートを含み、少なくとも部分的にセンサに隣接するか、またはその近傍にある流体路を提供する。モジュール式センサは、継手アセンブリとシール係合するように適合されるポートを有するアダプタも含み得る。センサは、部分的または全体的に、モジュール式センサの基部の一部として封入され得る。モジュール式センサの基部およびキャップは、第１のモジュール式センサが、流体システムから接続解除および除去され得、第２のモジュール式センサが、第１のモジュール式センサの代わりに、システムに追加および接続され得るように適合される。
2019507873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体システムにおける使用のためのモジュール式センサであって、前記モジュール式センサは、
センサと、
前記センサおよび前記センサに結合されている電子回路を封入するキャップと、
前記キャップに取り付けられている基部と
を備え、
前記基部は、入力ポートおよび出力ポートを有し、それらの各々は、それに管類を接続されるように適合されており、前記基部は、流体が前記入力ポートから前記センサの少なくとも一部を通り過ぎて前記基部の出力ポートに流動することを可能にするように適合されている第１の通路をさらに備え、前記基部は、分析器具システムにおいて除去可能に取り付けられるように適合されている、モジュール式センサ。
【請求項２】
前記センサは、流体流動、圧力、温度、ｐＨ、光学、微小電気機械システムセンサ、湿度、位置、運動、またはバイオセンサセンサのうちの少なくとも１つ以上のものを備えている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項３】
前記基部は、生体適合性材料を備えている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項４】
前記基部は、ポリエーテルエーテルケトンを備えている、請求項３に記載のモジュール式センサ。
【請求項５】
前記基部は、複数の孔をさらに備え、前記複数の孔は、複数のねじを用いて前記基部を前記キャップに取り付けるためのねじを受け取るように適合されている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項６】
前記キャップと前記基部とは、スナップ嵌め機構を用いて互いに除去可能に取り付けられるように適合されている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項７】
前記キャップと前記基部とは、接着剤によって互いに取り付けられる、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項８】
前記キャップと前記基部とは、ポリマーによって互いに取り付けられる、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項９】
前記キャップと前記基部とは、超音波溶接によって互いに取り付けられる、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項１０】
前記基部は、少なくとも前記入力ポートを入力ポートとして識別する印刷またはグラフィックのいずれかをさらに備えている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項１１】
前記センサは、前記センサからの信号を提供するための少なくとも１つの出力ワイヤをさらに備え、前記ワイヤは、前記キャップの一部の外側に延びている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項１２】
前記基部の前記入力ポートおよび出力ポートと、前記基部内の第１および第２の通路と、前記キャップの入力および出力ポートおよびそれらを通る通路とは、凸状の流体流路を画定する、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項１３】
前記基部の前記入力ポートと出力ポートとの間の前記通路は、略直線である、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項１４】
前記基部の前記入力ポートと出力ポートとの間の前記通路は、蛇行経路を画定する、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項１５】
前記キャップの少なくとも一部は、前記センサの周辺縁の少なくとも一部を封入するようにオーバーモールドされている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項１６】
前記キャップの少なくとも一部は、前記センサの周辺の実質的に全てを封入するようにオーバーモールドされている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項１７】
前記キャップの少なくとも一部は、３Ｄ印刷によって形成され、前記センサの縁の少なくとも一部を封入する、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項１８】
前記センサは、印刷回路基板を備えている、請求項２に記載のモジュール式センサ。
【請求項１９】
生体適合性センサモジュールであって、前記生体適合性センサモジュールは、
センサであって、前記センサは、それに結合されている電子回路を有し、前記センサは、状態を感知し、その出力信号を提供するように適合され、周辺を有する、センサと、
前記センサおよび前記センサに結合されている電子回路を覆う生体適合性キャップと、
前記キャップに取り付けられている生体適合性基部と
を備え、
前記基部は、入力ポートおよび出力ポートを有し、それらの各々は、それに管類を除去可能に接続されるように適合され、前記基部は、流体が前記基部の前記入力ポートから前記センサの一部に、次いで、前記基部の前記出力ポートに流動することを可能にするように適合されている第１の通路をさらに備え、前記キャップの少なくとも一部は、前記センサの周辺部分の近位にある前記センサの少なくとも一部を封入し、前記基部は、システムの流体路において除去可能に取り付けられるように適合されている、生体適合性センサモジュール。
【請求項２０】
第２のセンサをさらに備え、前記第２のセンサは、前記キャップによって覆われ、前記第２のセンサの少なくとも一部は、少なくとも部分的に前記基部の一部によって封入されている、請求項１９に記載の生体適合性センサモジュール。
【請求項２１】
前記第２のセンサは、流動センサであり、前記センサは、圧力センサである、請求項２０に記載の生体適合性センサモジュール。
【請求項２２】
前記センサは、第１の状態に対応する出力信号を提供するように適合され、前記第２のセンサは、第２の状態に対応する出力信号を提供するように適合されている、請求項２０に記載の生体適合性センサモジュール。
【請求項２３】
流体システムであって、前記流体システムは、
第１のモジュール式センサであって、前記第１のモジュール式センサは、
第１のセンサであって、前記第１のセンサは、それに結合されている電子回路を有し、前記第１のセンサは、第１の状態を感知し、その出力信号を提供するように適合され、周辺を有する、第１のセンサと、
前記第１のセンサの少なくとも一部および前記第１のセンサに結合されている電子回路を覆う第１のキャップと、
前記第１のキャップに取り付けられている第１の基部と
を備え、前記第１の基部は、入力ポートおよび出力ポートを有し、それらの各々は、それに管類を除去可能に接続されるように適合され、前記第１の基部は、流体が前記第１の基部の前記入力ポートから前記第１のセンサの少なくとも一部を通り過ぎ、次いで、前記第１の基部の前記出力ポートに流動することを可能にするように適合されている第１の通路をさらに備え、前記第１の基部の少なくとも一部は、前記第１のセンサの周辺部分の近位にある前記第１のセンサの少なくとも一部を覆い、前記第１の基部は、システムの流体路において除去可能に取り付けられるように適合されている、
第１のモジュール式センサと、
第２のモジュール式センサであって、前記第２のモジュール式センサは、
第２のセンサであって、前記第２のセンサは、それに結合されている電子回路を有し、前記第２のセンサは、第２の状態を感知し、その出力信号を提供するように適合され、周辺を有する、第２のセンサと、
前記第２のセンサおよび前記第２のセンサに結合されている電子回路を覆う第２のキャップと、
前記第２のキャップに取り付けられている第２の基部と
を備え、前記第２の基部は、入力ポートおよび出力ポートを有し、それらの各々は、それに管類を除去可能に接続されるように適合され、前記第２の基部は、流体が前記第２の基部の前記入力ポートから前記第２のセンサの少なくとも一部を通り過ぎ、次いで、前記第２の基部の前記出力ポートに流動することを可能にするように適合されている第１の通路をさらに備え、前記第２の基部の少なくとも一部は、前記第２のセンサの周辺部分の近位にある前記第２のセンサの少なくとも一部を封入し、前記第２の基部は、システムの流体路において除去可能に取り付けられるように適合されている、
第２のモジュール式センサと
を備え、
前記第１のモジュール式センサおよび前記第２のモジュール式センサは、前記第１のモジュール式センサと前記第２のモジュール式センサとが流体システムにおいて互いに代り合って接続されることができるように適合されている、流体システム。
【請求項２４】
前記第１の状態は、流量、ｐＨ、温度、圧力、湿度、１つ以上の泡、または伝導性のうちの任意の１つ以上のものを備えている、請求項２３に記載の流体システム。
【請求項２５】
前記第２の状態は、流量、ｐＨ、温度、圧力、湿度、１つ以上の泡、または伝導性のうちの任意の１つ以上のものを備えている、請求項２３に記載の流体システム。
【請求項２６】
前記第１のモジュール式センサと前記第２のモジュール式センサとは、前記流体システム内の実質的に同一場所において互いに代り合って接続されるように適合されている、請求項２３に記載の流体システム。
【請求項２７】
前記第１のモジュール式センサと前記第２のモジュール式センサとは、前記流体システム内の同一の２つの構成要素間において互いに代り合って接続されるように適合されている、請求項２３に記載の流体システム。
【請求項２８】
前記第１のモジュール式センサと前記第２のモジュール式センサとは、前記流体システム内の同一構成要素に対して互いに代り合って接続されるように適合されている、請求項２３に記載の流体システム。
【請求項２９】
前記第１のモジュール式センサおよび前記第２のモジュール式センサのうちの少なくとも１つは、死容積を前記流体システムに追加しない、請求項２３に記載の流体システム。
【請求項３０】
ポカヨケ特徴をさらに備えている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項３１】
前記ポカヨケ特徴は、前記基部からの方向づけ突起を備え、前記方向づけは、アダプタ、マニホールド、または他の構成要素に１つのみの所望の構成で嵌まるように適合されている、請求項３０に記載のモジュール式センサ。
【請求項３２】
前記ポカヨケ特徴は、前記基部からの方向づけ突起を備え、前記方向づけ突起は、１つのみの所望の構成で別の構成要素に嵌まり、それによって、前記基部内の流体流路を前記構成要素内の流体流路と整列させるように適合されている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【請求項３３】
アダプタをさらに備え、前記アダプタは、第１の通路および第１の出力ポートと連通している第１の入力ポートと、第２の通路および第２の出力ポートと連通している第２の入力ポートとを有し、前記アダプタは、前記アダプタが前記基部に取り付けられると、前記アダプタの前記第１の出力ポートが前記基部の前記入力ポートと連通し、前記基部の前記出力ポートが前記アダプタの前記第２の入力ポートと連通するように適合されている、請求項１に記載のモジュール式センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
該当なし。
【０００２】
（連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載）
該当なし。
【０００３】
（共同研究契約のある当事者）
該当なし。
【０００４】
（コンパクトディスクによる提出資料の参照による援用）
該当なし。
【０００５】
（発明の分野）
本発明は、概して、分析および科学器具ならびにシステム等の種々の流体ベースの分析システムおよび生物学的アッセイシステムにおいて使用するためのセンサの分野に関し、より具体的には、分析器具システム等のそのような流体システムまたは器具内における容易な接続および接続解除のためのモジュール式センサシステムのタイプに関する。
【背景技術】
【０００６】
種々のタイプのセンサが、流体ベースの分析および生物学的アッセイシステムならびに分析器具システム等の流体システムおよび器具と接続して使用するために開発されている。センサは、様々な異なるタイプの流体システムおよび器具内において、ならびにそのようなシステム内における種々の用途において使用されることができるが、便宜上、本開示は、例として、液体およびガスクロマトグラフィシステム、質量分光法システム等、センサが使用され得る、種々のタイプの分析器具（「ＡＩ」）システムを使用するであろうことを理解されたい。従来のＡＩシステムはまた、イオンクロマトグラフィ（ＩＣ）、高圧液体クロマトグラフィ、超高圧液体クロマトグラフィ、質量分析法システム、マイクロ流動クロマトグラフィシステム、ナノ流動およびナノスケールクロマトグラフィシステム、キャピラリー電気泳動システム、逆勾配クロマトグラフィシステム、ならびに前述のうちの１つ以上のものを含む、または組み合わせる、システムのためのシステムを含む。しかしながら、当業者は、ＡＩシステムおよび器具の議論が、単に、例証目的のためのものであり、ＡＩシステムおよび器具に加え、センサは、例えば、血液学システムおよび器具、免疫アッセイ器具およびシステム、遺伝子配列決定器具およびシステム等を含む、種々のタイプの科学システムとの接続において有用であり得ることを理解されるであろう。
【０００７】
実践では、ＡＩシステムにおける種々の構成要素は、所与のタスクを実施するために、オペレータによって接続され得る。例えば、オペレータは、適切な移動相およびカラムを選択し、次いで、動作前に、選択された移動相および選択されたカラムの供給部をＬＣシステムに接続するであろう。ＬＣ用途のために適切であるために、この例では、各接続は、ＬＣシステムの典型的な動作圧力に耐えることが可能でなければならない。接続が弱すぎる場合、これは、漏出し得る。時として、移動相として使用される溶媒のタイプは、多くの場合、有毒であり、使用する多くのサンプルを取得および／または調製することは、多くの場合、高価であるため、いずれのそのような接続不具合も、深刻な懸念となる。
【０００８】
オペレータが、ＡＩシステム内の種々の構成要素を接続または切断することが、非常に一般的である。当業者は、本開示に関連する「オペレータ」が、システムもしくは器具のオペレータ、保守もしくは修理技術者であり得る、またはシステムもしく器具を別様に使用する人物であり得ることを理解されるであろう。ＡＩシステム内の漏出防止接続の重要性を前提として、オペレータは、接続が行われる度に、それが十分であることを確認する時間をとらなければならない。所与のＡＩシステムにおける１つ以上の構成要素の追加、除去、または交換は、１日に数回起こり得る。さらに、所与の構成要素を切断し、次いで、接続する際に伴う時間は、ＡＩシステムが使用されず、オペレータがサンプルの調製または他のより生産的な活動の代わりに、システムの配線に従事するため、非生産的である。故に、従来のＡＩシステムにおける構成要素の追加、除去、または交換は、かなりの無駄な時間および非効率性を伴い得る。
【０００９】
切換弁／注入弁を使用して流体流動を指向させる多くの用途では、特に、液体クロマトグラフィでは、流体の体積は小さい。これは、分取方法とは対照的に、液体クロマトグラフィが分析方法として使用されているときに特に当てはまる。そのような方法は、多くの場合、キャピラリカラムを使用し、概して、キャピラリクロマトグラフィと称される。キャピラリクロマトグラフィでは、多くの場合、切換弁または注入弁の内部容積を最小限にすることが所望される。この理由の１つは、大きい容積を有する弁が、比較的に大きい体積の液体を含み、サンプルが弁に注入されるときに、サンプルが希釈され、分析方法の分解能および感度を低下させるためである。
【００１０】
マイクロ流体分析過程もまた、小さいサンプルサイズを伴う。本明細書で使用されるように、マイクロ流体技法を伴うと考慮されるサンプル体積は、数ピコリットルのみの体積と同程度に低いものから、最大数ミリリットルほどの体積まで及び得る一方、より従来のＡＩ技法は、例えば、従来、多くの場合、体積が約１マイクロリットル〜約１００ミリリットルのサンプルを伴っていた。したがって、本明細書に説明されるマイクロ流体技法は、従来のＡＩ技法よりも、桁が１つ以上小さいサイズの体積を伴う。マイクロ流体技法はまた、約０．５ｍｌ／分以下の流体流量を伴うものとしても表現されることができる。
【００１１】
留意されるように、液体クロマトグラフィ（ならびに他の分析）システムは、典型的には、いくつかの構成要素を含む。例えば、そのようなシステムは、ポンプと、分析物を注入するための注入弁または自動サンプラと、カラムを閉塞させ得る分析物溶液中の粒子状物質を除去するためのプレカラムフィルタと、不可逆的に吸収された化学物質を保持するための充填層と、ＬＣカラム自体と、カラムを離れる際に分散媒を分析する検出器とを含み得る。イオンクロマトグラフィはまた、サプレサーカラムを利用して、検出ダイナミックレンジを促進し得る。これらの種々の構成要素は、典型的には、通常０．００３インチ〜０．０４０インチの内径を有する金属管類またはポリマー管類等（イオンクロマトグラフィに関して）の小型の流体導管または管類によって接続され得る。
【００１２】
これらの種々の構成要素の全ておよび管の長さは、典型的には、ねじ山付き継手によって相互接続される。種々のＬＣシステム構成要素および管類の長さを接続するための継手は、従来特許、例えば、米国特許第５，５２５，３０３号（特許文献１）、第５，７３０，９４３号、および第６，０９５，５７２号に開示され、それらの開示は、本明細書に完全に記載される場合と同様に参照することによって全てが本明細書に組み込まれる。多くの場合、第１の雌ねじ山付き継手は、フェルールまたは類似するシールデバイスを用いて第１の構成要素に対してシールする。第１の継手は、手動によって、またはレンチもしくは複数のレンチを使用することによって、複数回回転させることで、対応する外部継手を有する第２の継手にねじ式接続され、第２の継手は、ひいては、フェルールまたは他のシールによって、第２の構成要素に対してシールされる。構成要素の交換、保守、または再構成のためにこれらの継手を切断することは、継手を緩めるために、多くの場合、レンチもしくは複数のレンチの使用を要求する。レンチもしくは複数のレンチが使用され得るが、プライヤまたは他の把持および保持ツール等の他のツールも、時として、使用される。加えて、ＬＣシステムの構成要素を接続するためのそのようなアプローチの使用は、多くの場合、管類と継手または構成要素の漏出防止シールを提供するために使用されるフェルールの変形またはかしめをもたらす。これは、多くの場合、フェルールおよび管類接続が、行われると、死容積をシステムの中に導入するリスクを伴わずに再使用されることができないことを意味する。加えて、そのようなアプローチは、管類の内径の破損または変形を伴い得、これは、管類内の流体の流動特性および圧力に悪影響を及ぼし得る。
【００１３】
そのようなシステムでは、多くの場合、オペレータは、システムの特定の一部内を流動するにつれた流体の圧力、システムの特定の一部内の流量、システムの特定の一部内の流体の温度等、種々の動作パラメータを監視または決定することが望ましい。例えば、そのような検出および監視は、弁および管類等の流体接続または構成要素の溢出または破裂を回避することに役立ち得る。加えて、そのような検出および監視は、システム内の漏出または妨害物の検出に関連して有用であり、これは、サンプルおよび試薬に対して節約をもたらし得る。多くのサンプルは、少量であり、時として、交換不可能であるため、そのような節約は、重要となり得る。さらに、そのような検出および監視は、システム性能に影響または害を及ぼす前に、流体流路内の泡の検出を補助することができ、一般に、そのようなセンサは、本質的に、システム性能に関するリアルタイムフィードバックおよび情報を提供するために使用されることができ、オペレータは、次いで、それを使用して、所望に応じて、調節を行い、システム性能を向上させ、最適化することができる。
【００１４】
そのようなパラメータを感知し、それに関する情報を提供するための従来のセンサが、開発されている。例えば、液体流動センサは、Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ  ＡＧ（Ｓｔａｅｆａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から市販されており、平面基板内に流動チャネルを伴う流動センサを提供する。本センサは、生体適合性動作を可能にする。そのようなセンサの例は、２０１１年３月１５日に発行され、「Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｆｌｏｗ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｆｏｒ  Ｈａｎｄｌｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄｓ」と題されたＫａｎｎｅの米国特許第７，９０５１４０号（特許文献２）に開示されている。そのようなセンサは、典型的には、流路内で使用され得る前に、ある種類のパッケージングを必要とする、または使用のために、マニホールドとの組立および接続を要求する。そのようなパッケージング、組立、および接続は、時間、技術を要し、多くの場合、困難かつ煩雑である。当業者は、他の流動センサおよび他のセンサ（例えば、温度、圧力等を感知するためのもの等）もまた市販されていることを理解されるであろう。
【００１５】
そのような従来のセンサは、有用であり得るが、用途のためのそのようなセンサの搭載およびシステムの中へのその統合は、典型的には、エンドユーザに任される。概して、エンドユーザが、そのようなセンサを使用可能パッケージの中に統合し、流体システムにおいて使用するためにそれを接続することは、困難であり、時間がかかる傾向にある。典型的には、エンドユーザは、センサといくつかの他の構成要素を組み立て、センサを流体システム内に適切に据え付け、使用する必要があるであろう。多くの状況では、センサは、システム内に据え付けられると、システムの別の部分または別のシステム内で再使用されることができない。さらに、据え付けられ、接続されると、そのようなセンサは、接続解除することが困難であり、時間がかかり得る。そのようなシステムは、典型的には、高価であるため、センサ等の構成要素が接続または接続解除される間にシステムの休止時間を生じさせる、または伴う、いかなるものも、実質的コストをもたらし得る。加えて、そのようなセンサは、典型的には、そのサイズ、形状、および流体路に関してあまり変動を提供せず、これは、市販されているセンサのサイズ、形状、および／または流体路が、センサが使用されることが意図されるシステムの部分に合致しない場合があるため、センサを任意の保持デバイス上に搭載する、またはシステム内のセンサと他の構成要素を接続することが、困難であり、時間がかかり得ることを意味する。
【００１６】
多くの従来のセンサは、典型的には、流体の主要流動によって掃引されない、流体流動システムの分岐に隣接する、またはその近傍のセンサの設置等、単一終端用途においてのみ使用される。例えば、これは、センサが、本質的に、主要または一次流体流路から分岐する、流体流路に隣接して、またはその近傍に設置されるときに生じる。そのようなセンサに関する１つの潜在的問題は、それらが、多くの場合、システムの流路の中への潜在的死空間または死容積の追加等の気水共発問題を伴い、記載されたように、多くの場合、流体の主要流動によって掃引されないことである。そのような死容積は、サンプルを汚染し、異なるサンプルに関する連続試験の成果または結果に影響を及ぼす潜在性を含む、いくつかの理由から問題となる。さらに、死容積は、システムがシステム内のポケット内に捕捉し得る可能性をもたらし、そのような泡は、システムから得られた結果および測定における雑音を増加させ、システム結果が精密かつ正確であることを確実にすることを困難にすること等によって、種々の問題を生じさせ得る。
【００１７】
いくつかの従来のアプローチは、種々の用途において使用するための圧力センサの提供を試みている。例えば、１９９８年１２月２２日に発行され、「Ｎｏｎ−Ｆｌｕｉｄ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｈａｖｉｎｇ  Ｎｏｎ−Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｎｇ  Ｂｏｄｙ  ａｎｄ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ  Ｍｅｍｂｅｒ」と題された米国特許第５，８５２，２４４号（特許文献３）は、半導体を製造するために使用されるもの等の腐食性材料を含む流体路とインラインに位置付けられ得る、圧力センサ構成を説明している。同様に、１９９９年２月９日に発行され、「Ｎｏｎ−Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｎｇ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ  Ｍｏｄｕｌｅ」と題された米国特許第５，８６９，７６６号は、圧力センサを超高純度流体への暴露から隔離するための隔離部材の使用を説明している。
【００１８】
提案されるインライン圧力センサの別の例は、２００５年９月２７日に発行され、「Ｉｎｌｉｎｅ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｅｎｓｏｒ」と題された米国特許第６，９４８，３７３号にも見出され得る。この特定の特許では、圧力感知区分およびセンサ要素が、死容積を最小限にすることを目標にして、２つのポートを有し、凸状と見なされ得る流路を形成するように筐体内に提供される。
【００１９】
別のアプローチは、１９７５年４月２９日に発行され、「Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｒｅｃｅｉｖｅｒ」と題された米国特許第３，８８０，１５１号（特許文献４）に見出され得る。本特許では、血管内圧を決定するための圧力受け取り機が、切頭または円錐台状円錐形を有し、かつ反対および対称方向に延びる円錐形部材を有する、チャンバを含むように説明されている。１９９０年５月１日に発行され、「Ｇｅｌ−Ｆｉｌｌｅｄ  Ｂｌｏｏｄ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ」と題された米国特許第４，９２０，２７２号では、血圧を測定するための別の圧力変換器が、提供されている。この後者の特許では、圧力変換器は、可撓性ダイヤフラムによって覆われる開口部を伴う陥凹を有する、本体を含み、センサが、ダイヤフラムの反対の孔にわたって設置される。センサは、陥凹内に誘電ゲルを含み、ダイヤフラムに付与される圧力の変動をセンサに伝送する。
【００２０】
本出願人は、本明細書に完全に記載される場合と同様に、前述の米国特許第３，８８０，１５１号、第４，９２０，９７２号、第５，８５２，２４４号、第、５，８９９，７６６号、および第６，９４８，３７３号を参照することによって本明細書に組み込む。
【００２１】
当業者は、以下に開示されるモジュール式センサシステムが、従来のセンサおよびそのための筐体のいくつかの不利点を克服することを理解し、以下に開示されるようなモジュール式センサの利点を理解するであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】米国特許第５，５２５，３０３号明細書
【特許文献２】米国特許第７，９０５，１４０号明細書
【特許文献３】米国特許第５，８５２，２４４号明細書
【特許文献４】米国特許第３，８８０，１５１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本開示は、分析器具システムおよび流体流動を伴う他のシステム等の流体分析または生物学的アッセイシステムのためのセンサモジュールと、その使用方法とを伴う。ある実施形態では、センサモジュールは、流動センサ、圧力センサ、温度センサ、ｐＨセンサ等であり得る、１つ以上のセンサをその中に含む、キャップおよび基部を含む。センサモジュールの基部は、それを通る流体通路のための入力および出力開口部（ねじ山の有無にかかわらず、ポート等）を含み、少なくとも部分的に、センサに隣接する、またはその近傍にある、流体路を提供する。センサモジュールはまた、種々のタイプの継手アセンブリとシール係合するように特別に適合されるポートを有する、アダプタに取り付けられてもよい。センサは、部分的または全体的に、センサモジュールのキャップの一部として封入され得る。センサモジュールの基部およびキャップは、第１のセンサモジュール（例えば、第１のパラメータを感知するための第１のセンサを含み得る）が、流体システムから接続解除および除去され得、第２のセンサモジュール（例えば、第１のセンサと同一または異なり、第１のセンサと同一または異なるパラメータを感知し得る、第２のセンサを有し得る）が、第１のセンサモジュールの代わりに、システムに追加および接続され得るように適合される。いくつかの状況では、第２のセンサモジュールは、同一物理的場所内で第１のセンサモジュールに取って代わってもよい、または第１のセンサモジュールと同一物理的場所であるかどうかにかかわらず、システムの流体流路内の本質的に同一場所において第１のセンサモジュールに取って代わってもよい。センサモジュールは、１つ以上の他のセンサモジュールと相互交換可能であるように適合され得る。１つの特定の実施形態における、流体システムにおいて使用するためのセンサモジュールは、センサと、キャップと、該センサおよび該センサに結合されている電子回路を封入する、基部とを備えてもよく、該キャップおよび基部は、流体が該センサの少なくとも一部を通り過ぎて流動することを可能にするように適合され、基部は、該キャップに取り付けられ、該基部は、入力ポートおよび出力ポートを有し、それらの各々は、そこへの流体接続を有するように適合され、該基部はさらに、流体が入力ポートからセンサ面に流動することを可能にするように適合されている第１の通路を備え、該基部は、流体がセンサ面から出力ポートに流動することを可能にするように適合される、第２の通路を有し、該基部は、分析器具システム内または流体継手等を介して管類へのシール接続を可能にするように適合されるアダプタに除去可能に取り付けられるように適合および構築される。該アダプタは、入力ポートおよび出力ポートを有し得、それぞれ、そこへの流体接続を有するように適合され、該アダプタはさらに、流体がその入力ポートからセンサモジュール基部の入力ポートに流動することを可能にするように適合されている第１の通路と、流体が該モジュール基部の出力ポートから該アダプタの出力ポートに流動することを可能にするように配列される、第２の通路とを備え得る。センサモジュールは、流体流動、圧力、温度、ｐＨ、光学、ＭＥＭＳセンサ、湿度、位置、運動、またはバイオセンサのセンサのうちの１つ以上のもの等の１つ以上のセンサを含み得る。センサモジュールはさらに、ポリエーテルエーテルケトン等の生体適合性材料を備えている、基部および／またはキャップならびに／もしくはアダプタを備え得る。ある実施形態では、基部および／またはキャップならびに／もしくはアダプタは、入力ポートを入力ポートとして識別する、適切な流動方向を示す、その中に含まれるセンサを識別する等であり得る、印刷またはグラフィック等の印刷もしくはグラフィックのいずれかまたは両方を備え得る。基部および／またはキャップの一部は、いくつかの実施形態では、センサの一部にわたってオーバーモールドされ得、センサのそのような部分は、そのようなセンサの印刷回路基板の縁等の周辺縁であり得る。
【００２４】
本開示のある実施形態では、流体システムは、それに結合されている電子回路を有し、第１の状態を感知し、その出力信号を提供するように適合され、周辺を有する、第１のセンサと、該第１のセンサの少なくとも一部を覆い得、かつ該第１のセンサに結合されている電子回路の一部または全部を覆い得る、第１のキャップと、キャップが基部に除去可能または恒久的に取り付けられ、入力ポートおよび出力ポートを備え、流体がそれを通して該第１のセンサの少なくとも一部を通り過ぎて流動することを可能にするように適合される、流体通路を該基部の入力ポートと出力ポートとの間に提供する、基部と、該基部に除去可能または恒久的に取り付けられる、アダプタであり、該アダプタは、同様に、入力ポートおよび出力ポートを有し、それらの各々は、任意の従来の継手アセンブリを用いて等、それに管類を除去可能に接続されるように適合され、該アダプタはさらに、流体が該アダプタの入力ポートから該基部の入力ポートに流動することを可能にするように適合されている第１の通路と、流体が該基部の出力ポートから該アダプタの出力ポートに流動することを可能にするように適合される、第２の通路とを備え、該基部の少なくとも一部は、該第１のセンサの周辺部分の近位にある該第１のセンサの少なくとも一部を覆い、該アダプタは、システムの流体路において除去可能に取り付けられるように適合されている、アダプタとを備え、該第１のモジュール式センサは、それに結合されている電子回路を有し、第２の状態を感知し、その出力信号を提供するように適合され、周辺を有する、第２のセンサと、該第２のセンサの少なくとも一部および／または該第２のセンサに結合されている電子回路を覆う第２のキャップとを備えている、第２のモジュール式センサであり、該第２のセンサはさらに、入力ポートおよび出力ポートを有し、流体がそれを通して該第２のセンサの少なくとも一部を通り過ぎて流動することを可能にするように適合される、流体通路を入力ポートと該第２の基部の出力ポートとの間に提供する、基部と、該第２の基部に取り付けられる、第２のアダプタであり、該第２のアダプタは、入力ポートおよび出力ポートを有し、それらの各々は、任意の従来の継手アセンブリ等を用いて、それに管類を除去可能に接続されるように適合され、該第２のアダプタはさらに、流体が該第２のアダプタの入力ポートから該第２の基部の入力ポートに流動することを可能にするように適合されている第１の通路と、流体が該第２の基部の出力ポートから該第２のアダプタの出力ポートに流動することを可能にするように適合される、第２の通路とを備え、該第２の基部の少なくとも一部は、該第２のセンサの周辺部分の近位にある該第２のセンサの少なくとも一部を封入し、該第２のアダプタは、システムの流体路において除去可能に取り付けられるように適合されている、第２のアダプタを備えている、第２のモジュール式センサと容易に置換されるように適合されるように設計および構築され、該第１のモジュール式センサおよび該第２のモジュール式センサは、第１のモジュール式センサおよび第２のモジュール式センサが流体システムにおいて互いに代り合って接続されることができるように適合される。第１および第２のセンサは、同一または異なる状態を感知し得、流量、ｐＨ、温度、圧力等の状態およびパラメータを含む、そのような感知される状態を示す出力信号を提供し得る。第１のモジュール式センサおよび第２のモジュール式センサはまた、流体システム内の同一の２つの構成要素間等、流体システム内の実質的に同一場所において、互いに代り合って接続されるように適合され得る、および／または流体システム内の同一構成要素に対して、互いに代り合って接続されるように適合され得る。好ましくは、モジュール式センサシステムは、任意の死容積を流体システムに追加しない。
【００２５】
本開示のさらに別の実施形態では、流体システム内の情報を得る方法が、提供され、そのような方法は、第１のモジュール式センサを提供するステップであって、第１のモジュール式センサは、それに結合されている電子回路を有し、第１の状態を感知するように適合され、それに対応する出力信号を提供する、第１のセンサと、該第１のセンサの少なくとも一部および該第１のセンサに結合されている電子回路を覆う第１のキャップと、該第１のキャップに取り付けられている第１の基部であって、該第１の基部は、入力ポートおよび出力ポートを有し、それらの各々は、流体システム内の構成要素に除去可能に接続されるように適合され、該第１の基部はさらに、流体が、該第１の基部の入力ポートから、該第１のセンサの少なくとも一部を通り過ぎ、次いで、該第１の基部の出力ポートに流動することを可能にするように適合されている第１の通路を備え、該第１の基部の少なくとも一部は、該第１のセンサの周辺部分の近位にある該第１のセンサの少なくとも一部を覆い、該第１の基部は、流体システムの流体路において除去可能に取り付けられる、第１の基部とを備えている、ステップと、第２のモジュール式センサを提供するステップであって、第２のモジュール式センサは、それに結合されている電子回路を有し、第２の状態を感知するように適合され、それに対応する、出力信号を提供し、周辺を有する、第２のセンサと、該第２のセンサおよび該第２のセンサに結合されている電子回路を覆う第２のキャップと、該第２のキャップに取り付けられている第２の基部であって、該第２の基部は、入力ポートおよび出力ポートを有し、それらの各々は、流体システム内の構成要素に除去可能に接続されるように適合され、該第２の基部はさらに、流体が、該第２の基部の入力ポートから、該第２のセンサの少なくとも一部を通り過ぎ、次いで、該第２の基部の出力ポートに流動することを可能にするように適合されている第１の通路を備え、該第２の基部の少なくとも一部は、該第２のセンサの周辺部分の近位にある該第２のセンサの少なくとも一部を封入し、該第２の基部は、流体システムの流体路において除去可能に取り付けられ、該第１のモジュール式センサを流体システムの流体路から接続解除し、該第２のモジュール式センサを流体システムの流体路に接続するように適合される、第２の基部とを備えている、ステップとを含む。そのような方法では、第１の状態および第２の状態は、同一であり得る、または異なってもよく、第１の状態および／または第２の状態は、流量、ｐＨ、温度、圧力、湿度、１つ以上の泡、もしくは伝導性のうちの任意の１つ以上のものを備え得る。いくつかの方法では、第２のモジュール式センサは、該第１のモジュール式センサの代わりに、流体システムの流体路に接続される一方、他の方法では、第２のモジュール式センサは、流体システムから接続解除される前に、第１のモジュール式センサの場所と異なる、流体システムの流体路内の第２の場所に接続される。本方法はまた、代替として、次いで、第１のモジュール式センサを流体システム内の流体経路内の第２の異なる場所に、または第２の流体システム内の流体経路内のある場所に接続するさらなるステップを含む。本方法はまた、信号を該第１のモジュール式センサから得て、信号をコンピュータ可読メモリに伝送し、信号をその中に記憶し、信号を該第２のモジュール式センサから得て、それをコンピュータ可読メモリに伝送し、それをその中に記憶する、追加のステップを含み得る。本方法はまた、アダプタを提供し、第１または第２のモジュール式センサのいずれかを流体システムの流体経路に接続する前に、該アダプタを第１または第２のモジュール式センサのいずれかの基部に除去可能に取り付ける、さらなる追加のステップを含み得る。さらに、第２のモジュール式センサの接続は、第１のモジュール式センサをシステムに接続するために使用されたものと同一管類および／または構成要素を用いて行われ得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本開示による、モジュール式センサシステムの上方からの実施形態の等角図である。
【図２】図２は、本開示による、モジュール式センサシステムの下方からの実施形態の等角図である。
【図３】図３は、本開示による、アダプタを有する、モジュール式センサの分解等角図である。
【図４】図４は、本開示による、アダプタを有する、モジュール式センサシステムの上面図である。
【図５】図５は、図４のモジュール式センサシステムおよびアダプタの断面図である。
【図６】図６は、図４のモジュール式センサシステムおよびアダプタの別の断面図である。
【図７】図７は、本開示による、アダプタを含む、モジュール式センサシステムの代替実施形態の分解図である。
【図８】図８は、図７のモジュール式センサシステムおよびアダプタの代替実施形態の上面図である。
【図９】図９は、図８の線Ａ−Ａに沿った図７のモジュール式センサシステムおよびアダプタの断面図である。
【図１０】図１０は、本開示の代替実施形態による、モジュール式センサシステムの分解図である。
【図１１】図１１は、図１０のモジュール式センサシステムの側面断面図である。
【図１２】図１２は、図１０および１１のモジュール式センサシステムの端面断面図である。
【図１３】図１３は、本開示による、モジュール式センサシステムおよびアダプタの代替実施形態の側面断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本開示のある実施形態による、モジュール式センサのキャップの図１４Ｂの線Ａ−Ａに沿って得られた断面図を提供する。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａのモジュール式センサのキャップの上面図を提供する。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、図１４Ｂのキャップの底面図を提供する。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、図１４Ｂの線Ｂ−Ｂに沿って得られた断面図を提供する。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本開示による、図１５Ｂの線Ａ−Ａに沿って得られたモジュール式センサの基部の断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、図１５Ａの基部の上面図を提供する。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、図１５Ｂの基部の底面図を提供する。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、図１５Ｂの線Ｂ−Ｂに沿って得られた基部の断面図を提供する。
【図１６Ａ】図１６Ａは、本開示による、図１６Ｂの線Ａ−Ａに沿って得られたモジュール式センサのアダプタの断面図を提供する。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、図１６Ａのアダプタの上面図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、図１６Ｂのアダプタの底面図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、本開示による、モジュール式センサのキャップの側面図を提供する。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、図１７Ａの線Ａ−Ａに沿って得られたキャップの断面図を提供する。
【図１７Ｃ】図１７Ｃは、図１７Ａのキャップの底面図を提供する。
【図１７Ｄ】図１７Ｄは、図１７Ａのキャップの上面図を提供する。
【図１８Ａ】図１８Ａは本開示のある実施形態による、モジュール式センサの基部の上面図を提供する。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、図１８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って得られた基部の断面図を提供する。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、図１８Ａの基部の底面図を提供する。
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、図１８Ａの線Ａ−Ａに沿って得られた図１８Ａの基部の断面図を提供する。
【図１８Ｅ】図１８Ｅは、図１８Ａの線Ｂ−Ｂに沿って得られた基部の断面図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、本開示の実施形態のアダプタの上面図を提供する。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、図１９Ａのアダプタの側面図を提供する。
【図１９Ｃ】図１９Ｃは、図１９Ａのアダプタの底面図を提供する。
【図１９Ｄ】図１９Ｄは、図１９Ａの線Ａ−Ａに沿って得られたアダプタの断面図を提供する。
【図２０】図２０は、本開示による、モジュール式センサシステムの代替実施形態の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１および２では、モジュール式センサシステム１が、示される。モジュール式センサシステム１は、キャップ２と、基部３とを含む。図１に示されるように、基部３は、それぞれ、センサ１の対向端部上に位置する、孔６ａおよび６ｂを含み、その中にねじまたは他の締結手段を受け取りおよび保持し、それによって、モジュール式センサシステム１がアダプタまたはマニホールド等の流体システムもしくは器具内の別の部材（図１および２には図示せず）もしくは構成要素のいずれかに除去可能に取り付けられることを可能にするように適合される。前述のように、センサは、例えば、分析器具（「ＡＩ」）システムを含む、様々な流体ベースの分析および生物学的アッセイシステムおよび器具において有用な用途を見出し得る。簡潔目的のために、本開示は、システムの一次例として、モジュール式センサシステム１が使用され得る、ＡＩシステムを使用するが、そのような使用は、単に、例証目的のためだけのものであり、当業者は、本明細書の詳細な説明に照らして、モジュール式センサシステム１が使用され得る、様々な器具およびシステムを容易に理解するであろう。図２に示されるように、基部３は、一連のねじ７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄによって、キャップ２に固定して（但し、この場合、除去可能に）取り付けられる。（以下に詳述されるように、キャップ２および基部３は同様に、恒久的に取り付けられてもよく、他の実施形態では、キャップ２および基部３は、糊、接着剤、超音波溶接、または締まり嵌め構成等によって、他の方法において取り付けられてもよい。別の実施形態では、キャップ２および基部３の各々は、互いに係合し、キャップ２および基部３をともに除去可能に固定するように適合される、ねじ山付き部分を有することができる。）図１および２に示されるように、ねじは、キャップ２内の孔（図１および２には図示せず）に対応するように適合され、ひいては、ねじ７ａ、７ｂ、７ｃ、および７ｄを受け取るように適合される、基部３内の孔の中に挿入され、位置する。図１に示されるように、略長方形面積４が、キャップ２の上部面上に位置する。面積４は、導線またはコネクタを含み、これは、コンピュータまたは他の処理手段に取り付けられることができ、センサ１のキャップ２内に位置するセンサ（図示せず）からの信号を提供することができる。加えて、図２では、２つのＯリングシール１２ａおよび１２ｂが、入力ポート１３ａおよび出力ポート１３ｂと同様に示される。
【００２８】
ここで図３を参照すると、センサ１の分解図が、提供される。図１−３および本開示全体を通して、種々の図に示される同様のアイテムおよび特徴は、読者の利便性のために、同様の番号を有するであろう。図３に示されるように、センサ１は、キャップ２と、基部３とを含む。図３に示されるように、２つのねじ８ａおよび８ｂが、提供され、基部３の孔６ａおよび６ｂ内に嵌合し、基部３をアダプタ１１に除去可能に取り付けるように適合される。ねじ７ａ、７ｂ、および７ｄが、示され、前述のように、基部３の孔５ａ、５ｂ、および５ｄの中に嵌合し、基部３をキャップ２に除去可能に取り付けるように適合される。（図３では図示されないが、対応するねじ７ｃが、提供され、孔５ｃ内に固定して除去可能に嵌合するように適合される。）また、図３に示されるように、２つのＯリングシール１２ａおよび１２ｂが、提供される。図２に関して前述のように、シール１２ａは、基部３の入力ポート１３ａに対応し、シール１２ｂは、基部３の出力ポート１３ｂに対応する。図３に示されるように、アダプタ１１は、それを通してポート１４ａおよび１４ｂを有し、ポート１４ａおよび１４ｂは、基部３のポート１３ａおよび１３ｂと整列され、それと協働するように適合される（ポート１３ａおよび１３ｂは、図３に示されない）。Ｏリングシール１２ａおよび１２ｂは、ポート１４ａと１３ａとの間およびポート１４ｂと１３ｂとの間の流路の接続をシールすることに役立つ。図３に示されるように、キャップ２の上部における長方形面積４は、陥凹部分を含み、これは、ワイヤまたはプラグ接続を受け取り、モジュール式センサシステム１のセンサ（図３には図示せず）をコンピュータ、他の処理手段等の追加の回路に電気的に結合するように適合されることができる。
【００２９】
当業者は、センサ１のキャップ２、基部３、およびアダプタ１１、ならびに他の構成要素が、剛性または硬質ポリマー等の種々の材料から作製されることができることを理解されるであろう。例えば、キャップ２は、ポリエーテルエーテルケトン（「ＰＥＥＫ」）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）またはポリカーボネート（ＰＣ）、もしくは類似材料から作製され、それから成ることができる。同様に、基部３は、ＰＥＥＫから作製されることができ、アダプタ１１はまた、ＰＥＥＫから作製されることができる。ねじ７ａ−７ｄおよび８ａ−８ｂは、金属から作製されることができる、任意の種類の通常のねじであることができる、またはステンレス鋼から作製されることができる。生体適合性用途に関して、ＰＥＥＫは、基部３、キャップ２、およびアダプタ１１のために有用に使用され、それによって、流体の流路全体が生体適合性材料を備えていることを確実にすることができる。加えて、Ｏリングシール１２ａおよび１２ｂは、生体適合性および圧縮性であり得、シール係合を維持することに役立つであろう、任意の数の材料から作製されることができる。Ｏリングシール１２ａおよび１２ｂのための適切な材料の例は、フルオロエラストマおよび合成ゴムならびにフルオロポリマーエラストマの組み合わせ（例えば、ＶＩＴＯＮ等）を含む。ねじ７ａ−７ｄおよび８ａ−８ｂの使用が、図示および説明されるが、当業者は、所望に応じて、基部３およびキャップ２が、糊、エポキシまたはプラスチック、接着剤等、他の手段によって互いに固定される、または取り付けられることができることを理解するであろう。
【００３０】
ＡＩシステム内のステンレス鋼構成要素（例えば）の使用は、生物学的サンプルを伴う状況では、潜在的短所を有し、イオンクロマトグラフィ等の種々の用途のために日常的に使用されることができないことが、当業者によって理解されるであろう。例えば、そのような用途におけるサンプル中の成分自体が、ステンレス鋼管類の壁に付着し得る。これは、サンプルの成分またはイオンの一部が、管類内に留まり、検出器を通過しない場合、所与のサンプルの検出器の測定（したがって、出力）が、サンプルを正確に反映しない場合があるため、問題を提示する。しかしながら、可能性としてさらに大きな懸念は、ステンレス鋼管類からのイオンが、管類から脱離し、検出器を越えて流動し、したがって、潜在的に誤った結果につながり得るという事実である。故に、「生体適合性」または「無金属」接続および構成要素が、重要であり得、イオンが管類によって放出されず、したがって、サンプルを汚染しないように、そのような「生物学的」サンプルおよびそのようなサンプルと併用される流体に対して化学的に不活性である材料の使用を通して達成され得る。
【００３１】
また、モジュール式センサシステム１内に含まれるセンサは、従来の流動センサ、圧力センサ、温度センサ、ｐＨセンサ、および／または光センサもしくは他の光学センサ、ＭＥＭ（微小電気機械システム）センサ、バイオセンサ、湿度センサ、位置センサ、泡センサ、運動センサ等の種々のタイプのセンサのうちの任意の１つ以上のものであることができることが当業者によって理解されるであろう。センサ１と併用され得る、市販のセンサの例は、Ｓｅｎｓｉｒｉｏｎ  ＡＧ（Ｓｔａｅｆａ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）から市販されており、平面基板内に流動チャネルを伴う流動センサを提供する、液体流動センサである。本センサは、生体適合性動作を可能にする。そのようなセンサの例は、２０１１年３月１５日に発行され、「Ｄｅｖｉｃｅ  ｗｉｔｈ  Ｆｌｏｗ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｆｏｒ  Ｈａｎｄｌｉｎｇ  Ｆｌｕｉｄｓ」と題されたＫａｎｎｅの米国特許第７，９０５１４０号（本明細書に完全に記載される場合と同様に、参照することによって本明細書に組み込まれる）に開示されている。そのようなセンサは、典型的には、ガラスチップまたは鋼鉄シリンダとして生じ、これは、流体取扱用途において使用され得る前に、追加のパッケージングの使用ならびにマニホールドへの組立および／または接続を要求する。当業者は、いくつかの市販のセンサのうちの任意の１つが、モジュール式センサシステム１の一部として使用され得ることを理解されるであろう。当業者はさらに、これら等のセンサが、典型的には、センサのための流路および導線または接触ならびにセンサを流路およびその中の流体から分離するための膜またはダイヤフラムを含む、平面チップを伴うことを理解および認識するであろう。
【００３２】
モジュール式センサシステム１のキャップ２は、１つ以上の従来のセンサをその中に組み込むように作製されることができる。例えば、キャップ２は、センサの外側縁の一部または全部の周囲にオーバーモールドされることができる。典型的には、従来のセンサは、印刷回路基板（ＰＣＢ）の中に組み込まれる、または電子回路もしくはＰＣＢが結合される基板上に設置される等によって、製造業者から受領されるときに、電子回路を含むであろう。そのようなセンサに関して、周辺が、基板またはＰＣＢの縁の周囲に存在し、キャップ２は、センサ基板またはＰＣＢの周辺縁の全部または一部を封入するようにオーバーモールドされることができる。キャップ２をセンサの周囲にオーバーモールドすることは、センサ（多くの場合、敏感かつ容易に破壊され得る）を、センサに害を及ぼす、または汚染し得る、ヒト皮膚または他の物体との接触から保護し、また、センサを落下または手荒な取扱の場合等の破壊から保護するという利点を有する。加えて、多くの場合、防水または液密場所（または耐水性もしくは流体不浸透性）に位置させること等によって、センサならびにその関連付けられたＰＣＢおよび／または電子機器を水から遮蔽されたまま保つことが望ましい。代替として、センサを基部３内に位置させることが所望される場合、基部３は、キャップ２の代わりに、センサの周囲にオーバーモールドされることができる。当業者は、センサが、全体的または部分的に、基部３またはキャップ２のいずれか内に封入されることができ、所望に応じて、注型封入化合物、シリコーン、保護材料内へのセンサの覆設、およびセンサにわたる、かつその周囲の基部３またはキャップ２の３Ｄ印刷等の使用を通して、オーバーモールド以外の手段によって、封入されることができることを理解されるであろう。
【００３３】
また、キャップ２は、図１−３に示されるように、略円筒形および／または円錐台状形状であることが理解されるであろう。本形状は、概して、センサ１が、その場所およびシステム内への据付のために要求されるより小さい占有面積（すなわち、面積または体積）を有することを可能にし、したがって、オペレータまたはユーザが、センサ１を迅速に据え付けるおよび／または接続する、もしくは接続解除および／または除去することをより容易にする。キャップ２の形状およびサイズは、幾分、その中に含まれるべきセンサの形状ならびにサイズによって、および／または所与の用途におけるモジュール式センサの意図される使用によって促され得るが、当業者は、キャップ２（および基部３）は、第１および第２のモジュール式センサが、異なるタイプのセンサをその中に有する、もしくは異なる形状および／またはサイズを有するセンサをその中に有する場合でも、その中に第１の形状および／またはサイズの第１のタイプのセンサを有し得る、所与のモジュール式センサシステム１が、第２のモジュール式センサシステム１と同一形状およびサイズを有し得るように設計および適合されることができることを理解されるであろう。代替として、第１のモジュール式センサ１および第２のモジュール式センサ１は、異なるサイズおよび／または形状のセンサを収容する、もしくは単にオペレータにそれらが互いに異なるセンサを含むことを迅速かつ視覚的に示す場合のように、異なるサイズおよび／または形状を有し得る。さらに、第１のモジュール式センサ１および第２のモジュール式センサ１は、異なる形状またはサイズを有し得るが、それにもかかわらず、流体システムに接続するために、同一形状およびサイズのポートを有し、したがって、互いにモジュール式センサの相互交換をより容易にすることを可能にし得る。図１−３では図示されないが、キャップ２は、そこに恒久的または除去可能にのいずれかにおいて取り付けられる、センサを有することができることを理解されたい。一実施形態では、キャップ２は、キャップ２が基部３上に下向きに押し下げられる（または場合によって、基部３およびキャップ２がともに押し下げられる）と、内部リブおよび突起がセンサおよび／またはその関連付けられたＰＣＢならびに電子機器を基部３に対して定位置に押動させ、センサおよびその関連付けられた電子機器が、１つ以上の導線、接触、または他の電気接続に電気的に結合されることを確実にし、センサおよびその関連付けられた電子機器を１つ以上の導線または出力コネクタまたは接続に電気的に結合し、センサからの出力信号を提供するように、内部リブおよび突起をキャップ２の内側表面上に有するように作製されることができる（成形等によって）。
【００３４】
ここで図４−６を参照すると、モジュール式センサ１の組み立てられたバージョンが、示される。図４では、センサ１の上面図が、提供される一方、図５および６では、それぞれ、図４の線Ａ−ＡおよびＢ−Ｂに沿った断面図が、提供される。
【００３５】
図４は、絶対圧力センサを含む（但し、当業者は、他のタイプのセンサも圧力センサの代わりに使用されることができることを理解されるであろう）、モジュール式センサシステム４０１の上面図を提供する。図５は、図４の線Ａ−Ａに沿って得られたモジュール式センサシステム４０１の断面図を提供する。図５から最も詳細に分かるように、モジュール式センサシステム４０１は、センサ基部５０２と、センサキャップ５０６と、２つのＯリングシール５０５と、Ｏリングシール５０４と、アダプタ５０７と、ねじ５０８とを含む。図６では、図４の線Ｂ−Ｂに沿って得られたモジュール式センサシステム４０１の断面図は、基部５０７およびキャップ５０６をともに除去可能に取り付けるために使用され得る、ねじ５０３をより詳細に示す。ねじ５０８は、基部５０２をアダプタ５０７に除去可能に取り付けるために使用されることができる。図５に示されるように、アダプタ５０７および基部５０２は両方とも、アダプタ５０７および基部５０２が取り付けられると、互いに整列する、２つの入力ポートおよび対応する通路を有する。Ｏリング５０５は、アダプタ５０７の通路と基部５０２のポートをシール接続するように位置する。キャップ５０６内に位置するのは、圧力センサ５０１であり、これは、センサ５０１が、モジュール式センサシステム４０１を通して流動する流体の圧力を感知し、そのような圧力に対応する出力信号を提供するように適合されるように、関連付けられた回路および電子機器を含む。
【００３６】
ここで図７を参照すると、モジュール式センサシステム７０１の代替実施形態が、示される。図７では、モジュール式流動センサ７０１は、分解図に示される。センサ７０１は、キャップ７０２と、第１の基部７０３と、随意のアダプタ７１１とを含む。図７に示されるように、キャップ７０２の上部は、印刷およびグラフィック７２０を含み、オペレータに、モジュール式センサシステム７０１を通る流体流動の適切な方向の視覚的インジケータを提供する。そのような印刷および／またはグラフィック７２０は、オペレータが、モジュール式センサシステム７０１が、接続される場合、正しい向きで接続されているかどうかを迅速に決定し、センサ７０１が据え付けられていない場合、センサ７０１をシステム内に据え付け、接続する前に、センサ７０１のための適切な向きを決定することを可能にする。また、図７に示されるように、アダプタ７１１は、追加の印刷および／またはグラフィック７２０ａおよび７２０ｂを含み、モジュール式センサシステム７０１を通る流体流動の適切な方向を示す。７２０、７２０ａ、および７２０ｂに示される印刷およびグラフィックは、センサ７０１を通る流体流動の適切な方向を示すが、当業者は、印刷および／またはグラフィック７２０、７２０ａ、および７２０ｂが、例として、圧力定格、流動仕様、オリフィス仕様、電圧入力／出力信号、センサ内で使用されるシールまたは他の材料、搭載トルク、部品番号、改訂またはバージョン番号、製造番号、センサタイプ、センサ容量、流体または媒体互換性等のうちの任意の１つ以上のもの等、センサ７０１および／またはその意図される使用に関する追加のまたは異なる情報を示し得ることを理解されるであろう。また、印刷および／またはグラフィック７２０、７２０ａ、および７２０ｂは、所望に応じて、キャップ７０２および／またはアダプタ７１１上に印刷されることができる、ならびに／もしくはキャップ７０２および／または基部７０３の中に成型されることができることが理解されるであろう。
【００３７】
また、図７に示されるように、印刷回路基板（「ＰＣＢ」）７３０は、基部７０３の一部として含まれる。ＰＣＢ７３０は、１つ以上のメモリチップまたはデバイス、１つ以上のプロセッサ、および種々の回路等の種々の電子構成要素および回路を含み、センサに接続し、センサから得られた結果を分析し、それに対応する出力信号を提供する。図７に示されるように、ＰＣＢ７３０はまた、プラグコネクタを受け取り、ＰＣＢ７３０をコンピュータ、１つ以上の他のプロセッサ、および／または他のデバイスもしくはシステム等の他の機器に電気的に結合するように適合される、いくつかのコネクタまたは導線を有する、部分７３５を含む。当業者は、ＰＣＢ７３０は、所望に応じて、市販および従来のセンサとともに提供されるタイプであることができる、または追加のもしくは異なる特徴を伴って修正またはカスタマイズされたＰＣＢであることができることを理解されるであろう。
【００３８】
モジュール式センサシステム７０１の基部７０３は、１つ以上の従来のセンサをその中に組み込むように適合または作製されることができる。例えば、基部７０３は、センサの外側縁の一部または全部の周囲にオーバーモールドされることができる。基部７０３をセンサの周囲にオーバーモールドことは、センサ（多くの場合、敏感かつ容易に破壊され得る）を、センサに害を及ぼす、または汚染し得る、ヒト皮膚または他の物体との接触から保護し、また、センサを落下または手荒な取扱の場合等の破壊から保護するという利点を有する。代替として、センサをキャップ７０２内に位置させることが所望される場合、キャップ７０２は、基部７０３の代わりに、センサの周囲にオーバーモールドされることができる。基部７０３と組み立てられると、キャップ７０２は、ＰＣＢを前述のような源等の損傷および汚染から保護するであろう。
【００３９】
また、図７に示されるように、ねじ７０８ａおよび７０８ｂが、提供され、それぞれ、基部７０３内の孔７１９ａおよび７１９ｂならびにアダプタ７１１内の孔７２３ａおよび７２３ｂの中に、かつそれを通して挿入され、孔７２３ａおよび７２３ｂの中に螺入され、本実施形態では、基部７０３およびアダプタ７１１をともに除去可能かつ固定して取り付けることができる。図７から分かるように、アダプタ７１１は、開口部７１４ａおよび７１４ｂを含み、流体がアダプタ７１１と基部７０３内のポート（図７には図示せず）との間で流動することを可能にする。
【００４０】
依然として、図７を参照すると、隆起または縁７２５ａおよび対応する隆起または縁７２５ｂが、キャップ７０２の対向側に示される。これらの隆起７２５ａおよび７２５ｂは、キャップ７０２の縦軸から外向きに延びる。基部７０３は、第１の側のスロットまたは溝７２７ａ（図７に示されないが、基部７０３の第２の側の第２の対応するスロットまたは溝７２７ｂ）を含むように構成され、溝７２７ａおよび７２７ｂは、キャップ７０２が基部７０３と組み立てられると、それぞれ、キャップ７０２の側７０６ａおよび７０６ｂの一部を保持するように適合される。側７０６ａおよび７０６ｂは、可撓性であるように適合され、オペレータによって押動または押し下げられると、内向きに移動することができ、それぞれ、溝７２７ａおよび７２７ｂの中に容易に嵌合するサイズおよび形状において適合される。隆起７２５ａおよび７２５ｂは、側７０６ａおよび７０６ｂが、内向きに押し下げられると、それぞれ、溝７２７ａおよび７２７ｂを通してスライドすることができ、隆起７２５ａおよび７２５ｂが、それぞれ、基部７０３の下側縁７２９ａおよび７２９ｂ（図７には図示せず）を越えて延びると、オペレータは、側７０６ａおよび７０６ｂの圧力を解放し、それらが外向きに移動することを可能にし、したがって、スナップ嵌めまたは締まり嵌めを提供することができ、それによって、縁７２５ａおよび７２５ｂは、それぞれ、縁７２９ａおよび７２９ｂと係合し、キャップ７０２を基部７０３に除去可能に取り付けられるように保持する。
【００４１】
図８では、モジュール式センサシステム７０１の上面図が、組み立てられて示される。同様の特徴およびアイテムは、図７−９では、読者の利便性のために、同一番号を有するであろう。図９は、図８の線Ａ−Ａに沿って得られたモジュール式センサシステム７０１の断面図である。
【００４２】
図９に示されるように、アダプタ７１１が、含まれ、ねじ８ａおよび８ｂによって、基部７０３に除去可能に取り付けられる。アダプタ７１１は、内部ねじ山付きポート７１６ａおよび７１６ｂを含み、それぞれ、継手アセンブリ（従来の継手アセンブリ配列における管類、フェルール、およびナット等）を受け取るように適合され、これは、ナットをポートに対して回転させ、シール係合（図９には図示せず）を得ることによって、ポート７１６ａおよび７１６ｂのそれぞれに除去可能に固定されることができる。ポート７１６ａおよび７１６ｂの各々は、通路（すなわち、それぞれ、７１４ａおよび７１４ｂのうちの１つ）と流体連通し、これは、ひいては、基部７１３内の対応する通路と流体連通する。当業者は、アダプタ７１１との本配列が、基部７０３およびキャップ７０２がアダプタ７１１と併用されることを可能にし、ひいては、オペレータが、任意の２つの構成要素間または本質的にＡＩ器具の流体流路内に任意の場所に、構成要素のマニホールドまたは他のポートを必要とせず、モジュール式センサシステム７０１を接続することができるように、種々の形状およびサイズのポート７１６ａおよび７１６ｂを提供し得ることを理解されるであろう。当業者は、ポート７１６ａおよび７１６ｂが、ねじ山を有する必要がなく、内部にある必要がなく、かつ平坦底である、または円錐形状の底部を有し得、したがって、種々の継手および／または構成要素と共に使用するために適合され得ることを認識および理解するであろう。
【００４３】
図９に示されるように、モジュール式センサ７０１は、ねじ山形状のねじ７０４ａおよび７０４ｂを含み、これは、ＰＣＢ７０６を定位置に固定して保持するように適合される。ＰＣＢ７０６は、センサ７０７を受け取り、ぴったりと保持するように適合される、基部７０３の陥凹または空洞内に嵌合する、センサ７０７に結合される、種々の電子回路を含み得る。代替として、基部７０３は、センサ７０７の周辺の一部または全部の周囲にオーバーモールドされ、それによって、センサ７０７を全体的または部分的に封入することができる。また、図９に示されるように、Ｏリングシール７０５ａ、７０５ｂ、７０５ｃ、および７０５ｄが存在し、これは、アダプタ７１１、基部７０３、およびキャップ７０２内の通路によって形成される流体路が、シールされ、流体がそれを通して流動するとき、漏出しないように、アダプタ７１１および基部７０３が衝合する場所および基部７０３およびキャップ７０２が衝合する場所にシールを提供するように位置し、適合される。
【００４４】
ここで図１０−１２を参照すると、モジュール式センサシステム１００１の別の代替実施形態が、示される。図１０では、モジュール式センサシステム１００１は、分解図に示される。モジュール式センサシステム１００１は、キャップ１００２を有し、これは、略かつ実質的に円錐台状形状であり、開口部１００４を上部端部に有する。挿入体１０１０の少なくとも一部は、キャップ１００２内に嵌合する一方、挿入体１０１０の底部端部は、基部１００３内の着座陥凹内に嵌合することができる。基部１００３は、略長方形形状であるが、図１０に示されるように、拡開中央部分を有することができる。Ｏリング１０１３ａおよび１０１３ｂは、基部１００３の底部面（図１０には図示せず）内のポートの周囲に嵌合するように適合される。また、図１０に示されるように、基部１００３は、２つの突出部分１０２０ａおよび１０２０ｂを基部１００３の中央部分内の陥凹の対向側に有する。突出部分１０２０ａおよび１０２０ｂの各々は、それぞれ、隆起１０２１ａおよび１０２１ｂを伴う端部を有し、これは、スナップ嵌めによって、基部１００３およびキャップ１００２をともに除去可能に取り付けるために使用され得る。オペレータは、部分１０２０ａおよび１０２０ｂを基部１００３の縦軸に向かって押し下げ、キャップ１００２をそれらにわたって設置し、次いで、部分１０２０ａおよび１０２０ｂ上の圧力を解放することができ、これは、次いで、基部１００３およびキャップ１００２を外向きに拡張させ、隆起１０２１ａおよび１０２１ｂと図１２に示されるようなキャップ１００２の一部として形成される肩部部分の係合等によって、ともに固定するであろう。
【００４５】
図１１では、センサ１００１の断面側面図が、提供される。同様のアイテムおよび特徴は、図１０−１２では、読者の利便性のために、同一番号を有する。図１１では、基部１００３およびキャップ１００２が、取り付けられている。図１１に示されるように、基部１００３は、それを通して延びる２つの孔１０１５を基部１００３の対向端部に有する。孔１０１５の各々は、上部端部に、それぞれ、肩部部分１０１５ａおよび１０１５ｂを有する。
【００４６】
ここで図１３を参照すると、代替実施形態における、センサ１００１の断面端面図が、提供される。同様のアイテムおよび特徴は、図１３では、図１０−１２におけるように、読者の利便性のために、同一番号を有する。図１３に示されるように、基部１００３およびキャップ１００２は、取り付けられている。加えて、アダプタ１０５０は、基部１００３に除去可能に取り付けられるように示される。アダプタ１０５０は、２つのポート１０６２ａおよび１０６２ｂを含み、これは、センサ１００１のための入力ポートおよび出力ポートとしての役割を果たすように適合される。ポート１０６２ａおよび１０６２ｂは、外部ねじ山付きナット等を有する、継手アセンブリと係合するように適合される、内部ねじ山付き部分を有することができる、または任意の他のタイプの継手アセンブリと係合するように適合されることができる。加えて、アダプタ１０５０は、ポート１０６２ａと１０６２ｂとの間の流体連通を可能にするように適合される通路と、基部１００３内の通路とを有する。アダプタ１０５０はまた、突出部分１０２３ａおよび１０２３ｂを含み、これは、基部１００３の底部面内の受け取り陥凹部分内に嵌合するように適合される。アダプタ１０５０はまた、アーム１０６０ａおよび１０６０ｂを含み、これは、基部１００３の対向側の孔１０１５を通して延びる。図１３に示されるように、アーム１０６０ａおよび１０６０ｂの各々は、上部部分を有し、外側寸法は、上部部分の下方のアームを上回り、孔１０１５内に静置する。アーム１０６０ａおよび１０６０ｂの上部部分は、それぞれ、孔１０１５の肩部１０１５ａおよび１０１５ｂにわたって延び、したがって、アダプタ１０５０および基部１００３をともに除去可能に保持するように適合される。当業者は、アダプタ１０５０が、十分に強固であるが、可撓性であり、オペレータが、取り付けられると、アーム１０６０ａおよび１０６０ｂを基部１００３およびアダプタ１０５０の中心に向かって圧搾または押し下げることができ、アーム１０６０ａおよび１０６０ｂの上部部分が、それぞれ、肩部１０１５ａおよび１０１５ｂと係合されず、アーム１０６０ａおよび１０６０ｂが、オペレータによって、孔１０１５から容易かつ迅速に除去され、アダプタ１０５０を基部１００３から分離することができるように、アダプタ１０５０およびアーム１０６０ａおよび１０６０ｂが、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）または他のポリマー、例えば、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニルスルホン（ＲＡＤＥＬ等）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート、ポリスルホン等の材料から作製されることができることを理解されるであろう。代替として、オペレータは、上部部分が外向きに移動し、それぞれ、肩部１０１５ａおよび１０１５ｂと係合し、アダプタ１０５０および基部１００３をともに保持するように、アーム１０６０ａおよび１０６０ｂをともにアダプタ１０５０の中心に向かって押し下げ、それらを孔１０１５の中に挿入し、次いで、アーム１０６０ａおよび１０６０ｂ上の圧力を解放することができる。この構成は、オペレータが、異なる継手アセンブリ等のために、異なるサイズまたは形状の代替ポート１０６２ａおよび１０６２ｂを使用することを所望するとき、またはアダプタ１０５０が、もはや必要とされるとき、例えば、センサ１００１が特定の用途のためにマニホールドに固定されるべきではない場合等、オペレータが、アダプタ１０５０をセンサ１００１に、容易に取り付ける、またはそこから除去することを可能にする。アダプタ１０５０および基部１００３が迅速かつ除去可能に別のものから取り付けられるように適合されている、このスナップ嵌めまたは締まり嵌め構成は、流体システム内のモジュール式センサシステム１００１のより高速かつより容易な接続および接続解除を可能にするであろう。
【００４７】
ここで図１４Ａ−１４Ｄ、１５Ａ−１５Ｄ、１６Ａ−１６Ｃ、１７Ａ−１７Ｄ、１８Ａ−１８Ｅ、１９Ａ−１９Ｄ、および２０を参照すると、本開示のモジュール式センサに関する追加の特徴および詳細が、容易に明白となるであろう。図１４Ａ−１４Ｄは、例えば、図１に示されるように、キャップ２等のモジュール式センサのキャップに関する追加の図を提供する。図１４Ｂは、キャップの上面図を提供し、図１４Ａは、図１４Ｂの線Ａ−Ａに沿って得られた断面図を提供する。図１４Ｃは、キャップ２の底面図を提供する一方、図１４Ｄは、図１４Ｂの線Ｂ−Ｂに沿って得られた断面図を提供する。
【００４８】
図１５Ａ−１５Ｄは、例えば、図１に示されるように、基部３等のモジュール式センサの基部に関する追加の図および詳細を提供する。図１５Ａは、図１５Ｂの線Ａ−Ａに沿って得られたモジュール式センサの基部の断面図である。図１５Ｂは、基部の上面図を提供する一方、図１５Ｃは、基部の底面図を提供する。図１５Ｄは、図１５Ｂの線Ｂ−Ｂに沿って得られた基部の断面図を提供する。
【００４９】
図１６Ａ−１６Ｃは、例えば、図３に示される基部１１等の第２の基部またはアダプタに関する追加の詳細を提供する。図１６Ａは、図１６Ｂの線Ａ−Ａに沿って得られたアダプタの断面図を提供する。図１６Ｂは、アダプタの上面図であり、図１６Ｃは、アダプタまたは基部の底面図である。
【００５０】
図１７Ａ−１７Ｄは、本開示による、モジュール式センサのキャップの代替実施形態の追加の図を提供する。図１７Ａは、例えば、図７に示されるように、キャップ７０２等のそのようなキャップの側面図を提供する。図１７Ｂは、図１７Ａの線Ａ−Ａに沿って得られたキャップの断面図を提供する。図１７Ｃは、キャップの底面図を提供し、図１７Ｄは、そのようなキャップの上面図を提供する。
【００５１】
図１８Ａ−１８Ｅは、例えば、図７に示されるように、基部７０３等の基部に関する追加の図および詳細を提供する。図１８Ａは、基部の上面図を提供する。図１８Ｂは、図１８Ａの線Ｃ−Ｃに沿って得られた断面図を提供する。図１８Ｃは、基部の底面図を提供する。図１８Ｄは、図１８Ａの線Ａ−Ａに沿って得られた基部の断面図を提供する。図１８Ｅは、図１８Ａの線Ｂ−Ｂに沿って得られた基部の断面図である。図１８Ｂ、１８Ｄ、および１８Ｅのそれぞれでは、突起８０１が、示される。当業者は、突起８０１が、１つの事前に選択された構成においてのみ、アダプタ、マニホールド、または他の構成要素と嵌合するであろうように、選択されたサイズおよび形状である方向づけピン等、ポカヨケとしての役割を果たすことを理解および認識するであろう。他の構成要素は、基部のものと整列するだけではなく、また、基部を含む、モジュール式センサを通して進行する所望の流動方向とも整列する、流体流動のためのポートおよび／または経路を提供するであろうように適合されることができる。
【００５２】
当業者は、図１７Ａ−１７Ｄおよび図１８Ａ−１８Ｅの精査から、キャップおよび基部が、所望に応じて、容易な組立および互いからの分解を可能にする、スナップ嵌め構成を提供するように適合されることができることを理解するであろう。加えて、キャップの上部の印刷および／またはグラフィックの使用も、図示される。方向づけピン８０１の使用は、本開示のいくつかの実施形態では、所望の流体流動方向に合致するように選定され得ることを理解されたい。
【００５３】
図示されないが、１つ以上のスペーサが、それぞれ、本開示のモジュール式センサシステムに関連して図１７Ａ−１７Ｄおよび１８Ａ−１８Ｅに示される、キャップおよび基部と組み合わせて使用され得ることを理解されたい。例えば、スペーサは、センサの導線がその入力および出力ポート間の基部の通路に沿って所望の点にあるように、センサが所望の場所において基部に対してぴったりと嵌合することを確実にするために使用され得る。スペーサはまた、適切な取り付け、キャップ内へのセンサの位置付け等を確実にすることに役立つように、所望に応じて、キャップおよび基部がともに嵌合することを確実にするために使用されることができる。
【００５４】
図１９Ａ−１９Ｄは、図９において基部７１１として示されるもの等、アダプタまたはコネクタに関する追加の図および詳細を提供する。図１９Ａは、アダプタの上面図を提供し、図１９Ｂは、アダプタの側面図を提供し、図１９Ｃは、アダプタの底面図を提供する。図１９Ｄは、図１９Ａの線Ａ−Ａに沿って得られたアダプタの断面図を提供する。
【００５５】
ここで図２０を参照すると、代替実施形態が、提供される。図２０では、モジュール式センサシステム２１０１の断面図が、示される。モジュール式センサシステム２１０１は、キャップ２１０２と、基部２１０３とを含む。図２０に示されるように、キャップ２１０２および基部２１０３は、互いに取り付けられ、上で説明されるように、任意の様式において除去可能または恒久的に取り付けられることができる。図２０では、基部２１０３は、マニホールド２１０５に取り付けられて示される。マニホールド２１０５および基部２１０３は両方とも、流体が直線または略直線流路２１２０内においてマニホールド２１０５および基部２１０３の両方を通して流動することを可能にするように整列する、それを通して延びる通路を有する。流路２１２０は、直接、センサ（図２０には図示せず）を越えて流動し、したがって、モジュール式センサシステム２１０１を通して、かつその中のセンサ（図示せず）を越えて、直線（または略直線）流体路を提供する。また、図２０に示されるように、基部２１０３は、陥凹２１０４ａ、２１０４ｂ、２１０４ｃ、および２１０４ｄを有し、それぞれ、上で説明されるもののいずれか等のＯリングシール要素（図２０には図示せず）を受け取り、固定して保持するように適合される。Ｏリングシール要素を陥凹２１０４ａ−２１０４ｄ内に提供することによって、基部２１０３の半径方向シールが、提供されることができる。加えて、基部２１０３はまた、陥凹２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、および２１０６ｄを有し、それぞれまた、上で説明されるもののいずれか等のＯリングシール要素（図２０には図示せず）を受け取り、固定して保持するように適合される。陥凹２１０６ａ−２１０６ｄ内に位置するＯリングシール要素は、マニホールド２１０５に関連して基部２１０３の軸方向シールを提供する。
【００５６】
本開示のモジュール式センサシステムは、いくつかの利点を提供し、従来のセンサに関するいくつかの問題を克服することを理解されたい。第１に、モジュール式センサシステムは、センサおよびその関連付けられたＰＣＢまたは他の電子構成要素を損傷、汚染、静電荷／放電、降下等に起因する破壊等から保護する。加えて、モジュール式センサシステムは、センサおよびその関連付けられた電子構成要素を液密環境内に保つように適合されることができる。第２に、モジュール式センサシステムは、流体の流路がモジュール式センサシステム内の流路の近傍にまたはそれに隣接して位置するセンサを越えて流動するような流動設計を有する。この設計は、死容積ならびにサンプルの混合および同等物に起因した後続サンプルまたは試験の潜在的汚染の関連付けられた問題に関する前述の問題を回避する。第３に、モジュール式センサシステムは、容易かつ迅速な相互交換性を可能にする。オペレータは、所望に応じて、例えば、モジュール式センサと流動センサを併用し、次いで、単に、モジュール式流動センサをＡＩシステム（例えば）から接続解除し、例えば、それと同一システムに接続されるモジュール式圧力センサを交換することができる。したがって、オペレータは、１つのモジュール式流動センサを、それぞれ、同一流体システム内で使用されるように適合される、別のものと容易かつ迅速に変更することができる。別の実施形態では、センサは、モジュール式センサの基部またはキャップのいずれか内に位置することができ、対応する基部またはキャップは、異なるセンサを含む別の基部またはキャップと容易に交換されるように適合され、したがって、モジュール式センサの構成要素のうちの１つと別の対応する構成要素（例えば、上で説明されるように、モジュール式センサの基部またはキャップ）の取替を介して、相互交換性を提供する。例えば、モジュール式センサ内に流動センサを含むキャップは、そのモジュール式センサ内に圧力センサを含むキャップと交換され得、かつその逆も同様である。同様に、モジュール式センサは、第１のタイプのセンサを含む基部が第２のタイプのセンサを含む基部等と交換され得るように適合され得る。本開示による、モジュール式センサシステムはまた、再使用可能である。例えば、モジュール式センサシステムは、所与のシステム内に据え付けられ、接続されることができ、センサからの適切なデータが、得られることができ、モジュール式センサシステムは、次いで、システムから接続解除および除去され、次いで、後に、システム内の以前と同一場所、同一システム内の異なる場所、または完全に異なる流体システム内のいずれかにおいて再び使用されることができる。モジュール式センサシステムの別の利点は、モジュール式センサが、ポンプ等の流体システム内の構成要素、またはマニホールドもしくは弁体内の２つのポート間等に据え付けられ、取り付けられることができ、また、本明細書に開示されるようなアダプタが、モジュール式センサと併用され、管類がアダプタのポート、したがって、モジュール式センサ（所望に応じて、システム内の任意の２つの離散構成要素間等）に接続されることを可能にする場合、後に、流路に沿った任意の点を含む、同一または異なる流体システム内のいずれかの場所に据え付けられることができることである。
【００５７】
本開示のモジュール式センサシステムのさらに別の利点は、様々な状況における使用におけるその近接性である。モジュール式センサシステムの少なくともいくつかの実施形態では、これは、流体路内の任意の２つの点間の流体システム内に含まれることができ、従来の継手を使用して、レンチ等の任意のツールの必要なく、そのようなシステムに接続されることができる。さらに、当業者はさらに、オペレータの所望または利便性に応じて、いくつかの実施形態のモジュール式センサシステムが、３次元空間内のほぼ任意の向きに設置されることができることを理解するであろう。これは、そのような実施形態におけるモジュール式センサシステムが、より広範な種々の用途および流体システムにおいて使用されることができ、オペレータが、はるかに容易かつ便宜的にモジュール式センサシステムを複雑な流体システム内に接続する（または場合によって、そこから接続解除する）ことを可能にすることを意味する。オペレータは、したがって、空間考慮点に起因して要求される場合、本開示のモジュール式センサシステムを限定される空間のみが特定の場所のみにおいて利用可能なシステム内に接続することができ、同時に、オペレータは、代替として、システム内のその場所に関して複数のオプションが利用可能な場合、本開示のモジュール式流動センサをオペレータによって便宜的と見なされる任意の場所に接続することができる。典型的には、オペレータは、容易なアクセスを可能にし、したがって、オペレータが、構成要素を容易かつ迅速に接続する（かつ後に、そこから接続解除する）ことができる場所において、構成要素をそのような流体システム（例えば、モジュール式センサ等）に追加するように選定するであろう。当業者はまた、本開示による、２つのモジュール式センサの基部内の互いに対する２つのポートの形状、サイズ、および／または場所（例えば、直径、距離、基部上の場所等）が、提供されるとき、２つのモジュール式センサが、流体システム内で互いに容易に相互交換され、さらに、１つのものを所与の流体システム内の同一物理的場所内の別のものと交換するために使用され得るように適合されることができることを理解するであろう。
【００５８】
当業者は、説明および図示される種々の構成要素が、種々の材料から作製されることができ、そのような材料が、特性および所望の用途に応じて変動することができることを理解および認識するであろう。例えば、モジュール式センサシステムが、潜在的に、腐食性化学流出物を伴う高圧用途で使用されることになる場合、伴われる流出物に応じて、酸性または塩基性材料が、望ましくあり得る一方、それらのより低い圧力またはあまり腐食性ではないもしくは不活性流出物のいずれかを伴うもの等の他の状況では、より安価な材料が、有用かつコスト効果的であり得る。加えて、生体適合性が、多くの状況では重要であり得、したがって、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）ならびにＰＰＳ、ＰＥＩ、ＰＰＳＵ、および／またはＰＳＵならびに同等物等の生体適合性材料が、そのような意図される用途では、より望ましくあり得る。同様に、当業者は、モジュール式センサシステムのサイズが、その意図される用途に応じて、変動することができることを理解されるであろう。加えて、当業者は、本開示のモジュール式センサシステムが、０．１ｍＬ／分程度〜５００ｍＬ／分程度の範囲等の高および低流量の両方を伴うものならびに−１４．５ｐｓｉ程度〜２００ｐｓｉ程度の範囲内の圧力等の圧力の範囲を伴うものを含む、様々な用途において有用に適用され得ることを理解するであろう。ＡＩシステムおよび用途に関して、モジュール式センサシステムは、はるかに高い圧力（例えば、最大２５，０００ｐｓｉ程度）およびはるかに低い流量（例えば、１〜５マイクロリットル／分）またはさらにより低い流量（例えば、１〜５ナノリットル／分）と併用され得る。
【００５９】
本発明は、種々の実施形態において図示および説明されたが、当業者は、図面および前述の議論から、種々の変更、修正、ならびに変形例が、請求項に記載される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、行われ得ることを理解するであろう。モジュール式センサシステムは、２つ以上のセンサを含み、組み込み得る。例えば、モジュール式センサシステム１は、所望に応じて、圧力および流動センサの両方または上で列挙されたもの等のいくつかのタイプのセンサのうちの任意の１つを含むことができる。本開示では、「上部」、「底部」、「右」、および／または「左」の言及は、単に、種々の実施形態を図示するため、および読者の利便性のために図に提供される図に対して提供されることを理解および認識されたい。そのような言及は、いかようにも限定するものではなく、モジュール式センサシステムは、所与の用途のために、オペレータによって所望に応じて本質的に任意の向きに、据え付けられる、接続される、または使用され得る。当業者はさらに、種々の材料が、本明細書に説明されるものの代わりに、またはそれに加えて使用されることができ、図示および説明される実施形態が、追加の用途において使用され、本明細書に記載されるもの以外の追加の利点を提供し得ることを理解するであろう。したがって、図面および上記の議論において示され、説明される実施形態は、単に例証的であり、本明細書の請求項に定義されるような本発明の範囲を限定しない。実施形態および具体的形態、材料等は、単に例証的であり、本発明または本明細書の請求項の範囲を限定しない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１８Ｄ】
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【図１８Ｅ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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