(57)【要約】  分光光度計は、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの光検出器と、が内部に配置された電子機器区画を含む。試験区画は、少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックと、少なくとも１つの光源と光学ブロックとの間に光学的に結合された第１の光パイプと、が内部に配置される。第２の光パイプは、光学ブロックと少なくとも１つの光検出器との間に光学的に結合される。試験区画は、光学ブロック内の試料容器内に配置された流体試料の分光光度測定を実行するように適合され、電子機器区画は、試験区画から電気的に絶縁されている。爆発性雰囲気で使用するための分光光度計および爆発性雰囲気中の流体中の有機または無機化合物の存在または濃度を測定する方法も記載されている。
2021530719.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光光度計であって、
電子機器区画であって、
少なくとも１つの光源と、
少なくとも１つの光検出器と、が内部に配置された、電子機器区画と、
試験区画であって、
少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックが内部に配置された、試験区画と、
前記少なくとも１つの光源と前記光学ブロックとの間に光学的に結合された第１の光パイプと、
前記光学ブロックと前記少なくとも１つの光検出器との間に光学的に結合された第２の光パイプと、を含み、
前記試験区画は、前記光学ブロック内の試料容器内に配置された流体試料の分光光度測定を実行するように適合され、前記電子機器区画は、前記試験区画から電気的に絶縁されている、分光光度計。
【請求項２】
前記第１の光パイプまたは前記第２の光パイプの少なくとも一方は、アクリルプラスチックを含む、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項３】
前記第１の光パイプまたは前記第２の光パイプの少なくとも一方は、前記第１の光パイプまたは前記第２の光パイプの前記少なくとも一方を前記光学ブロックに機械的に結合するためのＮＰＴコネクタを含む、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項４】
前記流体試料の存在および色の視覚的観察のために前記光学ブロック内の前記流体試料をバックライトで照明するための別の光パイプをさらに含む、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項５】
前記光学ブロック内の流体の存在を自動的に決定するために、前記光学ブロック内の前記流体試料を較正光で照明するための別の光パイプをさらに含む、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光源は可視光を含む、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項７】
前記分光光度計は比色計を含み、前記少なくとも１つの光学検出器は特定の色の光の振幅を測定する、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光学検出器は、前記光学ブロック内に配置された前記流体試料を通る光透過の特定の色の光の振幅を測定し、前記流体試料は、少なくとも第１の試薬と組み合わされる、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項９】
前記分光光度計は、船舶のバラスト水中の塩素のレベルを測定する、請求項８に記載の分光光度計。
【請求項１０】
爆発性雰囲気で使用するための分光光度計であって、
パージ済区画であって、
少なくとも１つの光源と、
少なくとも１つの検出器と、が内部に配置された、パージ済区画と、
非パージ区画であって、
少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックが内部に配置された、非パー
ジ区画と、
前記少なくとも１つの光源と前記光学ブロックとの間に光学的に結合された第１の光パイプと、
前記光学ブロックと前記少なくとも１つの検出器との間に光学的に結合された第２の光パイプと、を含み、
前記非パージ区画は、前記光学ブロック内の試料容器内に配置された流体試料の分光光度測定を実行するように適合され、前記パージ済区画は、前記非パージ区画から電気的に絶縁されている、分光光度計。
【請求項１１】
前記第１の光パイプまたは前記第２の光パイプの少なくとも一方は、アクリルプラスチックを含む、請求項１０に記載の分光光度計。
【請求項１２】
前記第１の光パイプまたは前記第２の光パイプの少なくとも一方は、前記第１の光パイプまたは前記第２の光パイプの前記少なくとも一方を前記光学ブロックに機械的に結合するためのＮＰＴコネクタを含む、請求項１０に記載の分光光度計。
【請求項１３】
前記流体試料の存在および色の視覚的観察のために前記光学ブロック内の前記流体試料をバックライトで照明するための別の光パイプをさらに含む、請求項１０に記載の分光光度計。
【請求項１４】
前記光学ブロック内の流体の存在を自動的に決定するために、前記光学ブロック内の前記流体試料を較正光で照明するための別の光パイプをさらに含む、請求項１０に記載の分光光度計。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの光源は可視光を含む、請求項１０に記載の分光光度計。
【請求項１６】
前記分光光度計は比色計を含み、前記検出器は特定の色の光の振幅を測定する、請求項１０に記載の分光光度計。
【請求項１７】
前記検出器は、前記光学ブロック内に配置された前記流体試料を通る光透過の特定の色の光の振幅を測定し、前記流体試料は、少なくとも第１の試薬と組み合わされる、請求項１０に記載の分光光度計。
【請求項１８】
前記分光光度計は、船舶のバラスト水中の塩素のレベルを測定する、請求項１０に記載の分光光度計。
【請求項１９】
爆発性雰囲気中の流体中の有機または無機化合物の存在または濃度を測定する方法であって、
分光光度計を提供するステップであって、前記分光光度計は、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの検出器と、が内部に配置されたパージ済区画と、少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックが内部に配置された非パージ区画と、前記少なくとも１つの光源と前記光学ブロックとの間に光学的に結合された第１の光パイプと、前記光学ブロックと前記少なくとも１つの検出器との間に光学的に結合された第２の光パイプと、を含む、ステップと、
前記パージ済区画を正の空気圧でパージするステップと、
試験される前記流体を試料容器に充填するステップと、
少なくとも１つの試薬を前記流体に注入するステップと、
前記第１の光パイプおよび前記第２の光パイプを介して前記流体および試薬を透過した前記光源から前記検出器への光の透過量を測定するステップと、
前記光の前記透過量に基づいて、前記爆発性雰囲気中の前記流体中の前記有機または無
機化合物の存在または濃度を決定するステップと、を含む方法。
【請求項２０】
前記注入するステップは、塩素の検出のための少なくとも１つの試薬を前記流体に注入するステップを含み、前記存在または濃度を決定するステップは、船舶のバラスト水中の塩素の前記存在または濃度を決定するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記注入するステップは、微生物の存在または濃度を決定するために少なくとも１つの試薬を前記流体に注入するステップを含み、前記存在または濃度を決定するステップは、前記流体中の前記微生物の前記存在または濃度を決定するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記注入するステップは、重金属の前記存在または濃度を決定するために少なくとも１つの試薬を前記流体に注入するステップを含み、前記存在または濃度を決定するステップは、前記流体中の前記重金属の前記存在または濃度を決定するステップを含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、同時係属中の米国特許出願第１６／１３９，５５５号、ＳＰＥＣＴＲＯＰＨＯＴＯＭＥＴＥＲ  ＦＯＲ  ＵＳＥ  ＩＮ  ＥＸＰＬＯＳＩＶＥ  ＡＴＭＯＳＰＨＥＲＥＳ、２０１８年９月２４日の優先権および利益を主張し、その出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本出願は、分光光度計に関し、特に、爆発性雰囲気で使用するための分光光度計に関する。
【背景技術】
【０００３】
分光光度計は、特定の波長の光で試料流体を通る光透過率を測定する。流体に添加された試薬は、流体の色を変化させ、したがって、検出される物質の存在に基づいて流体を通る光の透過を変化させる。比色計は、可視波長で動作する分光光度計の一種である。
【発明の概要】
【０００４】
一態様によれば、分光光度計は、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの光検出器と、が内部に配置された電子機器区画を含む。試験区画は、少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックと、少なくとも１つの光源と光学ブロックとの間に光学的に結合された第１の光パイプと、が内部に配置される。第２の光パイプは、光学ブロックと少なくとも１つの光検出器との間に光学的に結合される。試験区画は、光学ブロック内の試料容器内に配置された流体試料の分光光度測定を実行するように適合され、電子機器区画は、試験区画から電気的に絶縁されている。
【０００５】
一実施形態では、第１の光パイプまたは第２の光パイプの少なくとも一方は、アクリルプラスチックを含む。
【０００６】
別の実施形態では、第１の光パイプまたは第２の光パイプの少なくとも一方は、第１の光パイプまたは第２の光パイプの少なくとも一方を光学ブロックに機械的に結合するためのＮＰＴコネクタを含む。
【０００７】
さらに別の実施形態では、分光光度計は、流体試料の存在および色の視覚的観察のために光学ブロック内の流体試料をバックライトで照明するための別の光パイプをさらに含む。
【０００８】
さらに別の実施形態では、分光光度計は、光学ブロック内の流体の存在を自動的に決定するために、光学ブロック内の流体試料を較正光で照明するための別の光パイプをさらに含む。
【０００９】
さらに別の実施形態では、少なくとも１つの光源は可視光を含む。
【００１０】
さらに別の実施形態では、分光光度計は比色計を含み、少なくとも１つの光学検出器は特定の色の光の振幅を測定する。
【００１１】
さらに別の実施形態では、少なくとも１つの光学検出器は、光学ブロック内に配置された流体試料を通る光透過の特定の色の光の振幅を測定し、流体試料は、少なくとも第１の試薬と組み合わされる。
【００１２】
さらに別の実施形態では、分光光度計は、船舶のバラスト水中の塩素のレベルを測定する。
【００１３】
別の態様によれば、爆発性雰囲気で使用するための分光光度計は、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの検出器と、が内部に配置されたパージ済区画を含む。非パージ区画は、少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックが内部に配置されている。第１の光パイプは、少なくとも１つの光源と光学ブロックとの間に光学的に結合される。第２の光パイプは、光学ブロックと少なくとも１つの検出器との間に光学的に結合される。非パージ区画は、光学ブロック内の試料容器内に配置された流体試料の分光光度測定を実行するように適合され、パージ済区画は、非パージ区画から電気的に絶縁されている。
【００１４】
一実施形態では、第１の光パイプまたは第２の光パイプの少なくとも一方は、アクリルプラスチックを含む。
【００１５】
別の実施形態では、第１の光パイプまたは第２の光パイプの少なくとも一方は、第１の光パイプまたは第２の光パイプの少なくとも一方を光学ブロックに機械的に結合するためのＮＰＴコネクタを含む。
【００１６】
さらに別の実施形態では、分光光度計は、流体試料の存在および色の視覚的観察のために光学ブロック内の流体試料をバックライトで照明するための別の光パイプをさらに含む。
【００１７】
さらに別の実施形態では、分光光度計は、光学ブロック内の流体試料を較正光で照明して光学ブロック内の流体の存在を自動的に判定するための別の光パイプをさらに含む。
【００１８】
さらに別の実施形態では、少なくとも１つの光源は可視光を含む。
【００１９】
さらに別の実施形態では、分光光度計は比色計を含み、検出器は特定の色の光の振幅を測定する。
【００２０】
さらに別の実施形態では、検出器は、光学ブロック内に配置された流体試料を通る光透過の特定の色の光の振幅を測定し、流体試料は、少なくとも第１の試薬と組み合わされる。
【００２１】
さらに別の実施形態では、分光光度計は、船舶のバラスト水中の塩素のレベルを測定する。
【００２２】
さらに別の態様によれば、爆発性雰囲気中の流体中の有機または無機化合物の存在または濃度を測定する方法は、分光光度計を提供するステップであって、分光光度計は、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの検出器と、が内部に配置されたパージ済区画と、少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックが内部に配置された非パージ区画と、少なくとも１つの光源と光学ブロックとの間に光学的に結合された第１の光パイプと、光学ブロックと少なくとも１つの検出器との間に光学的に結合された第２の光パイプと、を含む、ステップと、パージ済区画を正の空気圧でパージするステップと、試験される流体を試料容器に充填するステップと、少なくとも１つの試薬を流体に注入するステップと、第１の光パイプおよび第２の光パイプを介して流体および試薬を透過した光源から検出器への光の透過量を測定するステップと、光の透過量に基づいて、爆発性雰囲気中の流体中の有機または無機化合物の存在または濃度を決定するステップと、を含む。
【００２３】
一実施形態では、注入するステップは、塩素の検出のための少なくとも１つの試薬を流体に注入するステップを含み、存在または濃度を決定するステップは、船舶のバラスト水中の塩素の存在または濃度を決定するステップを含む。
【００２４】
別の実施形態では、注入するステップは、微生物の存在または濃度を決定するために少なくとも１つの試薬を流体に注入するステップを含み、存在または濃度を決定するステップは、流体中の微生物の存在または濃度を決定するステップを含む。
【００２５】
さらに別の実施形態では、注入するステップは、重金属の存在または濃度を決定するために少なくとも１つの試薬を流体に注入するステップを含み、存在または濃度を決定するステップは、流体中の重金属の存在または濃度を決定するステップを含む。
【００２６】
本出願の上記および他の態様、特徴、および利点は、以下の説明および特許請求の範囲からより明らかになるであろう。
【００２７】
本出願の特徴は、以下に説明する図面および特許請求の範囲を参照することにより、よりよく理解することができる。図面は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに本明細書に記載の原理を説明することに重点が置かれている。図面では、様々な図を通して同様の部分を示すために同様の符号が使用されている。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本出願による爆発性雰囲気で使用するための例示的な分光光度計の図である。
【図２Ａ】例示的な光学マウントアセンブリならびに関連する流体、空気圧、および可撓性光パイプ接続の図である。
【図２Ｂ】図２Ａの光学マウントの拡大図である。
【図３】関連する流体接続を有する光学マウントの斜視図である。
【図４】図１の例示的な分光光度計の流体接続を示す図である。
【図５】図１の分光光度計の例示的な空気圧空気接続を示す試験区画１３０の図である。
【図６】図１の分光光度計の電子機器区画内の内部空気圧空気接続を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
定義
【００３０】
光パイプ−光パイプは、透過光の波長シフトまたは波長歪みが実質的に最小限であるように光を透過する。本出願による分光光度計のための光パイプは、典型的にはアクリルプラスチックから形成または切断される。本明細書で使用される場合、光パイプは、典型的なシリカベースのガラス光ファイバケーブルと区別され、それらを含まない。
【００３１】
上述したように、分光光度計は、流体の試料を通る特定の波長の光の透過率を測定する。流体に添加された試薬は、流体中の特定の材料（特定の有機または無機材料または物質を含む）の存在に応じて流体の色を変化させ、したがって、検出される材料の存在に基づいて流体を通る光の透過率を変化させる。比色計は、可視波長で動作する分光光度計の一種である。本出願の同じ譲受人であるＨＦ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃに譲渡された米国特許第８，１１９，０６８号、ＦＬＵＩＤ  ＣＯＮＴＥＮＴ  ＭＯＮＩＴＯＲは、キュベット、キュベットに収容された流体試料の内容物を示す信号を生成するように適合された比色計、試薬を保持するための容器、および容器からキュベットに試薬を送達するためのポンプアセンブリを含む流体内容物モニタとしての例示的な比色計を記載している。’０６８特許は、あらゆる目的のためにその全体が本明細書に組み込まれる。
【００３２】
微生物、金属、合金、および化合物を含む多種多様な有機および無機材料の検出のために、試薬が利用可能であり、開発中であり、または検討されている。これらの試薬は、典型的には、流体中の有機および無機材料の存在または濃度を決定するために流体試料に注入される。
【００３３】
そのような流体試験は、水質を試験するため、または廃水、流出水（例えば、殺有害生物剤）、およびバラスト水（例えば、船舶のバラスト水中の塩素レベルについて）を含む水中の特定の汚染物質について試験するためなど、産業環境で一般的である。
【００３４】
比色計を含む分光光度計は従来技術で知られているが、例えば船舶バラストタンク、穀物生産および貯蔵、および鉱山などの爆発環境での流体試験が必要とされている。爆発のリスクを最小限に抑えるために、特定の材料含有量について試験される流体（典型的には水）は、試験前に爆発環境から最初に除去されなければならない。
【００３５】
爆発環境で直接流体を連続的かつ自動的に監視するなど、爆発環境で直接使用するのに適した分光光度計が必要とされている。
【００３６】
別の問題は、流体測定センサでは、光源から流体の光透過試料、そして流体試料を透過した光を測定するための対応する検出器まで、典型的なシリカベースの光ファイバケーブルを介して結合された流体を透過した光が望ましくない屈折を起こすことである。測定は、光ファイバケーブルの光屈折、ならびに典型的なシリカベースの光ファイバケーブルの他の光学特性によって歪む可能性があり、これは波長のシフトを引き起こすか、そうでなければ試験中の流体試料を通って光検出器に送られる光源の波長依存歪みを導入する可能性がある。
【００３７】
例えばアクリルプラスチック光パイプなどの光パイプを使用する分光光度計は、典型的な光ファイバケーブル（例えば、単一モードおよび多モードのガラス繊維）によって与えられる波長歪みの問題を解決することが分かった。したがって、光源および光検出器などの電子部品用と、被試験流体試料の化学「湿式試験」用とに別々の区画を有することができる波長歪みのない分光光度計が実現された。さらに、そのような光パイプは、通常、対応する長さの終端シリカベースの光ファイバケーブルよりも低コストである。
【００３８】
また、光パイプによって与えられる電気的絶縁を超えて、最も危険な爆発環境で使用するために、分光光度計の電子機器区画をパージ済区画として構築することができる。例えば、電子機器区画は、正の空気圧で加圧されて、そうでなければ爆発性雰囲気中に存在するあらゆる爆発性ガスまたは空気浮遊粒子状物質をパージすることができる。また、流体試料の電気的分離および物理的分離により、湿式化学を実行するための光学マウント（試験中の流体試料への試薬の注入を含む）は、パージ済電子機器区画にほぼ隣接する非パージ区画に存在することができる。
【００３９】
図１は、本出願による爆発性雰囲気で使用するための例示的な分光光度計１００の図である。電子機器区画１２０は、非爆発性加圧ガス源によって環境空気をパージされる。加圧ガスは、典型的には、例えば、空気ホース接続部から船内または船上の空気圧空気源などの加圧空気である。任意の適切なガス、例えば、任意の適切な不活性ガスを使用することもできる。湿式化学は、非パージ試験区画１３０で行われる。当技術分野で「湿式」または「湿式化学」側と呼ばれるが、試験区画１３０は実質的に乾燥しており、試験される水または流体は光学マウント１５５内の試験容器に圧送される。図１の例示的な実施形態では、パージ済電子機器区画１２０は、より大きな外側の産業用エンクロージャに組み込まれた第２のエンクロージャであり、電子機器区画１２０の内側ボックスに含まれていな
い外側の全体的なエンクロージャの一部は、試験区画１３０として定義される。電子機器区画１２０が、典型的には非爆発性空気源からの正圧によって爆発性環境から空気をパージすることができる限り、２つの区画がどのように構成されるかは重要ではない。非爆発性加圧空気の供給源が利用可能である場合、電子機器区画１２０を加圧するための費用効果が高く効率的なシステムおよび方法は、電子機器区画１２０から周囲の爆発性環境への非爆発性加圧空気のわずかな流出を可能にしながら、電子機器区画１２０内の圧力を周囲の爆発性環境の圧力より高く維持する正圧非爆発性空気供給源の使用によるものである。
【００４０】
電子機器区画から潜在的に爆発性の環境空気を除去すること以外に、試験区画１３０から可能性のある電気発火源を除去することは、爆発性環境での許容可能な使用のための機器をさらに構成する。ここで、可撓性光パイプは、試験区画内の光学マウントとの間で光を送受信しながら、試験区画を電気的に絶縁するために使用される。
【００４１】
図２Ａは、例示的な光学マウントアセンブリ１５０、ならびにその関連する流体、空気圧、および可撓性光パイプ接続の図を示す。本出願の新しい機器の最も基本的な概念を実施するために、光パイプ、ここでは可撓性光パイプ２０１ａは、電子機器区画１２０内の光源から光学マウント１５５に光を伝送して、試験区画１３０内の光学マウント１５５内の透明または半透明の試験容器内の被試験流体を照明する。バックライト可撓性光パイプ２０１ａからのバックライトは、図２Ｂの終端点２７９で光学マウント１５５に機械的かつ光学的に結合される。別の可撓性光パイプ２０１ｄは、試料容器を通って（したがって、被試験流体を通って）透過した光を電子機器区画１２０内の光検出器に伝送する。例示的な機器は光透過技術を使用するが、例示的な透過試験技術と比較して、反射試験技術などの検出器可撓性光パイプ２０１ｄへの任意の適切な光戻りも使用できることを当業者は理解するであろう。図２Ａの例示的な実施形態では、光パイプは、アリゾナ州テンペのＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｆｉｂｅｒ  Ｏｐｔｉｃｓから入手可能な直径２．０ｍｍの光ファイバ（ライトガイド）を有する部品番号ＩＦ１０１Ｈ−０−１７である。例示的な光パイプの光コアは、ポリエチレンケーブルジャケットを備えたＳｕｐｅｒ  Ｅｓｋａ（商標）である。任意の適切な光パイプの正確なタイプまたは円形、正方形、または長方形の断面形状および寸法は重要ではなく、任意の適切な光パイプを使用することができる。
【００４２】
オプションのバックライトは、可撓性光パイプ２０１ｃによって光学マウント１５５内の透明試験容器（例えば、図２Ｂ、キュベット２７７）の背面に伝送される。オプションのバックライトは、試験容器内の流体を照らし、観察者は、分光光度計１００キャビネット内の１つまたは複数の窓を通して流体および流体のおおよその色を見ることができる。
【００４３】
任意選択のレベル較正光は、光学マウント１５５上の物理的位置に光を提供し、それにより、電子機器区画内の電子機器は、流体試験容器が被試験流体で満たされたときを決定することができる。そのような特徴はハードワイヤードロジックによって制御することができるが、典型的には、分光光度計１００のプロセス（例えば、流体試験容器の排出および充填）は、電子機器区画内の１つまたは複数のマイクロコンピュータによって実行される。
【００４４】
同様に見えるライン２８１は、後の試験用試料が光学マウント１５５内の試験容器に圧送される前に流体容器をパージするために使用される空気圧エアラインである。
【００４５】
例示的な構造ブラケット２６１は、パージ済電子機器区画１２０と非パージ試験区画１３０との間の遮断部を画定する隔壁２９１に光学ヘッド１５５を機械的に取り付けるために使用される。任意の適切な取り付け技術を使用することができる。例示的な正圧電子機器区画１２０は密閉されておらず、むしろ非爆発性加圧空気の比較的小さな一定の流出を可能にするため、フィードスルー２９７は完全に気密である必要はないことに留意された
い。
【００４６】
電子機器区画１２０側では、例示的な光コネクタ２６１が、可撓性光パイプ２０１ａ〜２０１ｃの各々を光源（典型的には発光ダイオード（ＬＥＤ））または光検出器（可撓性光パイプ２０１ｄ）に結合する。試験区画１３０側では、比較的小さいねじ付きＮＰＴ型ホース継手２０３（例えば、比較的小径のナイロン空気圧エアラインに使用することができるように）を、可撓性光パイプを光学ヘッド１５５に機械的に結合するように適合させることができることが分かった。図２Ａの例示的な実施形態では、インディアナ州ノーブルズビルのＳＭＣ  Ｃｏｒｐから入手可能な一体型解放カラーを含むＮＰＴ継手部品番号ＫＱ２Ｈ０１−３２Ｎが使用された。例えば、任意の適切なＮＰＴ継手またはコネクタなど、任意の適切な継手またはコネクタを使用することができる。
【００４７】
ＬＥＤおよび検出器などの電気光学部品は、典型的には、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）２７５などの電子機器区画内の１つまたは複数のＰＣＢに、はんだ付けなどによって取り付けられる。可撓性光パイプ２０１ａ〜２０１ｄ、ならびに空気圧エアライン２８１は、例えば、可撓性ファイアウォールフィードスルー２８１などの任意の適切な移行部を使用することによって隔壁２９１を通過することができる。フィードスルー２８１は気密である必要はなく、電子機器区画１２０内の正圧を維持するように空気流のみを制限する。
【００４８】
図２Ｂは、光学マウント１５５およびその関連する接続部の拡大図である。
【００４９】
流体コネクタ２４５ａおよび２４５ｂは、流体ライン（図２Ａには図示せず）からの２つの試薬流体のいずれかまたは両方を、光学マウント１５５内の流体試験容器（例えば、図２Ｂ、キュベット２７７）内の試験中の流体に結合する。Ｓｗａｇｅｌｏｋ（商標）タイプのプラスチック流体ホースコネクタは、図１、図２Ａ、および図２Ｂの例示的な分光光度計１００に示されている。図２Ｂのプラスチックスタンドオフ２４６は、流体コネクタ２４５ａおよび２４５ｂがＳｗａｇｅｌｏｋを一方の側に通し、注入ノズルを光学マウント１５５に機械的および流体的に結合するプラスチックスタンドオフ２４６の他方の側に通すことを可能にする。図２Ｂの例示的な実施形態では、プラスチックスタンドオフ２４６は、Ｐｈｉｌｉｐｓ頭部ねじ２６８によって光学マウント１５５に固定された両端テーパ係止プレート２６７によって光学マウント１５５のそれぞれのポートに固定される。しかしながら、任意の適切な流体カップリングを使用して、１つまたは複数の試薬バッグ（または任意の適切な試薬源）を光学マウント１５５に結合することができる。
【００５０】
図２Ｂにより詳細に見られるように、ＮＰＴ型ホース継手２０３はインサート２０４を含み、したがって一体として供給される。光パイプ（２０１ａ〜２０１ｄ）は、黒色ゴムまたはプラスチックで覆われたアクリルコアを有する。カバー付き光パイプは、空気圧チューブまたは流体チューブ用に意図されたこれらのＮＰＴコネクタを使用することによって、光学マウント１５５の様々なそれぞれのポートに堅牢に機械的に結合できることが分かった。
【００５１】
図２Ｂの例示的な実施形態では、試験容器は、光学マウント１５５の開口部を通して見えるガラスキュベットを含む。また、図２Ｂの例示的な実施形態では、ゴムガスケット２７６（例えば、ゴムガスケット）がキュベット２７７の上部と底部の両方に存在する。この例示的な実施形態におけるセルの上方の網状部分は、ねじが切られており、キュベットにねじ込まれて、２つのガスケットを圧縮し、キュベットを光学マウント１５５に封止する。キュベット２７７は単なる例示である。任意の適切な試験容器または試料セルを使用することができる。
【００５２】
図３は、光学マウント１５５および関連する流体チューブ３１１ａ〜３１１ｅの斜視側面図を示し、これらは光学マウント１５５内の試料容器を充填し、空にし、洗浄するために使用される。任意の適切な充填および洗浄プロセスを有する任意の適切な流体配置を使用することができる。分光光度計１００の非パージ試験区画１３０内で湿式化学フロー動作を実行するように動作する流体チューブ３１１ａ〜３１１ｅは、光パイプ２０１ａ〜２０１ｄによって電子機器区画１２０の電子回路から電気的に絶縁されている。例示的な分光光度計１００では、金属光学マウント１５５などの光学マウントアセンブリ１５０の導電性構成要素は、電子機器区画１２０を流れる電圧および電流から電気的に絶縁されているが、通常、例えば金属ブラケット２６１などによってシャーシの電気的グランドに電気的に接地されていることに留意されたい。通常は金属シャーシに電気的に結合された任意の適切な接地接続または接地ワイヤを使用することができる。
【００５３】
図４は、試験される流体を光学マウント１５５に導入する例示的な分光光度計１００の流体接続を示す図である。接続部４０１は、ここでは船舶のバラスト水を試験するように構成された、試験される流体の供給源に流体結合される。チューブ４１１は、スクリーンアセンブリ４２１および圧力調整器４３１を介して原流体試料を分光光度計１００に結合する。スクリーニングされ圧力調整された流体は、モータ制御バルブアセンブリ４５０およびチューブ４１３および３０１ｅを介して光学マウント１５５に結合される。試験される流体の供給源への任意の適切な接続を使用することができる。モータ制御バルブアセンブリ４５０の任意の電気的態様は、パージ済電子機器区画１２０内に完全に収容され、非導電性の非電気的流体接続部および構成要素（例えばプラスチックまたはナイロンなどの任意の適切な絶縁体）のみが非パージ試験区画１３０内に延在する。
【００５４】
図５は、ナイロンチューブ５６１を介して加圧空気をパージ済電子機器区画１２０に結合する別の空気圧空気コネクタ５５１に結合する例示的な空気圧空気コネクタ５５３を示す試験区画１３０の図である。試験区画１３０を通る空気経路は、例示的な分光光度計１００の非限定的な例示的な空気経路である。本出願による分光光度計のキャビネットに、およびキャビネットを通して任意の適切な空気接続を行うことができる。加圧空気を試験区画１３０に送る必要はない。また、電子機器区画１２０をパージするために、非爆発性の空気またはガス（例えば、乾燥窒素ガス）の任意の供給源を使用することができる。気密パージされていないが加圧された「通過」区画では、環境への一定の空気流またはガス流を有する空気流またはガス流が常に存在するため、利用可能な非爆発性空気の使用は、乾燥窒素ガスなどの専用ガスを流すよりも経済的であり得る。
【００５５】
図５では、加圧または空気圧空気は、隔壁コネクタ５５３でキャビネットに入り、チューブ５６１を介して、非パージ試験区画１３０とパージ済電子機器区画１２０（図１）との間の「ファイアウォール」でコネクタ５５１に移動する。この経路は本発明にとって重要ではないが、例示的な機器として記載されている。
【００５６】
図６は、電子機器区画１３０内の内部空気圧空気接続を示す図である。加圧空気は、機械的空気カップラ５５１を介して下方の試験区画１２０から電子機器区画１３０に入る。加圧空気は、圧力調整器６３１を介してパージ済電子機器区画１２０に流入する。圧力調整された空気はまた、空気パージプロセスの一部として電気制御空気バルブ６５０を通って流れ、加圧空気ライン２８１を介した試料試験の間に光学マウント１５５から処理された試料流体を除去する。
【００５７】
圧力調整器６３１は、チューブ５６１の終端点を提供する。圧力調整器６３１内の３／６４インチのオリフィスは、パージ空気を電子機器区画１３０内に供給する。
【００５８】
図６では、外部加圧空気は、入力空気として圧力調整器６３１に流れる。圧力調整器６
３１の出力ポートの一方は、電気制御空気バルブ６５０を介してチューブ６８１を通ってチューブ２８１に空気を流し、次いで、図２Ａによってさらに詳述されるように「ファイアウォール」を通って下方に流れる。加圧空気はまた、チューブ６８１を通って空気バルブ６５０に流れ、最終的に試料セル、キュベット２７７をパージするために使用されるドレインソレノイドに流れる。ドレインソレノイド（図示せず）は、電子機器区画内のマイクロコンピュータによってプログラム的に制御される。
【００５９】
分光光度計全体を通して、試薬流および試料流体流（例えばバラスト水）を含む任意の適切なチューブタイプを加圧空気（例えば、電子機器区画をパージし、試料セルを洗浄するための加圧空気）および流体移送に使用することができる。また、任意の適切な継手またはコネクタを使用することができる。例えば、試験区画１３０の底壁の例示的なＮＰＴフィードスルーコネクタ５５３によって供給されるように、加圧空気チューブ５６１の供給源を試験区画１３０を介して最初に送る必要がないなど、正確なまたは例示的なチューブのルーティングは重要ではない。そのようなルーティングは、例示的な実施形態の単なる例示であり、例示である。
【００６０】
電子機器区画内で動作する１つまたは複数のマイクロコンピュータなどの任意のファームウェアまたはソフトウェアコードを、コンピュータ可読非一時的記憶媒体上で証明することができる。非一時的データ記憶装置としてのコンピュータ可読非一時的記憶媒体は、非一時的な方法で任意の適切な媒体に格納された任意のデータを含む。そのようなデータ記憶装置は、限定はしないが、ハードドライブ、不揮発性ＲＡＭ、ＳＳＤデバイス、ＣＤ、ＤＶＤなどを含む任意の適切なコンピュータ可読非一時的記憶媒体を含む。
【００６１】
上記で開示されたおよび他の特徴および機能の変形形態、またはそれらの代替形態は、多くの他の異なるシステムまたは用途に組み合わせることができることが理解されよう。様々な現在予見できないまたは予期しない代替、修正、変形、または改良が、当業者によって後に行われてもよく、これらもまた以下の特許請求の範囲に包含されることが意図される。
【図１】
2021530719.tif 000003
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和3年5月10日(2021.5.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光光度計であって、
電子機器区画であって、
少なくとも１つの光源と、
少なくとも１つの光検出器と、が内部に配置された、電子機器区画と、
試験区画であって、
少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックが内部に配置された、試験区画と、
前記少なくとも１つの光源と前記光学ブロックとの間に光学的に結合された第１の可撓性光パイプと、
前記光学ブロックと前記少なくとも１つの光検出器との間に光学的に結合された第２の可撓性光パイプと、を含み、
前記試験区画は、前記光学ブロック内の試料容器内に配置された流体試料の分光光度測定を実行するように適合され、前記流体試料は、少なくとも第１の試薬と組み合わされ、前記電子機器区画は、前記試験区画から電気的に絶縁されている、分光光度計。
【請求項２】
前記第１の可撓性光パイプまたは前記第２の可撓性光パイプの少なくとも一方は、アクリルプラスチックを含む、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項３】
前記第１の可撓性光パイプまたは前記第２の可撓性光パイプの少なくとも一方は、前記第１の可撓性光パイプまたは前記第２の可撓性光パイプの前記少なくとも一方を前記光学ブロックに機械的に結合するためのＰＴＣ（プッシュツーコネクト）コネクタを含む、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項４】
前記流体試料の存在および色の視覚的観察のために前記光学ブロック内の前記流体試料をバックライトで照明するための追加の可撓性光パイプをさらに含む、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項５】
前記光学ブロック内の流体の存在を自動的に決定するために、前記光学ブロック内の前記流体試料を較正光で照明するための追加の可撓性光パイプをさらに含む、請求項１に記
載の分光光度計。
【請求項６】
前記少なくとも１つの光源は可視光を含む、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項７】
前記分光光度計は比色計を含み、前記少なくとも１つの光学検出器は特定の色の光の振幅を測定する、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項８】
前記少なくとも１つの光学検出器は、前記光学ブロック内に配置された前記流体試料を通る光透過の特定の色の光の振幅を測定し、前記流体試料は、少なくとも第１の試薬と組み合わされる、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項９】
前記分光光度計は、船舶のバラスト水中の塩素のレベルを測定する、請求項８に記載の分光光度計。
【請求項１０】
前記第１の可撓性光パイプは、前記少なくとも１つの光源と前記光学ブロックとの間の光路全体にわたって実質的に連続的に光学的に結合される、請求項１に記載の分光光度計。
【請求項１１】
爆発性雰囲気で使用するための分光光度計であって、
パージ済区画であって、
少なくとも１つの光源と、
少なくとも１つの検出器と、が内部に配置された、パージ済区画と、
非パージ区画であって、
少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックが内部に配置された、非パージ区画と、
前記少なくとも１つの光源と前記光学ブロックとの間に光学的に結合された第１の可撓性光パイプと、
前記光学ブロックと前記少なくとも１つの検出器との間に光学的に結合された第２の可撓性光パイプと、を含み、
前記非パージ区画は、前記光学ブロック内の試料容器内に配置された流体試料の分光光度測定を実行するように適合され、前記流体試料は、少なくとも第１の試薬と組み合わされ、前記パージ済区画は、前記非パージ区画から電気的に絶縁されている、分光光度計。
【請求項１２】
前記第１の可撓性光パイプまたは前記第２の可撓性光パイプの少なくとも一方は、アクリルプラスチックを含む、請求項１１に記載の分光光度計。
【請求項１３】
前記第１の可撓性光パイプまたは前記第２の可撓性光パイプの少なくとも一方は、前記第１の可撓性光パイプまたは前記第２の可撓性光パイプの前記少なくとも一方を前記光学ブロックに機械的に結合するためのＰＴＣ（プッシュツーコネクト）コネクタを含む、請求項１１に記載の分光光度計。
【請求項１４】
前記流体試料の存在および色の視覚的観察のために前記光学ブロック内の前記流体試料をバックライトで照明するための追加の可撓性光パイプをさらに含む、請求項１１に記載の分光光度計。
【請求項１５】
前記光学ブロック内の流体の存在を自動的に決定するために、前記光学ブロック内の前記流体試料を較正光で照明するための追加の可撓性光パイプをさらに含む、請求項１１に記載の分光光度計。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの光源は可視光を含む、請求項１１に記載の分光光度計。
【請求項１７】
前記分光光度計は比色計を含み、前記検出器は特定の色の光の振幅を測定する、請求項１１に記載の分光光度計。
【請求項１８】
前記検出器は、前記光学ブロック内に配置された前記流体試料を通る光透過の特定の色の光の振幅を測定し、前記流体試料は、少なくとも第１の試薬と組み合わされる、請求項１１に記載の分光光度計。
【請求項１９】
前記分光光度計は、船舶のバラスト水中の塩素のレベルを測定する、請求項１１に記載の分光光度計。
【請求項２０】
爆発性雰囲気中の流体中の有機または無機化合物の存在または濃度を測定する方法であって、
分光光度計を提供するステップであって、前記分光光度計は、少なくとも１つの光源と、少なくとも１つの検出器と、が内部に配置されたパージ済区画と、少なくとも１つの流体接続ポートを有する光学ブロックが内部に配置された非パージ区画と、前記少なくとも１つの光源と前記光学ブロックとの間に光学的に結合された第１の可撓性光パイプと、前記光学ブロックと前記少なくとも１つの検出器との間に光学的に結合された第２の可撓性光パイプと、を含む、ステップと、
前記パージ済区画を正の空気圧でパージするステップと、
試験される前記流体を試料容器に充填するステップと、
少なくとも１つの試薬を前記流体に注入するステップと、
前記第１の可撓性光パイプおよび前記第２の可撓性光パイプを介して前記流体および試薬を透過した前記光源から前記検出器への光の透過量を測定するステップと、
前記光の前記透過量に基づいて、前記爆発性雰囲気中の前記流体中の前記有機または無機化合物の前記存在または濃度を決定するステップと、を含む方法。
【請求項２１】
前記注入するステップは、塩素の検出のための少なくとも１つの試薬を前記流体に注入するステップを含み、前記存在または濃度を決定する前記ステップは、船舶のバラスト水中の塩素の前記存在または濃度を決定するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記注入するステップは、微生物の存在または濃度を決定するために少なくとも１つの試薬を前記流体に注入するステップを含み、前記存在または濃度を決定する前記ステップは、前記流体中の前記微生物の前記存在または濃度を決定するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記注入するステップは、重金属の前記存在または濃度を決定するために少なくとも１つの試薬を前記流体に注入するステップを含み、前記存在または濃度を決定する前記ステップは、前記流体中の前記重金属の前記存在または濃度を決定するステップを含む、請求項２０に記載の方法。
【国際調査報告】
2021530719.tif 000010