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特許7569292流体組成センサーデバイスおよびそれを使用する方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-08
(45)【発行日】2024-10-17
(54)【発明の名称】流体組成センサーデバイスおよびそれを使用する方法
(51)【国際特許分類】
   G01N 21/17 20060101AFI20241009BHJP
   G01N 21/05 20060101ALI20241009BHJP
【FI】
G01N21/17 A
G01N21/05
【請求項の数】 10
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021137874
(22)【出願日】2021-08-26
(65)【公開番号】P2022040078
(43)【公開日】2022-03-10
【審査請求日】2023-08-18
(31)【優先権主張番号】63/070,654
(32)【優先日】2020-08-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/410,682
(32)【優先日】2021-08-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500575824
【氏名又は名称】ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド
【氏名又は名称原語表記】Honeywell International Inc.
(74)【代理人】
【識別番号】100118902
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 修
(74)【代理人】
【識別番号】100106208
【弁理士】
【氏名又は名称】宮前 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100196508
【弁理士】
【氏名又は名称】松尾 淳一
(74)【代理人】
【氏名又は名称】竹内 茂雄
(72)【発明者】
【氏名】ロナルド・ダブリュー・マイアズ
(72)【発明者】
【氏名】ジェイミー・ダブリュー・スペルドリッチ
(72)【発明者】
【氏名】アンディ・ウォーカー・ブラウン
(72)【発明者】
【氏名】ショーン・ブラクストン
【審査官】小野寺 麻美子
(56)【参考文献】
【文献】特表平06-511554(JP,A)
【文献】国際公開第2018/165590(WO,A1)
【文献】米国特許出願公開第2009/0097124(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2017/0123114(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01N 21/00 - G01N 21/61
G01N 21/84 - G01N 21/958
G01N 1/00 - G01N 1/44
G01N 15/00 - G01N 15/1492
G02B 5/00 - G02B 5/136
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体粒子特性を検出するためのデバイスであって、
前記デバイスは、複数の粒子を含有する所定量の流体を受け入れるように構成されている流体組成センサーを含み、前記流体組成センサーは、
内部センサー部分を画定するハウジングと、
流体フローチャンバーであって、前記流体フローチャンバーは、前記内部センサー部分の中に配設されており、流体流路の少なくとも一部分を画定しており、前記流体フローチャンバーは、前記複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子を受け入れるように構成されている収集媒体に向けて、前記所定量の流体が流体フローチャンバー出口部を通って流れるように構成されている、流体フローチャンバーと、
ビーム軸線に沿って1つまたは複数の光ビームを放出するように構成されている照射光源であって、前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、前記収集媒体に係合し、前記収集媒体によって受け入れられた前記1つまたは複数の粒子を照射するようになっている、照射光源と、
前記収集媒体によって受け入れられた前記1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするように構成されているイメージングデバイスと、
光シールドであって、光シールド入口部と光シールド出口部との間に画定された前記光シールドの長さに沿って延びるシールド壁部を備え、前記シールド壁部は、該シールド壁部の内側表面の内側に囲まれた内部シールド部分を含み、前記光シールドは、前記照射光源と前記イメージングデバイスとの間に少なくとも部分的に延在しており、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、前記内部シールド部分を通過するようになっている、光シールドと
を含み、
前記流体フローチャンバーが流体フローコンポーネントの中に画定されており、前記光シールドの少なくとも一部分は、前記流体フローチャンバーの中に配設されており、前記所定量の流体および前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、前記流体フローチャンバー出口部に流体連通する流体フローコンポーネント出口部を通過するようになっており、
前記光シールドは、前記シールド壁部の前記内側表面から内向きに延びる1つまたは複数のバッフルエレメントを含み、前記1つまたは複数のバッフルエレメントは、少なくとも部分的に、前記シールド壁部の前記内側表面と、前記バッフルエレメントを通って延びるオリフィスの外側周辺部との間で変化するように構成されたバッフル厚さによって画定されている、
デバイス。
【請求項2】
前記1つまたは複数のバッフルエレメントは、前記内部シールド部分の中の前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも発散部分を反射するように構成されている、請求項1に記載のデバイス。
【請求項3】
前記1つまたは複数のバッフルエレメントは、複数のバッフルエレメントであり、複数のバッフルエレメントが、記シールド壁部の前記内側表面から内向きに延び、前記光シールドの前記長さに沿って分散されており、前記オリフィスは、前記光シールドの前記長さに沿って、前記複数のバッフルエレメントの中央部分を通って延びており、前記オリフィスの少なくとも一部分は、前記ビーム軸線と整合されており、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が前記オリフィスを通過する、請求項2に記載のデバイス。
【請求項4】
前記流体フローチャンバーは、前記内部センサー部分の中から選択的に除去可能になるように構成されている除去可能な流体フローコンポーネントの中に画定されている、請求項1に記載のデバイス。
【請求項5】
前記イメージングデバイスは、レンズレスホログラフィーを使用して、前記収集媒体によって受け入れられる前記複数の粒子のうちの前記1つまたは複数の粒子の前記イメージをキャプチャーするように構成されている、請求項1に記載のデバイス。
【請求項6】
流体粒子特性を検出するためのデバイスであって、
複数の粒子を含有する所定量の流体を受け入れるように構成されている流体組成センサーを含み、前記流体組成センサーは、
ビーム軸線に沿って1つまたは複数の光ビームを放出するように構成されている照射光源であって、前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、収集媒体に係合し、前記収集媒体の中に配設されている1つまたは複数の粒子を照射するようになっている、照射光源と、
前記収集媒体の中に配設されている前記1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするように構成されているイメージングデバイスと、
光シールドと
を含み、前記光シールドは、
シールド壁部であって、光シールド入口と光シールド出口との間に画定された前記光シールドの長さに沿って延び、シールド壁部の内側表面の内側に囲まれた内部シールド部分を画定する、シールド壁部と、
前記シールド壁部の前記内側表面から内向きに延び、前記内部シールド部分の中の前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも発散部分を反射するように構成されている、1つまたは複数のバッフルエレメントと
を含み、
前記光シールドは、前記照射光源と前記イメージングデバイスとの間に少なくとも部分的に延在しており、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、前記内部シールド部分を通過するようになっており、
前記1つまたは複数のバッフルエレメントは、少なくとも部分的に、前記シールド壁部の前記内側表面と、前記バッフルエレメントを通って延びるオリフィスの外側周辺部との間で変化するように構成されたバッフル厚さによって、画定されている、
デバイス。
【請求項7】
前記オリフィスは、前記光シールドの長さに沿って、前記1つまたは複数のバッフルエレメントの中央部分を通って延在し、前記オリフィスは、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が前記オリフィスを通過するように、前記ビーム軸線と整合させられる、請求項6に記載のデバイス。
【請求項8】
前記バッフル厚さは、第1のバッフル表面と第2のバッフル表面との間に延在し、前記第2のバッフル表面は、前記第1のバッフル表面に対して角度付きの構成を有している、請求項6に記載のデバイス。
【請求項9】
前記1つまたは複数のバッフルエレメントは、複数のバッフルエレメントであり、複数のバッフルエレメントが、前記シールド壁部の前記内側表面から内向きに延びており、前記光シールドの前記長さに沿って分散されており、前記複数のバッフルエレメントのそれぞれは、前記光シールドの前記長さに沿って延びるそれぞれのオリフィスを画定しており、前記複数のバッフルエレメントを通って延在する前記オリフィスの少なくとも一部分は、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が前記オリフィスを通過するように、前記ビーム軸線と整合させられる、請求項6に記載のデバイス。
【請求項10】
前記イメージングデバイスは、レンズレスホログラフィーを使用して、前記収集媒体によって受け入れられる前記複数の粒子のうちの前記1つまたは複数の粒子の前記イメージをキャプチャーするように構成されている、請求項6に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
[0001]本出願は、2020年8月26日に出願された「Fluid Composition Sensor Device and Method of Using the Same」という標題の米国仮出願第63/070,654号の優先権を主張し、それは、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【0002】
[0002]例示的な実施形態は、概して、所定量の流体(a volume of fluid)の中の粒子含有量を特徴付けることを含む、周囲環境の空気の中から所定量の流体をサンプリングするために使用されるデバイスに関する。
【背景技術】
【0003】
[0003]センサーおよびデバイスは、多種多様な用途において流体のさまざまな態様を特徴付けるために利用され得る。単なる1つの例として、センサーデバイスは、空気条件を監視するために、たとえば、空気のフローの微粒子含有量を監視および特徴付けるなどのために利用され得る。しかし、既存の流体センサーデバイスは、流体の特定の特質、たとえば、流体フローの中に含有される個々の粒子の固有の同一性(identity)および濃度などを示すデータを発生させる際に限られた機能性を提供する。流体センサーデバイスは、ホログラフィックイメージング方法を使用し、慣性衝突を介して収集された粒子状物質の粒子同一性および濃度を特徴付けることが可能である。粒子サンプリングおよび分析のさまざまな態様を改善することが望ましい。一般的に、それは、現場での粒子分析のためにホログラフィックイメージング(たとえば、レンズレスホログラフィーなど)を利用する流体サンプリングデバイスにとって有利である可能性があり、最適なイメージ品質を実現するために、光学的な反射および散乱を回避することが望ましい。
【0004】
[0004]したがって、容易に繰り返し可能な様式で周囲環境からサンプル体積の流体の粒子含有量を正確に収集して分析することができる改善された流体センサーデバイスに対する必要性が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】WIPO公報第518/165590号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0006】
[0005]本明細書で説明されているさまざまな実施形態は、サンプル流体の中の粒子を収集して特徴付けるための装置および方法に関する。さまざまな実施形態は、流体粒子特性を検出するためのデバイスであって、デバイスは、複数の粒子を含有する所定量の流体を受け入れるように構成されている流体組成センサーを含み、流体組成センサーは、流体フローチャンバーであって、流体フローチャンバーは、内部センサー部分の中に配設されており、流体流路の少なくとも一部分を画定しており、流体フローチャンバーは、複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子を受け入れるように構成されている収集媒体に向けて、所定量の流体が流体フローチャンバー出口部を通って流れるように構成されている、流体フローチャンバーと、ビーム軸線に沿って1つまたは複数の光ビームを放出するように構成されている照射光源であって、1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、収集媒体に係合し、収集媒体によって受け入れられた1つまたは複数の粒子を照射するようになっている、照射光源と、収集媒体によって受け入れられた1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするように構成されているイメージングデバイスと、シールド壁部の内側表面の中に画定されている内部シールド部分を含む光シールドであって、光シールドは、照射光源とイメージングデバイスとの間に少なくとも部分的に延在しており、ビーム軸線に沿って放出される1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、内部シールド部分を通過するようになっている、光シールドとを含み、光シールドの少なくとも一部分は、流体フローチャンバーの中に配設されており、所定量の流体および1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、流体フローコンポーネント出口部を通過するようになっている、デバイスに関する。
【0007】
[0006]さまざまな実施形態において、光シールドは、1つまたは複数のバッフルエレメントを含むことが可能であり、1つまたは複数のバッフルエレメントは、内部シールド部分の中に配設されており、内部シールド部分の中の1つまたは複数の光ビームの少なくとも発散部分を反射するように構成されている。特定の実施形態において、1つまたは複数のバッフルエレメントは、1つまたは複数のバッフルエレメントの中央部分を通って延在するオリフィスを画定しており、オリフィスは、ビーム軸線に沿って放出される1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分がオリフィスを通過するように、ビーム軸線と少なくとも実質的に整合させられる。さまざまな実施形態において、1つまたは複数のバッフルエレメントは、第1のバッフル表面と第2のバッフル表面との間に延在するバッフル厚さによって少なくとも部分的に画定され得、第2のバッフル表面は、第1のバッフル表面に対して角度付きの構成を有しており、バッフル厚さが、可変の厚さを含むようになっている。さまざまな実施形態において、1つまたは複数のバッフルエレメントは、複数のバッフルエレメントを含むことが可能であり、複数のバッフルエレメントは、内部シールド部分の中に配設されており、光シールドの長さに沿って分散されており、複数のバッフルエレメントのそれぞれは、その中央部分を通って延在しているそれぞれのオリフィスを画定しており、複数のバッフルエレメントを通って延在するそれぞれのオリフィスの少なくとも一部分は、ビーム軸線に沿って放出される1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分がオリフィスを通過するように、ビーム軸線と少なくとも実質的に整合させられる。特定の実施形態において、複数のバッフルエレメントは、第1のバッフルエレメントであって、第1のバッフルエレメントは、光シールドの長さに沿って第1の場所に位置決めされており、第1のバッフルエレメントによって画定される第1のオリフィスが、照射光源から第1の距離だけ分離されるようになっており、第1のオリフィスは、第1のオリフィス直径によって少なくとも部分的に画定されている、第1のバッフルエレメントと、第2のバッフルエレメントであって、第2のバッフルエレメントは、光シールドの長さに沿って第2の場所に位置決めされており、第2のバッフルエレメントによって画定される第2のオリフィスが、照射光源から第2の距離だけ分離されるようになっており、第2のオリフィスは、第2のオリフィス直径によって少なくとも部分的に画定されている、第2のバッフルエレメントとを含み、第2の距離は、第1の距離よりも大きくなっており;第2の直径は、第1の直径よりも小さいかまたは等しくなっている。
【0008】
[0007]さまざまな実施形態において、光シールドの少なくとも実質的にすべては、流体フローチャンバーの中に配設され得る。さまざまな実施形態において、流体フローチャンバーは、内部センサー部分の中から選択的に除去可能になるように構成されている除去可能な流体フローコンポーネントの中に画定され得る。さまざまな実施形態において、イメージングデバイスは、レンズレスホログラフィーを使用して、収集媒体によって受け入れられる複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするように構成され得る。さまざまな実施形態において、光シールドは、シールド壁部の外部表面の周りに配置されている1つまたは複数の外部バッフルエレメントを含むことが可能であり、1つまたは複数の外部バッフルエレメントは、流体フローチャンバー出口部から少なくとも実質的に離れる方向に面する1つまたは複数の表面によって画定されている。
【0009】
[0008]さまざまな実施形態は、流体粒子特性を検出するためのデバイスであって、デバイスは、複数の粒子を含有する所定量の流体を受け入れるように構成されている流体組成センサーを含み、流体組成センサーは、ビーム軸線に沿って1つまたは複数の光ビームを放出するように構成されている照射光源であって、1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、収集媒体に係合し、収集媒体の中に配設されている1つまたは複数の粒子を照射するようになっている、照射光源と、収集媒体の中に配設されている1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするように構成されているイメージングデバイスと、光シールドとを含み、光シールドは、シールド壁部の内側表面の中に囲まれた内部シールド部分と、内部シールド部分の中に配設されており、内部シールド部分の中の1つまたは複数の光ビームの少なくとも発散部分を反射するように構成されている、1つまたは複数のバッフルエレメントとを含み、光シールドは、照射光源とイメージングデバイスとの間に少なくとも部分的に延在しており、ビーム軸線に沿って放出される1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、内部シールド部分を通過するようになっている、デバイスに関する。
【0010】
[0009]さまざまな実施形態において、光シールドは、1つまたは複数のバッフルエレメントを含み、1つまたは複数のバッフルエレメントは、内部シールド部分の中に配設されており、内部シールド部分の中の1つまたは複数の光ビームの少なくとも発散部分を反射するように構成されている。さまざまな実施形態において、1つまたは複数のバッフルエレメントは、1つまたは複数のバッフルエレメントの中央部分を通って延在するオリフィスを画定することが可能であり、オリフィスは、ビーム軸線に沿って放出される1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分がオリフィスを通過するように、ビーム軸線と少なくとも実質的に整合させられる。さまざまな実施形態において、1つまたは複数のバッフルエレメントは、第1のバッフル表面と第2のバッフル表面との間に延在するバッフル厚さによって少なくとも部分的に画定され得、第2のバッフル表面は、第1のバッフル表面に対して角度付きの構成を有しており、バッフル厚さが、可変の厚さを含むようになっている。さまざまな実施形態において、1つまたは複数のバッフルエレメントは、複数のバッフルエレメントを含むことが可能であり、複数のバッフルエレメントは、内部シールド部分の中に配設されており、光シールドの長さに沿って分散されており、複数のバッフルエレメントのそれぞれは、その中央部分を通って延在しているそれぞれのオリフィスを画定しており、複数のバッフルエレメントを通って延在するそれぞれのオリフィスの少なくとも一部は、ビーム軸線に沿って放出される1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分がオリフィスを通過するように、ビーム軸線と少なくとも実質的に整合させられる。特定の実施形態において、複数のバッフルエレメントは、第1のバッフルエレメントであって、第1のバッフルエレメントは、光シールドの長さに沿って第1の場所に位置決めされており、第1のバッフルエレメントによって画定される第1のオリフィスが、照射光源から第1の距離だけ分離されるようになっており、第1のオリフィスは、第1のオリフィス直径によって少なくとも部分的に画定されている、第1のバッフルエレメントと、第2のバッフルエレメントであって、第2のバッフルエレメントは、光シールドの長さに沿って第2の場所に位置決めされており、第2のバッフルエレメントによって画定される第2のオリフィスが、照射光源から第2の距離だけ分離されるようになっており、第2のオリフィスは、第2のオリフィス直径によって少なくとも部分的に画定されている、第2のバッフルエレメントとを含み、第2の距離は、第1の距離よりも大きくなっており;第2の直径は、第1の直径よりも小さいかまたは等しくなっている。
【0011】
[0010]さまざまな実施形態において、イメージングデバイスは、レンズレスホログラフィーを使用して、収集媒体によって受け入れられる複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするように構成され得る。さまざまな実施形態において、光シールドは、シールド壁部の外部表面の周りに配置されている1つまたは複数の外部バッフルエレメントを含むことが可能であり、1つまたは複数の外部バッフルエレメントは、流体フローチャンバー出口部から少なくとも実質的に離れる方向に面する1つまたは複数の表面によって画定されている。さまざまな実施形態において、流体組成センサーは、流体フローチャンバーをさらに含むことが可能であり、流体フローチャンバーは、内部センサー部分の中に配設されており、流体流路の少なくとも一部分を画定しており、流体フローチャンバーは、1つまたは複数の粒子を受け入れるように構成されている収集媒体に向けて、所定量の流体が流体フローチャンバー出口部を通って流れるように構成されており;光シールドの少なくとも一部分は、流体フローチャンバーの中に配設されており、所定量の流体および1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、流体フローコンポーネント出口部を通過するようになっている。さまざまな実施形態において、流体フローチャンバーは、内部センサー部分の中から選択的に除去可能になるように構成されている除去可能な流体フローコンポーネントの中に画定され得る。
【0012】
[0011]ここで、添付の図面が参照されることとなり、添付の図面は、必ずしも正しい縮尺で描かれているとは限らない。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】[0012]さまざまな実施形態による例示的な流体組成センサーの斜視図である。
図2】[0013]本明細書で説明されている1つの実施形態による例示的な装置の断面図である。
図3A】[0014]本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な装置の断面図である。
図3B】本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な装置の断面図である。
図4】[0015]本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な装置の分解図である。
図5】[0016]さまざまな実施形態による例示的な流体組成センサーの斜視図である。
図6】[0017]図6Aは、さまざまな実施形態による例示的な装置の斜視図である。図6Bは、さまざまな実施形態による例示的な装置の斜視図である。
図7A】[0018]さまざまな実施形態による例示的な装置の斜視図である。
図7B】さまざまな実施形態による例示的な装置の斜視図である。
図7C】さまざまな実施形態による例示的な装置の斜視図である。
図8A】[0019]さまざまな実施形態による例示的な装置の斜視図である。
図8B】さまざまな実施形態による例示的な装置の斜視図である。
図8C】さまざまな実施形態による例示的な装置の斜視図である。
図9】[0020]本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な装置の分解図である。
図10】[0021]本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図である。
図11】[0022]本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの分解図である。
図12】[0023]図12Aは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図である。図12Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図である。
図13】[0024]図13Aは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図である。図13Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図である。
図14】[0025]図14Aは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図である。図14Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図である。
図15】[0026]本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な収集媒体アッセンブリドックエレメントの斜視図である。
図16】[0027]図16Aは、本明細書で説明されている1つの実施形態による例示的な装置の断面図である。図16Bは、本明細書で説明されている1つの実施形態による例示的な装置の断面図である。
図17】[0028]図17Aは、本明細書で説明されている1つの実施形態による例示的な装置の断面図である。図17Bは、本明細書で説明されている1つの実施形態による例示的な装置の断面図である。
図18】[0029]本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図である。
図19】[0030]本明細書で説明されている1つの実施形態による例示的な装置の断面図である。
図20】[0031]本開示のさまざまな実施形態を実装するための例示的な装置を概略的に図示する図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
[0032]本開示は、添付の図面を参照してさまざまな実施形態をより完全に説明する。いくつかの(しかし、すべてではない)実施形態が本明細書で示されて説明されているということが理解されるべきである。実際に、実施形態は、多くの異なる形態をとることが可能であり、したがって、本開示は、本明細書に記載されている実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすこととなるように提供されている。同様の番号は、全体を通して同様のエレメントを指している。
【0015】
[0033]1つまたは複数の態様の例示目的の実装形態が下記に図示されているが、開示されているアッセンブリ、システム、および方法は、現在知られているかまたはまだ存在していないかにかかわらず、任意の数の技法を使用して実装され得るということが最初に理解されるべきである。本開示は、下記に図示されている例示目的の実装形態、図面、および技法に決して限定されるべきではなく、それらの均等物の完全な範囲を伴う添付の特許請求の範囲の中で修正され得る。さまざまなエレメントの寸法に関する値が開示されているが、図面は、正しい縮尺になっていない可能性がある。
【0016】
[0034]「例」または「例示的な」という語句は、本明細書で使用されるときには、「例、事例、または図示としての役割を果たす」ということを意味することを意図している。「例」または「例示的な実施形態」として本明細書で説明されている任意の実装形態は、必ずしも、他の実装形態よりも好適または有利であるとは限らない。本明細書で使用されているように、「流体」は、単一のフローの中で、ガス、液体、または、ガスおよび液体の組み合わせとして具現化され得る。したがって、「流体」という用語は、フロー(たとえば、それに限定されないが、液体および/またはガス(たとえば、空気または油など)など)の対象となるさまざまな材料を包含する。したがって、さまざまな実施形態は、流体センシングシステム、たとえば、ガスセンシングシステム(たとえば、特定の実施形態は、具体的には、空気との動作のために構成されている;他の実施形態は、他のガス(たとえば、不活性ガスおよび/または揮発性のガスなど)との動作のために構成されている)および/または液体センシングシステムなどに関する。
【0017】
[0035]本明細書で説明されているのは、所定量の流体の中の粒子状物質を特徴付けて監視するように構成されているデバイス(それは、本明細書で議論されているように、流体組成センサー、流体微粒子センサー、ガス微粒子センサー、または空気微粒子センサーと称され得る)である。本明細書で議論されているデバイスは、流体組成センサーの収集媒体によって受け入れられる粒子のイメージングに少なくとも部分的に基づいて、所定量の流体の中の粒子を定量化および分類するように構成され得る。さらに、本明細書で議論されているデバイスは、流体組成センサーの収集媒体によって受け入れられる粒子のそれぞれの粒子サイズおよび粒子タイプを直接的に識別することによって、所定量の流体の中の粒子組成を特徴付けるように構成され得る。粒子サイズおよび粒子タイプを直接的に決定することによって、本明細書で説明されているようなデバイスは、時間および/または場所の経過に伴う所定量の流体の中の粒子組成の変化を検出するように構成され得る。
【0018】
[0036]さらに、本明細書で説明されているデバイスは、センサーデバイスから収集媒体を除去すること、および、その後の分析のために媒体を2次的な場所に輸送することに関連付けられる、時間、労力、および固有の不正確さを必要とすることなく、粒子収集機能および粒子分析機能の両方を実行するように構成され得る。交換可能な収集媒体アッセンブリがセンサーの内部部分の中の粒子収集位置の中に固定されたままの状態で、流体組成センサーの中に配設されているイメージングデバイスが、収集媒体によって受け入れられている複数の粒子のイメージをキャプチャーすることを可能にすることによって、本明細書で説明されているデバイスは、粒子収集機能および粒子分析機能の両方を促進させる。
【0019】
[0037]さらに、本明細書で説明されているデバイスは、1つまたは複数の交換可能なコンポーネントを利用することによって、デバイスに関連付けられるデバイス信頼性およびユーザー満足度を増加させるように構成され得る。本明細書で議論されている特定の実施形態によれば、デバイスの1つまたは複数のコンポーネントは、デバイスの内部部分から容易に除去され、そのクリーニングおよび/または再設置を促進させ、それによって、サンプルの汚染のリスク、および/または、デバイスの中に配設されている蓄積された粒子状物質によって発生させられるイメージの歪みによって引き起こされるシステム不正確さを最小化することが可能である。本明細書で議論されている特定の実施形態によれば、流体組成センサーの中の所定量の流体から粒子を収集するために使用される収集媒体は、サンプル収集プロセスのときに(流体収集位置の中で)手動でまたは自動的にのいずれかで交換可能であり得る。流体組成センサーおよび交換可能な収集媒体アッセンブリは、アライメント特徴および自己位置決めエレメントを含み、それは、センサーの粒子収集機能性および粒子分析機能性の両方の操作性を可能にする配置で、デバイスの中へ収集媒体を挿入することの再現性を促進させる。本明細書におけるデバイスは、収集媒体との断続的なユーザー相互作用を最小化し、それによって、サンプル収集プロセスを推進し、ユーザーから必要とされる物理的な作業を低減させ、測定自動化を促進させ、1つまたは複数のデバイスコンポーネントのユーザー定義の再構成の間にミスアライメントによって引き起こされるデバイス故障を最小化することが可能である。
【0020】
[0038]さらに、本明細書で説明されているデバイスは、流体組成センサーのイメージングデバイスによってキャプチャーされたイメージに関して、クリアな光学的出力を作り出すように構成され得る。本明細書におけるデバイスは、光シールドを含むことが可能であり、光シールドは、収集媒体に係合している流体組成センサーの中の散乱光によって引き起こされる干渉を最小化するように構成されており、その中に配設されている複数の粒子が、照射光源から直接的に照射されるようになっている。さまざまな実施形態において、本発明は、光シールドを含み、光シールドは、内部シールド部分の中の反射および/または散乱光の少なくとも一部分をキャプチャーするように構成されており、散乱光が、光シールドの中でキャプチャーされ、照射光源から収集媒体へ直接的に放出される非散乱光ビームと干渉するように収集媒体に係合することを防止されるようになっている。本発明は、イメージングデバイスの視野の中の上述の非散乱光ビームと混合する散乱光の量を少なくとも実質的に最小化し、それによって、イメージの中にキャプチャーされた光子の相対位相からの光学的な強度の空間的な変動を最小化し、ホログラム位相および/または強度情報の劣化および畳み込みを引き起こす可能性のあるコヒーレント干渉を回避する。本明細書におけるデバイスは、インパクターノズルを含むことが可能であり、インパクターノズルは、その側壁部に入射して収集媒体に向けて反射する照射光源から放出される発散光ビームによって引き起こされるイメージングの歪みを最小化するように構成されている。たとえば、内部センサー表面に入射してイメージングデバイスの視野に向けて反射する照射光源から放出される発散光ビームによって引き起こされる光散乱を最小化することによって、本発明は、雑音を低減させることが可能であり、雑音は、収集媒体の中に配設されている1つまたは複数の粒子のうちの個々の粒子を位置付けし、識別し、および/または分析する、流体組成センサーの能力を劣化させる可能性がある。たとえば、本発明は、光シールドを含むことが可能であり、光シールドは、複数の散乱光および/または外部(たとえば、周囲)光によって引き起こされるインコヒーレント干渉を少なくとも実質的に最小化するように構成されており、それによって、ホログラフィックイメージの位相および振幅が劣化させられる程度を低減させ、低減される信号対雑音比から結果として生じ得るイメージ品質の低減を最小化する。デバイスは、同様に、キャプチャーされた粒子のうちの1つまたは複数のイメージを再構築する、流体組成センサーの能力の劣化を回避するように構成され得る(それは、機械学習を使用して1つまたは複数の粒子を分類することに関するセンサー性能の減少を結果として生じさせる可能性がある)。
【0021】
[0039]流体組成センサー10は、それを通って流れる所定量の流体を受け入れるように構成され得る。具体的には、流体組成センサー10は、それを通って流れる所定量のガス(たとえば、空気など)を受け入れるように構成され得る。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、受け入れられた所定量の流体の中に存在している複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするようにさらに構成され得る。図1に図示されているように、流体組成センサー10は、ハウジング11を含むことが可能であり、ハウジング11は、内部センサー部分を画定しており、本明細書で説明されている例示的な流体組成センサー10の1つまたは複数のコンポーネントが、内部センサー部分の中に少なくとも部分的に配設され得る。さまざまな実施形態において、ハウジングは、剛体材料(たとえば、剛体のプラスチック材料)および/または弾性材料(たとえば、ハウジングの上側端部および下側端部の上に保護スリーブを形成する弾性ポリマー材料)を含むことが可能である。さまざまな実施形態において、ハウジング11は、上側表面および底部表面を含むことが可能であり、1つまたは複数の側壁部が、それらの間に実質的に垂直方向に延在している。本明細書で説明されているように、流体組成センサーハウジング11の1つまたは複数の側壁部は、流体組成センサー10の高さの少なくとも一部分を画定することが可能であり、センサー10の高さは、z方向に延在している。同様に、流体組成センサーハウジング11の底部表面は、少なくとも実質的に水平方向の平面に沿って延在し、流体組成センサー10の長さおよび幅の両方の少なくとも一部分を画定することが可能であり、センサー10の長さおよび幅は、x方向およびy方向にそれぞれ延在している。流体組成センサー10のハウジング11は、センサー流体入口部18を含むことが可能であり、センサー流体入口部18は、開口部として具現化されており、流体組成センサーは、開口部を通して周囲環境から所定量の流体を受け入れることが可能である。本明細書で説明されているように、流体組成センサー10は、電力供給部(たとえば、本明細書で議論されているバッテリー80)およびコントローラー50を含むことが可能であり、流体組成センサー10の1つまたは複数のコンポーネントが、本明細書で説明されているように、コントローラー50に電子的におよび通信可能に接続され得るようになっている。
【0022】
[0040]さまざまな実施形態において、図2および図3に図示されているように、流体組成センサー10は、照射光源60、コントローラー50、交換可能な収集媒体アッセンブリ100、収集媒体アッセンブリドックエレメント200、およびイメージングデバイス300を含むことが可能である。さらに、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、除去可能な流体フローコンポーネント40をさらに含むことが可能であり、除去可能な流体フローコンポーネント40は、センサー流体入口部18から、少なくとも実質的にセンサー10の中に配設されている収集媒体に向かう方向に、流体組成センサー10の中の流体流路および方向を画定するように構成されている。図示されている実施形態の流体組成センサー10は、ファンまたはポンプ70、電源80、および/または内部回路18をさらに含み、ファンまたはポンプ70は、画定された流体流路に沿って、流体組成センサー10の中へおよび流体組成センサー10を通して、所定量の流体を引っ張るように構成されており、電源80は、流体組成センサーに給電するように構成されており、内部回路18は、流体組成センサー10の上述のコンポーネントのうちの1つまたは複数と電子通信をした状態になるように構成されている。さまざまな実施形態において、ファンまたはポンプ70はキャリブレートされ、デバイスを通って移動する流体の流量が、ファンまたはポンプ70の動作特質(たとえば、動作電力)に少なくとも部分的に基づいて、知られるようになっている/決定されるようになっている。さまざまな実施形態において、流体組成センサーは、ハウジング11の周りに配設されている1つまたは複数のボタン(または、他のユーザーインターフェースエレメント)をさらに含むことが可能であり、ボタンのそれぞれは、センサー10の内部回路18と電子通信をしており、ボタンとのユーザー係合のときに、本明細書で説明されているように、1つまたは複数のセンサー機能性を促進させることが可能である。たとえば、ボタンとのユーザー係合は、ボタンに対応する1つまたは複数のセンサー機能性に関連付けられる少なくとも1つの電気信号をコントローラー50へ送信することを開始させることが可能である。
【0023】
[0041]さまざまな実施形態において、本明細書で説明されているように、流体組成センサー10は、粒子収集機能および粒子分析機能の両方を実行するように構成され得る。図2は、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な流体組成センサー10の斜視断面図を図示している。とりわけ、図2に図示されている例示的な流体組成センサー10は、センサー10の粒子収集機能の少なくとも一部分を実行するものとして示されている。本明細書で説明されているように、流体組成センサー10の粒子収集機能は、流体組成センサー10が、周囲環境から複数の粒子を含む所定量の流体を受け入れることに対応することが可能であり、また、流体組成センサー10が、内部センサー部分13の中に配設されている除去可能な流体フローコンポーネント40およびインパクターノズル112を利用し、センサー10の中に配設されている収集媒体131に向けて所定量の流体を方向付けることに対応することが可能である。本明細書で説明されているように、除去可能な流体フローコンポーネント40は、センサー流体入口部18から少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部41Aを通して所定量の流体を受け入れるように構成され得、また、所定量の流体が流体フローコンポーネント入口部41Aからインパクターノズル112へ移動することが可能であるように、流体流路90を画定することが可能である。
【0024】
[0042]さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、1つまたは複数の後退可能な流体サンプル入口部カバーを含むことが可能であり、1つまたは複数の後退可能な流体サンプル入口部カバーは、少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部41Aのそれぞれに少なくとも実質的に隣接して位置決めされている。さまざまな実施形態において、1つまたは複数の後退可能な流体サンプル入口部カバーは、閉構成であって、1つまたは複数の後退可能な流体サンプル入口部カバーが、少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部41Aの少なくとも実質的にすべてにわたって延在しており、流体組成センサー10がそれを通して所定量の流体を受け入れることを防止するようになっている、閉構成と、開構成であって、1つまたは複数の後退可能な流体サンプル入口部カバーが後退させられ得、少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部41Aと周囲環境(センサーがその中に配設されている)との間の流体連通を促進させるようになっており、所定量の流体が、少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部41Aを介して流体組成センサーによって受け入れられ得るようになっている、開構成との間で構成可能であり得る。さまざまな実施形態において、1つまたは複数の後退可能な流体サンプル入口部カバーは、ユーザーによって手動で再構成され得、および/または、コントローラーによって自動的に再構成され得、1つまたは複数の後退可能な流体サンプル入口部カバーが、本明細書で説明されているように、流体組成センサー10の粒子収集動作の間に開構成で配置されるようになっており、また、流体組成センサー10が粒子収集動作を実行していないときには閉構成に再構成されるようになっている。
【0025】
[0043]インパクターノズル112は、ノズル入口部およびノズル出口部を含むことが可能であり、ノズル入口部は、除去可能な流体フローコンポーネント40から所定量の流体を受け入れるように構成されており、ノズル入口部は、ノズル出口部の断面積よりも大きい断面積を含む。インパクターノズル112は、複数の粒子を含有する所定量の流体が、収集媒体131に対して少なくとも実質的に垂直の流体フロー方向にそれを通過するように構成され得る。説明されているように、インパクターノズル112の可変の断面積は、ノズル112を通って流れる所定量の流体(たとえば、その中の複数の粒子)の速度を増加させ、層流を誘発するように構成され得、所定量の流体の中の複数の粒子のうちの粒子の少なくとも一部分が、収集媒体131に衝突してその中に配設されるようになるのに十分な運動量を含むようになっている。たとえば、所定量の流体は、インパクターノズル112の出口部から移動し、収集媒体131の表面の少なくとも一部分を横切って通ることが可能であり、所定量の流体の中の複数の粒子の少なくとも一部分が、収集媒体131の中に配設されるようになるようになっている。
【0026】
[0044]さまざまな実施形態において、収集媒体131の表面を横切って通るとき、所定量の流体は、流体流路90に沿って内部センサー部分13の中を移動し続けることが可能である。所定量の流体の少なくとも一部分は、(たとえば、ファンおよび/またはポンプ70によって)流体組成センサー10の出口部(たとえば、1つまたは複数の排出スロット)に方向付けされ得、それによって、所定量の流体が周囲環境の中へディスペンスされて戻され得る。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、センサー10からディスペンスされる前に、所定量の流体の少なくとも一部分が、内部センサー部分13の中の内部回路18に向けて方向付けされて循環され得るように構成され得、所定量の流体を内部回路18の少なくとも一部分の上方に通すことによって、内部回路18の冷却を促進させるようになっている。そのような状況において、流体組成センサー10は、内部回路18を冷却するために使用される所定量の流体の一部分が、センサー10の出口部からその後にディスペンスされ得るように構成され得る。
【0027】
[0045]図3Aは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な流体組成センサー10の断面図を図示している。とりわけ、図3Aに図示されている例示的な流体組成センサー10は、センサー10の粒子分析機能の少なくとも一部分を実行するものとして示されている。本明細書で説明されているように、流体組成センサー10の粒子分析機能は、流体組成センサー10が、収集媒体131によって受け入れられた(収集媒体131の中に配設された)1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーすること、および、キャプチャーされたイメージに少なくとも部分的に基づいて、流体組成センサー10によって受け入れられた所定量の流体の少なくとも1つの粒子特性を決定することに対応することが可能である。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、1つまたは複数の光ビームを放出するように構成されている照射光源60を含むことが可能である。さまざまな実施形態において、照射光源60は、レーザー、ランプ、および/または発光ダイオード(LED)などであることが可能であり、それは、光ビーム(たとえば、紫外線、可視光、赤外線、白色光、可視単色光、または多色光)を発生させるように集合的に構成され得、それは、さらに詳細に本明細書で説明されているように、収集媒体131に向けて放出され得る。たとえば、流体組成センサー10の照射光源60は、1つまたは複数の光ビーム61を放出するように構成され得、本明細書で説明されているように、収集媒体131に係合するようになっており、その中に配設されている1つまたは複数の粒子を照射するようになっている。さまざまな実施形態において、図3Aに図示されているように、流体組成センサー10は、照射光源60がイメージングデバイス300と少なくとも実質的に整合させられるように構成され得る。さらに、たとえば、照射光源60は、インパクターノズル112の中心軸線と少なくとも実質的に整合させられ得る。そのような構成では、照射光源60は、そこから放出された光ビーム61が、中心ノズル軸線と少なくとも実質的に整合させられた方向に、除去可能な流体フローコンポーネント40を通って延在するように配置され得、1つまたは複数の光ビーム61の少なくとも一部分が、インパクターノズル112のノズル入口部およびノズル出口部の両方を通って延在し、収集媒体131の中に配設されている1つまたは複数の粒子を照射するようになっている。さまざまな実施形態において、1つまたは複数の光ビームは、照射光源60と収集媒体131の少なくとも一部分との間に延在する1つまたは複数の放出された光ビームの中心軸線によって画定されたビーム軸線に沿って、照射光源60から放出され得る。本明細書で説明されているように、内部センサー部分13の中に配設されているイメージングデバイス300は、照射光源60から放出される光ビーム61を利用するように構成され得、1つまたは複数のイメージング技法(たとえば、ホログラフィー顕微鏡法(たとえば、レンズレスホログラフィー)など)を使用して収集媒体131によって受け入れられる複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするようになっている。
【0028】
[0046]流体組成センサー10(たとえば、コントローラー50)は、本明細書で説明されているように、キャプチャーされたイメージを分析するように構成され得、収集媒体131の中にキャプチャーされる粒子のうちの1つまたは複数の粒子サイズおよび/または他の粒子特性を決定するようになっている。たとえば、イメージングデバイス300は、レンズレスホログラフィーを利用し、収集媒体131の中に埋め込まれている1つまたは複数の粒子を分析するように構成されており、イメージングデバイス300は、レンズを使用することなく1つまたは複数の粒子の1つまたは複数の顕微鏡イメージをデジタル的に再構築することによって、収集媒体131によって受け入れられた1つまたは複数の粒子のイメージをコンピューター的に作り出すことが可能である。本明細書で説明されているように粒子分析機能を実行する際に、流体組成センサー10は、収集媒体131によって受け入れられる粒子のそれぞれの粒子サイズおよび/または粒子タイプを直接的に識別することによって、所定量の流体の中の粒子組成を特徴付けることが可能である。たとえば、流体組成センサーは、時間および/または場所の経過に伴う所定量の流体の中の粒子組成の変化を検出することが可能である。
【0029】
[0047]本明細書で説明されているように、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10の粒子収集機能および粒子分析機能は、順番に実行され得、サンプル体積の流体の全体が収集媒体131の表面を横切って通ったということ、および、したがって、流体組成センサーの粒子収集機能性に対する必要性が少なくとも一時的に尽きたということを決定するとき、流体組成センサーが、粒子分析機能性を開始させるように構成され得るようになっている。
【0030】
[0048]上記に説明されているように、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、レンズフリー顕微鏡(たとえば、WIPO公報第518/165590号に説明されているものなど)を含むことが可能であり、その文献は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。さまざまな実施形態において、レンズフリー顕微鏡は、1つまたは複数の技法(たとえば、ホログラフィー顕微鏡法(たとえば、レンズレスホログラフィー)など)を利用し、本明細書で説明されているように、収集媒体131によって受け入れられた複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子の粒子イメージをキャプチャーすることが可能である。代替的に、流体組成センサー10は、イメージをキャプチャーするように構成されているレンズベースのイメージングデバイスまたは任意の他の装置を含むことが可能であり、イメージは、本明細書で説明されているように分析され得、流体組成センサー10の内部センサー部分の中に配設されている収集媒体131によって所定量の流体の中からキャプチャーされる1つまたは複数の粒子の粒子サイズまたは他の粒子特性を決定するようになっている。さまざまな実施形態において、レンズベースのイメージングデバイスは、本明細書で説明されているように、1つまたは複数のイメージング技法(たとえば、光学顕微鏡法など)を利用し、本明細書で説明されているように、収集媒体131によって受け入れられる複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子の粒子イメージをキャプチャーすることが可能である。
【0031】
[0049]さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、電力供給部80に接続され得、電力供給部80は、電力を受け取るように、および、流体組成センサー10に給電するように構成されている。非限定的な例として、電力供給部80は、1つもしくは複数のバッテリー、1つもしくは複数のキャパシター、および/または、1つもしくは複数の一定の電力供給部(たとえば、壁コンセント)を含むことが可能である。いくつかの実施形態において、電力供給部80は、外部電力供給部を含むことが可能であり、外部電力供給部は、流体組成センサー10の外側に位置決めされており、交流電力または直流電力を流体組成センサー10に送達するように構成されている。さらに、いくつかの実施形態において、図2および図3に図示されているように、電力供給部80は、内部電力供給部(たとえば、1つまたは複数のバッテリー)を含むことが可能であり、内部電力供給部は、流体組成センサー10のハウジング11の中に位置決めされている。さまざまな実施形態において、電力供給部80は、コントローラー50に接続され、コントローラーを通して流体組成センサー10に電力を分配することを可能にすることができる。
【0032】
[0050]説明されているように、流体組成センサー10のイメージングデバイス300は、収集媒体131に少なくとも実質的に隣接して(たとえば、収集媒体131と接触して、または、収集媒体131からある距離に間隔を置いて)位置決めされ得、イメージングデバイス300が、収集媒体131の中に埋め込まれている1つまたは複数の粒子の1つまたは複数のイメージを効果的にキャプチャーすることができるようになっている。本明細書で議論されているように、収集媒体131は、(たとえば、流体組成センサー10の中へ挿入され得るおよび/または流体組成センサー10から除去され得るカセットの一部として)交換可能であり得、したがって、流体組成センサー10は、イメージングデバイス300に対する収集媒体131の所望の位置決めを維持するための1つまたは複数のアライメント特徴および/または支持特徴などを画定することが可能である(たとえば、収集媒体131の底部表面が、イメージングデバイス300のイメージング表面と接触しているかまたはそれに近接している(たとえば、5mm以内、3mm以内、および/または1mm以内など)ようになっている)。そのようなアライメント特徴および/または支持特徴は、1つまたは複数の溝部、スロット、および/またはリッジ部などを含むことが可能であり、それは、イメージングデバイス300に対して所望の位置に収集媒体131を位置決めするように構成されている。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10(たとえば、イメージングデバイス300)は、永久的におよび/または一時的に、複数の粒子のうちの多重の粒子のイメージを同時にキャプチャーするための指定された視野を有することが可能である。収集媒体131は、イメージングデバイス300に対して流体組成センサー10の中に位置決めされ得、収集媒体131の少なくとも一部分が、イメージングデバイス300の視野の中にあるようになっている。さらに、収集媒体131は、イメージングデバイス300に対して位置決めされ得、収集媒体131の部分(たとえば、少なくとも一部分)(センサー10を通って流れる所定量の流体からの粒子がその中に配設されている)が、イメージングデバイス300によって見ることができる(すなわち、視野の中にある)ようになっている。さまざまな実施形態において、イメージングデバイス300の視野は、長方形になっていることが可能であり、最大で1:20までのアスペクト比を含むように構成され得る。アスペクト比は、流体流路の少なくとも一部分に沿って(たとえば、インパクターノズル112を通って)移動する所定量の流体に関連付けられる流体フロー速度、圧力降下、および/またはレイノルズ数に少なくとも部分的に基づいて、選択的にイメージングデバイス300の視野を最適化するように構成され得、それらのそれぞれは、フロー性能および粒子収集を最大化するために最適化され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、イメージングデバイス300の視野は、3:4のアスペクト比を有することが可能である。
【0033】
[0051]しかし、視野の他の形状、サイズ、および割合が、他の実施形態において提供され得る(たとえば、丸形、卵形、および/または、異なるアスペクト比を有する長方形など)ということが理解されるべきである。
【0034】
[0052]本明細書で説明されているように、収集媒体131の上のイメージングデバイス300の視野は、収集媒体131に対するイメージングデバイス300の構成に対応することが可能である。とりわけ、イメージングデバイス300の視野は、センサー10の中に配設されているイメージングデバイス300と収集媒体131との間の距離によって、少なくとも部分的に画定され得る。さらに、本明細書で説明されているように、例示的な流体がセンサー10を通って流れるときに、例示的な所定量の流体から粒子を受け入れる収集媒体131のエリアは、インパクターノズル112の出口部の構成に対応することが可能であり、例示的な所定量の流体は、収集媒体131に衝突する前に、インパクターノズル112からディスペンスされる。たとえば、所定量の流体から粒子を受け入れる収集媒体131のエリアは、インパクターノズル112の出口部の形状、および、ノズル出口部と収集媒体131との間の距離によって、少なくとも部分的に画定され得る。したがって、インパクターノズル112の出口部は、センサー10のイメージングデバイス300の視野の形状と対応する形状を含むように構成され得る。具体的には、インパクターノズル112の出口部は、センサー10のイメージングデバイス300の視野のサイズおよび形状と少なくとも実質的に同様の形状を画定するように構成され得る。本明細書で説明されているように、さまざまな実施形態において、イメージングデバイス300の視野は、最大で1:20のアスペクト比を有することが可能であり、所定量の流体の1つまたは複数の流体フロー特質に少なくとも部分的に基づいて、視野を最適化するようになっている。たとえば、定義されたサイズを有する3:4のアスペクト比によって視野が画定される例示的な状況では、インパクターノズル112の出口部は、3:4の長さ-対-幅の比率を有する、同じ定義されたサイズ(たとえば、形状および/または面積)を有する長方形断面を含むことが可能であり、イメージングデバイス300の構成に対応している。たとえば、インパクターノズル112は、少なくとも実質的に1mmから10mmの間の(3mmから3.6mmの間の)長さおよび少なくとも実質的に1mmから10mmの間の(3.9mmから4.5mmの間の)幅を有する長方形断面を含むことが可能である。
【0035】
[0053]さらに、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、イメージングデバイス300の視野の収束を促進させるために、インパクターノズル112の中心軸線がイメージングデバイス300の視野と少なくとも実質的に整合させられるように構成され得、また、センサー10を通って流れる所定量の流体から粒子を受け入れるように構成されている収集媒体131の部分と少なくとも実質的に整合させられるように構成され得る。本明細書で説明されているように、上述のコンポーネントのそれぞれの適正なアライメントを保証するために、流体組成センサー10は、(たとえば、粒子収集機能および/または粒子分析機能の実行の間に一時的に)x方向、y方向、z方向、および角度方向のそれぞれに、収集媒体131、インパクターノズル112、およびイメージングデバイス300をセンサーの中に固定するように構成され得る。たとえば、流体組成センサー10は、それぞれイメージングデバイス300およびインパクターノズル112の出口部の両方から離れて所定の距離に、収集媒体131がその中に配置されるように構成され得、収集媒体131とイメージングデバイス300との間の距離および収集媒体131とインパクターノズル112の出口部との間の距離の両方は、本明細書で説明されているように、センサー10の粒子収集機能および粒子分析機能を最適化するためにキャリブレートされる。
【0036】
[0054]本明細書で説明されているように、さまざまな実施形態において、流体組成センサーは、開放ハウジング構成と閉構成との間で構成可能であり得る。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10の開放ハウジング構成は、内部センサー部分13の中からの1つまたは複数のセンサーコンポーネントの除去を促進させることが可能である。たとえば、開放ハウジング構成における流体組成センサー10は、ハウジング11の内部センサー部分13の少なくとも一部分に対して収集媒体アッセンブリ100の再構成を可能にするように構成され得る。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、開構成になっており、収集媒体131(収集媒体アッセンブリ100の中に配設されている)を含む収集媒体アッセンブリ100は、流体組成センサー10の内部センサー部分13の中の粒子収集位置から除去され得る。たとえば、サンプル体積の流体の少なくとも実質的に全体が収集媒体131の表面を横切って通ったということ、および、センサー10の粒子分析機能を可能にするために必要とされる粒子の1つまたは複数のイメージがキャプチャーされたということを決定すると、収集媒体アッセンブリ100は、内部センサー部分13から除去され、例示的な2次的な場所に輸送され得る。流体組成センサー10が開構成になっている間に、除去された収集媒体アッセンブリ100は、異なる未使用の交換可能な収集媒体アッセンブリ100と交換され得る。
【0037】
[0055]さらなる例として、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10の開放センサー構成は、ハウジング11の内部センサー部分13からの除去可能な流体フローコンポーネント40の除去を促進させることが可能である。本明細書で説明されているように、除去可能な流体フローコンポーネント40は、センサー流体入口部18から少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部41Aを通して所定量の流体を受け入れるように構成され得、また、所定量の流体が流体フローコンポーネント入口部41Aからインパクターノズル112へ移動することができるように、流体流路90を画定することが可能である。除去可能な流体フローコンポーネント40は、内部部分を画定することが可能であり、センサー10によって受け入れられたそれぞれのサンプル体積の流体(および、その中の複数の粒子のそれぞれ)は、内部部分を通過し、1回または複数回の使用の後に、望ましくない体積の粒子状物質が、除去可能な流体フローコンポーネント40の内部部分の中に蓄積し始める可能性があるようになっている。センサー10が開構成になっているときに、流体フローコンポーネント40が、流体組成センサー10の内部センサー部分13から除去され、流体フローコンポーネント40のクリーニングおよび/または再設置を促進させることができるように、除去可能な流体フローコンポーネント40が配置され得、その中に存在している望ましくない微粒子の量を減少させ、汚染によって引き起こされるシステムエラーのリスクを最小化するようになっている。
【0038】
[0056]図3Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な流体組成センサー10の断面図を図示している。とりわけ、図3Bに図示されている例示的な流体組成センサー10は、光シールド45を含み、光シールド45は、ビーム軸線と少なくとも実質的に同軸の中心シールド軸線に沿って延在する所定の長さを有している。さまざまな実施形態において、光シールド45は、照射光源60と収集媒体131との間に少なくとも部分的に延在しており、照射光源60から収集媒体131に向けて放出される1つまたは複数の光ビーム61の少なくとも一部分を効果的に方向付けるようになっている。たとえば、さまざまな実施形態において、光シールド45の少なくとも一部分は、流体組成センサー10の流体フローチャンバーの中に位置決めされ得、流体フローチャンバーは、流体組成センサー10の中の(たとえば、流体フローコンポーネント40の中の)内部体積によって画定されており、それは、流体組成センサー10の中に配設されている収集媒体131から上流にある流体組成センサー10の中の流体流路の少なくとも一部分を画定している。
【0039】
[0057]さまざまな実施形態において、光シールド45は、シールド壁部を含むことが可能であり、シールド壁部は、照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビーム61を少なくとも実質的に取り囲むように構成されており、1つまたは複数の光ビーム61の少なくとも一部分が、光シールド45のシールド壁部の中に画定される内部シールド部分の中に含有されるようになっている。光シールド45は、流体組成センサー10の中に存在している周囲光および/または他の外部光から、照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビーム61を隔離することによって、インコヒーレント干渉(たとえば、収集媒体131と係合するインコヒーレント光によって引き起こされるイメージングデバイス300の精度および/または操作性との干渉)を少なくとも実質的に低減させるように構成され得、収集媒体131に到達する光(それは、イメージングデバイス300によるイメージングのためにその中に配設されている粒子を照射する)の少なくとも実質的にすべてが、照射光源から放出される1つまたは複数の光ビーム61によって画定されるようになっている。さらに、光シールド45は、光シールド45の中で発生させられる散乱光のうちの少なくとも一部分(たとえば、シールド壁部の中の内部表面から反射する1つまたは複数の光ビーム61の反射ビーム部分など)を、光シールド45の内部シールド部分の中にキャプチャーすることによって、コヒーレント干渉(たとえば、収集媒体131と係合するコヒーレント光によって引き起こされるイメージングデバイス300の精度および/または操作性との干渉)を少なくとも実質的に低減させるように構成され得、散乱光が収集媒体131に係合することを防止するようになっている。
【0040】
[0058]本明細書で説明されているように、照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビーム61の少なくとも一部分は、ビームが照射光源60から離れるように伝播するにつれて、ビーム軸線から自然に発散する可能性があり、1つまたは複数の光ビーム61が、発散光ビームを含む可能性があるようになっている。たとえば、1つまたは複数の光ビーム61は、その外側縁部によって少なくとも部分的に画定される円錐形状の光ビームを集合的に具現化することが可能であり、円錐形状の光ビームの断面積は、それが収集媒体131に向けて(たとえば、ビーム軸線に沿って)延在するにつれて増加する。さらに詳細に本明細書で説明されているように、光シールド45は、実質的にチューブ状の構成を含むことが可能であり、照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビーム61が、シールド壁部によって画定される内部シールド部分に沿って、それを通って移動することができるようになっており、さらに、1つまたは複数の光ビーム61の少なくとも一部分(たとえば、1つまたは複数の光ビームの発散部分)が、光シールド45の内部シールド部分の中に配設されている内部表面に入射することができるようになっている。そのような状況において、光シールド45の内部表面に入射する1つまたは複数の光ビーム61の部分(たとえば、発散光ビーム部分)は、内部表面から反射および/または散乱することが可能である。さまざまな実施形態において、光シールド45は、1つまたは複数の幾何学的特徴を含むことが可能であり、1つまたは複数の幾何学的特徴は、1つまたは複数の光ビーム61の反射部分が少なくとも実質的に収集媒体131から離れる方向に再方向付けされることを引き起こすことによって、収集媒体131に到達する散乱光の量を少なくとも実質的に最小化するように構成され得る。そのような例示的な状況では、光シールド45は、1つまたは複数の幾何学的特徴を含むことが可能であり、1つまたは複数の幾何学的特徴は、光シールド45の1つまたは複数の表面に係合することなく、1つまたは複数の光ビーム61の一部分が照射光源60から直接的に収集媒体131へ放出されることを可能にしながら、散乱光が収集媒体131に到達することを物理的に阻止するように構成されている。たとえば、さまざまな実施形態において、散乱光が収集媒体131に到達することを物理的に阻止するように構成されている例示的な光シールド45の1つまたは複数の幾何学的特徴は、1つまたは複数のバッフルエレメントおよび/または1つまたは複数の角度付きの内部表面などを含むことが可能であり、1つまたは複数のバッフルエレメントは、光シールド45の長さに沿って、内部シールド部分の中に配置されており、1つまたは複数の角度付きの内部表面は、光シールド45の中心シールド軸線に対して角度付きの構成で配置されている。代替的にまたは追加的に、さまざまな実施形態において、シールド壁部45Aの内部表面の少なくとも一部分は、黒色(たとえば、艶消し黒色)仕上げを有する非反射材料から作製され得、光シールド45の中の任意の光学的反射を低減および拡散させるようになっている。さらに、さまざまな実施形態において、シールド壁部45Aの外部表面の少なくとも一部分は、黒色(たとえば、艶消し黒色)仕上げを有する非反射材料から作製され得、流体フローチャンバー(光シールド45がその中に配設されている)の中の任意の光学的反射を低減および拡散させるようになっている。
【0041】
[0059]図4は、本明細書で説明されている実施形態による、開構成の例示的な流体組成センサー10の斜視図を図示している。とりわけ、図4は、開放センサー構成を画定する例示的な流体組成センサー10を図示しており、流体組成センサー10は、上側センサーハウジング20および下側センサーハウジング30を含み、それらは、ヒンジ式接続部16を介して互いに接続されており、下側センサーハウジング30に対して上側センサーハウジング20をヒンジ式コネクター16の周りに移動させることによって、センサー10が開かれ得るようになっている。図示されている実施形態において、ヒンジは、隠しヒンジ(たとえば、バレルヒンジ)であり、隠しヒンジは、ハウジングの周辺部の中に完全に含有されており、それは、閉位置にあるときに、上側センサーハウジング20の平面的な表面と下側センサーハウジング30の平面的な表面との間の同一平面上の接続を可能にする。しかし、他のヒンジ構成が他の実施形態において提供され得るということが理解されるべきである。そのうえ、示されていないが、ヒンジ構成は、1つもしくは複数の電気的なコネクターおよび/または電気的な接続部などを追加的に含むことが可能であり、それによって、下側センサーハウジング30と上側センサーハウジング20との間での電力信号および/または制御信号の送信を可能にするということが理解されるべきである。図示されているように、上側センサーハウジング20および下側センサーハウジング30は、例示的な流体組成センサー10が閉構成になっているときに、2つのセンサーハウジング部分20、30の間のインターフェースが少なくとも実質的に水平方向の平面を画定するように構成されている。さまざまな実施形態において、流体組成センサーは、ラッチメカニズム17を含むことが可能であり、ラッチメカニズム17は、下側センサーハウジング30に対して適切な位置に上側センサーハウジング20を固定するように構成されており、センサー10が閉構成でロックされるようになっている。ラッチメカニズム17は、それとのユーザー相互作用を検出することに少なくとも部分的に基づいて(たとえば、ラッチ17に機械的に接続されているセンサーハウジング11の周りに配設されているボタンを介して)、解除するように構成され、本明細書で説明されているように、閉構成から開構成へ流体組成センサー10を選択的に再構成することが可能である。機械的なラッチメカニズムとして図示されているが、ラッチメカニズム17は、上側センサーハウジング20を下側センサーハウジング30に固定するように構成されている任意の手段として具現化され得、それらの間の相対的移動を防止するようになっているということが理解されるべきである。
【0042】
[0060]さまざまな実施形態において、上側センサーハウジング20は、内部センサー部分13を画定しており、内部センサー部分13は、除去可能な流体フローコンポーネント40を受け入れるように構成されている。上側センサーハウジング20は、内部センサー部分13に対して、その中に配設されている除去可能な流体フローコンポーネント40の横方向の移動を制限するように構成され得、流体フローコンポーネント40の横方向の移動は、流体フローコンポーネント40の除去/挿入方向(すなわち、除去可能な流体フローコンポーネント40が上側センサーハウジング20から除去される方向および/または上側センサーハウジング20の中へ挿入される方向)に対して少なくとも実質的に垂直の方向への移動である。たとえば、上側センサーハウジング20の1つまたは複数の部分は、除去可能な流体フローコンポーネント40に係合することが可能であり、上側センサーハウジング20の内部センサー部分13の側壁部に対して、流体フローコンポーネント40の位置を安定化させるようになっており、流体組成センサー10が閉構成になっているときには、流体フローコンポーネント40がx-y平面の中で移動することを制限されるようになっている。さらに、さまざまな実施形態において、上側センサーハウジング20の内部センサー部分13は、除去可能な流体フローコンポーネント40の非対称の外部幾何学形状に対応する幾何学形状を含むことが可能であり、たとえば、センサー10のハウジング11の中に位置決めされている照射光源、インパクターノズル、収集媒体アッセンブリ、および/またはイメージングデバイスに対して、流体フローコンポーネント40の適正なアライメントを保証する角度的構成で、内部センサー部分13の中へ挿入されるときにのみ、流体フローコンポーネント40が、上側センサーハウジング20の中へフィットすることとなるようになっている。たとえば、さまざまな実施形態において、流体フローコンポーネント40の光経路オリフィスが照射光源に少なくとも実質的に隣接して上側センサーハウジング20の中に位置決めされる配置によって、流体フローコンポーネント40の適正なアライメントが画定され得るように、流体組成センサー10は構成され得、本明細書で説明されているように、照射光源から放出される1つまたは複数の光ビームが、流体フローコンポーネント40の中に(たとえば、流体フローコンポーネント40の流体フローチャンバーの中に)配設されている光シールドを通って延在し、センサー10の中の収集媒体に係合することができるようになっている。
【0043】
[0061]追加的に、流体組成センサー10は、センサー10が閉構成になっているときに、上側センサーハウジング20が、内部センサー部分13に対して、その中に配設されている除去可能な流体フローコンポーネント40の垂直方向の移動を制限することができるように構成され得、流体フローコンポーネント40の垂直方向の移動は、その除去/挿入方向と少なくとも実質的に同様の方向への移動である。たとえば、さまざまな実施形態において、流体フローセンサー10のインパクターノズルは、除去可能な流体フローコンポーネント40に取り付けられておらず(たとえば、インパクターノズルは、収集媒体アッセンブリ100の入口部部分を画定しており、インパクターノズルは、センサー10のハウジング11の一部分を画定している)、上側センサーハウジング20の1つまたは複数の部分は、除去可能な流体フローコンポーネント40に係合することが可能であり、流体フローコンポーネントの上にz方向に圧縮力を印加するようになっており、インパクターノズルおよび/または収集媒体に対して流体フローコンポーネント40の位置を安定化させるようになっている。そのような構成では、流体組成センサー10が閉構成になっているときに、流体フローコンポーネント40は、収集媒体131に対してz方向に移動することを制限され得る。収集媒体131に対して除去可能な流体フローコンポーネント40の位置をさらに安定化させることに加えて、上側センサーハウジング20から流体フローコンポーネント40に印加される垂直方向の圧縮力は、流体フローコンポーネント40の出口部において固定シールを生成させるように機能することが可能であり、流体フローコンポーネント40を通って流れるサンプル体積の流体を所定の体積の周囲流体から隔離するようになっている。
【0044】
[0062]さまざまな実施形態において、図4に図示されている例示的な実施形態に示されているように、流体組成センサー10の下側センサーハウジング30は、収集媒体アッセンブリドックエレメント200を含むことが可能であり、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、本明細書で説明されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100を受け入れるように、および、内部センサー部分13の中に好適なアライメントで収集媒体アッセンブリ100を固定するように構成されている。さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、センサー10が閉構成になっているときに、流体組成センサー10の内部センサー部分13の中に配設され得る。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10が、開構成で構成されており、開口部を画定するようになっており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100および/または除去可能な流体フローコンポーネント40が、開口部を通して除去され得、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、センサー10の開口部に近接して内部センサー部分13の中に配設され得、前記センサー開口部を通した、その中に配置されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100の除去および/または再設置を可能にする。さまざまな実施形態において、図4に図示されているように、流体組成センサー10は、上側センサーハウジング部分20と下側センサーハウジング部分30との間のインターフェースが少なくとも実質的に水平方向の平面を画定するように構成されており、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、前記インターフェースに近接して、下側センサーハウジング30の上部部分の周りに配設され得る。
【0045】
[0063]さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、収集媒体アッセンブリ受容部210を含むことが可能であり、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が、収集媒体アッセンブリ受容部210の中に挿入され得る。本明細書で説明されているように、収集媒体アッセンブリ受容部210は、収集媒体アッセンブリ100の幾何学形状に対応する幾何学形状を有する外側フレームによって少なくとも部分的に具現化され得、収集媒体アッセンブリ100が、その中に挿入され、センサーの1つまたは複数の他のコンポーネントに対して所望の位置に固定され得るようになっている。さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリ受容部210は、収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して、その中に配設されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100の横方向の移動を制限するように構成され得、収集媒体アッセンブリ100の横方向の移動は、収集媒体アッセンブリ100の除去/挿入方向(すなわち、収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリ受容部210から除去される方向および/または収集媒体アッセンブリ受容部210の中へ挿入される方向)に対して少なくとも実質的に垂直の方向への移動である。たとえば、収集媒体アッセンブリ受容部210の1つまたは複数の部分(たとえば、収集媒体アッセンブリ受容部側壁部、周辺アライメント突出部、および/または底部アライメント突出部211のうちの1つまたは複数など)は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100に係合することが可能であり、収集媒体アッセンブリ受容部210の中の交換可能な収集媒体アッセンブリ100の位置を安定化させるようになっている。さまざまな実施形態において、そのような構成は、本明細書で議論されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100がイメージングデバイスに対してx-y平面の中で移動することを制限することが可能である。
【0046】
[0064]さらに、さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、1つまたは複数のアライメント特徴を含むことが可能であり、1つまたは複数のアライメント特徴は、収集媒体アッセンブリ受容部210に少なくとも実質的に隣接して位置決めされており、受容部210の中に配設されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100の対応する特徴に係合するように構成されている。たとえば、さまざまな実施形態において、本明細書で議論されているように、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、周辺アライメントエレメントを含むことが可能であり、周辺アライメントエレメントは、収集媒体アッセンブリドックエレメント200からその中に配設されている収集媒体アッセンブリ100に向けて内向きに延在するように構成されており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、対応する凹部を有しており、凹部は、その中に周辺アライメントエレメントを受け入れるように構成されている。そのような状況において、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の中に画定された凹部は、周辺アライメントエレメントを少なくとも部分的に取り囲むことが可能であり、収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して角度方向に回転し始めるときに、凹部の縁部を画定する交換可能な収集媒体アッセンブリ100の少なくとも一部分が、隣接する周辺アライメントエレメントに係合するようになっており、それは、物理的なバリアとして作用し、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して半径方向に移動することを防止する。
【0047】
[0065]追加的に、上記に説明されているように、流体組成センサー10は、センサー10が閉構成になっているときに、上側センサーハウジング20が、流体フローコンポーネント40に垂直方向の圧縮力を印加することによって、その中に配設されている除去可能な流体フローコンポーネント40の垂直方向の移動(たとえば、z方向への移動)を制限することができるように構成され得、流体フローコンポーネント40が、隣接するインパクターノズルに対して垂直方向に圧縮されるようになっている。さまざまな実施形態において、ハウジング11によって発生させられ、流体フローコンポーネント40に印加される上述の圧縮力は、収集媒体アッセンブリドックエレメント200(たとえば、収集媒体アッセンブリ受容部210)の中に配設されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100に伝達され得、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の拘束された底部表面に対して収集媒体アッセンブリ100を押し付けることによって、収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して垂直方向に(たとえば、z方向に)移動することを防止するようになっている。
【0048】
[0066]さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、その厚さを通って延在するイメージングオリフィスをさらに含むことが可能である。イメージングオリフィスは、収集媒体アッセンブリドックエレメント200(たとえば、収集媒体アッセンブリ受容部210)の中に位置決めされ得、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に固定された交換可能な収集媒体アッセンブリ100の中に配設されている収集媒体131の受け入れエリア(すなわち、センサー10を通って流れる所定量の流体から粒子を受け入れるように構成されている収集媒体131の部分)と、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の下方の下側センサーハウジング30の中に配置されているイメージングデバイスとの間のクリアな見通し線を可能にするようになっている。たとえば、イメージングオリフィスは、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の底部表面の中に少なくとも部分的に画定され得、本明細書で説明されているように、収集媒体131の受け入れエリアの中に埋め込まれている複数の粒子のイメージをイメージングデバイスがキャプチャーすることを可能にすることによって、流体組成センサー10の粒子分析機能性を促進させるようになっている。さまざまな実施形態において、イメージングオリフィスは、収集媒体アッセンブリドックエレメント200がイメージングデバイスの視野と干渉しないように構成され得る。
【0049】
[0067]本明細書で説明されているように、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、透明な保護カバー(たとえば、透明なガラスおよび/または透明なプラスチックなど)をさらに含むことが可能であり、透明な保護カバーは、イメージングオリフィスをカバーするように構成され、イメージングデバイスを汚染から保護するようになっている。保護カバーは、上記に説明されているように、センサー10を通って流れる任意の流体および/または粒子状物質からイメージングデバイスを物理的に隔離しながら、イメージングデバイスが収集媒体131への見通し線を維持することを可能にするように構成され得る。たとえば、センサー10を通って流れる流体および/または粒子状物質がイメージングデバイスと相互作用することを防止することによって、透明な保護カバーは、イメージングデバイスの汚染によって引き起こされ得る粒子分析機能に関連付けられるエラーを低減させる(それは、エラーを結果として生じさせる可能性がある)。流体組成センサー10が開構成になっているさまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に配設されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、流体組成センサー10の内部センサー部分13の中の粒子収集位置から除去され得る。たとえば、透明な保護カバーは、交換可能な収集媒体アッセンブリ100を除去するとそれがユーザーにアクセス可能であるように配置され得る。透明な保護カバーは、収集媒体アッセンブリドックエレメント200から除去され、カバーのクリーニングおよび/または再設置を促進させることが可能であり、以前のサンプル体積の流体から残った粒子がイメージングデバイスの視野の中に保護カバーの上に配設されている(その後に検査される任意の粒子サンプルのイメージングおよび分析に関して、イメージの歪みが生成されるようになっている)ことによって引き起こされるシステム不正確さのリスクを最小化するようになっている。
【0050】
[0068]さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、内部センサー部分13の中に(たとえば、下側センサー部分30の中に)配置され得、流体組成センサー10が閉構成になっているときに、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に固定されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100の収集媒体131の少なくとも一部分が、イメージングデバイス300の視野の中にあることができるようになっている。さらに、インパクターノズルが交換可能な収集媒体アッセンブリ100の入口部として含まれるさまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、内部センサー部分13の中に配置され得、インパクターノズル(たとえば、その中心ノズル軸線)が、本明細書で説明されているように、下側センサーハウジング30の中に配設されているイメージングデバイス(たとえば、視野)および流体フローコンポーネント40の出口部の両方と少なくとも実質的に整合させられるようになっている。追加的に、そのような構成では、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、内部センサー部分13の中に配置され得、流体組成センサー10が閉構成になっているときに、照射光源60から放出される光ビーム61が、インパクターノズルの入口部および出口部の両方を通って延在するときにイメージングデバイスの視野と少なくとも実質的に整合させられる収集媒体131の部分に係合することができるようになっている。
【0051】
[0069]本明細書で説明されているように、流体組成センサー10は、上側センサーハウジング20および下側センサーハウジング30を含み、それらは、ヒンジ式接続部16を介して互いに接続されており、下側センサーハウジング30に対してヒンジ16の周りに上側センサーハウジング20を移動させることによって、センサー10が開けられ得るようになっている。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10のヒンジ式接続部は、上側センサーハウジング20と下側センサーハウジング30との間の相対運動を少なくとも部分的にアンカー固定することが可能であり、本明細書で説明されているように、2つのハウジング部分の中にそれぞれ配設されているさまざまなセンサーコンポーネントのそれぞれを適正に整合させる再現性を促進させるようになっている。
【0052】
[0070]代替的にまたは追加的に、流体組成センサー10の上側センサーハウジング20および下側センサーハウジング30は、互いから完全に取り外し可能であるように構成され得、流体組成センサー10を開構成で構成することが、2つの上述のセンサー部分20、30の一方を他方から完全に取り外すことを含むようになっている。そのような構成では、流体組成センサー10は、1つまたは複数の追加的なラッチおよび/または締結エレメントを含むことが可能であり、それは、閉鎖センサー構成において上側センサーハウジング20を下側センサーハウジング30に固定するように構成されている。図5は、本明細書で説明されている実施形態による例示的な流体組成センサー10の斜視図を図示しており、さらに、部分的な断面図を図示している。とりわけ、図5は、例示的な流体組成センサー10を図示しており、例示的な流体組成センサー10は、少なくとも開放センサー構成と閉鎖センサー構成との間で構成可能であり、上側センサーハウジング20および下側センサーハウジング30を含み、上側センサーハウジング20は、切り欠き斜視図を使用して図示されている。例示的な流体組成センサー10の開放センサー構成は、上側センサーハウジング20および下側センサーハウジング30が互いから完全に取り外されていることによって画定され得る。さまざまな実施形態において、上側センサーハウジング20および下側センサーハウジング30は、例示的な流体組成センサー10が閉構成になっているときに、2つのセンサーハウジング部分20、30の間のインターフェースが、2つのセンサー部分20、30の間に位置決めされている少なくとも実質的に水平方向の平面の周りで、ハウジング11の周辺縁部の少なくとも一部分の周りに延在するように構成され得る。
【0053】
[0071]例示的な流体組成センサー10は、上側センサーハウジング20および下側センサーハウジング30の上にそれぞれ配設されている1つまたは複数の対応するインターロッキング係合特徴(たとえば、タブ、ガイド付きトラック、および/またはピンなど)を利用することによって、センサー10が選択的に閉構成で配置され得るように構成され得る。たとえば、インターロッキング特徴のそれぞれは、2つのセンサーハウジング部分20、30のそれぞれのインターフェース部分に近接して配設され得、たとえば、2段階の取り付けアクションの実行のときに、上側センサーハウジング20が、下側センサーハウジング30に固定され得、また、本明細書で説明されているように、その中に配設されている除去可能な流体フローコンポーネント40が、下側センサーハウジング30の中に配設されているイメージングデバイスおよび収集媒体131の少なくとも一部分と整合させられるように、上側センサーハウジング20が配置され得るようになっている。さまざまな実施形態において、その中に配設されている除去可能な流体フローコンポーネント40は、流体組成センサー10の中央部分を通って(または、代替的に、上述の中央部分から離れた距離に位置決めされているセンサーの一部分を通って)延在する垂直方向軸線の周りで、下側センサーハウジング30の中に配設されているイメージングデバイスおよび収集媒体131の少なくとも一部分と整合させられ得る。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、順番に実行されるときに閉構成でのセンサー10の配置を促進させる2つのアクションによって、2段階の取り付けアクションが確定され得るように構成され得る。さらに、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、2段階の取り付けアクションの2つのアクションを逆の順番で実行することによって、センサー10が開構成を画定するように再配置され得るように構成され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、例示的な流体組成センサー10は、カメラレンズを一眼レフ(SLR)カメラに取り付けるために使用されるもの、または、チャイルドレジスタントの処方薬瓶を開けるために必要とされる順次的な双方向アクションと同様の2段階の取り付けアクションを使用して、閉構成で構成され得る。上側センサーハウジング20は、下側センサーハウジング30に取り付けられ得、上側センサーハウジング20の周りに配設されている係合特徴のうちの1つまたは複数を下側センサー部分30の1つまたは複数の対応する係合特徴に対して位置決めすることによって、および、たとえば、90度の角度方向距離だけ流体組成センサー10の垂直方向中心軸線の周りに上側センサーハウジング20を回転させることによって、閉鎖センサー構成を画定するようになっている。さまざまな実施形態において、上側センサーハウジング20は、1つまたは複数の電子コンポーネントを含むことが可能であり、1つまたは複数の電子コンポーネントは、ロック位置へたとえば90度回転させられるときに、センサー10の内部制御回路との電子通信を確立することが可能である。
【0054】
[0072]さまざまな実施形態において、上側センサーハウジング20は、センサー流体入口部と、ハンドル15と、ダストキャップ14とを含み、センサー流体入口部は、開口部として具現化されており、流体組成センサー10は、周囲環境から開口部を通して所定量の流体を受け入れることが可能であり、ダストキャップ14は、周囲環境から流体フローコンポーネント入口部を少なくとも実質的に隔離する物理的なカバーを提供することによって、流体フローコンポーネント入口部を通って流体組成センサー10に非意図的に進入する周囲流体の量を軽減するように構成され得る。たとえば、ダストカバー14は、ハウジング11の中へ一体化され得、それが開位置と閉位置との間で選択的に移動させられ得るようになっている。さらに、さまざまな実施形態において、上側センサーハウジング20は、除去可能な流体フローコンポーネント40を受け入れるように構成されている内部センサー部分13を画定している。除去可能な流体フローコンポーネント40は、流体組成センサー10が開構成になっているときに、上側センサーハウジング20の内部センサー部分13の中へ挿入され得る。たとえば、除去可能な流体フローコンポーネント40は、流体フローコンポーネント40および内部センサー部分13の両方の周りにそれぞれ配設されている1つまたは複数の対応する「スナップイン」締結特徴を使用して、上側センサーハウジング20の中に固定され得る。上側センサーハウジング20は、力を誘起するエレメント(たとえば、流体フローコンポーネント40の回転を可能にしながらそれと接触したままになっている捩じりスプリングなど)を使用して、内部センサー部分13の中の除去可能な流体フローコンポーネント40の所望のアライメントを維持するように構成され得る。示されているように、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10のインパクターノズル112は、除去可能な流体フローコンポーネント40の一部であることが可能である。たとえば、インパクターノズル112は、流体フローコンポーネント40の流体出口部を画定することが可能である。
【0055】
[0073]さまざまな実施形態において、下側センサーハウジング30は、上部表面および流体入口部を含むことが可能であり、上部表面は、下側センサーハウジング30の中に配設されているさまざまなセンサー10コンポーネントを周囲環境から少なくとも部分的に隔離するように構成されており、流体入口部は、流体組成センサー10が閉鎖センサー構成になっているときに、流体フローコンポーネント40から所定の体積の空気を受け入れるように構成されている上述の上部表面の周りに位置決めされたオリフィスによって画定され得る。示されているように、例示的な流体組成センサー10は、インパクターノズル(たとえば、流体フローコンポーネント40)の出口部からディスペンスされる所定量の流体から複数の粒子を受け入れるために、収集媒体が下側センサーハウジング30の中に位置決めされ得るように構成されている。収集媒体は、さらに詳細に本明細書で説明されているように、使い捨てスライドとして具現化されている収集媒体アッセンブリ400の上に配設され得る。流体組成センサー10は、ハウジング11の中の開口部を通して、収集媒体131(使い捨てスライド400に取り付けられている)を有する使い捨てスライド400を受け入れるように構成され得、また、少なくとも部分的に内部センサー部分13の中にスライド400を位置決めするように構成され得り、収集媒体131が、センサー10を通って移動する所定量の流体の流体流路の中に配設されるようになっている。本明細書で説明されているように、流体組成センサー10は、内部センサー部分13の中にスライド400(たとえば、収集媒体)を配置させるようにさらに構成され得、それが、インパクターノズル112の出口部、イメージングデバイス300、および照射光源と整合させられ得るようになっている。さまざまな実施形態において、流体組成センサーは、スライドイジェクションボタン410をさらに含むことが可能であり、スライドイジェクションボタン410は、センサー10のハウジング11からの使い捨てスライド400の除去を促進させるように構成されている。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10の粒子収集機能性が開始すると、本明細書で説明されているように、センサーは、スライドイジェクションボタン410をロックするように構成され得、たとえば、コントローラーによって、粒子収集機能および粒子分析機能の両方が完了したという決定が行われるまで、それが、内部センサー部分13の中に配設されているスライド400を解放するように機能することとならないようになっている。
【0056】
[0074]図6A図6Bは、さまざまな実施形態による例示的な装置の斜視図を図示している。とりわけ、図6Aおよび図6Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な除去可能な流体フローコンポーネント40の上面斜視図および底面斜視図をそれぞれ示している。さまざまな実施形態において、除去可能な流体フローコンポーネント40は、センサー流体入口部から少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部41Aを通して所定量の流体を受け入れるように構成され得、所定量の流体の流体流路の少なくとも一部分を画定することが可能であり、それによって、所定量の流体が、流体フローコンポーネント入口部41Aから流体フローコンポーネント出口部42へ移動することが可能である。除去可能な流体フローコンポーネント40は、例示的な流体組成センサー10の内部センサー部分の中に配設され得、また、少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部41Aがセンサー流体入口部に少なくとも実質的に近接して位置決めされるように配置され得る。図6Aに図示されているように、さまざまな実施形態において、少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部は、第1の流体フローコンポーネント入口部41Aおよび第2の流体フローコンポーネント入口部41Bを含むことが可能であり、それぞれが、それぞれの所定量の流体を受け入れるように構成されている。
【0057】
[0075]さまざまな実施形態において、除去可能な流体フローコンポーネント40は、光経路オリフィス43を含むことが可能であり、光経路オリフィス43は、除去可能な流体フローコンポーネント40の少なくとも一部分を通って延在するチャネルを含む。たとえば、照射光源は、本明細書で説明されているように、除去可能な流体フローコンポーネント40の外部部分に少なくとも実質的に隣接して、内部センサー部分の中に位置決めされ得る。照射光源は、少なくとも実質的に収集媒体131に向けた方向に光ビームを放出することが可能である。さまざまな実施形態において、除去可能な流体フローコンポーネント40の光経路オリフィス43は、照射光源から放出される光ビームが、除去可能な流体フローコンポーネント40の一部分(たとえば、壁部)によって遮られることなく、除去可能な流体フローコンポーネント40の少なくとも一部分を通って流体フローコンポーネント出口部42へ延在することを可能にするように構成され得る。そうであるので、光経路オリフィス43の構成は、照射光源およびそこから放出される光ビームの構成に対応することが可能である。たとえば、さまざまな実施形態において、照射光源は、そこから放出される光ビームが、除去可能な流体フローコンポーネント40(たとえば、流体フローコンポーネント出口部42)の中心軸線と少なくとも実質的に同軸の方向に延在するように配置され得る。そのような例示的な構成では、除去可能な流体フローコンポーネント40の光経路オリフィス43は、同様に、照射光源に隣接する流体フローコンポーネント40の表面と流体フローコンポーネント出口部42との間で、流体フローコンポーネント40の中心軸線と同軸の方向に延在することが可能である。さらに、光経路オリフィス43は、光ビームの対応する直径と少なくとも同じ程度に大きい直径によって、少なくとも部分的に画定され得、また、光経路オリフィス43の側壁部(流体フローコンポーネント40の厚さに沿って)が光ビームと実質的に干渉しないように画定され得る(たとえば、光がイメージングデバイスにおいて受け入れられると、発生させられるイメージの中に干渉を生成させる光の反射を引き起こす)。さまざまな実施形態において、光経路オリフィス43の直径は、一定であるか、または、可変の直径を有する光ビーム(たとえば、発散する光ビーム)に少なくとも部分的に基づいて変化するかのいずれかであることが可能である。
【0058】
[0076]図6Bに示されているように、流体フローコンポーネント出口部42は、除去可能な流体フローコンポーネント40の底部表面の少なくとも実質的に近くに配設されている通路を含むことが可能であり、除去可能な流体フローコンポーネント40を通って移動する所定量の流体が、通路を通してディスペンスされ得る。本明細書で説明されているように、流体フローコンポーネント出口部42は、少なくとも実質的にインパクターノズルに向けた方向に除去可能な流体フローコンポーネント40から所定量の流体をディスペンスするように構成され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、流体フローコンポーネント出口部42は、インパクターノズルのノズル入口部と少なくとも実質的に整合させられるように構成され得る。さらに、さまざまな実施形態において、流体フローコンポーネント出口部42のサイズおよび形状は、ノズル入口部のものと少なくとも実質的に同様になっていることが可能である。本明細書で説明されているように、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、除去可能な流体フローコンポーネント40に圧縮力を印加するように構成され、流体フローコンポーネント出口部42において固定シールを少なくとも部分的に生成させることが可能であり、流体フローコンポーネント出口部42からインパクターノズルへ流れるサンプル体積の流体が所定の体積の周囲流体から流体的に隔離されたままであることを保証するようになっている。さらに、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10のインパクターノズルは、除去可能な流体フローコンポーネント40に接続され得、本明細書で説明されているように、単数のセンサーコンポーネントを画定するようになっている。
【0059】
[0077]除去可能な流体フローコンポーネント40は、流体組成センサー10の内部センサー部分の中に配設され得る。本明細書で説明されているように、除去可能な流体フローコンポーネント40は、内部センサー部分から除去され、除去可能な流体フローコンポーネント40のクリーニングおよび/または再設置を促進させることが可能であり、その中に蓄積された望ましくない粒子状物質の量を減少させ、汚染によって引き起こされるシステムエラーのリスクを最小化するようになっている。さまざまな実施形態において、除去可能な流体フローコンポーネント40は、複数の分離可能なコンポーネントから構成され得、それらは、除去可能な流体フローコンポーネント40を集合的に画定するように一緒にフィットする。そのような状況において、除去可能な流体フローコンポーネント40は、少なくとも部分的に分解され得、複数の分離可能なコンポーネントの少なくとも一部分が、個別にクリーニングされ得るようになっている。たとえば、クリーニングプロセスの前に除去可能な流体フローコンポーネント40を分解することは、従来は単数のコンポーネントの中では到達されることができなかった1つまたは複数のエリアをアクセス可能にすることが可能である。
【0060】
[0078]さまざまな実施形態において、除去可能な流体フローコンポーネント40は、光トラップを含むことが可能であり、光トラップは、光を吸収するように構成され、イメージングデバイスの視野に向けて内部センサー部分の中のコンポーネントから反射される光の量を最小化するようになっている(それは、本明細書で説明されているように、収集媒体131の中に配設されている1つまたは複数の粒子の1つまたは複数の特徴を少なくとも部分的に不明瞭にする可能性のあるイメージ干渉を作り出す可能性がある)。
【0061】
[0079]図7A図7Cは、さまざまな実施形態による例示的な流体組成センサーコンポーネントの斜視図を図示している。とりわけ、図7A図7Cは、例示的なセンサー実施形態のさまざまな斜視断面図を示しており、そこでは、センサーは、本明細書で説明されているように、センサーの中に配設されている例示的な光シールド45を含む。図7Aは、センサー10によって受け入れられた流体サンプルの中からの複数の粒子の収集および照射(たとえば、イメージングのための)を促進させるために、例示的な流体組成センサーの内部センサー部分13の周りの(たとえば、上側センサー部分の中の)配置のために構成されているさまざまなコンポーネントの隔離された断面図を図示している。
【0062】
[0080]図示されているように、さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、光シールド45を含むことが可能であり、光シールド45は、センサーの中に配置されている収集媒体に到達する散乱光(たとえば、コヒーレント光、インコヒーレント光)の量を少なくとも実質的に最小化するように構成されており、収集媒体の中に配設されている複数の粒子の照射に貢献するようになっている。さまざまな実施形態において、光シールド45は、物理的なバリアとして作用し、照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が直接的に収集媒体に延在することを可能にしながら、照射光源60および/または外部光から(たとえば、センサーハウジングの外側から)放出される1つまたは複数の光ビームの少なくとも反射された(たとえば、散乱された)部分が収集媒体に係合することを防止することが可能である。
【0063】
[0081]図7Aに図示されている流体組成センサー10の例示的な光シールド45は、中心シールド軸線450に沿って延在する長さを含み、中心シールド軸線450は、照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビームによって画定されるビーム軸線と少なくとも実質的に同軸になっている。たとえば、ビーム軸線は、照射光源60と収集媒体との間で直接的に延在する線形の軸線を含むことが可能である。本明細書で説明されているように、ビーム軸線は、照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビーム(たとえば、発散光ビーム)の中心軸線を具現化することが可能である。さまざまな実施形態において、光シールド45は、流体組成センサー10の中に配設されている照射光源60と収集媒体との間に少なくとも部分的に延在しており、照射光源60から直接的に収集媒体への1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分の伝播を効果的に促進させるようになっている。
【0064】
[0082]さまざまな実施形態において、光シールド45は、シールド壁部45Aを含むことが可能であり、シールド壁部45Aは、光シールド入口部48と光シールド出口部49との間で光シールド45の長さに沿って延在している。シールド壁部45Aは、光シールド45の外部の少なくとも一部分を画定することが可能であり、照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビームを少なくとも実質的に取り囲むように構成され得、光シールド45の長さに沿ってシールド壁部45Aの中に画定された内部シールド部分の中に1つまたは複数の光ビームを閉じ込めることを促進させるようになっている。たとえば、さまざまな実施形態において、光シールド45は、少なくとも実質的にチューブ状の構成を含むことが可能であり、内部シールド部分は、光シールド入口部48と光シールド出口部49との間で光シールド45の長さに沿って(たとえば、中心シールド軸線450に沿って)延在するシールド壁部45Aの中の内部体積によって画定される。
【0065】
[0083]さまざまな実施形態において、光シールド45の少なくとも一部分は、流体組成センサー10の流体フローチャンバーの中に位置決めされ得る。たとえば、本明細書で説明されているように、流体フローチャンバーは、流体組成センサー10の中に(たとえば、センサー流体入口部から下流に)あり、センサー10の中に配設されている収集媒体から上流にある、流体流路の少なくとも一部分を画定する、流体組成センサー10の中の(たとえば、流体フローコンポーネント40の中の)内部体積によって画定され得る。さまざまな実施形態において、流体組成センサーの流体フローチャンバーは、本明細書で説明されているように、流体フローコンポーネント40によって少なくとも部分的に画定され得る。図7A図7Cに図示されているように、例示的な流体組成センサーは、流体フローコンポーネント40を含むことが可能であり、流体フローコンポーネント40は、流体フローコンポーネントハウジング40Aを含み、流体フローチャンバー44を画定する流体フローコンポーネントハウジング40Aの中に内部体積を有している。流体フローコンポーネント40は、少なくとも1つの流体フローコンポーネント入口部41Aを介して、流体フローチャンバー44の中に所定量の流体を受け入れるように構成され得、さらに、その中の所定量の流体を流体流路に沿って流体フローコンポーネント入口部41Aから流体フローコンポーネント出口部42へ方向付けるように構成され得る。
【0066】
[0084]そのような例示的な状況では、図7A図7Cに図示されているように、光シールド45は、流体フローコンポーネントハウジング40Aの中に少なくとも部分的に位置決めされ得、光シールド45の少なくとも一部分が、流体フローチャンバー44の周りに配置されるようになっている。さまざまな実施形態において、光シールド45は、流体フローチャンバー44の中に位置決めされ得、光シールド45の中心シールド軸線450が、照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビームによって画定されるビーム軸線と少なくとも実質的に整合させられる(たとえば、同軸になる)ようになっている。たとえば、図示されているように、さまざまな実施形態において、光シールド45は、除去可能な流体フローコンポーネント40の流体フローチャンバー44の中に位置決めされ得、光シールド45の光シールド入口部48が、流体フローコンポーネントハウジング40Aを通って延在する光経路オリフィス43と少なくとも実質的に隣接しており(たとえば、同軸になっている)、および/または、それと整合させられるようになっている。さらに、さまざまな実施形態において、光シールド45の長さは、流体フローチャンバー44の中に、中心シールド軸線450に沿って、流体フローチャンバー44の中に配設されている光シールド出口部49へ延在することが可能である。さまざまな実施形態において、光シールド45は、光シールド出口部49が流体フローコンポーネント出口部42に少なくとも実質的に近接して流体フローチャンバー44の中に位置決めされるように構成され得る。光シールド出口部49は、開口部、ギャップ、および/またはスロットなどによって、流体フローコンポーネント出口部42および/または流体フローコンポーネントハウジング40Aの内部表面から分離され得る。たとえば、光シールド出口部49と流体フローコンポーネント出口部42との間の開口部、および/または、流体フローコンポーネントハウジング40Aの内部表面は、流体フローコンポーネント入口部41Aと流体フローコンポーネント出口部42との間に流体連通を提供することを維持することによって、流体フローコンポーネント40を通る流体サンプルのフローを促進させることが可能である。流体フローチャンバー44の中に配設されている例示的な光シールド45は、流体フローコンポーネント入口部41Aと流体フローコンポーネント出口部42との間の流体流路の連続性を破壊することを回避するように構成され得、流体組成センサーの中の流体流路の少なくとも一部分が、光シールド出口部49と流体フローコンポーネント出口部42との間の開口部、および/または、流体フローコンポーネントハウジング40Aの内部表面によって画定されるようになっている。
【0067】
[0085]さまざまな実施形態において、光シールド45は、流体フローコンポーネント40を通って(たとえば、流体フローチャンバー44の中を)流れる所定量の流体が、光シールド45の中の内部シールド部分から、および、それを通って延在する照射光源60から放出される1つまたは複数の光ビームから少なくとも実質的に隔離されたままの状態で、光シールド45の外部の周りの(たとえば、シールド壁部45Aの外部の周りの)流体フローチャンバー44の全体を通って流れることができるように構成され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、流体フローチャンバー44の少なくとも一部分は、少なくとも実質的にテーパー付きの(たとえば、漏斗形状の)構成を含むことが可能であり、流体フローコンポーネント出口部42に向かう方向に、および、さらに、収集媒体に向かう(たとえば、収集媒体から少なくとも実質的に直ぐ上流に位置決めされているインパクターノズルに向かう)方向に、それを通って流れる所定量の流体のフローを促進させるようになっている。さまざまな実施形態において、たとえば、図7A図7Cに図示されている例示的な実施形態などにおいて、光シールド45は、流体フローコンポーネント40のテーパー付き部分を通って延在することが可能であり、光シールド出口部49が、流体フローコンポーネント40のテーパー付き部分よりも、流体フローコンポーネント出口部42の少なくとも実質的に近くにあるようになっている。
【0068】
[0086]図7Bに図示されているように、流体組成センサーの例示的な光シールド45は、中心シールド軸線450に沿って延在する長さによって少なくとも部分的に画定され得、中心シールド軸線450は、流体フローコンポーネント出口部42の中心軸線と少なくとも実質的に同軸になっており、中心シールド軸線450が、イメージングデバイス300と少なくとも実質的に整合させられるようになっている。たとえば、本明細書で説明されているように、流体組成センサーが収集媒体アッセンブリドックエレメント200の収集媒体アッセンブリ受容部210において収集媒体(たとえば、収集媒体アッセンブリ)を受け入れるように構成されているさまざまな実施形態において、光シールド45は、中心シールド軸線450が、イメージングデバイス300の視野に(たとえば、収集媒体の周りに)少なくとも実質的に向かう線形方向に光シールド入口部48から延在するように配置され得る。そのような例示的な状況では、光シールド45は、照射光源から、線形の放出経路に沿って、光シールド入口部48および光シールド出口部49の両方を通って、イメージングデバイス300の視野の中の収集媒体の中に配設されている1つまたは複数の粒子へ直接的に、1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分の放出を促進させるように構成され得る。
【0069】
[0087]図7Cは、例示的な流体組成センサーの流体フローコンポーネント40の断面図を図示しており、収集媒体アッセンブリ100は、流体フローコンポーネント出口部42に少なくとも実質的に隣接して流体組成センサーの中に位置決めされており、また、流体フローコンポーネント出口部42を介して流体フローチャンバー44からディスペンスされる所定量の流体を受け入れるように構成されている。本明細書で説明されているように、流体フローコンポーネント40は、流体組成センサーの内部センサー部分の周りに配置され得、流体フローチャンバー44を通って移動する所定量の流体が、流体組成センサーの中に配設されている収集媒体に少なくとも実質的に向けた方向に、流体フローコンポーネント出口部42からディスペンスされ得るようになっている。図示されているように、および、さらに詳細に本明細書で説明されているように、収集媒体アッセンブリ100は、インパクターノズルを含むことが可能であり、インパクターノズルは、流体流路に沿って移動する所定量の流体(たとえば、流体フローコンポーネント出口部42からディスペンスされる)を受け入れ、そこから下流に収集媒体アッセンブリ100の中に配設されている収集媒体に向けて所定量の流体を方向付けるように構成されており、流体の中からの複数の粒子の収集を促進させる。
【0070】
[0088]図7Cに図示されているように、例示的な光シールド45は、その中心シールド軸線450が流体フローコンポーネント出口部42の中心軸線と少なくとも実質的に同軸になることができるように構成され得、中心シールド軸線450が、センサーの中に配設されている収集媒体の少なくとも一部分と少なくとも実質的に整合させられるようになっている。たとえば、例示的な光シールド45は、その中心シールド軸線450が、流体組成センサーの内部センサー部分の中に位置決めされている収集媒体アッセンブリ100のインパクターノズルの中心軸線と少なくとも実質的に同軸になるように構成され得る。さまざまな実施形態において、流体組成センサーは、本明細書で説明されているように、流体フローコンポーネント40の流体フローコンポーネント出口部42に少なくとも実質的に隣接して収集媒体アッセンブリ100を受け入れるように構成されており、光シールド45は、イメージングデバイスの視野の中の収集媒体アッセンブリ100(たとえば、収集媒体)の一部分に少なくとも実質的に向けた線形方向に、中心シールド軸線450が光シールド入口部48から延在するように配置され得る。そのような例示的な状況では、光シールド45は、照射光源から、線形の伝播経路に沿って、i)光シールド入口部48、ii)光シールド出口部49、およびiii)インパクターノズルのそれぞれを通って、収集媒体アッセンブリ100の収集媒体の中に配設されている1つまたは複数の粒子へ直接的に、1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分の放出を促進させるように構成され得る。
【0071】
[0089]図8A図8Cは、さまざまな実施形態による例示的な光シールドのさまざまな図を図示している。とりわけ、図8Aは、例示的な実施形態による、例示的な光シールド45のシールド壁部45Aの中に画定される内部シールド部分の断面図を示している。図示されているように、例示的な光シールド45は、光シールド入口部48と光シールド出口部49との間に中心シールド軸線450に沿って少なくとも実質的に線形の方向に延在する長さによって、少なくとも部分的に画定され得る。さまざまな実施形態において、光シールド45は、シールド壁部45Aによって少なくとも部分的に画定される少なくとも実質的にチューブ状の構成を含むことが可能であり、シールド壁部45Aは、中心シールド軸線450を少なくとも実質的に取り囲み、光シールド入口部48と光シールド出口部49との間の光シールド45の長さに沿って延在し、内部シールド部分を画定するようになっており、内部シールド部分は、シールド壁部45Aの内側表面の中に囲まれており、光シールド入口部48と光シールド出口部49との間に延在している。
【0072】
[0090]本明細書で説明されているように、光シールド入口部48は、流体組成センサーの照射光源と整合させられ得、照射光源から放出される1つまたは複数の光ビームが、光シールド45の内部シールド部分の中へ光シールド入口部48を通して放出されるようになっており、1つまたは複数の光ビームが、光シールド出口部49に向けて放出されるようになっている。図8Aに図示されているように、例示的な光シールド45は、内部シールド部分の中の1つまたは複数のエレメント(たとえば、1つまたは複数の幾何学的特徴)を含むことが可能であり、1つまたは複数のエレメントは、光シールド45の内部シールド部分の中の内部表面から反射する、および、光シールド45の長さに沿って光シールド出口部49を通って継続して散乱光を具現化する、光シールド45の中に(たとえば、内部シールド部分の中に)受け入れられる1つまたは複数の光ビームの部分を少なくとも実質的に最小化するように構成されており、散乱光は、本明細書で説明されているように、収集媒体に係合し、例示的なイメージングデバイスによってキャプチャーされるイメージの中に干渉(たとえば、コヒーレント干渉)を引き起こす。たとえば、さまざまな実施形態において、光シールド45は、光シールド45の長さに沿って内部シールド部分の中に配置されている1つまたは複数のバッフルエレメントを含むことが可能である。さまざまな実施形態において、例示的なバッフルエレメントは、所定の材料厚さを含むことが可能であり、所定の材料厚さは、光シールド45の長さに沿って所定の場所の周りに配設されており、シールド壁部45Aの内部表面から中心シールド軸線450に向けて内向きに延在する1つまたは複数の表面によって画定されている。示されているように、内部センサー部分の中に位置決めされているバッフルエレメントは、その中央部分を通って中心シールド軸線450に沿って延在するオリフィスを画定することが可能である。たとえば、例示的なバッフルエレメントを通って延在するオリフィスは、照射光源から放出されて光シールド45の中に(たとえば、内部シールド部分の中に)受け入れられる1つまたは複数の光ビームの第1の部分(たとえば、中央ビーム部分など)が、バッフルエレメントの表面から反射することなくオリフィスを通って延在することができるように構成され得、一方では、1つまたは複数の光ビームの第2の部分(たとえば、外側(たとえば、発散)ビーム部分など)は、バッフルエレメントの表面から反射し、光シールド45の内部シールド部分の中の1つまたは複数の他の内部表面に向けて再方向付けされ得る。さまざまな実施形態において、さらに詳細にここで説明されているように、例示的なバッフルエレメントの第1の表面は、中心シールド軸線450に対して少なくとも実質的に垂直であることが可能であり、第1の表面に入射する照射光源から放出される1つまたは複数の光ビームの発散ビーム部分が、光シールド出口部49から少なくとも実質的に離れる方向に反射され得るようになっている。
【0073】
[0091]さまざまな実施形態において、図8A図8Cに図示されているように、光シールド45の1つまたは複数のバッフルエレメントは、光シールド45の長さに沿って分散された複数のバッフルエレメント46を含むことが可能であり、それぞれは、内部シールド部分のシールド壁部45Aの内側表面から内向きに延在している。さまざまな実施形態において、光シールド45は、複数のバッフルエレメントを含むことが可能であり、複数のバッフルエレメントは、少なくとも実質的に、1つのバッフルエレメントから100個のバッフルエレメントの間の(たとえば、4つのバッフルエレメントから7つのバッフルエレメントの間の)バッフルエレメントを含む。たとえば、図示されているように、複数のバッフルエレメント46は、第1のバッフルエレメント46A、第2のバッフルエレメント46B、第3のバッフルエレメント46C、第4のバッフルエレメント46D、および第5のバッフルエレメント46Eを含むことが可能であり、それらは、光シールド入口部48と光シールド出口部49との間で光シールド45の長さに沿ってそれぞれの位置において、内部シールド部分の中に配置されている。示されているように、光シールド45の中の複数のバッフルエレメント46のそれぞれは、その中央部分を通って延在するオリフィスを画定している。たとえば、さまざまな実施形態において、複数のバッフルエレメントのそれぞれのオリフィスは、それぞれのバッフルエレメント(オリフィスがそれを通って延在している)の中央部分の周りに位置決めされ得、複数のオリフィスのそれぞれが、中心シールド軸線450に沿って互いに少なくとも部分的に整合させられるようになっている。そのような例示的な状況では、複数のバッフルエレメント46の複数のオリフィスは、少なくとも実質的に連続的な開口部を集合的に画定することが可能であり、少なくとも実質的に連続的な開口部は、中心シールド軸線450に沿って延在しており、照射光源から放出される1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分(たとえば、中央ビーム部分)が、本明細書で説明されているように、バッフルエレメントのうちの1つまたは複数によって遮断されることなく、複数のバッフルエレメント46の複数のオリフィスのそれぞれを通って光シールド出口部49へ延在することができるようになっている。たとえば、複数のバッフル46によって画定される複数のオリフィスのそれぞれは、照射光源の中心とイメージングデバイスの視野との間に延在する共通の軸線に沿って中心を合わせられ得る。
【0074】
[0092]さまざまな実施形態において、光シールド45は、複数の光シールド部分(たとえば、2つの光シールド半分体)によって形成され得、そのそれぞれは、内部シールド部分のそれぞれの部分を画定することが可能である。たとえば、光シールド45が1つまたは複数のバッフルエレメントを含むさまざまな実施形態では、本明細書で説明されているように、複数の光シールド部分のそれぞれは、1つまたは複数のバッフルエレメントのそれぞれの各部分を画定することが可能である。特定の実施形態において、複数の光シールド部分(たとえば、2つの光シールド半分体)は、1つまたは複数の締結手段(たとえば、スクリュー、ボルト、接着剤、および/または任意の他の締結具など)を介して、互いに少なくとも一時的に固定され得る。さらに、さまざまな実施形態において、光シールド45は、1つもしくは複数の3D印刷動作および/または射出成形動作などを使用して、少なくとも部分的に製造され得る。
【0075】
[0093]図8Bは、例示的な実施形態による例示的な光シールド45の正面図を示している。図示されているように、例示的な光シールド45は、光シールド45の外部の少なくとも一部分を画定するシールド壁部45Aを含むことが可能である。本明細書で説明されているように、シールド壁部45Aは、内部シールド部分を少なくとも実質的に取り囲むことが可能であり、1つまたは複数の光ビームが光シールド45の長さに沿って収集媒体に向けて延在するにつれて、照射光源から放出される1つまたは複数の光ビームの内部センサー部分の中での閉じ込めおよび/または隔離を促進させるようになっている。
【0076】
[0094]さまざまな実施形態において、図8Bに図示されているように、流体フローチャンバーの中に配置されるように構成されている例示的な光シールド45は、本明細書で説明されているように、シールド壁部45Aの外部の周りの1つまたは複数のエレメント(たとえば、1つまたは複数の幾何学的特徴)を含むことが可能であり、それは、(たとえば、流体フローチャンバーの中に存在している周囲光および/または他の外部光によって引き起こされる)流体フローチャンバーの中の光学的反射の量を少なくとも実質的に低減させることが可能であり、光学的反射は、流体フローチャンバーの出口部を通して反射され、収集媒体に係合し、本明細書で説明されているように、例示的なイメージングデバイスによってキャプチャーされるイメージの中に干渉(たとえば、インコヒーレント干渉)を引き起こすようになっている。たとえば、さまざまな実施形態において、光シールド45は、シールド壁部45Aの外部表面の周りに配置されている1つまたは複数の外部バッフルエレメント47を含むことが可能である。さまざまな実施形態において、例示的な外部バッフルエレメント47は、光シールドの長さに沿った1つまたは複数の幾何学的な変化によって画定される1つまたは複数の非連続的な表面を含むことが可能である。たとえば、例示的な外部バッフルエレメント47は、中心シールド軸線450から離れるようにシールド壁部45Aの外部表面から外向き方向に突出する1つまたは複数の表面によって画定される材料厚さを含むことが可能である。さまざまな実施形態において、例示的な外部バッフルエレメント47は、流体フローチャンバー(光シールド45がその中に配設されている)の出口部から少なくとも実質的に離れる方向を向く1つまたは複数の表面を含むことが可能である。そのような例示的な構成では、流体フローチャンバーを通って延在し、光シールド45の外部バッフルエレメント47の1つまたは複数の表面に入射する、1つまたは複数の外部光ビームおよび/または反射は、流体フローチャンバーの出口部から少なくとも実質的に離れる方向に、ひいては、センサーのイメージングデバイスの視野から少なくとも実質的に離れる方向に反射され得る。
【0077】
[0095]さらに、さまざまな実施形態において、光シールド45は、流体フローチャンバー出口部カバー45Bを含むことが可能であり、流体フローチャンバー出口部カバー45Bは、突出エレメントを含み、突出エレメントは、流体フローチャンバー(光シールド45がその中に配置されている)の出口部に少なくとも実質的に近接している、シールド壁部45Aの外部表面に沿った所定の場所から外向き方向に延在している。流体フローチャンバー出口部カバー45Bは、物理的なバリアとして作用するように構成されている1つまたは複数の表面を含むことが可能であり、物理的なバリアは、流体フローチャンバーの中に存在している1つまたは複数の外部光ビームおよび/または反射の少なくとも一部分が流体フローチャンバー出口部を通過すること、および、イメージングデバイスの視野の中の収集媒体に係合することを阻止し、イメージングデバイスによってキャプチャーされるイメージの中の干渉(たとえば、インコヒーレント干渉)を少なくとも実質的に最小化するようになっている。
【0078】
[0096]図8Cは、例示的な実施形態による例示的な光シールド45の斜視断面図を示している。図示されているように、例示的な光シールド45は、複数のバッフルエレメント46を含むことが可能であり、複数のバッフルエレメント46は、光シールド45の長さに沿って内部シールド部分の全体を通して分散されており、それぞれは、本明細書で説明されているように、シールド壁部45Aの内側表面から内向きに延在しており、その中央部分を通って延在するオリフィスを有している。さまざまな実施形態において、例示的なバッフルエレメントは、第1の表面を含むことが可能であり、第1の表面は、中心シールド軸線450に対して少なくとも実質的に垂直な平面の周りに、光シールド出口部49から離れる方を向いて配置されている。さらに、さまざまな実施形態において、例示的なバッフルエレメントは、第2の表面をさらに含むことが可能であり、第2の表面は、長さ方向に測定されるときに、上述の第1の表面に対して例示的なバッフルの反対側に画定するように配置されている。さまざまな実施形態において、例示的なバッフルエレメントの第2の表面は、第1の表面の方向と少なくとも実質的に反対の方向に(たとえば、光シールド出口部49に向けて)、面することが可能であり、例示的なバッフルエレメントが、シールド壁部45Aの内部表面とバッフルエレメントを通って延在するオリフィスの外側周辺部との間の少なくとも実質的に均一な厚さによって画定されるようになっている。代替的にまたは追加的に、例示的なバッフルエレメントの第2の表面は、バッフルエレメントの第1の表面(たとえば、および、中心シールド軸線450)に対して所定の角度で位置決めされ得、例示的なバッフルエレメントが、第1の表面と第2の表面との間に(たとえば、上部バッフル表面と底部バッフル表面との間に)延在するテーパー角度によって画定されるようになっている。そのような例示的な状況では、バッフルエレメントは、シールド壁部45Aの内部表面とバッフルエレメントを通って延在するオリフィスの外側周辺部との間に、少なくとも実質的に可変の厚さを含むことが可能である。そのような例示的な構成では、バッフルエレメントの第2の角度付き表面は、それに入射する光ビーム(たとえば、内部シールド部分の中に配設されている下側の隣接するバッフルエレメントの表面からの反射)が内部シールド部分の中の別の内部シールド表面に向かう方向にさらに反射されることを引き起こすように構成され得、障害物として作用するようになっており、障害物は、そこから反射される散乱光が光シールド出口部49を通して光シールドから反射されることとなるという可能性を少なくとも実質的に低減させる。中心シールド軸線450に対する構成、第1の表面に入射する、照射光源から放出される1つまたは複数の光ビームの発散ビーム部分が、光シールド出口部49から少なくとも実質的に離れる方向に反射され得るようになっている。
【0079】
[0097]図8Cに図示されているように、複数のバッフルのそれぞれは、中心シールド軸線450に対して垂直の上部バッフル表面を画定する第1のバッフル表面と、中心シールド軸線450に沿ってそれを通って延在するあるオリフィス直径によって画定されたオリフィスと、中心シールド軸線450に対して角度的構成を画定する底部バッフル表面を画定する第2のバッフル表面とを含む。たとえば、複数のバッフルの第1のバッフルエレメント46Aは、第1の上部バッフル表面461aと、第1のオリフィス461bと、第1の底部バッフル表面461cとを含む;第2のバッフルエレメント46Bは、第2の上部バッフル表面462aと、第2のオリフィス462bと、第2の底部バッフル表面462cとを含む;第3のバッフルエレメント46Cは、第3の上部バッフル表面463aと、第3のオリフィス463bと、第3の底部バッフル表面463cとを含む;第4のバッフルエレメント46Dは、第4の上部バッフル表面464aと、第4のオリフィス464bと、第4の底部バッフル表面464cとを含む;第5のバッフルエレメント46Eは、第5の上部バッフル表面465aと、第5のオリフィス465bと、第5の底部バッフル表面465cとを含む。
【0080】
[0098]さまざまな実施形態において、例示的なバッフルエレメントは、上部バッフル表面に対してある角度的構成を画定する底部バッフル表面を含むことが可能であり、例示的なバッフルエレメントが、少なくとも実質的に5度から60度の間(たとえば、10度から45度の間)にある上部バッフル表面と底部バッフル表面との間に延在するテーパー角度によって少なくとも部分的に画定されるようになっている。
【0081】
[0099]さまざまな実施形態において、複数のバッフルエレメント46の少なくとも一部分は、光シールド45の長さに沿って少なくとも実質的に均一に分散され得、複数のバッフルエレメント46のうちの隣接するバッフルエレメント同士の間の距離が、少なくとも実質的に同じになるようになっている。代替的にまたは追加的に、さまざまな実施形態において、複数のバッフルエレメント46の少なくとも一部分は、光シールド45の長さに沿って不均一に分散され得、光シールド45の長さに沿った複数のバッフルエレメント46のうちの隣接するバッフルエレメント同士の間の距離が、可変になるようになっている。さまざまな実施形態において、光シールド45の長さに沿って測定されるときに、複数のバッフルエレメント46のうちの隣接するバッフルエレメント同士の間の分離距離は、少なくとも実質的に1.0mmから10.0cmの間(たとえば、1.0cmから3.0cmの間)にあることが可能である。
【0082】
[0100]さまざまな実施形態において、複数のバッフルエレメント46のそれぞれのバッフルエレメントを通って延在する複数のオリフィスのそれぞれ(たとえば、第1のオリフィス461b、第2のオリフィス462b、第3のオリフィス463b、第4のオリフィス464b、第5のオリフィス465b)は、少なくとも実質的に同じオリフィス直径によって画定され得る。代替的にまたは追加的に、さまざまな実施形態において、複数のオリフィス(たとえば、第1のオリフィス461b、第2のオリフィス462b、第3のオリフィス463b、第4のオリフィス464b、第5のオリフィス465b)のうちの1つまたは複数は、他のオリフィスのうちの1つまたは複数のオリフィス直径とは少なくとも実質的に異なるオリフィス直径によって画定され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、複数のバッフルエレメント46のうちのあるバッフルエレメントを通って延在するオリフィスのオリフィス直径は、複数のバッフルエレメント46のうちの他のバッフルエレメントに対する、オリフィスがそれを通って延在する対応するバッフルエレメントの位置に少なくとも部分的に基づいて構成され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、複数のバッフルエレメント46は、それぞれの複数のオリフィスによって画定され得、それぞれの複数のオリフィスは、中心シールド軸線450に沿って測定されるようなバッフルエレメントと光シールド入口部48との間の距離が増加するにつれて、オリフィス直径が減少する。図8A図8Cに図示されている非限定的な例として、複数のバッフルエレメント46は、光シールド45の長さに沿って配置され得、第1のバッフルエレメント46Aが、光シールド入口部48の最も近くにあるようになっており、光シールド入口部48から離れるように距離を増加させる順序で、第2のバッフルエレメント46B、第3のバッフルエレメント46C、第4のバッフルエレメント46D、および第5のバッフルエレメント46Eが、それぞれそれに続くようになっている。そのような例示的な状況では、図示されているように、第1のオリフィス461bは、最も大きいオリフィス直径によって画定されており、オリフィス直径を減少させる順序で、第2のオリフィス462b、第3のオリフィス463b、第4のオリフィス464b、および第5のオリフィス465bが、それぞれそれに続く。さまざまな実施形態において、バッフルエレメントによって画定され、中心シールド軸線450に沿って延在するオリフィスのオリフィス直径は、少なくとも実質的に1.0mmから25.0mmの間(たとえば、3.0mmから10.0mmの間)にあることが可能である。さまざまな実施形態において、光シールド入口部48から最も離れて(たとえば、光シールド出口部49、インパクターノズル、および/または収集媒体の最も近くに)位置決めされている複数のバッフルエレメント46のうちのバッフルエレメントを通って延在するオリフィスは、インパクターノズル入口部の断面寸法(たとえば、長方形のインパクターノズルの対向する角部同士の間で斜めに測定される寸法)に少なくとも実質的に等しいかまたはそれよりも大きいオリフィス直径によって画定され得、前記バッフルエレメントが、イメージングデバイスの視野の中に見ることができないようになっている。さまざまな実施形態において、光シールド出口部49の最も近くに位置決めされている複数のバッフルエレメント46のうちのバッフルエレメントを通って延在するオリフィスは、照射光源とインパクターノズル入口部の外側周辺部との間の角度に少なくとも部分的に基づいて構成されているオリフィス直径によって少なくとも部分的に画定され得る。さらに、さまざまな実施形態において、光シールド出口部49の最も近くに位置決めされている複数のバッフルエレメント46のうちのバッフルエレメントを通って延在するオリフィスは、本明細書で説明されているように、インパクターノズル入口部のものと少なくとも実質的に同様のオリフィス断面形状(たとえば、円形形状および/または長方形形状など)によって少なくとも部分的に画定され得る。
【0083】
[0101]上記のさまざまな実施形態にしたがって説明されているが、1つまたは複数のバッフルエレメントの少なくとも一部分は、本明細書で説明されている本発明の操作性を促進させるように構成されているバッフルエレメント数、オリフィス形状、オリフィス断面形状、バッフルエレメントテーパー角度、バッフルエレメント厚さ、バッフルエレメントおよび/もしくはオリフィスアライメント/オフセット、バッフルエレメント表面テクスチャー加工、ならびに/または表面コーティングなどによって少なくとも部分的に画定される1つまたは複数のバッフルエレメントを提供するように修正され得るということが理解されるべきである。
【0084】
[0102]図9は、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な装置のさまざまなコンポーネントの分解図を図示している。とりわけ、図9は、例示的な実施形態の分解図を図示しており、そこでは、流体組成センサー10が、イメージングデバイス300と、収集媒体アッセンブリドックエレメント200と、透明な保護カバー201と、交換可能な収集媒体アッセンブリ100とを含む。図示されているように、上述のセンサーコンポーネントのそれぞれは、イメージングデバイス300と、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に配設されているイメージングオリフィスと、粒子収集スライド130の収集媒体の上のイメージングデバイスの視野と、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の上側カセット部分の上部の周りに配設されているインパクターノズルのノズル出口部およびノズル入口部の両方との間に延在する垂直方向中心軸線に沿って少なくとも実質的に同軸に整合させられ得る。さまざまな実施形態において、本明細書で説明されているように、イメージングデバイス300(たとえば、イメージングデバイス300の視野)、および、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の中に配設されている収集媒体131の受け入れエリアは、流体組成センサーの中央部分を通って、または、代替的に、上述の中央部分から離れてある距離に位置決めされているセンサーの一部分を通って延在する垂直方向軸線の周りに整合させられ得る。さらに、さまざまな実施形態において、インパクターノズル、照射光源、および/または、収集媒体アッセンブリドックエレメントのイメージングオリフィスは、少なくとも実質的に同様の垂直方向軸線に沿って同様に整合させられ得る。
【0085】
[0103]さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、たとえば、上側カセット部分110と、下側カセット部分120と、粒子収集スライド130とを含む交換可能なカセットとして具現化され得る。さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120は、収集媒体ハウジングを集合的に画定することが可能であり、収集媒体ハウジングは、粒子収集スライド130をその中に受け入れて固定するように構成されている。本明細書で説明されているように、上側カセット部分110は、所定量の流体を受け入れるように、および/または、粒子収集スライド130の上に配設されている収集媒体の受け入れエリアに向けて所定量の流体を方向付けるように構成され得、上側カセット部分によって受け入れられる所定量の流体の中の粒子の少なくとも一部分が、収集媒体の中に埋め込まれることになるようになっている。さらに、下側カセット部分120は、それを通って延在する開口部を含むことが可能であり、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の下側から、粒子収集スライド130の上に配設されている複数の粒子のイメージが撮られることを可能にするようになっている。
【0086】
[0104]本明細書で説明されているように、上側カセット部分110および下側カセット部分120のうちの一方または両方は、さまざまな異なる物理的特性(たとえば、表面仕上げ、色)のいずれかを有するさまざまな材料のうちの1つまたは複数から作製され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120のうちの一方または両方の少なくとも一部分は、透明な材料を含むことが可能である。さらに、さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120のうちの一方または両方の少なくとも一部分は、透明な材料(たとえば、ガラスなど)を含むことが可能である。代替的にまたは追加的に、さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120のうちの一方または両方の少なくとも一部分は、黒色(たとえば、艶消し黒色)仕上げを有する非反射材料から作製され得、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の中のおよび/またはその近くの任意の光学的反射を低減および拡散させるようになっている。たとえば、さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリハウジングの1つまたは複数の表面は、艶消しSPI C-2仕上げを含むことが可能である。さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120のうちの一方または両方の少なくとも一部分は、導電性部分を含むことが可能であり、導電性部分は、静電気散逸性材料から作製されるか、または、それに適用される静電気散逸性表面処理を有するかのいずれかである。さらに、さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120のうちの一方または両方の少なくとも一部分は、疎水性材料を有することが可能であり、または、それに適用される疎水性表面処理を有している。代替的にまたは追加的に、さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120のうちの一方または両方の少なくとも一部分は、吸湿性材料を含むことが可能であり、または、それに適用される吸湿性表面処理を有している。さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120のうちの一方または両方の少なくとも一部分は、疎油性材料を含むことが可能であり、または、それに適用される疎油性表面処理を有している。代替的に、または追加的に、さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120のうちの一方または両方の少なくとも一部分は、オレオスコピック(たとえば、親油性)材料を含むことが可能であり、または、それに適用されるオレオスコピック(たとえば、親油性)表面処理を有している。
【0087】
[0105]さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、収集媒体アッセンブリドックエレメント200をさらに含むことが可能であり、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100を受け入れるように、および、内部センサー部分の中に好適なアライメントで収集媒体アッセンブリ100を固定するように構成されている。たとえば、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、収集媒体アッセンブリ受容部210を含むトレイ(たとえば、下側センサーハウジング30に対するインセット)として具現化され得、収集媒体アッセンブリ受容部210は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の物理的な構成に対応する1つまたは複数の幾何学的特徴を含むように設計されており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が、その中に挿入され、センサー10の1つまたは複数の他のコンポーネントに対して所望の位置に固定され得るようになっている。さまざまな実施形態において、イメージングデバイス300は、(たとえば、プリント回路基板を介して)収集媒体アッセンブリドックエレメント200の底部表面に動作可能に取り付けられ、収集媒体アッセンブリドックエレメント200を通って延在するイメージングオリフィスに直接的に隣接して位置決めされ得、イメージングデバイス300が、粒子収集スライド130の受け入れエリアに対して妨げられない見通し線を有することができるようになっており、それは、本明細書で説明されているように、照射光源と少なくとも実質的に整合させられ得る。そのような構成は、本明細書で説明されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に固定されたままの状態で、粒子収集スライド130(たとえば、収集媒体)の受け入れエリアの中に埋め込まれている複数の粒子のイメージをイメージングデバイス300がキャプチャーすることを可能にすることによって、流体組成センサー10の粒子分析機能性を促進させる。さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、透明な保護カバー201をさらに含むことが可能であり、透明な保護カバー201は、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の上部表面においてイメージングオリフィスをカバーするように構成されており、イメージングデバイス300を汚染から保護するようになっている。
【0088】
[0106]さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリ受容部210の1つまたは複数の部分(たとえば、収集媒体アッセンブリ受容部側壁部、周辺アライメント突出部、および/または底部アライメント突出部のうちの1つまたは複数など)は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100に係合することが可能であり、収集媒体アッセンブリ受容部210の中の収集媒体アッセンブリ100がイメージングデバイス300に対してx-y平面の中で移動することを防止するようになっている。さらに、さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、1つまたは複数のアライメント特徴を含むことが可能であり、1つまたは複数のアライメント特徴は、収集媒体アッセンブリ受容部210に少なくとも実質的に隣接して位置決めされ、受容部210の中に配設されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100の対応する特徴に係合するように構成されており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の角度的なアライメントを促進させるようになっており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して半径方向に移動することを防止するようになっている。たとえば、そのようなアライメント特徴は、図示されている実施形態に示されているように、アライメントキーおよび対応するスロット、ならびに/または、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の周辺部の非丸形の部分であることが可能である。追加的に、さらに詳細に本明細書で説明されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリは、流体組成センサー10の構成および下向きの垂直方向の力に少なくとも部分的に基づいて、垂直方向(たとえば、z方向)にさらに拘束され得、下向きの垂直方向の力は、収集媒体アッセンブリ受容部210の中に配設されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100に、1つまたは複数のセンサーコンポーネントを通して伝達され、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の拘束された底部表面に押し付けられるようになっている。本明細書で説明されているように、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、流体組成センサー10の中に構成され得、その中に挿入された交換可能な収集媒体アッセンブリ100が、x方向、y方向、z方向、および角度方向のそれぞれにイメージングデバイス300に対して移動することを防止され得るようになっている。
【0089】
[0107]図10図14Bに示されているように、流体組成センサー10は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100を含むことが可能である。さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、流体組成センサーの内部センサー部分の中に配設されているように、および、センサーによって画定される流体流路の中に位置決めされるように構成され得る。本明細書で説明されているように、複数の粒子を含み、流体流路に沿って移動する所定量の流体は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の収集媒体を横切って通ることが可能であり、所定量の流体の中の複数の粒子の少なくとも一部分が、収集媒体の中に埋め込まれることになるようになっている。さまざまな実施形態において、流体組成センサーの中に配設されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、たとえば、流体組成センサーの内部センサー部分の中の粒子収集位置から除去され得る。たとえば、サンプル体積の流体の少なくとも実質的に全体が収集媒体の表面を横切って通ったということ、および、センサー10の粒子分析機能を可能にするために必要とされる粒子の1つまたは複数のイメージがイメージングデバイスによってキャプチャーされたということを決定すると、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、流体組成センサーの内部センサー部分から除去され得る。さらに、本明細書で説明されているように、除去された交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、異なる未使用の交換可能な収集媒体アッセンブリ100と交換され得る。
【0090】
[0108]図10は、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図を図示している。とりわけ、図10は、未使用の交換可能な収集媒体アッセンブリ100を図示しており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、交換可能なカセットとして具現化されている。本明細書で説明されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、収集媒体および収集媒体ハウジング(たとえば、フレームエレメント)を含むことが可能であり、収集媒体ハウジングは、収集媒体(たとえば、収集媒体がその上に配設され得る粒子収集スライド)を受け入れてハウジングに対して固定するように構成されている。さらに、さまざまな実施形態において、収集媒体ハウジングは、流体組成センサーの中の交換可能な収集媒体アッセンブリ100の輸送および位置決めを促進させるように構成され得る。
【0091】
[0109]図10に図示されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、上側カセット部分110、下側カセット部分120、および粒子収集スライド(図示せず)を含むことが可能である。上側カセット部分110および下側カセット部分120は、カセット100の組み立てのための対応するアライメント特徴を画定することが可能である。たとえば、上側カセット部分110は、上側カセット部分110の下側に沿って突出縁部を含むことが可能であり、それは、下側カセット部分120の上側に沿った対応するインセット縁部に係合するように構成されており、それによって、上側カセット110が下側カセット部分120に係合することを可能にする。さまざまな実施形態において、上側カセット部分110は、さまざまな締結構成体、たとえばテープ(たとえば、カセット100の外部周辺部の周りの)、接着剤、および/または超音波溶接などのいずれかを介して、下側カセット部分120に対して固定され得る。
【0092】
[0110]さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120は、収集媒体ハウジングを集合的に画定することが可能であり、収集媒体ハウジングは、粒子収集スライドをその中に受け入れて固定するように構成されている。具体的には、示されているように、下側カセット部分120は、粒子収集スライドのための受け入れ部分(たとえば、粒子収集スライドのサイズおよび形状に対応するサイズおよび/または形状を有するインセット部分)を画定することが可能である。受け入れ部分は、インセット部分であることが可能であり、インセット部分は、粒子収集スライドの厚さに対応する深さを有しており、粒子収集スライドの長さおよび幅にそれぞれ対応する長さおよび幅寸法を有しており、粒子収集スライドが、組み立てられるときにカセット100の中に捕捉され、その中での望ましくない移動を妨げるようになっている。図示されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、少なくとも実質的に円形の周辺部を画定することが可能である。さまざまな実施形態において、上側カセット部分110は、所定量の流体を受け入れるように構成されている流体入口部を含むことが可能である。さらに、図示されているように、流体組成センサー10のインパクターノズル112は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の一部であることが可能である。たとえば、インパクターノズル112は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の上部部分の上に位置決めされ得、上側カセット部分110の一部分を画定するようになっている。そのような構成では、インパクターノズル112は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の流体入口部を画定することが可能であり、それを通して、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、流体組成センサーの中に上流に位置決めされている除去可能な流体フローコンポーネントから所定量の流体を受け入れるように構成され得る。インパクターノズル112は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の収集媒体に向けて所定量の流体を方向付けるようにさらに構成され得、上側カセット部分によって受け入れられる所定量の流体の中の粒子の少なくとも一部分が、収集媒体の中に埋め込まれることになるようになっている。
【0093】
[0111]本明細書で説明されているように、さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120の両方は、1つまたは複数のアライメント特徴を含むことが可能であり、1つまたは複数のアライメント特徴は、流体組成センサーの中の交換可能な収集媒体アッセンブリ100のアライメントおよび/または位置決めを支援するように構成されている。たとえば、図10に図示されているように、上側カセット部分110および下側カセット部分120の両方は、周辺縁部からその中央部分に向けて内向きに延在する周辺アライメント凹部113、123を画定している。周辺アライメント凹部113、123は、切り取られた上側および下側カセット部分110、120の一部分(たとえば、スリット)をそれぞれ含むことが可能であり、それらは、対応する周辺アライメントエレメントを受け入れるように構成され得、対応する周辺アライメントエレメントは、交換可能な収集媒体アッセンブリ100がその中に配設されている収集媒体アッセンブリドックエレメント200から、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の中央部分に向けて内向きに延在している。上側周辺アライメント凹部113および下側周辺アライメント凹部123は、互いに対して少なくとも実質的に整合させられ得、周辺アライメントエレメントの一部分をそれぞれ受け入れることが可能であり、上側および下側カセット部分110、120を収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して(ひいては、本明細書で説明されているように、それに隣接して位置決めされているイメージングデバイスに対して)所望の角度的構成でそれぞれ整合させるようになっている。そのような構成では、周辺アライメント凹部113、123は、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の周辺アライメントエレメントを少なくとも部分的に取り囲むことが可能である。収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して角度方向に回転し始める例示的な状況では、たとえば、周辺アライメント凹部113、123の縁部を画定する交換可能な収集媒体アッセンブリ100の少なくとも一部分が、隣接する周辺アライメントエレメントに係合することが可能であり、それによって、物理的なバリアとして作用し、物理的なバリアは、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して角度方向に移動することを防止する。
【0094】
[0112]さまざまな実施形態において、たとえば、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の中に収集される粒子の数が、その中に配設されている粒子の数の増加の結果として変化するにつれて、流体組成センサーは、時間の経過とともに増加した不正確さの影響を受けやすい可能性がある。したがって、収集媒体アッセンブリ100および/またはその1つもしくは複数のコンポーネントは、交換可能であり得る。さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリ100および/またはその1つもしくは複数のコンポーネントを交換することは、流体組成センサーからアッセンブリを除去することと、交換可能な収集媒体アッセンブリ100および/またはその1つもしくは複数のコンポーネントを実質的に同様のパーツと交換することとを含むことが可能である。たとえば、以前のサンプル体積の流体から残った粒子がセンサーの粒子収集機能の開始の前に収集媒体の中に配設されていることによって引き起こされるシステム不正確さのリスクを最小化するために、使用済みの収集媒体を含む交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、センサーから除去され、未使用の交換可能な収集媒体アッセンブリ100と交換され得る。さまざまな実施形態において、図10に図示されているように、未使用の交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、シールされたカバー114(たとえば、接着剤ステッカーなど)を含むことが可能であり、シールされたカバー114は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の流体入口部の全体をカバーするように構成されている。追加的に、さまざまな実施形態において、未使用の交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、シールされたカバー114をさらに含むことが可能であり、シールされたカバー114は、収集媒体アッセンブリ100の底部部分に沿って開口部によって少なくとも部分的に画定されている、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の流体出口部の全体をカバーするように構成されている。そのような構成では、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の収集媒体は、周囲環境から少なくとも実質的に隔離され得、流体組成センサーの中へ挿入される前の収集媒体の汚染のリスクが最小化されるようになっている。図示されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100のシールされたカバー114は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の流体入口部および流体出口部のうちの一方、ならびに、周辺アライメント凹部113、123を通ってそれらの間に延在する中間接続部分をカバーするように構成されているさまざまな部分を備えた単数の接着剤エレメントを含むことが可能である。
【0095】
[0113]図11は、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な装置のさまざまなコンポーネントの分解図を図示している。とりわけ、図11は、例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリ100の分解図を図示している。本明細書で説明されているように、流体組成センサーの交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、たとえば、上側カセット部分110と、下側カセット部分120と粒子収集スライド130とを含む交換可能なカセットとして具現化され得る。上側カセット部分110および下側カセット部分120は、収集媒体ハウジングを集合的に画定することが可能であり、収集媒体ハウジングは、粒子収集スライド130をその中に受け入れて固定するように構成されている。本明細書で説明されているように、上側カセット部分110は、たとえば、その上部部分に位置決めされているインパクターノズル112を通して(たとえば、ノズル入口部を介して)、所定量の流体を受け入れるように、および/または、粒子収集スライド130の上に配設されている収集媒体131の受け入れエリアに向けて所定量の流体を方向付けるように構成され得、上側カセット部分110によって受け入れられる所定量の流体の中の粒子の少なくとも一部分が、収集媒体の中に埋め込まれることになるようになっている。
【0096】
[0114]さまざまな実施形態において、粒子収集スライド130は、透明な基板132を含むことが可能であり、透明な基板132は、その上側表面の少なくとも一部分の上に収集媒体131を有している。本明細書で説明されているように、収集媒体131は、流体流路に沿って流体組成センサーを通って移動する所定量の流体との相互作用を介して、複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子を受け入れるように構成され得る。さまざまな実施形態において、収集媒体131は、インパクターノズル112の方を向くように構成されている受け入れ表面と、透明な基板132に少なくとも実質的に隣接して位置決めされ得る(たとえば、透明な基板132に直接的に固定される)背面とを含むことが可能である。収集媒体131の受け入れ表面は、受け入れエリアを含むことが可能であり、受け入れエリアは、インパクターノズル112のノズル出口部に対する収集媒体131の配置に少なくとも部分的に基づいて、センサー10を通って流れる所定量の流体から粒子を受け入れるように構成されている収集媒体131の部分を画定している。さらに、収集媒体131は、受け入れ表面と背面との間の距離によって画定される、少なくとも実質的に約10から約1000ミクロンの間にある(たとえば、100ミクロンの)厚さを有することが可能である。さまざまな実施形態において、収集媒体131は、粒子が背面に到達する前に、受け入れ表面の中へある速度で移動する複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子を停止させるのに適切な材料を含むことが可能であり、複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子が、収集媒体131の厚さに沿ってある距離に収集媒体の中に埋め込まれるようになっている。たとえば、さまざまな実施形態において、収集媒体は、接着剤(すなわち、粘着性)材料(たとえば、ゲルなど)を含むことが可能である。
【0097】
[0115]さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、複数のコンポーネントを含むことが可能である。たとえば、図11に図示されているように、上側カセット部分110、下側カセット部分120、および粒子収集スライド130は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の3つの個別のコンポーネントである。代替的に、さまざまな実施形態において、粒子収集スライド130は、下側カセット部分120の中へ成形され得、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が、2つの個別のコンポーネントを含むことが可能であるようになっており、それらは、単数のカセットを形成するためにつなぎ合わせられ得る。さらに、上側カセット部分110および下側カセット部分120は、一緒に成形され、単数のフレームエレメントになることが可能である。そのような状況において、単数のフレームは、1つまたは複数の開口部を含むことが可能であり、1つまたは複数の開口部は、粒子収集スライド130を受け入れるように構成されており、本明細書で説明されているように、それが単数のフレームの中に適正に位置決めされ得るようになっている。
【0098】
[0116]さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の下側カセット部分120は、1つまたは複数の特徴を含むことが可能であり、1つまたは複数の特徴は、粒子収集スライド130を受け入れ、その上部部分に隣接して好適な配置でスライド130を少なくとも部分的に固定するように構成されている。たとえば、下側カセット部分は、下側カセット部分の上部表面の中の窪みとして具現化されている凹んだ棚部122を使用して、粒子収集スライド130を受け入れて固定することが可能であり、凹んだ棚部122は、粒子収集スライド130のものと少なくとも実質的に同様の形状およびサイズを有している。さらに、下側カセット部分120は、それを通って延在する開口部124を含むことが可能であり、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の下側から、粒子収集スライド130の上に配設されている複数の粒子のイメージが撮られることを可能にするようになっている。さらに、下側カセット部分120の開口部124は、所定量の流体が交換可能な収集媒体アッセンブリ100を通ってその流体出口部へ流れることを可能にすることができる。本明細書で説明されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が流体組成センサーの中に配設されているときには、下側カセット部分120の開口部124の少なくとも一部分が、収集媒体131の受け入れエリア、および、流体組成センサーのイメージングデバイスの視野と整合させられ得る。
【0099】
[0117]さまざまな実施形態において、上側カセット部分110および下側カセット部分120は、一緒に組み立てられるように構成され得、下側カセット部分120の上に配置されている粒子収集スライド130が、それらの間に固定されるようになっている。さまざまな実施形態において、上側および下側カセット部分110、120は、他方のカセット部分の取り付け特徴に対応するそれぞれの取り付け特徴をそれぞれ有することが可能であり、2つのカセット部分110、120が、一緒に組み立てられて固定されるようになっている。たとえば、1つまたは複数の取り付け特徴は、1つまたは複数の幾何学的特徴(たとえば、突出部、リッジ部、および/または窪みなど)を含むことが可能であり、1つまたは複数の幾何学的特徴は、2つのカセット部分110、120の間の半永久的な係合を促進させるように構成されている。さまざまな実施形態において、粒子収集スライド130がそれらの間に配置された状態で一緒に組み立てられると、上側カセットアッセンブリ110および下側カセットアッセンブリ120は、粒子収集スライド130を少なくとも実質的に完全に拘束するように集合的に構成され得、スライドが、上側または下側カセット部分110、120のいずれかに対して任意の方向に移動することができないようになっている。
【0100】
[0118]図12A図12Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図を図示している。とりわけ、図12Aおよび図12Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリ100の下側カセット部分120の上面斜視図および底面斜視図をそれぞれ示している。交換可能な収集媒体アッセンブリ100の下側カセット部分120は、収集媒体ハウジングの少なくとも一部分を画定するフレームエレメントを含むことが可能である。さまざまな実施形態において、下側カセット部分120は、粒子収集スライドを受け入れて固定するように構成され得る。たとえば、下側カセット部分は、1つまたは複数の特徴を含むことが可能であり、1つまたは複数の特徴は、粒子収集スライドを受け入れ、その上部部分に隣接して好適な配置でスライドを少なくとも部分的に固定するように構成されている。図11に図示されているように、下側カセット部分120は、下側カセット部分120の上部表面の中の窪みとして具現化されている凹んだ棚部122を使用して、粒子収集スライドを受け入れることが可能である。凹んだ棚部122は、その外側境界の周りに延在する周辺部側壁部によって少なくとも部分的に画定され得、その中に配設されている粒子収集スライドの移動を少なくとも部分的に拘束するようになっている。凹んだ棚部122は、粒子収集スライドのものと少なくとも実質的に同様の形状およびサイズを有することが可能である。さまざまな実施形態において、凹んだ棚部122は、下側カセット部分120の開口部124を横切って延在するように構成され得、凹んだ棚部122が、開口部124のいずれかの側に位置付けされている2つの個別の棚部部分を画定するようになっており、それぞれは、粒子収集スライドの一部分を受け入れるように構成されている。そのような構成では、下側カセット部分120の凹んだ棚部は、その中に配設されている粒子収集スライドが開口部124の少なくとも一部分を覆って延在することができるように構成されている。
【0101】
[0119]本明細書で説明されているように、下側カセット部分120の開口部124は、実質的に垂直方向に下側カセット部分120を通って延在することが可能であり、下側カセット部分120の中に位置決めされている粒子収集スライドの下側(たとえば、粒子収集スライドの上に配設されている収集媒体の中に埋め込まれている複数の粒子)が交換可能な収集媒体アッセンブリ100の下から見ることができることを可能にするようになっている。本明細書で説明されているように、そのような構成は、流体組成センサーの中に交換可能な収集媒体アッセンブリ100の下に位置決めされているイメージングデバイスが、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の収集媒体の中に埋め込まれている複数の粒子のイメージをキャプチャーすることを可能にすることができる。さらに、下側カセット部分120の開口部124は、収集媒体の表面の少なくとも一部分を横切って通るときに、交換可能な収集媒体アッセンブリ100によって受け入れられる所定量の流体がそれを通って交換可能な収集媒体アッセンブリ100の流体出口部へ流れることを可能にすることができる。たとえば、凹んだ棚部122は、下側カセット部分120の開口部124を横切って延在するように構成され得、所定量の流体は、粒子収集スライドのいずれかの側に位置付けされている2つの個別の開口部部分124A、124Bを通って流れることが可能である。さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が流体組成センサーの中に配設されているときには、下側カセット部分120の開口部124の少なくとも一部分は、収集媒体の受け入れエリア、および、流体組成センサーのイメージングデバイスの視野と少なくとも実質的に整合させられ得る。
【0102】
[0120]本明細書で説明されているように、下側カセット部分120は、収集媒体ハウジングを画定するために、それが上側カセット部分とともに組み立てられ得るように構成され得る。さまざまな実施形態において、下側カセット部分120は、下側カセット部分120と上側カセット部分との間の接続を促進させるように構成されている1つまたは複数の取り付け特徴を含むことが可能である。たとえば、1つまたは複数の取り付け特徴は、1つまたは複数の幾何学的特徴(たとえば、突出部、リッジ部、および/または窪みなど)を含むことが可能であり、1つまたは複数の幾何学的特徴は、下側カセット部分120と上側カセット部分との半永久的な係合を促進させるように構成されている。図12Aに図示されているように、下側カセット部分120の1つまたは複数の取り付け特徴は、下側カセット部分120の周辺部の少なくとも一部分の周りに延在する幾何学的なプロファイル(たとえば、リッジ部など)を含むことが可能である。さまざまな実施形態において、下側カセット部分120の1つまたは複数の取り付け特徴は、上側カセット部分によって画定される取り付け特徴のうちの少なくとも1つに対応することが可能であり、固定された構成で下側カセット部分120を上側カセット部分に組み立てることを促進させるようになっている。
【0103】
[0121]図12Bに図示されているように、下側カセット部分120は、その底部表面および/または側壁部によって画定される内部キャビティーを含むことが可能である。さまざまな実施形態において、下側カセット部分120の底部表面は、1つまたは複数の幾何学的特徴121によって少なくとも部分的に画定され得、流体組成センサーの中に配設されている収集媒体アッセンブリドックエレメントの少なくとも一部分のプロファイルに対応する内部キャビティープロファイルを生成させるようになっている。下側カセット部分120は、その中に配置されている内部キャビティーおよび1つまたは複数の幾何学的特徴121に少なくとも部分的に基づいて、収集媒体アッセンブリドックエレメントの中の交換可能な収集媒体アッセンブリ100の挿入およびアライメントを促進させるように構成され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメントが、収集媒体アッセンブリ受容部の中へその底部表面から上向きに延在する底部アライメント突出部を含み、下側カセット部分120は、内部キャビティーの中に底部アライメント突出部を受け入れるように構成され得、その中の1つまたは複数の幾何学的特徴121が、底部アライメント突出部に係合することができるようになっており、収集媒体アッセンブリ受容部の中の交換可能な収集媒体アッセンブリ100の位置を安定化させるようになっている。さまざまな実施形態において、下側カセット部分120の構成(たとえば、内部キャビティーの中の幾何学的特徴121の配置および/または側壁部長さなど)は、下側カセット部分120が流体組成センサーの中の収集媒体アッセンブリドックエレメントの中に配設されているときに、下側カセットアッセンブリ120に固定された粒子収集スライドが、本明細書で説明されているように、センサーの粒子分析機能を最適化するために、イメージングデバイスから離れて所定の距離に位置決めされ得るようになっていることが可能である。
【0104】
[0122]図13A図13Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図を図示している。とりわけ、図13Aおよび図13Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリ100の上側カセット部分110の上面斜視図および底面斜視図をそれぞれ示している。さまざまな実施形態において、上側カセット部分110は、流体組成センサーを通って移動する所定量の流体を受け入れて、所定量の空気を収集媒体に向けて方向付けるように構成されている、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の一部分を画定することが可能である。本明細書で説明されているように、上側カセット部分110は、収集媒体ハウジングを画定するために、それが下側カセット部分とともに組み立てられるように構成され得る。さまざまな実施形態において、上側カセット部分110は、上側カセット部分110と下側カセット部分との間の接続を促進させるように構成されている1つまたは複数の取り付け特徴を含むことが可能である。たとえば、1つまたは複数の取り付け特徴は、1つまたは複数の幾何学的特徴(たとえば、突出部、リッジ部、および/または窪みなど)を含むことが可能であり、1つまたは複数の幾何学的特徴は、上側カセット部分110と下側カセット部分との半永久的な係合を促進させるように構成されている。図13Bに図示されているように、上側カセット部分110の1つまたは複数の取り付け特徴は、上側カセット部分110の周辺部の少なくとも一部分の周りに延在する幾何学的なプロファイル(たとえば、外側フランジなど)を含むことが可能である。さまざまな実施形態において、上側カセット部分110の1つまたは複数の取り付け特徴は、下側カセット部分によって画定される取り付け特徴のうちの少なくとも1つに対応することが可能であり、固定された構成で上側カセット部分110を下側カセット部分に組み立てることを促進させるようになっている。
【0105】
[0123]図13A図13Bに図示されているように、上側カセット部分110は、流体組成センサーのインパクターノズル112を含むように構成され得る。たとえば、インパクターノズル112は、上側カセット部分110の上部部分の上に位置決めされ得る。そのような構成では、インパクターノズル112は、上側カセット部分110の流体入口部111を画定することが可能であり、それを通して、上側カセット部分110は、たとえば、流体組成センサーの中に上流に位置決めされている除去可能な流体フローコンポーネントから所定量の流体を受け入れるように構成され得る。たとえば、上側カセット部分110の流体入口部111は、インパクターノズル112の出口部によって画定され得る。さまざまな実施形態において、インパクターノズル112は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の中に配設されている粒子収集スライド(たとえば、粒子収集スライドの上に配置されている収集媒体の受け入れ面)に向けて所定量の流体を方向付けるようにさらに構成され得、上側カセット部分110によって受け入れられる所定量の流体の中の粒子の少なくとも一部分が、収集媒体の中に埋め込まれていることになるようになっている。インパクターノズル112は、上側カセット部分110の上部部分から上側カセット部分110の内部部分の中へ延在することが可能であり、上側カセット部分110が下側カセット部分に取り付けられて粒子収集スライドがそれらの間に配設されているときに、上側カセット部分の流体入口部111(たとえば、インパクターノズル出口部)が、本明細書で説明されているように、センサーの粒子収集機能を最適化するために、粒子収集スライド(たとえば、粒子収集スライドの上に配設されている収集媒体の受け入れ面)から離れて所定の距離に位置決めされるようになっている。
【0106】
[0124]図14A図14Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態によるさまざまな例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図を図示している。とりわけ、図14A図14Bは、さまざまな構成を含む交換可能なカセットとして具現化されている交換可能な収集媒体アッセンブリ100を図示している。さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、収集媒体ハウジングの中に配設されている収集媒体をイメージングデバイスおよび/またはインパクターノズル112に対して特定の配置で流体組成センサーの中へ挿入することを促進させるように構成され得、本明細書で説明されているように、センサーの粒子収集機能および粒子分析機能を促進させるようになっている。したがって、さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100がそれと相互作用することができる、流体組成センサーの中に配設されている1つまたは複数のコンポーネントに少なくとも部分的に基づいて構成され得る。
【0107】
[0125]たとえば、本明細書で説明されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、収集媒体アッセンブリドックエレメントの中へのその挿入を可能にするように、および、流体組成センサーの中でのその適正なアライメントの再現性を促進させるように構成され得る。たとえば、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、1つまたは複数のアライメント特徴を含むことが可能であり、1つまたは複数のアライメント特徴は、センサーの中の1つまたは複数の他のコンポーネントに係合するように構成されており、収集媒体アッセンブリドックエレメントに対する交換可能な収集媒体アッセンブリ100の線形のアライメントおよび/または角度的なアライメントを促進させるようになっている。図14Aおよび図14Bに図示されているように、たとえば、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、非対称の(たとえば、非円形の)周辺部、たとえば、三角形のまたは長方形の周辺部をそれぞれ画定することが可能である。そのような構成では、流体組成センサーの中に配設されている収集媒体アッセンブリドックエレメントが、実質的に同様の形状を含み、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、さらに詳細に本明細書で説明されているように、センサーの中での交換可能な収集媒体アッセンブリ100(たとえば、交換可能な収集媒体アッセンブリの中の収集媒体)の適正なアライメントを保証する角度的構成でのみ、収集媒体アッセンブリドックエレメントの中へフィットすることが可能である。
【0108】
[0126]さらに、さまざまな実施形態において、流体組成センサーのインパクターノズル112は、センサーの個別のコンポーネントとして含まれており、または、たとえば、センサーの中に配設されている除去可能な流体フローコンポーネントの一部として含まれており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、インパクターノズルなしで構成され得る。そのような状況において、図12Bに図示されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の流体入口部111は、上側カセット部分110によって画定され得る。流体入口部111は、収集媒体に対して少なくとも実質的に垂直の流体フロー方向に所定量の流体がそれを通過するように構成され得る。そのような例示的な状況では、上側カセット部分110は、上側カセット部分110および下側カセット部分120が互いに取り付けられて粒子収集スライドがそれらの間に配設されているときに、上側カセット部分110の流体入口部111が、粒子収集スライド(たとえば、粒子収集スライドの上に配設されている収集媒体の受け入れ面)から離れて所定の距離に位置決めされるように構成され得る。流体入口部111は、寸法111Aおよび111Bによって少なくとも部分的に画定され得、本明細書で説明されているように、完全にイメージングデバイスの視野の中にある収集媒体の受け入れ面の上のエリアに向けて所定量の流体を方向付けるようになっている。たとえば、寸法111A、111Bは、イメージングデバイスのアスペクト比に少なくとも部分的に基づいて構成され得る。
【0109】
[0127]図15は、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な収集媒体アッセンブリドックエレメントの斜視図を図示している。さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、交換可能な収集媒体アッセンブリを受け入れるように、および、流体組成センサーの内部センサー部分の中に好適なアライメントで収集媒体アッセンブリを固定するように構成され得る。図15に図示されているように、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、収集媒体アッセンブリ受容部210を含むトレイとして具現化され得、収集媒体アッセンブリ受容部210は、交換可能な収集媒体アッセンブリの物理的な構成に対応する1つまたは複数の幾何学的特徴を含むように設計されており、交換可能な収集媒体アッセンブリが、その中に挿入され、センサーの1つまたは複数の他のコンポーネントに対して所望の位置に固定され得るようになっている。さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、イメージングデバイスが(たとえば、プリント回路基板を介して)その底部表面に動作可能に取り付けられ得るように構成され得る。たとえば、収集媒体アッセンブリドックエレメント200に動作可能に取り付けられているイメージングデバイスは、収集媒体アッセンブリドックエレメント200を通って延在するイメージングオリフィス212に直接的に隣接して位置決めされ得、イメージングデバイスが、収集媒体アッセンブリドックエレメント200を通して妨げられない見通し線を有することができるようになっている。そのような構成では、収集媒体アッセンブリドックエレメント200(たとえば、イメージングオリフィス212)は、本明細書で説明されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に固定されたままの状態で、イメージングデバイスが交換可能な収集媒体アッセンブリ100のイメージをキャプチャーすることを可能にすることによって、流体組成センサーの粒子分析機能性を促進させる。
【0110】
[0128]さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリ受容部210の1つまたは複数の部分(たとえば、収集媒体アッセンブリ受容部側壁部、周辺アライメント突出部213、および/または底部アライメント突出部211のうちの1つまたは複数など)は、その中に配設されている交換可能な収集媒体アッセンブリに係合することが可能であり、交換可能な収集媒体アッセンブリが収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対してx-y平面の中で移動することを防止するようになっている。たとえば、底部アライメント突出部211は、収集媒体アッセンブリ受容部210の中へその底部内部表面から上向きに延在するように構成され得る。そのような構成では、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が、収集媒体アッセンブリ受容部210の中に位置決めされており、底部アライメント突出部211は、除去可能な収集媒体アッセンブリの下側カセット部分の内部キャビティーの中へ突出するように構成され得、その底部表面、側壁部、および幾何学的な突出部のうちの1つまたは複数に係合するようになっており、収集媒体アッセンブリ受容部の中の交換可能な収集媒体アッセンブリの位置を安定化させるようになっている。
【0111】
[0129]さらに、本明細書で説明されているように、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、1つまたは複数のアライメント特徴を含むことが可能であり、1つまたは複数のアライメント特徴は、収集媒体アッセンブリ受容部210に少なくとも実質的に隣接して位置決めされ、受容部210の中に配設されている交換可能な収集媒体アッセンブリの対応する特徴に係合するように構成されている。1つまたは複数のアライメント特徴は、交換可能な収集媒体アッセンブリの角度的なアライメントを促進させることが可能であり、交換可能な収集媒体アッセンブリが、たとえば、収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して角度方向に移動することを防止する。さまざまな実施形態において、本明細書で説明されているように、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、流体組成センサーの中に構成され得、その中に挿入された交換可能な収集媒体アッセンブリが、x方向、y方向、z方向、および角度方向のそれぞれに収集媒体アッセンブリドックエレメント200に対して移動することを防止され得るようになっている。
【0112】
[0130]図16A図17Bは、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的なセンサーのさまざまなセンサーコンポーネントのさまざまな図を図示している。とりわけ、図16Aおよび図16Bは、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に配設されている例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリ100のさまざまな断面図を図示しており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、インパクターノズル112を含む。本明細書で説明されているように、流体組成センサーの交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、たとえば、上側カセット部分110と、下側カセット部分120と、粒子収集スライド130とを含む交換可能なカセットとして具現化され得る。上側カセット部分110および下側カセット部分120は、収集媒体ハウジングを集合的に画定することが可能であり、収集媒体ハウジングは、2つのカセット部分110、120のそれぞれに対して粒子収集スライド130(たとえば、収集媒体)を固定するように構成されている。本明細書で説明されているように、上側カセット部分110は、たとえば、その上部部分に位置決めされているインパクターノズル112を通して(たとえば、ノズル入口部を介して)、所定量の流体を受け入れるように構成され得る。インパクターノズル112は、収集媒体に対して少なくとも実質的に垂直の流体フロー方向に、粒子収集スライド130の上に配設されている収集媒体の受け入れエリアに向けて所定量の流体を方向付けるように構成され得る。所定量の流体は、インパクターノズル112の出口部111から移動することが可能であり、収集媒体131の表面の少なくとも一部分を横切って通ることが可能であり、所定量の流体の中の複数の粒子の少なくとも一部分が、収集媒体の中に配設されることになるようになっている。示されているように、粒子収集スライドの上を通るとき、所定量の流体は、粒子収集スライド130のいずれかの側に位置付けされている下側カセット部分120よって画定される1つまたは複数の開口部を通って、流体流路に沿って流れ続けることが可能である。
【0113】
[0131]図示されているように、流体組成センサーのイメージングデバイス300は、(たとえば、プリント回路基板を介して)収集媒体アッセンブリドックエレメント200に動作可能に取り付けられ得る。イメージングデバイス300は、収集媒体アッセンブリドックエレメント200を通って延在するイメージングオリフィスに直接的に隣接しておよび/または少なくとも部分的にその中に位置決めされ得、イメージングデバイス300が、粒子収集スライド130に対して妨げられない見通し線を有することができるようになっている。そのような構成は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100が収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に固定されたままの状態で、粒子収集スライド130(たとえば、収集媒体)の受け入れエリアの中に埋め込まれている複数の粒子のイメージをイメージングデバイス300がキャプチャーすることを可能にすることができる。さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の一部分(たとえば、底部アライメント突出部211)は、それに固定された交換可能な収集媒体アッセンブリ100の内部キャビティーの中へ上向きに延在することが可能である。たとえば、収集媒体アッセンブリドックエレメント200は、それに固定されたイメージングデバイス300の少なくとも一部分が、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の内部キャビティーの中に配設され得るように構成され得る。
【0114】
[0132]さまざまな実施形態において、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の少なくとも一部分は、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の底部表面、側壁部、および幾何学的特徴のうちの1つまたは複数に係合することが可能であり、収集媒体アッセンブリドックエレメント200および/またはそれに取り付けられているイメージングデバイス300に対して、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の位置を安定化させるようになっている。たとえば、交換可能な収集媒体100は、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に固定され得、粒子収集スライド130が、イメージングデバイス300から離れて内部粒子イメージング距離125において流体組成センサーの中に配置されるようになっている。内部粒子イメージング距離125は、粒子収集スライドの上に配設されている収集媒体の受け入れエリアが、イメージングデバイス300の視野の中に位置付けされ得るようになっていることが可能である。たとえば、さまざまな実施形態において、内部粒子イメージング距離は、少なくともおおよそ約100ミクロンから約5mmの間にあることが可能である(たとえば、1mm)。本明細書で説明されているように、内部粒子イメージング距離125は、収集媒体の中に埋め込まれている複数の粒子に関してイメージングデバイス300のイメージング能力を最適化するために選択的に指定され得、流体組成センサーの粒子分析機能を促進させるようになっている。
【0115】
[0133]図示されているように、粒子収集スライド130は、その上に配設されている収集媒体の受け入れエリアにおいて、インパクターノズル112の出口部(たとえば、流体入口部111)からディスペンスされる例示的な所定量の流体から複数の粒子を受け入れるように構成され得る。本明細書で説明されているように、収集媒体の受け入れエリアは、インパクターノズル112の出口部の構成に対応することが可能であり、例示的な所定量の流体は、収集媒体に衝突する前にそこからディスペンスされる。たとえば、収集媒体の受け入れエリアは、インパクターノズル112の出口部の形状に対応する形状を有する外側周辺部によって少なくとも部分的に画定され得る。さらに、さまざまな実施形態において、受け入れエリアのサイズ、および/または、収集媒体に衝突する所定量の流体の中の粒子のパーセンテージは、インパクターノズルの出口部と収集媒体との間の距離によって定義される内部粒子収集距離115に少なくとも部分的に対応することが可能である。さまざまな実施形態において、内部粒子収集距離115は、収集媒体の中に埋め込まれることになるその体積の流体からの粒子のパーセンテージを最大化するように構成され得る。内部粒子収集距離115は、粒子収集スライド130の上に配設されている収集媒体の受け入れエリアの全体が、イメージングデバイス300の視野の中に位置付けされ得るように設定され得る。本明細書で説明されているように、内部粒子収集距離115は、流体組成センサーの粒子収集機能を最適化するために選択的に指定され得る。さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、イメージングデバイス300の視野および収集媒体の受け入れエリアの収束を促進させるように構成され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、インパクターノズル112(たとえば、流体入口部111)の中心軸線は、イメージングデバイス300の視野と少なくとも実質的に整合させられ得る。さらに、インパクターノズル112の出口部は、イメージングデバイス300の視野と少なくとも実質的に同様の形状を含むように構成され得る。たとえば、視野が3:4のアスペクト比によって画定される例示的な状況では、インパクターノズル112の出口部は、3:4の高さ-対-幅の比率を有する長方形断面を含むことが可能であり、イメージングデバイス300の構成に対応する全体的なサイズを有している。
【0116】
[0134]図17Aおよび図17Bは、収集媒体アッセンブリドックエレメント200の中に配設されている例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリ100のさまざまな側断面図を図示しており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、インパクターノズル112を含んでいない。そのような構成では、交換可能な収集媒体アッセンブリ110の流体入口部111は、上側カセット部分110によって画定され得る。図示されているように、交換可能な収集媒体アッセンブリ100の流体入口部111は、インパクターノズルの出口部からサンプル体積の流体を受け入れるように構成され得、インパクターノズルは、センサーの個別のコンポーネントとして具現化され得、または、センサーの中の流体流路90の少なくとも一部分を画定する他のコンポーネントのうちの1つに取り付けられ得る。たとえば、上側カセット部分は、インパクターノズルアライメントエレメント116を含むことが可能であり、インパクターノズルアライメントエレメント116は、インパクターノズル112の出口部に係合するように構成されており、その体積の空気の一部分がインパクターノズル112と流体入口部111との間で失われるリスクを最小化するようになっている。
【0117】
[0135]流体入口部111は、収集媒体に対して少なくとも実質的に垂直の流体フロー方向に、所定量の流体がそれを通過するように構成され得る。本明細書で説明されているように、所定量の流体は、流体入口部111から移動することが可能であり、粒子収集スライド130の上に配設されている収集媒体の表面の少なくとも一部分を横切って通ることが可能であり、所定量の流体の中の複数の粒子の少なくとも一部分が、収集媒体の中に配設されることになるようになっている。粒子収集スライド130の上を通るとき、所定量の流体は、粒子収集スライド130のいずれかの側に位置付けされている下側カセット部分120よって画定される1つまたは複数の開口部を通って、流体流路90に沿って流れ続けることが可能である。
【0118】
[0136]図示されているように、粒子収集スライド130は、その上に配設されている収集媒体の受け入れエリアにおいて、流体入口部111からディスペンスされる例示的な所定量の流体から複数の粒子を受け入れるように構成され得る。本明細書で説明されているように、収集媒体の受け入れエリアは、流体入口部111の構成に対応することが可能であり、例示的な所定量の流体は、収集媒体に衝突する前にそこからディスペンスされる。たとえば、収集媒体の受け入れエリアは、流体入口部111の形状に対応する形状を有する外側周辺部によって少なくとも部分的に画定され得る。さらに、さまざまな実施形態において、受け入れエリアのサイズ、および/または、収集媒体に衝突する所定量の流体の中の粒子のパーセンテージは、流体入口部111と収集媒体との間の距離によって定義される内部粒子収集距離115に少なくとも部分的に対応することが可能である。さまざまな実施形態において、内部粒子収集距離115は、本明細書で説明されているように、収集媒体の中に埋め込まれることになる所定量の流体からの粒子のパーセンテージを最大化するように構成され得る。上記に説明されているように、流体組成センサーは、イメージングデバイス300の視野および収集媒体の受け入れエリアの収束を促進させるように構成され得る。たとえば、さまざまな実施形態において、流体入口部111の中心軸線は、イメージングデバイス300の視野と少なくとも実質的に整合させられ得る。さらに、流体入口部111は、イメージングデバイス300の視野と少なくとも実質的に同様の形状を含むように構成され得る。たとえば、視野が3:4のアスペクト比によって画定される例示的な状況では、流体入口部111は、3:4の高さ-対-幅の比率を有する長方形断面を含むことが可能であり、それは、イメージングデバイス300の構成に対応している。
【0119】
[0137]図18は、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリの斜視図を図示している。とりわけ、図18は、交換可能な収集媒体アッセンブリ400を図示しており、交換可能な収集媒体アッセンブリ400は、使い捨てスライドとして具現化されている。さまざまな実施形態において、使い捨てスライド400は、透明な基板132を含むことが可能であり、透明な基板132は、その上側表面の少なくとも一部分の上に収集媒体131を有している。本明細書で説明されているように、収集媒体131は、流体流路に沿って流体組成センサーを通って移動する所定量の流体との相互作用を介して、複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子を受け入れるように構成され得る。さまざまな実施形態において、使い捨てスライドは、スライドフレームエレメント402をさらに含むことが可能であり、スライドフレームエレメント402は、透明な基板132およびそれに取り付けられている収集媒体131を支持するように構成されている。さまざまな実施形態において、スライドフレームエレメント402の少なくとも一部分は、ハンドルとして具現化され得、ハンドルは、使い捨てスライドとのユーザー相互作用を促進させるように構成されており、流体組成センサー10からの収集媒体131の除去および/または再設置を可能にするようになっている。さまざまな実施形態において、使い捨てスライドは、少なくとも2つの個別のおよび分離可能なコンポーネントであることが可能である。たとえば、さまざまな実施形態において、スライドフレームエレメント402は、透明な基板132から選択的に取り外し可能であり得る。
【0120】
[0138]さまざまな実施形態において、使い捨てスライドは、1つまたは複数の圧縮エレメント401をさらに含むことが可能である。たとえば、1つまたは複数の圧縮エレメント401は、スライドフレームエレメントから延在する突出部を含むことが可能であり、それらは、本明細書で説明されているように、使い捨てスライド400がセンサーの内部センサー部分の中へ挿入されると、流体組成センサーの一部分に係合するように構成されている。さまざまな実施形態において、センサーの内部センサー部分の中へ挿入されると、1つまたは複数の圧縮エレメント401は、たとえば、スライドフレームエレメント402の中へ成形されたスプリングによって具現化され得、それらは、少なくともセンサーの隣接部分に対して押圧力を印加するように構成されている。代替的にまたは追加的に、1つまたは複数の圧縮エレメントは、使い捨てスライド400の周りに配設されている突出部および/または表面を含むことが可能であり、それらは、流体組成センサーの中に配設されている対応するスプリングエレメントから圧縮力を受け取るように構成され得る。1つまたは複数の圧縮エレメント401は、垂直方向への使い捨てスライド400の移動を拘束することによって、流体組成センサーの内部センサー部分の中の使い捨てスライド400の安定化を促進させることが可能である。さまざまな実施形態において、使い捨てスライド400は、ラッチをさらに含むことが可能である。たとえば、さまざまな実施形態において、ラッチは、圧縮エレメントのうちの1つによって画定され得る。ラッチは、流体組成センサーの中へ使い捨てスライド400を挿入すると、センサーの隣接する内部部分に係合するように構成され得、使い捨てスライド400がセンサーから除去されることを防止するようになっている。ラッチは、ユーザーによって除去方向に引っ張られると、ラッチが隣接する内部センサー部分に係合することができるように構成され得、除去方向への流体組成センサーに対する使い捨てスライド400のさらなる移動を拘束するようになっている。
【0121】
[0139]さまざまな実施形態において、使い捨てスライド400は、1つまたは複数の識別エレメントをさらに含むことが可能であり、1つまたは複数の識別エレメントは、それに対応する特定の使い捨てスライド400を一意的に識別するように構成されている。識別エレメント403は、たとえば、バーコード、QRコード(登録商標)、および/またはシリアル番号などを含むことが可能である。さまざまな実施形態において、識別エレメント403は、使い捨てスライド400の透明な基板132の上および/または中に配設され得る。そのような構成では、識別エレメント403は、使い捨てスライド400の周りに位置決めされ得、識別エレメント403が、本明細書で説明されているように、流体組成センサーの中または外部のいずれかに配設されているイメージングデバイスによってキャプチャーおよび/または識別され得るようになっている。さらに、さまざまな実施形態において、流体組成センサーのコントローラーは、本明細書で説明されているように、上述のイメージングデバイスと組み合わせて使用され、識別エレメント403に少なくとも部分的に基づいて、使い捨てスライド400の識別および/または処理を促進させることが可能である。
【0122】
[0140]図19は、本明細書で説明されているさまざまな実施形態による例示的な流体組成センサーの断面図を図示している。とりわけ、図19は、流体組成センサーの中に配設されている例示的な交換可能な収集媒体アッセンブリ100を図示しており、交換可能な収集媒体アッセンブリ100は、使い捨てスライド400として具現化されている。本明細書で説明されているように、流体組成センサーは、センサーハウジングの中の開口部を通して、収集媒体131(使い捨てスライド400に取り付けられている)を有する使い捨てスライド400を受け入れるように構成され得る。流体組成センサーは、少なくとも部分的に内部センサー部分の中にスライド400を位置決めすることが可能であり、収集媒体131が、センサーを通って移動するサンプル体積の流体によって画定される流体流路の中に配設されるようになっている。使い捨てスライド400は、流体組成センサーの中に配置され得、透明な基板132の上に配設されている収集媒体131の少なくとも一部分が、本明細書で説明されているように、インパクターノズル112の出口部111およびイメージングデバイス300の両方と少なくとも実質的に整合させられ得るようになっている。そのような構成では、収集媒体131は、サンプル体積の流体から複数の粒子を受け入れるように構成されている受け入れエリアを画定することが可能である。たとえば、収集媒体131の受け入れエリアは、イメージングデバイス300の視野の中に位置決めされ得る。
【0123】
[0141]図示されているように、流体組成センサーは、使い捨てスライド400が粒子収集位置においてセンサーの内部部分の中に位置決めされているときに、使い捨てスライド400の圧縮エレメント401が、センサーの中に配設されている1つまたは複数のセンサーコンポーネントの対応する隣接部分に係合することができるように構成され得る。たとえば、圧縮エレメント401は、対応する隣接するセンサー部分に少なくとも実質的に垂直方向の押圧力を印加するように事前に配設され得、使い捨てスライド400が、隣接するセンサー部分から相互的な力を受け取ることができるようになっている。さまざまな実施形態において、反対の垂直方向に使い捨てスライド400によって現実化される相互的な力は、スライド400がセンサーの中の1つまたは複数の垂直方向に拘束された表面に押し付けられ得るようなものであることが可能である。そうであるので、使い捨てスライド400に働く(および、1つまたは複数の圧縮エレメント401によって誘発される)相互的な力は、センサーの中に使い捨てスライド400を垂直方向に安定化させるように機能することが可能である。図示されているように、たとえば、使い捨てスライド400に作用する相互的な力は、スライド400の少なくとも一部分(たとえば、収集媒体131の受け入れエリアに少なくとも実質的に隣接する透明な基板132の一部分など)が、イメージングデバイス300および/またはその中に配設されているイメージングデバイス300を有する保護ハウジングに押し付けられることを引き起こすことが可能である。そのような構成では、イメージングデバイス300へのスライド400の係合は、スライド400とイメージングデバイス300との間のインターフェースに沿ってシールを生成させることが可能であり、それは、本明細書で説明されているように、汚染からイメージングデバイス300を保護するように機能することが可能である。さらに、イメージングデバイス300に対してスライドを固定することは、流体組成センサーがイメージングデバイス300と透明な基板との間の内部粒子イメージング距離を制御することを可能にすることができ、収集媒体131の中に埋め込まれている複数の粒子に対して、イメージングデバイス300のイメージング能力を最適化するようになっている。同様に、イメージングデバイス300に対するスライド400は、流体組成センサーが収集媒体131とインパクターノズル112の出口部との間の内部粒子収集距離115を制御することを可能にすることができ、本明細書で説明されているように、センサーの粒子収集機能性を最適化するようになっている。
【0124】
[0142]さまざまな実施形態において、流体組成センサーは、スライドイジェクションボタン410をさらに含むことが可能であり、スライドイジェクションボタン410は、センサーのハウジングからの使い捨てスライド400の除去を促進させるように構成されている。本明細書で説明されているように、使い捨てスライド400のラッチ411は、スライドイジェクションボタン410に係合するように構成され得、使い捨てスライド400がセンサーから除去されることを防止するようになっている。図示されているように、ラッチ411は、圧縮エレメント401のうちの1つによって画定されている。ラッチ411は、ユーザーによって除去方向(たとえば、実質的に水平の方向)に引っ張られるときに、ラッチ411がスライドイジェクターボタン410に係合することができるように構成され得、使い捨てスライド400が流体組成センサーに対して除去方向にさらに移動することを防止するようになっている。たとえば、ラッチ411は、圧縮エレメント401のうちの1つによって画定されており、ラッチ411は、垂直方向(たとえば、y方向)にスライド400を少なくとも部分的に固定するように構成されている上述の圧縮力の方向とは実質的に異なる方向(たとえば、x方向)に、スライドイジェクションボタン410に係合することが可能である。流体組成センサーは、スライドイジェクションボタン410においてユーザー入力(たとえば、押し込み力)を受け取ると、スライドイジェクションボタン410の一部分が、センサーの中で移動することができるように構成され得、ラッチ411がそれから解除されることを引き起こし、それによって、流体組成センサーに対する使い捨てスライド400の除去方向への移動を可能にする。さらに、さまざまな実施形態において、流体組成センサーは、イジェクションスプリングをさらに含むことが可能であり、イジェクションスプリングは、上記に説明されているように、スライドが粒子収集位置の中に完全に位置決めされているときに、使い捨てスライド400に対して押し込み力を除去方向に印加するように構成されている。スライドイジェクターボタン410の隣接部分からスライド400のラッチ411が解除されることになる例示的な状況では、イジェクションスプリング412は、スライド400を押し付けることが可能であり、センサーの内部部分からスライド400を少なくとも部分的に除去するようになっている。
【0125】
[0143]図20に示されているように、流体組成センサー10は、コントローラー50を含むことが可能であり、コントローラー50は、流体組成センサー10の粒子収集機能、ならびに、センサー10によって受け入れられた所定量の流体の少なくとも1つの粒子特性を決定するためにセンサーによって収集された粒子のイメージングおよび分析に関連付けられるさまざまな動作を制御するように構成されている。図20に図示されているように、コントローラー50は、メモリー51、プロセッサー52、入力/出力回路53、通信回路55、イメージングデバイスデータリポジトリ107、収集媒体特性データベース54、粒子イメージング回路56、粒子タイプ識別回路57、および粒子収集回路58を含むことが可能である。コントローラー50は、本明細書で説明されている動作を実行するように構成され得る。コンポーネントは機能制限に関して説明されているが、特定の実装形態は、必然的に特定のハードウェアの使用を含むということが理解されるべきである。また、本明細書で説明されているコンポーネントのうちの特定のものは、同様のまたは共通のハードウェアを含むことが可能であるということが理解されるべきである。たとえば、2セットの回路は、両方とも、同じプロセッサー、ネットワークインターフェース、またはストレージ媒体などの使用を活用し、それらの関連の機能を果たすことが可能であり、回路のそれぞれのセットのために、重複するハードウェアが必要とされないようになっている。したがって、コントローラー50のコンポーネントに関して本明細書で使用されているような「回路」という用語の使用は、本明細書で説明されているような特定の回路に関連付けられる機能を果たすように構成されている特定のハードウェアを含むということが理解されるべきである。
【0126】
[0144]「回路」という用語は、ハードウェアを含むこと、および、いくつかの実施形態において、ハードウェアを構成するためのソフトウェアを含むことが広く理解されるべきである。たとえば、いくつかの実施形態において、「回路」は、処理回路、ストレージ媒体、ネットワークインターフェース、および入力/出力デバイスなどを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、コントローラー50の他のエレメントは、特定の回路の機能性を提供または補完することが可能である。たとえば、プロセッサー52は、処理機能性を提供することが可能であり、メモリー51は、ストレージ機能性を提供することが可能であり、通信回路55は、ネットワークインターフェース機能性を提供することが可能であるなどのようになっている。
【0127】
[0145]いくつかの実施形態において、プロセッサー52(および/または、プロセッサーを支援するかもしくはその他の方法で関連付けられるコプロセッサーまたは任意の他の処理回路)は、装置のコンポーネントの間で情報を渡すためのバスを介して、メモリー51と通信していることが可能である。メモリー51は、非一時的なものであることが可能であり、たとえば、1つもしくは複数の揮発性のおよび/または不揮発性のメモリーを含むことが可能である。たとえば、メモリー51は、電子的ストレージデバイス(たとえば、コンピューター可読のストレージ媒体)であることが可能である。さまざまな実施形態において、メモリー51は、本開示の例示的な実施形態によるさまざまな機能を装置が実施することを可能にするために、情報、データ、コンテンツ、アプリケーション、またはインストラクションなどを記憶するように構成され得る。メモリー51は、本明細書で説明されている任意の電子情報、データ、データ構造、実施形態、例、図、プロセス、動作、技法、アルゴリズム、インストラクション、システム、装置、方法、ルックアップテーブル、もしくはコンピュータープログラム製品、または、それらの任意の組み合わせを部分的にまたは全体的に記憶するように構成され得るということが理解されることとなる。非限定的な例として、メモリー51は、所定量の流体に関連付けられる粒子サイズデータ、粒子タイプデータ、粒子衝突深さデータ、粒子イメージデータ、粒子形状データ、粒子断面積データ、粒子質量データ、粒子密度データ、および粒子状物質質量濃度データを記憶するように構成され得る。さまざまな実施形態において、メモリーは、1つまたは複数の粒子衝突深さ-運動量のルックアップテーブルを記憶するようにさらに構成され得る。
【0128】
[0146]プロセッサー52は、複数の異なる方式で具現化され得、たとえば、独立して実施するように構成された1つまたは複数の処理デバイスを含むことが可能である。追加的にまたは代替的に、プロセッサーは、1つまたは複数のプロセッサーを含むことが可能であり、1つまたは複数のプロセッサーは、バスを介してタンデムに構成され、インストラクションの独立した実行、パイプライニング、および/またはマルチスレッディングを可能にする。「処理回路」という用語の使用は、シングルコアプロセッサー、マルチコアプロセッサー、装置の内部の複数のプロセッサー、および/または、リモートプロセッサーもしくは「クラウド」プロセッサーを含むということが理解され得る。
【0129】
[0147]例示的な実施形態において、プロセッサー52は、インストラクションを実行するように構成され得、インストラクションは、メモリー51の中に記憶されており、または、その他の方法でプロセッサーにアクセス可能である。代替的にまたは追加的に、プロセッサーは、ハードコードされた機能性を実行するように構成され得る。そうであるので、ハードウェア方法もしくはソフトウェア方法によって構成されているか、または、それらの組み合わせによって構成されているかにかかわらず、プロセッサーは、それにしたがって構成された状態で、本開示の実施形態による動作を実施することができるエンティティー(たとえば、回路の中に物理的に具現化されている)を表すことが可能である。代替的に、別の例として、プロセッサーがソフトウェアインストラクションのエグゼクターとして具現化されているときには、インストラクションは、具体的には、インストラクションが実行されるときに、本明細書で説明されているアルゴリズムおよび/または動作を実施するように、プロセッサーを構成させることが可能である。
【0130】
[0148]いくつかの実施形態において、コントローラー50は、入力-出力回路53を含むことが可能であり、入力-出力回路53は、次にプロセッサー52と通信しており、出力をユーザーに提供し、いくつかの実施形態において、入力(たとえば、ユーザーによって提供されるコマンドなど)を受け入れることが可能である。入力-出力回路53は、ユーザーインターフェース(たとえば、グラフィカルユーザーインターフェース(GUI)など)を含むことが可能であり、また、ディスプレイを含むことが可能であり、ディスプレイは、ウェブユーザーインターフェース、GUIアプリケーション、モバイルアプリケーション、クライアントデバイス、または、任意の他の適切なハードウェアもしくはソフトウェアを含むことが可能である。いくつかの実施形態において、入力-出力回路53は、また、ディスプレイデバイス、ディスプレイスクリーン、ユーザー入力エレメント、たとえば、タッチスクリーン、タッチエリア、ソフトキー、キーボード、マウス、マイクロホン、スピーカー(たとえば、ブザー)、発光デバイス(たとえば、赤色発光ダイオード(LED)、緑色LED、青色LED、白色LED、赤外線(IR)LED、紫外線(UV)LED、またはそれらの組み合わせ)、または他の入力-出力メカニズムなどを含むことが可能である。プロセッサー52、入力-出力回路53(それは、処理回路を利用することが可能である)、またはその両方は、非一時的なコンピューター可読のストレージ媒体(たとえば、メモリー51)の中に記憶されているコンピューター実行可能なプログラムコードインストラクション(たとえば、ソフトウェア、ファームウェア)を通して、1つまたは複数のユーザーインターフェースエレメントの1つまたは複数の機能を制御するように構成され得る。入力-出力回路53は、随意的なものであり、いくつかの実施形態において、コントローラー50は、入力-出力回路を含まなくてもよい。たとえば、コントローラー50がユーザーと直接的に相互作用しない場合に、コントローラー50は、1つまたは複数の他のデバイスによって、ディスプレイのためのユーザーインターフェースデータを発生させることが可能であり、1つまたは複数のユーザーは、1つまたは複数の他のデバイスと直接的に相互作用し、発生させられたユーザーインターフェースデータをそれらのデバイスのうちの1つまたは複数に送信する。たとえば、ユーザーインターフェース回路を使用するコントローラー50は、1つまたは複数のディスプレイデバイスによって、ディスプレイのためのユーザーインターフェースデータを発生させ、発生させられたユーザーインターフェースデータをそれらのディスプレイデバイスに送信することが可能である。
【0131】
[0149]通信回路55は、ハードウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせのいずれかで具現化されているデバイスまたは回路であることが可能であり、それは、コントローラー50と通信しているネットワークおよび/または任意の他のデバイス、回路、もしくはモジュールからデータを受信および/またはそれへデータを送信するように構成されている。たとえば、通信回路55は、ワイヤード通信プロトコル(たとえば、USB)またはワイヤレス通信プロトコル(たとえば、Bluetooth、Wi-Fi、および/またはセルラーなど)を介して1つまたは複数のコンピューティングデバイスと通信するように構成され得る。
【0132】
[0150]さまざまな実施形態において、プロセッサー52は、粒子イメージング回路56と通信するように構成され得る。粒子イメージング回路56は、ハードウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせのいずれかで具現化されているデバイスまたは回路であることが可能であり、それは、データ(たとえば、イメージングデバイス300によってキャプチャーされたイメージなど)を受信し、処理し、発生させ、および/または送信するように構成されている。さまざまな実施形態において、粒子イメージング回路56は、流体組成センサー10のイメージングデバイス300によってキャプチャーされた1つまたは複数のイメージを分析するように構成され得、収集媒体131の中に存在している複数の粒子のうちのどの粒子が、最近の粒子分析の間に収集媒体131によって新しく受け入れられたかということを決定する。粒子イメージング回路56は、第1回目および第2回目にそれぞれキャプチャーされた第1のキャプチャーされた粒子イメージおよび第2のキャプチャーされた粒子イメージをイメージングデバイスから受信することが可能であり、第1回目は、流体組成センサー10による、収集媒体131によってキャプチャーされた複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子の分析の開始を表しており、第2回目は、第1回目に続くものである(第1回目の後に起こる)。そのような構成では、デバイスは、第1回目および第2回目にキャプチャーされたそれぞれの粒子イメージを比較することによって、ならびに、第1のキャプチャーされた粒子イメージの中にキャプチャーされなかった第2のキャプチャーされた粒子イメージから任意の粒子を識別することによって、粒子分析の開始時に収集媒体131の中に存在している粒子と収集媒体131によって新しく受け入れられた粒子との間を区別するように構成され得る。さまざまな実施形態において、粒子イメージング回路56は、流体組成センサー10のイメージングデバイス300によってキャプチャーされた1つまたは複数のイメージを分析し、収集媒体131の中の複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のそれぞれのサイズを決定するようにさらに構成され得る。さまざまな実施形態において、粒子のサイズは、粒子の断面積によって定義され得る。さまざまな実施形態において、粒子イメージング回路56は、さまざまな粒子サイズのいずれかを有する粒子の粒子サイズを決定するように構成され得る。例として、粒子イメージング回路56は、約0.3ミクロンから約100ミクロン(たとえば、2.5ミクロン)の直径を有する粒子の粒子サイズ、および、したがって、粒子が関連付けられ得るサイズカテゴリー(たとえば、PM10、PM4、PM2.5、またはPM1など)を決定するように構成され得る。さまざまな実施形態において、コントローラーおよび/または粒子イメージング回路56は、流体組成センサー10のイメージングデバイス300によってキャプチャーされた1つまたは複数のイメージを分析し、収集媒体131の中の複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のそれぞれの形状を決定するようにさらに構成され得る。さまざまな実施形態において、粒子形状は、粒子断面積によって少なくとも部分的に画定され得る。粒子イメージング回路56は、1つまたは複数のイメージフォーカシング技法を使用して、収集媒体131の中の複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のそれぞれの粒子衝突深さを決定するようにさらに構成され得る。粒子イメージング回路56は、たとえば、1つまたは複数のイメージフォーカシング技法を実施するためにメモリー51の中に記憶されているインストラクションを実行するように構成され得る。さまざまな実施形態において、1つまたは複数のイメージフォーカシング技法は、たとえば、角度スペクトル伝播(ASP:Angular Spectrum Propagation)などのような1つまたは複数のコンピューター計算技法を含むことが可能である。他の実施形態において、光学機械的な調節が、イメージフォーカシング技法として使用され得る。さまざまな実施形態において、粒子イメージング回路56は、1つまたは複数のイメージフォーカシング技法を使用し、収集媒体の中の複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のそれぞれに関して焦点深度122を決定することが可能である。1つまたは複数の粒子のそれぞれに関する焦点深度を決定すると、粒子イメージング回路56は、流体組成センサー10の公知の寸法(たとえば、収集媒体厚さ、および、透明な基板108とイメージングデバイス300との間の距離など)を使用して、収集媒体131の中の複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のそれぞれの衝突深さ121を計算するように構成され得る。さまざまな実施形態において、たとえば、収集媒体131の中の粒子の衝突深さ121は、収集媒体厚さ、透明な基板厚さ、および、透明な基板108とイメージングデバイス300との間の距離の総計から、粒子の測定された焦点深度122を減算することによって計算され得る。粒子イメージング回路56は、イメージングデバイスデータリポジトリ107からデータを送信および/または受信することが可能である。さまざまな実施形態において、粒子イメージング回路56は、1つまたは複数の機械学習技法を使用して、粒子の1つまたは複数の粒子特性を決定するように構成され得る。さまざまな実施形態において、粒子の1つまたは複数の粒子特性を決定するために粒子イメージング回路56によって使用される1つまたは複数の機械学習技法は、1つまたは複数の公知の粒子特性の1つまたは複数のラベル付きデータセット(たとえば、粒子タイプ、粒子速度、粒子サイズ、粒子形状、ならびに/または、コントローラー50によって発生させられ、送信され、および/もしくは受信される任意の他のデータなど)を用いた深層教師あり学習(deep supervised learning)を使用することを含むことが可能である。
【0133】
[0151]さまざまな実施形態において、プロセッサー52は、粒子タイプ識別回路57と通信するように構成され得る。粒子タイプ識別回路57は、ハードウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせのいずれかで具現化されているデバイスまたは回路であることが可能であり、それは、収集媒体131によって受け入れられる複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子の粒子タイプおよび/または粒子種を識別するように構成されている。さまざまな実施形態において、所定量の流体の中の複数の粒子は、さまざまな粒子タイプ(たとえば、細菌、花粉、胞子、カビ、生物学的粒子、煤、無機粒子、および有機粒子などのうちの1つまたは複数)の1つまたは複数の粒子を含むことが可能である。さまざまな実施形態において、粒子タイプ識別回路57は、1つまたは複数の機械学習技法を使用して、収集媒体131によって受け入れられる複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のそれぞれの粒子タイプおよび/または粒子種を決定することが可能である。さまざまな実施形態において、複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子のそれぞれの粒子タイプおよび/または種を決定するために粒子タイプ識別回路57によって使用される1つまたは複数の機械学習技法は、イメージングデバイス300によってキャプチャーされたイメージ、粒子サイズデータ、粒子形状データ、ならびに/または、コントローラー50によって発生させられ、送信され、および/もしくは受信される任意の他のデータを分析することを含むことが可能である。さまざまな実施形態において、粒子タイプ識別回路57は、イメージングデバイスデータリポジトリ107からデータを送信および/または受信することが可能である。さまざまな実施形態において、粒子タイプ識別回路57は、粒子に関して決定された粒子初期速度と流体組成センサー10を通って移動する流体の既知の流量に少なくとも部分的に基づいて近似された粒子速度とを比較し、粒子に関連付けられる速度比較データを発生させるように構成され得る。さまざまな実施形態において、粒子タイプ識別回路57は、フィードバックループを実行するように構成され得、収集媒体131によって受け入れられる複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子に関連付けられた1つまたは複数の速度比較データは、本明細書で説明されているように、1つまたは複数の機械学習技法に関連付けられる機械学習の速度を増加させるために、機械学習モデルの中への1つまたは複数の入力を定義することが可能である。
【0134】
[0152]さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、収集媒体特性データベース54を備えて、または、それと通信して構成され得る。収集媒体特性データベース54は、システムのメモリー51の上に少なくとも部分的に記憶され得る。いくつかの実施形態において、収集媒体特性データベース54は、流体組成センサー10から遠隔にあることが可能であるが、それと接続していることが可能である。収集媒体特性データベース54は、1つまたは複数の粒子衝突深さ-運動量関係ルックアップテーブルなどのような情報を含有することが可能である。さまざまな実施形態において、粒子衝突深さ-運動量関係ルックアップテーブルは、特定の収集媒体タイプに関して、粒子衝突深さと粒子初期運動量(すなわち、収集媒体131の受け入れ表面における粒子の運動量であり、ここで、粒子は、本明細書で説明されているように、受け入れ表面において収集媒体131によって受け入れられる)との間の関係を定義するために使用されるデータマトリックスを含むことが可能である。さまざまな粒子衝突深さ-運動量関係ルックアップテーブルは、さまざまな収集媒体タイプに関して粒子衝突深さと粒子初期運動量との間の関係を定義するために使用されるデータマトリックスを含むことが可能である。
【0135】
[0153]粒子収集回路58は、ハードウェアまたはハードウェアおよびソフトウェアの組み合わせのいずれかで具現化されているデバイスまたは回路であることが可能であり、それは、本明細書で説明されているように、流体組成センサー10の粒子収集機能性を制御するように構成されている。たとえば、粒子収集回路58は、流体制御センサー10の中に配設されているファンを制御することが可能であり、周囲環境から流体組成センサー10の中へおよび流体組成センサー10を通して所定量の流体を引っ張ることによって、流体サンプル収集プロセスを実行するようになっている。さまざまな実施形態において、粒子収集回路58は、本明細書で説明されているように、開構成と閉構成との間で流体組成センサーを構成することが可能である。さまざまな実施形態において、粒子収集回路58は、流体サンプル収集プロセスの間に閉構成で流体組成センサー10をロックするように構成され得る。さらに、粒子収集回路58は、流体サンプルの収集が完了したとき(たとえば、所定の量の時間の後、収集媒体の中に存在している粒子の数が粒子の所定の閾値数を越えた後、および/または、視野の中の粒子カバー率のパーセンテージが閾値粒子カバー率パーセンテージを超えた後)を決定するように構成され得る。そのような決定のときに、粒子収集回路58は、流体組成センサー10を選択的にアンロックするように、および、開構成でセンサー10を構成するように構成され得る。さらに、さまざまな実施形態において、粒子収集回路58は、本明細書で説明されているように、1つまたは複数の収集媒体アッセンブリの自動化された再構成および/または再設置を促進させることが可能である。さまざまな実施形態において、粒子収集回路58は、粒子イメージング回路56と通信することが可能であり、交換可能な収集媒体アッセンブリの上に配設されている識別エレメントのイメージをキャプチャーすることおよびその後のその識別を促進させるようになっている。さまざまな実施形態において、交換可能な収集媒体アッセンブリの上に配設されている識別エレメントのイメージは、1つまたは複数のコンポーネント(たとえば、内部センサーコンポーネントおよび/または外部システムデータベース)に通信させられ、イメージの中にキャプチャーされた特定の交換可能な収集媒体アッセンブリ100の識別を促進させることが可能である。
【0136】
[0154]さまざまな実施形態において、流体組成センサー10は、イメージングデバイスデータリポジトリ107を備えて、または、それと通信して構成され得る。イメージングデバイスデータリポジトリ107は、システムのメモリー51の上に少なくとも部分的に記憶され得る。いくつかの実施形態において、イメージングデバイスデータリポジトリ107は、流体組成センサー10から遠隔にあることが可能であるが、それと接続していることが可能である。イメージングデバイスデータリポジトリ107は、流体の1つまたは複数の潜在的なコンポーネントに関するイメージなどのような情報を含有することが可能である。いくつかの実施形態において、流体組成センサー10と通信したイメージングデバイスデータリポジトリ107および/または他の同様の参照データベースは、粒子を識別するために使用される非イメージ情報を含むことが可能である(たとえば、蛍光粒子に関して、スペクトロメーターが、本明細書で議論されているように、流体組成センサー10によって使用され得、流体組成センサー10は、粒子を識別および/または分類するためにスペクトル情報を受信することが可能である)。いくつかの実施形態において、流体組成センサー10は、また、粒子を識別および/または分類するために機械学習を使用することが可能であり、流体組成センサー10が、参照データベース(たとえば、イメージングデバイスデータリポジトリ107など)を使用し、流体組成センサー10を最初にトレーニングすることができるようになっており、次いで、イメージングデバイスデータリポジトリ107または他の参照データベースを参照することなく、粒子を識別および/または分類するように構成され得る(たとえば、システムは、通常の動作の間にイメージングデバイスデータリポジトリ107とアクティブ通信していない可能性がある)。
【0137】
[0155]多くの修正例および他の実施形態が、先述の説明および関連の図面の中に提示された教示の利益を有する、本開示に関係する当業者に考え付くこととなる。したがって、本開示は、開示されている特定の実施形態に限定されるべきではないということ、ならびに、修正例および他の実施形態が、添付の特許請求の範囲の中に含まれることが意図されているということが理解されるべきである。特定の用語が本明細書で用いられているが、それらは、単に一般的で説明的な意味で使用されているに過ぎず、限定の目的のために使用されていない。
<付記>
[形態1]
流体粒子特性を検出するためのデバイスであって、
複数の粒子を含有する所定量の流体を受け入れるように構成されている流体組成センサーを含み、前記流体組成センサーは、
流体フローチャンバーであって、前記流体フローチャンバーは、内部センサー部分の中に配設されており、流体流路の少なくとも一部分を画定しており、前記流体フローチャンバーは、前記複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子を受け入れるように構成されている収集媒体に向けて、前記所定量の流体が流体フローチャンバー出口部を通って流れるように構成されている、流体フローチャンバーと、
ビーム軸線に沿って1つまたは複数の光ビームを放出するように構成されている照射光源であって、前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、前記収集媒体に係合し、前記収集媒体によって受け入れられた前記1つまたは複数の粒子を照射するようになっている、照射光源と、
前記収集媒体によって受け入れられた前記1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするように構成されているイメージングデバイスと、
シールド壁部の内側表面の中に画定されている内部シールド部分を含む光シールドであって、前記光シールドは、前記照射光源と前記イメージングデバイスとの間に少なくとも部分的に延在しており、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、前記内部シールド部分を通過するようになっている、光シールドと
を含み、
前記光シールドの少なくとも一部分は、前記流体フローチャンバーの中に配設されており、前記所定量の流体および前記1つまたは複数の光ビームの前記少なくとも一部分が、前記流体フローコンポーネント出口部を通過するようになっている、デバイス。
[形態2]
前記光シールドは、前記内部シールド部分の中に配設されており、前記内部シールド部分の中の前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも発散部分を反射するように構成されている、1つまたは複数のバッフルエレメントを含む、形態1に記載のデバイス。
[形態3]
前記1つまたは複数のバッフルエレメントは、複数のバッフルエレメントを含み、前記複数のバッフルエレメントは、前記内部シールド部分の中に配設されており、前記光シールドの長さに沿って分散されており、前記複数のバッフルエレメントのそれぞれは、その中央部分を通って延在しているそれぞれのオリフィスを画定しており、前記複数のバッフルエレメントを通って延在する前記それぞれのオリフィスの少なくとも一部分は、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が前記オリフィスを通過するように、前記ビーム軸線と少なくとも実質的に整合させられる、形態2に記載のデバイス。
[形態4]
前記流体フローチャンバーは、前記内部センサー部分の中から選択的に除去可能になるように構成されている除去可能な流体フローコンポーネントの中に画定されている、形態1に記載のデバイス。
[形態5]
前記イメージングデバイスは、レンズレスホログラフィーを使用して、前記収集媒体によって受け入れられる前記複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子の前記イメージをキャプチャーするように構成されている、形態1に記載のデバイス。
[形態6]
流体粒子特性を検出するためのデバイスであって、
複数の粒子を含有する所定量の流体を受け入れるように構成されている流体組成センサーを含み、前記流体組成センサーは、
ビーム軸線に沿って1つまたは複数の光ビームを放出するように構成されている照射光源であって、前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、収集媒体に係合し、前記収集媒体の中に配設されている1つまたは複数の粒子を照射するようになっている、照射光源と、
前記収集媒体の中に配設されている前記1つまたは複数の粒子のイメージをキャプチャーするように構成されているイメージングデバイスと、
光シールドと
を含み、前記光シールドは、
シールド壁部の内側表面の中に囲まれた内部シールド部分と、
前記内部シールド部分の中に配設されており、前記内部シールド部分の中の前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも発散部分を反射するように構成されている、1つまたは複数のバッフルエレメントと
を含み、
前記光シールドは、前記照射光源と前記イメージングデバイスとの間に少なくとも部分的に延在しており、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が、前記内部シールド部分を通過するようになっている、デバイス。
[形態7]
前記1つまたは複数のバッフルエレメントは、前記1つまたは複数のバッフルエレメントの中央部分を通って延在するオリフィスを画定しており、前記オリフィスは、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が前記オリフィスを通過するように、前記ビーム軸線と少なくとも実質的に整合させられる、形態6に記載のデバイス。
[形態8]
前記1つまたは複数のバッフルエレメントは、第1のバッフル表面と第2のバッフル表面との間に延在するバッフル厚さによって少なくとも部分的に画定されており、前記第2のバッフル表面は、前記第1のバッフル表面に対して角度付きの構成を有しており、前記バッフル厚さが、可変の厚さを含むようになっている、形態6に記載のデバイス。
[形態9]
前記1つまたは複数のバッフルエレメントは、複数のバッフルエレメントを含み、前記複数のバッフルエレメントは、前記内部シールド部分の中に配設されており、前記光シールドの長さに沿って分散されており、前記複数のバッフルエレメントのそれぞれは、その中央部分を通って延在しているそれぞれのオリフィスを画定しており、前記複数のバッフルエレメントを通って延在する前記それぞれのオリフィスの少なくとも一部分は、前記ビーム軸線に沿って放出される前記1つまたは複数の光ビームの少なくとも一部分が前記オリフィスを通過するように、前記ビーム軸線と少なくとも実質的に整合させられる、形態6に記載のデバイス。
[形態10]
前記イメージングデバイスは、レンズレスホログラフィーを使用して、前記収集媒体によって受け入れられる前記複数の粒子のうちの1つまたは複数の粒子の前記イメージをキャプチャーするように構成されている、形態6に記載のデバイス。
【符号の説明】
【0138】
10 流体組成センサー
11 ハウジング
13 内部センサー部分
14 ダストキャップ、ダストカバー
15 ハンドル
16 ヒンジ式接続部、ヒンジ式コネクター、ヒンジ
17 ラッチメカニズム
18 センサー流体入口部、内部回路
20 上側センサーハウジング
30 下側センサーハウジング
40 除去可能な流体フローコンポーネント
40A 流体フローコンポーネントハウジング
41A 第1の流体フローコンポーネント入口部
41B 第2の流体フローコンポーネント入口部
42 流体フローコンポーネント出口部
43 光経路オリフィス
44 流体フローチャンバー
45 光シールド
45A シールド壁部
45B 流体フローチャンバー出口部カバー
46 バッフルエレメント
46A 第1のバッフルエレメント
46B 第2のバッフルエレメント
46C 第3のバッフルエレメント
46D 第4のバッフルエレメント
46E 第5のバッフルエレメント
48 光シールド入口部
49 光シールド出口部
50 コントローラー
51 メモリー
52 プロセッサー
53 入力/出力回路
54 収集媒体特性データベース
55 通信回路
56 粒子イメージング回路
57 粒子タイプ識別回路
58 粒子収集回路
60 照射光源
61 光ビーム
70 ファン、ポンプ
80 バッテリー、電源
90 流体流路
100 収集媒体アッセンブリ
107 イメージングデバイスデータリポジトリ
110 上側カセット部分
111 流体入口部
111A 寸法
111B 寸法
112 インパクターノズル
113 上側周辺アライメント凹部
114 シールされたカバー
115 内部粒子収集距離
116 インパクターノズルアライメントエレメント
120 下側カセット部分
121 幾何学的特徴
122 凹んだ棚部
123 下側周辺アライメント凹部
124 開口部
125 内部粒子イメージング距離
124A 開口部部分
124B 開口部部分
130 粒子収集スライド
131 収集媒体
132 透明な基板
200 収集媒体アッセンブリドックエレメント
201 透明な保護カバー
210 収集媒体アッセンブリ受容部
211 底部アライメント突出部
212 イメージングオリフィス
213 周辺アライメント突出部
300 イメージングデバイス
400 収集媒体アッセンブリ、使い捨てスライド
401 圧縮エレメント
402 スライドフレームエレメント
403 識別エレメント
410 スライドイジェクションボタン、スライドイジェクターボタン
411 ラッチ
412 イジェクションスプリング
450 中心シールド軸線
461a 第1の上部バッフル表面
461b 第1のオリフィス
461c 第1の底部バッフル表面
462a 第2の上部バッフル表面
462b 第2のオリフィス
462c 第2の底部バッフル表面
463a 第3の上部バッフル表面
463b 第3のオリフィス
463c 第3の底部バッフル表面
464a 第4の上部バッフル表面
464b 第4のオリフィス
464c 第4の底部バッフル表面
465a 第5の上部バッフル表面
465b 第5のオリフィス
465c 第5の底部バッフル表面
図1
図2
図3A
図3B
図4
図5
図6
図7A
図7B
図7C
図8A
図8B
図8C
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17
図18
図19
図20