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申请/专利权人：塔拉比奥斯健康技术股份公司

摘要：本发明涉及用于使用嵌入套筒的基于纤维的悬臂来测量流体介质的物理性质的感测设备。更特别地，提出了一种套筒（100），包括：至少一个流体通道（103）、至少一个光通道（102）、位于流体通道（103）和光通道（102）的交叉处的至少一个腔（104）；放置在光通道（102）中的至少一个光导（101）；其中该光导（101）至少部分包含在相应腔（104）中，其中该光导（101）具有可动区段（106）；以及其中该可动区段（106）的振动是可外部致动的。

主权项：1.一种套筒（100），包括：至少一个流体通道（103）；至少一个光通道（102）；位于流体通道（103）和光通道（102）的交叉处的至少一个腔（104）；放置在光通道（102）中的至少一个光导（101），其中该光导（101）至少部分包含在相应腔（104）中；至少一个光接收器（107），其从光导（101）接收光；该光导（101）和光接收器是从由波导和光纤组成的组中选择的，所述套筒特征在于：所述套筒被配置为，所述光导（101）具有可动区段（106），所述可动区段（106）涂覆有布置成促进电磁致动的磁性材料；放置在光通道（102）中并且至少部分包含在相应腔（104）中的所述至少一个光导（101）与流体介质接触；所述腔（104）包括用来防止流体进入光导（101）和光接收器（107）之间的流体停止区（223），所述流体停止区（223）结构上具有与腔（104）不同尺寸或具有不同表面涂层，其中从光导（101）接收光的光接收器（107）以非接触的配置与光导（101）分隔开；其中在光接收器（107）和光导（101）之间存在间隙（207）；并且其中光接收器（107）的一端与光导（101）的一端彼此靠近定位，并且其中该光接收器（107）的光轴具有关于光导（101）的光轴的横向偏移以使得光接收器（107）的光轴（202）以在平行于所述可动区段（106）的振动轴的方向上的垂直偏移（208）放置。

全文数据：使用嵌入套筒的基于纤维的悬臂的感测设备技术领域[0001]本发明涉及用于使用嵌入套筒的基于纤维的悬臂来测量流体介质的物理性质的感测设备。背景技术[0002]流体介质的物理性质对于科学和技术目的来说是有用的。医疗诊断是一个好的示例:血浆粘度可以被用于多种疾病诸如心血管障碍、类风湿性关节炎、某些自身免疫性疾病）的诊断。此外，在石油工业中，关于流体的化学成分、相图、密度和粘度的信息对于决定在哪些区域挖一口特别的井和在那些区域中安装正确的基础设施是合算的是关键的。[0003]存在用于感测流体介质的物理性质的若千种方法，它们中的一种是基于MEMS微电子机械系统）的设备。MEMS悬臂由电镀镍制成并且使用电磁体通过磁场远程致动。悬臂被放置在液体中，振动的动力学相位和振幅受液体的粘度和悬臂上的质量累积的影响。通过测量振动相位和或振幅，人们可以检测液体粘度和可能存在于液体中的微量化学品和物质。然而，MEMS悬臂需要光在流体介质中行进以到达悬臂表面并且这将在信号传输期间生成噪声。此外，MEMS悬臂的光学读出通常需要主动对准。[0004]因此，需要一种更好的感测方法来克服本领域中的问题。发明内容[0005]要由本发明解决的技术问题是公开一种用于使用嵌入套筒的基于纤维的悬臂来测量流体介质的物理性质的感测设备。在感测设备的感测操作期间，光被承载在光纤内部。因此，信号的信噪比被增大;针对光学读出的对准可能更简单，并且无需主动对准，以便利用简单的感测方法实现精确的感测效果。[0006]本发明公开一种套筒，包括至少一个流体通道;至少一个光通道;位于流体通道和光通道的交叉处的腔；以及至少一个光导，它们中的每一个都至少部分包含在相应腔中。[0007]本发明进一步公开一种用于流体介质的感测设备，包括:光源;检测器、用于生成随时间变化的磁场的电磁体;用于响应于流体介质的物理性质来处理检测器的输出并且创建感测信号的控制电子器件；以及可移除耦合在感测设备中的套筒。附图说明[0008]图1是套筒的顶视图。[0009]图2是套筒的横截面视图（来自于图1的A-A’线）。[0010]图3示出与光源LD和光检测器PD耦合的套筒的示意性横截面。[0011]图4示出放置在套筒中并且直接耦合至光导和光接收器单元的p[^pLD单元。[0012]图5示意性地示出仅PD被集成在套筒内部。[0013]图6示意性地示出仅LD被集成在套筒内部。[0014]图7示意性地示出光热致动。[0015]图8示意性地示出具有垂直偏移的光接收器的光轴。[0016]图9是示出垂直偏移和从光导耦合至光接收器单元的光功率之间的关系的图表。[0017]图10示意性地示出具体角度裂开的纤维替换光导。[0018]图11示出仅使用耦合至腔中的成角度的反射器的一个具体角度裂开的多模纤维的感测设备的示意性横截面。[0019]图12示出可以通过使用具有嵌入的背面光电二极管的激光二极管来替换在图3中示出的LD和PD。[0020]图13示意性示出由光学掩模和光检测器组成的光接收器单元。[0021]图14示出从光导的可动部分出来的光被旋转90度。[0022]图15示出从光导的可动部分出来的角裂开的纤维转向光。[0023]图16示出在该设备中应用的光学掩模。[0024]图17示出用于进出耦合至套筒从套筒耦合的透镜。[0025]图18示出通过在套筒的输入端口和输出端口处使用绝热变薄的包层剖面来消除包层模式的感测设备的示意性横截面。[0026]图19示出仅包括一个光导的基于纤维布拉格光栅FBG的感测设备的示意性横截面。[0027]图20示出被用作光源的具有背面光检测器的末端butt耦合的激光二极管。[0028]图21示意性地示出疏水面涂层可以防止光接收器和光导之间的流体泄露。[0029]图22示意性地示出在流体停止区中使用的疏水涂层。[0030]图23示意性地示出腔的宽截面。[0031]图24示出来自图23的A-A’的横截面视图。[0032]图25-26示出该设备的对准单元。[0033]图27示出整个系统的示意图。[0034]图28-29示出套筒的一般视图。[0035]图30图示图1的虚线圈A的放大视图。[0036]图31-32示出在第二实施例中的另一套筒的一般视图。[0037]图33图示图31的虚线圈B的放大视图。[0038]图34图示图32的虚线圈C的放大视图。[0039]图35示意性地图示第三实施例的另一套筒。[0040]图36图示优选套筒实施例的不同层。[0041]图37图示图36中的腔的放大视图。具体实施方式[0042]图1示出套筒100的顶视图并且图2示出套筒100的横截面。套筒100包含至少一个光导101，其中光导101的中心线被限定为光导201和至少一个光通道102的光轴，其中光导101被放置在光通道102内部。在一个优选实施例中，光通道102是V型槽光通道102的形状类似于字母“V”）并且光导101是光纤或波导。然而，光通道102的形状可以是任何形状以使得光导101可以放置在光通道1〇2中。此外，套筒100包括至少一个流体通道103。流体通道103为放置在流体通道103中的流体提供流动路径。流体通道103和光导101彼此相交。在光导101和流体通道103的交叉处存在腔104。在腔104中进行粘度测量。光导101具有两个区段：固定区段105和可动区段106。可动区段106可以通过使用位于套筒100外部的致动器绘图中没有示出）来振动。该致动器可以是电磁体，其能够生成随时间变化的磁场。光导101的可动区段106被涂覆有磁薄膜200。可以通过将随时间变化的电流应用于电磁体来生成随时间变化的磁场。由电磁体生成的磁场与涂覆在可动区段106上的促使可动区段106移动的磁薄膜200相互作用。可以通过在关于可动区段106的不同位置中放置电磁体来针对不同设计改变运动方向。另一致动方法可以是光热致动，其使用聚焦到可动部分106上的光吸收器238的调制光场来提供振动。在图7中已经描述了光热致动方法。此外，压电或其他机械致动器还可以激发可动区段106的各种振动模式。静电致动需要钝化层和小间隙并且需要至套筒100的电气连接。光导101耦合至光接收器107。光接收器107从光导101收集光。在后面的章节中讨论光接收器107的不同备选。在如生物测量的一个实施例中，套筒100被填充有生物流体诸如血浆、全血、唾液或要进行测量的任何其他流体。生物流体通过流体进入端口108进入腔104中。流体使用毛细管力填充套筒或者可以通过使用注射器或类似机构将流体推入套筒100中。过量的空气或已填充流体通道的其他流体经由流体离开端口109从腔104离开。[0043]图3示出耦合至光导101的光源204。同样，光检测器203耦合至光接收器107。光源204和光检测器203可以集成在套筒1〇〇中。在一个优选实施例中，光源204和光检测器203位于套筒100之外。[0044]在另一实施例中（图4，光源204和光检测器203都被组装在套筒100中并且变成套筒100的一部分。光源204和光检测器203相应地耦合至光导101和光接收器107。在还有的另一实施例中（图5，光检测器203集成在套筒100中而光源204位于套筒100之外。在还有的另一实施例中（图6，光源204集成在套筒100中而光检测器203位于套筒100之外。当光检测器203或光源204被集成在套筒100中时光导101和光接收器107的光学对准更容易。同样当光检测器203和光导204二者被集成在套筒1〇〇中时光导101和光接收器107的光学对准更容易。[0045]图7示出光热致动原理，在这种情况下光吸收器238被由调制光源239生成的光束照亮。调制光源239可以是激光光源或者可以是LED以生成可见光或红外（不可见光。由调制光源239生成的光被调制并且吸收的光会引起足够的热量并导致可动区段106的弯曲。热量主要跨光导101耗散。调制光源239的调制频率等于光导101的期望振动频率。光导101需要具有小的热质量以便对热量产生快速的机械响应。透镜220位于调制光源239和光吸收器238之间，透镜220被用来使光聚焦。[0046]参见图S，以垂直偏移2〇8来放置光接收器202的光轴。光接收器202的光轴平行于光导201的光轴。垂直偏移208在平行于可动区段106的振动轴的方向上。光检测器信号的DC和随时间变化的AC分量取决于垂直偏移208。图9示出作为垂直偏移208的函数的从光导101至光接收器107的耦合的光功率。为了得到最大交流电AC信号（即最高敏感性），感测设备应该在具有最高斜率的区中操作，该区为光导101的偏斜量（以lOOnm的量级）提供线性响应。对于信号的较高AC交流电DC直流电）比，可以通过牺牲AC信号振幅来进一步增大垂直偏移2〇8。这帮助很好地利用信号的动态范围。在一个实施例中，还可以通过使用输入纤维210代替光导101并且使用输出纤维211代替具有包括具体角度裂开的纤维222的端面的光接收器107来改进AC信号的振幅如在图10中示出）。考虑折射率在纤维界面处限定光偏斜）以及输入纤维210和输出纤维211之间的距离，可以调整裂开的角度来有效地倾斜输入纤维210和输出纤维211的光轴。因此引入角度偏移。在图10中示出并且由角度裂开纤维222造成的该角度偏移提供与如图8中示出的垂直偏移208相同的效果。[0047]在另一实施例中，图11示出仅使用耦合至成角度的反射器246的一个光导101的感测设备的示意性横截面。其中光导101由多模纤维245制成。光从光源204应用于多模纤维245。光在多模纤维245中行进并且光从成角度的反射器246反射。在从成角度的反射器246反射之后，光被耦合回到多模纤维245并且在多模纤维245中行进直到它到达分束器243为止。在被分束器243反射之后光到达光检测器203。通过使用早前在该申请中提到的技术中的一个来使多模纤维245振动。例如，多模纤维245可以被涂覆有磁性材料并且通过使用靠近多模纤维245定位的电磁体且将电流应用于电磁体来在多模纤维245周围生成磁场。尽管该设置使得多模纤维245能够移动，但是可能存在用来使多模纤维245振动的不同机构。通过使多模纤维245以某一频率振动，可以获得对应于液体的物理性质的感测信号。可以通过优化多模纤维245的裂开并且通过调整分束器243的角度并且通过调整带角度的反射器246的角度来使系统的灵敏度最大化。图12示出在其中具有嵌入的背面光检测器244的激光二极管的本发明的另一实施例。具有背面光检测器244的激光二极管具有光检测器203和光源204的功能。[0048]在另一实施例中，图13示出光接收器107包括光学掩模213和光检测器203。存在掩模213的关于光导201的光轴的垂直偏移。偏移208提供了耦合光被调制的机制。套筒1〇〇由透明材料制成。光接收器107被放置在套筒100的顶部。光学掩模213位于光检测器203和套筒100之间。图14示出被成角度的反射器246反射并因此旋转90度的从可动区段106出来的光。然后光行进至光检测器203。[0049]图15示出在其中从可动区段106出来的光被反射且通过使用角度裂开纤维222被旋转的另一实施例。这通过从可动区段106的尖端的全内反射来实现。[0050]图16示出在其中两个光学掩模213被放置在套筒处一个光学掩模213被放置在光导214的进口处并且另一光学掩模213被放置在光接收器215的出口处的另一实施例。这被完成以便防止包层模式引起的信号降低。光导214的进口包括具有不同折射率的两个层。光借助于全内反射在光导的内截面高折射率）中被引导。在没有光学掩模213的情况下，光耦合至光导214的进口的输入纤维芯（内部部分216和输入纤维包层外部部分217二者。来自光导101的光将被耦合至光接收器107的输出纤维芯218和输出纤维包层219。对于可动区段106,调制至接收器侧的芯的耦合光。此外，当在光导214的出口和光接收器215的进口之间存在偏移时，还调制至接收器侧的包层的光但是具有n相移异相）。对于从可动区段106的包层耦合至接收器侧的芯包层的光来说，发生相同的情况。因为光检测器203从光接收器107收集所有光，所以总的调制信号被降低。利用光学掩模213,光导和接收器的包层模式二者都被拒绝以使得光检测器103仅测量来自芯至芯耦合的调制光。光学掩模213还通过透明套筒材料防止从光源204到光检测器203的杂散光。[0051]图17示出在其中经由放置在光导214的进口和或光接收器215的出口处的透镜220将光从光源204耦合至套筒100并且将光从套筒100耦合至光检测器203的实施例。在光导214的进口处的透镜220将增大从光源204至光导214的进口的耦合光，并且利用适当的聚焦，大部分光可以被包含在光导214的进口的芯中。在光接收器215的出口处的透镜220之一可以将光聚焦在小区域，这使得能够使用光检测器203的非常小的区域。[0052]如之前提到的，在光导101和光接收器107二者中存在的包层模式降低随时间变化的信号的振幅并且作为结果降低信号偏置比。图18示出另一实施例，在其中在套筒的输入和输出端口处的绝热薄包层剖面消除包层模式。在这里可以通过以受控方式从蚀刻剂中拉出纤维而实现的绝热剖面是必不可少的，以便不会从纤维的芯激发包层模式。[0053]在另一实施例中，图19示出仅包括一个光导的基于纤维布拉格光栅FBG241的感测设备的横截面示图，该一个光导本质上是具有嵌入的纤维布拉格光栅结构的单模纤维242。在该设备中，光源204通过分束器243耦合至单模纤维242,其提供光从相同纤维面221的进出耦合。单模纤维242中的纤维布拉格光栅241其被配置成使得它针对固定纤维状况在激发波长处具有某一反射将光反射回到光检测器203。如果如图19中描绘的，纤维布拉格光栅241被放置在位置1最大应力区）或位置2最大弯曲区）处，则可以通过移动单模纤维242来调制反射光强度。因此，可以通过以某一频率使单模纤维242振动来获得关于介质的物理性质的感测信号。该系统具有两个明显的优点。一个优点是可以通过选取针对固定纤维状况的低反射来增大信号的ACDC比。另一优点是套筒制造复杂性被降低，因为不需要流体停止区223如在图22中）。[0054]在另一实施例中，图20示出为了降低单模纤维242固有的进出耦合方案的复杂性的设置。可以将耦合至具有背面光检测器244的激光二极管的末端用作光源。可以从具有背面光检测器244的激光二极管获得背反射强度。[0055]图21示出套筒100,在这里间隙207位于疏水涂覆光导区段205和疏水涂覆光接收器区段206之间。如果流体填充间隙207，则流体中的颗粒诸如全血中的血红细胞促使光在间隙207中散射和吸收。散射和吸收将噪声引入光检测器信号。在优选实施例中（图17，疏水涂覆光接收器区段206的尖端和疏水涂覆光导区段205的尖端被涂覆有疏水表面涂层以防止血流体在光接收器107和光导101之间的泄漏。[0056]流体在间隙207中的存在导致散射和吸收并且同时增加噪声。在图22中，包围间隙207的流体停止区223被涂覆有疏水涂层224并且所有其他流体通道103和腔104被涂覆有亲水涂层225。亲水涂层224帮助从流体的扩散，而疏水涂层224将试图防止流体的扩散。流体将保持在亲水涂覆部分中，以使得在流体停止区223内部将不存在任何流体。[0057]在图23-24中，腔226b的宽截面将被制造地足够大以使得流体将不扩散至腔226b的宽截面，这归因于腔226的窄区段的更小区段各部分之间的降低的间隙）中的更高毛细管力。[0058]需要对准单元227如在图25中示出的）来对准套筒100的不同层以确保流体通道103、光通道1〇2和腔104适当地工作。图26示出对准单元227沿着图25中的A-A’的横截面，它由要使用一个圆柱形部分2四对准的层上的两个V型槽228组成。在优选实施例中圆柱形部分229是光纤。需要存在关于彼此的垂直取向的至少两个对准单元227以确保在两个轴上的对准。可以在图26中看到圆柱形部分229关于V型槽228的放置。[0059]图27示出整个系统的示意图。套筒100是从横截面示出的。通过由电磁体230产生的外部磁场来致动光导101。光源2〇4和光检测器203分别通过光学掩模213耦合至光导1〇1和光接收器1〇7。用户可以通过使用用户界面231与该设备交互。处理单元232向电磁体驱动器233、光源控制器234、光检测器读出235和锁定放大器236发送信号。电磁体驱动器233以期望电流和频率驱动电磁体230。光源控制器234驱动光源204并且光检测器读出235将来自光检测器203的电流转换成适当的电压。锁定放大器236将来自光检测器读出235的信号锁定至来自电磁体驱动器233的信号并且追踪它们之间的相位。电源237向系统供应电力。温度控制器M9控制热量248以确保针对粘度测量的稳定温度。具有针对粘度测量的受控温度是重要的，因为粘度高度依赖于温度。[0060]图28_29示出本发明的另一实施例，套筒1〇〇、两个板10被层压在一起以形成套筒100的主体。该主体包括一个入口11和五个出口12。在主体内部，套筒1〇〇进一步包括多个光通道102和多个流体通道103。在该实施例中，存在沿着板1〇的横向方向设置的五个光通道102。光通道102包含相应的光导101。每个光导101都由适合于将光信号从其输入端载送到其输出端的材料制成。光导的一个示例是光纤线。光导101可以是固定的。备选光导101能够在光通道102内移动。存在设置在各板10之一的表面上的五个流体通道1〇3,它们中的每一个都在入口11和出口12之间连通。远离入口11，流体通道103中的每一个都与相应的光通道102相交。光通道102与流体通道103部分重合以形成反应空间13。反应空间13可以包含光导101。光导101可以被反应空间I3完全或部分包含。光通道102的形状可以是v形、圆形形状、三角形形状或适合于在光通道102中承载光导101的任何其他形状。流体通道1〇3可以处于用来承载放置在其中的流体的任何形状。流体通道103的形状可以是v形、圆形形状、三角形形状或适合于承载放置在其中的流体的任何其他形状。[0061]套筒100进一步包括对准单元227。对准单元227包括用于套筒插入和指引的两个边缘浮雕161，它们被分别设置在套筒100的两个相对侧上并且被配置为弧形或阶梯形。[0062]图30图示图29的虚线圆圈A的放大视图，其示出在邻近光导101之间的距离是约20微米。光导101中的每一个都包括光导101的固定区段105和光导101的可动区段106。光导101的固定区段105和光导101的可动区段106被间隙207分开且它们被全部包含在光导101中。间隙207小于10微米。光导101是从光纤、波导或光管的材料选择的，并且被涂覆有用于磁致动的磁性材料。当光导101由如光纤和光管的材料制成时，它可以被涂镍，并且涂层的厚度可以是约高达5微米并且优选地在约1微米和约2微米之间。光导101可以是固定的或机械移动部件。[0063]在备选实施例中，光导102和流体通道103可以不相交。作为代替，可以使用用来将流体从流体通道103传递至光通道102的不同装置。这些装置包括在流体通道103和光通道102之间形成的非常小的通道。主要目的是用来将流体介质从入口11承载到光通道102以使得在光通道102内的光导101可以与应用于入口11的流体介质接触。在另一实施例中，可能不存在反应空间13。光通道102的形状可以是v形、圆形形状、三角形形状或适合于在光通道102中承载光导101的任何其他形状。流体通道103可以处于用来承载放置在其中的流体介质的任何形状。流体通道103的形状可以是v形、圆形形状、三角形形状或适合于承载放置在其中的流体介质的任何其他形状。[0064]图31-34公开了本发明的另一实施例的另一套筒100。在该实施例中，套筒100具有一个入口11和五个出口12。存在五个反应空间13,它们中的每一个都被形成在流体通道103和光通道102的重合位置上。反应空间13是矩形，它具有不多于约25微米的深度和光导101的直径的一半的偏移。与流体通道103的主体相比较，反应空间13具有更深的深度和更大的面积。图34图示图32的虚线圈C的放大视图，其清楚地示出光导101的两个部分，即光导1〇1的固定区段105和光导101的可动区段1〇6。光导101的可动区段1〇6的尖端具有疏水涂层。图31-34的描述也适用于其他实施例的套筒。[0065]该实施例和其他实施例之间的主要差别是流体通道1〇3和光通道1〇2被形成在两个板的相对表面上。在第一实施例中的横截面中光通道102是v形的，而第二实施例中的光通道102的横截面可以是方形或菱形的。因此，光导1〇1可以更自由地移动并且在光通道1〇2中更深地振荡，因为横截面的面积被放大了。[0066]图35示意性地图示本发明的第三实施例的另一套筒。实施例之间的主要差别是：套筒包括五个入口11;套筒的主体由三个板10形成;套筒的对准单元227进一步包括多个槽14。光通道102和槽14被形成在相同的板10上。槽14沿着板10的纵向设置，该纵向垂直于光通道102。利用槽14,板10的横向对准可能更简单。[0067]图36和37示意性地图示本发明的另一实施例的另一套筒。该实施例和其他实施例之间的主要差别是:套筒进一步包括用来防止通过流体介质填充间隙207的至少一个流体停止区223;该套筒包括在两个或三个板10上形成的两组对准单元227。[0068]图36示出本发明的优选实施例，三个板10被层压在一起以形成套筒100的主体。该主体包括多个流体进入端口1〇8和多个流体离开端口109。在主体内部，套筒100进一步包括多个光通道102和多个流体通道1〇3。在该实施例中，存在沿着板1〇的横向方向设置的五个光通道102。光通道102包含相应的光导101。每个光导1〇1都由适合于将光信号从其输入端载送到其输出端的材料制成。光导的一个示例是光纤线。存在设置在各板10之一的表面上的五个流体通道103，它们中的每一个都在流体进入端口108和流体离开端口109之间连通。远离流体进入端口108,流体通道103中的每一个都与相应的光通道102相交。光通道102与流体通道103部分重合以形成腔104。光导101可以被腔104完全或部分包含。光通道102的形状可以是v形、圆形形状、三角形形状或适合于在光通道102中承载光导101的任何其他形状。流体通道103的形状可以是v形、圆形形状、三角形形状或适合于承载放置在其中的流体的任何其他形状。套筒100进一步包括用来防止间隙207被流体介质的填充的至少一个流体停止区223;套筒100包括在两个或三个板10上形成的两组对准单元。[0069]图37是图36的虚线圈D的放大视图。流体停止区223被放置在反应空间13的间隙207所位于的侧截面中。与反应空间13相比较，流体停止区223具有更深的槽和更大的面积。因为在该截面中毛细管力明显更高，所以在那里各表面之间的空间更小;流体停止区223被制成明显大以使得流体不会被扩散到流体停止区223中。在间隙207中没有流体是重要的，因为如果间隙2〇7中存在流体，则流体将影响通过间隙207的信号传递并且因此信噪比将降低。尤其如果流体介质是血，则在不具有流体停止区223的情况下血可能占据间隙207周围的空间，并且作为结果信噪比将降低。在该实施例中，光导101中的每一个都包括光导101的固定区段105和光导101的可动区段106。光导101的固定区段105和光导101的可动区段106被间隙207分开且它们被全部包含在光导1〇1中。间隙207小于约10微米〇im。光导101是从光纤、波导或光管的材料中选择的，并且被涂覆有用于磁致动的磁性材料。当光导101由如光纤和光管的材料制成时，它可以是涂镍的或任何其他适当的材料，并且涂层的厚度可以是约高达5微米并且优选地在约1微米和约2微米之间。[0070]本发明的流体介质可以包括血浆、稀释血、全血、手指扎血或静脉血。[0071]尽管本发明的前面提到的书写描述使得本领域普通技术人员能够制造和使用目前被视为其最佳模式的那个，但是普通技术人员将会理解和认识到存在本文中的具体实施例、方法和示例的变化、组合和等同物。因此，本发明不应该受到上述实施例、方法和示例的限制，而是由落在本发明的精神和范围内的所有实施例和方法来限制。[0072]简言之，本发明提出一种套筒（100，包括:至少一个流体通道（103、至少一个光通道（102、位于流体通道（103和光通道（102的交叉处的至少一个腔（104、放置在光通道（102中的至少一个光导（101;其中该光导（101至少部分包含在相应腔（104中，其中该光导（101具有可动区段106并且其中该可动区段106的振动是外部可致动的。[0073]在本发明的进一步的实施例中，该套筒（100包括至少一个光接收器（107，其从光导（101接收光。[0074]在本发明的进一步的实施例中，该可动区段（106的振动是可借助于振动给予装置致动的。[0075]在本发明的进一步的实施例中，该套管（100包括多个流体通道（103、多个光通道102、多个腔（104;其中该多个流体通道103中的任一个流体通道103与多个光通道102中的任一个光通道102相交；以及其中该多个腔（104中的腔（104位于多个流体通道（103中的任一个流体通道（103和多个光通道（102中的任一个光通道（102的每个交叉处。[0076]在本发明的进一步的实施例中，该光导（101的区段被涂覆有用来促进致动的材料。[0077]在本发明的进一步的实施例中，用来促进致动的材料是磁性材料。[0078]在本发明的进一步的实施例中，所述振动给予装置是产生用来使光导的可动区段106致动的力的电磁体230。[0079]在本发明的进一步的实施例中，所述可动区段（106包括光吸收器。[0080]在本发明的进一步的实施例中，该振动给予装置是照亮用来促进致动的光吸收器的强度调制光源239并且使光导的可动区段106致动。[0081]在本发明的进一步的实施例中，从光导101接收光的光接收器107以非接触的配置与光导（101分隔开;其中在光接收器（1〇7和光导（101之间存在间隙（207;并且其中光接收器107的一端与光导（1〇1的一端基本上彼此靠近定位。[0082]在本发明的进一步的实施例中，光接收器107的光轴具有关于光导（101的光轴的横向偏移以使得光接收器1〇7的光轴202以垂直偏移2〇8放置。[0083]在本发明的进一步的实施例中，该光接收器107是光纤。[0084]在本发明的进一步的实施例中，该光接收器（107包含光收集器，其是从由波导、光纤或光管组成的组中选择的。[0085]在本发明的进一步的实施例中，该光接收器107包括光学掩模213。[0086]在本发明的进一步的实施例中，该光接收器（107包括改变光方向的成角度的反射器246。[0087]在本发明的进一步的实施例中，该光导（101是从由光纤、波导和光管组成的组中选择的。[0088]在本发明的进一步的实施例中，光导1〇1的一端具有疏水涂层。[0089]在本发明的进一步的实施例中，光接收器107的一端具有疏水涂层。[0090]在本发明的进一步的实施例中，光导（1〇1的尖端以一定角度裂开以用于在光学掩模213的方向上发送光。[0091]在本发明的进一步的实施例中，该光导（1〇1也是光接收器1〇7。[0092]在本发明的进一步的实施例中，该光导（1〇1包括布拉格光栅。[0093]在本发明的进一步的实施例中，该腔104包括用来防止流体进入光导（1〇1和光接收器（107之间的结构上具有与腔不同尺寸的流体停止区（223。[0094]在本发明的进一步的实施例中，该腔104包括用来防止流体进入光导（101和光接收器107之间的具有不同表面涂层的流体停止区（223。[0095]在本发明的进一步的实施例中，该套筒（100进一步包括与光导（101親合的光源204。[0096]在本发明的进一步的实施例中，该套筒（1〇〇进一步包括与光接收器（107耦合的光检测器203。[0097]在本发明的进一步的实施例中，该套筒（1〇〇进一步包括与光导（1〇1耦合的光源204并且还包括与光接收器（1〇7耦合的光检测器2〇3。[0098]在本发明的进一步的实施例中，该光导（1〇1的第一端与分束器243耦合。[0099]在本发明的进一步的实施例中，光检测器2〇3和光源与分束器243耦合。[0100]在本发明的进一步的实施例中，该成角度的反射器246耦合至光导（101的第二端以便提供朝向光导101的第一端的背反射。[0101]在本发明的进一步的实施例中，该光导（1〇1是多模纤维。[0102]在本发明的进一步的实施例中，该可动区段1〇6的振动是可外部致动的。[0103]在本发明的进一步的实施例中，该可动区段（1〇6的振动是可借助于振动给予装置致动的。[0104]在本发明的进一步的实施例中，该光导（1〇1的区段被涂覆有用来促进致动的处于磁性材料的形式的材料。[0105]在本发明的进一步的实施例中，该振动给予装置是与套筒（100耦合以便生成用来使光导101致动的力的电磁体230。[0106]在本发明的进一步的实施例中，该可动区段1〇6包括光吸收器。[0107]在本发明的进一步的实施例中，该振动给予装置是照亮材料以按所述光吸收器的形式促进致动的调制光源239并使光导（101的可动区段致动。[0108]在本发明的进一步的实施例中，该光导（1〇1是从由光纤、波导和光管组成的组中选择的。[0109]在本发明的进一步的实施例中，该光导1〇1的一端具有疏水涂层。[0110]在本发明的进一步的实施例中，该光导（1〇1包括布拉格光栅。[0111]在本发明的进一步的实施例中，该腔（104包括用来防止流体进入光导（101和成角度的反射器246之间的结构上具有与腔不同尺寸的流体停止区（223。[0112]在本发明的进一步的实施例中，该腔（1〇4包括用来防止流体进入光导（1〇1和成角度的反射器246之间的具有不同表面涂层的流体停止区223。[0113]在本发明的进一步的实施例中，该光导1〇1是逐渐变细的光纤。[0114]在本发明的进一步的实施例中，该光通道102的横截面是v形的。[0115]在本发明的进一步的实施例中，至少两个板10组合来形成套筒100，并且在板10之一上或者在两个相对板10上形成流体通道103。[0116]在本发明的进一步的实施例中，当在板之一上形成流体通道（1〇3时，流体通道103的横截面是三角形的；并且其中当在两个相对板上形成流体通道（103时，流体通道103的横截面是方形或菱形的。[0117]在本发明的进一步的实施例中，该套筒（100进一步包括与光导（1〇1耦合的光源204。[0118]在本发明的进一步的实施例中，该光源204和光检测器203位于套筒100之外。[0119]在本发明的进一步的实施例中，提出一种用于流体介质的感测设备，包括:光源204、光检测器203、用于生成随时间变化的磁场的电磁体230、用于响应于流体介质的物理性质处理光检测器203的输出并且产生感测信号的处理单元232、以及可移动耦合至感测设备的套筒100。[0120]在本发明的进一步的实施例中，该光源204耦合至套筒（100的光导（101并且光检测器203耦合至套筒（100的光接收器107。[0121]在本发明的进一步的实施例中，该磁场能够使套筒100的光导（101的可动区段106振动。[0122]术语列表：板入口11;出口12;反应空间13;槽14;边缘浮雕161;套筒100;光导101;光通道102;流体通道103;腔104;固定区段可动区段1〇6;光接收器1〇7;流体进入端口1〇8;流体离开端口109;磁性薄膜200;光导的光轴201;光接收器的光轴202;光检测器PD203；光源LD204；疏水涂覆的光导区段205;疏水涂覆的光接收器区段206;间隙207;垂直偏移208;输入纤维210;输出纤维211;光学掩模213;光导的进口214;光接收器的出口215;输入纤维芯216;输入纤维包层217;输出纤维芯218;输出纤维包层219;透镜220;纤维面221;角度裂开的纤维222;流体停止区223;疏水涂层224;亲水涂层225;腔的窄区段226;腔的宽区段226b;对准单元227;对准单元的V槽228;圆柱形部分229;电磁体230;用户界面231;处理单元232;电磁体驱动器233;LD控制器234;PD读出235;锁定放大器236;电源237;光吸收器238;调制光源239;纤维布拉格光栅241;单模纤维242;分束器243;具有背面光检测器的激光二极管244;多模纤维245;成角度的反射器246;光透明材料247;热量248;以及温度控制器249。

权利要求：1.一种套筒1〇〇，包括：至少一个流体通道103;至少一个光通道（102;位于流体通道（103和光通道102的交叉处的至少一个腔（1〇4;放置在光通道（102中的至少一个光导（101，其中该光导（1〇1至少部分包含在相应腔（104中；其中该光导（101具有可动区段（106;以及其中该可动区段（106的振动是可外部致动的。2.根据权利要求1所述的套筒（100，其中该套筒（1〇〇包括至少一个光接收器（1〇7其从光导101接收光。’3.根据权利要求2所述的套筒（100，其中该可动区段（1〇6的振动是可借助于振动给予装置致动的。$4.根据权利要求2或3所述的套筒100，其中该套管（1〇〇包括多个流体通道（1〇3、多个光通道（102、多个腔（104;其中该多个流体通道（103中的任一个流体通道（103与多个光通道（1〇2中的任一个光通道（102相交；以及其中该多个腔（1〇4中的腔（1〇4位于多个流体通道（103中的任一个流体通道（103和多个光通道（1〇2中的任一个光通道（1〇2的每个交叉处。5.根据权利要求3或4所述的套筒（100，其中该光导（1〇1的区段被涂覆有用来促进致动的材料。6.根据权利要求5所述的套筒（100，其中用来促进致动的材料是磁性材料。7.根据权利要求6所述的套筒（100，其中所述振动给予装置是产生用来使光导的可动区段106致动的力的电磁体230。8.根据权利要求3所述的套筒100，其中所述可动区段106包括光吸收器。9.根据权利要求8所述的套筒（100，其中该振动给予装置是照亮用来促进致动的光吸收器的强度调制光源239并且使光导的可动区段106致动。10.根据权利要求6或8所述的套筒100，其中从光导（101接收光的光接收器1〇7以非接触的配置与光导（101分隔开；其中在光接收器（107和光导（101之间存在间隙207;并且其中光接收器107的一端与光导（101的一端基本上彼此靠近定位。11.根据权利要求10所述的套筒（100，其中光接收器107的光轴具有关于光导（1〇1的光轴的横向偏移以使得光接收器107的光轴2〇2以垂直偏移208放置。12.根据权利要求10所述的套筒（100，其中该光接收器1〇7是光纤。13.根据权利要求2至I2中的任一项所述的套筒100，其中该光接收器1〇7包含光收集器，其是从由波导、光纤或光管组成的组中选择的。14.根据权利要求2至I3中的任一项所述的套筒（100，其中该光接收器（1〇7包括光学掩模213。15.根据权利要求2至14中的任一项所述的套筒（100，其中该光接收器（107包括改变光方向的成角度的反射器246。16.根据任何前述权利要求所述的套筒（100，其中该光导（1〇1是从由光纤、波导和光管组成的组中选择的。17.根据任何前述权利要求所述的套筒（100，其中该光导（101的一端具有疏水涂层。18.根据权利要求2至17中的任一项所述的套筒（100，其中该光接收器（107的一端具有疏水涂层。19.根据权利要求2所述的套筒（1〇〇，其中该光导（101的尖端以一定角度裂开以用于在光学掩模213的方向上发送光。20.根据权利要求2所述的套筒1〇〇，其中该光导（101也是光接收器107。21.根据权利要求20所述的光导（101，其中该光导（101包括布拉格光栅。22.根据权利要求2至21中的任一项所述的套筒（100，其中该腔（104包括用来防止流体进入光导（101和光接收器107之间的结构上具有与腔不同尺寸的流体停止区（223。23.根据权利要求2至22中的任一项所述的套筒（100，其中该腔（104包括用来防止流体进入光导（101和光接收器107之间的具有不同表面涂层的流体停止区（223。24.根据权利要求2所述的套筒（100，其中该套筒（100进一步包括与光导（101耦合的光源204。25.根据权利要求2所述的套筒（100，其中该套筒（100进一步包括与光接收器（107耦合的光检测器203。26.根据权利要求2所述的套筒（100，其中该套筒（100进一步包括与光导（101耦合的光源204并且还包括与光接收器（107耦合的光检测器203。27.根据权利要求1所述的套筒（100，其中该光导（101的第一端与分束器243耦合。28.根据权利要求27所述的套筒（100，其中该光检测器203和光源与分束器243耦合。29.根据权利要求1所述的套筒（100，其中该成角度的反射器246耦合至光导（101的第二端以便提供朝向光导101的第一端的背反射。30.根据权利要求1所述的套筒100，其中该光导（101是多模纤维。31.根据权利要求1或权利要求27或权利要求28或权利要求29或权利要求20所述的套筒100，其中该可动区段106的振动是可外部致动的。32.根据权利要求31所述的套筒（100，其中该可动区段（106的振动是可借助于振动给予装置致动的。33.根据权利要求32所述的套筒（100，其中该光导（101的区段被涂覆有用来促进致动的处于磁性材料的形式的材料。34.根据权利要求33所述的套筒（100，其中该振动给予装置是与套筒（100耦合以便生成用来使光导（1〇1致动的力的电磁体230。35.根据权利要求32所述的套筒（100，其中该可动区段106包括光吸收器。36.根据权利要求35所述的套筒（100，其中该振动给予装置是照亮材料以按所述光吸收器的形式促进致动的调制光源239并使光导（101的可动区段致动。37.根据任何前述权利要求所述的套筒（100，其中该光导（101是从由光纤、波导和光管组成的组中选择的。38.根据任何前述权利要求所述的套筒（100，其中该光导（101的一端具有疏水涂层。39.根据权利要求1所述的套筒（100，其中该光导（101包括布拉格光栅。40.根据权利要求29所述的套筒（100，其中该腔（104包括用来防止流体进入光导101和成角度的反射器246之间的结构上具有与腔不同尺寸的流体停止区（223。41.根据权利要求40所述的套筒（100，其中该腔（104包括用来防止流体进入光导101和成角度的反射器246之间的具有不同表面涂层的流体停止区（223。42.根据权利要求1所述的套筒100，其中该光导（101是逐渐变细的光纤。43.根据任何前述权利要求所述的套筒100，其中该光通道102的横截面是v形的。44.根据任何前述权利要求所述的套筒（100，其中至少两个板（10组合来形成套筒100，并且在板10之一上或者在两个相对板10上形成流体通道103。45.根据任何前述权利要求所述的套筒（100，其中当在板之一上形成流体通道（103时，流体通道（103的横截面是三角形的；并且其中当在两个相对板上形成流体通道（103时，流体通道103的横截面是方形或菱形的。46.根据任何前述权利要求所述的套筒（100，进一步包括与光导（101耦合的光源204。47.根据任何前述权利要求所述的套筒（100，其中该光源204和光检测器2〇3位于套筒100之外。48.—种用于流体介质的感测设备，包括：光源204;光检测器203;用于生成随时间变化的磁场的电磁体230;用于响应于流体介质的物理性质处理光检测器203的输出并且产生感测信号的处理单元232;以及根据任何前述权利要求所述的套筒1〇〇，其可移动耦合至感测设备。49.根据权利要求48所述的感测设备，其中该光源204耦合至套筒（100的光导（101并且光检测器203耦合至套筒（100的光接收器107。50.根据权利要求49所述的感测设备，其中该磁场能够使套筒（100的光导（101的可动区段106振动。

百度查询： 塔拉比奥斯健康技术股份公司 使用嵌入套筒的基于纤维的悬臂的感测设备