KR20240019343A - 도킹 스테이션을 갖춘 모듈식 입자 계수기 - Google Patents
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Abstract
모듈식 도킹 스테이션(modular docking station) 및 기체와 기타 유체를 샘플링(sampling)하고 모니터링(monitoring)하기 위한 방법으로, 샘플링 장치가 도킹 스테이션에 제거 가능하게 부착될 수 있어 도킹 스테이션을 샘플링 시스템의 나머지 부분에서 제거하거나 분리할 필요 없이 샘플링 장치를 교체할 수 있다. 이는 샘플링 장치를 교체할 때 중단되는 것을 최소화하거나 중단 없이 도킹 스테이션을 시스템의 나머지 부분에 연결된 상태로 유지할 수 있게 하고 유지 관리 비용 및 시간을 줄인다.
Description
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2021년 12월 7일에 출원된 미국 특허 출원 제63/287,030호, 2021년 6월 15일에 출원된 미국 특허 출원 제63/210,776호, 및 2021년 6월 15일에 출원된 미국 특허 출원 제63/210,748의 이익 및 우선권을 주장하며, 상기 각각의 특허 출원 전체가 본 명세서에 참조로 통합된다.
본 발명은 일반적으로 다양한 클린룸(cleanroom) 및 제조 환경에서 입자 및 기타 오염 물질을 검출하기 위해 샘플(samples)을 수집하는 것을 포함하며, 기체 및 기타 유체를 샘플링하고 분석하는 데 사용되는 장치 분야에 속한다.
기체 또는 유체의 구성요소를 결정하고 입자 및 미생물의 존재를 검출하기 위해 기체 및 유체 흐름을 모니터링(monitoring)하는 것은 다양한 산업에서 매우 중요하다. 예를 들어, 제약 및 반도체 제조에서 그 환경에 입자나 원치 않는 구성 요소의 존재는 제조 공정에 해로운 영향을 미치고 규제 요구 사항을 위반하게 할 수 있다. 결과적으로, 클린룸, 클린존(clean zones), 및 유해 물질, 독성 물질, 또는 가연성 물질이 존재하지 않는 청정 환경이 반도체 및 의약품 제조 시설에서 일반적으로 사용된다. 반도체 산업의 경우, 공기중 미립자 농도가 증가하면 반도체 웨이퍼(wafers)에 침전된 입자가 단길이 규모(small length scale)의 제조 공정에 영향을 미치거나 방해하므로 제조 효율성이 감소할 수 있다. 제약 산업의 경우, 공기중 미립자 및 생물학적 오염물질에 의한 오염으로 인해 의약품이 미국 식품의약국(FDA) 및 기타 외국 및 국제 보건 규제 기관에 의해 정해진 표준을 충족하지 못하는 위험에 놓이게 된다.
규정 준수를 보장하기 위해 테스트(testing) 및 모니터링뿐만 아니라 클린룸 입자 수준의 분류에 대한 표준이 ISO 14664-1 및 14664 2에 의해 제공된다. 유사하게, ISO 14698-1 및 14698-2 는 생물 오염물질에 대한 클린룸 및 클린존 환경의 평가를 위한 표준을 제공한다. 이러한 표준과 기타 표준을 충족하기 위해, 입자 계수기(particle counters) 및 기타 샘플링 장치는 일반적으로 공기중 미립자 수준을 결정하고 클린룸, 클린존 및 청정 환경에서 오염 물질을 검출하는 데 사용된다.
그러나, 이러한 장치는 장기간의 사용, 시스템(system) 오류, 및 일반적인 유지보수의 결과로 교체 및 정기적인 교정이 필요한 경우가 많다. 특히 클린룸 및 클린존 환경에서는, 이러한 장치를 교체하는 데 시간과 기타 자원 측면에서 상당한 비용이 발생한다. 새로운 장치를 설치하는 동안, 클린룸이나 클린존 환경을 오염시키지 않도록 주의해야 하고, 교체한 후에, 새로운 장치는 일반적으로 시스템의 나머지 부분과 통합되어야 한다. 또한, 장치의 반복적인 교체는 케이블(cables), 전선, 기체 및 유체 라인(lines), 및 기타 장비 부품의 반복적인 분리 및 재연결을 통해 시스템의 다른 부분도 마모시킬 수 있다. 게다가, 장치의 단일 구성 요소만 교체가 필요한 경우가 자주 있다. 예를 들어, 레이저 센서(laser sensor)를 이용하는 검출기에서, 레이저 구성 요소는 다른 구성 요소보다 더 빨리 마모되는 경우가 자주 있다.
따라서, 입자 계수기 및 기타 샘플링 장치의 구성요소를 교체하기 위해 원하는 구성요소를 더 안전하고, 더 빠르고, 더 경제적으로 교체할 수 있게 하는 시스템이 필요하다.
본 발명은 기체 및 기타 유체를 샘플링하고 모니터링하기 위한 모듈식 시스템(modular system) 및 방법을 제공하며, 여기서 샘플링 시스템의 구성 요소는 서로 분리될 수 있으므로 샘플링 시스템의 하나 이상의 구성 요소는 다른 구성요소를 제거하거나 분리하는 것 없이 교체될 수 있다. 이는 샘플링 시스템의 다른 구성요소가 중단되는 것을 최소화하거나 중단 없이 시스템의 나머지 부분에 연결된 상태를 유지할 수 있게 하고 샘플링 장치를 교체할 때 유지 관리 비용 및 시간을 줄인다.
일 측면에서, 본 발명은 샘플링 장치에 부착할 수 있고 샘플링 장치를 작동하는 데 필요한 하나 이상의 연결을 제공할 수 있는 도킹 스테이션을 제공한다. 샘플링 장치는 전원 공급원(power source), 유체 흐름 공급원 및/또는 데이터 통신 네트워크(data communication network)에 대한 연결을 제공하나 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 샘플링 장치는 일상적인 교정, 오염, 시스템 오류, 성능 저하, 기계적 피로로 인해, 시스템을 업그레이드하기 위해, 다른 측정을 수행하기 위해, 또는 보안상의 이유로 네트워크 액세스(access)가 제한된 위치에서 펌웨어 업데이트(firmware updates)를 통해 기능적 향상을 제공하기 위해 교체될 구성요소를 포함한다. 샘플링 장치는 도킹 시스템에서 분리되고 새로운 샘플링 장치로 교체된다. 여기서 새로운 샘플링 장치를 도킹 스테이션에 연결하면 새로운 샘플링 장치를 작동하기 위해 필요한 연결이 설정된다. 시간이 지남에 따라, 도킹 스테이션을 제거하거나 샘플링 장치가 아닌 시스템의 다른 구성 요소에 도킹 스테이션을 재연결할 필요 없이 여러 샘플링 장치를 교체하고 도킹 스테이션에 부착할 수 있다. 도킹 시스템을 제거하지 않고도 샘플링 장치를 교체할 수 있으므로 샘플링 장치를 더 쉽게 설치할 수 있고 시스템의 다른 구성 요소를 재구성하거나 재설정할 필요성이 줄어든다.
일 실시형태에서, 본 발명은 도킹 스테이션을 제공하고, 상기 도킹 스테이션은: 하나 이상의 샘플링 장치의 본체에 제거 가능하게 부착될 수 있는 베이스; 전원 입력부 및 전원 출력부를 갖는 전원 공급 장치, 상기 전원 출력부는 샘플링 장치를 작동시키기 위해 전원을 제공할 수 있고; 유체 시스템에 부착될 수 있는 적어도 하나의 유체 커넥터(connector), 상기 적어도 하나의 유체 커넥터는 샘플링 장치로 또는 샘플링 장치를 통해 유체 흐름을 제공할 수 있고; 및 무선 및/또는 유선 연결을 통해 외부 컨트롤러(controller) 또는 중앙 처리 장치(CPU)에 연결될 수 있는 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터를 포함하며, 상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 컨트롤러 또는 CPU와 전자 데이터를 전송 및 수신할 수 있다. 바람직하게는, 도킹 스테이션은 클린룸, 클린존 또는 청정 환경에서 유체 샘플링 시스템의 일부이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 샘플링 장치는 특히 클린룸, 클린존 또는 청정 환경에 있는 기체 또는 기타 유체를 수집, 샘플링, 모니터링 또는 분석하는 데 사용되는 모든 장치이다. 적합한 샘플링 장치의 예에는 입자 계수기, 응축 입자 계수기, 기체 또는 기타 유체 분석기, 입자 분석기, 입자 샘플러(samplers), 기체, 공기 또는 액체 샘플링 매니폴드(manifolds), 분자 샘플러, 미생물 수집 플레이트(plates), 미생물 수집 임핀저(impingers), 실시간 미생물 검출기, 환경 또는 기체 센서 및 이들의 조합이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 샘플링 장치는 개별 샘플링뿐만 아니라 연속적인 배치(batch) 샘플링에 사용되는 장치도 포함한다. 제 1 샘플링 장치는 도킹 스테이션에 부착된 후 제 2 샘플링 장치로 교체된다. 이러한 과정은 도킹 스테이션이 후속적으로 제 3 샘플링 장치, 바람직하게는 제 4 샘플링 장치, 바람직하게는 제 5 샘플링 장치, 바람직하게는 제 10 샘플링 장치, 바람직하게는 제 15샘플링 장치, 바람직하게는 제 20 샘플링 장치, 또는 그 이상의 샘플링 장치에 부착되도록 여러 번 반복될 수 있다. 선택적으로, 도킹 스테이션은 베이스(base)를 샘플링 장치에 제거 가능하게 부착하기 위해 샘플링 장치의 하나 이상의 부분과 상호작용할 수 있는 하나 이상의 스냅 핏(snap fit) 커넥터 또는 래치(latches)를 추가로 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 전원 공급 장치는 표준 전력 공급원과 같은 전원 공급원에 연결될 수 있는 전원 입력부, 이더넷(Ethernet) 연결을 통해 제공되는 전원, 및 USB (Universal Serial Bus) 케이블(cables)과 포트(ports)를 통해 제공되는 전원을 포함한다. 전원 공급 장치는 물리적 커넥터, 무선 전원 전송(베이스와 샘플링 장치 사이의 귀납적으로 결합된 전원 전송을 포함하지만 이에 제한되지 않음), 또는 이 둘의 조합을 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 전원 공급 장치는 샘플링 장치에 무선으로 전원을 제공할 수 있는 무선 전원 공급 장치이다. 도킹 스테이션의 전원 입력부는 도킹 스테이션 설치 시 전원 공급원에 연결되지만, 샘플링 장치를 도킹 스테이션에서 분리하고 교체할 때 연결을 끊을 필요가 없다. 제 1, 제 2 또는 후속의 샘플링 장치와 같은 샘플링 장치가 도킹 스테이션에 부착될 때, 도킹 스테이션의 전원 출력부는 샘플링 장치를 작동하기 위한 전원을 제공하기 위해 샘플링 장치와 연결된다.
유체 흐름은 샘플링 장치에 의해 샘플링, 모니터링 및/또는 분석될 대상 유체를 포함한다. 유체 시스템은 주변 환경에서 샘플링 장치로 대상 유체를 전달하는 데 사용되는 경로를 포함하고, 양압 또는 음압의 유체 흐름을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서 유체 커넥터는 진공 커넥터이고 유체 시스템은 진공 공급원을 포함한다. 대안적인 일 실시형태에서, 유체 시스템은 대상 유체를 경로를 통해 샘플링 장치로 밀어넣기 위한 양압을 제공하는 펌프(pump)를 포함한다. 제 1, 제 2 또는 후속의 샘플링 장치와 같은 샘플링 장치가 도킹 스테이션에 연결될 때, 유체 커넥터는 샘플링 장치에 연결되어 유체 흐름을 제공할 수 있다.
일 실시형태에서, 도킹 스테이션은 유체 경로를 통해 샘플링 장치에 가변 유체 유량을 제공할 수 있다. 예를 들어, 도킹 스테이션은 서로 다른 유량 요구 사항을 갖는 서로 다른 샘플링 장치에 대해 서로 다른 유체 유량을 제공할 수 있다. 이는 샘플링 장치가 다른 유형의 장치(응축 입자 계수기 및 미생물 수집 플레이트와 같이)이고/이거나 다른 유체를 샘플링한다면 특히 유리할 수 있다. 서로 다른 샘플링 장치는 도킹 스테이션에 연결되고 동시에 또는 서로 다른 시간에 작동할 수 있다. 추가적으로, 가변 유량은 퍼지(purge) 또는 세척 작업을 수행하는 데 사용될 수 있고, 이 때 증가된 유량이 시스템을 세척하는 데 사용될 수 있다. 퍼지 또는 세척 작업은 새로운 유체 샘플링으로 전환, 다른 공급원에서 유체 샘플링으로 전환, 튜브 교체, 및 샘플링 장치 교체와 같이 인위적으로 높은 수준의 오염을 유발할 수 있는 시스템 변경을 수행할 때 유용할 수 있다.
적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 샘플링 장치에 데이터 경로를 제공할 수 있고, 샘플링 장치로부터의 데이터 경로를 제공할 수 있다. 데이터 통신 커넥터는 무선 커넥터, 일부 유선 연결, 또는 이 둘의 조합일 수 있다. 샘플 장치와 데이터를 주고 받을 수 있는 무선 통신 유형에는 이동 통신, 무선 네트워크 통신, 블루투스(Bluetooth) 통신 및 적외선 통신이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 샘플 장치와 전송을 주고 받을 수 있는 데이터에는 샘플링 장치의 인터넷 프로토콜(internet protocol) 주소 및/또는 위치 설정, 샘플링을 작동하기 위한 외부 컨트롤러 또는 CPU로 부터의 하나 이상의 설정 또는 명령, 샘플링 장치의 현재 상태, 및 샘플링 장치의 센서 또는 검출기의 결과가 포함되나 이에 제한되지 않는다. 바람직하게는, 인터넷 프로토콜 주소, 위치 설정, 하나 이상의 작동 설정, 및 이들의 조합은 제 1 샘플링 장치, 제 2 샘플링 장치 및 임의의 후속 샘플링 장치에 대해 동일하다. 일 실시형태에서, 데이터 통신 커넥터는 아날로그(analog) 입력/출력 연결, 디지털(digital) 입력/출력 연결, 이더넷 스위치(switch) 연결, 무선 통신 연결, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 컨트롤러 및 CPU는 샘플링 장치를 작동하고/하거나 샘플링 장치에 의해 생성된 데이터를 수신 및 분석할 수 있는 모든 컨트롤러 또는 컴퓨터 프로세서(computer processor)일 수 있다. 일 실시형태에서, CPU는 판독값을 분석하고 보고서를 생성하기 위해 서로 다른 기간 및/또는 다중 샘플링 모듈(modules)로부터 얻은 데이터를 결합할 수 있다. 예를 들어, CPU는 필터(filter) 제거 효율성을 결정하기 위해 유체가 필터를 통과하기 전과 후의 결과를 모니터링하고 비교할 수 있다. 또한, CPU는 언제, 어떤 조건에서 오염 물질이 검출되었는지와 같은 사건에 대한 전자 로그(log)를 생성할 수 있다.
선택적으로, 도킹 스테이션은 또한 샘플링 장치와 관련된 전자 정보를 저장할 수 있는 컴퓨터 프로세서, 플래시 메모리(flash memory), 컴퓨터 메모리 또는 기타 데이터 저장 장치를 포함한다. 이러한 정보에는 샘플링 장치를 작동하기 위한 하나 이상의 작동 설정, 또는 샘플링 장치의 작동 상태를 나타내는 디스플레이(display) 설정이 포함되나 이에 제한되지 않는다. 이러한 정보는 시스템에 연결되기 전에 도킹 스테이션에 미리 설치되어 있을 수도 있고, 또는 정보가 작동 중에 데이터 통신 커넥터를 통해 도킹 스테이션으로 전송될 수 있다.
일 실시형태에서, 도킹 스테이션은 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface, GUI)와 같은 인터페이스 디스플레이 시스템(interface display system)을 포함하거나, 또는 이에 부착된다. GUI는 샘플링 장치의 작동 상태를 표시할 수 있고, 선택적으로, 사용자가 설정을 선택하고 도킹 스테이션 및 샘플링 장치의 작동을 제어할 수 있도록 한다. 선택적으로, 샘플링 장치의 작동 상태는 다음과 같은 사항에서 하나 이상을 포함한다: 유체 샘플링 시스템의 하나 이상의 부분을 통한 흐름 상태, 통신 상태, 온/오프(on/off) 또는 능동적 샘플링 대(vs.) 샘플링하지 않음, 레이저 센서/검출기 상태, 교정 상태, 예열 상태, 경보 상태(예: 열 상태에 도달하지 않았거나 초과하지 않음, 고전압 전원 공급 장치 오류, 또는 정상 사양을 벗어난 모든 매개변수), 오염 수준 경보, 또는 이들의 조합. 인터페이스 디스플레이 시스템은 도킹 스테이션 자체에 위치할 수 있고, 또는 도킹 스테이션에서 원격으로 위치하여 데이터 통신 연결을 통해 도킹 스테이션과 연결될 수 있다.
또한, 도킹 스테이션 자체는 선택적으로 유체 흐름에서 하나 이상의 특정 구성 요소, 미생물, 또는 입자를 검출하거나 감지할 수 있는 검출기 또는 센서를 포함한다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 도킹 스테이션은 유체 샘플에 있는 입자, 미생물, 공기중 분자 오염물, 또는 기타 특정 구성 요소를 검출할 수 있는 레이저 검출기 또는 레이저 센서를 포함한다. 일 실시형태에서, 검출기 또는 센서는 광 검출기이고, 광 검출기는 간섭성 광원(예를 들어, LASER) 및/또는 비-간섭성 광원을 포함하는 센서이다. 대안적으로, 검출기 또는 센서는 비-광학 검출기 또는 센서이고, 온도, 압력, 유량을 측정하는 데 사용되는 검출기 및 센서, 및 크로마토그래피(chromatography), 이온 이동성 분광법(ion mobility spectrometry, IMS), 및 기타 분광법에 사용되는 검출기 및 센서를 포함하나 이에 제한되지 않는다.
일 실시형태에서, 전원 출력부 및/또는 적어도 하나의 유체 커넥터는 도킹 스테이션이 샘플링 장치에 부착되어 있는 동안 제 2 장치에 연결될 수 있고, 또한 전원 및/또는 유체 흐름을 제 2 장치에 제공할 수 있다. 제 2 장치는 입자 계수기, 응축 입자 계수기, 기체 또는 기타 유체 분석기, 입자 분석기, 입자 샘플러, 기체, 공기 또는 액체 샘플링 매니폴드, 분자 샘플러, 미생물 수집 플레이트, 환경 또는 기체 센서, 및 이들의 조합과 같은 추가적인 샘플링 장치일 수 있다. 예를 들어, 샘플링 장치는 입자 샘플러 또는 유체 샘플링 매니폴드일 수 있고, 제 2 장치는 입자 계수기 또는 입자 분석기일 수 있으며, 여기서 샘플링 장치는 제 2 장치보다 먼저 교체가 필요할 것으로 예상된다. 대안적으로, 제 2 장치는 샘플링 장치 이외의 장치이고, 경보 표시기(예: 등대 경보 표시기) 또는 주변 환경 또는 수집된 샘플에 대한 정보를 제공할 수 있는 장치(예: 카메라, 온도계, 압력 판독기, 정전기 분류기)를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 바람직하게, 데이터 통신 커넥터는 추가적으로 무선 및/또는 유선 연결을 통해 제 2 장치에 연결될 수 있으므로 컨트롤러 또는 CPU로 전송되는 데이터는 샘플링 장치, 제 2 장치, 또는 둘 다로부터의 데이터를 포함한다.
선택적으로, 도킹 스테이션은 기체 또는 기타 유체를 수집하는 샘플링 매니폴드 및 샘플링된 기체 또는 기타 유체 내의 입자를 검출하는 데 사용되는 입자 계수기와 같은, 동일한 공정 내에서 두 가지 이상의 유형의 샘플링 장치와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 각 샘플링 장치에 대해 별도의 도킹 스테이션이 사용될 수 있고, 단일 도킹 스테이션이 두 개 이상의 샘플링 장치에 동시에 부착될 수 있으며, 여기서 각 샘플링 장치는 다른 샘플링 장치와 독립적으로 분리 및 교체될 수 있다.
일 실시형태에서, 도킹 스테이션은 동시에 또는 때때로 서로 독립적으로 다수의 샘플링 장치에 부착할 수 있고, 각 샘플링 장치를 독립적으로 작동하는 데 필요한 연결을 제공할 수 있다. 다수의 샘플링 장치는 동일하거나 다른 유체를 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 하나의 샘플링 장치는 공기 또는 기체를 샘플링할 수 있고, 다른 샘플링 장치는 액체를 샘플링할 수 있다. 각 샘플링 장치는 다른 샘플링 장치와 독립적으로 교체될 수 있다.
일 실시형태에서, 본 발명은 환경으로부터 대상 유체를 샘플링할 수 있는 하나 이상의 샘플링 장치; 및 샘플링 장치에 제거 가능하게 부착된 모듈식 도킹 스테이션을 포함한다. 도킹 스테이션은: i) 전원 공급원에 연결된 전원 입력부를 갖고 전원 출력부를 갖는 전원 공급 장치, 상기 전원 출력부는 하나 이상의 샘플링 장치에 제거 가능하게 연결되고 하나 이상의 샘플링 장치를 작동시키기 위해 전원을 제공하고; ii) 유체 시스템에 부착될 수 있는 적어도 하나의 유체 커넥터, 상기 적어도 하나의 유체 커넥터는 샘플링 장치에 제거 가능하게 연결되고 하나 이상의 샘플링 장치로 또는 이를 통해 대상 유체의 흐름을 제공하고; 및 iii) 컨트롤러 또는 CPU에 연결된 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터를 포함하며, 상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 컨트롤러 또는 CPU와 전자 데이터를 전송 및 수신한다. 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 무선으로, 일부 유선 연결로, 또는 이 둘의 조합으로 연결될 수 있다. 바람직하게는, 대상 유체는 클린룸, 클린존, 청정 환경 또는 여과된 유체 공급원으로부터 샘플링된다. 일 실시형태에서, 대상 유체는 가압된 기체 또는 액체 샘플 라인으로부터 샘플링되고, 매우 독성이 있고/있거나 자연 발화성인 전자 특수 기체를 운반하는 데 사용되는 대기압 미만 라인(lines)을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
유체 샘플링 시스템의 도킹 스테이션 및 장치는 위에서 설명한 것과 동일하다. 제 1 샘플링 장치는 도킹 스테이션에 부착되고 그 후에 적어도 제 2 샘플링 장치 및 바람직하게는 추가적인 후속 샘플링 장치로 교체된다. 제 1 샘플링 장치, 제 2 샘플링 장치 및 임의의 후속 샘플링 장치는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 입자 계수기, 응축 입자 계수기, 기체 또는 기타 유체 분석기, 입자 분석기, 입자 샘플러, 기체, 공기 또는 액체 샘플링 매니폴드, 분자 샘플러, 미생물 수집 플레이트, 환경 또는 기체 센서 및 이들의 조합이다.
선택적으로, 유체 샘플링 시스템은 도킹 스테이션에 부착된 샘플링 장치 외에 제 2 장치를 포함하며, 여기서 전원 출력부는 제 2 장치에 제거 가능하게 연결되고 제 2 장치를 작동시키기 위해 전원을 제공하고, 유체 커넥터는 샘플링 장치에서 제 2 장치로 대상 유체를 운반할 수 있다. 또한, 데이터 통신 커넥터의 무선 및/또는 유선 연결을 통해 컨트롤러 또는 CPU에 전송되는 데이터는 샘플링 장치, 제 2 장치 또는 둘 다로부터의 데이터를 포함한다.
일 실시형태에서, 본 발명은 다음의 단계를 포함하는 유체 샘플링 시스템 작동 방법을 제공한다: a) 제1 샘플링 장치 및 제1 샘플링 장치에 제거 가능하게 부착된 모듈식 도킹 스테이션을 제공하는 단계; b) 제1 샘플링 장치를 사용하여 환경으로부터 대상 유체를 샘플링하는 단계; c) 도킹 스테이션, 전원 콘센트 및 유체 커넥터에서 제 1샘플링 장치를 분리하고, 제2 샘플링 장치를 도킹 스테이션, 전원 콘센트 및 유체 커넥터에 연결하는 단계; 및 d) 제2 샘플링 장치를 사용하여 환경으로부터 대상 유체를 샘플링하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 도킹 스테이션은 클린룸에 위치하고 샘플링 단계 및 분리 단계 동안 실질적으로 동일한 위치에 유지된다.
추가 실시형태에서, 상기 방법은 샘플링된 유체, 샘플링 장치의 작동, 또는 이들의 조합으로부터 데이터를 생성하는 단계, 및 생성된 데이터를 도킹 스테이션에서 컨트롤러 또는 CPU로 전송하는 단계를 포함한다. 수신된 데이터는 샘플링 장치의 작동을 변경하는 데 사용되거나, CPU에 의해 분석되어 입자나 미생물의 존재를 나타내거나 기체나 기타 유체의 특정 구성 요소 또는 이들의 조합을 감지하게 된다.
유체 샘플링 시스템의 도킹 스테이션 및 장치는 위에서 설명한 것과 동일할 수 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 도킹 스테이션은:
i) 전원 공급원에 연결된 전원 입력부를 갖고 전원 출력부를 갖는 전원 공급 장치, 상기 전원 출력부는 제1 샘플링 장치에 제거 가능하게 연결되고 샘플링 장치를 작동시키기 위해 전원을 제공하고;
ii) 유체 시스템에 부착될 수 있고 제1 샘플링 장치에 또는 이를 통해 유체 흐름을 제공할 수 있는 유체 커넥터, 상기 유체 커넥터는 제1 샘플링 장치에 제거 가능하게 연결되고; 및
iii) 컨트롤러 또는 CPU에 연결된 데이터 통신 커넥터를 포함하며, 상기 데이터 통신 커넥터는 컨트롤러 또는 CPU와 전자 데이터를 전송 및 수신한다. 데이터 통신 커넥터는 무선으로 연결될 수 있고, 일부 유선 연결될 수 있고, 두 가지의 조합으로 연결될 수 있다. 바람직하게는, 제1 샘플링 장치, 제2 샘플링 장치 및 임의의 후속 샘플링 장치는, 서로 독립적으로, 바람직하게는 입자 계수기, 응축 입자 계수기, 기체 또는 기타 유체 분석기, 입자 분석기, 입자 샘플러, 기체, 공기 또는 액체 샘플링 매니폴드, 분자 샘플러, 미생물 수집 플레이트, 환경 또는 기체 센서 및 이들의 조합이다.
추가 실시형태에서, 상기 방법은 도킹 스테이션, 전원 콘센트 및 유체 커넥터에서 제2 샘플링 장치를 분리하고, 제3 샘플링 장치를 도킹 스테이션, 전원 콘센트 및 유체 커넥터에 연결하는 단계; 및 제3 샘플링 장치를 사용하여 환경으로부터 대상 유체를 샘플링하는 단계를 포함한다. 바람직하게는, 이 방법을 여러 번 반복하여 제 3 또는 후속 샘플링 장치가 도킹 스테이션, 전원 콘센트 및 유체 커넥터로부터 분리되고, 제 4 또는 후속 샘플링 장치가 부착된다. 이 방법은 도킹 스테이션이 후속적으로 제 5 샘플링 장치, 바람직하게는 제 10 샘플링 장치, 바람직하게는 제 15 샘플링 장치, 바람직하게는 제 20 샘플링 장치, 또는 그 이상의 샘플링 장치에 부착되도록 여러 번 반복될 수 있다.
도킹 스테이션 및 샘플링 장치는 바람직하게는 클린룸, 클린존 또는 청정 환경에 위치하지만, 도킹 스테이션 및 샘플링 장치는 클린룸, 클린존 또는 청정 환경 외부의 다른 환경에 위치할 수 있다. 예를 들어, 도킹 스테이션 및 샘플링 장치는 도구나 장비 내부, 고순도 수처리 시스템 내부, 또는 심지어 야외에 배치될 수 있다. 일 실시형태에서, 도킹 스테이션 및 샘플링 장치는 모바일 샘플링 시스템(mobile sampling system)의 일부이다.
도 1은 도킹 스테이션 및 도킹 스테이션에 부착될 수 있는 샘플링 장치를 포함하는 본 발명의 일 실시형태의 통합된 유체 샘플링 시스템을 단순화하여 나타낸 도이다.
도 2는 샘플링 매니폴드에 부착된 본 발명의 일 실시형태의 도킹 스테이션을 나타낸 도이다.
도 3은 다수의 샘플링 장치에 부착된 도킹 스테이션을 포함하는 본 발명의 일 실시형태의 통합된 유체 샘플링 시스템을 단순화하여 나타낸 도이다.
도 2는 샘플링 매니폴드에 부착된 본 발명의 일 실시형태의 도킹 스테이션을 나타낸 도이다.
도 3은 다수의 샘플링 장치에 부착된 도킹 스테이션을 포함하는 본 발명의 일 실시형태의 통합된 유체 샘플링 시스템을 단순화하여 나타낸 도이다.
정의
일반적으로, 본 발명에 사용된 용어 및 문구는 해당 분야에서 인정되는 의미를 갖으며, 이는 해당 분야의 기술자에 알려진, 표준 텍스트(text)에 대한 참조, 저널 참고문헌 및 문맥에서 찾을 수 있다. 본 발명의 문맥에서 이들의 구체적인 용도를 명확히 하기 위해 하기의 정의가 제공된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "유체"는 흐를 수 있고/있거나 용기의 치수에 맞춰 그 모양을 변경할 수 있는 기체 또는 액체와 같은 물질을 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "오염물질(contaminant)" 또는 "오염물질들(contaminants)"은 의도된 제품이나 구성요소 이외의 물리적, 화학적 또는 생물학적 물질, 불순물 또는 재료를 지칭하며, 원하는 제품의 제조를 방해하거나 실제 또는 잠재적인 건강 또는 안전상의 위험을 나타낸다. 오염물질에는 입자, 기체, 비휘발성 잔류물과 유기, 분자 및 이온 화합물이 포함되나 이에 제한되지 않는다.
용어 "입자(particle)" 또는 "입자들(particles)"은 빈번하게 오염물질로 간주되는 작은 물체를 지칭한다. 입자는 마찰 작용에 의해 생성된 모든 물질일 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없으며, 예를 들어 두 표면이 기계적 접촉을 하고 기계적 움직임이 있을 때 발생한다. 입자는 단일 구성요소일 수 있고, 또는 먼지, 오물, 연기, 재, 물, 그을음, 금속, 산화물, 세라믹, 광물 또는 이들 또는 기타 물질이나 오염물질의 임의의 조합과 같은 물질의 집합체로 구성될 수 있다. "입자" 또는 "입자들"은 또한 생물학적 입자, 예를 들어 바이러스, 포자, 또는 박테리아, 진균, 고세균, 원생생물 또는 기타 단세포 미생물을 포함하는 미생물을 지칭할 수 있다. 일부 실시형태에서, 예를 들어, 생물학적 입자는 1 nm 이상의 크기 치수(예: 유효 직경)를 특징으로 하며, 바람직하게는 100 nm 미만, 50 nm 미만, 20 nm 미만, 10 nm 미만, 7nm 미만, 5nm 미만, 또는 3nm 미만일 수 있다. 입자는 빛을 흡수, 방출 또는 산란시켜 입자 계수기 또는 광학 입자 계수기로 검출할 수 있는 작은 물체를 지칭할 수 있다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "입자" 또는 "입자들"은 캐리어 유체 또는 샘플 매체, 예를 들어 물, 공기, 공정 액체 화학물질, 공정 기체, 질소, 산소, 이산화탄소 등의 개별 원자 또는 분자를 제외하도록 의도된다. 일부 실시형태에서, 입자는 초기에 미세 가공 시설의 도구 표면 또는 의약품 제조 시설의 생산 표면과 같은 표면에 존재할 수 있으며, 표면에서 유리된 후 유체에서 분석될 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "컨트롤러(controller)"는 작동 명령을 포함하여, 두 구성 요소 사이의 데이터 교환을 관리하거나 교환할 수 있는 하드웨어 장치, 소프트웨어 프로그램 또는 이들의 조합을 지칭한다. 특정 실시형태에서, 컨트롤러는 샘플링 장치 및/또는 도킹 스테이션과 같은 유체 샘플링 시스템의 하나 이상의 구성요소를 작동할 수 있다. 또한, 컨트롤러는 유체 샘플링 시스템의 하나 이상의 구성요소에 의해 생성된 데이터를 수신, 분석 및/또는 전송할 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "프로세서(processor)" 및 "중앙 처리 장치(CPU)"는 컴퓨터 또는 기타 전자 장치를 구동하는 계산 및 기본 명령을 수행하는 전자 회로 또는 구성요소를 지칭한다. 용어 "컴퓨터 메모리(computer memory)"는 프로세서에서 사용할 데이터나 프로그램을 저장하는 데 사용되는 장치 또는 시스템을 지칭한다. 용어 "플래시 메모리(flash memory)"는 전기적으로 삭제되고 다시 프로그래밍될 수 있는 전자 비휘발성 컴퓨터 메모리를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "포함하는(comprising)"은 "포함하는(including)", "함유하는(containing)" 또는 "특징으로 하는(characterized by)"과 동의어이고, 포괄적이거나 개방적이며 추가적인, 언급되지 않은 요소 또는 방법 단계를 제외하지 않는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "구성되는(consisting of)"은 청구범위 요소에 명시되지 않은 모든 요소, 단계 또는 성분을 제외한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, "실질적으로 구성되는"은 청구항의 기본적이고 신규한 특성에 물질적으로 영향을 미치지 않는 재료 또는 단계를 제외하지 않는다. 본 명세서에 언급되는 모든 용어 "포함하는(comprising)”은 특히 조성물의 구성요소에 대한 설명 또는 장치의 요소에 대한 설명에서 언급된 구성요소 또는 요소로 실질적으로 구성되고 이루어진 조성물 및 방법을 포함하는 것으로 이해된다.
본 명세서와 첨부된 청구항에 사용된 바와 같이, 단수형 "a", "an" 및 "the"는 문맥에서 달리 명시하지 않는 한 복수형을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "세포(a cell)"에 대한 언급은 복수의 그러한 세포 및 해당 분야 기술자에게 알려진 그 등가물을 포함한다. 또한, 용어 "a"(또는 "an"), "하나 이상" 및 "적어도 하나"는 본 명세서에서 상호교환적으로 사용될 수 있다. 또한, "포함하는(comprising)", "포함하는(including)" 및 "갖는(having)"이라는 용어는 상호교환적으로 사용될 수 있다는 점에 유의해야 한다. "항 XX-YY 중 어느 하나의(of any of claims XX-YY)"(XX 및 YY는 청구항 번호를 나타냄)라는 표현은 대안적 형태로 다중 종속항을 제공하기 위한 것이며, 일부 실시형태에서는 "항 XX-YY 중 어느 하나의 항에서와 같이(as in any one of claims XX-YY)"라는 표현과 상호교환 가능하다.”
본 명세서에서 수치 값, 예를 들어 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10을 개시할 때, 앞서 언급한 숫자 중 임의의 것은 단일 지점 또는 개방적 범위을 설명하기 위해 단독으로 사용되거나, 여러 단일 지점 또는 폐쇄적 범위를 설명하기 위해 조합하여 사용될 수 있다. 이 문장은 앞서 언급한 각 숫자가 단독으로 사용될 수 있고(예: 4), "약(about)"이라는 단어가 앞에 올 수 있고(예: 약 8), "적어도 약(at least about)"이라는 문구가 앞에 올 수 있고(예: 적어도 약 2), "적어도"라는 문구가 앞에 올 수 있고(예: 적어도 10), "미만"이라는 문구가 앞에 올 수 있고(예: 1 미만), "약 미만"이라는 문구가 앞에 올 수 있고(예: 약 7미만), 또는 범위를 정의하기 위해 임의의 전제 단어 또는 문구와 함께 또는 없이 임의의 조합으로 사용된다(예: 2 내지 9, 약 1 내지 4, 적어도 3, 8 내지 약 9, 8 내지 10 미만, 약 1내지 약 10 등). 또한, 범위를 "약 X 이하"라고 기재한 경우, 이 표현은 대안적으로 "약 X"와 "약 X 미만"을 조합한 범위와 동일하다. 예를 들어, '약 10 이하'는 '약 10, 또는 약 10 미만'과 동일하다. 그러한 상호교환 가능한 범위 설명이 본 명세서에서 고려된다. 다른 범위 형식이 본 명세서에 개시될 수 있으나, 형식의 차이가 실질적인 차이가 있음을 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "대략(approximately)" 및 "약(about)"은 언급된 값과의 약간의 변화가 언급된 값과 실질적으로 동일한 결과를 달성하기 위해 사용될 수 있음을 의미한다. 이 정의를 적용할 수 없거나 적용하기가 매우 어려운 상황에서, "약"이라는 용어는 명시된 값에서 10% 편차(플러스 또는 마이너스)를 의미한다.
개요
하기의 설명에서는, 본 발명의 정확한 특성에 대한 철저한 설명을 제공하기 위해 본 발명의 특정 실시형태의 시스템, 시스템 구성 요소 및 방법의 다양한 세부 사항이 설명되어 있다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 세부사항 없이도 실시될 수 있다는 것은 해당 분야의 기술자에게 명백할 것이다.
하기의 실시예에 설명된 본 발명의 측면은 샘플링 장치에 제거 가능하게 부착될 수 있는 모듈식 도킹 스테이션을 제공한다. 이러한 실시예에서, 도킹 스테이션은 샘플링 장치를 작동하는 데 필요한 전원 공급 장치, 유체 경로 및 통신 네트워크에 연결된다. 샘플링 장치를 도킹 스테이션에 연결하면 샘플링 장치가 도킹 스테이션을 통해 전원 공급 장치, 유체 경로 및 통신 네트워크에 연결된다. 샘플링 장치를 제거하고 교체하면 도킹 스테이션에서 전원 공급 장치, 유체 경로 및 통신 네트워크를 분리할 필요 없이 새로운 샘플링 장치가 도킹 스테이션을 통해 전원 공급 장치, 유체 경로 및 통신 네트워크에 연결된다. 도킹 스테이션은 사용자 상호 작용을 최대한 최소화하면서 다른 샘플링 장치의 빠른 서비스 간격 교환을 가능하게 한다.
또한, 도킹 스테이션을 사용한다는 것은 샘플링 장치가 교체될 때 자주 유체 시스템의 구성요소가 재설정되거나 재보정되어야 한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 도킹 스테이션은 새로운 샘플링 장치가 부착될 때 변경되지 않는 일정한 장치 위치, IP 주소 및 통신 경로를 제공할 수 있다.
본 발명의 측면은 하기의 비제한적인 실시예 및 도면을 통해 자세히 이해될 수 있다.
실시예
실시예 1 - 통합된 유체 샘플링 시스템
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태의 유체 샘플링 시스템(1)은 샘플링 장치(3) 안으로 미끄러지거나 부착되고, 샘플링 장치(3)와 유체 시스템(1)의 다른 구성요소 사이의 공통 구성요소로 사용될 수 있는 도킹 스테이션(2)을 포함한다.
도킹 스테이션(2)은 전원 공급원(6)에 연결될 수 있는 전원 입력부(5), 및 샘플링 장치(3)와 전기적 링크(link)를 형성할 수 있는 전원 출력부(7)을 포함하는 전원 커넥터(4)를 갖는다. 전원 공급원(6)로부터 전원 입력부(5) 및 전원 출력부(7)을 통해 샘플링 장치(3)에 전력이 제공된다.
도킹 스테이션(2)은 또한 유체 경로(10)에 연결되는 유체 커넥터(8)를 갖는다. 대상 환경(9)으로부터의 공기 또는 액체와 같은 유체는 유체 경로(10)를 통해 유체 커넥터 및 샘플링 장치(화살표와 점선으로 표시된 대로)로 운반된다. 이 실시형태에서, 샘플링 장치(3)는 샘플링 장치(3)를 통해 이동하는 유체를 모니터링 및/또는 분석하는 기체 또는 유체 분석기 또는 입자 계수기일 수 있다.
도 1에서, 유체는 보조 장치(18)를 사용하여 수집되고 양압을 제공하는 펌프(21)를 사용하여 도킹 스테이션으로 운반된다. 대안적으로, 펌프는 압축 펌프(예: 입자 측정 시스템 CLS-700 제품)이다. 추가적으로, 펌프는 샘플링 장치(3)의 출구에 설치될 수 있고, 또는 도킹 스테이션(2)에 전기적으로 연결되고 샘플링 장치(3)의 출구에 공압식으로 연결될 수 있다. 도킹 스테이션(2)으로 이어지는 유체 경로(10)는 샘플링 장치(3)가 제2(또는 교체) 샘플링 장치(23)로 교체될 때 변경되거나 재연결될 필요가 없다.
도킹 스테이션(2)은 또한 샘플링 장치(3)와 컨트롤러/CPU(13) 사이에서 데이터를 전송할 수 있는 데이터 통신 커넥터(12)를 갖는다. 이 실시예에서, 컨트롤러/CPU(13)는 수행될 원하는 샘플링 절차에 따라 샘플링 장치(3)에 작동 명령을 전달하도록 프로그래밍된 컴퓨터이다. 또한, 기체나 유체의 입자나 특정 구성요소가 샘플링 장치(3)에 의해 검출되면, 전기 신호가 생성되어 컨트롤러/CPU(13)로 전송된다.
데이터 통신 커넥터(12)는 데이터 통신 커넥터(12)에 데이터를 전송하고 데이터 통신 커넥터(12)로부터 데이터를 전송하기 위한 다중 데이터 포트(14)를 포함할 수 있고, 아날로그 또는 디지털 입력/출력, 데이터 또는 USB 케이블용 포트, 또는 이더넷 스위치를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 또한 도킹 스테이션은 여러 개의 서로 다른 컨트롤러/CPU에 데이터를 전송 및 수신할 수 있다. 예를 들어, 샘플링 장치(3)에 대한 작동 명령은 사전 프로그래밍된 컨트롤러로부터 수신될 수 있으며, 생성된 전기 신호는 분석을 위해 별도의 컴퓨터로 전송될 수 있다. 본 발명에 의해 가능한 폭넓은 다양성에도 불구하고, 대부분의 경우 도킹 스테이션(2)으로 이어지는 통신 네트워크는 샘플링 장치(3)가 교체될 때 변경되거나 재연결될 필요가 없으며, 이는 상당한 시간과 노력을 절약한다. 데이터 통신 연결은 무선이거나, 일부 유선 연결이거나, 이 둘의 조합일 수 있다.
대안적인 실시형태에서, 도 2는 샘플링 장치(3)(이 경우, 샘플링 매니폴드)에 부착된 도킹 스테이션(2)을 도시한다. 이 실시형태에서, 도킹 스테이션(2)은 여러 다른 위치에서 기체를 흡입하고 샘플링된 기체를 후속 분석기 또는 입자 계수기로 운반하기 위해 샘플링 매니폴드와 함께 사용된다. 샘플링될 특정 순서(sequence), 타이밍(timing) 또는 위치는 프로그래밍되고 데이터 포트(14)를 통해 샘플링 매니폴드로 전송될 수 있다. 특정 위치에서 추가 샘플을 채취하는 것과 같은 샘플링 프로그램에 대한 변경(alteration) 및 변경(changes)도 데이터 포트 14를 통해 전송될 수 있다. 다른 대안적인 실시형태는, 베이스에 연결된 광학 입자 계수기 및 응축 입자 계수기(condensation particle counter, CPC); 및 베이스에 동시적으로 연결된 공기중 분자 오염 모니터, 액체 입자 계수기 및 CPC를 포함한다.
전원 입력부(5) 및 데이터 포트(14)는 도 1에 도시된 실시형태와 동일한 위치에 위치하지 않고, 시스템의 설계 사양에 따라 재배치될 수 있다. 또한, 이 실시형태는 샘플링 장치(3)를 통해 유체를 운반하기 위해 진공 연결부(19)(음압 이용)를 활용하고, 샘플링 장치(3)를 도킹 스테이션(2)의 베이스(11)에 물리적으로 부착하기 위해 래치(latches) 또는 패스너(fasteners)(22)를 사용한다. 따라서, 도킹 스테이션(2)은 특정 샘플링 시스템에 최적화될 수 있다. 그러나, 도킹 스테이션(2)은 범용 전원 공급 장치와 같은 공통 요소를 포함할 수 있어 도킹 스테이션(2)이 여러 개의 서로 다른 샘플링 장치와 함께, 그리고 서로 다른 샘플링 시스템에서 사용될 수 있다. 도킹 스테이션(2)은 모든 샘플링 장치와 함께 사용될 필요가 없는 선택적 기능을 포함할 수 있다. 예를 들어, 동일한 도킹 스테이션은 일부 샘플링 시스템에서 데이터를 전송하는 데 적합한 이더넷 포트를 포함하는 동시에 다른 샘플링 시스템에서 사용하는 데 적합한 무선 커넥터도 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에서 유체 샘플링 시스템(1)은 다중 샘플링 장치(3)에 부착하고, 다중 샘플링 장치(3)와 유체 시스템(1)의 다른 구성요소 사이의 공통 구성요소로 사용될 수 있는 도킹 스테이션(2)을 포함한다. 도킹 스테이션(2)은 서로 다른 유체 경로(10 및 10A) 및 서로 다른 보조 장치(18 및 18A)를 통해 동일하거나 서로 다른 유체를 샘플링할 수 있는, 다중 샘플링 장치(3) 각각을 독립적으로 작동하는 데 필요한 연결을 제공한다. 각각의 샘플링 장치는 제2(또는 교체) 샘플링 장치(23)에 의해 다른 샘플링 장치와 독립적으로 교체될 수 있다. 전원 공급 장치(6) 및 컨트롤러/CPU(13)와 같은 유체 시스템(1)의 다른 구성 요소는 동일하게 유지될 수 있지만, 컨트롤러/CPU는 다중 샘플링 장치(3)를 작동하도록 구성된다. 도 3은 또한 다중 샘플링 장치(3) 중 하나 이상의 작동 상태를 표시할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(20)에 연결된 베이스를 도시한다. 사용자는 또한 설정을 선택하고 GUI (20)을 통해 다중 샘플링 장치(3)의 작동을 제어할 수 있다.
명확한 이해를 위해 도면과 실시예를 통해 본 발명을 어느 정도 상세하게 설명했지만, 해당 분야의 통상의 지식을 가진 기술자에게 본 발명의 범위 또는 이의 임의의 특정 실시형태에 영향을 주지 않고 광범위하고 등가 범위의 조건, 제제 및 기타 매개변수 내에서 본 발명을 수정하거나 변경함으로써 동일한 작업이 수행될 수 있다는 것은 명백하며, 이러한 수정 또는 변경은 첨부된 청구범위의 범위 내에 포함되도록 의도된다.
본 명세서에 사용된 용어 및 표현은 제한이 아닌 설명의 용어로 사용되었으며, 이러한 용어 및 표현의 사용에 있어서 도시되고 설명된 특징과 동등한 것 또는 그 일부를 배제하려 의도한 바는 없으나, 청구된 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 인정된다. 따라서, 본 발명은 바람직한 실시형태, 실시예적인 실시형태 및 선택적 특징에 의해 구체적으로 개시되었으나, 본 명세서에 개시된 개념의 수정 및 변형은 해당 분야의 기술자에 의해 이루어질 수 있으며, 이러한 수정 및 변형은 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에 제공된 특정 실시형태는 본 발명의 유용한 실시형태의 실시예이며 본 발명이 본 발명의 설명에 명시된 장치, 장치 구성요소, 방법 단계의 다수의 변형을 사용하여 수행될 수 있다는 것은 해당분야의 기술자에게 명백할 것이다. 해당분야의 기술자에게 명백한 바와 같이, 본 발명의 방법에 유용한 방법 및 장치는 다수의 선택적인 구성 및 처리 요소 및 단계를 포함할 수 있다.
물질, 조성물, 구성요소 또는 화합물의 그룹이 본 명세서에 개시되는 경우, 이들 그룹의 모든 개별 구성원 및 이들의 모든 하위그룹은 별도로 개시되는 것으로 이해된다. 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에 설명되거나 실시예된 성분의 모든 제제 또는 조합은 본 발명을 실시하는데 사용될 수 있다. 본 명세서에 범위, 예를 들어, 온도 범위, 시간 범위 또는 구성 범위가 주어질 때마다, 주어진 범위에 포함된 모든 개별 값뿐만 아니라 모든 중간 범위 및 하위 범위가 본 명세서에 포함되도록 의도된다. 또한, 주어진 범위의 끝점도 범위 내에 포함된다. 본 명세서 및 청구범위에서 "및/또는"은 추가적으로 또는 대안적으로를 의미한다. 또한, 단수형 용어의 사용은 복수형도 포함한다.
해당분야의 기술자는 구체적으로 실시예된 것 이외의 출발 물질, 장치 요소, 분석 방법, 성분의 혼합물 및 조합이 과도한 실험에 의하지 않고 본 발명의 실시에 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 물질 및 방법의 모든 공지된 기능적 등가물은 본 발명에 포함되도록 의도된다. 사용된 용어 및 표현은 제한이 아닌 설명의 용어로 사용되었으며, 그러한 용어 및 표현의 사용에 있어서 도시되고 설명된 특징과 동등한 것 또는 그 일부를 모두 배제하려는 의도는 없으나, 청구된 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 인정된다. 본 명세서에 실시예적으로 개시된 본 발명은 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 요소(들) 또는 제한(들) 없이 실시될 수 있다. 본 명세서에는 편의를 위해서만 제목이 사용되었다.
본 명세서에 언급된 모든 참고문헌은 본 명세서와 모순되지 않는 범위 내에서 본 명세서에 통합된다. 본 명세서에 제공된 일부 참고문헌은 본 발명의 추가적인 용도에 대한 세부사항을 제공하기 위해 참조로 통합된다. 본 명세서에 언급된 모든 특허 및 간행물은 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련된 기술 수준을 나타낸다. 본 명세서에 인용된 참고문헌은 출원일 당시의 최신 기술을 나타내기 위해 전체 내용이 본 명세서에 참고로 통합되고, 필요한 경우 선행 기술에 있는 특정 실시형태를 제외하기 위해 이 정보를 본 명세서에서 사용할 수 있도록 의도된다.
Claims (51)
- 도킹 스테이션으로서,
a) 하나 이상의 샘플링 장치의 본체에 제거 가능하게 부착될 수 있는 베이스;
b) 전원 공급원에 연결될 수 있는 전원 입력부를 갖고 전원 출력부를 갖는 전원 공급 장치로서, 상기 전원 출력부는 하나 이상의 샘플링 장치를 작동시키기 위해 전원을 제공할 수 있는, 전원 공급 장치;
c) 유체 시스템에 부착될 수 있는 적어도 하나의 유체 커넥터로서, 상기 적어도 하나의 유체 커넥터는 하나 이상의 샘플링 장치로 또는 샘플링 장치를 통해 유체 흐름을 제공할 수 있는, 유체 커넥터; 및
d) 외부 컨트롤러 또는 중앙 처리 장치(CPU)에 연결될 수 있는 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터로서, 상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 컨트롤러 또는 CPU와 전자 데이터를 전송 및 수신할 수 있는, 데이터 통신 커넥터를 포함하는, 도킹 스테이션.
- 제1항에 있어서,
유체 흐름에서 하나 이상의 특정 구성요소, 미생물, 공기중 미립자 오염물질, 또는 입자를 검출하거나 감지할 수 있는 검출기 또는 센서를 추가적으로 포함하는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제2항에 있어서,
상기 검출기 또는 센서는 광 검출기이고, 간섭성 광원(LASER) 및/또는 비-간섭성 광원을 포함하는 센서인, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제 2항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 검출기 또는 센서는 비-광학 검출기 또는 센서인, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 무선 커넥터인, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 아날로그 입력/출력 연결, 디지털 입력/출력 연결, 이더넷 스위치 연결, 무선 통신 연결, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 6항 중 어느 한 항에 있어서,
컴퓨터 프로세서, 플래시 메모리, 컴퓨터 메모리, 또는 데이터 저장 장치를 추가적으로 포함하는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제7항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서, 플래시 메모리, 또는 컴퓨터 메모리는 상기 하나 이상의 샘플링 장치의 인터넷 프로토콜 주소 및/또는 위치 설정을 포함하는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제7항 또는 8항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서, 플래시 메모리, 또는 컴퓨터 메모리는 상기 하나 이상의 샘플링 장치를 작동하기 위한 하나 이상의 작동 설정을 포함하는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제7항 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도킹 스테이션은 하나 이상의 샘플링 장치의 작동 상태를 표시할 수 있고 사용자가 설정을 선택하고 하나 이상의 샘플링 장치의 작동을 제어할 수 있는 인터페이스 디스플레이 시스템을 포함하거나 이에 부착되는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 베이스에 부착되고 전원 공급 장치에 연결되고 적어도 하나의 유체 커넥터에 연결된 하나 이상의 샘플링 장치를 추가적으로 포함하는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플링 장치는 입자 계수기, 응축 입자 계수기, 기체 또는 기타 유체 분석기, 입자 분석기, 입자 샘플러, 기체, 공기 또는 액체 샘플링 매니폴드, 분자 샘플러, 미생물 수집 플레이트, 미생물 수집 임핀저, 실시간 미생물 검출기, 환경 또는 기체 센서, 및 이들의 조합으로부터 선택되는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플링 장치는 연속적인 배치 샘플링, 개별 샘플링, 또는 둘 모두 수행할 수 있는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모듈식 도킹 스테이션은 클린룸, 클린존, 또는 청정 환경에서 기체 샘플링 시스템의 일부인, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원 출력부 및 적어도 하나의 유체 커넥터는 제2 장치에 연결될 수 있고, 제2 장치가 작동하도록 전원을 제공할 수 있고, 제2 장치에 제2 유체 흐름을 제공할 수 있는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제15항에 있어서,
상기 제2 장치는 입자 계수기, 응축 입자 계수기, 기체 또는 기타 유체 분석기, 입자 분석기, 입자 샘플러, 기체, 공기 또는 액체 샘플링 매니폴드, 분자 샘플러, 미생물 수집 플레이트, 미생물 수집 임핀저, 실시간 미생물 검출기, 환경 또는 기체 센서, 및 이들의 조합인, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제15항 또는 16항에 있어서,
상기 제2 장치는 경보 표시기 또는 주변 환경 또는 수집된 샘플에 대한 정보를 제공할 수 있는 장치인, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제15항 내지 17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유체 커넥터는 하나 이상의 샘플링 장치로부터 유체 흐름을 제2 장치에 제공할 수 있는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항에 있어서,
상기 베이스를 하나 이상의 샘플링 장치에 제거 가능하게 부착하기 위해 하나 이상의 샘플링 장치의 하나 이상의 부분과 상호작용할 수 있는 하나 이상의 스냅 핏 커넥터 또는 래치를 추가적으로 포함하는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 19항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유체 커넥터 및 유체 시스템은 양성적으로 또는 음성적으로 가압된 유체 샘플을 상기 하나 이상의 샘플링 장치에 또는 상기 하나 이상의 샘플링 장치를 통해 제공할 수 있는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유체 커넥터는 진공 커넥터이고 유체 시스템은 진공 공급원을 포함하는, 모듈식 도킹 스테이션.
- 제1항 내지 21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원 공급 장치는 하나 이상의 샘플링 장치에 무선으로 전원을 공급할 수 있는 무선 전원 공급 장치인, 모듈식 도킹 스테이션.
- 유체 샘플링 시스템으로서,
a) 환경으로부터 대상 유체를 샘플링할 수 있는 하나 이상의 샘플링 장치; 및
b) 하나 이상의 샘플링 장치에 제거 가능하게 부착된 모듈식 도킹 스테이션을 포함하며, 상기 도킹 스테이션은:
i) 전원 공급원에 연결된 전원 입력부를 갖고 전원 출력부를 갖는 전원 공급 장치로서, 상기 전원 출력부는 하나 이상의 샘플링 장치에 제거 가능하게 연결되고 하나 이상의 샘플링 장치를 작동시키기 위해 전원을 제공하는, 전원 공급 장치;
ii) 유체 시스템에 부착될 수 있는 적어도 하나의 유체 커넥터로서, 상기 적어도 하나의 유체 커넥터는 하나 이상의 샘플링 장치에 제거 가능하게 연결되고 하나 이상의 샘플링 장치로 또는 이를 통해 대상 유체의 흐름을 제공하는, 유체 커넥터; 및
iii) 외부 컨트롤러 또는 중앙 처리 장치(CPU)에 연결된 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터, 상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 컨트롤러 또는 CPU와 전자 데이터를 전송 및 수신하는, 데이터 통신 커넥터를 포함하는, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항에 있어서,
상기 대상 유체는 클린룸, 클린존, 청정 환경 또는 여과된 유체 공급원으로부터 샘플링되는, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 또는 24항에 있어서,
상기 대상 유체는 가압된 기체 또는 액체 샘플 라인으로부터 샘플링되는, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 내지 25항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 무선 커넥터인, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 내지 26항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 아날로그 입력/출력 연결, 디지털 입력/출력 연결, 이더넷 스위치 연결, 무선 통신 연결, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모듈식 도킹 스테이션은 컴퓨터 프로세서, 플래시 메모리, 또는 컴퓨터 메모리를 포함하는, 유체 샘플링 시스템.
- 제28항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서, 플래시 메모리, 또는 컴퓨터 메모리는 하나 이상의 샘플링 장치의 인터넷 프로토콜 주소 및/또는 위치 설정을 포함하는, 유체 샘플링 시스템.
- 제28항 또는 29항에 있어서,
상기 컴퓨터 프로세서, 플래시 메모리, 또는 컴퓨터 메모리는 하나 이상의 샘플링 장치를 작동하기 위한 하나 이상의 작동 설정을 포함하는, 유체 샘플링 시스템.
- 제28항 내지 30항에 있어서,
상기 도킹 스테이션은 하나 이상의 샘플링 장치의 작동 상태를 표시할 수 있고 사용자가 설정을 선택하고 하나 이상의 샘플링 장치의 작동을 제어할 수 있는 인터페이스 디스플레이 시스템을 포함하거나 이에 부착되는, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 내지 31항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플링 장치는 입자 계수기, 응축 입자 계수기, 기체 또는 기타 유체 분석기, 입자 분석기, 입자 샘플러, 기체, 공기 또는 액체 샘플링 매니폴드, 분자 샘플러, 미생물 수집 플레이트, 미생물 수집 임핀저, 실시간 미생물 검출기, 환경 또는 기체 센서, 및 이들의 조합인, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 내지 32항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플링 장치는 연속적인 배치 샘플링, 개별 샘플링, 또는 상기 둘 모두 수행할 수 있는, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 내지 33항에 있어서,
제2 장치를 추가적으로 포함하며, 상기 전원 출력부는 상기 제2 장치에 연결될 수 있고, 상기 제2 장치가 작동하도록 전원을 제공할 수 있고, 상기 적어도 하나의 유체 커넥터는 하나 이상의 샘플링 장치로부터 대상 유체를 상기 제2 장치에 운반할 수 있는, 유체 샘플링 시스템.
- 제34항에 있어서,
상기 제2 장치는 경보 표시기 또는 주변 환경 또는 수집된 샘플에 대한 정보를 제공할 수 있는 장치인, 유체 샘플링 시스템.
- 제34항 또는 35항에 있어서,
상기 하나 이상의 샘플링 장치는 입자 샘플러 또는 샘플링 매니폴드이고 상기 제2 장치는 입자 계수기 또는 입자 분석기인, 유체 샘플링 시스템.
- 제34항 내지 36항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 컨트롤러 또는 CPU에 전송된 데이터는 하나 이상의 샘플링 장치, 제2 장치, 또는 둘 모두로부터의 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 내지 37항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유체 커넥터 및 유체 시스템은 대상 유체를 하나 이상의 샘플링 장치에 또는 샘플링 장치를 통해 제공하기 위해 양압 또는 음압을 제공할 수 있는, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 내지 38항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 유체 커넥터는 진공 커넥터이고 유체 시스템은 진공 공급원을 포함하는, 유체 샘플링 시스템.
- 제23항 내지 39항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원 공급 장치는 하나 이상의 샘플링 장치에 무선으로 전원을 공급할 수 있는 무선 전원 공급 장치인, 유체 샘플링 시스템.
- 유체 샘플링 시스템 작동 방법으로서,
a) 제1 샘플링 장치 및 제1샘플링 장치에 제거 가능하게 부착된 모듈식 도킹 스테이션을 제공하는 단계로서, 상기 도킹 스테이션은;
i) 전원 공급원에 연결된 전원 입력부를 갖고 전원 출력부를 갖는 전원 공급 장치로서, 상기 전원 출력부는 제1 샘플링 장치에 제거 가능하게 연결되고 샘플링 장치를 작동시키기 위해 전원을 제공하는 것인, 전원 공급 장치;
ii) 유체 시스템에 부착될 수 있고 제1 샘플링 장치에 또는 제1 샘플링 장치를 통해 유체 흐름을 제공할 수 있는 적어도 하나의 유체 커넥터로서, 상기 적어도 하나의 유체 커넥터는 제1 샘플링 장치에 제거 가능하게 연결되는 것인, 유체 커넥터; 및
iii) 외부 컨트롤러 또는 중앙 처리 장치(CPU)에 연결된 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터로서, 컨트롤러 또는 CPU와 전자 데이터를 전송 및 수신할 수 있는 것인, 데이터 통신 커넥터를 포함하는, 단계;
b) 제1 샘플링 장치를 사용하여 환경으로부터 대상 유체를 샘플링하는 단계;
c) 도킹 스테이션, 전원 콘센트 및 유체 커넥터에서 제 1샘플링 장치를 분리하고, 도킹 스테이션, 전원 콘센트 및 유체 커넥터에 제2 샘플링 장치를 연결하는 단계; 및
d) 제2 샘플링 장치를 사용하여 환경으로부터 대상 유체를 샘플링하는 단계를 포함하는, 유체 샘플링 시스템 작동 방법.
- 제41항에 있어서,
모듈식 도킹 스테이션, 전원 콘센트 및 적어도 하나의 유체 커넥터로부터 제2 샘플링 장치를 분리하고, 제3 샘플링 장치를 도킹 스테이션, 전원 콘센트 및 적어도 하나의 유체 커넥터에 연결하는 단계; 및 제3 샘플링 장치를 사용하여 환경으로부터 대상 유체를 샘플링하는 단계를 추가적으로 포함하는, 방법.
- 제41항 또는 42항에 있어서,
샘플링된 유체, 샘플링 장치의 작동, 또는 이들의 조합으로부터 데이터를 생성하는 단계, 및 생성된 데이터를 모듈식 도킹 스테이션에서 외부 컨트롤러 또는 CPU로 전송하는 단계를 추가적으로 포함하는, 방법.
- 제41항 또는 43항에 있어서,
상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 무선 커넥터인, 방법.
- 제41항 내지 44항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 데이터 통신 커넥터는 아날로그 입력/출력 연결, 디지털 입력/출력 연결, 이더넷 스위치 연결, 무선 통신 연결, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 방법.
- 제41항 내지 45항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모듈식 도킹 스테이션은 인터넷 프로토콜 주소, 샘플링 장치의 위치 설정, 샘플링 장치를 작동하기 위한 하나 이상의 작동 설정, 및 이들의 조합을 포함하는 컴퓨터 프로세서, 플래시 메모리, 또는 컴퓨터 메모리를 추가적으로 포함하는, 방법.
- 제46항에 있어서,
상기 인터넷 프로토콜 주소, 위치 설정, 하나 이상의 작동 설정, 및 이들의 조합은 제1 샘플링 장치 및 제2 샘플링 장치에 대해 동일한, 방법.
- 제41항 내지 47항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 샘플링 장치는 입자 계수기, 응축 입자 계수기, 기체 또는 기타 유체 분석기, 입자 분석기, 입자 샘플러, 기체, 공기 또는 액체 샘플링 매니폴드, 분자 샘플러, 미생물 수집 플레이트, 미생물 수집 임핀저, 실시간 미생물 검출기, 환경 또는 기체 센서, 및 이들의 조합인, 방법.
- 제41항 내지 48항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 도킹 스테이션은 샘플링(sampling) 단계 및 분리 단계 동안 실질적으로 동일한 위치에 유지되는, 방법.
- 제49항에 있어서,
상기 도킹 스테이션은 클린룸, 클린존 또는 청정 환경에 위치하는, 방법.
- 제41항 내지 48항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전원 공급 장치는 샘플링 장치에 무선으로 전원을 제공할 수 있는 무선 전원 공급 장치인, 방법.
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