本发明针对一种用于光检测器的校准装置以及针对一种用于为这种校准设备设置校准点的设置装置。
近年来，已证明生物发光或荧光的发射是用于各种样品的化学和生物学分析的有用工具。例如，由于三磷酸腺苷（ATP）在所有活细胞中普遍存在，因此它是生物残留（biological residues）的良好指示剂分子。在荧光素酶的存在下，ATP反应和发光颜料荧光素提供光子的发射。这可用于针对微生物污染而测试样品，例如食品和饮料生产厂中的清洁过程的质量。该方法虑及测试表面、工艺水，诸如冷却水，以及柴油和煤油燃料。在最佳条件下，光量与样品中存在的ATP量成正比，从而虑及提供定量结果。应用规范的示例是表面监测、CIP水测试、卫生监测、燃料测试、金属加工液、杀生物剂功效测试、涂料检验、质量保证、电子涂层测试。
通常，清洁度以相对光单位（RLU）进行测量。虽然RLU值将会根据分析方法和特定的测量装置而变化，但通过一个特定的测量装置获得的RLU值将与污染程度成正比，并可用于控制产品的清洁度。
然而，为了使这些RLU值在实践中可比较，要求对测量装置进行可靠校准。
鉴于以上所述，存在对提供恒定照明水平的可靠校准光源的需要，其可用于上述上下文中的测量装置的校准。因此，必须考虑到校准所需的光量是相当小的。
为了解决这个问题，已经使用了两种不同的方法。一种方法是利用几伏范围内的恒定电压来驱动基于LED的光源，从而得到几mA范围内的驱动电流，并提供滤光器或光圈以减少发射光的量。这类校准装置通常包括集成的光电二极管和反馈控制系统，以便使LED装置本身的光输出稳定。
然而，由于LED的输出受温度的影响很大，温度将会由于相对高的功耗而升高，因此难以利用这种技术来提供稳定且可靠的校准装置。
EP 0984270 A1公开了一种对应的校准装置的示例。
作为使用滤光器或光圈以便减少光量的备选方案，已建议借助于脉冲电压来驱动LED。然而，这也增加装置内的温度。此外，用于提供这类脉冲输出的控制电路相对复杂，从而使装置昂贵。
鉴于以上所述，本发明的目的是提供一种用于光检测器的校准装置，其具有简单的结构并且允许可靠的校准。此外，本发明的目的是提供一种用于设置校准装置的校准点的设置装置。
上述目的借助于根据权利要求1的校准装置和通过根据权利要求12的设置装置来实现。从属权利要求针对本发明的不同有利方面。
特别地，本发明提供一种用于光检测器的校准装置，该校准装置包括发光二极管，以及用于驱动发光二极管的电子电路，其中电子电路是恒定电流发生器，其被配置成向发光二极管供应0.5至25 µA的范围中的恒定驱动电流。
在校准装置中，驱动电流优选地在1至10µA的范围中，进一步优选地在1.5至4.5µA的范围中，以及最优选地在2至4µA的范围中。
校准装置还可包括围绕发光二极管的扩散器，以便确定地将光引导至对应的检测器。
校准装置还可包括开关装置，其被布置成在轴向压缩容纳发光二极管的笔形壳体时为发光二极管供能。
校准装置还可包括用于设置驱动电流或多个驱动电流的设置单元。
校准装置还可被配置使得设置单元包括用于连接外部电流控制器的接口，所述外部电流控制器用于使用光检测器或传感器，基于反馈控制来控制恒定驱动电流的设置，以便测量发光二极管的光输出。
校准装置还可被配置使得电流发生器在多个预定恒定驱动电流之间是可切换的。
校准装置还可被配置使得电流发生器包括第一运算放大器和分流电阻器，其中分流电阻器与发光二极管串联连接；以及其中第一运算放大器被连接以将设置的输入电压与基于跨分流电阻器的电压降获得的电压进行比较。
校准装置还可被配置使得电流发生器还包括第二运算放大器，所述第二运算放大器作为低通滤波器连接在第一运算放大器的输出和分流电阻器之间的第一节点处。
校准装置还可被配置使得电流发生器还包括第三运算放大器，所述第三运算放大器作为电压跟随器连接在分流电阻器和发光二极管之间的节点处。
校准装置还可被配置使得第二运算放大器和第三运算放大器的输出经由相应的电阻与第一运算放大器的反相输入连接。
此外，本发明提供一种设置装置，用于为如上所述的校准装置设置至少一个校准点。设置装置包括：光检测器，被配置成输出表示在检查中的校准装置的发光强度的信号；控制器，用于控制在检查中的校准装置的恒定驱动电流；校准点设置部件，用于为在检查中的校准装置设置至少一个校准点。
下面参考附图描述本发明，所述附图示出：
图1：根据本发明的校准装置的示意图；
图2：本发明的校准装置的恒定电流发生器的电路图；
图3：根据本发明的另外实施例的校准装置的示意图；以及
图4：用于校准装置的设置装置的主要配置。
将参考附图详细描述本发明的以下优选实施例。
如图1所示，根据本发明的校准装置被提供有具有笔形的壳体7。
笔形壳体7容纳发光二极管（LED）1和用于驱动发光二极管1的电子电路3。另外，笔形壳体7可以容纳能量源，像电容器、二次电池或蓄电池，以对用于驱动发光二极管1的电子电路供电。
此外，如图1所示，发光二极管1被提供在由扩散器5包围的笔形壳体7内，即，作为笔形壳体7的半透明区域，从而允许从发光二极管1发射的光被照射到笔形外壳7的外部。
笔形壳体7形成为类似像管瓶或试管之类的样品收集装置的通常形式。笔形壳体7的尺寸使得其可以被容纳在用于检查生物发光的光学检测器系统内。
重要的是使参考光源表示实际样本在实际使用中发射的光。
为此，校准装置，相应地参考光源，设计为具有相同的形状，并且仅从专用区域发射光，如实际样本那样。
发光二极管1的发光强度直接与通过它的结所施加的电流成正比。
根据本发明，受控电流源通过发光二极管1生成低电流。
稳定化的电流源优于电压降电阻器，因为发光二极管1的正向电压取决于温度，并且可能导致278K至308K范围内13%变化。
与具有发光反馈的光源驱动器相比，其中光发射必须足够大以在亮度测量装置（光电二极管、光电晶体管...）上产生信号，电流控制的发光二极管1直接在开路模式中生成低亮度。
即使如此，温度仍然影响发光二极管1的亮度强度（在136K至375K2的范围内约16%），这主要由于载流子寿命变化。
然而，当考虑到检测装置通常仅在278K到308K范围内操作并且主要在295K处校准时，此效果是可接受的。由于以非常低的电流驱动发光二极管1，所以可忽略二极管自发热。
根据本发明，发光二极管的驱动电流被设置成在0.5至25 µA的范围中。
优选地，驱动电流在1至10µA的范围中，更优选地在1.5至4.5µA的范围中，以及最优选地在2至4µA的范围中。
在该范围内，由发光二极管1发射的光量直接与流过发光二极管1的驱动电流成正比。
提出的低电流源允许向发光二极管1供应有恒定电流，而不考虑其正向电压降的任何变化。
应当记住，驱动电流与驱动电压具有指数相关性，使得电压的微小变化可能引起驱动电流的巨大变化。然而，通过使用如本文所述的恒定电流发生器3可以避免该问题。
图2中示出了对应的恒定电流发生器3的配置的示例。
像二次电池、蓄电池或电容器之类的电源39经由电阻器R2与第一运算放大器31的非反相输入连接。附加电阻器R3将与电阻器R2一起充当分压器，以便在第一运算放大器31的非反相输入设置电压V2，所述附加电阻器R3可以是可控制的或可变的电阻器或电位计，并且所述附加电阻器R3连接在电阻器R2和地之间。
第一运算放大器31的输出经由分流电阻器33（R1）与发光二极管1的输入连接，其输出连接到地。
此外，第一电容器C1和电阻器R6串联连接在与第一运算放大器31的输出连接的节点N3与第一运算放大器31的反相输入之间，以便稳定化第一运算放大器31的输出。
然后，图2的恒定电流发生器3还被提供有第二运算放大器35，其与彼此并联连接的第二电容器C2和另外的电阻器R7一起形成低通滤波器。
第二运算放大器35的非反相输入经由通过电阻R4和电阻R8形成的分压器与节点N1连接，该节点N1被提供在第一运算放大器31的输出与分流电阻33的输入之间。
该第二功率放大器35的输出经由电阻器R9与第一运算放大器31的反相输入连接。
另一方面，第二运算放大器35的反相输入经由电阻器R5与第三运算放大器37的输出连接。
第三运算放大器37被配置为电压跟随器，其输出被反馈回到第三运算放大器37的反相输入。
第三运算放大器37的非反相输入与另外节点N2连接，该节点N2被提供在分流电阻器33的输出侧和发光二极管1的输入侧。
利用这种配置，将第一运算放大器31的非反相输入处的电压V2与从分流电阻器33处发生的电压降所获得的第二电压进行比较，其中向该分流电阻器33施加驱动电流。
通过适当地设置电阻器R1至电阻器R9、电容器C1和电容器C2的值以及电源39，可能获得高度稳定的驱动电流，其流过发光二极管1并具有0.5至25 µA之间的范围中的体积。
在通过恒定电流发生器3对LED非常低强度的供应的情况下，可能在不生成过多热量的情况下驱动发光二极管1，使得光输出稳定并且在ATP的生物发光的典型检测装置的一些RLU（相对光单位）的期望范围内。
如图2所示，恒定电流转换器3可以被提供有设置部件11，用于通过控制第一运算放大器31的非反相输入处的电压V2来设置通过发光二极管1的驱动电流。
这可以通过控制电源39或通过控制担任分压器的电阻器R2和电阻器R3来完成。例如，代替可调电阻器R3，可能提供多个可切换电阻器，其并联连接在第一运算放大器31的非反相输入和地之间，并且可能控制各个开关以便将预定电压设置为V2。
对应的设置部件11将优选地被提供有用于通过手动操作或通过电子信号从外部接收设置信号的接口。
图3示出了本发明的校准装置的另外的实施例。
图3的校准装置与前述实施例的不同之处在于，在笔形壳体7的一端上提供弹簧偏置开关。该开关通过闭合检测装置的盖子来操作，并且将切换施加到第一运算放大器31的电压V2。也就是说，图3的校准装置仅在盖闭合的情况下安装在检测装置中时发射光。该配置将有助于节省蓄电池的能量，从而对校准装置供电，并且将有助于防止由于长时间的非预期连续操作而导致校准装置的任何发热。它将进一步确保校准不受来自环境杂散光的影响。
最后，图4示出设置装置，其用于为根据上述实施例中的任何实施例的校准装置设置一个或多个校准点。
如图4中所示，设置装置包括光检测器51，像光电倍增器。光检测器51被提供在外壳57中，该外壳57配备有用于容纳如上所述的校准装置的部件。光检测器51布置在使得光检测器51将接收从校准装置发射的光的位置。
由光检测器51输出的该信号被递送到校准点设置部件55，以便进一步处理。校准点设置部件55可以被实现为计算机。
另外，本发明的设置装置配备有控制器53，该控制器53与在检查中的校准装置连接。
在优选实施例中，另外，控制器53也与校准点设置部件55连接。这样，实现了反馈控制。也就是说，控制器53将设置要施加到校准装置的发光二极管1的驱动电流。光检测器51将测量到的光量报告给校准点设置部件55，所述校准点设置部件55又将建议控制器53增大或减小发光二极管1的驱动电流，使得校准装置将输出预定量的光。
校准装置的驱动电流的设置优选地通过和调整第一运算放大器31的非反相输入处的电压V2来完成。
作为设置用于发光二极管1的驱动电流的备选方案，将可能简单地准备表，该表显示各个校准装置与由光检测器51在通过发光二极管1施加驱动电流时检测到的光之间的关系。
该表可用于通过检测装置重新校准使用期间所获得的值，在检查中的校准装置插入到所述检测装置中。
虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本发明不限于这些实施例。例如，恒定电流发生器3的备选配置将是可能的，只要可以在要求保护的范围内获得可靠且恒定的小驱动电流。
机译： 用于光学检测器的校准装置和设置装置，用于设置校准装置的校准点
机译： 用于光学检测器的校准装置和设置装置，用于设置校准装置的校准点
机译： 光学检测器的校准装置和用于设置校准装置的校准点的设置装置
