带有用于监视容器内的环境的电池供电的传感器模块的消毒容器技术领域
本申请总体上涉及当器械经过消毒时保持一个或多个手术器械的消毒容器。
背景技术
本申请通过引用方式并入了2013年3月13日提交的美国临时专利申请No.61/779,
956的内容，该申请的内容公开于WO 2014/159696 A1中。
通过引用方式并入的出版物披露了一种带有一套传感器和处理器的消毒容器。传
感器被配置为测量抗菌屏障容器中的环境的特性。代表这些测量值的信号被送到处理器。
处理器评估这些容器环境测量值。利用在所引用的出版物中披露的方法，处理器核验器械
是否被正确地消毒。然后，处理器使得输出关于器械的消毒状态的指示。
通过使用上述容器，医疗设施能够在基本上几乎在消毒过程后立刻知道器械是否
被正确地消毒。这比需要将器械保持在检疫站达从3小时至48小时范围内的期间从而获得
运行以确定影响器械无菌性的消毒机器的工作特性的状态的测试结果的许多消毒系统更
高效。
上述容器包括电池。电池供给激活需要电力来运行的处理器以及典型地一个或多
个传感器所需的电荷。通过引用并入的出版物的系统没有披露任何最小化电池上消耗的电
流的手段。这将导致不得不经常带出消毒容器进行维修从而更换电池或者对电池进行再充
电。
此外，对于一些消毒过程，期望判定容器中的器械是否处于饱和蒸汽环境中。饱和
蒸汽环境是这样的一种环境：其中腔室内的大部分气体是水蒸气(蒸汽)，仅有微量的通常
构成空气的气体。
该判定是期望的，因为许多器械不具有接续的平滑外表面。器械可以具有一个或
多个具有闭端的孔、槽口或凹槽。这些闭端减少了与器械的全部表面上的饱和蒸汽的接触。
由于这些空隙空间的闭端本质，空气会被捕集在这些空间内。由于要捕集在这些空间内的
空气的趋向，已经证明难以判定器械是否因此完全被饱和蒸汽包围。
附图说明
图1是本发明的消毒容器的外部的立体图；
图2是示出布置在容器内的手术器械的容器的主体内部的立体图；
图3是容器盖和安装到盖上的传感器模块的内表面的立体图；
图4是移除了模块罩的控制模块的立体图；
图5是穿过传感器模块的纵向延伸的剖视图；
图6是传感器模块的后端的立体图；
图7是压力变换器如何安装到传感器模块上的剖视图；
图8是其中安置有温度传感器的孔的剖视图；
图9是温度传感器如何安装到模块上的剖视图；
图10是减压阀如何安装到传感器模块上的剖视图；
图11是传感器模块的一部分的放大剖视图；
图12是描绘图12A和12B如何组装在一起而形成块体的组装示意图以及传感器模
块的电气部件的局部示意图；
图13是随着模块循环通过睡眠状态、预览状态和活跃状态由传感器模块执行的处
理步骤的流程图；
图14是在消毒循环期间传感器模块如何测量消毒容器中的环境的特性的流程图；
图15是传感器模块如何基于模块实现的容器环境特性来评估和输出信息的流程
图；
图16是利用本发明的消毒容器确定作为吸收光的函数的气体浓度的可替代方法
的流程图；
图17是补偿温度对本发明的消毒容器的光检测器所产生的信号的影响的可替代
手段的流程图；
图18是将传感器模块中的光引入本发明的消毒容器内的第一可替代手段的示意
描绘；
图19是将传感器模块中的光引入本发明的消毒容器内的第二可替代手段的示意
描绘；
图20是描绘本发明的另一传感器模块如何附接到消毒容器上的侧视图；以及
图21描绘了图20的传感器模块的内部；
图22是描绘图21的传感器模块的第一可替代变化形式的内部的视图；
图23描绘了在图22的传感器模块内部的部件的温度能够用于判定安装有传感器
模块的消毒容器是否充满饱和蒸汽的原因的原理；以及
图24是描绘图21的传感器模块的第二可替代变化形式的内部的视图。
具体实施方式
I.带有第一传感器模块的消毒外壳
现在首先参考图1和图2来描述本发明的消毒容器60。容器60由能够放置在消毒器
内且能够承受暴露于对手术器械消毒所使用的消毒剂的材料制成。容器60包括主体62，其
为大体矩形形状。没有标识的是构成主体62的前面板、后面板、侧面板和底面板。主体62在
底部闭合且在顶部开口。主体62被定形为保持一个或多个手术器械64。器械64安置在可移
除地安置在主体62中的支架66上。盖子70可移除地闩锁到主体62的开口的顶端上。盖子70
形成有开口72。开口72是通往容器内部的开口，在此消毒剂能够流入且从容器60中抽出。没
有示出的是安装到盖子70的内表面的过滤器组件。该过滤器组件设计成允许消毒剂流入且
流出开口72，同时防止空气载有的污染物通过开口进入容器60。盖子70形成有与开口72间
隔开的附加开口74。窗口布置在开口74中，允许可见光透过。所述的容器60系统围绕器械形
成了屏障，允许消毒剂进入和离开容器内部，但是防止污染物进入容器。该屏障的特征在于
抗菌屏障或消毒屏障系统(SBS)。
本发明的消毒容器60包括传感器模块80。在如图3所看到的本发明的图示的变化
形式中，传感器模块80被显示为附接到容器盖子70的内表面上。在图4-10中，为易于理解本
发明，传感器模块80被显示为当安装到容器盖子70上时从模块的位置倒置。传感器模块80
具有壳体或框架82。框架82由多个面板构成，多个面板限定了框架的四周。任意地，这些面
板分别包括相对的前面板84和后面板94。前面板84在长度上较长且平行于后面板94。大致
平面的第一侧面板86在框架82的一侧的前面板84与后面板94之间延伸。三个侧面板88、90
和92形成框架82的与面板86相对的侧。面板88背离前面板84垂直地向后延伸。面板88延伸
框架82的长度的近似五分之一的长度。面板90从面板88的后端向内成锥形。统一地，面板88
和90延伸框架82的长度的近似三分之一。侧面板92从侧面板90的自由端向后延伸到后面板
94。框架82形成为使得侧面板92平行于侧面板86并且垂直于后面板94。
框架形成为使得侧面板88和92的下边缘被提升。更特别地，这些边缘在面板延伸
于盖子开口72上方的位置处被提升。该维度利于过滤器元件在开口上插入和去除，如图1和
图2所示。盖子70的内表面与面板88和92之间的空隙空间还充当了贯通路径，其允许消毒剂
流经在传感器模块80上方的盖子开口72并且进入容器主体62。
框架82还形成为具有腹板95。腹板95横向地跨框架在相对的侧面板86与92之间延
伸。腹板95位于面板92从面板90向后延伸的地方的紧后方。在本发明的一些变化形式中，框
架形成为两件式结构，其中两个平面面板形成腹板95的抵接部分。未示出的是将面板保持
在一起的紧固件。
框架82还包括两个基座面板。第一基座面板，即面板96，在前面板84与腹板95之间
以及在侧面板86与侧面板88和90之间延伸。基座面板96形成为具有支脚98，如图5所示，支
脚相对于所述基座面板的主要部分凹陷。
第二基座面板，即面板102，从腹板95朝向后面板94向后延伸。基座面板102在侧面
板86与92之间延伸。虽然基座面板102朝向后面板94延伸，但是基座面板102不抵接后面板
94。相反，基座面板102停止在后面板94前面的位置处，从而限定了框架中位于两个面板94
与102之间的间隙103，在图6中标识出。间隙103允许消毒容器中的气体和液体流通进入模
块80的由面板86、92、94、102和腹板95限定的部分中。
两个凸片105，一个见于图6中，从后面板94的下边缘向前延伸。每个凸片105形成
有两个平行的凹槽104。凹槽104终止于所述凸片105的向前指向的自由端的后面的位置处。
当所述传感器模块80安装到容器盖子70上时，前面板84的底表面、侧面板86、侧面
板92的后部、后面板94和支脚98布置为抵靠盖子70的内表面。传感器模块80借以附接到盖
子70的器件既没有示出，也不是本发明的部分。
框架82形成有多个开口。多个这些开口位于框架侧面板88中。两个框架侧面板88
是见于图7中的开口。开口中的第一个，即开口110，横向地延伸贯通侧面板。开口110是带螺
纹的。图10所见的螺钉112正常情况下安置在开口110中从而密封闭合的开口。如图7所示的
第二开口包括端口114。端口114直径是圆形并且从侧面板88的外面向内延伸。端口114通往
延伸到侧面板88的内表面的孔116。孔116具有比端口114大的截面积。
侧面板88中的第三开口见于图8中。该第三开口由四个同轴地且对角地延伸贯通
侧面板88的毗邻孔116、118、120和122构成。孔116从侧面板88的内表面向下且向外延伸。虽
然没有示出，面板88的形成了孔116的表面是带螺纹的。孔118从孔116的端部向内延伸。侧
面板88形成为使得孔118直径上小于孔116。孔120直径上小于孔118且从孔118向外且向下
延伸。孔122从孔120延伸到侧面板88的外表面。更特别地，孔122在由侧面板的外表面和面
板底部的相邻的垂直表面限定的框架的角中开口。侧面板88形成为使得孔122具有比孔120
的直径大的直径。
从图10中能够看出，侧面板88包括第四开口。该开口由一组统一地标识为单一孔
126的毗邻孔段构成。构成了孔126的相邻的孔段关于它们是带螺纹的还是平滑的以及在直
径上是不同的。孔126的孔形成在侧面板88的有台阶从而具有比面板的外段低的顶部的段
中。孔126通往侧面板的底部。侧面板的底表面中的槽128从孔126的基部延伸到侧面板的外
表面。
三个开口延伸贯通腹板95，如图11所看到的。每个开口由孔130和凹部132构成。孔
130和凹部132中的每一者中的仅一个被标识出。孔130从腹板的朝向前面板84的表面向后
延伸。凹部132从腹板95的朝向后面板94的表面向前延伸。每个凹部132延伸到互补的孔
130。每个凹部132衬托比互补孔130的截面积大的截面积。在本发明的变化形式中，腹板由
两个抵接的面板形成，孔130形成为在一个面板中的贯通开口，凹部132形成为第二面板中
的贯通开口。
框架基座面板96形成有如图5所示的开口134。开口134形成在面板支脚98中。传感
器模块80形成为使得当模块附接到互补的容器盖子70上时，开口134与盖子70中的互补的
密封窗口74配准。窗口136密封到框架而防止消毒剂进入部分地由基座面板96部分地限定
的空隙空间99中。窗口136对于与模块一体的发射器所发射的能量类型是透明的。在当前所
描述的本发明的变化形式中，该能量是光子能，即可见光。因此，在本发明的该变化形式中，
窗口136对可见光透明。
框架82形成有容纳紧固件的附加的开口。这些紧固件中的一些将面板和框架82的
其它部分彼此保持到一起。这些紧固件中的其它紧固件将安装到框架82中的部件保持到框
架上。装配有这些紧固件的开口既没有描述也没有标识出。也没有编号的是框架的段，其中
面板相对厚从而容纳这些开口并且对框架提供增加的结构强度。
两个罩142和144紧固到框架82上。当模块80布置在与模块一起使用的消毒容器中
时，应当理解的是罩142和144从容器盖子70向下伸。罩142在由前面板84、侧面板86的邻近
前面板的部分、侧面板88和腹板95限定的框架中的空隙空间99上方延伸。罩142通过未示出
的紧固件可移除地保持到框架上。罩142保持到框架上，使得在罩下方的空隙空间被密封而
不暴露于在消毒过程中引入容器的气体。取决于消毒过程，这些气体可包括如下中的一种
或多种：水蒸气(蒸汽)；过氧化氢；环氧乙烷；和臭氧。为提供该密封，在图10中标识出的O型
圈143夹在框架82与罩142之间。
罩144在框架的从腹板95向后延伸的部分上方延伸。因此，罩144从前向后在腹板
95与后面板94之间延伸。侧部到侧部，罩144在侧面板86的位于腹板95后面的部分与侧面板
92之间延伸。罩144形成有开口146。开口146和邻近框架面板94和102的间隙103允许引入消
毒容器内的消毒剂在由面板86、92、94和腹板95限定的容器的空间101内循环。罩144还防止
与布置在空间101内的模块80的传感器的部件的非故意的接触。
传感器模块80包括温度传感器，其组件现在将参考图9进行说明。实际的温度敏感
变换器是热敏电阻器150。热敏电阻器150包封在管152内，管152由导热且当暴露于引入消
毒容器内的消毒剂时不腐蚀的材料制成。在本发明的一些变化形式中，管152由铝制成。管
152在外端处封闭，并且管的端部从框架82伸出。管152还具有比框架孔116、118、120和122
的直径小的直径。管152具有相对较薄从而利于通过管以及进入热敏电阻器的快速热传导
的壁厚。在本发明的变化形式中，管由铝制成，管可以具有0.2mm的最大壁厚。在另一实施例
中，热敏电阻器以导热材料装入管壁。
热敏电阻器150和管152安置到框架孔116、118、120和122中。没有标识出的是从热
敏电阻器150延伸而从管152的开口端延伸出的线。更特别地，管152延伸贯通套圈154和配
件156，两者均由具有低导热率的塑料制成，热传导低于管152的热传导。套圈154具有未标
识出的圆形基部，所述圆形基部抵靠形成孔118与120之间的过渡的台阶而安置。套圈具有
从基部延伸到孔116中的锥形形状的头部。未标识出的孔延伸贯通套圈。配件156具有螺纹
杆以及直径比杆大的头部。配件杆被定尺寸，因此配件螺纹能够啮合围绕孔116的螺纹。未
标识出的孔轴向地延伸贯通配件156。配件156进一步形成为使得在杆的端部，孔通往锥形
形状的埋头孔。
通过将热敏电阻器150置于管152的闭端中，温度传感器组件附接到传感器模块
80。没有示出的是延伸到热敏电阻器的导体。套圈154安置到孔120中，并且管152穿过套圈
154中的孔插入。配件154螺纹接入孔116中。配件154在孔116中的初始定位使得管152定位
于延伸贯通配件的孔中。配件156螺纹接入孔116中抵靠套圈154压缩配件。配件156抵靠套
圈压缩使得套圈154既绕着管152向内压缩又抵靠框架82的限定孔118的壁向外压缩。套圈
154的该压缩因此在框架84与管152之间产生了真空紧密密封并且牢固地将管保持到框架
上。
当传感器模块80组装时，管152的闭端与框架82的限定了孔122的内筒状壁向内间
隔开。这确保了消毒剂自由地绕着管的端部，即管的定位有热敏电阻器150的部分循环。此
外，由于套圈154和配件156由具有相对低的导热率的材料制成，所以管152在一定程度上与
模块框架82热隔离。这最小化了热敏电阻器的温度受框架82的温度影响的程度。热敏电阻
器150获取与消毒容器内的环境的温度基本相同的温度。而且，当传感器模块80被组装时，
在本发明的大多数的变化形式中，管150不伸出到孔122外。这基本上消除了容器中的器械
或手指的错放可能会损坏管的可能性，由于管的壁厚相对脆弱。
两个压敏变换器160和162，测压计，安装到框架侧面板88的内表面上，如图7所示。
变换器160和162邻近面板孔116定位。壳体164围绕变换器160和162布置。壳体164紧固到侧
面板88上，因此在面板的表面与壳体之间的接口处存在气密密封。因为密封围绕面板88的
限定孔116的部分周向地延伸，所以密封防止容器中的流体(液态和气态)越过壳体164进入
模块中的空隙空间。
在本发明的一些变化形式中，两个压力传感器160和162都是电容器型变换器。传
感器160或162的电容作为环境绝对压力的函数变化。传感器中的第一个，任意地传感器
160，对于相对高的压力提供了环境绝对压力的相对精确的测量。为了本发明的目的，高压
是20至50托的最小压力以上的压力。第二压力传感器，传感器162，对于相对较低的压力提
供了绝对压力的相对精确的测量。为了本发明的目的，相对较低的压力是10与100托之间的
最大压力以下的压力。压力传感器162提供了达到0.5托的压力的压力精确测量，更理想地
达到至少0.2托的压力的压力精确测量，再更理想地达到0.05托的压力的压力精确测量。未
示出的是从传感器160和162延伸穿过壳体164的导体。
如图10所示的单向压力触发阀门166安装到共同形成孔126的孔中。当框架空隙空
间99中的压力大于环境压力时，阀门166打开。在本发明的一些变化形式中，当压差在0.3个
大气压与0.7个大气压之间时，阀门166被设定为打开。在本发明的其它变化形式中，当压差
在0.4个大气压与0.6个大气压之间时，阀门166被设定为打开。
当在消毒过程中容器暴露于压力大致低于大气压的环境时，阀门166打开。阀门的
打开至少部分地减小了环境与空隙空间99之间的压差。该压差的减小减小了形成传感器模
块的部件上的机械应力，以及这些部件之间的密封件上的机械应力。
在容器的内容物消毒完成后，容器返回周围环境、室、环境。当容器处于该环境中
时，空隙空间99中的压力小于环境压力。该压差典型地小于0.4至0.6个大气压。该压差不会
诱发形成传感器模块80的部件中的很大的机械应力。
在传感器模块80的生命期间内可能存在需要接近空隙空间99内的部件的时候。为
了接近这些部件，螺钉112从孔110移除。螺钉112的移除允许空隙空间内的压力与环境空气
压力均等。这减少了移除罩142所需的努力。
两个发光器件170和180附接到腹板95上。在本发明的一些变化形式中，器件170和
180是LED。LED 170和180各自安装到在腹板95中形成的孔130中的单独一个中。每个LED发
光，光包括由在消毒过程中容器60内可能存在的气体或蒸汽中的一者吸收的波长的光。可
能引入容器的两种气体、蒸汽可以是蒸汽化的水和蒸汽化的过氧化氢。设计为与该容器一
起使用的传感器模块80的变化形式将具有一个LED，任意地为LED 170，其能够发射在包括
940nm波长的范围内的光，光的波长由水蒸气吸收。第二LED 180发射在包括245nm波长的范
围内的光，光的该波长由蒸汽化的过氧化氢吸收。两个LED 170和180被定向成朝向框架后
面板94发射光。
光检测器175也附接到腹板95上。光检测器175安置在腹板95中的中心位置的孔
中。光检测器175能够发射作为光的波长由待测量其浓度的气体/蒸汽吸收的光的强度的函
数而变化的信号。光检测器175定位在块体中，因此传感器的光检测表面朝向后面板94定
向。
仅在图12B的框图中示出的三个温度敏感变换器172、177和182也安装到腹板95
上。在本发明的一些变化形式中，变换器172、177和182是热敏电阻器。变换器172安装到腹
板95上以提供代表LED 172温度的测量。变换器177安装到腹板95上以提供光检测器175的
温度的测量。变换器182安装到腹板95上以提供LED 180的温度的测量。
窗口安置在形成于腹板95中的凹部132中的每一个凹部内，如图11最佳示出。每个
窗口以这样的方式安装到腹板95上：窗口提供空间101与LED 170或180或者由窗口覆盖的
光检测器175之间的透明屏障。第一窗口，即窗口186，安置在围绕LED 170布置的凹部132
中。窗口186由滤除除了水蒸气吸收的光之外的基本上全部光的材料形成。窗口188安置在
围绕光检测器175布置的凹部中。窗口188由对水蒸气和蒸汽化的过氧化氢吸收的光的波长
范围非常透明的材料制成。窗口190安置在围绕LED 180布置的凹部132中。在一些实施例
中，窗口190由滤除除了蒸汽化的过氧化氢吸收的波长的光之外的基本上全部光的材料形
成。
由图12A中的电阻器表示的加热元件192安装到腹板95上。
两个凹面镜196和198可调节地安装到框架82的后面板94上。如关于镜子196所标
识的，固定板202和可动板206与每个镜子相关联。每对板202和206布置在从后面板94向前
伸的凸片105中的一个凸片上方。板沿着凸片105的位置由安置在凸片凹槽104中的固位螺
钉(未示出)可调地锁定。刚性板202定位在后面板94与可动板206之间。在板202与206之间
延伸的调节螺钉204(标识出两个螺钉)允许可动板206的角方位相对于固定板202调节。每
个镜子结合、附接到与镜子相关联的可动板或者形成为与镜子相关联的可动板的部分。沿
着凸片移动板的能力允许调节镜子在空间101内的位置。设定可动板相对于刚性板的方位
的能力允许调节镜子的方位。
镜子196定位成将LED 170发射的光反射到光检测器175。镜子198被定位成将由
LED 180发射的光反射到光检测器175。一般地，形成传感器模块80的部件被选择而使得镜
子具有距LED 170和180定位到镜子的地方的距离的一半的焦点。
加热元件210附接到每个可动板206上。在附图中，加热元件210由图12A中的单一
电阻器来表示。加热元件210借以附接到可动板206的手段不是本发明的部分。
图12A和12B，当组装在一起时，形成了块体以及传感器模块80的部件的部分示意
图。这些部件包括电池230。电池230向模块的其它部件提供电力。电池230可由多个单元构
成(未标识出单个的单元)。
电压调节器232连接到电池230上。电压调节器232提供了适当的电压电平的恒定
电压给模块内需要这些电压的部件。为了避免图的复杂，除了下文所述的一个例外，向模块
80内的部件供给电压的连接没有示出。
两个恒定电流源234和236也连接到电池230。电流源234和236选择性地接通和关
断。电流源234是施加到LED 170上的电流的源。电流源236是施加到LED 180上的电流的源。
没有示出的是与LED 170和180串联的负载电阻器。
选择性接通/关断的电压源238也连接到电池。由电压源238输出的电压供给加热
元件192和210。
传感器模块80还包含处理器242。处理器242监视并记录模块变换器所得到的环境
测量值。没有标识出的是与处理器242集成的存储器，其中存储有这些测量值。处理器还控
制模块的至少一些电激活部件的操作。在本发明的一些变化形式中，处理器监视传感器所
测得的环境特性。基于测得的环境特性，处理器242提供关于布置在容器60中的手术器械是
否正确地消毒的指示。
在图中，表示热敏电阻器150、172、177和180测得的温度的信号显示为作为输入信
号应用于处理器242。还作为输入信号应用于处理器的是表示压力变换器160和162输出的
容器压力的信号。表示光检测器175测得的光的信号也作为输入信号送到处理器。
在图中，示出了从电压源232到压力变换器162的连接。这是表示，对于热敏电阻器
150、170、177和180中的每一个以及其余的压力变换器160和光检测器175，电势供给到变换
器以便变换器工作。开关，由MOSFET 244表示，串联在电压源232与压力变换器160之间。该
开关控制激活变换器160所要求的电势的施加。处理器242被显示为连接到MOSFET 244的栅
极。这是表示，处理器242控制电势施加到压力变换器162上。虽然没有示出，但是应当理解，
处理器242控制对变换器和传感器部件供给能量所要求的电势的施加。
还示出了从处理器242延伸到电流源234和236以及电压源236的连接。这些连接表
示，处理器242控制电流从电流源234和236的提供以及电压源236的开/关状态。电压源236
的开/关状态被控制为，通过扩展，控制加热元件192和210的能量供给。
处理器242被配置为将数据提供到消毒容器60之外。这些数据基于与传感器模块
80集成的变换器所得到的测量值。在本发明的图示的变化形式中，这些数据由两个LED 250
和252的选择性致动来提供。LED 250和252安装到空隙空间162中，使得它们所发射的光通
过模块窗口136和盖子开口74可见。LED 250发射绿光。LED 252发射红光。
II.操作
现在参考图13来说明传感器模块的初始操作。大多时候，容器60以及扩展的模块
80处于周围室环境中。为节约从电池230消耗电荷，模块以睡眠状态工作，由步骤272来表
示。当处于睡眠状态时，处理器242在模块80内的部件仅消耗最少电力的状态下工作。确实
接收电力的与处理器集成的一个子电路是时钟电路(未示出的电路)。当模块处于睡眠状态
时，激活温度、压力和光变换器所需的电势不被提供。电流源234和236处于关断状态。
周期性地，基于由时钟电路所指示的逝去时间，模块进入预览状态(peek state)，
步骤274。当模块80处于预览状态时，处理器进入比当处于睡眠状态时消耗较高功率的状
态。当处于预览状态时，处理器242致动变换器，其提供关于消毒容器60是否已经置于消毒
器中且经过消毒过程的指示。当模块80处于预览状态时所致动的变换器是将提供指示由于
消毒过程的初始化而消毒容器60内的环境已经显著地从室温环境变化的测量值的传感器。
典型的消毒过程从消毒容器60内的气体的加热或者容器内的压力的下降开始。因此，在该
类型的容器的预览状态步骤的执行中，处理器确定使得热敏电阻器150或压力变换器160激
活的命令。表示所感测的环境特性的信号施加到处理器242上。
步骤276代表了当模块处于预览状态时处理器进行的环境测量的评估。例如，如果
消毒过程是该过程的初始步骤是容器的加热的过程，则步骤276是判定热敏电阻器150所测
得的容器温度是否明显在室温之上，例如，大于35℃。如果消毒过程是该过程的初始步骤是
消毒容器60中的真空的抽取的过程，则步骤276是判定来自压力变换器160的信号是否指示
容器绝对压力已经降至690托以下，在大气压以下大约70托。
处理器242将步骤276测试虚假的评估解释为表明，消毒容器没有经过消毒过程。
处理器242随后返回睡眠状态，如循环回到步骤272所表示的。作为该循环回的部分，用于判
定容器60是否正在消毒的变换器被关断，并且处理器返回低功耗模式。在本发明的许多变
化形式中，预期模块将进入每1至3分钟从睡眠状态到过渡到预览状态一次。处理器将花费
近似50毫秒至250毫秒来做出有关消毒容器是否正经过消毒过程的判定。
可替代地，步骤276的环境分析可以指示，消毒容器正经过消毒过程。如果该分析
测试为真，则传感器模块80进入活跃状态，步骤278。在活跃状态下，处理器242处于处理器
比在睡眠状态下消耗更多电荷的状态下。当处于活跃状态时，处理器可以比当处于预览状
态时消耗更多的电力。而且，取决于特定的变换器在致动之后进入稳定状态所花费的时间，
处理器可以确定使得激活电压同时施加到不同变换器的控制信号。因此，热敏电阻器150、
172、177和182以及压力变换器160和162可能各自需要在它们输出稳态信号之前至少1秒的
期间内接通。在该情形下，处理器确定使得同时接通这些变换器所需的电势同时施加的信
号。
也作为进入活跃状态的部分，处理器致动加热元件192和210。加热元件192和210
是通过确定命令到达电压源238来致动的，该命令使得电压源提供能量供给信号到加热元
件192和210。由加热元件192输出的热能加热窗口186、188和190。由加热元件210输出的热
能加热镜子196和198。窗口186、188和190以及镜子196和198的加热将模块的这些部件置于
容器60内的蒸汽的凝结温度以上的温度下。当蒸汽(气体)被引入空间101中时，这些部件处
于凝结温度以上的温度下的事实基本上消除了这些蒸汽在这些部件上的凝结。
图14表示当模块80处于活跃状态时，容器60内的环境的监视。步骤290读取从热敏
电阻器150输出的信号以确定容器60内的温度。步骤292表示读取从压力变换器160或162输
出的信号以确定容器60内的压力。被处理器接受作为容器压力的压力读数是所预定的下限
压力的函数。如果压力在下限以上，则表示来自变换器160的压力的信号被采用作为表示容
器压力的信号。如果压力表现为处于下限或者以下，则表示由变换器162所提供的压力的信
号被采用作为表示容器压力的信号。
在消毒过程中，不同的气体可以同时或者连续地引入消毒容器60中。对于一个消
毒过程，有必要获得容器内的水蒸气和蒸汽化的过氧化氢的浓度的基本同时的测量值。应
当理解的是，可能需要浓度测量的各种气体实际上不都是消毒剂。特定的气体可能是消毒
剂的生产的副产物。可替代地，气体可以是存在于周围环境的气体。然而，为了核验一些消
毒过程的有效性，有必要得知未贡献于消毒过程的这些气体的浓度水平。例如，为确定过氧
化氢是消毒剂的过程的有效性，期望得知消毒情况下蒸汽化的过氧化氢和蒸汽化的水两者
的基本上同时的浓度水平。
在空间内的气体的浓度与空间中气体所吸收的光的在对于该气体的特定波长下
的部分有关。本发明的模块80测量在与需要对其确定其浓度的气体相关联的特定波长和不
同波长下光的吸收。这些测量从未示出的从电压源232向光检测器175施加电势以接通光检
测器的步骤开始。取决于光检测器175的特定结构，光检测器可以接通并且保持接通，作为
将传感器模块置于活跃状态的部分。可替代地，作为下面所描述的步骤296和298的部分，光
检测器可以在每个LED 170和180都接通时瞬间接通。在本发明的这些变化形式中，光检测
器典型地在LED 170或180接通之前接通至少50毫秒。
步骤296表示第一气体，此处为水蒸气的浓度的测量。步骤296是由处理器242确定
信号到达电流源234来执行的，该信号导致电流源向LED 170施加电流而使得LED发射光。所
发射的光被传输通过腹板95和窗口186。从窗口186，光施加到镜子196上。从镜子196，光通
过窗口188反射到光检测器175。撞到光检测器的光的量与水蒸气对光的吸收成相反关系。
因此，在步骤296中光检测器输出的信号表示在消毒容器内水蒸气的浓度的测量。步骤296
的执行的结果是电流源234的关断，以及因此的LED 170的关断。
在步骤296执行期间，处理器242还确定适当的控制信号，因此处理器能够从热敏
电阻器172、与LED 170和热敏电阻器177相关联的温度传感器、与光检测器175相关联的温
度传感器获得温度测量值。在来自光电二极管175的信号的处理期间，处理器242使用这些
温度测量值来补偿所发射的光的变化以及由于与这些温度传感器相关联的部件的温度的
变化而检测到的光的变化。
步骤298是第二气体的浓度的测量，在该示例中，第二气体是蒸汽化的过氧化氢。
在步骤298中，处理器242确定使得电流源接通的命令信号到达电流源236。电流源236在活
跃时确定使得LED发射能由蒸汽化的过氧化氢吸收的波长的光所需的到LED 180的电流。由
LED 180发射的光通过腹板95和窗口190到达镜子198。光被镜子198反射通过窗口188到达
光检测器175。在步骤298中，由光检测器175输出且施加到处理器242的信号充当了消毒容
器60中的蒸汽化的过氧化氢的浓度的度量。步骤298以取消来自处理器242的命令信号而将
电流源236保持在接通状态结束。电流源236的关断使得LED 180关断。
在步骤296和298执行过程中，处理器242还确定适当的控制信号，因此处理器能够
从热敏电阻器177和热敏电阻器182、与LED 180相关联的温度传感器获得温度测量值。在来
自光电二极管175的信号的处理期间，处理器使用这些温度测量值来补偿所发射的光以及
由于温度变化而检测到的光的变化。
传感器模块重复地进行消毒容器60内的环境的特性的上述测量。在图14中，这由
从步骤298循环回到步骤290来表示。实际上，在步骤290-298期间内所取得的测量值是以
0.25Hz与5Hz之间的频率以及更经常地以0.5Hz与2Hz之间的频率来取得的。在取得任何单
组测量值的期间内，每个LED 170和180对于持续不到总时间段的25％的阶段是接通的，通
常是不到总时间段的10％，更理想地不到总时间段的5％。取得这些测量值的频率应理解为
比处理器从睡眠状态转换到预览状态的频率大。
现在将参考图15的流程图来说明容器环境特性的评估。初始地，应当理解评估特
性的步骤典型地与上述测量环境特性的步骤集成。
步骤310是评估测得的环境特性以判定消毒过程是否满意地完成的步骤。步骤310
的具体的子步骤不是本发明的部分。为了理解模块80如何起作用的目的，通常可以理解的
是步骤310的一个或多个子步骤经常涉及到对一个模块传感器所得到的环境测量值与验证
的过程测量值进行至少一次比较。“验证的消毒过程”应当理解为以下消毒过程：基于过去
的测试，已知该消毒过程将特定器械消毒到基本上确保器械上的任何微生物材料将是无害
的消毒确保水平。如果器械具有10-6的消毒确保水平(SAL)，则该手术器械经常被视为是无
菌的。这意味着，存在器械上的微生物总体减少了至少99.9999％的可能性。通过引用方式
并入的美国临时专利申请No.61/779提供了如何对于验证的消毒过程来获得环境测量值的
说明。
用于容器60中的器械的验证的消毒过程可以是这样的过程：器械在至少28℃的温
度下经过浓度为13mg/l的蒸汽化的过氧化氢达到至少6分钟的时间段。如通过引用方式并
入的美国临时专利申请No.61/779,956所描述的，在消毒过程开始之前，描述这些验证的消
毒过程测量值的数据被预先装载到与处理器242一体的存储器中。装载这些数据的手段不
是本发明的部分。
当上述测量值是该器械的验证的消毒过程测量值时，在步骤310中，处理器评估传
感器所得到的环境测量值以确定，如果在至少6分钟的期间内，容器内的蒸汽化的过氧化氢
被测得具有至少13mg/l的浓度，同时容器内的温度为至少28℃。
步骤312表示模块基于在步骤310中执行的评估而输出信息。在所描述的本发明的
变化形式中，处理器242通过选择性地接通两个LED 250或252中的一个来输出信息。如果步
骤310中的评估测试为肯定，则容器60内的器械被消毒到可接受的SAL。在该情况下，处理器
242确定使得LED 250发射绿光的命令信号。步骤310的评估的否定结果是存在容器60内的
器械没有消毒到可接受SAL的可能性的指示。在该情况下，处理器242确定使得LED 252发射
红光的命令信号。设施人员所看到的发射通过模块窗口136和盖子开口74的光因此提供了
关于容器内的器械是否被可接受地消毒的指示。
步骤314是处理器评估以判定消毒容器60是否从消毒器中移除并且返回到周围环
境，有时称为室环境。步骤314的评估可通过容器温度和压力的持续测量来执行。在本发明
的一个实现中，处理器将容器在至少10分钟的时间段内已经处于室温和室压的环境测量值
解释为消毒过程完成且容器和容器内的器械回到室环境的指示。如果该评估测试为否定则
循环回表示，处理器242重复地进行步骤314的评估，直至评估测试为肯定。
在消毒过程完成后经过一定时间后，步骤314的评估测试为肯定。处理器242通过
在步骤316中将模块置于睡眠状态来回应该肯定测试。模块返回步骤272。处理器停止为变
换器提供使得传感器做出所要求的活跃状态环境测量所需的电力。在消毒过程完成且模块
返回睡眠状态之后，适当的LED 250或252保持接通。这提供了容器60内的器械64是否已经
正确消毒的指示。
本发明的消毒容器60提供了关于在容器以及容器内的一个或多个器械正在消毒
的同时容器内的环境的数据。容器依赖于与容器集成的电池230，其提供操作容器内的传感
器以及数据记录部件所需的电力。这消除了当容器处于消毒器中时提供从消毒器到容器的
电力连接的需要。在消毒容器没有经过消毒过程的大的时间块内，容器内的电力消耗部件
所消耗的电力被保持为最小。当容器经过消毒过程时，致动这些环境传感器中的至少一些
所需的电力仅以间隔的占空比供给到这些传感器。这些单独的占空比的累积时间小于执行
消毒过程所需的时间段。当消毒外壳内的传感器被供给能量时的这种调节节约了存储在电
池230内的电荷。电池电荷的节约降低了电池230需要更换或再充电的频率。
另外一些发光部件具有至少部分地作为部件被致动的时间量的函数的寿命。通过
不总是致动与蒸汽测量组件相关联的发光部件，能够延长部件的寿命。
本发明的容器60进一步设计成使得单一光检测器175是测量多种不同的气体和蒸
汽的浓度所需的全部。本发明的该实施例消除了为应当测量其浓度的光的每个波长提供单
独的光检测器的需要。本发明的该特征消除了不止是多个光检测器的成本。本发明的该特
征还消除了为多个光路提供空间因此每个光源所发射的光行进到对于该光源特定的检测
器的需要。
III.确定气体浓度的可替代方法
现在参考图16来描述为此需要信息来评估消毒过程的有效性的确定气体(或多种
气体)的浓度的方式。图16的过程是参考如何确定过氧化氢气体的浓度来说明的。该方法可
以与图13-15的方法集成。在本发明的该方法中，消毒容器60初始地放置在消毒器中(未示
出的步骤)。在引入任何消毒气体之前，对放置有容器60的消毒器室抽真空，步骤340。更特
别地，在步骤340中，抽真空，以使室尽可能接近无气体，1托或以下的室压。这实现了对传感
器模块被置于活跃状态的步骤274和276的评估。
一旦抽了真空，在步骤342中，对LED 180所发射的光的强度进行测量。通过利用关
于步骤298所描述的子步骤接通LED 180和光检测器来执行步骤342。检测光的这种初始测
量称为IO。
在做出了光强度的初始测量之后，消毒过程继续进行，步骤344。步骤344应当理解
为包括将消毒剂引入消毒室内。
步骤346是气体的测量来确定在实际消毒过程中气体的浓度。该过程是在步骤342
内执行的子步骤的再执行，从而确定由光检测器所感测到的光的强度。光强度的这种测量
称为IA。
步骤348是在步骤346内测得的气体浓度的计算。更特别地，在步骤348中，处理器
利用比尔-朗伯定律，其中C是气体浓度，根据下式来确定：
C＝-ln(IA/IO)K (1)
其中K是常数。
如上所述，在多数消毒过程中，预期有必要在时间段内反复地确定一种或多种气
体的浓度。为进行气体浓度的这种多次判定，步骤346和348反复执行。这由从步骤348循环
回到步骤346来表示。没有示出的是处理器242执行来确定其不再被需要来做出确定气体浓
度所需的测量的过程步骤。可被采用来做出该判定的一个变量是自消毒过程中的某事件的
发生起所经过的时间。
根据图16的方法来确定气体浓度的方法不是基于光强度的绝对测量。相反，该方
法基于在同一消毒循环内所得到的两个测量值之间的相对差。该方法补偿了由LED 180发
射的光的特性的变化以及光检测器175的灵敏度的变化。该方法还补偿反射光的部件即镜
子196以及光所穿行通过的部件即窗口190的物理结构的变化。
同一方法可用于确定水蒸气的浓度。在步骤342和346的该执行中，LED 170所发射
的光的强度的测量值是用于确定变量IO和IA的测量值。
本发明的该变化形式的进一步的特征是，确定当气体存在时光的强度的步骤346
的每次执行不必立即随后进行步骤348的伴随执行。在本发明的一些变化形式中，在步骤
346的多次执行中所获得的光强度IA的多个测量值被存储。这些测量值中的每一个可以存
储有表明所进行测量的时间的时间戳。在消毒循环完成后，处理器242在步骤348的多次执
行中使用多个IA值和单一IO值来计算在感兴趣时间段内的气体的浓度。
通过在步骤346每次执行后不执行步骤348，传感器模块不必在执行步骤348所需
的时间内以全活跃模式来运行。此处，全活跃模式应理解为不仅处理器242完全工作而且用
于确定光浓度的部件也被致动的模式。但是当执行确定气体浓度所需的处理步骤时不得不
在全活跃模式下运行，与模块将消耗电池230上的比如果这些判定是在模块60处于全活跃
模式时所做出的情况所消耗的少电荷。
虽然在图16中没有示出，作为执行步骤342的部分，LED 170或180的温度被测量和
记录。光检测器175的温度也被测量和记录。每当执行步骤346时，也测量和记录LED 170和
180以及光检测器175的温度。作为生成IA值的过程的部分，在进行IO和IA测量时之间的LED
和光检测器温度差用于调节LED的输出的差和光检测器的灵敏度。
IV.产生经温度补偿的光强度测量值的可替代的手段
在本发明的确定光强度的第一所述方法中，来自光检测器175的信号输出被调节
以补偿由于光检测器的温度的变化引起的信号强度的变化。当这些计算被执行时来自热敏
电阻器177的温度信号被用作温度的度量。
在本发明的可替代变化形式中，光检测器175的信号强度的变化可以不利用光检
测器温度的度量作为输入变量来进行补偿。在本发明的该变化形式中，如图17的步骤360所
表示的，在任何消毒剂引入容器之前以及在发射其浓度被测的光的LED 170或LED 180致动
之前，读取自光检测器175输出的信号。该信号被视为具有强度DO。然后，致动LED 170或
180。如果图17的过程与图16的过程组合，则步骤342将是下一执行的步骤。换言之，由于LED
170或LED 180的致动，获得了必要的IO测量值。
在消毒过程中，仍需要获得光强度的IA测量值从而确定气体浓度。在进行这些测
量中的每一个测量之前，在步骤346每次执行之前，执行步骤364。在步骤364中，测量在任何
光都不直接照射到光检测器上的情况下由光检测器输出的信号。该信号被视为具有强度
DA。在获得了DA测量值之后，LED 170或180被致动，并且光检测器175输出的信号被视为光强
度的IUNCOMP度量。此处，强度的度量包括下角标“uncomp”，因为该测量值尚未进行来自光检
测器的信号的温度诱发变化补偿。因为光强度的该测量值基本上与在步骤346中得到的测
量值相同，所以其被标识为图17中的步骤346a的执行。然后，在步骤368中，处理器基于上述
变量来确定光强度的温度补偿测量值IA。具体地，在步骤368中，来自光检测器175的光强度
的未补偿的度量根据下式转换成温度补偿测量值：
IA＝IUNCOMP+(DO–DA) (2)
本发明的该变化形式消除了将温度传感器设定为邻近光检测器175从而光强度测
量值被补偿而解释光检测器的灵敏度的温度诱发变化的需要。
应当理解的是，步骤360可以在图16的步骤342执行之前或之后立即执行。步骤364
同样可以在执行步骤346a之后立即执行。同样，不要求步骤346a的每次执行后立即进行伴
随步骤368的执行。因此，在消毒过程结束时，光强度的每个IUNCOMP未补偿测量值可以转换成
这些测量值的温度补偿形式IA。然后，在步骤348的多次执行中温度补偿测量值用于确定所
感兴趣的气体的浓度。
V.第一传感器模块的可替代变化形式
应当理解的是，本发明的带有传感器模块的消毒容器可以具有不同于所描述的特
征。
例如，可采用可替代的组件来测量为了评估消毒过程的有效性而需要测量的环境
特性。因此，当需要测量不同波长下的光的吸收从而测量不同气体的浓度时，期望设置多个
光检测器。多个光检测器中的每一个对所要测量其吸收的光的特定一个波长敏感。本发明
的该变化形式的益处在于，通过同时进行多个测量，可以在给定时刻确定所感兴趣的多种
气体的浓度。
在本发明的又一变化形式中，用于测量多种气体的浓度的传感器组件可以包括单
一光源和/或单一光敏变换器。更具体地，光源可以发射在一定波长范围内的光。该波长范
围应当理解为包括被要求浓度测量的气体所吸收的光的波长。因此，光源可以发射白光，在
可见光波长的整个范围内的光。
单一变换器可以是光谱仪或FTIR。来自光谱仪或FTIR的输出是在一系列频率内的
光强度的测量。基于测量，处理器242确定所感兴趣的频率的光强度。本发明的该变化形式
可以类似于具有多个光检测器的本发明的变化形式，能够用于确定在给定时刻的多种感兴
趣气体的浓度。
同样，不要求在本发明的全部变化形式中其吸收被测量的光反射或者当反射时要
反射到单一前后路径上。在本发明的一些变化形式中，发光器(发射器)和互补的检测器(检
测器)可以彼此间隔开。光可以沿着从发射器到检测器的单一直线路径行进。在本发明的该
变化形式中，传感器模块没有设有用于反射光的组件。
如图18所示，模块可以构造为使得光在发射器380与检测器388之间行进时被多次
反射。在图18中，安装到传感器模块中的是两个平行的镜子384和386。镜子384被描绘为比
镜子386长。由发射器380发射的光束382撞击镜子384，然后撞击镜子386。然后，光在镜子
384与386之间来回反复地反射。在从镜子384反射之后，光最后一次撞击检测器388。
在本发明的该变化形式中，光的行进路径大于沿着镜子384和386的长度的距离。
这使得，在给定体积下使得光沿着比通过该体积的主轴线的长度大的路径行进。这是有益
的，因为光通过存在有气体的体积的路径越长，气体将吸收更多的光。这使得，基于测量吸
收的气体，能够提供气体浓度的度量。
如图19所描绘，在本发明的又一变化形式中，发射器所发射的光束402施加到准直
器404上。准直器缩窄光束。反射光到检测器388的反射器406是棱镜状组件，其具有多个反
射表面。光束反射到一个表面上，在从第二表面反射且离开反射器之前，继续传输通过反射
器406。光束402在撞击检测器388之前穿过过滤器408。在传感器模块内提供这些部件的益
处在于，撞到检测器388的光束402应当由既聚焦于检测器、又基本上都处于使用其测量值
来确定气体浓度的波长的光子构成。
在本发明的另外其它变化形式中，要测量其强度的光束所沿的路径利用凹面镜或
光纤电缆是弯曲或者成曲线。
如果适合，本发明的消毒容器的传感器模块可以设有过滤器408的多个准直器
404。在光发射器是相干光源、激光器的本发明的变化形式中，可以免除这些部件。
同样，应当理解的是，在本发明的消毒外壳的其它变化形式中，除了光强度传感器
的传感器可用于监视气体浓度。例如，其特性会作为气体浓度的函数而变化的无源部件可
用作这些变换器。因此，其特性作为气体浓度的函数而变化的电阻器或电容器用作本发明
的传感器是在本发明的范围内的。
类似地，在本发明的全部变化形式中，不要求传感器模块安装到容器盖子上。在本
发明的可替代的变化形式中，传感器模块安装到容器外壳的底面板、前面板、后面板或一个
侧面板上。
传感器的数量和类型应理解为是消毒容器会经过的可能的消毒过程的函数。例
如，如果环氧乙烷是容器会暴露到的消毒气体中的一种，则传感模块包括提供表示该气体
的浓度的信号的感测部件。本发明的一些变化形式可以具有用于监视容器内的温度的多个
传感器。这些多个传感器通常定位成使得至少一个传感器位于存在相对不受阻碍的气流的
空间内。第二传感器位于结构特征阻碍围绕传感器的气体流动的空间内。可替代地，根据重
力，传感器彼此间隔开，以使一个传感器位于另一传感器的上方。表示由这些信号输出的容
器温度的信号由处理器用来判定容器是否饱和了蒸汽。
不是本发明的全部变化形式都可以具有上述全部部件。例如，可能不需要将加热
元件设置为邻近光被发射通过的窗口作为气体测量过程的部分或者反射该光的镜子。
在本发明的一些变化形式中，可以不设置发射用于气体/蒸汽测量过程的光的一
个发射器/多个发射器以及在同一密封壳体内的互补的检测器。本发明的这些变化形式可
不包括任何用于反射光的镜子。
可提供用于输出传感器所生成的数据和信息的方式。例如，在本发明的范围内的
是，为传感器模块提供发射器。典型地，该发射器是无线的。在发射器是RF发射器的本发明
的变化形式中，发射器也能够接受信号。在本发明的该变化形式中，处理器242可以执行评
估以判定消毒过程整体或特定的阶段(步骤)是否已经完成。如果该评估测试为真，则处理
器使得发射器发射该信息到与消毒器集成的互补的接收器。消毒器在接收到该信息时前进
到消毒过程的下一步骤或者将该信息呈现在显示器上。
在本发明的一些变化形式中，呈现关于模块中的器械的消毒状态的信息的模块部
件可以仅是脉冲接通的。这再次使得电池上的电荷消耗最小化。
本发明的一些消毒容器可以包括一个或多个阀门。这些阀门打开和关闭进入容器
的入口，阀门与容器是一体的。在本发明的这些变化形式中，处理器，基于测量值是否指示
容器是否正经过消毒过程，来确定打开和关闭这些阀门的命令信号。类似地，在本发明的全
部的变化形式中，不要求传感器模块安装到盖子上。在本发明的可替代的变化形式中，模块
可以安装到构成容器主体的一个面板上。
同样，虽然认为优选的是传感器以及传感器模块的其它部件位于容器内，但是在
本发明的范围内的是，从传感器模块的一个至全部部件安装到容器上的任意地方到位于容
器之外。在本发明的这些变化形式中，典型的是至少一些传感器而非全部传感器布置在容
器内。本发明的这些变化形式中的一些将包括利于来自容器内的传感器模块的信号传送到
位于容器外的部件。
本发明的物理特征的可替选构造还可以不同于所描述的那些。例如，温度敏感变
换器172、177和182可以直接安装到变换器要监视其温度的光检测器或LED上。
同样，期望调节施加到发光器170和180上的电流的电平。该调节将补偿发光器在
发射器的寿命内发射基本上相同量的光的能力的变化。这有助于保持光的IO值基本恒定。
VI.带有适于检测蒸汽状态的传感器模块的消毒容器
图20和图21描绘了本发明的可替代的消毒容器的部分。该消毒容器包括传感器模
块444。传感器模块444附接到消毒容器的一个面板442上。传感器模块444包括充当模块的
外体的壳体446。壳体446通常为矩形形状。壳体446，类似于本发明的暴露于消毒剂的其它
部件，由能够承受消毒剂的腐蚀效应的材料制成。
支脚448(标识出两个)从壳体446的一个主要外表面向外伸出。支脚448是模块444
的抵接附接有模块的面板442的元件。支脚448由具有相对低的导热率的材料制成，典型地
为0.5Watts/m-°K或以下。支脚448由低导热性的材料形成以最小化在消毒容器440与传感
器模块444之间进行热能交换的程度。
壳体446形成为限定三个内部空隙。主空隙，即空隙452，在表面积上是三个空隙中
最大的。存在定位成从壳体的外壁之一紧接着向内的两个附加空隙454和464。在壳体内的
腹板453将空隙452与空隙454和464分开。空隙454和464通过壳体中的开口456通往消毒容
器440中的环境。壳体内的位于开口456上方的空间被视为空隙454。在开口456下方的空间
是空隙464。T形流转向器458位于壳体446内部，紧接在开口456之内。转向器458是传感器模
块444的将空隙454与空隙464分开的机械部件。
四个孔形成在腹板453中，两个孔，孔466(标识出一个)位于开口456和转向器458
的相对侧并且相对接近转向器。一个孔466从空隙452延伸到空隙454。第二孔466从空隙452
延伸到空隙464。其余的两个孔，孔468(标识出一个)，也位于开口456和转向器458的相对
侧。孔468在转向器458远侧隔开。一个孔468从空隙452延伸到空隙454。第二孔468从空隙
452延伸到空隙464。
模块444还形成为具有出口470。出口470形成在壳体的外壁中从而从空隙454的最
下部打开。阀门472安装到模块444上从而在出口470上方延伸。阀门472正常地闭合出口470
与容器440内的相邻环境之间的入口。当阀门472闭合时，气态流体不能通过端口470。因此，
应当意识到，传感器模块设计成，使得气体在正常情况下不能流动于消毒容器内的空间与
空隙464的基部之间。阀门472被设定为当流体处于空隙464的基部中时打开。在所描绘的本
发明的变化形式中，阀门472是浮动阀门。换言之，在阀门472不打开的情况下，空隙464是闭
端空隙。
压力传感器476(标识出一个)安装到每个孔466中。用符号显示的温度传感器478
布置在空隙452中。温度传感器478提供表示压力传感器476处或附近的温度的信号。在本发
明的一些变化形式中，与每个压力传感器476集成的是温度传感器478，温度传感器提供压
力传感器476的温度的指示。
温度传感器480(标识出一个)布置在每个孔468中。假设孔468与开口456间隔开，
则应当理解的是一个温度传感器480在开口456上方间隔开且位于空隙空间454内。第二温
度传感器位于开口456的下方从而位于空隙空间464内。第二温度传感器480应当进一步理
解为位于空隙空间464的基部的上方。每个温度传感器480包括闭合套筒482，实际的温度敏
感变换器安置在该闭端套筒中。(未示出变换器。)套筒482定位成远离限定了空隙454和464
的周边的壁而间隔开，套筒突出到空隙454和464中。
应当理解，传感器476和480都以包括增压蒸汽在内的流体不能进入空隙452的方
式安装到腹板453上。这基本上消除了围绕壳体以及进入空隙454和464的气体和蒸汽会不
利地影响布置在空隙452内的部件的可能性。
监视传感器476和480输出的信号以及评估传感器所进行的测量的部件布置在空
隙452中。由于这些部件的结构不是本发明的部分，它们没有示出。应当理解，这些部件包括
处理器，类似于之前所述的处理器242。由一个或多个温度传感器478得到的温度测量值被
处理器用来生成补偿以调节压力传感器476的温度的变化的压力测量值。
单元484也布置在空隙452中。单元484供给为传感器476以及模块内的、存储和评
估表示容器环境的信号的部件供给能量所需的电荷。
包括传感器模块444的消毒容器440以等同于如何使用常规消毒容器的方式使用。
在消毒过程中，消毒剂通过开口456进入空隙454和464。一些消毒过程包括至少一个步骤，
即所消毒的器械必须处于饱和蒸汽环境。
为了判定器械是否处于饱和蒸汽环境中，在模块444之内的处理器首先读取一个
压力传感器476所测得的压力以及如两个温度传感器480中的上方一个所指示的温度。通过
参考蒸汽数据表，这些数据表明空隙454中的蒸汽的状态。这些数据可以表明，蒸汽存在于
空隙454内。然而，该数据不表明蒸汽在容器整体蒸汽是否处于相同的状态。
为了做出该判定，处理器评估两个温度传感器480所测得的环境温度是否基本相
等以及接近目标温度。该目标温度是在给定绝对压力下的饱和蒸汽的温度。一般地，该目标
温度接近132℃。作为该评估的结果，可以确定空隙464的温度小于空隙454的温度。当传感
器模块444中的气体处于该状态时，存在空隙464内的气体包括相当部分的空气的高的可能
性。这意味着，由容器内的器械所限定的闭端空隙可能仍含有相当部分的空气。因此，如果
处理器判定空隙454和464内的温度处于该状态，则处理器将容器内的环境视为其中器械基
本上没有被饱和蒸汽包围的环境。
可替代地，评估可以表明空隙454和464内的气体基本上相等且接近目标温度。当
气体处于该状态时，空隙464基本上完全填充了蒸汽化的水蒸气(饱和蒸汽)。因此，传感器
模块的处理器将该结果解释为表明消毒容器内的器械实质上完全被饱和蒸汽包围。
有时空隙464内的蒸汽凝结。当该事件发生时，现在液态水朝向出口470流动。液态
水阀门使得阀门472打开。液态水因此从空隙空间464流出。这防止了在传感器模块中积聚
水。
应当理解的是，传感器模块444经常安装在容器主体62的底面板紧上方。例如，在
底面板上方不到3cm，经常是在该面板上方为2cm以下。这是因为，由于水蒸气比空气更不稠
密，所以容器主体62的底部是容器填充有饱和蒸汽的最后的部分。通过将模块44放置为邻
近容器的底部，来自模块的信号提供了测量值，可根据该测量值来判定容器的该部分是否
已经充满蒸汽。
VII.适于检测蒸汽状态的第一可替代传感器模块
现在参考图22来描述能够安装到消毒容器的面板442(图20)上的可替代的传感器
模块483。传感器模块483包括传感器模块444的多个相同的部件。为减少冗余，除非必要，这
些部件不重新说明。
传感器模块483包括作为传感器模块444的腹板453的替代物的腹板491。腹板491
包括之前所述的孔466和468，其中每个都标识出一个。腹板491形成有两个附加的孔，标识
出一个孔489。孔中的第一个489在空隙452与空隙454之间延伸。第二孔489在空隙452与空
隙464之间延伸。
细长的棒状蓄热体布置在每个孔484内。第一蓄热体，即质量体486，突入与通往空
隙454的孔489相关联的空隙454中。第二蓄热体，即质量体487，突入与通往空隙464的孔489
相关联的空隙464内。两个蓄热体486和487的相对端延伸进入空隙452。蓄热体486和487均
由具有相对高的每单位体积比热的材料制成。用于蓄热体486的每单位体积的比热的一个
限定是，它们具有比围绕传感器模块483的结构特征的每单位体积比热高的每单位体积比
热。因此，如果腹板491由铝制成，则蓄热体486和487可以由不锈钢制成。虽然没有示出，在
本发明的一些变化形式中，每个蓄热体486和487都包封在管状绝缘套筒内。套筒在腹板491
的限定孔484的内表面与蓄热体之间延伸，蓄热体安置到孔484内。套筒由比腹板491或蓄热
体486和487差的导热性的材料制成。
在所描绘的本发明的变化形式中，每个蓄热体486和487形成为具有闭端孔488。孔
488从安置在空隙452内的蓄热体486或487的端部向内延伸。温度传感器安装到每个孔488
中。在图22中，温度传感器490安置到蓄热体486内。温度传感器492安置到蓄热体487内。
传感器模块483用于确定安装有模块的消毒容器中的蒸汽的状态。传感器模块
483，类似传感器模块444，安装到容器主体62的一个竖直定向的面板上，使得相对于重力，
空隙454位于空隙464上方。
传感器模块483基于如下原理工作：与处于相同温度和压力的冷凝物(液态水)或
超热蒸汽相比，饱和蒸汽具有更大的导热性。超热蒸汽应理解为是一种处于比测量温度的
绝对压力下的蒸汽压力大的温度的蒸汽。当消毒容器开始填充蒸汽时，位于空隙464上方的
空隙454在空隙464填充蒸汽之前填充蒸汽。在该时间段内，图23中的时间段A，由于上方空
隙454内的饱和蒸汽具有比下方空隙464内的未饱和或超热蒸汽高的导热率，热能传递到最
上方的蓄热体486使得该蓄热体的温度以相对高的速率上升，数学表示为dTU/dt，其中dTU是
传感器490所测得蓄热体486的温度在每单位时间dt内的变化。在时间段A内，位于下方的空
隙464内的空气和未饱和蒸汽导热性差。因此，在时间段A内，dTL/dt小于dTU/dt。此处，TL是
如传感器492测得的蓄热体487的温度。在图23中，这以图形方式由在时间段A内由实线502
所表示的蓄热体486的温度变化的斜率大于由虚线504所表示的蓄热体487的温度变化的斜
率来描绘出。
最终，整个消毒容器填满蒸汽。这意味着，模块空隙454和464均填充有饱和蒸汽。
当消毒容器处于该状态时，从空隙454中的蒸汽到蓄热体486以及从空隙464中的蒸汽到蓄
热体487的热传递速率应当基本相等。在该时间段内，即图23中的时间段B，dTL/dt应因此基
本等于dTU/dt。
因此，在本发明的该变化形式中，接受来自温度传感器490和492的信号的处理器
持续地使用这些信号来确定上方蓄热体486和下方蓄热体487的温度。处理器使用这些信号
来确定上方空隙454的dTU/dt以及下方空隙464的dTL/dt。处理器将在相同时间段内的dTU/
dt和dTL/dt的速率进行比较。基于该比较，处理器判定安装了传感器模块444的消毒容器是
否可认为基本上填充了饱和蒸汽。该评估的结果被用作输入之一来判定容器内的物品是否
已经经过验证的消毒过程。
存在消毒容器内的蒸汽进入超热状态的可能性。如上所述，超热蒸汽的热传递特
性差于饱和蒸汽的热传递特性。处理器使用来自压力传感器466的信号来基于这些压力测
量值确定水蒸气的蒸发(沸)点。来自传感器480的温度测量值能够用于判定蒸汽是否处于
沸点的温度。如果该评估测试为真，则处理器可使用该结果作为消毒容器填充了超热蒸汽
而不是填充有饱和蒸汽的指示。消毒容器会处于该状态的事实可用作判定容器内的物品是
否已经经过验证的消毒过程的另一输入变量。
蒸汽状态的该评估的变化是可能的。最显著地，甚至在饱和蒸汽环境下，dT/dt是
当前温度的函数。甚至当两个蓄热体被饱和蒸汽包围时，下方的蓄热体487的温度可能小于
上方蓄热体486的温度。这意味着，在这些时间段内，dTU/dt和dTL/dt不相等，即使两个质量
体都被饱和蒸汽包围。为了补偿该事实，处理器不比较这些状态的同时值。相反，处理器可
以在质量体486和487处于相同温度时比较这些速率。再有，在消毒容器中的状况稳定之前，
下方蓄热体487的温度经常位于上方蓄热体486之下。这意味着，处理器不执行dTU/dt与dTL/
dt的比较，直至在下方蓄热体487达到上方蓄热体486先前所达到的温度。
在该模块的一些变化形式中，蓄热体的暴露的表面没有布置在传感器模块的空隙
空间内。相反，蓄热体可以简单地形成传感器模块的暴露面。因此，在暴露面的一些变化形
式中，蓄热体甚至可以与传感器模块的相邻表面平齐或者相对于传感器模块的相邻表面凹
陷。
在本发明的一些变化形式中，可能需要将dTU/dt或dTL/dt中的一者或两者与校准
温度变化速率比较以判定消毒容器内的物品是否被正确地消毒。
VIII.适于检测蒸汽状态的第二可替代传感器模块
现在将参考图24来描述能够监视蒸汽状态的并入本发明的消毒容器内的第二可
替代传感器模块520。
模块520基于模块444。为了减少重复，模块444和520有可能两者共有的部件不再
进行说明。
模块444与520之间的一个差别在于，模块520不包括转向器。因此，在本发明的该
变化形式中，腹板453将空隙452与单一空隙522分开。开口456通往空隙522。进一步，在本发
明的该变化形式在，阀门472远离空隙522的沿着模块520的长度上下延伸的段间隔。
两个变换器安装到模块520上，从而位于空隙522的相对端。第一变换器，即变换器
526，安装到侧模块520中，从而位于空隙522的上端。变换器526发射为声波波长或超声波长
的信号。第二变换器，即变换器528安装到模块内部，邻近空隙522的下端。变换器528定位成
使得由变换器526所发射的能量将撞击变换器528。变换器528是产生可变信号的接收器，该
可变信号作为撞击变换器526的变换器526发射的能量的函数。
本发明的该变化形式还用于确定附接了模块520的消毒容器填充有饱和蒸汽的程
度。为使用模块520，测量在变换器526发射声能或超声能与变换器528接受声能或超声能之
间的时间。该信号被测量，因为与填充了非饱和蒸汽或超热蒸汽的相同体积相比，声速在填
充有饱和蒸汽的体积中更大。声速的这种差别意味着，当空隙填充有处于该状态的蒸汽时，
声音将更快地穿过空隙522。这些能量发射的飞行时间与用于这些信号的存储参考时间的
表进行比较。基于这些比较，处理器确定消毒容器填充有100％饱和蒸汽的程度。
在本发明的变化形式中，传感器模块设有两个蓄热体486和487，同样仅需要有一
个蓄热体容纳在闭端空隙空间内。在本发明的这些变化形式中，没有位于闭端空隙空间内
的蓄热体486可以位于空隙空间内的蓄热体487处或下方。在本发明的某种变化形式中，传
感器模块可以仅包含单一蓄热体。这将是其暴露端为闭端空隙空间的蓄热体。
IX.第二传感器模块的可替代变化形式
模块444、483和520的可替代的变化形式是可能的。例如，来自多个压力传感器476
的读数应当相同。因此，可省去一个压力传感器476。当设置多个压力传感器时，一个传感器
可以充当另一传感器的校验传感器或者作为备用传感器存在。
同样，不要求在本发明的这些变化形式中两个温度传感器480位于封闭的空隙空
间内。对于来自传感器的信号要用于评估蒸汽的状态，至少一个传感器需要位于封闭的空
隙空间内，从而位于通往空隙空间的开口的下方。这是因为，如果消毒容器的内容物填充了
非饱和蒸汽，则空隙空间将非常可能至少部分地填充有除了饱和蒸汽之外的气体。这意味
着，当空隙空间内的温度与周围环境温度进行比较时，空隙空间内的温度将小于周围环境
的温度。如果消毒容器填充有饱和蒸汽，则蒸汽将迫使其它气体离开空隙空间且基本上填
充空隙空间。如空隙空间内的传感器测得的空隙空间的温度应当基本上等于第二传感器测
得的参考温度。此处，“参考温度”应理解为位于上方的空隙空间内的温度或者由第二传感
器测得的在容器内的未封闭环境的温度。
这意味着，构建这样的模块在本发明的范围内，在该模块内容纳在封闭的空隙空
间内的传感器相对于重力与位于容器内的未封闭环境内的温度传感器处于相同高度或者
甚至位于其上方。
封闭两个传感器的优点在于，形成传感器的结构部件，套筒482，趋于脆弱。封闭两
个温度传感器480降低了与传感器的非预期接触会导致它们破裂的可能性。
在本发明的变化形式中，其中多个温度传感器被封闭在空隙空间内，可以存在进
入空隙空间的多个开口。一般地，虽然温度传感器480位于封闭的空隙空间中，但是相对于
重力位于通往空隙空间的开口的下方。
还在本发明的范围内的是，提供三个以上的传感器来测量容器温度从而确定蒸汽
状态。因此，利用本发明的三个温度传感器480的变化形式，两个传感器可位于封闭的空隙
空间内的不同高度。这些传感器将提供消毒容器何时首次部分地填充以及随后其次基本上
填充了饱和蒸汽的指示。
在本发明的一些变化形式中，允许液体从闭端空隙空间流出的阀门可以省去。螺
钉可以替代该阀门。可替代地，如果传感器模块可移除地安装到消毒容器上，则在对模块清
洁的过程中冷凝物可以从空隙空间清除。
X.可替代的实施例
上文涉及到本发明的具体变化形式和实施例。本发明可以具有不同于所述的特
征。
因此，本发明的不同变化形式的特征能够组合。例如，正常地具有处于睡眠状态的
传感器模块、周期性地转变成预览状态以及当适当的时候转变成活跃状态的特征可以并入
本发明的每个传感器模块中。同样，当处于活跃状态时仅周期性地测量消毒容器内或邻近
的环境的特性的特征可以并入本发明的每个传感器模块中。
类似地，不要求本发明的各个所述变化形式的全部特征并入本发明的特定变化形
式中。例如，在本发明的变化形式中，蓄热体486和487以及附连到这些蓄热体的温度传感器
490和492安装到传感器模块上以确定饱和蒸汽的存在，但是不必设置具有附加温度传感器
的模块。
同样，本发明的消毒容器可以具有不同于所描述的特征。例如，通气孔和过滤器组
件可以安装到容器的主体上，而不是盖子上。在本发明的一些变化形式中，主体容器和盖子
都可以设有通气孔和过滤器组件。
同样，应当理解的是，与本发明的模块集成的传感器的结构可以不同于所描述的
那些。因此，在本发明的范围内的是单一压力传感器提供代表需要该测量的整个压力范围
的容器压力的信号。在本发明的范围内的是，如果存在多个压力传感器且每个压力传感器
容纳在其自身的腔室内。在本发明的该变化形式的一些子类中，单一传感器框架或壳体可
以定形为限定这些单独的腔室。
在本发明的又另外的变化形式中，用来生成表示容器温度的信号的变换器可以不
是热敏电阻器。在本发明的可替代变化形式中，一个或多个热电偶可以执行该功能。因此，
在本发明的范围内的是第一变换器提供在第一温度范围内的温度的度量，第二变换器提供
表示在第二温度范围内的温度的信号。
在与传感器模块集成的部件提供关于消毒过程的有效性的信息的本发明的变化
形式中，该部件可能不总是被选择性致动的灯。部件可以是RF发射器。在本发明的这些变化
形式中，较低功率接收器也与传感器模块集成。响应于由接收器接收到的询问信号，发射器
从处理器242输出关于消毒过程的有效性的数据。在本发明的这些变化形式中，贯通发射RF
能量的容器主体或盖子的窗口可以不透光。相反，该窗口由如下材料形成，即该材料不吸收
发射的RF能量到其不能被容器内和容器外的部件有效地处理的程度。
同样，不要求在本发明的全部变化形式中，传感器模块安装到与模块集成的容器
内。在本发明的一些变化形式中，传感器模块安装到容器基部或盖子的外表面上。安装了模
块80、444、483或520的结构构件中的端口将传感器模块的传感器暴露于容器内的环境。传
感器中的一些而非全部布置在容器内。
不要求在本发明的全部变化形式中，处理器基于传感器信号来评估位于传感器模
块80、444、483或520中的消毒过程。在本发明的一些变化形式中，传感器模块可以包括将容
器环境测量值发送到与消毒器集成的处理器的部件。消毒器处理器执行关于测得的环境特
性是否指示消毒容器的内容物被正确消毒的评估。可替代地，基于从传感器模块80、444、
483或520接收到的环境特性的测量值，消毒处理器对所执行的消毒过程做出实时调节。这
些调节例如包括延长容器暴露于消毒剂的时间以确保容器内的部件64被正确地消毒。进一
步在本发明的范围内的是，传感器模块将描述测得的环境特性的数据发送到那的外部处理
器是与集成在消毒器内的处理器不同的处理器。
因此，随附权利要求的目的是涵盖落入本发明的真正主旨和范围内的全部这样的
变型例和改进。