孵化器托盘和孵化方法

背景技术

本发明涉及一种孵化器托盘。更具体地，本发明涉及一种托盘，该托盘具有用于接收蛋的孔/容器以及用于调节蛋的孵化的传感器。此外，本发明涉及一种使用具有多个传感器的孵化器托盘来孵化蛋的方法。

孵化器托盘：

·限定用于接收材料/物体的容器；

·是中空的；以及

·促进温控流体在托盘内的循环，以将支撑在托盘上的材料/物体维持在恒定温度下，

是已知的。此类托盘在以下中描述：EP1,266,691“适用于光谱分析的温控装置和方法”、WO 01/25866“用于控制实验室样品温度的系统以及用于此系统的热托盘”、WO2005/097325“具有主动温度调节的自治式装置”、US3,556,731“自动孵化设备”、US4,195,131“环境控制单元”、US4,256,697“血液孵化器装置”、US4,501,719“具有预定单位剂量的用于冷冻干燥生物制剂的托盘设备”、US 4,735,778“微量滴定板”、US 4,824,791“恒温比色皿组”、US 4,950,608“温度调节容器”、US 5,435,378“用于精确加热和冷却物品的设备”、US5,475,610“具有严密温度控制以用于聚合酶链反应的自动执行的热循环仪”，US 5,484,015“冷板和制造冷板的方法”、US 5,504,007“快速热循环设备”、US 6,558,947“热循环仪”、US2006/0199261“用于冷却或加热样品的支架和方法”、US2014/0273182“用于进行化学或生物反应的装置”以及US2015/0352553“用于快速热循环的方法和组合物”。

然而，现有技术的孵化器托盘并不能：

·提供被接收在容器内的材料/物体周围的通风。更具体地，现有技术的孵化器不能(在使用中)通过文丘里效应诱导被接收在容器内的材料/物体周围的空气流动；或

·确保托盘上的传感器紧密靠近被接收在容器内的材料/物体。

本发明的目的是主要通过提供以下来解决这些缺点：

·容器内的突出部上的传感器；以及

·改进容器以形成孔，孔在使用中限定具有不同截面表面积的开放的相对轴向端，由此当空气沿着托盘流动时，沿着每个孔(即，跨过托盘)引起压力差。

发明内容

根据本发明的第一方面的优选实施例，提供了一种孵化器托盘，该孵化器托盘包括本体，该本体限定：

第一表面和第二表面，在第一表面和第二表面之间限定密封的空隙；

入口，该入口在使用中允许流体流入到限定在本体的第一表面与第二表面之间的空隙中；

出口，该出口在使用中允许流体从限定在本体的第一表面和第二表面之间的空隙流出；

多个孔，该多个孔在第一表面与第二表面之间延伸、穿过限定在第一表面与第二表面之间的空隙，其中：

每个孔在两个轴向端处是开放的；以及

孔靠近第一表面的第一轴向端的截面面积大于孔靠近第二表面的第二轴向端的截面面积；以及

温度传感器，该温度传感器与每个孔相关联，

使得在使用中待孵化的物体：

相对于孔的第一轴向端的截面面积过小；以及

相对于孔的第二轴向端的截面面积过大，

可以在孔内被支撑在本体上，其中，孔的开放轴向端允许穿过孔经过物体来通风。

典型地，就每个孔而言，本体限定了至少三个突出部，至少三个突出部彼此间隔开并且径向地突出到孔中，使得在使用中，在孔内被支撑在本体上的物体被支撑在与孔相关联的突出部上。

总体上，每个突出部至少部分地沿着孔从第一表面延伸到第二表面。

优选地，就每个孔而言，温度传感器被布置在突出部上。

典型地，孵化器托盘进一步包括：

心率传感器；

运动传感器；以及

二氧化碳传感器；以及

声波、磁性、静电或电磁发射器，该声波、磁性、静电或电磁发射器用于将波发射到在孔内被支撑在本体上的物体。

以上与每个孔相关联。

总体上，就每个孔而言，心率传感器、运动传感器和二氧化碳传感器被布置在突出部内。

加热元件可以与每个孔相关联，该加热元件由与相关联的孔相关联的温度传感器来控制。

优选地，加热元件包括柔性电路，该柔性电路包括多个电阻器。

典型地，柔性电路呈围绕孔的径向周边延伸的环路的形式。

总体上，孵化器托盘进一步包括与托盘内的每个柔性电路通信的处理器。

优选地，在每个孔内支撑蛋，并且在蛋上方放置覆盖层。

典型地，孵化器托盘进一步包括扩散器，该扩散器与入口和出口中的每一个相关联以使进入和离开限定在本体的第一表面与第二表面之间的空隙的流体扩散。

总体上，孵化器托盘进一步包括盖，该盖覆盖：本体的第一表面、孔和柔性电路。

根据本发明的第二方面，提供了一种在根据本发明的第一方面的孵化器托盘上孵化蛋的方法，该方法包括以下步骤：

将孵化器托盘定向，其中，本体的第一表面可操作地在本体的第二表面上方；

在孔内支撑孵化器托盘上的蛋；

使空气通过本体的第一表面和第二表面；

通过以下来调节孵化器托盘的温度：

使用温度传感器监测蛋的温度；以及

经由入口和出口调节限定在本体的第一表面和第二表面之间的空隙内的流体流动；

监测以下：

使用温度传感器监测蛋的温度；

使用心率传感器监测蛋内的心率；

使用运动传感器监测蛋内的移动；以及

使用二氧化碳传感器监测靠近蛋的表面的二氧化碳水平；以及就每个蛋而言，如果满足以下条件中的任何两个或更多个，则触发事件：

温度传感器感测到在预定温度范围之外的蛋温；

心率传感器感测到蛋内预定心率范围之外的心率；以及

运动传感器感测到蛋内活动水平的预定范围之外的移动。

典型地，孵化蛋的方法进一步包括在本体的第一表面上通过空气的步骤。

总体上，触发事件包括以下一个或多个：

传送蛋内的胚胎死亡的警报；

停止向与蛋相关的传感器供电；

改变孵化器托盘的温度；

改变在本体的第一表面上方的气流；以及

改变与支撑蛋的孔相关联的加热元件的功率输出。

附图说明

现在将参考附图仅通过示例更详细地描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的孵化器托盘的俯视图；

图2是图1的孵化器托盘沿线A-A的剖切立体图；

图3是图1中的孵化器托盘沿线A-A的截面侧视图；

图4是由图1中的孵化器托盘限定的孔的截面侧视图；

图5是根据本发明的替代实施例的孵化器托盘的分解立体图；

图6是图5中的孵化器托盘沿线A-A的截面侧视图；以及

图7是图5中的孵化器托盘的仰视图。

具体实施方式

参照附图的图1至图4，孵化器托盘10的第一实施例包括本体12，该本体限定了第一表面14和第二表面16以及在第一表面14与第二表面16之间延伸的多个孔18。

第一表面14和第二表面16是大致平面的。重要的是，第一表面14和第二表面16是：

·彼此间隔开的；以及

·围绕它们的周边边缘22和围绕孔18可密封地彼此连接，

以在第一表面14和第二表面16之间形成密封空隙20。

入口24允许温度调节流体流入到限定在本体12的第一表面14和第二表面16之间的空隙20中，并且出口26允许流体从限定在本体12的第一表面14和第二表面16之间的空隙20流出。

每个孔18在第一表面14与第二表面16之间延伸、穿过限定在第一表面14与第二表面16之间的空隙20。转到图3，应当理解的是，每个孔18在两个轴向端处是开放的，尽管孔18靠近第一表面14的第一轴向端18a的截面面积大于孔18靠近第二表面16的第二轴向端18b的截面面积。

孔18的第一轴向端18a的截面面积在孔18内相对于待支撑在本体12上的物体(诸如蛋)(未示出)尺寸过大，而孔18的第二轴向端18b的截面面积相对于此物体尺寸较小。

就每个孔18而言，本体12限定至少三个突出部28，该至少三个突出部28彼此间隔开并且径向地突出到孔18中。在使用中，在孔18内被支撑在本体12上的物体被支撑在与孔18相关联的突出部28上，以与三脚架支撑物体类似的方式。图1至图4示出了每个突出部28沿着其相关联的孔18从本体12的第一表面14延伸至本体12的第二表面16。应当理解的是，每个突出部28可以仅沿着相关联的孔18的一部分延伸。

此外，与每个孔18相关联的三个突出部28的组在使用中将支撑在孔18内的物体与孔18的径向壁间隔开，从而在它们之间提供环形间隙(优选地，宽度为3mm)，以有助于穿过孔18经过物体的通风。该环形间隙还允许热量从本体12辐射到支撑在孔18内的物体。

温度传感器30、心率传感器32、运动传感器34和二氧化碳传感器36与每个孔18相关联、设置在沿孔18延伸的突出部28上。将传感器30、32、34和36布置在突出部28上确保了传感器30、32、34和36在孔18内与支撑在本体12上的物体紧密接触/靠近。可替代地，心率传感器32、运动传感器34和二氧化碳传感器36可以布置在突出部28内。

为了在孔18内调节支撑在本体12上的温度物体，加热元件38与每个孔相关联，加热元件38由温度传感器30调节。

可选地，本体12进一步限定与每个孔18相关联的导流器(未示出)，该导流器从第一表面14或第二表面16中的一个表面突出，以使在使用中沿着第一表面14或第二表面16流动穿过孔18的空气转向。

进一步可选地，多孔覆盖层(未示出)可以在使用中铺设在托盘12上方(其中，物体被支撑在本体12上、在孔18内)。

图5至图7示出了孵化器托盘110的替代性实施例，该孵化器托盘110包括：

·本体112，该本体112限定第一表面114和第二表面116，以及在第一表面114与第二表面116之间延伸的多个孔118；

·声波(无论是否可听)、磁性、静电或电磁发射器140，其用于将波发射到在孔118内、被支撑在本体112上的物体(例如，蛋)。

发射器140是柔性电路的形式，优选地具有多个电阻器，该柔性电路呈围绕孔118的径向周边延伸的环路的形式。在使用中，发射器140可以用于加热被支撑在本体112上的物体。

图7还示出了与孵化器托盘110的入口124和出口126中的每一个相关联的扩散器142，该扩散器142使进入和离开在本体112的第一表面114与第二表面116之间限定的空隙120的流体扩散。通常，限定在本体112的第一表面114和第二表面116之间的空隙120被设计为具有入口歧管和出口歧管以及其他结构，以将流体流均匀地分配通过空隙120。

此外，盖144覆盖本体112的第一表面114、孔118和发射器140的柔性电路。

孵化器托盘10和110可以进一步包括与温度传感器30、心率传感器32、运动传感器34、二氧化碳传感器36和/或发射器140通信的处理器(未示出)。图5示出了电连接温度传感器30、心率传感器32、运动传感器34、二氧化碳传感器36和/或发射器140的PCB条146。处理器可以继而与主控制器通信(无论是有线还是无线)。

本发明进一步延伸到在孵化器托盘10上孵化蛋的方法，该方法包括以下步骤：

·将孵化器托盘10定向，其中，本体12的第一表面14可操作地在本体12的第二表面16上方。

·在每个孔18内支撑孵化器托盘10上的蛋(图1至图4中未示出，但图5和图6中示出)。

·使空气通过本体12的第一表面14和第二表面16。应当理解的是，由于孔18的第一轴向端18a处的开口的无阻碍表面面积小于孔18的第二轴向端18b的表面面积，所以本体12的第一表面14和第二表面16上的气流沿着孔18引起压力差，该压力差引起空气沿着孔从孔18的第一轴向端18a流动至孔的第二轴向端18b。沿着孔18引起这种压力差的空气流动常被称为文丘里效应。沿着孔18的此类气流从蛋的周围移除二氧化碳、湿气和热量。

·通过以下方式调节孵化器托盘10的温度：

о使用温度传感器26监测蛋的温度；以及

о经由入口24和出口26来调节在本体12的第一表面14与第二表面16之间限定的空隙20内的流体流动；

·使空气在本体12的第一表面14上方以及在蛋上方经过，并且允许空气沿着孔18的径向壁与支撑在孔中的蛋之间的环形间隙通过。

·就每个孔18及其相关联的蛋而言，监测如下：

о使用温度传感器30监测蛋的温度；

о使用心率传感器32监测蛋内的心率；

о使用运动传感器34监测蛋内的运动；以及

о使用二氧化碳传感器36监测靠近蛋的表面的其他二氧化碳水平。

·就每个孔18及其相关联的蛋而言，如果满足以下条件中的任何两个或更多个，则触发事件：

о温度传感器30感测到预定温度范围之外的蛋温；

о心率传感器32感测到蛋内预定心率范围之外的心率；以及

о运动传感器34感测到蛋内活动水平的预定范围之外的运动。

被触发的事件可以包括以下各项中的任何一个或多个：

·传送蛋内的胚胎死亡的警报，该信号可以被传送到远程装置；

·停止向与蛋相关联的传感器30、32、34和36供电；

·通过经由入口24和出口26调节限定在本体12的第一表面14与第二表面16之间的空隙20内的流体流动来改变孵化器托盘10的温度；

·改变本体12的第一表面14上方的气流；以及

·改变与支撑蛋的孔18相关联的加热元件38的输出。

来自二氧化碳传感器36的反馈还可以专门用于调节孵化器托盘10上方和蛋上方的气流。

应当理解的是，通过在两个轴向端处开口的通孔18以及与每个孔18相关联的突出部28，有助于蛋周围的空气通风。此外，将理解的是，突出部28确保孵化器托盘12上的传感器与支撑在本体12上的蛋之间在孔18内的紧密接触/靠近。