CN101143340B - 用于液体计量的电子计量设备 - Google Patents

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Abstract

用于计量液体的电子计量设备具有驱动装置；至少一个换置器装置，换置器装置具有置换腔和设置在其中的置换元件，置换元件连接到驱动装置；至少一个用于吸液管尖的保持装置，具有与置换腔连接的通道；具有用于不同校准数据的存储器位置的数据存储器，这些校准数据与不同吸液管尖和/或不同液体和/或不同使用条件相关；电选择装置，用于选择校准数据；电控制装置，连接至电选择装置、数据存储器和驱动装置的驱动电机和/或电显示装置，且借助电机控制置换元件的移动，和/或通过利用借助于选择装置从数据存储器所选择的校准数据来控制显示装置(16)；以及电源(24)。

Description

用于液体计量的电子计量设备
技术领域
本发明涉及用于液体计量的电子计量设备。
背景技术
公知的用于液体计量的电子计量设备具有带有电机的驱动装置或电子显示装置，以及由电机驱动的换置器装置(Verdraengereinrichtung)，该换置器装置包括缸体和可移动地设置在其中的柱塞。换置器装置可连通地连接至可替换的吸液管尖。通过换置器装置，使气垫移动，而气垫将液体吸入到吸液管尖或将液体从中排出。吸液管尖和注射器优选是由塑料材料制成的一次性使用的可丢弃物体。柱塞的行程容积不准确地对应于吸取和移送的液体容积。这尤其是由于，空气柱由于液体的重量而多少变得较长，因此行程容积超过液体容积。
WO 2005/079988 A1公开了具有电子显示和校准功能的吸液管。校准功能包括经用户接口将在某个容积显示时实际吸取的容积输入到吸液管的控制系统。控制系统计算校准数据并将其存储在存储器中。通过校准数据，柱塞的行程长度或显示装置所显示的容积被校正，使得所显示的容积与实际计量的容积更好地对应。可以在控制系统中存储用于各种吸取功能(也称为“工作模式”)、如直接吸取或反吸取的各种校准数据。直接吸取包括直接接受希望的要移送的容积，而反吸取包括接受大于然后被移送的希望的要移送的容积的容积。
在公知的吸液管中，如果没有一种规定的工作模式被选择，而其他工作条件被改变，则可能需要新的校准。
因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种电子计量设备，其在不同工作条件下的应用更少地受到校准的影响。
发明内容
本发明的目的通过具有权利要求1的特征的电子计量设备解决的。该计量设备的有利实施方式在从属权利要求中指出。
用于计量液体的电子计量设备具有
-驱动装置，
-至少一个具有置换腔和设置在其中的置换元件的换置器装置，其连接至驱动装置，
-至少一个用于吸液管尖的保持装置，其具有与置换腔连接的通道，
-数据存储器，具有用于与不同吸液管尖和/或不同液体和/或不同使用条件相关的不同校准数据的存储位置，
-电选择装置，用于选择校准数据，
-电控制装置，其连接至电选择装置、数据存储器、和驱动装置，并连接到驱动装置的驱动电机和/或连接到电显示装置，且其借助于电机控制置换元件的移动和/或通过利用(Rueckgriff)借助于选择装置而从数据存储器所选择的校准数据来控制显示装置对计量容积的显示，和
-电源。
按照本发明的计量设备使得可以通过选择所存储的与不同吸液管尖和/或不同液体和/或不同应用条件相关的校准数据而进行简易校准。由此，可以在由于更换吸液管尖(例如，具有另一材料的另一几何形状，或具有另一表面)、或计量另一液体(例如，具有另一密度或粘度)、或应用条件的改变(例如，不同环境条件，如温度、气压、空气湿度，或吸液技术，如吸液管尖蘸入液体的不同深度或吸液管的不同对准或移动)的不同操作条件下，在选择对应于新操作条件的校准数据后立即继续工作。不需要在此之前在新操作条件下执行计量设备的校准。其中，选择可以限制为一种前述校准数据，或可以包括多种或所有前述校准数据。
根据第一实施例，通过利用从数据存储器所选择的校准数据，控制装置控制驱动电机，使得置换元件如希望的那样准确地将液体吸入吸液管尖或从中排出。按照第二实施例，控制装置在置换元件的给定移动时通过利用校准数据而控制显示，使得显示准确地对应于所接受或排出的液体容积。第二实施例可以是具有带电驱动电机的驱动装置的计量设备，或具有手动驱动的驱动装置的计量设备。对于手动驱动的电子计量设备，驱动装置具有操纵元件，其可手动地在两个止端之间移动且因此移动置换元件。其中，至少一个用于设定计量容积或用于制造商校准的止端是可移动的。
本发明涉及静止计量设备以及手动计量设备，也称为“手持计量设备”。
按照一种实施方式，校准数据是用于不同几何形状(例如，圆锥形，圆柱形，或具有圆锥及圆锥部分)的吸液管尖、和/或不同材料(例如PE、PP或PS)制成的吸液管尖、和/或具有不同表面(例如粗糙度)的吸液管尖的校准数据；和/或用于不同液体(例如乙醇，丙醇)、和/或用于不同液体类型(例如甘油溶液、蛋白质溶液)的校准数据；和/或用于至少一种环境条件(例如，温度、气压、空气湿度)的校准数据；和/或用于至少一种应用(例如，未润湿的吸液管尖或在计量前预润湿的吸液管尖)的校准数据；和/或用于至少一个用户(例如蘸入样品液体的深度，吸液管相对垂直对准，吸液管尖的移动)的校准数据。
按照一种实施方式，数据存储器包括非易失性数据存储器(例如EEPROM)，使得校准数据在断开电源后不丢失。按照另一实施方式，校准数据包括永久存储的校准数据。这里是不可擦除或改写的校准数据。它们例如是必须经常使用或在计量设备的使用寿命期间不改变(例如对于某些吸液管尖，某些液体或经常的使用条件，如正常温度和正常压力)的校准数据。因此，数据存储器例如是永久存储器(例如ROM)或是至少部分写保护的。
校准数据可以在使用计量设备前被导入到数据存储器中，使得在使用时原则上仅还必须进行相关校准数据的选择。如果必要的话，校准数据可以随后被更新或补充。校准数据可以以不同方式被写入数据存储器。例如，可以通过合适方法确定校准数据并经与电控制装置连接的电输入装置输入到数据存储器中。例如，可以通过重量分析(gravimetrisch)测量以及分析该测量来确定校准数据，其中用户可以通过使用具有合适软件的外部数据处理设备进行测量的分析。而且，还可以从现有校准数据出发计算进一步的校准数据，其中该进一步的校准数据可用于吸液管尖的改变的几何形状、和/或密度不同的液体、和/或不同温度、和/或不同气压、和/或吸液管尖的不同蘸入深度、和/或吸液管相对于垂直方向的不同对齐。特别地，计算基础可以源自EP0562358 B2中[0019]至[0034]段中所描述的数学模型。在可能的情况下，用户也可以通过使用具有适当软件的外部数据处理设备执行这些计算。此外，可以通过控制装置执行校准数据的计算，其中与不同吸液管尖和/或不同液体和/或不同应用条件相关的数据经电输入装置输入到电子计量设备中。
一种实施方式具有用于输入至少一个重量分析地确定的容积和/或至少一个液体密度和至少一个重量分析地确定的液体质量的电输入装置，其中控制装置由重量分析地确定的容积计算校准数据和/或由密度和重量分析地确定的质量计算重量分析的容积并由其计算校准数据，并将校准数据写入数据存储器。在该实施方式中，重量分析测量的结果被输入在其中计算校准数据的计量设备中。用户无需进行大量的计算。重量分析测量的结果由计量设备转换为校准数据，并被存储在数据存储器中。在支持输入液体质量和密度的变体中，还不需要用户的容积计算步骤。
按照另一实施例，多个重量分析测量值可通过输入装置输入，其中控制装置从由这多个重量分析测量值确定用于多点校准的校准数据，控制装置将这些校准数据写入数据存储器。多点校准使得可以在大范围的可设定计量容积上进行特别准确的测量。
例如，用于选择校准数据的电选择装置被集成到用于在应用间隔(Anwendungspausen)中容纳电子计量设备的坞站(Dockingstation)中。坞站可以包含用于对计量设备电源的蓄电池充电的充电器。其确定环境条件(温度、气压、空气湿度)，并经接触或以无线方式将这些数据转发到电控制装置，电控制装置在计量设备工作时利用相应的校准数据，其中计量设备可设置在坞站中或从中取出。按照另一实施方式，选择装置被集成到计量设备中，使得其在使用计量设备时自动确定相应的所使用的吸液管尖和/或应用条件，并将相应的数据提供到控制装置，控制装置利用相应的校准数据。例如，所使用的吸液管尖可基于其上附带的编码而被确定，该编码在吸液管尖被装到计量设备中时被计量设备的读取装置读取。所使用的液体例如可以由计量设备的读取装置通过读取存放瓶的标签(例如条码)而确定。可通过计量设备的合适的传感器确定应用条件，如温度、气压、空气湿度、吸液管尖的蘸入深度和计量设备相对垂直方向的对齐。
按照一个实施例，电选择装置包括电输入装置，用于输入和/或选择与不同吸液管尖和/或不同液体和/或不同应用条件相关的校准数据。基于所输入或选择的数据，控制装置利用相应的校准数据。按照一个实施例，输入装置是电键盘。
按照另一实施例，电输入装置具有至少两个键(被成为“模式键”和“参数键”)，它们的操纵就触发控制装置控制显示装置显示不同菜单或接受所显示的输入。
按照另一实施例，输入装置具有一对相邻设置的电控制键，并且电控制装置根据控制键的操纵而控制显示装置对菜单项(Menuepunkt)的显示以及参数的改变及显示装置对其的显示。按照另一实施例，根据控制键的操纵，电控制装置控制电机对置换元件的移动。
输入装置的上述实施方式使得计量设备的操作很容易。特别地，其使得可以容易地选择校准数据以及容易地输入重量分析测量的结果。
按照一个实施例，输入装置使得可以设定不同工作方式(例如吸取，配制(Dispensieren)或滴定(Titrieren))，和/或设定计量参数(例如计量量(Dosiermenge)，配制步骤(Dispensierschritte)，吸取和排出液体时的柱塞速度)，和/或控制置换元件的移动。
按照一个实施例，输入装置具有可旋转的设定按钮，用于设定计量设备的工作方式。
按照一个实施例，电控制装置包括微处理器或微控制器。
电源为计量设备的电气元件供应电流。按照另一实施例，电源包括电网部件(Netzteil)和/或至少一个电池和/或至少一个蓄电池和/或用于为蓄电池充电的充电器。
附图说明
下面，借助于实施例的附图更详细地说明本发明。在附图中：
图1示出从前面和从侧边倾斜的透视X射线图中的电子计量设备；
图2是同一计量设备的侧边视图；
图3是同一计量设备的与图1相同的透视图，但没有示出位于内部的元件；
图4是不同操作情形下计量设备的壳体头部(Gehaeusekopf)的前侧的示意顶视图；
图5是在不同操作情形下没有设定按钮的计量设备的壳体头的前侧的示意顶视图。
具体实施例
按照图1到图3，计量设备1具有被构造为手柄的壳体2，其具有纵向壳体柄部3和上端的大约成45度角的壳体头部4。壳体2在下端具有锥体5用于安装吸液管尖6。
在壳体柄部3中设置具有电机8的驱动装置7。此外，其中设置有可纵向移动的柱塞10的缸体9位于那里，其与驱动装置7机械地连接。通过连接通道11，缸体9被连接到锥体5端部的开口。
壳体头部4在下侧具有向下弯曲的钩子12，其使得可以容易地将计量设备1可靠地保持在壳体柄部3上。在壳体柄部3的上端设置丢弃键13，其与丢弃套筒14机械连接，使得可以通过操纵丢弃键13，将吸液管尖6从锥体5中推开。
在壳体头部4的上侧15或前侧有被构造为LCD显示器的显示器或显示装置16。在显示装置16上面有可旋转的设定旋钮17，用来设定工作方式。
在显示装置16下面，模式键18和参数键19侧面彼此错开地被设置。在它们之间有两个彼此相叠的控制键20、21，其中上控制键20控制向上运动，而下控制键21控制向下运动和过吹行程(overblowstroke)。
控制键20仅具有一个开关点。控制键21具有两个开关点，其中达到第一开关点触发向下运动，而达到第二开关点触发柱塞10的过吹行程。
在壳体头部4中，电控制装置22被设置在电路板上，其与电机8、显示装置16、设定旋钮17和按键18到21连接。优选地，电控制装置22包括电子数据处理装置，例如微计算机或微控制器。
此外，还具有数据存储器23，该数据存储器23是至少一个独立部件或被集成到微控制器中。
此外，电源24位于壳体头部4中，其例如由多个蓄电池构成，这些蓄电池可由外部充电器充电。电源24向计量设备1的电气部件供应电流。
通过操纵任意按键18到21，电子计量设备1可从待机模式进入正常工作模式，其中电子计量设备1在一定静止时间后进入待机模式。附加地或作为替代，可提供未示出的通/断开关，用于接通或断开正常操作条件。
在接通后，显示装置示出具有上次设置的工作方式和该工作模式的上次设置的计量参数的子菜单。在图4.1中，示出了借助于设定旋钮17设定吸取(“pip”)操作方式的情况。
在操纵模式键18后，可以改变该操作方式的计量参数。在图4.2中，示出了在操纵模式键18后的显示装置16。可改变的计量参数(这里是计量容积100μl)通过图形形式(例如通过颜色)被突出，这里是通过浅灰色色调。
然后，通过操纵控制键20、21，计量参数的值可以增加或减小。在图4.3中，示出了计量容积减少(至80μl)的情况。
通过操纵参数键19，所设定的计量参数被接受且被切换至另一可改变的计量参数，该参数由显示装置16通过图形突出地显示(图4.4)。这里是排出液体时的柱塞速度(5毫米/秒)。然后，该计量参数可借助于控制键20、21改变，在该例子中为改变为8毫米/秒(图4.5)。然后，通过重新操纵参数键19，可接受改变并切换到吸取时的柱塞速度，其被图形突出地显示(图4.6)。该计量参数可通过控制键20、21改变，这里改变为10毫米/秒(图4.7)。
通过操纵模式键18，可以接受最近的改变并从编辑模式返回到吸取模式。然后，通过操纵控制键20，容积为80μl的液体可被吸取到吸液管尖中(图4.8)，并通过操纵控制键21而被排出(图4.9)。
通过旋转设定旋钮17，可实现其他工作方式，例如手动吸取(“man”)、吸取和混合(“pin und mix”)、配制(“dis”)、自动配制(“auto dis”)、滴定(“ttr”)、加胶(gel loading)(“gel”)和反吸取(“rev”)。
通过将设定旋钮17设定至选项(“opt”)位置，在显示装置16上调用子菜单(图4.10)，可以通过操纵控制键20、21而从其触发指针25指向其的不同菜单项(图4.11)。通过操纵参数键19，可选择单个菜单项。
当选择菜单项“justage(调整)”时，出现与选择或输入不同校准参数相关的子菜单(图4.12)。通过操纵控制键20、21，可触发某菜单项，并通过操纵参数键19而选择它(图4.13)。通过这种方式，例如可以选择用于乙醇或甘油或用于特别长的吸液管尖(“Special Tiplong”)的制造商设定的校准参数(图4.12)。也可以选择用于吸液管被使用于的某地理高度的校准参数(图4.13)。
而且，在选择相应菜单项后，可输入用于单点、两点或三点调整的重量分析值(图4.13)。
通过旋转设定旋钮17，用户进入其中显示具有有效参数的所选择的工作方式的菜单。
然后，用户可以在所选择的工作方式下计量，其中控制装置利用所选择的校准数据，该校准数据存储在数据存储器23中。在可能的情况下，在工作方式中有效的计量参数可以通过上述方式改变。
图5示出了不包括设定轮17的另一计量设备的壳体头部4的顶侧15。通过显示装置16所显示的菜单和按键18到21选择该计量设备的工作方式。
为此，从自动出现的用于具有上次所设定的计量参数的上次所选择的工作方式的显示(5.1)出发，压下模式键18，然后具有可选择工作方式的菜单被显示(图5.2)。通过控制键20、21，指针25被放置在所希望的工作方式上(图5.3)。为了确认工作方式，压下参数键19，然后所选择的具有上次所设定的计量参数的工作方式被显示(图5.4)。
此外，如上述图1到4的实施例中那样，通过用于设定工作方式的设定轮进行操作。特别地，计量参数、在所选择的工作方式中执行计量过程、校准数据的选择、以及重量分析测量结果的输入如上述实现的例子中那样进行。

Claims (18)

1.一种用于计量液体的电子计量设备，具有
驱动装置，
至少一个换置器装置，其具有置换腔(9)和设置在其中的置换元件(10)，其中所述置换元件被连接至所述驱动装置，
至少一个用于吸液管尖(6)的保持装置(5)，其具有与所述置换腔(9)连接的通道(11)，
数据存储器(23)，其具有用于与不同吸液管尖(6)和/或不同液体和/或不同使用条件相关的不同校准数据的存储位置，
电选择装置，用于选择校准数据，
电控制装置(22)，其连接至所述电选择装置、数据存储器(23)，并连接至所述驱动装置的电驱动电机(8)和/或显示装置(16)，并且其借助于电驱动电机(8)控制所述置换元件(10)的移动，和/或通过利用借助于所述电选择装置从所述数据存储器(23)所选择的校准数据来控制显示装置(16)对计量容积的显示，以及
电源(24)。
2.如权利要求1所述的计量设备，其中所述设备是手持计量设备。
3.如权利要求1或2所述的计量设备，其中所述校准数据包括用于不同几何形状的和/或不同材料的和/或具有不同表面的吸液管尖(6)的校准数据，和/或用于不同液体的校准数据，和/或用于至少一种环境条件的校准数据，和/或用于至少一种应用的校准数据，和/或用于至少一个用户的校准数据。
4.如权利要求3所述的计量设备，其中所述不同液体是甘油溶液和蛋白质溶液。
5.如权利要求1所述的计量设备，其中所述数据存储器(23)包括非易失性数据存储器。
6.如权利要求1所述的计量设备，其中所述数据存储器(23)包括永久存储的校准数据。
7.如权利要求1所述的计量设备，具有电输入装置，用于输入至少一个重量分析所确定的容积和/或至少一个液体密度和至少一个重量分析所确定的液体质量，其中所述电控制装置(22)根据重量分析所确定的容积计算校准数据，和/或根据密度和重量分析所确定的质量计算重量分析容积并根据其计算校准数据，并将校准数据写入所述数据存储器(23)。
8.如权利要求7所述的计量设备，其中多个重量分析测量值可通过所述电输入装置被输入，所述电控制装置(22)根据这多个重量分析测量值确定用于多点校准的校准数据，校准数据被写入到数据存储器(23)中。
9.如权利要求1所述的计量设备，其中所述电选择装置包括电输入装置，用于输入和/或选择与不同吸液管尖(6)和/或不同液体和/或不同应用条件相关的校准数据。
10.如权利要求7到9中任一条所述的计量设备，其中所述电输入装置包括至少一个模式键(18)和参数键(19)，对所述至少一个模式键(18)和参数键(19)的操纵触发电控制装置(22)控制显示装置(16)对不同菜单的显示或接受所显示的输入。
11.如权利要求7到9中任一条所述的计量设备，其中所述电输入装置具有一对相邻设置的电控制键(20，21)，且所述电控制装置(22)根据对所述电控制键(20，21)的操纵，控制显示装置(16)对菜单项的显示以及参数的改变和显示装置(16)对其的显示。
12.如权利要求11所述的计量设备，其中根据对所述电控制键(20，21)的操纵，所述电控制装置(22)控制所述电驱动电机(8)对所述置换元件(10)的移动。
13.如权利要求7到9中任一条所述的计量设备，其中所述电输入装置允许设定不同工作方式，和/或设定计量参数，和/或控制置换元件(10)的移动。
14.如权利要求7到9中任一条所述的计量设备，其中所述电输入装置包括可旋转设定旋钮(17)，用于设定计量设备的工作方式。
15.如权利要求1所述的计量设备，其中所述电控制装置(22)包括微处理器或微控制器。
16.如权利要求1所述的计量设备，其中所述电源(24)包括电网部件、和/或至少一个电池。
17.如权利要求16所述的计量设备，其中所述至少一个电池是至少一个蓄电池。
18.如权利要求17所述的计量设备，其中，所述电源(24)还包括用于给蓄电池充电的充电器。
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