CN102939162A - 具有可移除的周边单元的用于处理实验器皿所容物的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于调节实验器皿温度的装置，其具有：用于容纳实验器皿的至少一个器皿容纳部；至少一个构造为可移除的周边单元（31）；以及基体单元（1），该基体单元具有调温装置和支架，该支架用于将该至少一个可移除的周边单元安放在限定位置中，其特征在于，该基体单元和该至少一个周边单元分别具有至少一个耦合元件（2，5），在将周边单元安放在基体单元上的限定位置上时，该耦合元件形成至少一个可拆卸的耦合对，可通过该耦合对传递电功率和/或至少一个信号。

Description

具有可移除的周边单元的用于处理实验器皿所容物的装置

技术领域

本发明涉及一种用于调节实验器皿的温度的装置，其包括：用于容纳实验器皿的至少一个器皿容纳部；至少一个可移除的周边单元；以及基体单元，该基体单元具有调温装置和支架，该支架用于将该至少一个可移除的周边单元安放在限定的位置中。本发明还涉及一种用于该装置的周边单元。

背景技术

用于调节实验器皿的温度的装置、尤其是除了调温以外还将实验器皿置于混合运动之中（调温混合器）的装置是已知的。所述已知的装置具有支架，实验器皿或实验器皿组被装入其中。实验器皿通常是规格统一的。因此，例如存在容量为0.2ml、0.5ml、1.5ml和2.0ml的实验器皿。此外，例如还有低温器皿（Cryo-Gefaesse）、离心管（Falcon-Gefaesse）（例如15ml和50ml）、玻璃器皿和烧杯、具有例如96或384个器皿的微量滴定板（MTP）、深孔板（DWP）或具有例如96个器皿（井状物）的PCR-板。这些列举不是限定性的，而是指明存在多种实验器皿和器皿组合，混合器应适用于这些实验器皿和器皿组合。

装置上的实验器皿或器皿组合的已提到的支架是可更换的（所谓的“更换模块”）。因为该更换模块大多构造为使单个器皿从上方插入其中，所以对于已知的混合器来说，优选建立圆形的、平移的、反复的混合运动，该混合运动基本上在水平面上进行并且也称为轨道运动。为此目的，已知的混合器通常配备有偏心驱动装置，它优选通过电动机来驱动。该偏心驱动装置与平板相连，该平板在专业术语中也称为“台”。该平板用作器皿保持装置的容纳装置，它是可更换的并且设计成所谓的金属更换模块，或者也可以固定装配，即不可更换。器皿保持装置通常拧紧到平板上。该偏心驱动装置使具有器皿保持装置的平板置于圆形的轨道运动之中。通常以200U/min至3000U/min的旋转频率来驱动这种混合器，但100U/min至1000U/min的旋转频率也是可行的。该频率通常是可调节的。

已知的是，用于调节实验器皿的温度的装置可为更换模块提供容纳装置，调温装置的热源或散热器在容纳装置上侧上加热接触表面，该接触表面与更换模块的下侧导热接触。因此，容纳装置上的接触表面与安装在它上面的更换模块导热连接。

更换模块通常基本上由导热良好的材料构成，例如金属，尤其是铝或银，其中该模块可构成为实心的或具有腐蚀性结构以减轻重量，其还具有用于容纳试样的结构，并且具有从更换模块的下侧至器皿的良好传热性。为了与容纳装置的调温接触侧建立导热接触，已知这样的更换模块是拧紧到容纳装置上的。这些螺钉可相对简单地借助诸如螺丝刀的工具而拆卸，因此该更换模块是可更换的，例如为不同大小的实验器皿换上更换模块。

尤其对于具有调温功能的装置来说已知的是，为了避免器皿中的冷凝物，通过外罩将器皿保持装置周围的空间遮盖起来，并因此与调温装置和/或器皿保持装置的壳体一起共同地将该空间在一定程度上隔热地包围起来。这一点的作用是，不仅通过调温装置加热容纳装置中的器皿，而且还加热它周围的环境，而不必改变周围环境。这一点避免了在（没有外罩的冷却器的）暴露的器皿壁板上（尤其在器皿盖子上）出现可能由于器皿中的加热而蒸发的液体的冷凝。例如在冷的窗户玻璃上可看到这一效果，由较热的室内空气产生的冷凝水在窗户玻璃上冷凝。

此外，对于这种具有外罩的装置来说已知的是，此外罩自身通过外罩中的诸如加热薄膜的加热元件来加热。在已知外罩中的此加热元件的电流供应要么通过与具有调温功能的基体单元的可拆卸的电流连接（借助于设备的电源）来实现，要么通过中央的外部电源（例如插座）来实现。这两者都是常见的，该外罩具有与插头类似的电流接触元件。该接触元件必须由使用者拿在手上，并且必须有效地插在实际装置或外部电源上。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用于更简单地、运行更安全且更易控制地处理实验器皿-所容物。

根据本发明，此目的由具有权利要求1的特征的装置以及由具有权利要求17的特征的周边单元得以实现。在从属权利要求中说明了优选的设计方案。

已发现，根据本发明的用于调节实验器皿的温度的装置由具有调温装置的基体单元、用于周边单元的支架以及至少一个周边单元和器皿容纳部构成，其可更简单地且更具运行安全性地操纵。对于更简单的操作性和更高的运行安全性来说，重要的是该装置的性能，即：当把周边单元安放在基体单元上时，自动地构成可拆卸的耦合对，电功率和/或至少一个信号可通过该耦合对进行传递。

术语“自动”在本文中指的是，耦合对被构造为使得各自的耦合元件不必由使用者拿在手上并且交错地引导。因此，使用者将周边单元安放在基体单元上的支架上，而不必接触耦合元件自身。这一点对于实验室区域中的使用者来说是有利的，即减少了意外接触位于基体单元上的调温装置的热表面的危险。此外，使用者不可能接触处于应力之下的部件。因为使用者在实验室中还借助具有潜在的健康危害的生物或化学物质进行工作，这些物质必须少接触该装置的部件，由此减少该装置受到污染的风险。该装置的少量部件必须清洁和消毒。此外，该设备的清洁总体上更简单，因为不必清洁很难触及的且敏感的部件。根据本发明的装置因此整体上运行更安全且操作更简单。

在基体单元和周边单元之间自动地构成耦合对，信号尤其可通过该耦合对从周边单元传递到基体单元，反之亦然，即：可从基体单元传递至周边单元，这一点可实现该装置的这些部件之间的快速信息交换。这一点在两个方面是有利的。这一点一方面简化了该装置的制造，因为基体单元和周边单元可分别制造，其中，各设备中的设备专用信息可存放在存储介质中，优选存放在集成电路中，尤其优选存放在存储芯片中。对于导热的金属更换模块来说，在更换模块中的这种设备专用信息例如是序列号、温度传感器的调校值、最大的混合频率和用于调温装置的模块专用调节参数。模块专用的调节参数是有意义的，以便在模块尺寸不同的情况下也能获得最佳的瞬态响应（无过度振动或过低的调温斜度）。序列号可由基体单元读出，并因此可明确地将此实验记录下来。对于防冷凝罩来说，这种设备专用信息例如是序列号、温度传感器的调校值和用于调温装置的调节参数。周边单元的存放于存储介质中的设备典型信息（例如温度传感器的调校值）在周边单元首次安放在基体单元时作为信号通过自动构成的耦合对进行传递，因此根据本发明的装置在组装状态下是准备就绪的，无需其它调校。因此在制造过程中省略了其它的工作步骤，尤其省略了在组接状态下的其它常见的热量均衡。此外，以后新研制的任意模块也可在基体单元上运行，而不必进行其它的匹配动作（例如基体单元上的软件更新）。借助在周边单元和基体单元之间自动构成的耦合对而进行的信号传递，从而实现快速的信息交换，这对于实验室的使用者来说同样是有利的。对于基体单元来说，使用者的库存中通常具有不同的周边单元，尤其是不同的更换模块。这些更换模块单从外观上看不能简单地区分开，尽管它们只适用于特定的应用情况。在根据本发明的装置中，在各设备中，这些设备专用信息和/或使用者专用的参数在特定的应用情况下存放在存储介质中，优选存放在集成电路中，尤其优选存放在存储芯片中。当周边单元安放在基体单元上时，通过自动构成的可再次拆卸的耦合对，可实现从周边单元至基体单元的信号传递，并且使用者得到有关周边单元的视觉和声学信号。通过该信号来传递信息。因此，例如可在基体单元的显示器上显示或可通过基体单元的扬声器宣告：该周边单元只适用于特定的应用情况。根据本发明的装置优选具有显示器，在此显示器上将信息显示给使用者。使用者专用的参数的例子（其存放在存储介质中）是特定的调温范围，例如“仅在15℃-50℃的温度下使用的模块”；物质限制，例如“仅用于生物物质的模块”；转速限制，例如“仅在最大转速为2000U/min时使用”。此外，有关安全性的边界参数，如最大转速，固定地存放在不同的模块中。这一点避免调至更高的混合频率，更高的混合频率在更沉和/或更大模块中会导致基体单元的不平衡和振动；不平衡和振动会导致整个装置从工作表面上脱离，并因此会危害试样、设备和使用者。根据本发明的装置通过该特性可更简单地且运行更安全地操作，因为在安放周边单元时，尤其在安放更换模块时，使用者会获得有关周边单元适用于特定应用情况的信息。因此，可避免错误的、可能损坏试样的应用情况或损坏该设备（基体单元或周边单元）的应用情况。

从以上提到的内容中得出尤其对周边单元有利的优点，即：它是耐用的，因为避免了错误的应用情况。

因此本发明涉及：

1.用于调节实验器皿的温度的装置，具有

用于容纳实验器皿的至少一个器皿容纳部；

至少一个构造成可移除的周边单元；以及

基体单元，其具有调温装置和支架，该支架用于将该至少一个可移除的周边单元安放在限定的位置中，其特征在于，该基体单元和该至少一个周边单元分别具有至少一个耦合元件，该耦合元件在将周边单元安放在基体单元上的限定的位置中时形成至少一个可拆卸的耦合对，可通过该耦合对传递电功率和/或至少一个信号；

2.用于在此装置中使用的周边单元；

3.该装置或周边单元的应用，分别用在实验室中的生物、生物化学、分子生物学和/或化学应用中；以及

4.一种方法，用于制造根据本发明的装置和/或根据本发明的周边单元。

在本发明中，如下定义了以下术语：

“调温”在本发明的意义中描述了物体或液体的温度的有效变化。既包含加热，也包含冷却。术语“调温”尤其描述了，通过受控地改变器皿保持装置中的温度，尤其是器皿容纳部以及试样中的温度，而将温度调节到额定值。

“实验器皿”是指一个或多个在实验室中常见的容器，用于容纳试样。试样是指物质，尤其是液体，如溶液、混合物、悬浮物、血液分散质等，或固体物质。该术语尤其指用于容纳小容量（微容量，例如0.1ml、0.2ml、0.5ml）的容器，它们通常被概称为Eppendorf-器皿（Eppendorf-Gefaesse）。此外，该术语还指那些具有更大容量的（例如1-100ml）的器皿，它们通常应用在实验室中。例如，离心管、玻璃器皿和烧杯都归入该术语。同样，其上集合着多个单独的器皿（尤其是12、96、384、1536个单独的器皿）的平板也归入该术语，例如微量滴定板（MTP）、深孔板（DWP）、PCR-板或细胞培养片。在本发明的意义中，实验器皿尤其指上述装有试样的实验器皿。

“器皿容纳部”是指在器皿保持装置（容纳装置）中的凹陷处或凹槽，它通常构造成四边形框，并因此也称为器皿模块。该凹陷处构造得可容纳实验器皿；它的尺寸是这样设定的，即：使得实验器皿接触器皿容纳部的底部和侧壁，并因此可在器皿容纳部和实验器皿之间产生导热接触。器皿模块可具有一个器皿容纳部或多个器皿容纳部。该器皿模块优选由导热良好（即λ>=200）的材料制成。器皿模块自身与调温装置导热接触。该器皿模块可以是永久安装的（除非由使用者取下），或者构造成可完整取下的（可由使用者取下）。该器皿模块优选是所谓的更换模块，它可完整地取下。如果根据本发明的用于调温的装置构成为不可移动的装置，即构成为单纯的调温器，则该器皿模块是不移动的。如果根据本发明的用于调温的装置构成为混合器（调温混合器），则该器皿模块通过驱动装置而处于混合运动中。

“更换模块”是指器皿保持装置（器皿模块）的特殊构造方式。该器皿模块构成为可移除的周边单元。更换模块通常基本上由导热良好的材料（如金属，尤其是铝或银）构成，其中更换模块可构造成实心的或可为减轻重量而具有腐蚀结构。更换模块在其上侧上具有器皿容纳部。更换模块在其下侧上除边缘区域外都构成为平坦的，该边缘区域用于将更换模块固定在基体单元上。这一点确保了与基体单元的调温接触侧的最佳的大面积的导热接触。更换模块的边缘区域用于将更换模块固定在基体单元的支架上。基体单元的支架和更换模块的侧面区域可形配合和/或力匹配地彼此处于相互作用之中。例如，咬边的元件、弹簧元件或螺钉可用于固定。所有的固定方式都是常见的，它们可简单地由使用者拆卸。因此对使用者来说，可从基体单元上取下更换模块，并重新装上其它的更换模块。不同的更换模块的区别在于其器皿容纳部的类型和/或数量。更换模块是构造成可移除的周边单元的实施例。如果根据本发明的用于调温的装置构成为不可移动的装置，即构成为单纯的调温器，则该更换模块是不移动的。如果根据本发明的用于调温的装置构成为混合器（调温混合器），则该更换模块通过驱动装置而处于混合运动中。

“构造成可移除的周边单元”指根据本发明的整体装置（用于调温的装置）的一部分，其特征在于，其可完整地从基体单元上分离。该周边单元设置在基体单元的上侧上。该周边单元具有需要电能的元件，例如传感器、集成电路（集成电路=IC）和/或加热元件，该加热元件为例如加热薄膜。传感器和电路也可概称为“传感机构”。“传感机构”尤其具有至少一个温度传感器和至少一个存储芯片，尤其具有EEPROM。周边单元的传感机构需要0.1和10瓦之间的电功率。诸如加热薄膜的用电器需要50和500瓦之间的电功率。需要电能的周边单元可无电缆地与基体单元相连。该周边单元具有至少一个耦合元件，其与基体单元中的对置件一起构成可拆卸的耦合对，可通过该耦合对传递电功率和/或信号。构造成可移除的周边单元优选指更换模块和/或防冷凝罩。整体装置可只配备一个构造成可移除的周边单元。以下的例子属于此实施例：1.根据本发明的装置具有位于永久安装的器皿模块中的器皿容纳部以及作为周边单元的防冷凝罩，其中所述器皿模块与基体单元固定连接；2.根据本发明的装置具有在更换模块中的器皿容纳部。该整体装置也可配备多个构造成可移除的周边单元，尤其配备两个周边单元。以下的例子属于此实施例：1.根据本发明的装置具有作为第一周边单元的、位于更换模块中的器皿容纳部以及作为第二周边单元的防冷凝罩；2.根据本发明的装置具有位于第一更换模块中的器皿容纳部，且具有位于第二更换模块中的器皿容纳部。该整体装置也可配备三个构造成可移除的周边单元。以下的例子属于此实施例：根据本发明的装置具有位于第一更换模块中的器皿容纳部，并具有位于第二更换模块中的器皿容纳部，并且具有遮盖这两个更换模块的作为第三周边单元的防冷凝罩。该整体装置也可配备四个构造成可移除的周边单元。以下的例子属于此实施例：根据本发明的装置具有位于第一更换模块中的器皿容纳部，并具有位于第二更换模块中的器皿容纳部，并且具有分别遮盖每个单独的更换模块的作为第三和第四周边单元的防冷凝罩。如果根据本发明的整体装置构成为加热的混合器，则具有器皿容纳部的周边单元同样处于混合运动中。如果该周边单元是防冷凝罩，则它不处于混合运动中，即防冷凝罩在混合过程中保持不动。这一点是有利的，因为它延长了敏感的传感器的使用寿命。

“基体单元”是指整体装置的部件，其用于实现整体装置的整体电能供应，并且其包含操纵表面和控制元件。如果根据本发明的整体装置用于调节混合器（调温混合器）的温度，则驱动装置同样位于基体单元中。该基体单元连接到外部的电源上，或自身具有电源。调温装置以及支架位于基体单元的上侧上，该支架用于将周边单元安放和固定在限定的位置中。该调温装置用于间接地调节实验器皿的温度，该实验器皿位于器皿模块的器皿容纳部中。该器皿模块与基体单元的上侧上的调温装置直接接触，因此调温装置直接将器皿模块调到期望的温度。

“支架”指基体单元上的一个或多个固定元件，其用于将周边单元可拆卸地固定在基体单元上。该支架构造成可安放至少一个周边单元。如果根据本发明的整体装置构成为既具有更换模块也具有防冷凝罩的混合器（加热混合器），则第一固定元件位于基体单元的移动部件上。具有器皿容纳部、尤其是更换模块的周边单元被安放在此第一固定元件上，从而使得器皿容纳部和更换模块都处于混合运动中。第二固定元件位于基体单元的不可移动区域中，即：位于不可由驱动装置移动的区域中。防冷凝罩安放在该第二固定元件上，该防冷凝罩不参与该混合运动。“限定的位置”或类似术语“特定的位置”是指周边单元在基体单元上的唯一可能正确的定位。只要在周边单元和基体单元上的各耦合元件构成工作的、可再拆卸的耦合对，则该定位就是正确的，可通过该耦合对传递至少一个信号和/或电功率。通过立即出现的信号传递，可识别在限定的位置中的安放动作，该信号传递允许通过基体单元确定周边单元，并在基体单元的显示器上显示给使用者。

“耦合元件”是指不同技术元件的上位概念，它自动地在周边单元和基体单元之间实现信号传递以及电能传递。耦合元件尤其是光学耦合元件。光学耦合元件也称为光电耦合器，并且在光学上实现信号和能量传递。光电耦合器尤其是指LED、红外线LED，并且作为光接收器、光电二极管、光电晶体管或光敏电阻器（LDR）的对置件。根据本发明的整体装置或根据本发明的周边单元优选具有用于传递信号的光电耦合器。“耦合元件”还指电感耦合元件，尤其是线圈。两个共同作用的线圈在基体单元（初级圈线）和周边单元（次级线圈）中作为松耦合变压器。线圈具有E铁氧体磁芯。在基体单元（初级圈线）和周边单元（次级线圈）中的两个线圈之间具有约2mm的气隙。该待克服的气隙对铁磁侧面之间的间距的尺寸有很大影响。在气隙非常小时，该侧面间距同样很小，例如在磁芯（杯形磁芯）为4mm时，1mm的侧面间距就足以克服约0.5至1mm的距离。在间距较大时，该侧面间距也必须选成更大的（例如约3-4mm）。只有这样才能确保磁场线能在空间中扩散，并因此在次级铁氧体线圈单元中实现足够大的磁相互作用，以便实现足够有效的能量传递。

术语“耦合元件”还指电容性的耦合元件。电容性的耦合元件由电容器构成。“耦合元件”还指电流耦合元件。在本发明的意义中，该电流耦合元件是弹簧承载的触点（弹簧触点）。通过基体单元和周边单元中的各弹簧触点，自动地建立导电连接（导线连接）。

“可拆卸的耦合对”是指基体单元中的耦合元件（第一耦合元件）与周边单元中的其对置件（第二耦合元件）的连接，如果周边单元安放在基体单元上的限定的位置上，该连接可自动地调节。在从基体单元上取下周边单元时，耦合元件在空间上再次分开，并且解除该耦合（可拆卸）。如果耦合元件是指电流耦合元件，则术语“连接”在本发明中是指接触性连接。在构成耦合对的所有其它耦合元件（光学的、电感的、电容的）中，该连接是无接触的（彼此非接触的）。这些耦合元件只是在空间上靠近，并通过气隙隔开。该气隙优选约为2mm宽。

“电功率的传递性”在本申请的意义中指，将电功率耦合到传递路径中，并且在传递路径的端部上再次提取该电功率。在此期间，例如在基体单元和周边单元之间，该电功率可转化成其它任意的能量形式（例如磁场或电场、光），并且随后可再次转换回去。

“信号”在本发明的意义中是信息，它由传感器和/或IC（尤其是EEPROM）和/或控制单元传输给接收器。该信号优选是指在周边单元上探测到的测量值或状态。

“电流方面相互分开”指断开导电连接。气隙优选用于确保导电连接的断开。气隙尤其优选为2mm宽。在根据本发明的装置的实施例中，其具有光学耦合元件、电感和/或电容耦合元件，基体单元和周边单元也在组接的（即准备运行的）状态下在电流方面彼此分开。

“集成电路（IC）”是指具有电子线路的电力构件。IC尤其是微芯片，优选是EEPROM。

在本发明的意义中，“电流耦合元件”是由导电材料构成的元件，电流通过它通动。电流耦合元件尤其用于从基体单元至周边单元的电功率传递。基体单元和防冷凝罩尤其分别具有电流耦合元件，这些电流耦合元件在将防冷凝罩安放在基体单元上时一起形成一个可拆卸的导电接触。在根据本发明的设计方案中，基体单元上的电流耦合元件是指导电螺钉的定位冲头（称为定位突起或突起），其将导电螺钉固定在基体单元的上侧上，该导电螺钉连接在电源上。在周边单元上，电流耦合元件是位于衬套凹槽中的环形弹簧。当防冷凝罩安放在基体单元上时，基体单元的冲头或突起插入防冷凝罩的衬套中，因此建立导电接触。电流由防冷凝罩上具有环形弹簧的衬套通过线缆进一步传递至加热薄膜或其它加热元件。

“用电器”在本发明的意义中是电子部件，其消耗50至500瓦之间的功率。尤其是那些消耗在50至300瓦之间的功率的电子部件，且特别优选地是那些消耗在100至200瓦之间的功率的电子部件。该用电器的根据本发明的实施例为防冷凝罩中的加热元件，特别是加热薄膜。在加热元件上消耗160瓦的功率。

“防冷凝罩”在本发明的意义中是罩，它与基体单元和/或器皿模块的壁板一起在器皿保持装置的周围围出一个空间，实验器皿位于此器皿保持装置中。该罩具有上方盖板和四个从上方盖板上拉下的侧壁，该罩在壁板和盖板中具有隔热材料。此外，该罩在其盖板上具有加热元件，尤其是加热薄膜。该罩起隔热作用。此外，该罩具有至少一个温度传感器和/或至少一个IC（尤其是EEPROM）。该防冷凝罩是周边单元的根据本发明的实施例，并具有至少一个耦合元件，当把罩安放在基体单元上时，该耦合元件与在基体单元中的其对置件构成可拆卸的耦合对。在所有的实施例中，根据本发明的罩都是不移动的，即它不参与混合运动。

“形配合”在本发明的意义中是指一种连接，其中力传递是通过成形元件进行的。构件的几何造型避免了它们的分离性。

“力配合”在本发明的意义中是指一种连接，其中通过预应力或法向力在接触面上产生摩擦力。该摩擦力避免了构件的分离。

“连接元件”在本发明的意义中只用于实现机械结合。

根据本发明的装置具有用于容纳实验器皿的至少一个器皿容纳部、至少一个可移除的周边单元和至少一个支架，该支架被设置为用于将该至少一个可移除的周边单元容纳在基体单元的特定位置中。调温装置由至少一个调温元件（例如电阻或陶瓷的加热元件或帕尔贴元件）构成，并优选设置在该至少一个器皿容纳部的下方。

根据本发明，该基体单元和该至少一个周边单元分别具有至少一个耦合元件，它们成对地作为至少一个可拆卸的耦合对共同作用，如果周边单元位于基体单元的特定位置（限定位置）中，电功率和/或至少一个信号可通过该耦合对来传递。该至少一个耦合器优选在没有导电材料接触的情况下工作，即在电流方面分离的情况下工作，例如以光学和/或电感和/或电容方式工作。但在至少一个根据本发明的耦合对中，至少一个耦合元件也可电流传导地工作。传递的信号优选是光信号或电压信号。对于多个根据本发明的耦合对，以上提到的工作原理可任意地组合。非电流耦合对的优点是，洒出的试样液体不会接触导电构件。因此，可避免潜在的短路和腐蚀损坏。

至少一个耦合元件优选是LED，尤其是红外线-LED，它与设计成光电二极管、光接收器、光电晶体管或光敏电阻器（LDR）的至少一个耦合元件共同作用，作为光电子耦合器。这种耦合器是单向工作的。因此根据传递方向，耦合元件要么设置在基体单元中，要么设置在周边单元中。这种耦合器优选用来传递信号。

但是，至少两个耦合元件也可以是线圈（或电容器），它们彼此电感地作用，作为耦合器（或作为电容器，电容），或者是弹簧承载的电流传导触点。通过一对这样的耦合元件，可在多个通道中以电力方式传递信号和/或功率。通过应用电信号调制装置，可通过双向通道（例如电磁耦合器或与耦合元件中的至少一个的导电连接）传递不同的信号，即在基本信号上调制“多个通道”而传递所述不同的信号。这种耦合方式可（调制地或非调制地）以单向或双向方式应用。线圈或导电触点优选用于单纯地传递电功率，即不传递信号。

根据本发明，周边单元可以例如是更换模块或防冷凝罩，尤其是指前面现有技术中描述的类型并且具有该处描述的特征。根据本发明的装置在其作为混合装置的实施例中具有设置在基体单元中的驱动装置（偏心驱动装置），该驱动装置通过电动机来驱动。偏心驱动装置与在专业术语中也称为“台”的平板相连。该平板用作器皿模块的容纳装置。因此，用于安放更换模块（可能的周边单元中的一个）的支架尤其位于此平板上。因此，该驱动装置使平板（包括用于更换模块的支架和更换模块）处于混合运动中。对于第二可能的周边单元来说，尤其对于防冷凝罩（罩）来说，该支架不位于通过驱动装置而处于运动中的平板上，而是位于根据本发明的不可移动的部件上。

因为这些更换模块大多构造成使得单个器皿从上方朝内插入模块中，所以对该装置来说，圆形的、平移的、反复的混合运动是优选的，该混合运动基本上在水平面中进行并且也称为轨道运动。为此目的，偏心驱动装置优选负责使“台”（容纳装置，更换模块可安放在它上面）处于此圆形运动中，该偏心驱动装置优选由电动机驱动。该装置则优选以200U/min至3000U/min的旋转频率来驱动，但100U/min至1000U/min的旋转频率也是可行的。该频率优选是可调节的。

该至少一个耦合器的作用优选是，通过周边单元的该至少一个耦合器来给用电器供应能量，和/或，使周边单元和基体单元处于信号连接状态，该用电器例如指加热器或冷却器，亦或例如指至少一个传感器和/或至少一个集成电路（IC）。对于供应电流的情况，通过线圈对的电感耦合是优选的，和/或基体单元和该至少一个周边单元分别具有至少两个（一个）（额外的）电流接触元件，当把周边单元安放在基体单元的限定位置上时，该电流接触元件形成至少一个可拆卸的导电双触点，电功率可通过该双触点从基体单元传递到周边单元中的用电器。

借助根据本发明的装置，信号可从基体单元发送至周边单元，或反过来从周边单元发送至基体单元。有利的是，周边单元的运行限制存储在例如周边单元自身（例如EEPROM）中，该运行限制为例如最大的旋转速度或待避免的旋转速度（因为会产生威胁各个周边单元的质量的谐振频率）和/或用于调温的校准数据；与已知的混合器相比，这具有以下优点，即固定地安装在周边单元中、尤其是安装在更换模块中的传感机构受到的干扰较少，并且可实现更准确的信号传递，因为它只属于一个组件，而已知的混合器具有插到器皿模块上的温度传感器且该温度传感器固定在基体单元上的“突起”中；固定地安装在周边单元中的传感机构尤其紧密地贴靠在试样上，这在大型模块中尤其重要，且在传感机构和周边单元之间没有空气层；这一点可实现更准确的温度探测，并因此可实现更准确和更快的调节。固定地安装在周边单元中的传感机构不可运动和/或滑动；固定地安装在周边单元中的传感机构更易于组装；固定地安装在周边单元中的传感机构对于新研制的周边单元来说是有前瞻性的系统，例如更换模块或具有附加功能（照明）的防冷凝罩的其它实施方式。

优选包含在罩和/或更换模块中的温度传感器以及可能的用于识别罩和/或更换模块的存储组合件可以电感方式调制到电源上，或以光学方式结合。还可通过磁铁（优选在周边单元中）和磁性传感器（霍尔传感器、磁控电阻器）来探测周边单元。因此根据本发明，根据是否探测到周边单元的存在（和/或它的识别特征）来给耦合元件供应能量和/或信号。在电感耦合元件的情况下，在不存在周边单元时断开线圈是有利的，因为它不会作为“干扰发射器”来影响周围的其它电子设备。电功率优选在100-100kHz的频率下以电感方式进行传递，尤其优选在250-500kHz的频率下进行传递。在优化结构大小、可克服的气隙和效率的情况下，该频率范围已被证明是有利的。

容纳装置和该至少一个周边单元可分别具有至少一个定位元件，其优选设计成插入式连接元件，它们在特定的位置中共同地作为定位-插入式耦合器，但如果根据本发明的耦合元件集成在该处，则该定位元件例如还额外地作为根据本发明的传递耦合器。磁性的、尤其是铁磁性的连接元件可使插入式耦合器（除了额外的弹簧承载的卡锁机制的力配合和形配合的结合以及除了插入式连接的形配合之外）一起保持在特定的位置中。这一点要求必须稳固地保持更换模块或防冷凝罩，并使其在混合运动时不可飞离。与前述现有技术（通过螺钉来固定更换模块）相比，在安放更换模块时与电功率耦合和信号耦合类似地自动构成稳固的保持连接的解决方案是优选的。这一点可例如通过卡锁机制、弹簧元件、尤其是侧面压力件来实现。

周边单元和/或基体单元可具有滑动盖板，它可滑入一位置中并借助弹性元件在此位置中拉紧。在该拉紧的位置中，滑动盖板至少局部地遮盖耦合元件。这一点尤其用于额外地保护耦合元件。耦合元件可在任何情况下非常简单地以埋入方式集成，甚至可集成在无接缝的壳体表面之后，因此该滑动盖板构成额外的保护。

周边单元自身同样是本发明的内容，尤其当它构成为具有至少一个耦合元件和传感机构的更换模块时，以及当它构成为具有至少一个耦合元件和传感机构的防冷凝罩时。此外，周边单元和/或根据本发明的整个装置的应用也是本发明的内容。周边单元的所述根据本发明的特征因此既适用于作为整个装置的元件的周边单元，也适用于根据本发明的周边单元自身。

附图说明

参照附图示例性地描述了根据本发明的装置和根据本发明的周边单元的其它优点和特征。

图1示出了根据本发明的耦合器的空间视图；

图2示出了根据本发明的基体设备的空间俯视图；

图3示出了根据本发明的基体设备的两个空间侧视图，其具有安放在其上和从其上移除的周边单元以及图2所示的耦合器；

图4示出了具有芯的线圈的侧视图、俯视图和空间侧视图，其作为图2所示的耦合器的元件；

图5示出了根据本发明的额外的插入式连接的局部剖开的空间侧视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的光-电感接口的功能范围。该接口由基体单元侧部件2（也参见图2）和周边单元侧部件5构成。该周边单元侧组件借助螺钉6固定在周边单元的内侧7上，例如固定在防冷凝罩的内壳上（外壳在此图中未示出）。电路板8容纳六个光学通道。四个通道将数据从防冷凝罩传递到基体单元上。相应地，在电路板上有四个红外线-LED 9。两个通道将数据从基体单元传递到防冷凝罩上。为此，两个光接收器10位于电路板上。通过在防冷凝罩7的内壳中的和基体单元的壳体上侧13a中的缺口11、12，这些光学构件与它们在基体单元中的互补耦合元件光学连接。为了避免污染和外界光线，光学过滤器13a、14定位在这些缺口11、12中。

通过电感耦合器为包含在防冷凝罩中的两个温度传感器和EEPROM（在此未示出）供应电流，并为这六个光学通道供应电流。为此，线圈15、16分别定位在防冷凝罩和设备侧上。它们分别缠绕在半壳芯17、18的中心销上，并且为了定向地引导磁场线而具有侧面接块30，它的走向基本上分段地跟随磁场（未示出）的磁场线的走向，以便尤其通过间隙距离或通过壳体来改善电感信号的传递，根据固定风格的图示很好地识别设备侧18，并在图4中详细示出。根据松耦合变压器的原理实现能量传递。

此外，磁铁19位于防冷凝罩的侧面上。在设备侧上通过霍尔传感器20来探测该磁铁。一旦防冷凝罩定位在基体单元上确切的（根据规定的）位置上，并且一旦霍尔传感器20识别到了磁铁19，则线圈16通电流。因此，可降低电感接口的功率损耗和电磁干扰效应。

图3示意性地示出根据图1的耦合组件2和5在基体单元1以及周边单元31中的组装。

图5示出了额外的电磁插入式连接器，其具有定位冲头或突起3（图2）。结构相同的接口也通过第二定位冲头4来实现。由铁磁金属制成的定位冲头3借助导电的螺钉21固定在基体单元1的上侧13a上。该螺钉21与电源（在此未示出）相连。

金属衬套22压入防冷凝罩的内壳7中。内壳具有内部凹槽23，环形弹簧24装入此凹槽中。如果防冷凝罩装在基体单元1上，则通过环形弹簧24建立了从定位冲头3至衬套22的导电接触。该衬套通过电力线缆（在此未示出）与防冷凝罩中的加热薄膜（未示出）相连。电路经由第二接口通过定位突起4返回至基体单元1。

除了已述的导电功能以外，根据图5的插入式连接还具有保持功能。为此，磁铁25压入防冷凝罩的外壳26中。该磁铁在安放防冷凝罩的情况下将磁力施加到铁磁的定位冲头3上，并额外地确保将该防冷凝罩固定在基体单元1上。

Claims (19)

1.一种用来调节实验器皿的温度的装置，具有

-至少一个器皿容纳部，用于容纳实验器皿；

-至少一个构造得可移除的周边单元；以及

-基体单元，其具有调温装置和支架，所述支架用于将至少一个可移除的周边单元安放在限定的位置中，其特征在于，所述基体单元和所述至少一个周边单元分别具有至少一个耦合元件，在将周边单元安放在基体单元上的限定的位置上时，所述耦合元件形成至少一个可拆卸的耦合对，可通过所述耦合对传递电功率和/或至少一个信号。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个可拆卸的耦合对的各耦合元件在电流方面相互分开。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，通过所述至少一个可拆卸的耦合对，可以光学和/或电感和/或电容方式传递电功率和/或至少一个信号。

4.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，在所述基体单元和所述周边单元中，所述至少一个耦合元件分别是线圈，所述线圈在限定的位置上一起构成所述至少一个可拆卸的耦合对。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，如果存在于所述基体单元中的传感器探测到所述周边单元，则电流流经所述基体单元中的线圈。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，电功率借助在250至500kHz的范围中的频率、通过所述基体单元中的线圈传递至所述周边单元中的线圈。

7.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，在所述基体单元中，所述至少一个耦合元件是LED，尤其是红外线-LED，并且在所述周边单元中，所述至少一个耦合元件是光接收器、光电二极管、光电晶体管或光敏电阻器（LDR），或反之亦然。

8.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述周边单元具有至少一个传感器和/或至少一个集成电路（IC），其中，信号可通过所述至少一个耦合对从所述传感器和/或IC传递到所述基体单元中，和/或从所述基体单元传递到所述周边单元中。

9.如权利要求2至8中任一项所述的装置，其特征在于，所述基体单元和所述至少一个周边单元分别具有至少一个电流接触元件，在将所述周边单元安放在所述基体单元上的限定位置中时，所述电流接触元件形成至少一个可拆卸的导电接触，电功率可通过所述导电接触从所述基体单元传递到所述周边单元中的用电器。

10.如权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个器皿容纳部位于所述至少一个周边单元中。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述周边单元是更换模块。

12.如权利要求1至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个周边单元是罩，所述罩与所述基体单元和/或所述器皿模块的壁板一起围成用于实验器皿的空间。

13.如权利要求1至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述基体单元具有至少一个驱动装置，所述至少一个器皿容纳部通过所述至少一个驱动装置而处于混合运动中。

14.如权利要求1至13之中一项所述的装置，其特征在于，所述基体单元上的支架和所述至少一个周边单元分别具有至少一个形配合的定位元件，所述定位元件一起确定了所述至少一个周边单元的至少一个自由度。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，磁性的、尤其是铁磁的连接元件将所述定位元件一起保持在限定位置上。

16.如权利要求1至15中任一项所述的装置，其特征在于，所述周边单元具有滑动盖板，其可滑动到一位置中并借助弹性元件在此位置中拉紧，在所述位置中滑动盖板至少局部地遮盖至少一个耦合元件。

17.一种周边单元，用于如权利要求1至16中任一项所述的装置。

18.如权利要求1至16中任一项所述的装置和/或如权利要求17所述的周边单元在实验室中的生物、生物化学、分子生物学和/或化学应用中的使用。

19.一种方法，用于制造如权利要求1至16中任一项所述的装置和/或用于制造如权利要求17所述的周边单元。

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