CN103906469A - 分析用的手持仪器以及用于使其运行的方法 - Google Patents

Abstract

一种尤其是用于血糖测试的、分析用的手持仪器，具有一能够更换的测试带盒（18），该测试带盒包含一设有大量分析用的辅助器件（22）的测试带（20）；一带驱动装置（14），该带驱动装置具有直流电动机（30）和能够与所述测试带盒（18）相耦合的传动机构（34、36）并且用于一个接着一个地提供所述分析用的辅助器件（22）；以及一用于对所述直流电动机（30）进行转速调节的调节机构（16），在所述分析用的手持仪器中建议，所述调节机构（16）具有用于对电动机输出轴（32）的实际转速进行检测的、布置在所述直流电动机（30）上的旋转编码器（38）。

Description

分析用的手持仪器以及用于使其运行的方法

技术领域

本发明涉及一种尤其是用于血糖测试的、分析用的手持仪器，该手持仪器具有：一能够更换的测试带盒，该测试带盒包含一设有大量分析用的辅助器件的测试带；一带驱动装置，该带驱动装置具有直流电动机和能够与所述测试带盒相耦合的传动机构并且用于一个接着一个地提供所述分析用的辅助器件；以及一用于对所述直流电动机进行转速调节的调节机构。此外，本发明涉及一种用于运行这样的分析用的或者医疗的手持仪器的方法。

背景技术

已经在一系列专利申请中由申请人建议了这样的测试带系统，用于相对于市场上的条带系统获取其它的使用者优点。对于实践来说，除了保证所述测试元件的、可靠的定位之外也必须保证，可以以尽可能小的开销来遵守用于单个测试的、预先给定的准备时间。

发明内容

以此为出发点，本发明的任务是，进一步改进在现有技术中所建议的系统和方法，并且以合理的带负荷用简单的措施来实现快速的测试元件提供过程。

为了解决这个任务，建议在权利要求1或者14中所说明的特征组合。本发明的有利的设计方案和改进方案由从属权利要求中获得。

本发明以以下构思为出发点：通过尽可能简单的转速调节来对高速转动的电动机进行补充。相应地，按照本发明建议，所述调节机构具有用于对所述电动机输出轴的实际转速进行检测的、布置在所述直流电动机上的旋转编码器。由此可以使用成本低廉的、紧凑的小型电动机，并且对其由结构式样引起的转速变化进行补偿，而在制造时则不需要进行电动机校准。同时，可以根据消耗如此对电机转速进行监控，从而实现保持相同的测试带速度以及由此恒定的测试准备时间。对于所述电动机输出轴的旋转的直接的检测，能够以较短的无效时间实现所述调节的、必需的精度，其中以以下认识为基础：通过所述测试带的、布置在电动机后面的驱动耦合机构就没有出现值得一提的干扰影响。

为了能够用尽可能简单的措施来实现高精确的旋转角检测，有利的是，所述旋转编码器具有光电子的编码器，该编码器以光学方式对所述电动机输出轴的旋转进行扫描并且在此作为输出信号产生电脉冲的、与转速成比例的速率。

另一种改进方案可以通过以下方式来实现：所述旋转编码器具有抗扭转地安放在所述电动机输出轴上的断续器、尤其是叶轮或者有孔圆盘以及与所述断续器共同作用的、固定在仪器上的光栅、优选是叉形光栅。

为了进行尽可能精确的信号测评，有利地设置了被构造用于产生时钟脉冲（Zeittaktimpulse）的时钟脉冲发生器（Taktgeber）以及用于对在所述旋转编码器的输出信号的两个信号侧沿之间的时钟脉冲进行计数的计数器。

为了进行尽可能可变的调节，有利的是，所述调节机构具有比较器，该比较器用于在实际转速与作为指令变量来预先给定的额定转速之间形成调节差。在此也有利的是，所述调节机构具有能够在输入侧用调节差来加载的调节处理器，该调节处理器用于在封闭的调节回路中设定额定转速。

为了尽可能快速地降低调节偏差，所述调节处理器具有优选通过软件程序所形成的比例-及积分调节机构。

为了进行精确的调节量设定，有利的是，所述调节机构具有脉宽调制器作为用于利用经过脉宽调制的直流电压来对直流电动机进行操控的调整机构。

所述调节机构有利地设立用于：以处于从0.1到0.25s的范围内的调节时间来实现所述测试带的、15+/-2mm/s的带速度。

另一个对于使用者来说的使用优点可以通过以下方式来实现：所述调节机构按照保持相同的、用于相应地提供分析用的辅助器件的准备时间而具有用于确定当前的额定转速的额定值发生器。

在这方面也有利的是，设置了用于保存额定值表格的额定值存储器，在所述额定值表格中为连续地编号的、分析用的辅助器件的测试编号分别分配了用于所述直流电动机额定转速的数值。

为了也能够在换盒时提供消耗信息，有利的是，所述测试带盒设有尤其构造为RFID芯片的存储器件，该存储器件用于根据消耗情况来将当前有待提供的、分析用的辅助器件的测试编号加以保存。

所述测试带驱动装置有利地设立用于：在需要时通过带输送从相对于环境被遮蔽的储存轴上拉下所述分析用的辅助器件，并且在仪器壳体的涂覆位置上将其提供使用。

在方法方面，开头提到的任务通过以下方式得到解决：通过所述调节机构的、布置在直流电动机上的旋转编码器来检测所述电动机输出轴的实际转速。

附图说明

下面借助于在附图中示出的实施例来对本发明进行详细解释。附图示出：

图1是用于使用能够更换的测试带盒的、分析用的手持仪器的透视图连同旋转编码器的详细放大图；

图2是用于带驱动装置的调节机构的方框图；并且

图3是旋转编码器的输出信号的、关于时钟脉冲发生器的时钟脉冲绘出的时间图表。

具体实施方式

在图1中示出的手持仪器可以由使用者握在手里，并且在此用于当场进行快速的血糖测量。所述移动式仪器10为此目的而包括无盖子地示出的壳体12，该壳体具有带驱动装置14以及作用于所述带驱动装置的调节机构16，该调节机构用于对能够作为耗材来更换的测试带盒18进行带输送监测。

所述无盖子地示出的测试带盒18包括测试带20，该测试带局部地设有干式化学的测试区22，所述干式化学的测试区能够在作为涂覆位置24的转向尖部的区域中在其外露的正面上用血液或者体液来加载。同时，在那里可以通过未示出的、光度测定的测量单元在背面来测量目前或者当前使用的测试区22。所述测试带16为此可以借助于带驱动装置14从被密封的储存室25中从处于其中的开松轴（Abwickelspule）26上重绕到卷取轴28上，从而可以为一个接着一个的测试先后在所述涂覆位置24上使用彼此隔开的测试区22。在此仅仅所述卷取轴22由所述通过随动轴颈来耦合的带驱动装置14来驱动。也可以设想在测试带上将刺穿元件或者所集成的刺穿/测试元件来作为分析用的辅助器件使用。

所述带驱动装置14具有构造为高速转动的直流小型电动机的电动机30以及布置在后面的减速装置，该减速装置包括安放在所述电动机输出轴32上的蜗轮34以及多级的圆柱齿轮传动器36。对于所述电动机30的、处于大约600到1000 rad/s（弧度/秒）的范围内的圆频率来说，由此可以将所述卷取轴28的卷绕速度降低到小于每秒1圈，从而以有能效的并且紧凑的结构来提供必需的转矩，用于也保证从所述储存室25的密封件中穿过的带穿透力。

利用所述调节机构16可以补偿对于DC小型电动机来说由结构形式引起的、较高的转速变化，用于避免所述测试带20的过度的拉力负荷，并且保证未消耗的测试区22的、预先给定的、比如在从5到10s的范围内的准备时间。在这种情况下要考虑到，仅仅根据使用者的要求来相应单个地卷出在所述储存室25中处于所述测试带20的、未消耗的区段上面的测试区22，用于避免有害的、针对敏感的测试化学药剂的环境影响。除了在恒定的测试准备时间里对电动机转速变化进行补偿之外，通过所述调节机构也可以对下述这样的转速波动进行补偿：所述转速波动可能通过所述测试带盒18的由结构形式引起的差别—比如通过所述轴26、28的带有公差的摩擦阻力所引起。

也正如可以从图1的详细放大图中在电动机轴上32的、轴向的俯视图中看出的那样，所述调节机构16包括布置在所述直流电动机30上的、用于对所述电动机输出轴32的实际转速进行检测的旋转编码器38。这个旋转编码器在所示出的实施例中构造为光电子的编码器40，尤其是构造为抗扭转地安放在所述电动机输出轴上的叶轮42，该叶轮与在两侧将其包围的、以固定在仪器上的方式布置的、四叶片的叉形光栅44处于作用连接之中。所述叶轮42也可以被安装或者成形在一个抗扭转地安放在电动机输出轴上的传动机构组件、比如蜗轮34上。

图2以方框图示出了所述调节机构16的、封闭的调节回路。比较器46构造用于：在额定转速n_r或者额定圆频率ω_r（一般来说：n=ω/2π）与在所述电动机轴32上借助于所述旋转编码器38检测的并且通过反馈分支48所反馈的实际圆频率ω之间形成调节差e。在输入侧用所述调节差e来加载的调节处理器48用于降低所述调节差。为此目的，所述调节处理器48具有有利地构造为软件程序的形式的积分机构52和比例机构50。在输出侧，所述调节处理器48与调整机构56相耦合，该调整机构作为脉宽调制器利用经过脉宽调制的直流电压对于所述直流电动机30进行操控。紧接着的、啮合的动力传动系36在很大程度上无偏差地将驱动旋转转换为在所述带盒18中的测试带20的平移。

图3示出了从所述叉形光栅44的输出信号58中精确地确定实际转速n的情况。在四叶片的叶轮42在周期期间T=2π rad（弧度）里旋转一圈时，通过相应的光栅中断产生四个脉冲60。象征性地示出的时钟脉冲发生器62（用于结合数字计数器64来产生时钟脉冲持续时间d的时钟脉冲64）能够在所述信号58的两个下降侧沿之间确定脉冲数i。从中按照以下方程式获得实际转速n或者实际圆频率ω：

在这种方法中，所述转速测定随着角速度的增加而变得更不精确。对于与所述要求相符的、ω=1128 rad/s的最大的角速度来说，根据计数器设计情况用±1的计数器公差来确定脉冲数i=1392。从中获得转速测定的、±0.07%的最小的精度，这对于转速调节的、所期望的精度来说已经足够。对于所述调节机构52、54的、为本领域的技术人员所熟知的设计来说，由此可以用处于从0.1到0.25s的范围内的调节时间来实现所述测试带20的、15+/-2 mm/s的带速度。

通过所述调节机构16的额定值发生器66（图2），按照保持相同的、用于相应地提供所述分析用的辅助器件22的准备时间，来确定所述额定转速。为此，有利地通过所述连续地编号的测试区22的、当前的测试编号i来考虑在所述卷取轴28上的、确定所述带速度的并且随着辅助器件消耗的增加而提高的带卷绕直径。将所述当前的测试编号i有利地保存在一被安置在所述测试带盒18上的存储器件、比如RFID芯片68（图1）中，并且将其馈入到所述额定值发生器66中。这个额定值发生器66包括额定值存储器70，在该额定值存储器中按照以下表格为用于在所述测试带20上分布的五十个测试区的测试编号i分别分配了一个用于有待调节的角速度ω的数值：

表格1

除了所述测试区22之外，也可以在所述测试带20的相应的区段上面设置功能区72，所述功能区能够为不同的功能实现对于光度测定的测量单元的校准或者精确的带定位。为了进行带定位，通过与所述光度测定的测量单元分开的、光学的带传感器来对所述功能区72进行扫描，所述光学的带传感器根据光栅的种类包括用于进行照明的光电LED以及用于对反射情况进行检测的光电晶体管。由此比如可以在穿过白色的功能区时，检测到具有上升的和下降的信号侧沿（Signalflanke）的矩形信号，其中信号宽度取决于所述功能区的长度（沿着带纵向方向看）以及其输送速度。对于这样的功能区的其它的细节及其使用，请参照EP-A 2221608。

为了对不同的功能区进行长度检测，可以有利地使用所述按本发明的调节机构16以及尤其所述旋转编码器38。可以将所述长度检测用作额外的监测标准，比如也用于在出现仪器功能故障时又找到当前的位置。

在借助于所述调节机构进行所定义的带速度调节的情况下，可以通过特别简单的方式在穿过相应的功能区时通过所述时钟脉冲发生器62的、在上面所提到的信号侧沿之间的时钟脉冲64的、所累积的计数值来求得所述功能区长度。

所述旋转编码器38也可以用于甚至在旋转速度变化时直接检测用于所述功能区长度的尺寸L。在此适用：

其中u表示所述卷取轴28的旋转圈数并且R表示其带卷绕直径。因为通过传动比v确定了电动机转速n和轴转速u的比例，所以从所述旋转编码器的、在穿过相应的功能区时在所述信号侧沿之间的、脉冲60的数目Pi中获得：

也就是说，如果直接检测所述叉形光栅44的脉冲数Pi并且借助于所述测试编号来知道了所述带卷绕直径，则可以直接推导出相关的功能区的长度L。

Claims (14)

1. 尤其是用于血糖测试的、分析用的手持仪器，具有：一能够更换的测试带盒（18），该测试带盒包含一设有大量分析用的辅助器件（22）的测试带（20）；一带驱动装置（14），该带驱动装置具有直流电动机（30）和能够与所述测试带盒（18）相耦合的传动机构（34、36）并且用于一个接着一个地提供所述分析用的辅助器件（22）；以及一用于对所述直流电动机（30）进行转速调节的调节机构（16），其特征在于，所述调节机构（16）具有用于对电动机输出轴（32）的实际转速进行检测的、布置在所述直流电动机（30）上的旋转编码器（38）。

2. 按权利要求1所述的手持仪器，其特征在于，所述旋转编码器（38）具有光电子的编码器（40），该编码器以光学方式对所述电动机输出轴（32）的旋转进行扫描并且在此作为输出信号产生电脉冲的、与转速成比例的速率。

3. 按权利要求1或2所述的手持仪器，其特征在于，所述旋转编码器（38）具有抗扭转地安放在所述电动机输出轴（32）上的断续器（42）、尤其是叶轮或者分度盘以及与所述断续器（42）共同作用的、固定在仪器上的光栅（44）、优选是叉形光栅。

4. 按权利要求1到3中任一项所述的手持仪器，其特征在于被构造用来产生时钟脉冲的时钟脉冲发生器（62）以及用于对在所述旋转编码器（38）的输出信号（58）的两个信号侧沿之间的时钟脉冲进行计数的计数器（64）。

5. 按权利要求1到4中任一项所述的手持仪器，其特征在于，所述调节机构（16）具有比较器（46），该比较器用于在实际转速与作为指令变量来预先给定的额定转速之间形成调节差。

6. 按权利要求1到5中任一项所述的手持仪器，其特征在于，所述调节机构（16）具有能够在输入侧用调节差来加载的调节处理器（50），该调节处理器用于在封闭的调节回路中设定额定转速。

7. 按权利要求1到6中任一项所述的手持仪器，其特征在于，所述调节处理器（50）具有优选通过软件程序所形成的比例-及积分调节机构（52、54）。

8. 按权利要求1到7中任一项所述的手持仪器，其特征在于，所述调节机构（16）具有脉宽调制器作为用于利用脉宽调制的直流电压来对所述直流电动机（30）进行操控的调整机构（56）。

9. 按权利要求1到8中任一项所述的手持仪器，其特征在于，所述调节机构（16）设立用于：以处于从0.1到0.25s的范围内的调节时间来实现所述测试带（20）的、15+/-2mm/s的带速度。

10. 按权利要求1到9中任一项所述的手持仪器，其特征在于，所述调节机构（16）按照保持相同的、用于相应地提供所述分析用的辅助器件（22）的准备时间而具有用于确定当前的额定转速的额定值发生器（66）。

11. 按权利要求1到10中任一项所述的手持仪器，其特征在于用于保存额定值表格的额定值存储器（70），在所述额定值表格中为连续地编号的、分析用的辅助器件的测试编号分别分配了用于所述直流电动机（30）额定转速的数值。

12. 按权利要求1到11中任一项所述的手持仪器，其特征在于，所述测试带盒（18）设有尤其是构造为RFID芯片的存储器件（68），该存储器件用于根据消耗情况来将当前有待提供的、分析用的辅助器件（22）的测试编号加以保存。

13. 按权利要求1到12中任一项所述的手持仪器，其特征在于，通过带输送能够从相对于环境被遮蔽的储存卷取轴（26）上拉下所述分析用的辅助器件（22），并且能够在涂覆位置（24）上将其提供使用。

14. 用于运行尤其是按前述权利要求中任一项所述的、分析用的手持仪器的方法，其中将设有大量分析用的辅助器件（22）的测试带（20）以能够更换的测试带盒（18）的形式装入在所述手持仪器（10）中，其中通过带驱动装置（14）一个接着一个地提供所述分析用的辅助器件（22），并且其中借助于调节机构（16）来调节所述带驱动装置（14）的直流电动机（30）的转速，其特征在于，通过所述调节机构（16）的、布置在直流电动机（30）上的旋转编码器（38）来检测所述电动机输出轴（32）的实际转速。

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