CN107037227A - 调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节自动分析机中传输装置(10)的方法，传输装置固定至能够机械移位的传输臂(11)并且包括用于液体容器(16)的保持器(12)，通过借助于传感器(18)测量保持器(12)上第一和第二力效应(21)，其中，如果所测量的力效应(21)彼此偏差不超过预定量，则传输装置(10)相对于容纳位置(20)被充分地调节，并且其中，如果测量的力效应(21)彼此偏差超过预定量，则执行传输装置(10)相对于容纳位置的调节。

Description

调节系统

技术领域

本发明涉及自动体外诊断系统领域。本发明的主题涉及一种调节用于检查生物体液的自动操作分析机的方法。

背景技术

近来，用于确定体液样本或其他生物样本中的生理参数的多种检测和分析方法以自动方式并且大量在自动分析设备(也称为体外诊断系统)中进行。

当前的分析设备能够使用样本执行多种检测反应和分析。为了能够以自动方式执行多个检查，需要用于空间传输测量单元、反应容器和试剂容器的各种装置，诸如例如，具有夹器功能的传输臂、传送带或可旋转的传送轮；以及用于传输液体的装置，诸如例外移液装置。对于样本、试剂、以及对于实际的检测反应，使用合适的容器，其也称为试管。这些通常包括封闭的壁和用于保持待分析的各自液体的可能密封的开口。机器包括控制单元，该控制单元通过适当的软件能够在很大程度上独立地通过工作步骤计划和工作，用于期望的分析。

在具有自动操作的这种分析设备中使用的许多分析方法基于光学过程。这些方法有助于定性和定量检测分析物，即样本中待检测或待确定的物质。临床相关参数的确定，诸如例如分析物的浓度或活性通常通过将样本的一部分与反应容器中的一种或多种测试试剂混合来实施，反应容器也可以是测量单元，作为其结果，例如生物化学反应或特异性结合反应开始，引起测试混合物的光学或其它物理性质的可测量的变化。

在用于检查生物体液的当前自动操作的分析机中，所需的试剂通过具有移液针的移液装置填充到测量试管中。这里，利用试管夹器，通过作为机械站的一部分的机械臂，测量试管自动移动到自动分析机内的不同位置。在测量之后，将所使用的测量试管通过垃圾容器中的垃圾槽进行处置。可在试管夹器和/或机械臂上提供传感器，借助于该传感器可测量在试管夹器或测量试管上的力效应。

当组装自动操作的分析机时，相对于具体而言是机械臂和其它传输和定位系统的定位总是存在一定量的不确定性。然而，由于这些需要用于自动程序和精确协作的精确定位数据，因此需要精确调节。其可以借助于调节标记，高度精确制造的调节工具手动地和/或自动地进行。

通常，出于自动调节的目的，首先在要调节的传输系统的各自可移动元件的驱动器处存在适当的传感器，例如在传输臂的一部分处，所述传感器将关于驱动器的当前位置的信息转发到控制单元。之后，传输臂由控制单元控制并朝向特定的调节标记移动，该特定的调节标记例如固定地安装在机器中。已知的调节系统通常基于电容操作，其中作为接触元件的针在可移动元件处被引导到在调节标记处的小金属表面。当识别到接触时，控制单元储存驱动器的关联位置。在其它已知的调节系统中，接触元件通过铰链元件布置在可移动元件处，铰链元件具有自恢复构造，并且距离测量传感器被分配到接触元件和可移动元件之间的距离。

之后，机器中的其他组件，诸如例如用于液体容器的容纳位置，相对于调节标记的位置相应地布置。最终，传输系统和容纳位置必须相对于彼此相应地精确地调节，这样例如液体容器可从一个组件上的容纳位置传输到另一个组件上的另一个容纳位置。在这种情况下，附接调节标记以及测量调节标记相对于例如容纳位置的位置可能需要大量时间和成本花费，并且可能易受错误影响。此外，在机器的操作期间，可能存在调节标记和容纳位置的相对位置的变化，这会使得需要更新机器、复杂的调节和测量。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种调节方法，通过该调节方法，可以减少用于调节的时间和成本花费，并且不需要任何附加的调节标记。

根据本发明，该目的通过下面描述的方法和制品实现。

发现了一种调节自动分析机中的传输装置的改进方法，传输装置固定至能够机械移位的传输臂并且包括用于液体容器的保持器，其中，传输装置可借助于传输臂移动，通过以下步骤实现：

a)在保持器中容纳液体容器，

b)借助于传感器测量具有容纳的液体容器的保持器上的第一力效应，

c)借助于能够机械移位的传输臂，将液体容器移动到液体容器的容纳位置中的预定水平的预定位置，并且借助于传感器测量具有容纳的液体容器的保持器上的第二力效应(21)，

d)比较在步骤b)和步骤c)中测量的力效应，

其中，如果在步骤b)和步骤c)中测量的力效应彼此偏差不超过预定量，则传输装置相对于容纳位置被充分地调节，并且

其中，如果在步骤b)和步骤c)中测量的力效应彼此偏差超过预定量，则执行传输装置相对于容纳位置的调节。

这是有利的，因为除了用于液体容器本身的保持器之外，不需要提供附加的调节标记。这可以导致在时间和成本方面的显著节省。此外，这可导致分析机易受错误的影响程度显著降低。此外，在分析机的运行操作期间，通过根据本发明的方法，机器的调节状态可例如永久地或以预定的间隔被验证。

作为实例，用于液体容器的容纳位置是保持器或凹处，其能够以互锁方式围绕和保持液体容器的至少一部分，优选地是其下部。优选地，容纳位置包括可与液体容器相互作用的壁。优选地，容纳位置可通过机械装置自动移动。

相对于力的作用的适当的预定量的偏差例如大于测量力的作用时可能的不准确性。有利地，在可能的情况下，预定量被选择为仅仅略大于测量力的作用时的不准确性。由此可以实现的是，可以比较精确的方式确定调节状态。但是，如果在确定调节状态方面仅寻求更小的精度，或者如果可以容忍更大的调节误差，则预定量也可可选地选择为相应地更大。这可能是有利的，因为该方法可以是特别牢固的并且不易受错误影响。

测量力效应时可能的不准确可能有非常不同的原因。作为实例，它们可作为传感器的结构中和/或制造过程中的缺陷的结果而发生。此外，它们可例如由于来自周围环境的影响的变化而发生。作为实例，这种改变可涉及温度、外部电磁场、振动和/或震颤。例如，力的作用的测量的不准确性可通过在适当的边界条件下的参考条件来量化。

此外，不准确性可由于例如可能导致相应噪声的统计统过程发生。例如，可通过多次重复测量和对测量结果的统计分析来量化由于静态过程而导致的力效应的测量的不准确性。

在调节传输臂相对于容纳位置的方法的优选实施例中，该方法进一步包括以下步骤：

e)借助于传输臂将液体容器沿着容纳位置中的路径移动到容纳位置中的预定水平的改变位置，路径在预定的水平延伸，以及

f)借助于传感器沿着路径测量具有液体容器的保持器的多个力效应，

g)通过沿着在步骤f)中测量的路径评估多个力效应的轮廓来确定正确的位置。

这是有利的，因为如果存在与适当调节状态的显著偏差，则可立即进行调节状态的适当校正。具体而言，这在分析机的运行操作期间也是可能的。存在与适当调节状态的显著偏差，例如，如果偏差对于分析机的操作是显著的。作为实例，如果由于偏差，在分析机的操作期间存在错误和/或故障，或者如果这种事件的发生的概率假定为相应地升高的值，则可能是这种情况。

在调节传输装置相对于容纳位置调节的方法的进一步的优选实施例中，该方法还包括以下步骤：

h)借助于传输臂，将液体容器移动到容纳位置的预定水平的已校正位置，

i)借助于传感器测量具有液体容器的保持器上的第三力效应，

j)比较在步骤b)和步骤i)中测量的力效应，

其中，如果在步骤b)和步骤i)中测量的力效应彼此偏差不超过预定量，则传输装置相对于容纳位置被充分地调节，并且

其中，如果在步骤b)和步骤i)中测量的力效应彼此偏差超过预定量，则通过重复步骤e)至j)进行传输装置相对于容纳位置的进一步调节。

这是有利的，因为可迭代地进行调节状态的检查和可能需要的校正。

在进一步优选的实施例中，步骤e)中的路径沿着一个自由度或沿着多个不同的自由度延伸。

在进一步优选的实施例中，对于多个不同的自由度依次执行该方法。

在该方法进一步优选的实施例中，自由度或多个自由度是横向或旋转自由度。

在该方法进一步优选的实施例中，对于多个容纳位置依次执行该方法。

在该方法的进一步优选的实施例中，传感器布置在保持器和/或传输臂上。

在该方法的进一步优选的实施例中，在步骤e)中，容纳位置的位置发生变化，而不是借助传输臂移动液体容器。

在该方法的进一步优选的实施例中，在步骤e)中，容纳位置的位置发生变化并且借助传输臂移动液体容器。

优选地，容纳位置的位置改变通过自动控制的机械装置进行。

在该方法进一步优选的实施例中，传感器包括距离测量传感器。距离测量传感器可捕获两个物体之间的距离。

在该方法进一步优选的实施例中，距离测量传感器包括霍尔传感器和磁体。

霍尔传感器(也称为霍尔探头或霍尔换能器，以Edwin Hall命名)使用霍尔效应来测量磁场和流动或用于捕获位置。在根据本发明的装置的情况下，在优选的实施例中，磁体被嵌入在用于液体容器的保持器中，该磁体的磁场由固定的霍尔传感器测量。由于在霍尔传感器的位置处的磁体的磁场随着霍尔传感器与磁体的距离而减小，因此磁体相对于霍尔传感器的位置以及因此用于液体容器的保持器相对于霍尔传感器的距离，可从霍尔传感器的位置处的磁场的值计算。

传输装置优选地包括柔性中间元件。

下面，术语“柔性中间元件”应该表示附接在保持器和能够机械移位的传输臂之间的设备，该设备在液体容器上的力效应的情况下可变形，但同时足够坚硬，这样传输臂和保持器能够容纳、传送和释放试管。

优选地，柔性中间元件由弹性和/或阻尼材料构成，诸如例如-但不限于-弹性体、聚氨酯橡胶、生橡胶、橡胶、泡沫或弹簧钢。此外，多个单独的中间元件也可彼此相邻或彼此上下使用，以确保防止扭曲。

当力效应在液体容器上时，柔性中间元件确保保持器相对于传输臂具有一定的可偏转性。但是同时，柔性中间元件还限制了在传送容器时夹器的偏转，例如通过其厚度和弹性性质。

下面，术语“保持器”应该表示能够保持液体容器的装置。优选地，保持器还可夹持、保持和重新释放液体容器。这里有利的是，如果保持器包括用于液体容器的整体制造的夹器。保持器也称为试管保持器。

原则上，夹持是用于拾取和保持的基本运动，并且建立机械或分析机与工件(在这种情况下为液体容器)之间的连接。这里，协同的类型和接触平面的数量对于安全连接是决定性的。协同作用可通过强制、互锁或粘合剂配对获得。当使用强制配对时，通过在工件表面上施加压力来生成保持。与此相反，通过以相同的形状包封工件，以互锁配对产生保持。这里，在安全引导过程中传递的夹紧力非常小。在粘合剂配对的情况下，通过利用粘合来实现与工件的接触。

此外，夹器系统可根据其效果细分为机械式、气动式、磁式和粘合式系统。这些效果也可以组合使用，以便增加夹器系统的灵活性。

在本发明的范围内优选地使用机械式夹器，但是也可使用具体的磁性夹器。有一指、两指或多指夹器作为具有刚性、刚性铰接或弹性设计的机械夹器。

这里优选的夹器由单件制成。这允许增加数量的单元的可复制的生产，因为不必组装单独的部件，并且仅必须随机地检查组装的夹器的正确操作，而不是每个单独的单元。

设计整体式夹器这样它可弹性变形并且处于张紧状态。如果它以足够的力相对于障碍物移动，这导致卡扣效应并且夹器打开。在障碍物方向上的进一步运动导致夹器包封障碍物，并且一旦障碍物被完全包封，则由于张紧状态，夹器被再次关闭。此外，夹器仅在克服释放力时释放被包封的障碍物，该力是重新打开夹器所必需的。

因此，在操作期间，保持器例如首先由于传输臂的侧向运动或来回运动在液体容器的方向上移动。该液体容器，优选是试管，例如处于容纳位置。当其到达试管时，保持器通过试管凸缘被按压打开，并且在由于塑料材料的弹簧作用或张紧状态而进一步移动的情况下它包封试管。在试管被包围之后，试管可通过保持器或传输臂的向上运动被提升。现在，试管被保持并且可通过传输臂的移动而移动。

为了将试管放置在保持器中，试管通过移动臂的运动被驱动到容纳位置，这样如果保持器缩回，则试管保持在容纳位置，也就是说，保持器再次被按压打开，它释放试管，之后再次以弹性方式关闭。

本发明的进一步主题涉及一种自动分析机，其包括至少一个传输装置，该传输装置固定至能够机械移位的传输臂并且包括用于液体容器的保持器；至少一个传感器和至少一个控制机器，其中，传输装置可借助于传输臂移动，并且其中，可借助于传感器测量保持器上的力效应，并且其中，控制机器以这样的方式配置，使其可控制调节如前述权利要求中其中一项的传输装置的方法的性能。

在优选实施例中，自动分析机包括多个用于液体容器的容纳位置。

在分析机进一步优选的实施例中，调节系统包括多个能够机械移位的传输臂。

本发明的进一步主题涉及根据本发明的方法在自动分析机中的使用。

“能够机械移位的传输臂”是可通过驱动器自动移动的传输臂。因此，具体而言，传输臂可主动地执行运动，例如，由电动机驱动或气动驱动。

作为实例，传输臂是用于处理、操纵和分析化学、临床和/或生物样本的机械站的一部分。这里，传输臂例如用于将液体容器，诸如例如试管，从移液站传送到光度计或PCR循环仪。

优选地，传输臂是实验室机械或实验室系统的一部分，例如用于微生物学、分析、取证或临床诊断。

在本发明的含义内，“样本”应理解为是指可能含有待检测物质(分析物)的材料。具体而言，术语“样本”包括人或动物的生物液体，诸如例如，血液、血浆、血清、痰、渗出物、支气管肺泡灌洗液、淋巴液、滑液、精液、阴道粘液、粪便、尿液、液体或其他液体，例如组织或细胞培养物样本，用于光度测量，优选是根据匀浆或细胞裂解的比浊法测定而相应地准备。此外，植物液体或组织、法医样本、水和污水样本、食品、药物也可用作样本，其可能在确定之前经受适当的样本预处理。

定量检测包括测量样本中分析物的量、浓度或活性。表述“定量检测”还涵盖半定量方法，其可仅检测样本中分析物的近似量、浓度或活性，或者可仅用于提供量、浓度或活性的相对指示。定性检测应理解为检测样本中分析物的实际存在，或样本中分析物的量、浓度或活性低于或高于定义的阈值或几个限定的阈值的指示。

作为实例，测量试管是由玻璃、塑料或金属制成的试管或反应容器。有利地，测量试管由光学透明材料制成，这可能是有利的，特别是当使用光学分析方法时。

术语“测量试管”和“试管”同义地使用。

附图说明

基于附图以示例性方式更详细地解释本发明。在附图中：

图1示意性地示出了传输装置(10)的设计，传输装置包括用于液体容器(16)的保持器(12)，保持器可借助能够机械移位的传输臂(11)移动，以及

图2和图3示意性地示出了测量具有容纳的液体容器的保持器上的多个力效应的测量值。

在所有附图中，相同的部件提供有相同的参考标记。

具体实施方式

根据图1的传输装置(10)嵌入到分析机(未更详细地描绘)中，该分析机被配置为执行样本的多个分析。为此，自动分析机包括多个传送装置和移液装置(未示出)，此外还包括用于分析的自动评估的控制单元。

传输装置(10)包括用于液体容器(16)的保持器(12)，该保持器可借助于能够机械移位的传输臂(11)移动。液体容器(16)在用于液体容器(16)的容纳位置(20)中处于预定水平。

因此，通过在这种装置中移动传输臂(11)，可在分析机内移动试管保持器(12)，因此也移动试管(16)。

该装置进一步包括符号描述的霍尔传感器(18)，其布置在传输臂上，捕获从布置在试管保持器(12)上的磁体发出的磁场，并且，具体而言，能够测量其移动，将它们转发到监视设备(未绘出)。这有利于借助传感器(18)，通过传感器(18)和试管保持器(12)之间的相对运动测量包括容纳的液体容器的保持器上的力效应。

图2示意地示出了借助于传感器(18)对包括容纳的液体容器(16)的保持器(12)上的多个力效应测量的测量值。这里绘出的是相对于保持器的位置(22)的力效应(21)测量。

保持器(12)在位置(22)约40至62的范围内位于容纳位置(20)的外部。由于液体容器(16)和保持器(12)与地球的重力场的相互作用，在位置(22)的该范围中利用传感器(18)测量约354的区域中的力效应。

保持器(12)在位置(22)约0到15的范围内位于容纳位置(20)内。由于液体容器(16)与容纳位置(20)的壁的相互作用，在位置(22)的该范围中利用传感器(18)测量约382的区域中的力效应。在位置(22)0至15的范围内的增大的力效应与位置(22)40至62的范围中的力效应的偏差超过预定测量。因此，传输臂相对于容纳位置没有被充分地调节，因此存在传输臂相对于容纳位置的调节。

图3示意性地示出了借助传感器(18)对包括容纳的液体容器(16)的保持器(12)的多个力效应测量的测量值。这里绘出的是相对于保持器的位置(22)的力效应(21)的测量。

保持器(12)在位置(22)约40至62的范围内位于容纳位置(20)的外部。由于液体容器(16)和保持器(12)与地球的重力场的相互作用，在位置(22)的该范围中利用传感器(18)测量约354的区域中的力效应。

保持器(12)在位置(22)约0到15的范围内位于容纳位置(20)内。液体容器(16)与容纳位置(20)的壁之间没有显著的相互作用，并且在位置(22)的该范围中利用传感器(18)测量同样在约354的区域中的力效应。在位置(22)的0至15的范围内的力效应因此没有相对于位置(22)40至62的范围中的力效应提高。此外，在位置(22)的0至15的范围内的力效应与在位置(22)的40至62的范围内的力效应的偏差不超过预定的测量。因此，传输臂相对于容纳位置已被充分地调节，因此不存在传输臂相对于容纳位置的调节。

参考标记列表

10 传输装置

11 能够机械移位的传输臂

12 保持器

13 柔性中间元件

16 液体容器

18 传感器

19 磁体

20 容纳位置

21 力效应

22 位置

Claims (15)

1.一种用于调节自动分析机中的传输装置(10)的方法，所述传输装置(10)固定至能够机械移位的传输臂(11)并包括用于液体容器(16)的保持器(12)，其中，所述传输装置(10)能够借助于所述传输臂(11)移动，所述方法包括以下步骤：

a)在所述保持器(12)中容纳液体容器(16)，

b)借助传感器(18)测量具有容纳的所述液体容器(16)的所述保持器(12)上的第一力效应(21)，

c)借助能够机械移动的所述传输臂(11)，将所述液体容器(16)移位到所述液体容器(16)的容纳位置(20)中的预定水平处的预定位置(22)中，并且借助所述传感器(18)测量具有容纳的所述液体容器(16)的所述保持器(12)上的第二力效应(21)，

d)比较在步骤b)和步骤c)中测量的力效应(21)，

其中，如果在步骤b)和步骤c)中测量的力效应(21)彼此偏差不超过预定量，则所述传输装置(10)相对于所述容纳位置(20)被充分地调节，并且

其中，如果在步骤b)和步骤c)中测量的力效应(21)彼此偏差超过预定量，则执行所述传输装置(10)相对于所述容纳位置(20)的调节。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括用于相对于所述容纳位置(20)调节所述传输装置(10)的以下步骤：

e)借助所述传输臂(11)将所述液体容器(16)沿着所述容纳位置(20)中的路径移动到所述容纳位置(20)中的所述预定水平的改变位置(22)，所述路径在所述预定水平上延伸，以及

f)借助所述传感器(18)沿着所述路径测量具有所述液体容器(16)的所述保持器(12)上的多个力效应(21)，

g)通过对在步骤f)中测量的沿着所述路径的多个力效应(21)的轮廓进行评估来确定校正的位置(22)。

3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括以下步骤：

h)借助所述传输臂(11)，将所述液体容器(16)移动到所述容纳位置(20)中所述预定水平处的校正的位置(22)，

i)借助所述传感器(18)测量具有所述液体容器(16)的所述保持器(12)上的第三力效应(21)，

j)比较在步骤b)和步骤i)中测量的力效应(21)，

其中，如果在步骤b)和步骤i)中测量的力效应(21)彼此偏差不超过预定量，则所述传输装置(10)相对于所述容纳位置(20)被充分地调节，并且

其中，如果在步骤b)和步骤i)中测量的力效应(21)彼此偏差超过预定量，则通过重复步骤e)至j)进行所述传输装置(10)相对于所述容纳位置(20)的进一步调节。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤e)中的所述路径沿着一个自由度或不同的多个自由度延伸。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，对于多个不同的自由度依次执行所述方法。

6.根据权利要求4和5中任一项所述的方法，其中，所述一个自由度或所述多个自由度是横向或旋转的自由度。

7.根据前述权利要求中其中一项所述的方法，其中，对于多个容纳位置(20)依次执行所述方法。

8.根据前述权利要求中其中一项所述的方法，其中，所述传感器(18)布置在所述保持器(12)上和/或在所述传输臂(11)上。

9.根据权利要求2至8中其中一项所述的方法，其中，在步骤e)中，所述容纳位置(20)的位置(22)发生变化，而没有借助所述传输臂(11)移动所述液体容器(16)。

10.根据权利要求2至8中其中一项所述的方法，其中，在步骤e)中，，所述容纳位置(20)的位置(22)发生变化，并且借助所述传输臂(11)移动所述液体容器(16)。

11.根据前述权利要求中其中一项所述的方法，其中，所述传感器(18)包括距离测量传感器。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述距离测量传感器包括霍尔传感器和磁体。

13.一种自动分析机，包括至少一个传输装置(10)，所述传输装置固定至能够机械移位的传输臂(11)并且包括用于液体容器(16)的保持器(12)；至少一个传感器(18)和至少一个控制机器，其中，所述传输装置(10)能够借助所述传输臂(11)移动，并且其中，能够借助所述传感器(18)测量所述保持器(12)上的力效应(21)，

其特征在于，所述控制机器配置为使得能够控制根据前述权利要求中其中一项所述的用于调节传输装置(10)的方法的性能。

14.根据权利要求13所述的自动分析机，其中，所述自动分析机包括用于液体容器(16)的多个容纳位置(20)。

15.根据权利要求13和14中任一项所述的自动分析机，其中，所述调节系统包括多个能够机械移位的传输臂(11)。