CN107449926A - 自动分析仪及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动分析仪及方法。用于确定样品流体的参数的自动分析仪包括：配量设备，包括至少一个配量室；第一流体流路，将样品接收容器流体连接到配量室；第一泵，整合到第一流体流路中以用于流体输送；罐，容纳稀释介质；第二流体流路，将容纳稀释介质的罐流体连接到配量室；第二泵，整合到第二流体流路中以用于流体输送；测量池，包围经由第三流体流路与配量室连通的空腔；第三泵，连接到配量室；和电子测量和控制系统，连接到第一、第二和第三泵，且设计成控制泵；其中，第一、第二和第三流体流路分别通过至少一个阀单元选择性地被阻断或不被阻断，其中电子测量和控制系统设计成控制至少一个阀单元，以阻断或不阻断第一、第二和第三流路。

Description

自动分析仪及方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定样品流体——特别是液体样品——的参数的自动分析仪以及用于操作分析仪的方法。

背景技术

在例如化学、生物技术、制药、和食品技术过程的过程测量技术中以及环境计量学中，这样的自动分析仪被用于确定液体样品中的被测量。例如，分析仪可以被用于监测和优化污水处理厂的清洁性能、监测饮用水、或监测食物的质量。例如，测量和监测在诸如液体或液体混合物、乳液、悬浮液、气体、或气体混合物的样品流体中的某种物质的比例，该物质也被称为分析物。例如，分析物可以是诸如铵、磷酸盐、硅酸盐或硝酸盐、钙、钠或氯化物的离子或例如激素乃至微生物的生物或生化化合物。在过程测量技术中，特别是在水处理领域中使用分析仪确定的其他参数是诸如总有机碳(TOC)、总氮(TN)、总磷(TP)、或化学需氧量(COD)的合计参数。例如，分析仪可以被设计为柜式设备或浮标。

待分析的样品通常在分析仪中通过将其与一个或多个试剂混合来处理，从而引起在反应混合物中的化学反应。试剂优选地选择成使得化学反应可通过物理方法验证，例如通过光学测量、使用电位计或电流计传感器、或通过电导率测量。与实际待确定的分析参数(例如，COD)相关的被测量的测量值使用感测元件来相应检测。例如，化学反应可以引起能够使用光学设备检测的着色或颜色变化。在这种情况下，颜色的强度是待确定参数的度量。作为与待确定的参数相关的被测量，被处理的样品的吸收或消光可以例如由光度计设备通过将诸如可见光的电磁辐射从辐射源馈送到液体样品中并在穿过液体样品之后用合适的接收器接收该电磁辐射来确定。接收器生成测量信号，该测量信号取决于所接收到的辐射的强度，并且待确定参数的值可从该测量信号推导出-例如基于标定函数或标定表。

为了例如在工业领域中以自动化的方式使用这样的分析方法，或者为了监测污水处理厂或户外水体，需要提供一种以自动化方式执行所需分析过程的分析仪。除了足够的测量精度之外，这样的分析仪的最重要的要求是鲁棒性、易操作性、以及保证足够的职业和环境安全性。

自动分析仪已经从现有技术中得知。例如，DE 102 22 822 A1、DE 102 27 032 A1以及DE 10 2009 029305 A1示出了用于分析测量样品的在线分析仪。这些在线分析仪分别被设计为柜式设备，具有电子测量和控制系统、试剂供应罐、标准溶液供应罐和清洁液供应罐、用于将液体样品和一种或多种试剂递送到测量池中并配量的泵，以及感测元件，该感测元件用于对包含在测量室中并使用一种或多种试剂进行转换的液体样品进行光学测量。试剂、标准溶液、或清洁液体从供应罐取出并输送到测量池中。因此，废液从测量池转移到废液罐中。

在某些应用中，可能需要在将样品流体供应至测量池之前稀释样品流体——例如以涵盖更宽的分析物浓度范围。从CN 101 650 276 A得知一种用于确定发酵过程中的糖浓度的自动分析仪，其中从发酵器中取出的样品用水稀释。这通过两个泵进行，两个泵的进料速率由控制计算机确定和设定以设定稀释比。

然而，这种通过控制两个单独泵来设定稀释比——即样品流体和待与样品流体混合的稀释介质的配量具有缺点：自动分析仪中的流体输送经由流体管线进行，该流体管线的相应内部容积在设备的使用寿命期间可能变化——例如由于流体管线随着存在于样品流体中的污染负荷而逐渐堵塞，或者由于其他沉积物或植物形成在流体管线内。如果流体管线由聚合物材料制成，则它们的内部容积也可以由于聚合物材料的老化而变化——例如，由于聚合物材料的硬化或流变(flowing)。所使用的泵还能够易于老化和材料疲劳，使得以给定操作参数和给定输送时间使用泵输送的流体体积——也被称为进料速度——在泵的使用寿命期间变化。这样的老化迹象在经常被用于自动分析仪的软管管线和软管泵中变得尤其高度显著。软管泵——也称为蠕动泵——通过软管管线的外部机械变形来输送待输送的流体。由于软管管线的机械载荷，以给定的泵参数输送的流体体积的显著变化在相对短的时间段内发生。如果因此样品流体和稀释介质的配量仅通过控制泵来进行，则在分析仪的使用寿命期间实际进料速度以及因此实际输送的流体体积随着泵或软管管线的老化而变化。由于不能假定两个泵或相应流体管线的老化都以相同程度发生，因此实际可用的稀释比也变化。这基本上可以通过日常调整与流体管线和/或泵的早期更换相结合来补偿。然而，这些措施的例行执行是劳动密集型的，并导致分析仪操作的例行中断。

发明内容

因此，本发明的目的是指定一种改进的通用分析仪和一种用于操作该分析仪的方法。具体地，分析仪将被设计成使得稳定的稀释比可以被长期设定，而不需要频繁的维护措施。

该目的通过一种分析仪和一种操作该分析仪的方法实现。在下文中列出了有利实施例。

根据本发明的自动分析仪用于确定样品流体——具体地，样品液体——的参数，所述自动分析仪包括：

配量设备，所述配量设备包括至少一个配量室；

第一流体流路，所述第一流体流路将样品接收容器流体连接到所述配量室；

第一泵，所述第一泵整合到所述第一流体流路中以用于所述流体沿所述第一流体流路输送；

罐，所述罐容纳稀释介质；

第二流体流路，所述第二流体流路将容纳所述稀释介质的罐流体连接到所述配量室；

第二泵，所述第二泵整合到所述第二流体流路中以用于沿所述第二流体流路输送流体；

测量池，所述测量池包围经由第三流体流路与所述配量室连通的空腔；

第三泵，所述第三泵连接到所述配量室；以及

电子测量和控制系统，所述电子测量和控制系统连接到第一泵、第二泵、和第三泵，并且被设计成控制所述泵；

其中，所述第一、第二和第三流体流路可以分别通过至少一个阀单元选择性地被阻断或不被阻断，并且其中，所述电子测量和控制系统还被设计成控制所述至少一个阀单元，以阻断或不阻断所述第一、第二和第三流路。

通过使样品接收容器和容纳稀释介质的罐总是与配量室流体连通，并且使配量室进而与测量池流体连通，有可能进行样品流体和稀释介质的配量，样品流体和稀释介质通过配量设备混合在一起并供应给测量池。因此，其与每时间单位由第一和第二泵实际输送的流体体积是否在泵的使用寿命期间变化不相关。这样，稳定的稀释比可以长期设定。

配量设备可以提供特定的配量体积——例如由于配量室的测量，或者通过布置在配量室中或在配量室上的填充水平检测器——例如光障。

样品接收容器可以是作为分析仪的组件的罐。替选地，样品接收容器可以是在空间上与分析仪分离但流体连接到配量室的罐。

在这种情况下，阀单元是指能够选择性地阻断或不阻断沿流体流路的流体输送的功能部件。其可以是诸如收缩软管阀的传统阀。然而，泵——具体地，第一、第二、和/或第三泵也可能具有阀功能，因为其或者在活动操作状态下沿流体流路输送流体(流体流路不被阻断)，或者在非活动操作状态下阻断流体的输送，在非活动操作状态下，其不沿流体流路输送任何流体。蠕动泵通常具有这样的阀功能并且因此能够充当在本发明的意义内的阀单元。

至少一个阀单元可以是单向、多向阀或包括若干单独阀的布置或包括单独阀和至少一个具有阀功能的泵的布置，第一、第二和/或第三流体流路可通过该至少一个阀单元选择性地被阻断或不被阻断。

自动分析仪进一步可以包括经由第四流体流路与配量室连通的混合罐，其中第四流路可以通过由该测量和控制设备控制的阀单元选择性地被阻断或不被阻断。该阀单元可以与上述至少一个阀单元不同，第一、第二、和第三流体流路可以通过所述至少一个阀单元分别被阻断或不被阻断的。

配量设备可具有至少一个检测器，包括，具体地，至少一个光障，该检测器被设计成当超过配量室中的指定填充水平或下降到配量室中的指定填充水平以下时生成电信号并将其输出到电子测量和控制系统，其中，所述电子测量和控制系统被设计成接收并处理由检测器输出的电信号，并基于由检测器输出的电信号来控制第一、第二或第三泵，以配给容纳在配量室中的指定体积的流体。

第一流体流路可以由第一流体管线——具体地，软管——构成，该流体管线的一端通向样品接收容器，并且其另一端流体连接到配量室。

分析仪还可包括第二流体管线——具体地，设计为软管，该流体管线的一端通向容纳稀释介质的罐，并且其另一端流体连接到配量室，使得第二流体流路延伸经过第二流体管线。

如上所述，第一和第二泵可以以不同的操作模式而可操作。整合到第一流体流路中的第一泵可以被设计成在第一操作模式下沿第一流体流路输送流体，并且在第二操作模式下阻断第一流体流路，而整合到第二流体流路的第二泵可以被设计成在第一操作模式下沿第二流体流路输送流体，并且在第二操作模式下阻断第二流体流路。

分析仪还可以包括第三流体管线——具体地，设计为软管，该流体管线的一端通向测量池，并且其另一端流体连接到配量室，使得第三流体流路延伸穿过第三流体管线，并且其中第三流体管线可以通过由电子测量和控制系统控制的第一阀选择性地被阻断或不被阻断。

分析仪还可以包括第四流体管线——具体地，设计为软管，该流体管线的一端通向混合罐，并且其另一端流体连接到配量室，使得第四流体流路延伸经过第四流体管线，并且其中第四流体管线可以通过由电子测量和控制系统控制的第二阀选择性地被阻断或不被阻断。

第一和第二泵可以分别设计为蠕动泵。第三泵可以设计为活塞泵，其包括与配量室连通的筒和可移动的活塞，该活塞在筒内以流体密封的方式将该筒从环境密封。蠕动泵具有的优点是它们可以在短时间段内输送相对大的流体体积，而活塞泵更适合于精确配量并且仅在很小程度上经受老化。

在一个有利的实施例中，配量室和/或第三泵与气体供应管线连通，第三泵可以通过该气体供应管线从环境吸入气体——具体地，空气。有利地，气体可以经由已经提到的第四流体流路输送到混合罐中，以混合存在于混合罐中的流体混合物，并且可能搅起包含在其中的任何固体颗粒。具体地，这可以在将样品流体-稀释介质混合物从混合罐供应到配量室并且随后将经配量的流体混合物作为样品经由第三流体流路进一步输送到测量池中之前不久进行，以实现样品的良好混合。

在一个有利的实施例中，例如可以设计为软管的第一溢流管通向配量室的上部区域。有利地，上述气体供应管线可以同时充当溢流管线。溢流管线的另一端布置在泄漏检测器附近，使得泄漏检测器检测从溢流管线的该端逸出的流体。在分析仪的一个有利的实施例中，第二溢流管路通向混合罐的上部区域，该溢流管路延伸到与第一溢流管线相同的泄漏检测器或延伸到第二泄漏检测器。此外，第三溢流管路可以通向测量池的上部区域，该溢流管路延伸到与第一和/或第二溢流管路相同的泄漏检测器或延伸到第三泄漏检测器。泄漏检测器或可能设置的若干泄漏检测器被设计成当与从溢流管线逸出的流体接触时生成电信号并将其输出到电子测量和控制系统。为此，它们连接到电子测量和控制系统。

配量室可以经由阀单元——其可以由电子测量和控制系统控制并且包括多个阀——流体连接到多个罐，该多个罐中容纳有不同的流体——具体地，一种或多种试剂、一种或多种标定标准剂、一种或多种清洁流体、以及被分析仪用过的流体。通过利用阀单元——具体地，利用第三泵——来不阻断从罐延伸到配量室中的流体流路，流体可以从罐输送到配量室中，并且由配量设备设定的指定量的、相应地被输送到配量室的流体可以进一步被输送到测量池中。该过程可以根据由电子测量和控制系统指定的顺序来控制和执行。

为了确定待监测的参数的值，分析仪可以包括感测元件，该感测元件布置在测量池中或在所述测量池上，以检测与容纳在测量池的空腔中的流体或流体混合物的流体样品的参数相关的被测量，并且所述感测元件被设计成根据被测量来生成电测量信号并将其输出到电子测量和控制系统，其中，电子测量和控制系统被设计成处理由感测元件生成的测量信号——具体地，基于测量信号来确定参数的值。感测元件例如可以设计为光度感测元件或光谱-光度感测元件。在这种情况下，测量池有利地包括壳体，该壳体的壁对于光度感测元件或光谱-光度感测元件的测量辐射是透明的——例如通过壁完全由对测量辐射透明的材料构成，或者通过壁至少具有由这样的材料制成的窗口。在该实施例中，感测元件包括至少一个辐射源，该至少一个辐射源发射测量辐射并且可以例如包括至少一个LED，以及至少一个光电检测器。光电检测器相对于辐射源布置，使得由辐射源发射的测量辐射穿过测量池以及可能容纳在由测量池包围的空腔中的流体。该检测器设计成根据接收到的测量辐射的强度来生成电测量信号，该测量信号是与待确定的参数相关的被测量——例如吸收或消光的度量。电子测量和控制系统可以设计成控制感测元件——具体地，辐射源。

本发明还包括一种用于操作自动分析仪——具体地，根据上述实施例之一的分析仪——的方法。该方法包括以下步骤：

通过第一泵将样品流体从样品接收容器输送到分析仪的配量设备的配量室中；

通过所述配量设备配给指定体积的流体；

通过第二泵将稀释介质从容纳稀释介质的罐输送到配量室中；

通过所述配量设备配给指定体积的稀释介质；以及

将指定体积的样品流体与指定体积的稀释介质混合。

如上所述，与配量仅通过第一和第二泵的控制相比，长期稳定的精确混合比通过使用用于配给待混合的体积的配量设备来生成。

将指定体积的样品流体与指定体积的稀释介质混合可以包括以下步骤：

通过与所述配量室连通的第三泵将指定体积的样品流体输送到混合罐中；

通过第三泵将指定体积的稀释介质输送到混合罐中。

用于操作自动分析仪的方法进一步可以包括：

将气体或气体混合物输送到混合物中和/或通过所述混合物，所述混合物通过将指定体积的样品流体与指定体积的稀释介质混合而在混合罐中形成；

通过第三泵将所述混合物的至少一部分输送到所述配量室中；

通过所述配量设备配给指定体积的混合物；

将指定体积的混合物输送到测量池中；

将至少一种试剂输送到测量池中；

检测存在于测量池中并与所述试剂混合的所述混合物的与待测样品流体的待确定参数相关的被测量的测量值；以及

基于所检测的测量值来确定参数的值。

有利地，所有方法步骤可以通过电子测量和控制系统以自动化方式执行。电子测量和控制系统具体地可以包括至少一个数据存储单元和至少一个处理器和/或微处理器。计算机程序可以存储在数据存储单元和/或微处理器的存储单元中，处理器或微处理器可以运行该计算机程序以控制分析仪以便执行所述方法步骤。

附图说明

在下文中，参照附图中所示的示例性实施例更详细地描述本发明。附图示出：

图1是自动分析仪的示意表示。

具体实施方式

图1中示意性示出的分析仪1被用于根据充当样品流体的样品液体中的分析物的至少一个浓度的参数。例如，分析仪1可以设计为柜式设备，其中图1中所示的所有组件被组合在柜中。例如，参数可以是诸如化学需氧量(COD)或总磷(TP)的合计参数。该参数还可以是单一物质的浓度，该单一物质例如属于诸如钠、铵、硝酸盐、或氯化物的单一离子类型。通过分析仪1监测的样品流体被提供在样品接收容器2中。具体的，样品流体可以是液体、液体混合物、例如悬浮液或乳液的多相混合物——具体地具有固体负荷——的液体。例如，样品接收容器2可以是连接到待监测过程的采样点的罐，样品流体通过泵(未示出)从采样点被输送到该罐中。样品接收容器2可以是柜式设备的部分或者可以远离其来布置。

分析仪1具有若干罐3、4、5、6、和41，其容纳待添加到样品流体中以确定参数的试剂、用于标定和/或调节分析仪1的标准溶液、和/或清洗液。分析仪1还包括测量池7、光度感测元件8、配量设备9、和具有混合罐11的稀释模块10。此外，分析仪1包括多个流体管线，其在本示例中设计为由柔性塑料材料制成的软管管线。软管直径有利地在例如1.6mm的毫米范围内，使得一个分析周期——即用于确定参数的单个值的一个分析周期仅相应地需要少量的样品流体和其它试剂。这样的小软管直径的另一个优点还在于：在诸如管线的端部的点处阻断流体管线，从而停止流体在其整个长度上的输送。结果，本示例的分析仪1只需要相对小数目的阀。为了通过流体管线输送流体，分析仪1包括第一泵12、第二泵13、和第三泵14。为了控制自动化分析仪1并确定待确定的参数的值，分析仪1具有电子测量和控制系统15。

在交叉点17处连接到第二流体管线18、第三流体管线19、和第四流体管线20的第一流体管线16通向样品接收容器2。在本示例中，布置在第一流体管线16中的第一泵12设计为软管泵，并且从外部作用于流体管线16，从而使其变形，以将样品流体从样品接收容器通过流体管线16输送。泵12可以以两种操作模式操作：在第一(活动)操作模式下，泵12致使流体通过流体管线16输送，而在第二(非活动)操作模式下，其阻断流体通过流体管线16输送，并且因此充当阀单元。泵12连接到电子测量和控制系统15，使得后者可以根据指定的顺序程序来控制泵12。当然，替选地，也可以使用不具有阀功能的泵——即不能阻断用于流体输送的流体管线16的泵。在这种情况下，承担该功能的附加阀被布置在流体管线中。

第二流体管线18将交叉点17连接到混合罐11。在第二流体管线18中布置可电致动的阀39，该阀39可以选择性地阻止或不阻止通过流体管线18的流体输送。电子测量和控制系统15连接到阀39，以通过致动阀39来控制流体管线18的阻止或不阻止。第三流体管线19将交叉点17连接到配量设备9。

第四流体管线20将交叉点17连接到稀释介质——诸如稀释流体的供应管线21，该稀释介质在本示例中是纯水。例如，这可以设置在罐(图1中未示出)中。在本示例中，第二泵13像第一泵12一样设计为可由电子测量和控制系统15控制的软管泵。它也可以像第一泵12一样以两种操作模式操作，其中，在第一操作模式下，其将流体通过流体管线20输送，而在第二操作模式下，其阻断通过该管线的流体输送。

配量设备9包括配量容器，该配量容器在这种情况下设计为玻璃管并且其包围配量室22——在这种情况下，配量室22是玻璃管的内腔。第三泵14与配量室22连通，该泵在本示例中设计为活塞泵，该活塞泵包括与配量室22连通的筒和可移动的活塞，该活塞在筒内以流体密封的方式在后侧上封住该筒。泵14可以通过由电子测量和控制系统15控制的线性电动机来操作。泵14经由流体管线连接至配量容器22，气体供应管线23通向该流体管线，气体供应管线23可以通过可由电子测量和控制系统控制的阀24来选择性地被阻断或不被阻断。第三泵14可以经由气体供给管线23从环境吸入空气。以相同的方式，气体供应管线23可以充当配量室22的压力补偿管线以及充当溢流管线。气体供应管线23延伸到泄漏检测器38(为了清楚起见，在图1中未示出)，使得其另一端布置在泄漏检测器38附近，使得后者可以检测从气体供应管线23逸出的流体。该泄漏检测器被用于检测混合罐11的溢流。例如，其可以被设计为电容式泄漏传感器。可选地，检测器38可以连接到电子测量和控制系统15，并且能够设计成当所述泄漏检测器检测到从气体供应管线23逸出的流体时发送信号至电子测量和控制系统15。电子测量和控制系统15可以根据该信号输出警告或警报信号。

第三流体管线19经由另一交叉点40连接到通向配量室22的供应管线。交叉点40还经由中央阀单元25将配量室22和第三流体管线19连接到罐3、4、5、6、和41，以及连接至废流体的排放管线28，排放管线28可以选择性地由阀37阻挡或不阻断。可电致动的阀37连接到电子测量和控制系统15(为了清楚起见，在图1中未示出)，其可以控制排放管线28的阻断或不阻断。此外，交叉点40将配量室22和第三流体管线19连接到通向测量池7的第五流体管线26。此外，可以通过阀35关闭的压力补偿管线34通向测量池7。该阀35也可以由电子测量和控制系统15(为了清楚起见，在图1中未示出)致动，其可以控制压力补偿管线34的阻断或不阻断。压力补偿管线34还充当到泄漏检测器38的溢流管线。在第五流体管线26中布置了可电致动阀27，该阀27选择性地不阻断或停止通过流体管线26的流体输送。电子测量和控制系统15连接到阀27以对它进行控制。

中央阀单元25包括多个阀，其选择性地允许或阻断流体——具体的，诸如试剂或清洁液体的液体——从罐3、4、5、6和41或者从配量室22到排放管线28中的输送。阀单元25连接到电子测量和控制系统15，其设计成致动阀单元25的阀以输送来自罐3、4、5、6和41的流体——具体地，液体——或者根据指定的顺序程序经由配量室22排放来自混合罐11或测量池7的废流体。

沿围绕配量室22的壳体的壁——在这种情况下，已经提到的玻璃管，若干检测器29、30、31被布置在壳体的不同高度处。检测器29、30、31设计成当容纳在配量室22中的流体超出由相应检测器的位置指定的填充水平时，生成电信号并将其输出到电子测量和控制系统15。在本示例中，检测器29、30、31设计为光障(light barrier)。电子测量和控制系统15可以基于检测器信号来控制第一泵12、第二泵13、或第三泵14，以通过在配量室22中设定一定的填充水平来配给一定的流体量。

光度感测元件8包括：辐射源32，辐射源32设计成发射一个或多个指定波长的测量辐射；以及辐射检测器33，辐射检测器33设计成接收测量辐射并且根据所接收到的测量辐射的强度生成电测量信号。一个或多个测量辐射的波长适于待确定的参数或适于用于确定参数的验证方法，使得在验证方法期间形成的反应混合物中所使用的测量辐射的消光或吸收是样品流体中的参数的值的度量。例如，辐射源32可以包括一个或多个发光二极管；辐射检测器可以包括诸如一个或多个光电二极管的一个或多个光电元件。在本示例中，在测量辐射为可见光的情况下，测量池7的壁由诸如玻璃的对测量辐射透明的材料制成。辐射源32和辐射检测器33布置在测量池7的相对侧上，使得由辐射源32发射的测量辐射沿延伸穿过测量池7的光路入射检测器33。因此入射检测器33的光强度取决于容纳在测量池7中的流体或流体混合物的消光或吸收。传感器电路(未明确示出)可能放大和/或数字化检测器的电信号。一方面，电子测量和控制系统15设计成控制辐射源32以发射测量辐射。另一方面，电子测量和控制系统15设计成接收并进一步处理检测器33的信号。具体的，进一步处理包括基于检测器33的信号来确定待确定的参数的值。

延伸到泄漏检测器38的溢流管线36通向混合罐11的上部区域，使得混合罐11的溢流可以通过泄漏检测器38检测。

图1所示的分析仪1设计成使用配量设备9和混合罐11以自动化方式稀释从样品接收容器2取得的样品流体，并基于稀释的样品流体的样品来确定待确定的参数。这将在下面详细描述。

由流体管线16、19以及交叉点17和40构成的第一流体流路在样品接收容器2与配量室22之间延伸。由流体管线20、交叉点17、管线19、交叉点40和通向配量室22的供应管线构成的第二流体流路在配量室22与稀释流体的供应管线21之间延伸。第三流体流路在配量室22和测量池7之间延伸，即经过通向配量室22的供应管线、交叉点40和流体管线26。第四流体流路在配量室22与由混合罐11包围的空腔之间延伸。第四流体流路由通向配量室22的供应管线、交叉点40、流体管线19、交叉点17和流体管线18构成。

为了将指定体积的样品流体与指定体积的稀释流体混合，样品流体可以在第一步骤中首先通过第一泵12经由第一流体流路输送到配量室22，并且该指定体积可以使用检测器29、30、31中的至少一个的信号来测量。为此，通过在阻断流体输送的第二操作模式下操作第二泵13、通过关闭阀27以使得其阻断通过流体管线26的流体输送，并且通过关闭阀39以使得通过流体管线18的流体输送也被阻断，电子测量和控制系统15停止经由第二、第三和第四流体流路的流体输送。在该过程中，阀24打开，使得配量室22经由管线23连接到大气环境。阀37和阀单元25的阀也关闭。如果配量室22中的填充水平达到检测器29、30、31的位置——其位置对应于被用于配量室22中的配量的填充水平，则第一泵12停止或置于其第二操作模式。同时，经由第一流体流路的流体输送从而被阻断。中央阀单元25的阀同时被设定成使得它们阻断通过将罐3、4、5、6和41连接到配量室22的管线的流体输送。阀单元25的阀在下面描述的所有方法步骤中保持在该位置上，其中没有流体从罐3、4、5、6或41中的一个中取得。

在第二步骤中，以所描述的方式测量的体积的样品流体经由第四流体流路从配量室22输送到混合罐11中。这样做时，阀39打开，同时阀24、27和37关闭，使得经由排放管线28并沿第三流体流路的流体输送被阻断。泵12和13保持在其第二操作状态，并且因此沿第一和第二流体流路的流体输送被阻断，使得仅第四流体流路不被阻断。

在第三步骤中，为了测量指定体积的稀释流体，稀释流体通过第二泵13经由供应管线21和第二流体流路输送到配量室22中。这以类似于先前描述的使用第一泵12测量指定体积的样品流体的方式使用第二泵13进行。

在第四步骤中，所测量体积的稀释流体从配量室22经由第四流体流路进入混合罐11中添加到已经存在于混合罐11中的样品流体。这也类似于先前描述的样品流体从配量室22经由第四流体流路进入混合罐11中的输送来进行。

有可能重复样品流体和/或稀释流体的配量中的第一和第二步骤和/或第三和第四步骤一次或数次，以将更大体积的样品流体和/或稀释液配量到混合罐11中。

可以将空气供应给混合罐11，以更好地将混合罐11中的样品流体与稀释流体混合。为此，空气首先通过第三泵经由气体供应管线23吸入。在这样做时，阀24打开，阀27、37、39关闭，并且泵12和13处于其第二操作状态。之后，由第三泵14吸入的空气经由配量室22和第四流体输送路径供给到混合罐11。在这样做时，阀39打开，阀24、27、37关闭，并且泵12和13处于其第二操作状态。为了实现混合罐11中容纳的混合物中的最优混合和可能的固体含量的悬浊液，也可以在需要时重复进行多次空气吸入和向混合罐11中的空气输送。如果样品流体含有固体含量，则与空气的混合理想地在从混合罐11中取得样品以用于测量之前不久进行。

指定体积的混合物可以通过配量设备9从混合罐11取得，并作为样品经由第三流体流路输送到测量池7中。为此，第一泵12和第二泵13保持处于第二操作状态，即它们不参与流体输送，并阻断流体管线16和20或第一和第二流体流路。阀39打开，并且在阀24、27、和37关闭的情况下，流体经由第三流体流路输送到配量室22中。通过第三泵14和检测器29至31，指定体积的混合物使用检测器29、30、31的信号来测量。然后，所测量的体积通过第三泵14进一步输送到测量池7中，其中阀27和35打开，阀24、37、和39关闭，并且泵12和13继续阻断通过第一和第二流体流路的流体输送。

在进一步的步骤中，根据待确定的参数的类型，一个或多个试剂接着通过配量设备9从罐3、4、5、6、或41配给到测量池中以供取样。这类似于将样品配给到测量池7中进行，其中，打开不阻断将相应试剂输送到配量设备9中的阀单元25的相应阀，而不是阀39，以将试剂输送到配量室中并通过配量设备9测量一定体积的试剂。确定待确定的参数所需的所有试剂使用第三泵14依次输送到测量池7中并在其中形成反应混合物。存在于样品中并影响待确定参数值的一种或多种物质(分析物)与试剂发生化学反应，该反应导致例如着色物质的消耗或形成。感测元件8的测量辐射被选择成使得其包括被物质吸收的至少一个波长。物质对测量辐射的吸收影响由检测器33检测的强度。因此，由检测器生成并输出到电子测量和控制系统的信号根据Beer-Lambert定律是物质的浓度的度量，该物质的度量进而是样品中的分析物浓度的度量。基于存储在电子测量和控制系统15中的标定函数或标定表，电子测量和控制系统15可以根据检测器的信号来确定待确定的参数的测量值。该测量值经由用户界面或经由接口输出到更高层级的单元。

在确定测量值之后，废反应混合物可以通过首先通过第三泵14将反应混合物经由第三流体流路导入到配量室22来从测量池7排放，其中，阀27和35打开，阀门24、37、39关闭，并且泵12和13保持在第二操作模式，使得只有第三流体流动路径不被阻断以用于流体输送。随后，废反应混合物经由排放管线28从配量室22排放，其中阀24、27和39关闭且阀37打开，并且泵12和13保持在其第二操作模式。在需要时，这些步骤可以重复直到测量池7完全排空。

类似地，在化学反应进行期间和/或在测量池7中的测量期间，混合罐11可以或者在将试剂供应到测量池7之前已经排空，或者其之后排空。诸如具有样品流体、稀释流体、试剂、标准溶液和/或清洗溶液的管线、配量室22、混合罐11、或测量池7的预冲洗或后冲洗的附加步骤也可以插入序列。

在这里所述的示例中，这里所述的所有方法步骤由电子测量和控制系统15以自动化的方式执行，为此目的电子测量和控制系统15使用检测器29、30、31和可能的泄漏检测器38的信号根据指定的顺序程序控制所述阀和泵以及分析仪1的感测元件8。

在样品流体被供应给测量池7之前不必被稀释的情况下，图1所示的分析仪1可以通过第一泵12将样品流体直接经由第一流体流路输送到配量室22中。随后，以这种方式测量的体积的稀释的样品流体可以作为样品通过第三泵14经由第三流体流路导入到测量池7中。因此，分析仪1允许在宽浓度范围内确定参数，因为测量可以用稀释的样品流体和用稀释的样品流体的样品进行，其中稀释比可以灵活地设定。

根据这里描述的示例的分析仪的多个修改是可想到的。例如，混合罐可以省去，并且样品流体与稀释介质的混合可以直接在测量池中进行。通过流体管线和阀单元的第一、第二、第三和第四流体流路的多个替选实施例也是本领域技术人员可想到的并且可实现的。

参照图1描述的示例性实施例仅需要非常少的流体管线、阀、泵和其它功能模块。特别有利的是，用于将样品和试剂配给到测量池中的配量设备9也用于设定样品流体与稀释流体之间的稀释比。

Claims (18)

1.一种用于确定样品流体——具体地，样品液体——的参数的自动分析仪，包括：

配量设备，所述配量设备包括至少一个配量室；

第一流体流路，所述第一流体流路将样品接收容器流体连接到所述配量室；

第一泵，所述第一泵整合到所述第一流体流路中以用于沿所述第一流体流路的流体输送；

罐，所述罐容纳稀释介质；

第二流体流路，所述第二流体流路将容纳所述稀释介质的所述罐流体连接到所述配量室；

第二泵，所述第二泵整合到所述第二流体流路中以用于沿所述第二流体流路的流体输送；

测量池，所述测量池包围经由第三流体流路与所述配量室连通的空腔；

第三泵，所述第三泵连接到所述配量室；以及

电子测量和控制系统，所述电子测量和控制系统连接到所述第一泵、所述第二泵、和所述第三泵，并且被设计成控制所述泵；

其中，所述第一流体流路、所述第二流体流路、和所述第三流体流路能够分别通过至少一个阀单元选择性地被阻断或不被阻断，并且其中，所述电子测量和控制系统还被设计成控制所述至少一个阀单元，以阻断或不阻断所述第一流体流路、所述第二流体流路、和所述第三流体流路。

2.如权利要求1所述的自动分析仪，进一步包括：

混合罐，所述混合罐经由第四流体流路与所述配量室连通，其中，所述第四流路能够通过由所述测量和控制设备控制的阀单元选择性地被阻断或不被阻断。

3.如权利要求1或2所述的自动分析仪，

其中，所述配量设备具有至少一个检测器，具体地，所述检测器包括至少一个光障，所述检测器被设计成如果超过所述配量室中的指定填充水平或下降到所述指定填充水平以下则生成电信号并将所述电信号输出到所述电子测量和控制系统，其中，所述电子测量和控制系统被设计成接收并处理由所述检测器输出的所述电信号，并且基于由所述检测器输出的所述电信号来控制所述第一泵、所述第二泵、或所述第三泵，以配给容纳在所述配量室中的指定体积的流体。

4.如权利要求1至3中的一项所述的自动分析仪，

其中，所述第一流体流路由第一流体管线——具体地，软管——构成，所述第一流体管线的一端通向所述样品接收容器，并且所述第一流体管线的另一端流体连接到所述配量室。

5.如权利要求1至4中的一项所述的自动分析仪，

进一步包括第二流体管线——具体地，被设计为软管——所述第二流体管线的一端通向容纳所述稀释介质的所述罐，并且所述第二流体管线的另一端流体连接到所述配量室，使得所述第二流体流路延伸经过所述第二流体管线。

6.如权利要求1至5中的一项所述的自动分析仪，

其中，整合到所述第一流体流路中的所述第一泵被设计成在第一操作模式下沿所述第一流体流路输送流体，并且在第二操作模式下阻断所述第一流体流路；

并且其中，整合到所述第二流体流路中的所述第二泵被设计成在第一操作模式下沿所述第二流体流路输送流体，并且在第二操作模式下阻断所述第二流体流路。

7.如权利要求1至6中的一项所述的自动分析仪，

进一步包括第三流体管线——具体地，设计为软管——所述第三流体管线的一端通向所述测量池，并且所述第三流体管线的另一端流体连接到所述配量室，使得所述第三流体流路延伸穿过所述第三流体管线，并且其中，所述第三流体管线能够通过由所述电子测量和控制系统控制的第一阀选择性地被阻断或不被阻断。

8.如权利要求2至7中的一项所述的自动分析仪，

进一步包括第四流体管线——具体地，设计为软管——所述第四流体管线的一端通向所述混合罐，并且所述第四流体管线的另一端流体连接到所述配量室，使得所述第四流体流路延伸经过所述第四流体管线，并且其中，所述第四流体管线能够通过由所述电子测量和控制系统控制的第二阀选择性地被阻断或不被阻断。

9.如权利要求1至8中的一项所述的自动分析仪，

其中，所述第一泵和所述第二泵分别设计为蠕动泵，并且其中，所述第三泵设计为活塞泵，所述活塞泵包括与所述配量室连通的筒和能够移动的活塞，所述活塞在所述筒内以流体密封的方式将所述筒从环境密封。

10.如权利要求1至9中的一项所述的自动分析仪，

其中，所述配量室和/或所述第三泵与气体供应管线连通，所述第三泵能够经由所述气体供应管线从所述环境吸入气体——具体地，空气——并将气体输送到所述混合罐或所述测量池中。

11.如权利要求1至10中的一项所述的自动分析仪，

进一步包括：第一溢流管线，所述第一溢流管线通向所述配量室的上部区域，和/或第二溢流管线，所述第二溢流管线通向所述混合罐的上部区域，和/或第三溢流管线，所述第三溢流管线通向所述测量池的上部区域。

12.如权利要求11所述的自动分析仪，

进一步包括泄漏检测器，所述第一溢流管线和/或所述第二溢流管线和/或所述第三溢流管线延伸到所述泄漏检测器，并且所述泄漏检测器被设计成如果流体从延伸到所述泄漏检测器的一条或多条溢流管线逸出则生成电信号。

13.如权利要求1至12中的一项所述的自动分析仪，

其中，所述配量室经由阀单元流体连接到多个罐，所述阀单元能够由所述电子测量和控制系统控制并包括多个阀，在所述多个罐中容纳不同流体——具体地，一种或多种试剂、一种或多种标定标准剂、一种或多种清洁流体、以及由所述分析仪用过的流体。

14.如权利要求1至13中的一项所述的自动分析仪，进一步包括：

感测元件，所述感测元件布置在所述测量池中或在所述测量池上，以检测容纳在所述测量池的所述空腔中的流体或流体混合物的、与流体样品的参数相关的被测量，并且所述感测元件被设计成根据所述被测量来生成电测量信号并将所述电测量信号输出到所述电子测量和控制系统，

其中，所述电子测量和控制系统被设计成处理由所述感测元件生成的所述测量信号——具体地，基于所述测量信号来确定所述参数的值。

15.一种用于操作自动分析仪——具体地，如权利要求1至14中的一项所述的自动分析仪——的方法，包括：

通过第一泵将样品流体从样品接收容器输送到所述分析仪的配量设备的配量室中；

通过所述配量设备配给指定体积的所述流体；

通过第二泵将稀释介质从容纳所述稀释介质的罐输送到所述配量室中；

通过所述配量设备配给指定体积的所述稀释介质；以及

将所述指定体积的所述样品流体与所述指定体积的所述稀释介质混合。

16.如权利要求15所述的方法，

其中，将所述指定体积的所述样品流体与所述指定体积的所述稀释介质的所述混合包括：

通过与所述配量室连通的第三泵将所述指定体积的所述样品流体输送到混合罐中；

通过第三泵将所述指定体积的所述稀释介质输送到所述混合罐中。

17.如权利要求16所述的方法，进一步包括：

将气体或气体混合物输送到混合物中和/或通过所述混合物，所述混合物通过将所述指定体积的所述样品流体与所述指定体积的所述稀释介质混合而在所述混合罐中形成；

通过所述第三泵将所述混合物的至少一部分输送到所述配量室中；

通过所述配量设备配给指定体积的所述混合物；

将所述指定体积的所述混合物输送到测量池中；

将至少一种试剂输送到所述测量池中；

检测存在于所述测量池中并与所述试剂混合的所述混合物的、与所述样品流体的待确定参数相关的被测量的测量值；以及

基于所检测的测量值来确定所述参数的值。

18.如权利要求15至17中的一项所述的方法，

其中，所有方法步骤都能够通过电子测量和控制系统以自动化的方式执行。