CN112684159A - 检查分析仪状态的技术 - Google Patents

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CN112684159A CN202011110528.6A CN202011110528A CN112684159A CN 112684159 A CN112684159 A CN 112684159A CN 202011110528 A CN202011110528 A CN 202011110528A CN 112684159 A CN112684159 A CN 112684159A
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Abstract

一方面，本公开涉及一种用于检测和/或监视分析仪脱气器状态的自动化方法，所述脱气器包括配置为被抽真空的容器。所述方法包括获得指示容器内部压力的值的时间序列。所述时间序列涵盖将容器抽真空或加压的时段。所述方法还包括基于时间序列确定脱气器的液位状态，所述液位状态取决于容器中存在的液体量。

Description

检查分析仪状态的技术
技术领域
本公开涉及用于检测和/或监视分析仪状态的自动化方法。
背景技术
自动化分析仪（例如，体外分析仪）广泛应用于当今的实验室和医院环境中。由于增加了功能、增加了吞吐量以及要求以自动化方式执行分析任务，这些装置趋向于变得越来越复杂。因此，在多个部件中可能发生错误和故障，这可能会导致分析仪的生产力下降或测量结果的可靠性降低。在一些示例中，外部服务人员可能需要花费数小时甚至数天的时间发现并修复错误，在此期间分析仪或其一部分无法使用。
发明内容
一方面，本发明涉及一种用于检测和/或监视分析仪脱气器状态的自动化方法，该脱气器包括一个配置为抽真空的容器。该方法包括获得指示容器内部压力值的时间序列。该时间序列涵盖容器抽真空或加压时段。该方法还包括基于时间序列确定脱气器的液位状态，取决于容器中存在的液体量。
另一方面，本发明涉及一种配置为执行第一方面技术步骤的计算机系统。
第一、二方面的技术可具有有利的技术效果。
首先，在一些示例中，检测和/或监视技术可无缝地集成到现有的分析仪工作流中。例如，检测和/或监视技术可作为分析仪初始化工作流的一部分来执行。在一些示例中，检测和/或监视技术可使用已在分析仪中普遍可用（例如，用于监视泵）的监视数据（例如，布置为抽真空脱气器容器的泵的真空压力）。在这些情况下，可能不需要额外的硬件来执行本公开的检测和/或监视技术。
其次，该技术可用于自动监视脱气器的老化。这可用于预测脱气器故障发生时的时间点，并可能触发和安排预防性维护措施。例如，可考虑足够长的时间跨度，以使外部服务人员能够到达分析仪并处理特定问题。这转而又可能会减少分析仪的停机时间。
第三，本公开的检测和/或监视技术可用于区分脱气器的不同状态（例如，正常状态、亚临界状态和临界状态），并触发特定响应。通过这种方式，本公开的检测和/或监视技术可更有效地利用资源（例如，操作员时间或外部服务人员），由于可改进对脱气器状态的了解，从而更精确地分配这些资源。在某些情况下，由于改进了对脱气器状态的了解，从而能够选择最适合的响应，因此还可减少分析仪（或其模块）的停机时间。
在本公开中使用具有特定含义的几个术语。
在本公开中，术语“真空”用于指压力水平低于包含真空的空间（例如，脱气器容器）周围环境的压力水平（即，该术语为相对量度，而非绝对量度）。术语“真空”不限于压力水平低于环境压力的特定比例的情况。应当理解，该术语可能指不同压力水平，具体取决于分析仪的位置和由此产生的较低环境压力水平（例如，在较高海拔时压力水平通常较低，在较低海拔时压力水平通常较高）。在一些示例中，术语“真空”可以指压力水平低于环境压力水平的 20%。在一些示例中，术语“真空”可以指压力水平低于 100 mBar（如果环境压力高于 100 mBar）。
外壳（例如，脱气器容器）的“抽真空”和“加压”分别指与初始压力值相比降低和升高容器内部压力。这些术语不限于将相应压力升至高于或降至低于环境压力的情况。
根据本公开，“时间序列”是指在两个不同时间点的特定参数的至少两个值。在一些示例中，时间序列在相应的时间点可包含（远远）多于两个值。在此示例中，时间序列可包括测量值的（准）连续序列。术语“时间点”不得将用于获得时间序列中所包含的测量值的测量窗口定义为和/或限于特定精度。例如，根据本公开，通过对参数的多个测量值求平均而获得的平均后的测量值也可包括在时间序列中。
根据本公开，“分析仪”是专用于执行分析功能的设备，通常至少为半自动化。在一些示例中，分析仪可配置为进行样品（例如，用于体外诊断的样品）的分析。例如，分析仪可以是用于执行体外诊断的临床诊断系统。
根据需要和/或根据期望的工作流，本公开的分析仪可具有不同的配置。通过将多个设备和/或模块耦接在一起，可获得附加配置。“模块”是具有专用功能的工作单元，通常比整个分析仪更小。此功能可以是分析功能，但也可以是分析前功能或分析后功能，或者可以是分析前功能、分析功能或分析后功能中的任一个的辅助功能。具体地，模块可配置为与一个或多个其他模块协作以用于例如通过执行一个或多个分析前步骤和/或分析步骤和/或分析后步骤来执行样品处理工作流的专用任务。
具体地，分析仪可包括一个或多个分析装置，该一个或多个分析装置设计为执行针对某些类型的分析而优化的相应工作流。
分析仪可包括用于临床化学、免疫化学、凝血、血液学等中的一项或多项的分析设备。
因此，分析仪可包括一个分析设备或具有相应工作流的任何此类分析设备的组合，其中分析前模块和/或分析后模块可耦接到单独的分析设备或可由多个分析设备共享。在替代方案中，可通过集成在分析设备中的单元来执行分析前功能和/或分析后功能。分析仪可包括功能单元，诸如用于吸移和/或泵送和/或混合样品和/或试剂和/或系统流体的液体处理单元，以及用于分类、存储、运输、识别、分离、检测的功能单元。
术语“样品”是指怀疑含有一种或多种目的分析物并且其检测、定性和/或定量可能与特定条件（例如，临床条件）相关联的生物材料。
样品可来自任何生物来源，诸如生理流体，包括血液、唾液、眼晶状体液、脑脊液、汗液、尿液、粪便、乳液、腹水、粘液、滑膜液、腹膜液、羊水、组织、细胞等。样品可在使用前进行预处理，诸如从血液中制备血浆、稀释粘性液体、裂解等；处理方法可涉及过滤、离心、蒸馏、浓缩、干扰组分失活以及添加试剂。在一些情况下，可如从源处所获得的那样直接使用样品或者可遵循预处理和/或样品制备工作流来使用样品以修改样品的特性（例如，在增加内标物后、在用另一种溶液稀释后或在与试剂混合后），以例如：使得能够进行一项或多项体外诊断测试，或者用于富集（提取/分离/浓缩）目的分析物和/或除去可能干扰目的分析物的检测的基质成分。
术语“样品”倾向于用来指示样品制备前的样品，而术语“制备的样品”用来表示样品制备后的样品。在非指定情况下，术语“样品”通常可指示样品制备前的样品或样品制备后的样品或两者。一般来讲，目的分析物的示例是维生素 D、滥用药物、治疗药物、激素和代谢物。然而，该列表并不详尽。
具体地，分析仪可包括用于自动制备样品的样品制备站。“样品制备站”是耦接到一个或多个分析设备或分析设备中的单元的预分析模块，其设计为执行一系列样品处理步骤，这些样品处理步骤旨在除去或至少减少样品中的干扰基质成分和/或富集样品中的目的分析物。此类处理步骤可包括对一个或多个样本顺序地或并行地或交错地执行的以下处理操作中的任一项或多项：吸移（抽吸和/或分配）流体、泵送流体、与试剂混合、在一定温度下培育、加热或冷却、离心、分离、过滤、筛分、干燥、洗涤、重悬、等分、转移、储存……）。
例如，样品可在样品容器中提供，该样品容器诸如样品管（包括初级管和二级管）、多孔板或任何其他样品携带支持物。试剂可例如以含有单独试剂、试剂组的容器或盒的形式布置，并且放置在储存隔室或传送装置内的适当接受器或位置中。其他类型的试剂或系统流体可在散装容器中提供或经由管线提供。
除非在相应上下文中有不同的规定，否则与参数值有关的术语“约”意味着相对本公开中的指定值包括 +/-10% 的偏差。
附图说明
图 1 为示出本公开的检测和/或监视技术的流程图。
图 2a 和图 2b 示出根据本公开的具有两种不同液位状态（取决于容器中存在的两种不同液体量）的容器。
图 3 示出指示容器内部压力值的示例时间序列。
图 4 示出根据本公开基于时间序列确定脱气器的液位状态。
图 5 示出根据本公开的使用多个等级的脱气器状态预测技术。
图 6 和图 7 为示出根据本公开的示例方法的流程图。
图 8 为根据本公开的分析仪的示意图。
具体实施方式
首先，将结合图 1、图 2a 和图 2b 给出对本公开的检测和/或监视技术的概述。将结合图 3 和图 4 讨论自动确定脱气器状态的其他方面。将结合图 5 和图 7 讨论将本公开的检测和/或监视技术嵌入工作流的不同方面。最后，在图 8 的上下文中，将对根据本公开的分析仪的各个方面进行更深入的说明。
总体概述
图 1 为示出根据本公开的用于检测和/或监视分析仪脱气器状态的技术的流程图。
该方法包括获得 101 指示容器内部压力值的时间序列，该时间序列涵盖容器抽真空或加压时段，以及基于时间序列确定 103 脱气器的液位状态，取决于容器中存在的液体量。
将在下文中详细讨论这些步骤。首先，将给出可通过使用本公开的技术来监视的脱气器的简短说明。
从图 2a 和图 2b 中可以看到，脱气器 5 包括配置为抽真空的容器 1，例如，作为脱气器启动的一部分（或在脱气器运行期间）。在图 2a 和图 2b 的示例中，脱气器 5 包括容器内部布置的管道 3（例如，以缠绕方式增加容器 1 内部的管道表面积）。包括要由脱气器 5 去除的气体的液体（例如水）受引导通过管道 3。容器 1 内部的真空可将不需要的气体从管道 3 中的液体转移到容器 1 内，进而从液体中去除不需要的气体。例如，管道 3可包括半渗透性材料，使不需要的气体中的气体分子通过，但阻止水（或其他液体）分子。
随着脱气器 5 的老化（或由于在某个时间点发生缺陷），管道 3 内部输送的水或任何其他液体可能会泄漏到容器 1 中。例如，上文讨论的管道 3 的半渗透性材料可能趋于多孔结构。随着时间的推移，越来越多的液体量会积聚在容器 1 内部。图 2b 示出已积聚大量液体 4 的情况。这种液体积聚会削弱脱气器 5 的性能，并最终可能导致脱气器错误或故障。
现在，本公开的自动检测和/或监视技术可监视容器 1 内部的压力变化，以获得指示容器 1 内部压力值的时间序列（例如，当容器 1 在包括脱气器的分析仪的初始化或启动过程中抽真空）。当容器 1 内部的液体 4 量较大时，压力变化特性与液体量低时不同。因此，用于确定（即指示）液体量的液位状态可通过时间序列确定。所有这些步骤均以自动化方式执行。
在一些示例中，该技术包括（再次参见图 1）处理 107 时间序列以估计容器 1 中的液体量，并基于估计的液体量确定脱气器的液位状态。但是，应当指出，在使用本公开的技术时，不需要对液体量进行明确估计。在一些示例中，某些情况下只能隐式确定液体量。例如，可将时间序列与一个或多个与不同液位状态（其转而由容器 1 内部的液体量确定）相关联的示例时间序列进行比较。
在后续小节中，水将用作根据本公开的示例液体。应当理解，本公开的技术不限于可在分析仪脱气器中处理的任何特定液体。因此，下文讨论的技术可同等适用于在脱气器中要处理除水以外的其他液体的情况。
接下来将讨论获得时间序列和确定脱气器液位状态的步骤的不同方面。
一般来讲，获得时间序列可包括在一个或多个不同时间点测量容器 1 内部的压力。在一些示例中，获得时间序列包括多次测量容器 1 内部的压力（例如，5 个或更多测量点或 10 个或更多测量点）。在这些情况下，时间序列描述了容器内部的压力曲线。
但是，在一些示例中，测量指示容器内部压力的单一值即已足够。在这些示例中，时间序列包括此单一测量值以及指示容器内部未测量压力的至少一个附加值。例如，容器可能在某个时间点（例如，排气后）处于定义压力。即使未直接测量，定义压力值（或压力值）也可包含在时间序列中。
指示容器内部压力的值可以是对容器中或与容器流体连通的位置（例如，用于对容器抽真空的泵处）的压力进行直接压力测量的结果。在其他示例中，指示容器内部压力的值可以是与容器内部压力相关的另一个参数的测量结果（例如测量参数 x，与容器内部压力具有已知函数关系 p – x = f(p)）。在这些示例中，可处理与容器内部压力相关的其他参数以获得时间序列值。但是，在其他示例中，作为容器内部压力值的替代，可直接处理与容器内部压力相关的其他参数以确定液位状态。
液位状态确定示例
图 3 示出根据本公开的示例时间序列的两组曲线图。在此示例中，每三秒测量一次容器中的压力值。在其他示例中，也可采用其他测量时间间隔。上方一组曲线 301示出容器中存在较低水量时的不同曲线（此示例中为介于 0 mL 和 150 mL 之间）。下方一组曲线 302示出容器中存在较低水量时的不同曲线（此示例中为介于 400 mL 和 500 mL 之间）。在所有示例中，使用用于抽真空程序的同一组参数（例如，泵速度、定时等）将容器抽真空。从图3 中可以看到，容器中存在不同水量时的曲线形状发生变化。本公开的自动化技术可评估这种变化，并确定脱气器的液位（水位）状态。
接下来将讨论此确定过程的其他方面。
在一些示例中，基于时间序列确定脱气器液位状态包括使用容器的加压或抽真空过程模型。在一些示例中，可通过容器中存在的液体量对模型进行参数化。除此之外或另选地，基于时间序列确定脱气器液位状态的步骤可包括分析时间序列的形状。
图 4 示出一个示例。曲线图 401 中的点指示脱气器容器内部测量压力值的三个不同时间序列 41a-c。在容器包含三种不同水量（例如 0 mL、150 mL 和 450 mL）的情况下测量时间序列。图 4 的曲线图中，测量压力值经过归一化（通过最大真空压力 pmax 相除）。一般来讲，在用于本公开技术中的确定程序之前，可通过任何适当方式处理测量压力值（或时间序列中包括的其他测量值或推断值）。
曲线图 401 还示出三条理论压力曲线 42a-42c（以虚线表示），用于使用容器的加压或抽真空过程模型确定容器中的相应水量（水位状态）。可以看到，测得的时间序列与理论曲线匹配相对较好。换言之，通过将模型拟合到测得的时间序列上，可以估计容器内部存在的水量。
在图 4 的示例中，将容器内部建模为由理想气体和未知量的水填充的自由体积。该模型可使用容器的自由体积（或由水填充的体积）作为自由参数。与存在较少水的情况相比，当存在更多水时，使用用于抽真空程序的一组预定参数（例如泵速度、定时等）将容器抽真空，压力会急剧上升。在第一种情况下，自由体积较低，这意味着使用用于抽真空程序的同一组参数时，可以更快地获得较低的压力。本公开的技术可基于抽真空程序期间容器内部压力的这种更急或更缓的上升来确定脱气器的水位状态。
在一个示例中，容器内部压力模型可产生以下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
（等式 1）。
在此等式中，p 0 表示时间零点处容器内部的初始压力，p T 为时间相关压力，V T 表示容器中的自由体积，q 为连接到容器以对容器抽真空的泵的体积流量。在此示例中，泵的体积流量为已知（根据一组泵参数测量或推断）。现在，获得初始压力 p 0 与一个或多个时间相关压力 p T 的值作为时间序列（如上文所讨论）。基于这些输入参数，可计算容器内部的自由体积 V T 并由此得出水量（对应于填充体积的水量，该填充体积对应于容器内部的总体积减去计算出的自由体积）。
等式 1 仅为根据本公开用于计算容器内部自由体积的一个示例。容器抽真空（或加压）过程的其他模型可依从容器内部自由体积和压力的其他依赖关系。另外，在一些示例中（例如，环境压力或环境温度）可考虑等式 1 中所示的已知参数（泵的体积流量 q）以外的其他已知参数（或自由参数）。此外，即使使用相同模型，等式的具体形式也可能有所不同。例如，替代公式可使用容器内部的水体积作为自由参数，而不是自由体积 V T 。
如上文所讨论，在一些示例中，单一测量压力值足以确定脱气器的液位状态。在这些示例中，初始压力值（或最终压力值）可以已知。例如，容器可以排气并达到环境压力水平（或另一个定义压力水平）。此环境压力水平（或其他定义压力水平）可以已知，也可从其他测量值推断得出。例如，可针对特定分析仪设置环境压力水平（例如，取决于分析仪的海拔）。然后，本公开的时间序列可由某些时间的一个或多个定义压力水平和一个测量压力水平组成。可以看到，基于这些信息可求解等式 1，得出容器内部的自由体积 V T 。
用于确定液位状态的时间序列评估可通过多种不同方式进行。
如上文所讨论，可使用指示容器内部压力值的值时间序列（例如，包括已知、推断和/或测量压力值）求解等式（例如，基于容器内部不同液位状态的压力模型得出）。
除此之外或另选地，确定脱气器液位状态可包括对时间序列执行曲线拟合操作。通过对抽真空或加压过程中的容器内部压力进行建模而获得的一个或多个等式可拟合到时间序列上。可使用任何合适的数值技术来执行此曲线拟合操作。例如，可使用数值回归技术确定一个或多个等式的自由参数。在一些示例中，可使用关于容器内部压力对容器内部存在的不同液体量如何表现的模型，通过数值技术来确定容器内部的自由体积或水体积。
时间序列可在用于液位状态确定过程之前进行预处理。例如，时间序列可经过一项或多项平滑或平均操作、离群值剔除操作和预备曲线拟合操作。
在一些示例中，自动化技术可将压力值的时间序列与两个或多个参考时间序列进行比较，以确定液位状态。例如，一组水位状态的多个参考时间序列（例如，以 50 mL 为增量）可用于为所获得的时间序列确定最相似的参考时间序列。
除此之外或另选地，数字分级器可用于将时间序列分级为两个或多个液位状态（例如，两个或多个状态分别对应于容器内部的水量预定范围，将在下文中详细讨论）。在一些示例中，可采用机器学习技术来训练分级器，以将所获得的时间序列分级为对应于液位状态的多个等级之一。
除此之外或另选地，基于时间序列确定脱气器液位状态可包括评估预定时间的一个或多个压力水平、压力下降幅度、压力上升幅度、压力下降速度和压力上升速度。例如，开始对容器抽真空之后的压力下降幅度足以推断出自由体积（或容器内部的水体积）。同样，从等式 1 中可以看到，已知 Δp（例如 p 0 – p T ）即足以计算 V T 。
在前一小节中，指示压力值的时间序列涵盖容器的抽真空过程（或抽真空过程的一部分）。在其他示例中，时间序列可涵盖容器（或其一部分）的加压过程。例如，可以看到，在已知或测得容器中体积流量的情况下（例如在加压过程中），如上文所讨论的模型也可用于确定容器内部的自由体积。上文讨论的技术可同等适用于加压过程（例如，在释放容器内部真空的排气过程中）。
在另外的示例中，时间序列可涵盖容器的加压时段和抽真空时段。本公开的技术不限于特定过程。应当理解，例如，基于对容器内部自由体积或水体积建模的模型，可处理压力值的任何时间序列，以确定容器内部的自由体积或水体积。但是，在一些示例中，抽真空过程（例如，在脱气器的初始化期间）可能特别方便。
一般来讲，在获得时间序列的抽真空或加压过程中，压力差至少可达 100 mBar。
在一些示例中，确定脱气器液位状态时会考虑与分析仪（包括检测和/或监视其状态的脱气器）周围环境有关的一个或多个参数。
例如，分析仪可能位于不同海拔。这可能意味着对于部署在不同位置的两台分析仪（例如，在位于海平面的第一台分析仪与位于海拔 3000 m 的第二台分析仪之间），分析仪和脱气器的环境压力明显不同。因此，确定脱气器液位状态时可能会考虑分析仪的海拔。例如，可以使用分析仪的存储环境压力或海拔。在其他示例中，可以测量或推断作为本公开技术一部分的环境压力。除此之外或另选地，可通过包括脱气器的分析仪的海拔或环境压力来对模型进行参数化。
在前述小节中已经相当详细地讨论了自动确定液位状态的各个方面。在后续小节中，将讨论关于如何将本公开的自动化技术嵌入分析仪工作流的其他细节。
包括本公开技术的分析仪工作流
一般来讲，只要指示脱气器容器内部压力值的时间序列可用，就可以采用本公开的技术。
在一些示例中，获得时间序列和确定液位状态的步骤会按定期间隔自动执行。除此之外或另选地，获得时间序列和确定液位状态的步骤也可作为对预定触发事件的反应而执行。
例如，获得时间序列和确定液位状态的步骤可在脱气器或包括脱气器的分析仪或分析仪模块的启动程序期间或检查程序期间自动执行。
除此之外或另选地，获得时间序列和确定液位状态的步骤可按预定定期间隔（例如，每天一次或每周一次）自动执行。
除此之外或另选地，获得时间序列和确定液位状态的步骤可作为对脱气器或分析仪的预定误差状态的反应，或作为对预定的脱气器或分析仪参数（例如，由分析仪假定特定值监视的参数）的反应而自动执行。例如，可以检测由脱气器处理的液体中一定量的气体，从而触发根据本公开获得时间序列和确定液位状态的步骤。
在其他示例中，获得时间序列和确定液位状态的步骤在脱气器操作期间自动连续执行。
在一些示例中，脱气器的工作流包括预定时间点的抽真空程序（或多个时间点的多个抽真空程序）。如上文所讨论，这些抽真空程序可以适用于执行本公开的技术，因为相比其他情况，在这些情况下可以更好地定义脱气器状态。
如上文所讨论，确定脱气器液位状态可包括确定脱气器是否处于两个或多个离散状态之一。每种状态可与容器中存在的水量范围相关联（即，从水量下边界到水量上边界的范围）。例如，离散状态可包括两个或多个正常状态（其中液位为容许范围）以及至少一个临界状态（其中液位接近临界水平）。
图 5 示出一个示例，其中为脱气器的特定容器定义了四个离散液位状态 72a-d。在此示例中，正常状态 72d 是指容器中无水或有少量水（例如，介于 0 mL 和 100 mL 之间）。亚临界状态 72c 是指容器中存在较高水量（例如，介于 100 mL 和 200 mL 之间）。这些水量可能仍意味着脱气器在规定范围内运行（因此可以接受）。临界状态 72b 是指更高水量（例如，介于 200 mL 和 300 mL 之间）。这些水量可能会损害脱气器的运行，因此需要进行维护操作。容器内部水量更高（例如，高于 300 mL）可能与故障状态对应，其中脱气器的直接故障属于必然预期。下文将讨论如果发现脱气器处于这些状态之一，则可将分析仪配置为触发相应的反应。
应当理解，图 5 中的状态仅为示例性。在其他示例中，本公开的技术可确定脱气器的更多数量的不同液位状态（例如，五个或更多或六个或更多）。此外，每种液位状态均可与容器内部存在的任意液体量范围相关联。例如，对应于不同状态的范围可具有不同大小。除此之外或另选地，在其他示例中，液位状态可与脱气器的不同状态相关联。
在其他示例中，液位状态可能指容器内部存在的特定液体量。如上文所讨论，可使用本公开的技术自动确定容器内部的液体量（或容器内部的自由体积）。在这些示例中，液位状态可形成状态连续体，其中每种状态对应于特定液体量。
本公开的技术可包括作为对确定的分析仪液位状态的反应而触发响应。接下来将讨论这些响应的各个方面。
在一些示例中，脱气器液位状态为多极离散状态之一，可能需要不同类型的响应。在一些示例中，所需响应可自动触发。在一些示例中，响应可包括特定干预。
例如，响应可包括一个或多个列表，包括记录值的时间序列、在自动分析仪的用户界面上输出有关液位状态的信息、输出警告、触发服务或维护操作、
安排服务或维护操作并停止脱气器和/或自动分析仪的运行。
除此之外或另选地，响应可包括增加本公开的检测技术的频率。例如，当脱气器进入亚临界状态时，与脱气器处于正常状态时的频率相比，可以增加检测脱气器状态的频率。
除此之外或另选地，响应可包括自动向一个或多个不同接收器通知脱气器的液位状态。例如，可在分析仪的图形用户界面上显示消息。在其他示例中，可向分析仪的服务人员（例如，位于远程位置）发送消息。供应商或服务提供商可为分析仪（包括脱气器）提供服务人员。
例如，第一离散液位状态 72d 可与从零到特定第一阈值量的液体量相关联。确定脱气器处于此液位状态的自动响应可包括记录值的时间序列和/或在自动分析仪的用户界面上输出有关液位状态的信息。例如，可在（图形）用户界面上输出容器内部的确定液体量和/或可显示液位状态的符号表示形式（例如，“在规定范围内”或绿色交通信号灯符号）。否则，可恢复脱气器的运行。在一些示例中，第一个液位状态可以是正常液位状态。
除此之外或另选地，第二个离散液位状态 72c 可与液体量相关联，范围从第一个阈值量到高于第一个阈值的第二个阈值量。确定脱气器处于此液位状态的自动响应可包括记录值的时间序列和/或在自动分析仪的用户界面上输出有关液位状态的警告。另外，如果确定步骤得出脱气器处于此第二个状态（将在下文中详细讨论），则可触发预防性维护操作。在其他示例中，可触发立即维护操作。在一些示例中，本公开中的维护操作可自动执行（例如，通过触发分析仪的预定维护例程）。在其他示例中，维护操作可由操作员或服务人员执行。在这些情况下，触发维护操作可能包括指示操作员或服务人员执行维护操作（例如，通过在分析仪的用户界面上显示“去除脱气器中的水”或“检查脱气器”等相应的消息）。指导操作可包括向操作员提供关于如何执行维护操作的说明。在一些示例中，如果发现脱气器处于第二个液位状态，分析仪可以继续使用脱气器。
除此之外或另选地，第三个离散液位状态 72b 可与液体量相关联，范围从第二个阈值量到高于第二个阈值的第三个阈值量。在这种情况下，自动响应可包括输出警告和/或触发或安排服务或维护操作。在一些示例中，除非在发现脱气器处于第三个液位状态后的特定时段内执行维护操作，否则可以停止脱气器的运行。在一些示例中，第三个液位状态可以是临界液位状态。
除此之外或另选地，第四个离散液位状态 72a 可与超过第三个阈值量的液体量相关联。在这种情况下，自动响应可包括立即停止分析仪或脱气器的运行。除此之外或另选地，自动响应可触发服务或维护操作。仅在完成服务或维护操作后才能恢复运行。
在其他示例中，响应可能限于向操作员告知分析仪的液位状态。例如，响应可能包括在自动分析仪的用户界面上输出有关液位状态的信息。除此之外或另选地，响应可包括如果液体量超过一个或多个预定阈值之一，则输出警告。如上文所讨论，确定步骤可能在容器内部产生一定量的液体。在一些示例中，此液体量在分析仪的图形用户界面上输出。除此之外或另选地，可在分析仪的图形用户界面上输出液位状态指示（例如，颜色编码）。
如上文所讨论，本公开的技术可允许基于液位状态的多次确定来预测临界脱气器状态。在这些情况下，响应可能包括在脱气器进入如上文所讨论的临界脱气器状态或故障状态之前安排服务或维护操作。例如，服务或维护操作可能涉及外部服务人员（例如，接受过必要培训以执行服务或维护操作）和/或现场可能不存在的备件。在这些情况下，基于多个液位状态确定结果的预测可为这些耗时的任务预留足够的时间，以避免分析仪或脱气器长时间停机（这可能是在脱气器故障之前或之后短时间内即检测到临界脱气器状态的结果）。除此之外或另选地，能够预测临界脱气器状态的时间可允许按需安排服务或维护操作。如果临界脱气器状态的预测时间仍然距现在足够远，则脱气器可恢复其正常运行，而不会因服务或维护操作而中断。
图 5 示出根据本公开的脱气器状态预测。
可以看到，在预定时段内（图 5 示例中约为一年）会重复确定脱气器的液位状态。可以看到，容器内部的液体量在预定时段内稳定增加（如上文所讨论，脱气器液位状态在该时段内可归为多个离散等级）。现在，基于液位状态的多次确定可预测容器中液位的未来发展，特别是脱气器的临界状态。
例如，外推技术可用于基于液位状态的多次确定来预测未来的液位状态。例如，可以假定容器内部液体量的特定线性或非线性发展，并可通过从液位状态的多次确定中获得的外推数据来确定未来的液体量。
在图 5 的示例中，基于直到例如第 200 天的确定结果外推，可能得出可预期在第 250 天左右达到临界状态。基于此信息，可触发适当响应。例如，可在第 220 天左右安排服务或维护操作，以确保脱气器不进入临界状态（同时使后续维护操作之间的间隔最大化）。
液位状态的未来发展可以连续地或在特定触发事件下（例如，容器内部液体量的特定最小激增）预测。除此之外或另选地，预测可包括考虑在先前的维护操作服务之后的液位状态的所有确定，或者仅考虑一部分确定。
分析仪工作流的具体示例
在一些示例中，获得本公开的时间序列可包括打开阀以补偿容器中的真空、关闭阀、打开真空泵以对容器抽真空以及在对容器抽真空时测量时间序列中的值。在一些示例中，阀的切换可提高过程的安全性和可靠性（例如，将容器内部的压力“初始化”为预定压力值）。但是，在其他示例中，可能不要求或不需要特定的“初始化”。因此，可省略用于补偿容器内部真空的阀的切换。本公开的技术仍可在没有这些初始步骤的情况下执行。例如，在容器中存在残余真空的情况下（例如，在容器闲置一段时间后），仍可执行本公开的技术。在其他示例中，本公开的技术可从容器的另一未知压力状态开始执行。
如上文所讨论，时间序列也可在容器的加压操作期间测量。
图 6 和图 7 为示出根据本公开的示例方法的流程图。
图 6 示出示例自动化程序，其可在包括脱气器的分析仪的初始化过程中执行（例如，在每天早上打开分析仪时执行）。
该过程从打开 501 分析仪开始，该分析仪将触发自动初始化过程。在后续步骤中，打开将容器内部与周围环境连接的流体通道中的阀 503。结果使脱气器容器内部的压力设置为环境压力（即容器内剩余的真空得到补偿）。在一些示例中，容器内部的压力可能不完全已知或不可预测（例如，因为在分析仪关闭期间压力的发展不完全可预测）。因此，使压力达到环境压力可在容器内部建立定义压力值。如上文所讨论，此定义压力值可能因分析仪海拔等因素而异。
在后续步骤中，阀关闭，真空泵打开 507。结果使脱气器容器抽真空。在此抽真空过程中，监视容器内部的压力 507，以获得指示容器内部压力值的时间序列。
基于获得的此时间序列，如本公开中所讨论，确定液位状态 509。在图 6 的示例中，预计有四个离散的液位状态等级，每个等级对应于容器内部的特定水量（即，“低”等级、“正常”等级、“高”等级和“过高”等级）。
同样如图 6 所示，为液位状态的每个离散等级定义了自动响应。如果发现脱气器处于低等级，可停止分析仪的运行 517。此外，可在分析仪的图形用户界面上输出错误消息。如果发现脱气器处于正常等级，记录有关压力的信息，并恢复初始化过程 511。如果发现脱气器处于高等级，通知客户服务部门（例如，服务人员）513。例如，可向客户服务部门（例如，服务人员）发送消息。另外，初始化过程可以恢复。最后，如果发现脱气器处于过高等级，可通知 515 用户或服务人员直接干预。
如上文所讨论，在其他示例中可触发不同或额外响应。
图 7 示出根据本公开的第二个工作流。此工作流在分析仪或脱气器的服务操作期间执行。
首先，将分析仪切换到服务模式 601。服务人员随后选择“脱气器测试”603。随后，在抽真空过程 605-609 期间，以与上文讨论的图 6 中的步骤（即，图 7 中的步骤 605-609，对应于图 6 中的步骤 503-507）相同的方式自动监视压力值的时间序列。
但是，液位状态确定包括在分析仪 611 的图形用户界面上显示时间序列或从时间序列派生的信息。在此示例中，经验更丰富的用户或服务人员可解释结果并启动适当的响应。相比之下，图 6 的工作流包括以更高程度的自动化处理液位状态确定结果，这种方式考虑到分析仪日常运行中操作员的专业知识水平可能不足以解释液位状态确定结果。
分析仪的各个方面
在一些示例中，包括本公开的脱气器的分析仪还包括质谱仪。除此之外或另选地，脱气器可用于分析仪的供水系统。
例如，水（或不同液体）可用于分析仪（任选地包括质谱仪）的样品制备过程。这可包括在质谱仪过程对样品进行仔细检查之前先稀释样品。
图 8 为根据本公开的分析仪的示意图。
脱气器 5 布置在分析仪的第一个模块 81 中。在一些示例中，所述第一模块 81可以是样品制备模块。例如，在此样品制备模块中可使用水或另一种液体进行样品制备。在一些示例中，样品制备模块可包括移液装置。上文描述了可包括在样品制备模块中的其他组件。脱气器 5 可布置为从此过程中使用的水或另一种液体中去除气体。连接到脱气器 5的泵 83 布置在第二个模块 82 中（图 8 示例中为用于缓冲样品的样品缓冲模块“MSB”）。
一般来讲，使用本公开的技术监视的脱气器可以布置在分析仪或包括分析仪的模块中的任何位置。上文的“发明内容”小节讨论了示例分析仪或分析仪模块。
计算机实现
本公开还涉及配置为执行检测和/或监视分析仪脱气器状态的技术的计算机系统。
在一些示例中，计算机系统可以是分析仪（或其一部分）的控制器。然而，在其他示例中，计算机系统只能通过网络连接到分析仪，而不能成为分析仪的控制器的一部分。例如，计算机系统可以是医院或实验室管理系统，或者是分析仪的供应商或服务提供商的计算机系统。
仅要求计算机系统获得指示脱气器容器内部压力值的时间序列。这可能意味着计算系统会通过网络接收此信息。然而，在其他示例中，如上面所讨论的，计算系统还控制分析仪的功能（例如，测量压力或触发响应），这意味着计算系统是分析仪的控制器。
本公开的计算系统不限于特定的软件或硬件配置。只要软件或硬件配置能够执行根据本公开的用于检测和/或监视分析仪脱气器状态的技术步骤，则所述计算系统可以具有该软件或硬件配置。
本公开还涉及一种具有存储在其上的指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机系统执行时，提示计算机系统执行根据本公开的用于检测和/或监视分析仪脱气器状态的技术步骤。
进一步公开并提出了一种包括计算机可执行指令的计算机程序，当在计算机或计算机网络上执行该程序时，所述计算机可执行指令用于在本文所附的一个或多个实施例中执行根据本公开的方法。具体地，计算机程序可存储在计算机可读数据载体上。因此，具体地，可通过使用计算机或计算机网络，优选地通过使用计算机程序来执行如本文所公开的一个、多于一个或甚至所有方法步骤。
进一步公开并提出了一种具有程序代码的计算机程序产品，以便在计算机或计算机网络上执行该程序时，在本文所附的一个或多个实施例中执行根据本公开的方法。具体地，程序代码可存储在计算机可读数据载体上。
进一步公开并提出了一种具有存储在其上的数据结构的数据载体，在加载到计算机或计算机网络中之后，诸如在加载到计算机或计算机网络的工作存储器或主存储器中之后，该数据载体可执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法。
进一步公开并提出了一种具有存储在机器可读载体上的程序代码的计算机程序产品，以便在计算机或计算机网络上执行程序时，执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法。如本文所用，计算机程序产品是指作为可交易产品的程序。该产品一般可以任意格式（诸如纸质格式）存在，或在计算机可读数据载体上存在。具体地，计算机程序产品可分布在数据网络上。
进一步公开并提出了一种包含可由计算机系统或计算机网络读取的指令的调制数据信号，用于执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法。
参考本公开的计算机实施的方面，可通过使用计算机或计算机网络来执行根据本文所公开的一个或多个实施例的方法的一个或多个方法步骤或甚至所有方法步骤。因此，一般来讲，可通过使用计算机或计算机网络来执行包括提供和/或处理数据的任何方法步骤。一般来讲，这些方法步骤可包括通常除需要手动工作（诸如提供样品和/或执行测量的某些方面）的方法步骤之外的任何方法步骤。
进一步公开并提出了一种计算机或计算机网络，该计算机或计算机网络包括至少一个处理器，其中该处理器适于执行根据本说明书中所描述的实施例中的一个的方法。
进一步公开并提出了一种计算机可加载数据结构，该计算机可加载数据结构适于在计算机上执行数据结构时，执行根据本说明书中所描述的实施例中的一个的方法。
进一步公开并提出了一种存储介质，其中数据结构存储在该存储介质上并且其中该数据结构在加载到计算机或计算机网络的主存储装置和/或工作存储装置后，适于执行根据本说明书中所描述的实施例中的一个的方法。
其他方面
在前述小节中已经讨论了本公开的用于检测和/或监视分析仪脱气器状态的技术的多个方面。此外，还可根据以下方面执行本公开的用于检测和/或监视分析仪脱气器状态的技术：
1.一种用于检测和/或监视分析仪脱气器状态的自动化方法，
其中所述脱气器包括一个配置为抽真空的容器，
所述方法包括：
获得指示容器内部压力值的时间序列，
其中所述时间序列涵盖容器抽真空或加压时段；以及
基于时间序列确定脱气器的液位状态，取决于容器中存在的液体量。
2.根据方面 1 所述的方法，其进一步包括：
处理时间序列以估计容器中的液体量；以及
基于估计的液体量确定脱气器的液位状态。
3.根据方面 1 至 2 中任一项所述的方法，其中基于所述时间序列确定所述脱气器的液位状态包括使用所述容器的加压或抽真空过程模型，其由容器中存在的液体量进行参数化。
4.根据方面 3 所述的方法，其中模型使用容器的自由体积作为自由参数。
5.根据方面 1 至 4 中任一项所述的方法，其中基于所述时间序列确定所述脱气器的液位状态包括分析所述时间序列的形状。
6.根据方面 1 至 5 中任一项所述的方法，其中基于所述时间序列确定所述脱气器的液位状态包括评估以下一项或多项：
预定时间的压力水平；
压力下降幅度；
压力上升幅度；
压力下降速度；以及
压力上升速度。
7.根据方面 1 至 6 中任一项所述的方法，其中所述抽真空或加压过程的压力差至少为 100 mBar。
8.根据方面 1 至 7 中任一项所述的方法，其中获得时间序列和确定液位状态的步骤按预定定期间隔和/或作为对预定触发事件的反应而自动执行。
9.根据方面 8 所述的方法，其中获得时间序列和确定液位状态的步骤在启动程序期间或检查程序中自动执行。
10.根据方面 1 至 9 中任一项所述的方法，其中确定所述脱气器液位状态包括确定所述脱气器是否处于两个或多个离散状态之一。
11.根据方面 10 所述的方法，其中离散状态包括两个或多个正常状态（其中液位为容许范围）以及至少一个临界状态（其中液位接近临界水平）。
12.根据方面 11 所述的方法，其中离散状态包括需要不同类型干预的多个临界状态。
13.根据方面 12 所述的方法，其进一步包括自动触发所需干预。
14.根据方面 10 至 13 中任一项所述的方法，其中每个离散状态对应于容器中液位的特定范围。
15.根据前述方面中任一项所述的方法，其进一步包括：
根据确定的脱气器液位状态，自动触发自动分析仪的响应。
16.根据方面 15 所述的方法，其中所述响应包括以下一项或多项：
记录值的时间序列，
在自动分析仪的用户界面上输出有关液位状态的信息，
输出警告，
触发服务或维护操作，
安排服务或维护操作，以及
停止脱气器和/或自动分析仪的运行。
17.根据前述方面中任一项所述的方法，其进一步包括自动向一个或多个不同接收器通知脱气器的液位状态。
18.根据前述方面中任一项所述的方法，其进一步包括：
基于液位状态的多次确定，预测临界脱气器状态。
19.根据方面 18 所述的方法，其进一步包括在临界脱气器状态之前安排服务或维护操作。
20.根据方面 18 或 19 所述的方法，其中基于液位状态的多次确定来预测临界脱气器状态包括基于所述多次确定来外推液位状态，以预测容器中液位的未来发展。
21.根据前述方面 1 至 20 中任一项所述的方法，其中获得时间序列包括：
打开阀以补偿容器中的真空；
关闭阀；
开启真空泵以对容器抽真空；以及
在对容器抽真空时测量时间序列中的值。
22.根据前述方面 1 至 21 中任一项所述的方法，其中所述分析仪包括质谱仪。
23.根据前述方面 1 至 22 中任一项所述的方法，其中所述脱气器包括包含半渗透性材料的管道。
24.根据前述方面 1 至 23 中任一项所述的方法，其中所述脱气器用于所述分析仪的供水系统。
25.一种配置为执行方面 1 至 24 中任一项所述方法的步骤的计算机系统。
26.方面 25 的计算机系统是分析仪的控制器。
27.一种具有存储在其上的指令的计算机可读介质，所述指令在由计算机系统执行时，提示所述计算机系统执行方面 1 至 24 中任一项的步骤。

Claims (15)

1.一种用于检测和/或监视分析仪脱气器状态的自动化方法，
其中所述脱气器包括配置为被抽真空的容器，
所述方法包括：
获得指示容器内部压力的值的时间序列，
其中所述时间序列涵盖将容器抽真空或加压的时段；以及
基于时间序列确定脱气器的液位状态，所述液位状态取决于容器中存在的液体量。
2.根据权利要求 1 所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
处理时间序列以估计容器中的液体量；以及
基于所估计的液体量确定脱气器的液位状态。
3.根据权利要求 1 至 2 中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于时间序列确定脱气器的液位状态包括使用所述容器的加压或抽真空过程的模型，所述模型由容器中存在的液体量进行参数化，可选择地，其中所述模型使用容器的自由体积作为自由参数。
4.根据权利要求 1 至 3 中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于时间序列确定脱气器的液位状态包括分析所述时间序列的形状。
5.根据权利要求 1 至 4 中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于时间序列确定脱气器的液位状态包括评估以下一项或多项：
在预定时间的压力水平；
压力下降幅度；
压力上升幅度；
压力下降速度；以及
压力上升速度。
6.根据权利要求 1 至 5 中任一项所述的方法，其特征在于，获得时间序列和确定液位状态的步骤按预定定期间隔和/或按对预定触发事件的反应而自动执行，可选择地，其中所述获得时间序列和确定液位状态的步骤在启动程序期间或检查程序中自动执行。
7.根据权利要求 1 至 6 中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述脱气器的液位状态包括确定所述脱气器是否处于两个或更多个离散状态中的一者，可选择地，其中所述离散状态包括两个或更多个正常状态以及至少一个临界状态，所述正常状态是指液位为容许范围，所述临界状态是指液位接近临界水平。
8.根据权利要求 7 所述的方法，其特征在于，所述离散状态包括需要不同类型干预的多个临界状态。
9.根据权利要求 7 至 8 中任一项所述的方法，其特征在于，每个离散状态对应于容器中液位的特定范围。
10.根据前述权利要求 1 至 9 中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
根据所述脱气器的所确定的液位状态，自动触发自动分析仪的响应。
11.根据权利要求 10 所述的方法，其特征在于，所述响应包括以下一项或多项：
记录值的时间序列，
在自动分析仪的用户界面上输出有关液位状态的信息，
输出警告，
触发服务或维护操作，
安排服务或维护操作，以及
停止脱气器和/或自动分析仪的运行。
12.根据前述权利要求 1 至 11 中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括自动向不同接收器中的一个或多个通知脱气器的液位状态。
13.根据前述权利要求 1 至 12 中的任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
基于液位状态的多次确定来预测临界脱气器状态，可选择地，其中所述基于液位状态的多次确定来预测临界脱气器状态包括基于所述多次确定来外推液位状态，以预测容器中液位的未来发展。
14.一种配置为执行根据权利要求 1 至 13 中任一项所述方法的步骤的计算机系统，可选择地，其中所述计算机系统为分析仪的控制器。
15.一种具有存储在其上的指令的计算机可读介质，其特征在于，所述指令在由计算机系统执行时，提示所述计算机系统执行权利要求 1 至 13 中任一项的步骤。
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