CN113701696A - 样品容器弹簧检查设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及样品容器弹簧检查设备。本发明提供一种用于测量插入到样品容器托架(7)的开口(6)中的样品容器(2)的纵向轴线(1)与参考射线(3)之间的角度(α)的设备(100)，所述设备(100)包括：第一加速度计(4)，其可固定至所述样品容器(2)并且适于根据所述样品容器(2)的取向生成多个第一加速度计信号（S1x、S1y、S1z），以及计算单元(5)，其联接至所述第一加速度计(4)并且适于根据所述多个第一加速度计信号（S1x、S1y、S1z）计算所述角度(α)。

Description

样品容器弹簧检查设备
技术领域
本发明涉及一种用于测量插入到样品容器托架的开口中的样品容器的纵向轴线与参考射线之间的角度的设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种高度精确且易于制造的用于测量插入到样品容器托架的开口中的样品容器的纵向轴线与参考射线之间的角度的设备。
样品容器托架可以例如是单个样品容器托架或可以例如是圆形传输链的一部分，该圆形传输链包括形成该链的多个连接的样品容器托架。
所述设备适于测量插入到样品容器托架的相应开口中的样品容器的纵向轴线与参考射线之间的角度。样品容器可以是常规的样品容器，例如以常规样品管的形式。然而，样品容器可以替代地实现为具有与通常使用的样品容器相同的相关尺寸但不旨在容纳样品的样品容器仿制品。
所述设备包括第一加速度计，该第一加速度计可固定至或被固定至样品容器并且适于根据样品容器在空间中的取向生成多个第一加速度计信号。关于加速度计的基本功能原理，请参考相关的技术文献。
所述设备进一步包括计算单元（例如以微处理器的形式），其联接至第一加速度计并且适于根据所述多个第一加速度计信号来计算所述角度。根据加速度计信号来计算角度在本领域中是众所周知的，因此就此参考了相关的技术文献。
根据一个实施例，参考射线是样品容器托架的开口（特别是圆形开口）的纵向轴线。
根据一个实施例，第一加速度计适于根据样品容器在空间中的取向生成三个第一加速度计信号。所述三个第一加速度计信号中的第一个可例如表示在 x 方向上的加速度，所述三个第一加速度计信号中的第二个可例如表示在 y 方向上的加速度，并且所述三个第一加速度计信号中的第三个可例如表示在 z 方向上的加速度。
根据一个实施例，所述设备包括第二加速度计，该第二加速度计可固定至或被固定至样品容器托架并且适于根据样品容器在空间中的取向生成多个第二加速度计信号，其中计算单元联接至第二加速度计并且适于根据所述多个第一加速度计信号和根据所述多个第二加速度计信号来计算所述角度。
根据一个实施例，第二加速度计适于根据样品容器托架在空间中的取向生成三个第二加速度计信号。所述三个第二加速度计信号中的第一个可例如表示在 x 方向上的加速度，所述三个第二加速度计信号中的第二个可例如表示在 y 方向上的加速度，并且所述三个第二加速度计信号中的第三个可例如表示在 z 方向上的加速度。
根据一个实施例，所述三个第一加速度计信号代表表示样品容器在空间中的取向的第一向量，并且所述三个第二加速度计信号代表表示参考射线在空间中的取向的第二向量，其中计算单元适于基于第一向量和第二向量的点积来计算所述角度。
根据一个实施例，所述设备包括参考样品容器，其中第一加速度计固定至该参考样品容器。
根据一个实施例，样品容器托架包括弹簧装置或弹簧插入件，该弹簧装置或弹簧插入件插入到样品容器托架的开口中并且适于借由向插入的样品容器施加弹力来固定插入到开口中的样品容器，其中计算单元适于根据计算出的角度来检查弹簧装置是否正确发挥功能。如果弹簧装置正确地发挥功能，则插入到开口中的样品容器的纵向轴线通常基本上在 z 方向上延伸。因此，如果弹簧装置理想地发挥功能，计算出的角度可对应于设定点，例如设定点为 0°。如果计算出的角度从设定点偏离超过给定阈值，例如从设定点偏离超过5° 至 10°，则可以得出结论，弹簧装置未正常地发挥功能。
根据一个实施例，计算单元适于根据计算出的角度检查弹簧装置是否正确地插入到开口中。
根据一个实施例，计算单元适于根据计算出的角度检查弹簧装置是否磨损或破损。
插入到样品容器中的弹簧装置的位置影响样品容器的位置。倾斜放置在开口中的样品容器对容器搬运和处理效率有负面影响。
本发明提供测量例如参考样品容器的偏斜度的能力，该偏斜度随后可用于确定例如弹簧装置或插入件的位置。
可将样品容器视为向量，其取向由以下 {ax，ay，az} 定义。
用取向 {bx，by，bz} 定义参考向量，该参考向量可描述为样品容器托架向量。
假设在测量过程中，样品容器托架和插入到样品容器托架的开口中的样品容器两者都是静止的，线性加速度为零。
为了简单起见，可将分配给样品容器托架的加速度计对准样品容器托架的平坦顶表面，其中该平坦顶表面垂直于样品容器托架的圆形开口的纵向轴线。
来自两个加速度计的测量值将基于它们所连接的对象的取向来反映重力的分布。使用两个向量的点积，可确定两个向量之间的角度，在这种情况下是样品容器相对于样品容器托架顶表面的倾斜角度。
已知为例如零的角度反映无错误状态，其中样品容器垂直于样品容器托架的顶表面放置。具有例如 13 mm 的直径和 2-5 度的倾斜角度的样品容器反映出样品容器的外表面与开口边缘的内径接触，其中这种情况描述了样品容器托架没有弹簧装置或开口中的弹簧装置破损或缺失。
借助于本发明的设备，可执行样品容器托架的自动预测性维护。此外，可实现管类型的表征或测试、新管类型的检测等。此外，可在实际上不使用样品容器托架的停机期间执行样品容器托架检查。当测得的角度比预定角度高例如 2 度时，借由更换样品容器托架或插入的弹簧装置进行预测性维护。
附图说明
现在将参考附图来描述本发明，其中：
图 1 示意性地示出用于测量插入到样品容器托架的开口中的样品容器的纵向轴线与参考射线之间的角度的设备，并且
图 2 示意性地示出包括圆形传输链和图 1 设备的实验室自动化系统，该圆形传输链包括形成该链的多个连接的样品容器托架。
具体实施方式
图 1 示意性地示出用于测量插入到样品容器托架 7 的开口 6 中的样品容器 2的纵向轴线 1 与参考射线 3 之间的角度 α 的设备 100 的横截面侧视图。如图所示，参考射线 3 形成样品容器托架 7 的开口 6 的纵向轴线。
在图 1 中，仅示出样品容器托架 7 的单个开口 6。然而，样品容器托架 7 可具有一个以上的开口 6，例如 5 个线性布置的开口 6 或 50 个成行和成列布置的开口。
设备 100 包括第一加速度计 4，该第一加速度计固定至样品容器 2 并且适于根据样品容器 2 在空间中的取向生成三个第一加速度计信号 S1x、S1y、S1z。
设备 100 包括第二加速度计 8，该第二加速度计固定至样品容器托架 7 的顶表面并且适于根据样品容器托架 7 在空间中的取向生成三个第二加速度计信号 S2x、S2y、S2z。
三个第一加速度计信号 S1x、S1y、S1z 代表表示样品容器 2 在空间中的取向的第一向量。第一向量可表示为
Figure 459218DEST_PATH_IMAGE001
因此，所述三个第二加速度计信号 S2x、S2y、S2z 代表表示参考射线 3 在空间中的取向的第二向量。第二向量可表示为
Figure 916744DEST_PATH_IMAGE002
计算单元 5 适于基于第一向量和第二向量的点积来计算角度 α。其为：
Figure 731117DEST_PATH_IMAGE003
其遵循
Figure 553579DEST_PATH_IMAGE004
因此，可基于以上等式来计算角度 α。
样品容器托架 7 包括弹簧装置 9，该弹簧装置插入到样品容器托架 7 的开口 6中并且适于借由向插入的样品容器 2 施加弹力来固定插入到开口 6 中的样品容器 2。
如果弹簧装置 9 按预期发挥功能，则角度 α 为零，即样品容器 2 的纵向轴线 1仅在 z 方向上延伸。如果测得的角度 α 从零偏离超过给定的阈值，例如超过 +/- 3 度，则可确定弹簧装置 9 出现故障。
计算单元 5 适于根据计算出的角度 α 来检查弹簧装置 9 的功能。计算单元可以例如适于根据计算出的角度 α 来检查弹簧装置 9 是否正确地插入到开口 6 中和/或弹簧装置 9 是否磨损或破损。
为此目的，样品容器 2 可形成作为设备 100 的一部分的参考样品容器，其中第一加速度计 4 永久地固定至参考样品容器 2。然后，参考样品容器 2 可用于检查多个样品容器托架 7 的每个弹簧装置 9 是否正确发挥功能。
计算单元 5 可存储每个样品容器托架 7 的各自测得的角度，并且例如针对测得的角度的绝对变化或变化率执行预测性维护。
图 2 示意性地示出实验室自动化系统 200，其包括圆形传输链 201 和图 1 的设备 100，该圆形传输链包括形成链 201 的多个连接的样品容器托架 7。设备 100 用于在实验室自动化系统 200 的停机期间检查样品容器托架 7 是否正确发挥功能。
在实验室自动化系统 200 的正常运行期间，将固定有第一加速度计 4 的参考样品容器 2 存储在存储单元 202 中。样品容器托架 7 传输样品容器，所述样品容器为含有待处理实验室样品的实验室样品管的形式。在将实验室样品管插入到样品容器托架 7 的开口 6 中的情况下，将该实验室样品管沿链 201 的移动方向传输。
在实验室自动化系统 200 的停机期间，没有样品管插入到样品容器托架 7 的开口 6 中。夹持器 203 从存储单元 202 移除固定有第一加速度计 4 的参考样品容器 2，并且将参考样品容器 2 顺序地插入到待检查的样品容器载体 7 的开口 6 中。然后，相应的所得角度 α 用于检查样品容器载体 7，特别地用于检查相应样品容器载体 7 的弹簧装置 9。替代地，如果检测到一个样品容器托架存在问题或该问题在其他方面变得明显，则可在操作模式下检查弹簧状态。

Claims (10)

1.用于测量插入到样品容器托架 (7) 的开口 (6) 中的样品容器 (2) 的纵向轴线(1) 与参考射线 (3) 之间的角度 (α) 的设备 (100)，所述设备 (100) 包括：
第一加速度计 (4)，其可固定至所述样品容器 (2) 并且适于根据所述样品容器 (2)的取向生成多个第一加速度计信号（S1x、S1y、S1z），以及
计算单元 (5)，其联接至所述第一加速度计 (4) 并且适于根据所述多个第一加速度计信号（S1x、S1y、S1z）计算所述角度 (α)。
2.根据权利要求 1 所述的设备 (100)，其特征在于，
所述参考射线 (3) 形成所述样品容器托架 (7) 的开口 (6) 的纵向轴线。
3.根据权利要求 1 或 2 所述的设备 (100)，其特征在于，
所述第一加速度计 (4) 适于根据所述样品容器 (2) 在空间中的所述取向生成三个第一加速度计信号（S1x、S1y、S1z）。
4.根据前述权利要求中的一项所述的设备 (100)，其特征在于，
所述设备 (100) 包括第二加速度计 (8)，所述第二加速度计可固定至所述样品容器托架 (7) 并且适于根据所述样品容器托架 (7) 的取向生成多个第二加速度计信号（S2x、S2y、S2z），
其中所述计算单元 (5) 联接至所述第二加速度计 (8) 并且适于根据所述多个第二加速度计信号（S2x，S2y，S2z）计算所述角度 (α)。
5.根据权利要求 4 所述的设备 (100)，其特征在于，
所述第二加速度计 (4) 适于根据所述样品容器托架 (7) 在空间中的所述取向生成三个第二加速度计信号（S2x、S2y、S2z）。
6.根据权利要求 5 所述的设备 (100)，其特征在于，
所述三个第一加速度计信号（S1x、S1y、S1z）代表表示所述样品容器 (2) 在空间中的所述取向的第一向量，
所述三个第二加速度计信号（S2x、S2y、S2z）代表表示所述参考射线 (3) 在空间中的取向的第二向量，
其中所述计算单元 (5) 适于基于所述第一向量和所述第二向量的点积来计算所述角度 (α)。
7.根据前述权利要求中的一项所述的设备 (100)，其特征在于，
所述设备 (100) 包括参考样品容器 (2)，其中所述第一加速度计 (4) 固定至所述参考样品容器 (3)。
8.根据前述权利要求中的一项所述的设备 (100)，其特征在于，
所述样品容器托架 (7) 包括弹簧装置 (9)，所述弹簧装置插入到所述样品容器托架(7) 的开口 (6) 中并且适于借由向插入的样品容器 (2) 施加弹力来固定插入到所述开口 (6) 中的所述样品容器 (2)，
其中所述计算单元 (5) 适于根据计算出的角度 (α) 来检查所述弹簧装置 (9) 的功能。
9.根据前述权利要求中的一项所述的设备 (100)，其特征在于，
所述计算单元 (5) 适于根据所述计算出的角度 (α) 来检查所述弹簧装置 (9) 是否正确地插入到所述开口 (6) 中。
10.根据前述权利要求中的一项所述的设备 (100)，其特征在于，
所述计算单元 (5) 适于根据所述计算出的角度 (α) 来检查所述弹簧装置 (9) 是否磨损或破损。
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