CN114651180A - 流体分析设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种流体分析设备(1)包括颗粒计量装置(4)、保持器(6)、机器人(3)、清洗站(5)和控制单元(2)。颗粒计量装置(4)具有传感器单元(42)和评估单元(41)，该传感器单元具有待布置在流体中以感测流体中的颗粒的感测棒(421)。保持器(6)具有多个容纳座，每个容纳座被配置成接纳其中设置有流体样品的容器。控制单元(2)连接到颗粒计量装置(4)和机器人(3)。传感器单元(42)安装在机器人(3)上。控制单元(2)被配置成控制机器人(3)将感测棒(421)依次布置在接纳于保持器(6)的容纳座中的容器的流体样品中的一者中、启动颗粒计量装置以感测流体样品中的颗粒、和在每次感测流体样品中的一者中的颗粒之后并且在将感测棒(421)布置在流体样品中的下一者中之前控制机器人(3)将感测棒(421)布置在清洗站(5)中。

Description

流体分析设备和方法

技术领域

本发明涉及流体分析设备和分析流体的方法。这种设备和方法可以用于分析流体，特别是用于控制关于可见和亚可见颗粒的存在的流体质量。

背景技术

在流体质量控制的背景下，经常涉及对颗粒存在的验证。例如，在开发或生产诸如液体肠胃外药品的药物流体时，通常需要确保药物不包含任何可能在给药时引起不希望的副作用或降低功效的颗粒。

因此，通常使用特定设备来识别液体中的颗粒。这种设备包括各种技术，用于识别期望范围内的颗粒，包括亚可见颗粒。例如，一些设备应用基于光散射、光遮蔽或直接成像的光学方法。因此，典型地，该设备包括配备有高强度光源如激光源或卤素灯的传感器。光源用于向通过检测室的液体提供光束，以便照亮可能存在的颗粒。如果使用光散射，那么重定向的光被光电检测器检测到。如果使用光阻挡或光遮蔽，可以检测到光的损失。测量散射光或被阻挡光的振幅，对颗粒进行计数，并制成表格，放入标准化的计数箱中。

为了方便接近容器内的液体，此类设备的传感器通常配备有试管或针。借助于这种试管或针，液体或液体的足够的量可从容器中取出，并被送到传感器可到达的适当位置。

上述类型的设备可准确识别液体中的颗粒，因此通常用于制药和其他行业的质量控制。此外，这种设备在要求应用的标准程序中被接受，以便符合官方机构规定的条件。

然而，尽管用于颗粒识别的已知设备准确且被广泛接受，但它们通常以相对低效的方式操作，尤其是当必须分析相对大量的样品时。此外，当处理多个样品时，由于试管被一个跟着一个地/依次地放置在样品液体中，所以存在相当大的交叉污染的风险。更具体地说，已知的设备通常通过将包含待分析流体的容器(例如小瓶)放置在设备的给定平台上来操作，在该平台上传感器的试管可接近该容器。然后将试管引入小瓶内的液体中，并检测液体中的颗粒。传感器数据被传送到设备的计算或评估单元，在那里对其进行评估。检测所述液体后，将试管从液体中提升出来，并将小瓶从平台上移除。在随后的步骤中，将另一个小瓶放置在平台上，并将试管引入其液体中。

考虑到上述情况，需要一种系统，其允许高效、准确地分析多种流体中是否存在颗粒。

发明内容

根据本发明，该需求由独立权利要求1的特征所限定的流体分析设备以及独立权利要求17的特征所限定的流体分析方法来解决。优选实施例是从属权利要求的主题。

一方面，本发明为一种流体分析设备，其包括颗粒计量装置、保持器、机器人、清洗站和控制单元。该颗粒计量装置具有传感器单元和评估单元，该传感器单元具有布置在流体中以提取所述流体并感测所述流体中的颗粒的感测棒。保持器具有多个容纳座，每个容纳座构造成接纳其中设置有流体样品的容器。因此，保持器构造成接收多份流体样品，每份流体样品设置在接纳于保持器的多个容纳座之一中的一个容器中。控制单元连接到颗粒计量装置和机器人。传感器单元安装在机器人上。控制单元配置成能控制机器人以将感测棒布置在一个跟着一个/依次地接纳于保持器的多个容纳座中的容器之一的流体样品之一中、启动颗粒计量装置以感测流体样品中的颗粒、以及在每次感测流体样品中的一者中的颗粒之后并且在将感测棒布置在流体样品中的下一者中之前控制机器人以将感测棒布置在清洗站中。特别地，控制单元可配置成能启动颗粒计量装置，以通过感测一个跟着一个/依次地接纳在保持器的容纳座中的容器的流体样品中的一者中的颗粒来感测流体样品中的颗粒。因此，控制单元可配置成能在对两份不同流体样品中的颗粒进行感测之间，将感测棒布置在清洗站中。

本文使用的术语“颗粒”涉及流体样品中存在的任何未溶解的实体或物质。它可以特别涉及无意地存在于流体样品中的除气泡之外的粒子和典型的固体物质。

颗粒计量装置可为适用于计量或识别流体中期望尺寸范围的颗粒的任何装置。因此，可以通过直接测量流体中颗粒的浓度或者通过测量预定流体流中颗粒的量来间接确定浓度而对颗粒进行计量。此外，颗粒计量装置还能够测量颗粒的其他特性，例如尺寸、形状等。具体地，颗粒计量装置可以是液体中颗粒计数器，例如由贝克曼库尔特公司市售的分析设备HIAC 9703+或类似的装置。由颗粒计量装置感测和评估的颗粒可以是或可以包括亚可见颗粒。这种颗粒计量装置可以光学识别流体中的颗粒。例如，它可以应用光遮蔽技术来识别颗粒。

流体分析设备可特别配置用于质量控制。例如，它可以适用于根据在药物开发和制造中应用的权威机构规定的要求来控制药品物质的质量。例如，美国药典(USP)在其题为“注射剂中的颗粒物质(Particulate Matter in Injections)”的第788号参考标准中规定了用于检查注射剂和非肠道输注液中亚可见颗粒的方法和要求，以确保待通过注射器或输注装置输送的物质的质量。因此，流体分析设备可用于根据USP 788控制流体质量。

容器可以是适于容纳待分析的流体样品的任何容纳装置。它尤其可以是小瓶、试管、药筒等。这里使用的术语“小瓶”可涉及字面意义上的小瓶，即比较小的器皿或瓶子，其通常用于储存液体、粉末或胶囊形式的药品或药物产品或药。小瓶可由诸如玻璃或塑料如聚丙烯的可消毒材料制成。它通常包括罩盖或罩帽，该罩盖或罩帽包括诸如橡胶止挡件或隔膜的密封件，在许多应用中，该密封件设计成被刺穿。

感测棒可以是试管或针，更具体地说，可以是注射针。已知的颗粒计量装置使用注射针作为感测棒，这对于被引入容器中而言是有益的，在容器相对较小或具有相对较小开口的情况下也是如此。感测棒可配置成能将流体吸入或提取到感测单元中，在感测单元中感测流体中的颗粒。更具体地说，通过感测棒，可以从容器中提取流体样品或其足够量，并将其传送到传感器单元的适当位置，在那里可以分析其是否存在颗粒。此外，通过取出感测棒，允许将运动中的液体容纳在传感器单元内，这在许多类型的传感器技术中是有益的。

根据本发明的设备的清洗站可在测量两份相继的流体样品之间有效清洁传感器单元。这允许防止流体样品之间的交叉污染，从而可以确保单次测量的适当质量，并且可以避免在感测颗粒之后不得不丢弃流体样品。特别地，在涉及相对昂贵的流体样品如含有生物药物(例如抗体)的流体的情况下，当流体样品可以被进一步处理时可能是有益的。

通过让机器人携带传感器单元的感测棒，可实现自动提供物理感测。这样，特别是当涉及相对大量份的流体样品时，可以提高分析的效率。因此，保持器允许预限定容器的准确位置和取向，使得机器人可以将感测棒精确地定位在流体样品内。

此外，通过提供控制单元并将其连接至机器人和颗粒计量装置，可自动执行整个过程，从而可显著提高效率。控制单元与机器人或与颗粒计量装置之间的连接可以是任何合适的数据通信连接。例如，控制单元可以通过缆线或线连接到机器人和颗粒计量装置。无线连接也是可能的。此外，为了与机器人和/或颗粒计量装置通信，可以使用一个或多个合适的协议和/或接口。例如，颗粒计量装置通常配备有用于通信的接口，并且涉及用于交互的预定协议。这种接口和协议可以用在根据本发明的设备中，用于建立控制单元和颗粒计量装置之间的连接。

控制单元可以是或包括任何合适的计算装置，如常规计算机。因此，术语“计算机”涉及任何电子数据处理设备或装置。该术语可以包括单个设备，例如服务器计算机、台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、智能手机、嵌入式系统等。它还可以涉及此类设备的组合，例如具有在不同位置的多个组成部分的分布式系统。典型地，计算机由多个组成部分组成，所述多个组成部分例如包括中央处理单元(CPU)、具有记录介质的永久数据存储器(例如硬盘、闪存等)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、通信适配器(例如通用串行总线(USB)、局域网(LAN)适配器、无线LAN(WLAN)适配器、蓝牙适配器等)、用户接口(例如键盘、触摸屏、鼠标、屏幕、麦克风、扬声器等)、以及其他组成部分。因此，计算机可以在上述和/或其他组成部分的不同实施例中组装。

根据本发明配置控制单元可包括在计算机上运行专用计算机程序，以执行相应任务。由此，计算机可布置成物理地连接到机器人和颗粒计量装置，以逻辑地执行步骤来评估机器人和颗粒计量装置并与之交互，以及向机器人和颗粒计量装置提供指令。提供指令可以包括将数据信号传送给机器人和/或颗粒计量装置。这些数据信号可以代表能够被机器人和/或颗粒计量装置理解和执行的指令。

如上所述，通过为流体分析设备配备清洗站，并通过配置控制单元以使得机器人在检测每份流体样品中的颗粒后，将感测棒定位在清洗站中，可确保感测棒在转移至后续流体样品之前是清洁的。这样，可以防止流体样品之间的交叉污染。为了有效清洁传感器单元，清洗站可以是多元件组件。特别地，它可以具有多个部件，用于提供清洁传感器单元所涉及的各种任务。

优选地，清洗站包括容纳清洁介质的清洁介质储器和连接至清洁介质储器的清洁介质输送器，其中，所述控制单元连接到所述清洗站，并且配置成能在所述颗粒计量装置感测接纳在所述保持器的容纳座中的容器中的一个容器的流体样品中的颗粒之后，并且在所述颗粒计量装置感测接纳在所述保持器的容纳座中的容器中的另一个容器的流体样品中的颗粒之前，启动所述清洁介质输送器，以用所述清洁介质冲洗所述传感器单元或者特别是其感测棒。这里使用的术语“冲洗”可特别涉及通过感测棒提供清洁介质。它还可以包括向传感器单元的任何部件的外部提供清洁介质，但使清洁介质被输送穿过感测棒可能是特别有益的。这里所涉及的清洁介质输送器可以是允许输送或推进介质以冲洗传感器单元的任何结构。特别地，在一个有利的变型中，它可以实施为或包括用于主动推进或输送清洁介质的泵。或者，在另一个有利的变型中，清洁介质输送器可以包括连接到在压力下容纳清洁介质的容器的阀或类似结构。因此，在这种变型中，输送的清洁介质可以体现为加压的储器和阀或类似结构的组合。因此，启动阀或类似结构允许控制清洁介质流出储器。提供清洁介质储器和清洁介质输送器允许以由控制单元驱动的自动方式有效地清洁传感器单元。

清洁介质可为溶液或纯化水，尤其是超纯水或注射用水。替代地或附加地，它可以是或包括乙醇或类似的适于清洁的物质或试剂。因此，清洁介质储器可以是溶液储器、纯水储器、乙醇储器或其他物质储器。有利地，控制单元配置成能在感测一个容器中的流体样品之后并且在感测后续容器中的另一份流体样品之前，用清洁介质冲洗传感器单元。

因此，清洗站优选具有清洗座，当用清洁介质冲洗传感器单元时，感测棒布置在清洗座中。在冲洗传感器单元的过程中，清洁介质可以通过感测棒排入清洗座中。清洗座可以体现在清洗站的成型部或主体中。这种清洗座允许通过机器人以自动化的方式有效且精确地定位感测棒。

清洗站优选包括清洁介质腔，清洁介质腔布置成接收冲洗传感器单元之后的清洁介质。清洁介质腔和清洗座可以是在清洗站中实施的相同或不同的结构。

清洗座和清洁介质腔优选流体连通，使得，在冲洗传感器单元后，清洁介质被提供到清洗座中，并从清洗座转移至清洁介质腔。清洗座和清洁介质腔之间的流体连通可以通过溢流结构来建立，该溢流结构布置成使得在将清洗座填充到一定程度之后并且在清洁介质离开清洗站之前，使清洁介质从清洗座流至清洁介质腔。

控制单元优选配置成能控制机器人将感测棒布置在清洁介质腔中，以感测冲洗传感器单元后的清洁介质中的颗粒。这种配置允许验证清洁介质是否足够纯，以便推断传感器单元中有没有颗粒。这样，可以有效地确保在测量任何另外的流体样品之前传感器单元是洁净的。更具体地，这种配置允许使用颗粒计量装置本身来验证传感器单元的清洁度，并以有效的自动化方式防止交叉污染。

因此，控制单元优选配置成能在于冲洗传感器单元后的清洁介质中所感测到的颗粒的量在预定阈值以下时控制机器人，以将感测棒布置在接纳于保持器的多个容纳座中的容器中的另一个容器的流体样品中。容器中的另一个容器尤其可以是容器序列中的下一者。预限定阈值并确保不超过该阈值允许有效地保证传感器单元足够清洁，并且保证传感器单元中没有临界量的残留颗粒。

所述控制单元还优选配置成能在于冲洗传感器单元后的清洁介质中所感测到的颗粒的量高于所述预定阈值时，启动清洁介质输送器以便用清洁介质冲洗传感器单元。在这里，传感器单元可以被再次清洗，以达到适当的清洁度。在再次清洗时，感测棒可被再次布置在清洗座中。

清洗站优选包括干燥用联接器，控制单元配置成能在将感测棒布置在接纳于保持器的容纳座中的容器中的另一个容器的流体样品中之前，控制机器人以将感测棒布置在干燥用联接器中。干燥用联接器可以是允许联接感测棒以干燥传感器单元的任何联接结构。例如，它可以是干燥腔，该干燥腔可以设置有垫圈结构，以允许感测棒的紧密联接。通过给清洗站配备干燥用联接器，可以实现传感器单元在清洗后被干燥。这样，可以防止清洁介质接触可能影响测量的流体样品。

因此，清洗站优选包括连接至控制单元的真空发生器，其中控制单元配置成能在感测棒布置在干燥用联接器中时，启动真空发生器以干燥传感器单元。真空发生器可以是允许向干燥用联接器提供负压的任何结构或部件。例如，真空发生器可以包括真空泵。或者，它可以配备有联接到干燥用联接器的真空容器，例如通过可控阀进行所述联接。这种真空发生器允许在对传感器单元冲洗后将残留的清洁介质从传感器单元中吸出或提取。真空发生器允许在清洗之后并且在检测随后的流体样品中的颗粒之前有效地自动干燥传感器单元。

优选地，流体分析设备包括振动器，其中保持器布置在振动器上，以便通过振动器而移动。通过使保持器以及连同容器振动，可以实现流体样品中的颗粒保持悬浮。换句话说，可以防止颗粒沉积成使得它们不再能够被传感器单元感测到。保持颗粒悬浮可能是相关参考标准(如USP 788)的要求。特别地，由于相当多的流体样品可以由流体分析设备自动处理，而不需要中间的任何人工干预(人工干预可能需要相当长的时间)，所以振动器可以实现在涉及的所有容器的流体样品中精确地感测颗粒。

因此，控制单元优选连接至振动器，并配置成能在感测棒未布置在接纳于保持器的容纳座中的任何容器的流体样品中时启动振动器。这种配置允许精确地感测流体样品中的颗粒，而不会导致因所涉及的容器的振动运动而引起的任何损害。

优选地，机器人为线性机器人，其实施为用于沿水平的x轴和竖直的z轴移动传感器单元。有利地，机器人被实施为附加地沿着水平的y轴移动传感器单元。这种线性机器人允许在容器和清洗站之间有效且精确地移动感测棒或整个传感器单元。此外，这种线性机器人通常相对坚固/可靠，并且维护工作量相对较低。

优选地，流体分析设备包括位于颗粒计量装置的传感器单元和颗粒计量装置的评估单元之间的样品环路。在本上下文中，术语“样品环路”可以涉及允许增加控制单元与评估单元或与颗粒计量装置的其他部件之间的距离或流体路径的任何结构。这样，可以确保流体样品不接触评估单元和/或其他部件。样品环路可以体现为增加在传感器单元之后的流动路径的管。为了在不需要相当大的空间的情况下实现显著的增加，可以缠绕或类似地布置样品环路的管。在颗粒计量装置具有泵或类似元件以通过感测棒将流体样品提取到传感器单元中的情况下，样品环路可以充分降低流体样品接触泵或类似元件的风险，从而降低多份流体样品之间发生交叉污染的风险。

优选地，流体分析设备包括与传感器单元的感测棒流体连接的流体样品提取器。因此，流体提取器可以实施为泵。这种泵允许将流体样品受控地抽吸到系统中，特别是抽吸到传感器单元中，使得精确和安全的抽吸成为可能。此外，如果需要的话，这种泵可以允许将流体样品输送到相反的方向。可选地，流体样品提取器可以是任何其他压力调节系统。例如，流体样品提取器包含在颗粒计量装置中。有利的是，流体提取器和传感器单元的感测棒之间的流体连接结构经过样品环路。因此，样品环路可以布置在流体样品提取器和传感器单元的感测棒之间的流体连接结构中。

因此，流体样品提取器和传感器单元的感测棒之间的流体连接结构优选至少部分填充有传输介质。流体连接结构可以是允许液体和/或压力传递的管子或类似导管。

在一个有利的实施例中，传输介质是一种液体，其在提取流体样品的过程中几乎不可压缩。例如，传输介质可以是纯化水。诸如空气的气体可位于传输介质和流体样品之间，以防止流体样品和传输介质之间的接触。通过提供传输介质，可以实现增加了压力的传输，这允许更精确地提取流体样品。例如，可以充分减少由流体样品提取器和感测棒之间气体体积变化而引起的影响。特别地，当流体样品提取器和感测棒之间的路径相对较大时，例如当提供样品环路时，具有传输介质可能特别有益。

在另一个有利的实施例中，传输介质为低活性气体，如惰性气体。例如，传输介质可以是氮气或类似气体。这种传输介质允许确保在流体样品提取器和感测棒之间的路径中(例如在样品环路中)没有残留物。更具体地，它允许防止提取的流体样品的污染。

另一方面，本发明为一种分析流体的方法，包括以下步骤：i)获取多个容器，每个容器均填充有待分析的流体样品；ii)使机器人自动将颗粒计量装置的传感器单元的感测棒布置在所述多个容器的流体样品中的一者中；iii)使颗粒计量装置的传感器单元自动感测所述流体样品中的该一者中的颗粒；iv)使机器人自动将颗粒计量装置的传感器单元的感测棒布置在清洗站中；v)清洁布置在清洗站中的颗粒计量装置的传感器单元的感测棒；和vi)针对依次布置的所述多个容器的样品中的其余者中的每一者而重复步骤ii)至v)。

尽管根据本发明的方法的步骤具有上述编号，但该编号不应理解为将该方法限制于特定顺序。而是，所列出的步骤可以以另一种顺序或次序来执行。

根据本发明的方法及其下述优选实施例允许实现上述流体分析设备及其优选实施例的效果和益处。

优选地，步骤v)包括使清洁介质输送器用清洁介质冲洗传感器单元。因此，清洗站优选地具有清洗座，当用清洁介质冲洗传感器单元时，感测棒布置在该清洗座中。

清洁介质优选在冲洗传感器单元后被收集。因此，颗粒计量装置的传感器单元优选自动感测所收集的清洁介质中的颗粒。因此，当在所收集的清洁介质中所感测到的颗粒的量在预定阈值以下时，优选执行步骤vi)。当在所收集的清洁介质中所感测到的颗粒的量高于预定阈值时，优选地再次执行步骤v)。

优选地，步骤v)包括干燥传感器单元。因此，干燥传感器单元优选地包括使清洗站的真空发生器向传感器单元施加真空。

优选地，该方法包括在步骤iii)、步骤iv)和步骤v)中振动所述多个容器。这种振动有利地由可以自动操作和控制的振动器施加。

附图说明

根据本发明的流体分析设备和根据本发明的方法在下文中通过示例性实施例并参考附图进行了更详细的描述，其中：

图1示出了根据本发明的流体分析设备的实施例的俯视框图；

图2示出了图1的流体分析设备的侧视图的框图；和

图3示出了操作图1的流体分析设备的流程图。

具体实施方式

在以下描述中，出于方便的原因使用某些术语且并非旨在限制本发明。术语“右”、“左”、“上”、“下”、“下方”和“上方”指的是图中的方向。所述术语包括明确地提到的用语以及它们的派生词和具有相似含义的用语。此外，可能使用诸如“在...之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”、“近侧”、“远侧”等空间相对术语以描述如图所示的一个元件或特征结构与另一元件或特征结构的关系。这些空间相对术语旨在除图中所示的位置和取向以外还涵盖使用或操作中的装置的不同位置和取向。例如，如果将图中的装置翻转，则被描述为在其它元件或特征结构“下方”或“之下”的元件将在其它元件或特征结构“上方”或“上面”。因此，示例性术语“下方”可以涵盖上方和下方的位置和取向两者。所述装置可以其它方式取向(旋转90度或处于其它取向)，并且文中使用的空间相对描述得以相应地阐释。同样，沿着和围绕各种轴线的移动的描述包括各种特殊装置位置和取向。

为了避免附图以及对各个方面和示例性实施例的说明的重复，应当理解的是，许多特征是多个方面和实施例共有的。从说明或附图省略一个方面并不意味着该方面从结合了该方面的实施例缺失。相反，该方面可以为了清楚起见而被省略并且避免了冗长的说明。在此上下文中，以下适用于本说明书的其余部分：如果为了使附图清楚，附图包含未在说明书的直接相关部分中阐述的附图标记，则可在之前或之后的说明章节中参照该附图标记。此外，为了清晰起见，如果在一个附图中未对一个部件的所有特征设置附图标记，则参照示出同一部件的其它附图。两个或更多个附图中的相似附图标记表示相同或相似的元件。

图1显示了根据本发明的流体分析设备1的实施例。流体分析设备1包括作为颗粒计量装置的液体中颗粒计数器4、线性机器人3、保持器6、振动器7、清洗站5和控制单元2。

控制单元2是运行专用软件的计算机，用于配置计算机以执行自动处理多个流体样品分析的各种任务。

液体中颗粒计数器4包括评估站41和传感器单元42。它配置成应用光遮蔽技术来识别流体中的颗粒。例如，液体中颗粒计数器可以是由贝克曼库尔特公司市售的分析设备HIAC 9703+。评估站41和传感器单元42通过线互连，使得传感器信号可以从传感器单元42传输到评估站41，在评估站41可以对传感器信号进行分析和进一步处理。评估站41具有接口，该评估站通过该接口、经由数据线连接到控制单元2。由此，控制单元2由专用软件配置成根据由液体中颗粒计数器4或由液体中颗粒计数器的制造商预定义的协议与评估站41通信。

线性机器人3具有x-臂31、y-臂32和z-臂33。y-臂32安装到x-臂31上，使得它可以沿着水平轴线x(即图1中的左右)前后地线性移位。此外，z-臂33安装到y-臂32上，使得它可以沿水平轴线y(即图1中的上下)前后地线性移位。最后，传感器单元42安装到z-臂33上，使得它可以沿着竖直轴线z前后地线性移位，即移动到图1所示的平面之外。线性机器人3具有接口，其通过数据线连接到控制单元2。由此，控制单元2由专用软件配置成根据由线性机器人或由线性机器人的制造商预定义的协议与线性机器人3通信。特别地，控制单元2配置成借助于线性机器人3在任何期望的位置移动传感器单元42。

保持器6具有多个容纳座，每个容纳座均构造成接收作为容器的小瓶，流体样品设置在该小瓶中。布置在保持器的容纳座中的所述多个小瓶包含不同的流体样品，所述不同的流体样品将被分析，以确定在质量控制中可见和亚可见的存在。保持器6放置在振动器7上，使得振动器7在被启动时移动保持器6。由此，定位在保持器6中的小瓶也被移动或振动，使得流体样品中的最终颗粒保持悬浮或分布在流体样品中。这样，可以实现传感器单元42能够可靠地识别颗粒。为了启动振动器7，它通过线连接到控制单元2。控制单元2由专用软件配置，以在需要时启动和停用振动器7。

清洗站5具有作为装有超纯水的清洁介质储器的纯水储器53、存储和清洗溶液储器54以及作为清洁介质输送器的清洗泵52。清洗泵52与纯水储器53、存储和清洗溶液储器54以及传感器单元42流体连通。它还通过线连接到控制单元2。控制单元2由专用软件配置，以根据需要启动和停用清洗泵52。

清洗站5包括清洗主体51和作为真空发生器的真空泵55。清洗主体51配备有清洗座511、通过溢流结构513与清洗座511流体连接的清洁介质腔512、以及连接到真空泵55的干燥用联接器514。真空泵55通过线连接到控制单元2。控制单元2由专用软件配置成根据需要启动和停用真空泵55。清洁介质腔512与流体分析设备1的废物容器8流体连接。

在图2中，从侧面显示了流体分析设备1。由此，可以看出，传感器单元42配备有作为感测棒的注射针421。注射针421固定在传感器单元42中，使得当传感器单元42在线性机器人3的z-臂33的作用下竖直地(即在图2中上下地)移位，以及在x-臂31和y-臂32的作用下水平地移位时，注射针421与传感器单元42的其余部分一起移动。像这样，注射针421可以由控制单元2定位，以定位在处理流体样品所需的任何位置，以便检验颗粒。

如图2所示，清洗座511和清洁介质腔512的尺寸确定成能便于接纳注射针421。溢流结构513将清洗座511连接到清洁介质腔512，使得当清洗座511填充有一定程度的流体时，流体溢流到清洁介质腔512中。干燥用联接器514的尺寸被设计成紧密地接纳注射针421。干燥用联接器还配备有垫圈结构以实现密封性。特别地，干燥用联接器514布置成使得当注射针421布置在其中并且真空泵55施加真空时，传感器单元42经由注射针421设定在负压下。

图3显示了说明流体分析设备1的部件的逻辑相互关系的流程图。由此，可以看出，纯水储器53和存储和清洁溶液储器54通过清洗站5的三通清洁介质阀56连接到清洗泵52。控制单元2由专用软件配置，以设定清洁介质阀56，从而确定清洗泵52在被启动时是输送纯水储器53的超纯水还是输送存储和清洗溶液储器54的溶液。

液体中颗粒计数器4配备有传感器泵43作为流体样品提取器，其通过流体分析设备1的三通传感器阀92和样品环路91连接至传感器单元42。样品环路91通过由管构成的多个绕圈实现，其将感测棒421连接到传感器阀92。控制单元2由专用软件配置，以设定传感器阀92，从而限定传感器单元42是否连接到传感器泵43，用于经由注射针421提取要由传感器单元42测量的流体样品或用过的超纯水，或者连接到清洗泵52，用于通过样品环路91和传感器单元42提供超纯水或溶液。

传感器泵43还连接至废物容器8，使得由传感器泵43输送的任何流体可聚集在废物容器8中。从图3中还可以看出，清洗主体51的溢流结构513具有倾斜表面，从而可以确保流体仅可以从清洗座511流向清洁介质腔512，而不是相反。

流体分析设备1在根据本发明的流体分析方法中操作如下：

为保持器6提供多个小瓶，每个小瓶都装有待分析的流体样品。控制单元2控制线性机器人3以将注射针421自动布置在所述多个小瓶的流体样品之一中。控制单元2设定传感器阀92以朝向传感器单元42打开传感器泵43。控制单元2使传感器泵43被启动，使得流体样品通过注射针421被提取到传感器单元42中，传感器单元42自动感测流体样品中的颗粒。传感器信号从传感器单元42传输到评估站41，在那里进行评估。然后，控制单元2使传感器泵43被停用，并控制线性机器人3自动将注射针421布置到清洗站5的清洗座511中。

控制单元2设定传感器阀92，以朝向传感器单元42打开洗涤泵52。该控制单元进一步设定洗涤介质阀56，以朝向纯水储器53打开洗涤泵52。控制单元2使清洗泵52被启动，使得样品环路91和传感器单元42被向清洗座511中输送的超纯水冲洗。一旦清洗座511被填充到溢流结构513，超纯水便流入清洁介质腔512。

完成对传感器单元42的冲洗后，控制单元2控制线性机器人3将注射针421布置在清洁介质腔512内。然后，控制单元2适当地设定传感器阀92并操作传感器泵43，使得注射针421从清洁介质腔512中提取超纯水。现在，液体中颗粒计数器4以与流体样品相同的方式分析取出的超纯水中颗粒的存在。

如果由液体中颗粒计数器4识别的颗粒量或颗粒浓度高于预定阈值，则重复上述传感器单元42的冲洗。一旦由液体中颗粒计数器4识别的颗粒量或颗粒浓度在预定阈值以下，控制单元2便控制线性机器人将注射针421移位到干燥用联接器514中。然后，控制单元2使真空泵55被启动，真空泵55在传感器单元42和样品环路91中产生负压。这样，残留的超纯水被移除或收回。现在，控制单元2控制线性机器人将注射针421布置在所述多个小瓶中的下一个小瓶的流体样品中。

在控制单元2的作用下重复分析流体样品和清洁所述系统的完整循环，直到所有小瓶的流体样品都被分析。因此，每当注射针421没有定位在任何一个药瓶中时，控制单元2便启动振动器7。在所有小瓶的流体样品被分析之后，控制单元控制系统最终用存储和清洁溶液储器54中包含的溶液进行清洁。

本说明书和图示本发明的各方面和实施例的附图不应被视为限制了限定受保护的发明的权利要求。换言之，虽然已在附图和前面的说明中详细示出和描述了本发明，但这种图示和描述应被看作说明性的或示例性的而不是限制性的。可做出各种机械的、组成的、结构的、电气的和操作上的变更而不脱离此说明书和权利要求书的精神和范围。在一些情形中，未详细示出公知的电路、结构和技术以免使本发明变得难以理解。因此，应理解的是，本领域普通技术人员可以在以下权利要求的范围和精神内作出变更和修改。特别地，本发明涵盖具有上文和下文描述的不同实施例的特征的任意组合的其它实施例。

本公开还涵盖附图所示的所有其它特征，尽管它们在前面或下面的描述中可能未被个别地描述。此外，可从本发明的主题或从所公开的主题放弃附图和说明书中描述的实施例的单一替代方案及其特征的单一替代方案。本公开包括由权利要求或示例性实施例中定义的特征组成的主题以及包含所述特征的主题。

此外，在权利要求书中，用语“包括”不排除其它要素或步骤，并且不定冠词“一(a)”或“一种(an)”不排除多个。单个单元或步骤可实现在权利要求中叙述的多个特征的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述特定措施的单纯事实并不表示这些措施的结合不能有利地使用。与属性或值相结合的用语“基本上/大致”、“约”、“大约”等特别是还分别明确地定义该属性或明确地定义该值。给定数值或范围的上下文中的用语“约”指的是例如给定值或范围的20％以内、10％以内、5％以内或2％以内的值或范围。被描述为联接的或连接的构件可电气地或机械地直接联接，或它们可经由一个或多个中间构件间接地联接。权利要求中的任何附图标记均不应被解释为限制保护范围。

Claims (15)

1.一种流体分析设备(1)，其包括：

颗粒计量装置(4)，其具有传感器单元(42)和评估单元(41)，该传感器单元具有待布置在流体中以感测所述流体中的颗粒的感测棒(421)；

具有多个容纳座的保持器(6)，每个容纳座构造成能接纳其中设置有流体样品的容器；

机器人(3)；

清洗站(5)；以及

连接至所述颗粒计量装置(4)和所述机器人(3)的控制单元(2)，其中，

所述传感器单元(42)安装至所述机器人(3)，

所述控制单元(2)配置成：

能控制所述机器人(3)将所述感测棒(421)布置在被依次地接纳在所述保持器(6)的多个容纳座中的容器的流体样品中的一者中；

能启动所述颗粒计量装置(4)以感测所述流体样品中的颗粒；以及

能在每次感测所述流体样品中的一者中的颗粒之后并且在将所述感测棒(421)布置在所述流体样品中的下一者中之前控制所述机器人(3)将所述感测棒(421)布置在所述清洗站(5)中。

2.根据权利要求1所述的流体分析设备(1)，其中，

所述清洗站(5)包括容纳清洁介质的清洁介质储器(53)和连接至所述清洁介质储器(53)的清洁介质输送器(52)，其中所述控制单元(2)连接至所述清洗站(5)并且配置成能在所述颗粒计量装置(4)感测接纳在所述保持器(6)的多个容纳座中的容器中的一个容器的流体样品中的颗粒之后，并且在所述颗粒计量装置(4)感测接纳在所述保持器(6)的容纳座中的容器中的另一个容器的流体样品中的颗粒之前，启动所述清洁介质输送器(52)，以用所述清洁介质冲洗所述传感器单元(42)，

所述清洗站(5)优选地具有清洗座(511)，当用所述清洁介质冲洗所述传感器单元(42)时，所述感测棒(421)布置在所述清洗座中，

所述清洗站(5)优选地包括清洁介质腔(512)，所述清洁介质腔布置成能接收冲洗所述传感器单元(42)之后的清洁介质。

3.根据权利要求2所述的流体分析设备(1)，其中，所述清洗座(511)与所述清洁介质腔(512)流体连通，使得在冲洗所述传感器单元(42)之后，所述清洁介质被提供到所述清洗座(511)中，并且从所述清洗座(511)转移到所述清洁介质腔(512)中。

4.根据权利要求2或3所述的流体分析设备(1)，其中，

所述控制单元(2)配置成能控制所述机器人(3)将所述感测棒(421)布置在所述清洁介质腔(512)中，以感测冲洗所述传感器单元(42)后的清洁介质中的颗粒，

所述控制单元(2)优选地配置成能在于冲洗所述传感器单元(42)后的清洁介质中所感测到的颗粒的量在预定阈值以下时控制所述机器人(3)将所述感测棒(421)布置在接纳于所述保持器(6)的多个容纳座中的容器中的另一个容器的流体样品中，

所述控制单元(2)优选地配置成能在于冲洗所述传感器单元(42)后的清洁介质中所感测到的颗粒的量高于所述预定阈值时，再次启动所述清洁介质输送器(52)以便用所述清洁介质冲洗所述传感器单元(42)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的流体分析设备(1)，其中，所述清洗站(5)包括干燥用联接器(514)，所述控制单元(2)配置成能在将所述感测棒(421)布置在接纳于所述保持器(6)的容纳座中的容器中的另一个容器的流体样品中之前，控制所述机器人(3)将所述感测棒(421)布置在所述干燥用联接器(514)中，并且可选地，

所述清洗站(5)包括连接至所述控制单元(2)的真空发生器(55)，其中所述控制单元(2)配置成能在所述感测棒(421)布置在所述干燥用联接器(514)中时，启动所述真空发生器(55)以干燥所述传感器单元(42)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的流体分析设备(1)，其包括振动器(7)，其中，

所述保持器(6)布置在所述振动器(7)上，以便能在所述振动器(7)的作用下移动，

优选地，所述控制单元(2)连接至所述振动器(7)并且配置成能在所述感测棒(421)未布置在接纳于所述保持器(6)的容纳座中的任何容器的流体样品中时启动所述振动器(7)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的流体分析设备(1)，其中，所述机器人(3)是线性机器人(3)，所述线性机器人实施为能沿水平的x轴和竖直的z轴移动所述传感器单元(42)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的流体分析设备(1)，其包括位于所述颗粒计量装置(4)的传感器单元(42)和所述颗粒计量装置(4)的评估单元(41)之间的样品环路(91)。

9.根据前述权利要求中任一项所述的流体分析设备(1)，其包括与所述传感器单元(42)的感测棒(421)流体连接的流体样品提取器(43)，其中优选地，所述流体样品提取器(43)与所述传感器单元(42)的感测棒(421)之间的流体连接结构至少部分地填充有传输介质。

10.一种分析流体的方法，其包括以下步骤：

i)获取多个容器，每个容器均填充有待分析的流体样品；

ii)使机器人(3)自动将颗粒计量装置(4)的传感器单元(42)的感测棒(421)布置在所述多个容器的流体样品中的一者中；

iii)使所述颗粒计量装置(4)的传感器单元(42)自动感测所述流体样品中的该一者中的颗粒；

iv)使所述机器人(3)自动将所述颗粒计量装置(4)的传感器单元(42)的感测棒(421)布置在清洗站(5)中；

v)清洁所述颗粒计量装置(4)的传感器单元(42)的、布置在所述清洗站(5)中的感测棒(421)；和

vi)针对依次布置的所述多个容器的样品中的其余者中的每一者而重复步骤ii)至v)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，步骤v)包括使清洁介质输送器(52)用清洁介质冲洗所述传感器单元(42)，所述清洗站(5)优选地具有清洗座(511)，当用所述清洁介质冲洗所述传感器单元(42)时，所述感测棒(421)布置在所述清洗座(511)中。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，

所述清洁介质在冲洗所述传感器单元(42)之后被收集，

所述颗粒计量装置(4)的传感器单元(42)优选地自动感测所收集的清洁介质中的颗粒。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，

当在所收集的清洁介质中所感测到的颗粒的量在预定阈值以下时，执行步骤vi)，和/或

当在所收集的清洁介质中所感测到的颗粒的量高于预定阈值时，再次执行步骤v)。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其中，

步骤v)包括干燥所述传感器单元(42)，

干燥所述传感器单元(42)优选地包括使所述清洗站(5)的真空发生器(55)向所述传感器单元(42)施加真空。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其包括在步骤iii)、步骤iv)和步骤v)中振动所述多个容器。

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