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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung
der Position mindestens einer Grenzfläche zwischen Komponenten
in einem Probenröhrchen.
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Probenröhrchen
werden beispielsweise in der medizinischen Präanalytik
verwendet. Der Inhalt des Probenröhrchens setzt sich typischerweise
aus einer oder mehreren vertikal in der Reihenfolge ihrer Dichte
geschichteten Komponenten oder Phasen zusammen, beispielsweise für
den Fall einer zentrifugierten Blutprobe aus einer obersten ersten
Komponente in Form von Luft oder Gas, einer zweiten Komponente bzw.
Phase in Form von Blutserum, einer dritten Komponente bzw. Phase
in Form eines synthetischen Trenngels und einer vierten untersten Komponente
bzw. Phase in Form der festen Bestandteile des Blutes, dem so genannten
Blutkuchen.
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Mit
dem Inhalt bzw. den Komponenten eines Probenröhrchens werden üblicherweise
mehrere medizinische Analysen durchgeführt. Daher wird
der Inhalt des Probenröhrchens häufig auf mehrere
Sekundärröhrchen verteilt. Um eine solche Verteilung fehlerfrei
durchführen zu können, muss der Füllstand der
Komponente(n) bzw. die vertikale Position von Grenzflächen
zwischen den Komponenten möglichst genau ermittelt werden,
um zu verhindern, dass beim Entnehmen der Komponente(n) beispielsweise
aus dem Probenröhrchen Luft angesaugt wird, wenn eine Absaugposition
zu hoch gewählt wird, oder dass Trenngel ein Absaugröhrchen
verstopft, wenn das Absaugröhrchen beim Absaugen zu tief
in das Probenröhrchen abgesenkt wird.
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Zur
Füllstands- bzw. Grenzflächenermittlung sind unterschiedliche
Verfahren bekannt. Bei den optischen Verfahren werden mittels eines
scannenden Absorptions- oder Transmissionsmessverfahrens Phasenübergänge
bzw. Grenzflächen zwischen Phasen oder Komponenten des
Probenröhrcheninhaltes bestimmt. Derartige Verfahren basieren
auf unterschiedlichen Absorptionskoeffizienten der entsprechenden
Phasen bzw. Komponenten.
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Ein
derartiges Verfahren ist in der
US 6,770,883 B2 offenbart. Mittels des beschriebenen Verfahrens
werden Grenzflächen zwischen unterschiedlichen Komponenten
innerhalb eines Probenröhrchens bestimmt, indem das Probenröhrchen
mit Licht einer ersten Wellenlänge und Licht einer zweiten
Wellenlänge bestrahlt wird. Die Intensität des
aus dem Probenröhrchen austretenden Lichts wird mit Hilfe
von zwei wellenlängenspezifischen Empfängern detektiert,
wobei zur Grenzflächenbestimmung die empfangenen Intensitätsanteile
der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge
getrennt voneinander ausgewertet werden.
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Der
Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Bestimmung mindestens einer vertikalen Position
mindestens einer horizontal verlaufenden Grenzfläche zwischen
einer ersten Komponente und mindestens einer zweiten Komponente,
die in einem Probenröhrchen in voneinander getrennten Schichten
vorliegen, zur Verfügung zu stellen, die eine zuverlässige
und kostengünstig realisierbare Grenzflächenbestimmung
ermöglichen.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch
1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 10.
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Vorteilhafte
sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher
erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch
ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren dient zur Bestimmung
mindestens einer vertikalen Position mindestens einer horizontal
verlaufenden Grenzfläche zwischen einer ersten Komponente
und mindestens einer zweiten Komponente, die in einem Probenröhrchen
in voneinander getrennten Schichten vorliegen. Bei der bzw. den
Grenzflächen kann es sich beispielsweise um eine Grenzfläche
zwischen flüssigen Komponenten, eine Grenzfläche
zwischen flüssigen Komponenten und sedimenthaltigen Komponenten
und/oder eine Grenzfläche zwischen flüssigen Komponenten
und Luft handeln. Das Verfahren umfasst die Schritte: a) Bestrahlen
des Probenröhrchens mit Lichtimpulsen einer ersten Wellenlänge, senkrecht
zu der vertikalen Achse des Probenröhrchens an einer vertikalen
Bestrahlungsposition, b) Bestrahlen des Probenröhrchens
mit Lichtimpulsen einer sich von der ersten Wellenlänge
unterscheidenden, zweiten Wellenlänge senkrecht zu der
vertikalen Achse des Probenröhrchens an der vertikalen
Bestrahlungsposition, wobei das Probenröhrchen abwechselnd
mit einem der Lichtimpulse der ersten Wellenlänge und einem
der Lichtimpulse der zweiten Wellenlänge bestrahlt wird,
d. h. die Lichtimpulse der ersten Wellenlänge und die Lichtimpulse
der zweiten Wellenlänge werden innerhalb eines Bestrahlungszeitintervalls
ineinander bzw. miteinander verschachtelt bzw. im zeitmultiplex
erzeugt, c) Messen der Intensität von aus dem Probenröhrchen
austretenden Lichtimpulsen der ersten und der zweiten Wellenlänge
an der vertikalen Bestrahlungsposition, d) Berechnen eines Bestrahlungspositionswerts
in Abhängigkeit von den gemessenen Intensitäten
der Lichtimpulse der ersten und der zweiten Wellenlänge,
wobei der Bestrahlungspositionswert ein bestrahlungspositionsabhängiger
rechnerischer Wert ist, der eine Funktion der gemessenen Intensitäten
der Lichtimpulse der ersten und der zweiten Wellenlänge
ist, e) Verändern der vertikalen Bestrahlungsposition entlang
der vertikalen Achse und Wiederholen der Schritte a) bis d), bis
ein gewünschter vertikaler Bereich durchlaufen ist, und
f) Auswerten der berechneten Bestrahlungspositionswerte entlang
der vertikalen Achse zur Bestimmung der vertikalen Position der Grenzfläche.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens wird ein jeweiliger Bestrahlungspositionswert
berechnet, indem ein Quotient aus der gemessenen Intensität der
Lichtimpulse der ersten Wellenlänge und der gemessenen
Intensität der Lichtimpulse der zweiten Wellenlänge
gebildet wird, und der gebildete Quotient wird zur Bestimmung der
vertikalen Position der Grenzfläche mit einem Schwellenwert
verglichen. Es versteht sich, dass als Rechengröße
der Quotient oder ein Kehrwert des Quotienten verwendet werden kann.
Der Quotient ist vergleichsweise unabhängig von einer Schichtdicke
eines Probenröhrchenmaterials, üblicherweise transparenter
Kunststoff, und einer Anzahl von Labeln oder Etiketten, die auf
dem Probenröhrchen aufgeklebt sind. Bevorzugt wird der Quotient
für unterschiedliche vertikale Positionen entlang der vertikalen
Achse berechnet und die vertikale Position der Grenzfläche
wird derjenigen vertikalen Position zugeordnet, an der der Quotient
erstmalig den Schwellenwert überschreitet oder unterschreitet.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens werden die erste und die zweite
Wellenlänge derart gewählt, dass die zweite Wellenlänge
durch die zweite Komponente stärker absorbiert wird als
die erste Wellenlänge.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens liegt die erste Wellenlänge
in einem Bereich von 400 nm bis 1200 nm und/oder die zweite Wellenlänge
in einem Bereich von 1300 bis 1700 nm.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens sind die erste, die zweite und
eine dritte Komponente in dem Probenröhrchen unter Bildung
von zwei horizontalen Grenzflächen in der genannten Reihenfolge vertikal
geschichtet, wobei die berechneten Bestrahlungspositionswerte entlang
der vertikalen Achse weiter zur Bestimmung der vertikalen Positionen
der beiden Grenzflächen ausgewertet werden.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens ist die erste Komponente Luft
und die zweite Komponente Blutserum. Bevorzugt ist die dritte Komponente
ein synthetisches Trenngel. Es versteht sich, dass die Erfindung
auch dazu geeignet ist, vertikale Grenzflächenpositionen
anderer Komponenten zu bestimmen, die in dem Probenröhrchen
enthalten sein können. Wenn das Probenröhrchen
beispielsweise nur Urin enthält, kann die vertikale Position
der Luft-Urin-Grenzfläche bestimmt werden. Das Probenröhrchen
kann weiter beispielsweise ausschließlich nicht zentrifugiertes
Blut enthalten, wobei für diesen Fall die vertikale Position
der Luft-Blut-Grenzfläche mittels der Erfindung bestimmbar
ist.
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In
einer Weiterbildung des Verfahrens wird das Probenröhrchen
mit den Lichtimpulsen der ersten Wellenlänge und den Lichtimpulse
der zweiten Wellenlänge derart bestrahlt, dass die Lichtimpulse der
ersten Wellenlänge und die Lichtimpulse der zweiten Wellenlänge
einem im wesentlichen identischen Lichtpfad durch das Probenröhrchen
folgen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur Bestimmung
mindestens einer vertikalen Position mindestens einer horizontal
verlaufenden Grenzfläche zwischen einer ersten Komponente
und mindestens einer zweiten Komponente, die in einem Probenröhrchen
in voneinander ge trennten Schichten vorliegen, wobei die Vorrichtung
insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens ausgebildet ist. Die Vorrichtung umfasst eine erste Lichtquelle,
die eine Mehrzahl von Lichtimpulsen einer ersten Wellenlänge,
senkrecht zu einer vertikalen Achse des Probenröhrchens
an einer vertikalen Bestrahlungsposition erzeugt, eine zweiten Lichtquelle, die
eine Mehrzahl von Lichtimpulsen einer sich von der ersten Wellenlänge
unterscheidenden, zweiten Wellenlänge, senkrecht zu der
vertikalen Achse des Probenröhrchens an der vertikalen
Bestrahlungsposition erzeugt, eine Lichtquellenansteuereinheit,
die dazu ausgebildet ist, die erste und die zweite Lichtquelle derart
anzusteuern, dass diese das Probenröhrchen abwechselnd
mit einem der Mehrzahl von Lichtimpulsen der ersten Wellenlänge
und einem der Mehrzahl von Lichtimpulsen der zweiten Wellenlänge bestrahlen,
einen einzelnen Lichtempfänger zum Messen der Intensität
von aus dem Probenröhrchen austretenden Lichtimpulsen der
ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge
an der vertikalen Bestrahlungsposition, eine Recheneinheit, die
mit dem Lichtempfänger gekoppelt ist und die dazu ausgebildet
ist, einen Bestrahlungspositionswert in Abhängigkeit von
den gemessenen Intensitäten der Lichtimpulse der ersten
und der zweiten Wellenlänge zu berechnen, eine Probenröhrchenhandhabungseinheit, beispielsweise
in Form eines in X-, Y- und Z-Richtung beweglichen Greifers, die
bzw. der dazu ausgebildet ist, das Probenröhrchen lösbar
aufzunehmen und die vertikale Bestrahlungsposition mittels einer
Relativbewegung zwischen dem Probenröhrchen und der ersten
Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle zu verändern, und
eine Auswerteeinheit, die dazu ausgebildet ist, die berechneten
Bestrahlungspositionswerte entlang der vertikalen Achse zur Bestimmung
der mindestens einen vertikalen Position der mindestens einen Grenzfläche
auszuwerten.
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In
einer Weiterbildung der Vorrichtung emittiert die erste Lichtquelle
Licht in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1200
nm und/oder die zweite Lichtquelle emittiert Licht in einem Wellenlängenbereich
von 1300 bis 1700 nm. Bei den Lichtquellen kann es sich beispielsweise
um LEDs, Laserdioden oder Laser handeln.
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In
einer Weiterbildung der Vorrichtung sind die erste Lichtquelle und
die zweite Lichtquelle derart ausgerichtet, dass das Probenröhrchen
mit den Lichtimpulsen der ersten Wellenlänge und den Lichtimpulse
der zweiten Wellenlänge derart bestrahlt wird, dass die
Lichtimpulse der ersten Wellenlänge und die Lichtimpulse
der zweiten Wellenlänge einem im wesentlichen identischen
Lichtpfad durch das Probenröhrchen folgen.
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Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im folgenden näher erläutert. Hierbei zeigt
schematisch:
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1 Absorptionsspektren
von Blutserum, Kunststoff und Papier,
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2 Intensitätsverläufe
von Lichtimpulsen mit einer ersten Wellenlänge und einer
zweiten Wellenlänge, die in ein Probenröhrchen
eingestrahlt werden, und zugehörige gemessene Intensitätsverläufe von
Lichtimpulsen, die aus dem Probenröhrchen austreten, bei
unterschiedlichen Bedingungen,
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3 eine
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Grenzflächenpositionsbestimmung
und
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4 einen
Verlauf von gemessenen Intensitätsmittelwerten von Lichtimpulsen
mit der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge,
die aus dem Probenröhrchen austreten, und eines Quotientensignals,
das aus den gemessenen Intensitätsmittelwerten der ersten
und der zweiten Wellenlänge gebildet wird, entlang einer
vertikalen Achse des Probenröhrchens.
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1 zeigt
Absorptionsspektren von typischen Materialien im Lichtpfad beim
Bestrahlen eines Probenröhrchens. Bei den Materialien handelt
es sich um Wasser oder Blutserum (Spektrum A), Kunststoff (Spektrum
B), d. h. das üblicherweise verwendete Probenröhrchenmaterial,
und Papier (Spektrum C), aus dem üblicherweise Etiketten
oder Label bestehen, mit denen das Probenröhrchen zur Identifikation
beklebt ist.
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Blutserum,
dessen Absorptionsspektrum aufgrund seines hohen Wasseranteils im
wesentlichen dem von Wasser entspricht, absorbiert ab einer Wellenlänge
von ca. 1300 nm Licht praktisch vollständig, während
es unterhalb von ca. 1200 nm das Licht praktisch nicht absorbiert.
Die übrigen sich im Lichtweg befindlichen Materialien absorbieren
den gesamten Wellenlängenbereich von 400 nm bis 1600 nm
mehr oder weniger unabhängig von der Wellenlänge
gleichmäßig. Der Grad der Absorption ist praktisch
nur abhängig von der Schichtdicke der Materialien im Lichtpfad.
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2 zeigt
einen zeitlichen Verlauf einer Intensität I einer Mehrzahl
von Lichtimpulsen mit einer ersten Wellenlänge von 940
nm und einer Mehrzahl von Lichtimpulsen mit einer zweiten Wellenlänge
von 1550 nm, mit denen ein Probenröhrchen bestrahlt wird,
und zugehörige gemessene Intensitätsverläufe von
Lichtimpulsen, die aus einem Probenröhrchen austreten,
bei unterschiedlichen Bedingungen.
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Die
Teildiagramme a, b, e und f von 2 zeigen
jeweils die gesendeten Lichtimpulse der unterschiedlichen Wellenlängen.
Wie gezeigt, wird das Probenröhrchen abwechselnd mit einem
der Mehrzahl von Lichtimpulsen der ersten Wellenlänge und einem
der Mehrzahl von Lichtimpulsen der zweiten Wellenlänge
bestrahlt, d. h. die Lichtimpulse der ersten Wellenlänge
und die Lichtimpulse der zweiten Wellenlänge werden innerhalb
des dargestellten Bestrahlungszeitintervalls verschachtelt bzw.
im zeitmultiplex erzeugt und emittiert. Die Intensität
der gesendeten Im pulse bleibt in dem Bestrahlungszeitintervalls
konstant, wobei die Impulse der ersten Wellenlänge mit
einer anderen Intensität als die Impulse der zweiten Wellenlänge
erzeugt werden können.
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Die
Teildiagramme c und d von 2 zeigen die
gemessenen Intensitätsverläufe von Lichtimpulsen,
die aus einem Probenröhrchen austreten wenn sich ein einzelnes
Etikett im Lichtpfad befindet. Teildiagramm c zeigt Signale für
ein leeres bzw. mit Luft gefülltes Probenröhrchen
und Teildiagramm d zeigt Signale für ein mit Wasser oder
Blutserum gefülltes Probenröhrchen. Wie aus dem
Diagrammen hervorgeht, werden die Impulse mit der zweiten Wellenlänge
durch Wasser bzw. Blutserum praktisch vollständig absorbiert.
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Die
Teildiagramme g und h von 2 zeigen die
gemessenen Intensitätsverläufe von Lichtimpulsen,
die aus dem Probenröhrchen austreten wenn sich zwei Etiketten
im Lichtpfad befinden. Teildiagramm g zeigt Signale für
ein leeres bzw. mit Luft gefülltes Probenröhrchen
und Teildiagramm h zeigt Signale für ein mit Wasser oder
Blutserum gefülltes Probenröhrchen. Ein Vergleich
der Diagramme c, d und g, h zeigt, dass der Grad der Absorption
für die erste Wellenlänge praktisch nur von der
Anzahl der Etiketten, d. h. der Schichtdicke der Materialien im
Lichtpfad, abhängig ist. Die gemessene Intensität
der ersten Wellenlänge kann daher zur Normierung bzw. Normalisierung
dienen, d. h. kann bei einer Quotientenbildung der Intensitäten
der Impulse der ersten und der zweiten Wellenlänge den
Nenner des Bruchs bilden.
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3 zeigt
eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur vertikalen
Grenzflächenpositionsbestimmung. Die Vorrichtung dient
zur Bestimmung einer vertikalen Position P1 (siehe 4)
einer ersten horizontal verlaufenden Grenzfläche G1 zwischen
einer ersten Komponente in Form von Luft K1 und einer zweiten Komponente
in Form von Blutserum K2 und zur Bestimmung einer vertikalen Position
P2 (siehe 4) einer zweiten hori zontal
verlaufenden Grenzfläche G2 zwischen der zweiten Komponente
K2 und einer dritten Komponente in Form eines Trenngels K3, wobei
die Komponenten K1 bis K3 in einem Probenröhrchen PR in
voneinander getrennten Schichten vorliegen. Das Probenröhrchen
PR enthält weiter als unterste Komponente bzw. Schicht
einen so genannten Blutkuchen K4, wobei grundsätzlich auch die
vertikale Position der Grenzschicht G3 zwischen den Komponenten
K3 und K4 durch die Vorrichtung ermittelbar ist aber nicht zwingend
ermittelt werden muss.
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Die
Vorrichtung umfasst eine erste Lichtquelle LQ1 in Form einer oder
mehrerer LEDs, die bei geeigneter Ansteuerung eine Mehrzahl von
Lichtimpulsen einer ersten Wellenlänge von 940 nm senkrecht zu
einer vertikalen Achse Z des Probenröhrchens PR an einer
vertikalen Bestrahlungsposition erzeugen, und eine zweite Lichtquelle
LQ2 in Form einer oder mehrerer LEDs, die bei geeigneter Ansteuerung
eine Mehrzahl von Lichtimpulsen einer zweiten Wellenlänge
von 1550 nm senkrecht zu der vertikalen Achse Z des Probenröhrchens
PR an der vertikalen Bestrahlungsposition erzeugen. Es können
geeignete, nicht gezeigte Lichtleit- und Lichtbündelungsmittel
zum Leiten, Bündeln und/oder Fokussieren des abgestrahlten
bzw. empfangenen Lichts vorgesehen sein.
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Weiter
ist eine Lichtquellenansteuereinheit AE vorgesehen, die dazu ausgebildet
ist, die erste und die zweite Lichtquelle LQ1 und LQ2 derart anzusteuern,
dass diese das Probenröhrchen PR abwechselnd mit einem
der Mehrzahl von Lichtimpulsen der ersten Wellenlänge und
einem der Mehrzahl von Lichtimpulsen der zweiten Wellenlänge
bestrahlen, siehe beispielsweise 2, Teildiagramme
a, b, e und f. Zwischen die Lichtquellenansteuereinheit AE und die
Lichtquellen LQ1 und LQ2 ist noch ein Treiber TR eingeschleift,
der aus den Ansteuersignalen der Lichtquellenansteuereinheit AE
die erforderlichen Signalpegel zur Ansteuerung der Lichtquellen
LQ1 und LQ2 erzeugt.
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Ein
einzelner Lichtempfänger LE dient zum Messen der Intensität
von aus dem Probenröhrchen PR austretenden Lichtimpulsen
der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge
an der vertikalen Bestrahlungsposition, wobei als Lichtempfänger
LE ein InGAs-Sensor PE verwendbar ist, der ab ca. 850 nm betrieben
werden kann. Um die typischerweise niedrigere Empfindlichkeit im
unteren Wellenlängenbereich solcher Sensoren zu kompensieren,
können mehrere Sendedioden in der ersten Lichtquelle LQ1 bei
940 nm verwendet werden. Zur Bündelung des zu empfangenen
Signals kann ein nicht gezeigter Parabolspiegel verwendet werden.
Um die vom Sensor PE erzeugten Signale verarbeiten zu können,
werden diese mittels eines mehrstufigen Messverstärkers
AMP verstärkt. Um eine schnelle Verstärkungsanpassung
zu ermöglichen, wird als verstärktes Signal in
Abhängigkeit vom verfügbarem Signalpegel eine
der Ausgangsstufen des Verstärkers ausgewählt,
deren Signal durch den mehrstufigen Messverstärker AMP
zur Weiterverarbeitung in einer Recheneinheit RE ausgegeben wird.
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Die
Recheneinheit RE ist mit dem Lichtempfänger LE bzw. dem
aktiven Ausgang des Messverstärkers AMP gekoppelt und ist
dazu ausgebildet, einen Bestrahlungspositionswert in Abhängigkeit
von den gemessenen Intensitäten der Lichtimpulse der ersten
und der zweiten Wellenlänge zu berechnen. Ein Bestrahlungspositionswert
wird berechnet, indem ein Quotient aus der mittleren gemessenen
Intensität der Lichtimpulse der ersten Wellenlänge
und der mittleren gemessenen Intensität der Lichtimpulse
der zweiten Wellenlänge gebildet wird.
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Eine
Probenröhrchenhandhabungseinheit PH ist dazu ausgebildet,
das Probenröhrchen PR lösbar aufzunehmen und die
vertikale Bestrahlungsposition mittels einer Relativbewegung zwischen
dem Probenröhrchen PR und der ersten Lichtquelle LQ1 und
der zweiten Lichtquelle LQ2 zu verändern. Vorliegend sind
die Lichtquellen LQ1 und LQ2 fest angeordnet und die Probenröhrchenhandhabungseinheit PH
senkt das Probenröhrchen PR zur Grenzflächenpositionsbestimmung
vertikal ab, wodurch das Probenröhrchen PR in Z-Richtung
an den Lichtquellen LQ1 und LQ2 vorbei bewegt wird.
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Eine
Auswerteeinheit in Form eines Mikroprozessors μC ist dazu
ausgebildet, die berechneten Bestrahlungspositionswerte entlang
der vertikalen Achse Z zur Bestimmung der vertikalen Positionen P1
und P2 der Grenzflächen G1 und G2 auszuwerten. In den Mikroprozessor μC
sind die Ansteuereinheit AE und die Recheneinheit RE integriert.
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Die
Bestimmung der vertikalen Positionen P1 und P2 der Grenzflächen
G1 und G2 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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4 zeigt
einen Verlauf eines gemessenen Intensitätsmittelwerts WL1
von Lichtimpulsen mit der ersten Wellenlänge und einen
Verlauf eines gemessenen Intensitätsmittelwerts WL2 von
Lichtimpulsen mit der zweiten Wellenlänge, die aus dem
Probenröhrchen austreten, und eines Quotientensignals QS, das
aus den gemessenen Intensitätsmittelwerten der ersten und
der zweiten Wellenlänge gebildet wird, entlang der vertikalen
Achse Z des Probenröhrchens PR.
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Zum
Erzeugen der in 4 gezeigten Signalverläufe
wird das Probenröhrchen PR kontinuierlich oder in Schritten
langsam in den Bereich der Lichtquellen LQ1 und LQ2 und des Empfängers
LE abgesenkt. Eine kontinuierliche Absenkung ist möglich,
da die Absenkgeschwindigkeit verglichen mit einer Geschwindigkeit
der Signalerzeugung und Signalauswertung gering ist.
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Das
Probenröhrchen PR wird mit einer Mehrzahl von Lichtimpulsen
der ersten und der zweiten Wellenlänge, die ineinander
verschachtelt sind, senkrecht zur Achse Z an einer vertikalen Bestrahlungsposition
bestrahlt. Die Intensität von aus dem Probenröhrchen
PR austretenden Lichtimpulsen der ersten und der zweiten Wellenlänge
wird an der vertikalen Bestrahlungsposition gemessen, worauf ein
Bestrahlungspositionswert in Abhängigkeit von den gemessenen
Intensitäten der Lichtimpulse der ersten und der zweiten
Wellenlänge berechnet wird. Ein Bestrahlungspositionswert
wird berechnet, indem ein Quotient aus der gemessenen mittleren
Intensität der Lichtimpulse der ersten Wellenlänge
und der gemessenen mittleren Intensität der Lichtimpulse
der zweiten Wellenlänge gebildet wird.
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Das
Probenröhrchen wird weiter abgesenkt, wodurch sich die
vertikale Bestrahlungsposition verändert, bis ein gewünschter
vertikaler Bereich durchlaufen ist. Für die veränderte
vertikale Bestrahlungsposition werden die oben genannten Schritte
wiederholt, d. h. es wird der bestrahlungspositionsabhängige
Bestrahlungspositionswert als Quotient aus der gemessenen mittleren
Intensität der Lichtimpulse der ersten Wellenlänge
und der gemessenen mittleren Intensität der Lichtimpulse
der zweiten Wellenlänge gebildet.
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Der
Bestrahlungspositionswert bzw. Quotient wird für jede aufgenommene
Position mit einem Schwellenwert verglichen, wobei für
den Fall, dass der Quotient den Schwellenwert überschreitet,
einem Quotientenschwellwertsignal QS ein logischer Wert ”1” zugewiesen
wird, und für den Fall, dass der Quotient den Schwellenwert
unterschreitet, dem Quotientenschwellwertsignal QS ein logischer
Wert ”0” zugewiesen wird.
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Das
Quotientenschwellwertsignal QS weist folglich einen logischen Wert
1 nur für diejenigen vertikalen Bereiche des Probenröhrchens
auf, in denen Blutserum K2 enthalten ist. Die Auswertung und/oder Berechnung
des Quotientenschwellwertsignals QS kann beispielsweise noch durch
Filtern der Messwerte und Plausibilitätskontrollen ergänzt
werden.
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Folglich
können die vertikalen Positionen P1 und P2 der Grenzflächen
G1 und G2 zuverlässig detektiert werden, wodurch eine Verteilung
des Blutserums K2 des Probenröhrchens PR auf mehrere Sekundärröhrchen
zuverlässig möglich ist, da keine Gefahr besteht,
dass beim Entnehmen des Blutserums aus dem Probenröhrchen
Luft K1 angesaugt wird, wenn eine Absaugposition zu hoch gewählt
wird, oder dass Trenngel K3 ein Absaugröhrchen verstopft,
wenn das Absaugröhrchen beim Absaugen zu tief in das Probenröhrchen
abgesenkt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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