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Die Erfindung betrifft ein Analysegerät zur automatisierten Bestimmung einer Messgröße einer Flüssigkeitsprobe.
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Solche Analysegeräte werden beispielsweise in der Prozessmesstechnik, in der Umweltmesstechnik oder in der industriellen Messtechnik eingesetzt. Beispielsweise können Analysegeräte zur Überwachung und Optimierung der Reinigungsleistung einer Kläranlage, z. B. bei der Überwachung von Belebungsbecken und des Kläranlagenauslaufs dienen. Weiterhin können Analysegeräte zur Überwachung von Trinkwasser oder zur Qualitätsüberwachung von Lebensmitteln eingesetzt werden. Gemessen und überwacht wird beispielsweise der Gehalt der Flüssigkeitsprobe an einer bestimmten Substanz, die auch als Analyt bezeichnet wird. Analyte können zum Beispiel Ionen wie Ammonium, Phosphat, Silikat oder Nitrat, biologische oder biochemischen Verbindungen, z. B. Hormone, oder auch Mikroorganismen sein. Andere Messgrößen, die durch Analysegeräte in der Prozessmesstechnik, insbesondere im Bereich der Überwachung von Wasser, bestimmt werden, sind der Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff (TOC) oder der chemische Sauerstoffbedarf (CSB). Analysegeräte können beispielsweise als Schrankgeräte oder als Bojen ausgestaltet sein.
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Häufig wird in Analysegeräten die zu analysierende Probe behandelt, indem sie mit einem oder mehreren Reagenzien versetzt wird, so dass eine chemische Reaktion in der Flüssigkeitsprobe auftritt. Vorzugsweise werden die Reagenzien so gewählt, dass die chemische Reaktion mittels physikalischer Methoden, beispielsweise durch optische Messungen, mittels potentiometrischer oder amperometrischer Sensoren oder durch eine Leitfähigkeitsmessung nachweisbar ist. Beispielsweise kann die chemische Reaktion eine Färbung oder einen Farbumschlag bewirken, der mit optischen Mitteln detektierbar ist. Die Farbintensität ist in diesem Fall ein Maß für die zu bestimmende Messgröße. Die Messgröße kann beispielsweise fotometrisch ermittelt werden, indem elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, von einer Strahlungsquelle in die Flüssigkeitsprobe eingestrahlt wird und nach Transmission durch die Flüssigkeitsprobe von einem geeigneten Empfänger empfangen wird. Der Empfänger erzeugt ein von der Intensität der empfangenen Strahlung abhängiges Messsignal, aus dem die Messgröße abgeleitet werden kann.
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Um solche Analyseverfahren automatisiert beispielsweise im industriellen Bereich oder zur Überwachung einer Kläranlage oder eines Gewässers im Freien einzusetzen, ist es wünschenswert, ein Analysegerät bereitzustellen, das die benötigten Analyseverfahren automatisiert durchführt. Die wichtigsten Anforderungen an ein solches Analysegerät sind, neben einer ausreichenden Messgenauigkeit, Robustheit, einfache Bedienbarkeit und die Gewährleistung einer ausreichenden Arbeits- bzw. Umweltsicherheit.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits automatische Analysegeräte bekannt. So zeigen beispielsweise
DE 102 22 822 A1 ,
DE 102 27 032 A1 und
DE 10 2009 029 305 A1 Online-Analysatoren zum Analysieren von Messproben. Diese Online-Analysatoren sind jeweils als Schrankgerät ausgestaltet, das eine Kontrolleinheit, Flüssigkeitsbehälter für Reagenzien, Standardlösungen und Reinigungsflüssigkeiten, Pumpen zum Fördern und Dosieren der Flüssigkeitsprobe und des oder der Reagenzien in eine Messzelle und einen Messaufnehmer für optische Messungen an der in der Messzelle enthaltenen, mit dem oder den Reagenzien umgesetzten Flüssigkeitsprobe aufweist. Die Reagenzien, Standardlösungen oder Reinigungsflüssigkeiten werden aus den Flüssigkeitsbehältern gefördert und in die Messzelle transportiert. Entsprechend wird verbrauchte Flüssigkeit aus der Messzelle in einen Abfallbehälter überführt. Muss der Abfallbehälter oder einer oder mehrere der Reagenzienvorratsbehälter ausgetauscht werden, ist dafür Sorge zu tragen, dass die Schlauchverbindungen anschließend wieder richtig angeschlossen werden. Die Schläuche und die Förderpumpen sind anfällig für Materialermüdung und müssen ebenfalls von Zeit zu Zeit gewartet oder ausgetauscht werden.
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In
DE 10 2009 029 305 A1 ist ein Analysegerät zur automatisierten Bestimmung einer Messgröße einer Flüssigkeitsprobe beschrieben, das einen oder mehrere Flüssigkeitsbehälter für eine oder mehrere Flüssigkeiten, z. B. Reagenzien, eine Messzelle zur Aufnahme einer durch Vermischen der Flüssigkeitsprobe mit einem oder mehreren Reagenzien erzeugten Messflüssigkeit und einen Messaufnehmer zur Bereitstellung von einem oder mehreren mit der Messgröße korrelierten Messsignalen aufweist. Das Analysegerät besitzt außerdem eine Steuerungseinheit zur Steuerung des Analysegerätes und zur Bestimmung der Messgröße anhand der von dem Messaufnehmer bereitgestellten Messsignale umfasst. Zusätzlich weist das Analysegerät eine von der Steuerungseinheit gesteuerte Verfahrenstechnik-Einheit auf, die eine Förder- und Dosiereinrichtung zur Förderung und Dosierung der Flüssigkeitsprobe und von Flüssigkeiten aus dem Flüssigkeitsspeicher in die Messzelle umfasst. Das Analysegerät besitzt mindestens eine austauschbare Kassette, in die die Flüssigkeitsbehälter und/oder mindestens Teile der Verfahrenstechnik-Einheit integriert sind.
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Ein Vorteil dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die Flüssigkeitsbehälter oder Verschleißteile der Verfahrenstechnik-Einheit, z. B. Schläuche oder Verschleißteile der Förder- und Dosiereinrichtung, die von Zeit zu Zeit vom Bedienpersonal erneuert werden müssen, in der Kassette angeordnet werden können. Eine Bedienperson muss dann zur Bereitstellung neuer Flüssigkeiten oder zum Ersetzen der Verschleißteile lediglich die „verbrauchte” Kassette mit den auszutauschenden Flüssigkeitsbehältern bzw. Verschleißteilen durch eine neue Kassette ersetzen.
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Die in
DE 10 2009 029 305 A1 beschriebene Kassette kann in einer Ausgestaltung ein die Flüssigkeitsbehälter umgebendes Gehäuse aufweisen, wobei in einer Wand des Gehäuses verschließbare, die Kassette im von den übrigen Teilen des Analysegeräts getrennten Zustand flüssigkeitsdicht verschließende, Anschlüsse integriert sind, welche beispielsweise mit komplementären Anschlüssen von außerhalb der Kassette angeordneten Flüssigkeitsleitungen zur Bildung einer Fluidkupplung zusammenwirken, um die in der Kassette integrierten Flüssigkeitsbehälter mit den außen liegenden Flüssigkeitsleitungen zu verbinden. In dieser Ausgestaltung können mehrere Flüssigkeitsbehälter ohne weiteren Aufwand beispielsweise an ein außerhalb der Kassette angeordnetes Verfahrenstechnik-Modul angeschlossen werden. Die Fluidkupplungen zwischen der Kassette und den außen liegenden Flüssigkeitsleitungen weist also eine in oder an der Kassette angeordnete Primärseite und eine mit dieser zusammenwirkende, außerhalb der Kassette angeordnete, z. B. in einem außerhalb der Kassette angeordneten Adapter fixierte, Sekundärseite auf. Nachteilig an einer solchen Fluidkupplung ist, dass die Sicherstellung der richtigen Anordnung der Primär- und Sekundärseiten der verschiedenen Fluidkupplungen zueinander zur Realisierung der fluiddichten Verbindungen beim Anschließen der Kassette an das Analysegerät sehr aufwändige Führungsmittel zur Sicherstellung einer präzisen Orientierung der Primärseiten bezüglich der Sekundärseiten erfordert. Zusätzlich besteht die Gefahr, dass die in der Außenwand der Kassette angeordneten Anschlüsse beim Transport der Kassette beschädigt werden können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Analysegerät zur automatisierten Bestimmung einer Messgröße einer Flüssigkeitsprobe, umfassend:
- – ein Basismodul;
- – eine mit dem Basismodul verbindbare, austauschbare Kassette, welche mindestens einen über eine Fluidleitung mit einer Messzelle verbindbaren Flüssigkeitsbehälter umfasst, der ein der Flüssigkeitsprobe zur Bildung einer Messflüssigkeit zuzusetzendes Reagenz enthält;
- – einen Messaufnehmer zur Erfassung von mit der Messgröße korrelierten Messwerten der in der Messzelle aufgenommenen Messflüssigkeit,
wobei die Kassette eine dem mindestens einen Flüssigkeitsbehälter zugeordnete Fluidkupplungsvorrichtung mit einer Primärkomponente und einer Sekundärkomponente aufweist, die zur Herstellung einer Verbindung der Fluidleitung mit dem Flüssigkeitsbehälter dient.
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Indem die Kassette sowohl Primärkomponente als auch Sekundärkomponente der Fluidkupplungsvorrichtung aufweist, muss die korrekte Orientierung der Primär- und Sekundärkomponenten einer oder mehrerer Fluidkupplungsvorrichtung zueinander beim Anschließen der Kassette an das Basismodul nicht wie im Stand der Technik durch aufwändige, hoch präzise Führungsmittel sichergestellt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind beide Komponenten innerhalb der Kassette angeordnet. Dadurch wird auch die Gefahr einer Beschädigung der Primär- oder Sekundärkomponente z. B. beim Transport oder beim Austausch der Kassette, vermieden.
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Die durch die Fluidkupplungsvorrichtung herstellbare Verbindung ist vorzugsweise fluiddicht, insbesondere flüssigkeitsdicht, so dass Leckagen beim Transport eines Fluids bzw. einer Flüssigkeit zwischen dem Flüssigkeitsbehälter und der Messzelle über die Fluidkupplungsvorrichtung im verbundenen Zustand vermieden werden.
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Die Primärkomponente und die Sekundärkomponente weisen jeweils eine Schnittstelle auf, über die sie miteinander zur Bildung einer Fluidkupplung verbunden werden können. Die Primärkomponente oder die Sekundärkomponente kann an ihrem jeweils von der Schnittstelle abgewandten Ende mit dem mindestens einen Flüssigkeitsbehälter verbunden sein. Diese Verbindung kann insbesondere über eine Fluidleitung, z. B. einen Schlauch, gebildet sein. Hierzu kann die Primär- oder Sekundärkomponente beispielsweise einen Luer-Anschluss aufweisen. Indem der Flüssigkeitsbehälter und die mit dem Flüssigkeitsbehälter, insbesondere über eine Fluidleitung verbundene Primärkomponente bzw. Sekundärkomponente der Kassette zugeordnet, vorzugsweise innerhalb des Kassettengehäuses angeordnet sind, ist eine Zerstörung des Flüssigkeitsbehälters, der Fluidleitung und der Fluidkupplung beim Transport oder durch widrige Umgebungsbedingungen vermieden.
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Das Basismodul und die Kassette können als separate Komponenten, insbesondere mit jeweils einem eigenen, die Komponenten des Basismoduls bzw. die Komponenten der Kassette umgebenden äußeren Gehäuse, ausgebildet sein, die jeweils komplementäre mechanische Verbindungsmittel zur Herstellung einer lösbaren Verbindung zwischen der Kassette und dem Basismodul umfassen. Die Kassette kann Arretierungsmittel umfassen, die eine Relativbewegung der Sekundärkomponente bezüglich der Primärkomponente der mindestens einen Fluidkupplungsvorrichtung verhindern, wenn die Kassette nicht mit dem Basismodul verbunden ist, und die die Relativbewegung der Sekundärkomponente bezüglich der Primärkomponente freigeben, wenn die Kassette mit dem Basismodul verbunden ist.
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Das Basismodul kann einen, insbesondere von Hand oder automatisch betätigbaren, Antrieb aufweisen, der dazu ausgestaltet ist, eine relative Bewegung der Sekundärkomponente und der Primärkomponente aufeinander zu zur Herstellung einer, vorzugsweise fluiddichten, Verbindung zwischen der Sekundärkomponente und der Primärkomponente anzutreiben. Die relative Bewegung der Sekundärkomponente und der Primärkomponente aufeinander zu zur Herstellung einer Verbindung wird vorzugweise durch das mechanische Verbinden der Kassette mit dem Basismodul automatisch, d. h. ohne weitere Maßnahmen einer Bedienperson, automatisch ausgelöst und/oder angetrieben. Auf diese Weise kann eine „Plug-and-Play”-Funktionalität erreicht werden. Der automatische oder von Hand betätigbare Antrieb kann beispielsweise dazu ausgestaltet sein, rein mechanisch beim Herstellen der Verbindung der Kassette mit dem Basismodul, insbesondere in Abwesenheit einer zusätzlichen Energiequelle, betätigt zu werden.
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Die Primärkomponente der Fluidkupplungsvorrichtung kann in einer Ausgestaltung ein hülsenförmiges Gehäuse mit einer frontseitigen und einer rückseitigen Öffnung umfassen, wobei die rückseitige Öffnung, insbesondere über eine weitere Fluidleitung, mit dem Flüssigkeitsbehälter verbunden ist, und wobei an der frontseitigen Öffnung ein Dichtsitz gebildet ist, an dem ein im Gehäuseinneren angeordnetes Dichtelement die frontseitige Öffnung flüssigkeitsdicht verschließend anliegt, wenn die Primärkomponente nicht mit der Sekundärkomponente verbunden ist.
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Die zugehörige Sekundärkomponente der Fluidkupplungsvorrichtung kann einen hülsenförmigen Zapfen aufweisen, der dazu ausgestaltet ist, in die frontseitige Öffnung des Gehäuses der Primärkomponente zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem hülsenförmigen Zapfen der Sekundärkomponente und dem hülsenförmigen Gehäuse der Primärkomponente einzugreifen und dabei das Dichtelement aus dem Dichtsitz zu heben. Der Außendurchmesser des Zapfens ist zumindest in einem Abschnitt so auf einen Innendurchmesser der frontseitigen Gehäuseöffnung der Primärkomponente abgestimmt, dass die Außenwand des Zapfens und die Innenwand der Gehäuseöffnung fluiddicht, insbesondere flüssigkeitsdicht, aneinander anliegen. Gegebenenfalls kann zusätzlich eine Dichtung vorgesehen sein.
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Die Kassette kann eine Vielzahl von Flüssigkeitsbehältern aufweisen, denen jeweils eine Fluidkupplungsvorrichtung mit einer Primärkomponente und einer Sekundärkomponente zugeordnet ist, um eine, vorzugsweise fluiddichte, Verbindung zwischen dem jeweiligen Flüssigkeitsbehälter und einer zur Messzelle führenden Fluidleitung herzustellen, wenn die Kassette mit dem Basismodul verbunden wird, wobei die Primärkomponenten auf einem ersten Träger und die Sekundärkomponenten auf einem relativ zum ersten Träger beweglichen zweiten Träger fixiert sind. Die Flüssigkeitsbehälter können beispielsweise als flexible Beutel ausgebildet sein. Die Träger können als relativ zueinander bewegliche Trägerblöcke ausgebildet sein, auf denen die jeweilige Komponente der mindestens einen Fluidkupplungsvorrichtung in einer vorgegebenen Orientierung fixiert ist. Weist die Kassette mehrere Flüssigkeitsbehälter und mehrere zugehörige Fluidkupplungsvorrichtungen auf, können deren Primärkomponenten bzw. Sekundärkomponenten beispielsweise neben- oder übereinander angeordnet an den Trägerblöcken befestigt sein.
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Es kann erforderlich sein, einzelne Flüssigkeitsbehälter aus der Kassette zu entnehmen, beispielsweise im Rahmen von Kontroll- oder Wartungsmaßnahmen. Um eine mit einem Flüssigkeitsbehälter verbundene, diesen fluiddicht verschließende Primär- oder Sekundärkomponente gemeinsam mit dem Flüssigkeitsbehälter aus der Kassette entnehmen zu können, kann die Primär- oder Sekundärkomponente ein Griffelement, beispielsweise einen Vorsprung, eine Lasche, einen Flansch oder ähnliches aufweisen, um das Entfernen der Primär- oder Sekundärkomponente von ihrem Träger, auf dem sie fixiert ist, zu erleichtern.
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Der erste und der zweite Träger weisen vorzugsweise ineinander greifende Führungsmittel zur Führung einer eine, insbesondere flüssigkeitsdichten, Verbindung der auf den Trägern fixierten Primär- und Sekundärkomponenten der Fluidkupplungsvorrichtungen erzielende Relativbewegung des ersten und zweiten Trägers auf.
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Die Messzelle kann im Basismodul angeordnet sein. In diesem Fall kann das Basismodul Fluidleitungen aufweisen, die von der Messzelle zu einer Fluidschnittstelle zwischen dem Basismodul und der Kassette verlaufen. Die Fluidschnittstelle zwischen Basismodul und der Kassette kann beispielsweise durch eine mit der Fluidleitung kommunizierende Durchgangsöffnung in einer Wand des Basismoduls gebildet sein, die bei mit dem Basismodul verbundener Kassette an einer komplementären, mit einer Fluidleitung der Kassette kommunizierende, Durchgangsöffnung in einer Wand der Kassette anliegt.
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Das Analysegerät kann weiterhin mindestens eine Förder- und Dosiereinrichtung zum Transport von Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsbehälter in die Messzelle und/oder aus der Messzelle in einen Flüssigkeitsbehälter, und
eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgestaltet ist, die mindestens eine Förder- und Dosiereinrichtung zu steuern und/oder anhand vom Messaufnehmer zur Verfügung gestellter Messsignale Messwerte der Messgröße zu ermitteln, umfassen.
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Zusätzlich kann das Analysegerät eine Probennahme- und Probenvorbereitungseinrichtung aufweisen, die dazu ausgestaltet ist, aus einer zu überwachenden Flüssigkeit eine Flüssigkeitsprobe zu entnehmen, zu filtern und/oder in sonstiger Weise vorzubehandeln, bevor ihr das mindestens eine Reagenz zugesetzt wird.
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Sind mehrere Flüssigkeitsbehälter vorhanden, können diese neben der Flüssigkeitsprobe zuzusetzenden Reagenzien auch Reinigungsflüssigkeiten oder Kalibrierstandards enthalten. Ferner ist es möglich, dass einige Flüssigkeitsbehälter zur Aufnahme von Abfallprodukten, z. B. von verbrauchten Flüssigkeitsproben, Reinigungsflüssigkeiten oder Kalibrierstandards dienen.
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Die Flüssigkeitsbehälter können beispielsweise als Kunststoffbeutel ausgestaltet sein, die über eine, beispielsweise als Kunststoffschlauch, ausgestaltete Fluidleitung jeweils mit einer Primärkomponente einer Fluidkupplungsvorrichtung verbunden sind. Solange die Kassette noch nicht mit dem Basismodul verbunden ist, verschließt die Primärkomponente die Kunststoffbeutel flüssigkeitsdicht. Erst wenn eine Verbindung zwischen Primär- und Sekundärkomponente hergestellt ist, kann Flüssigkeit aus dem jeweiligen Flüssigkeitsbehälter zur Messstelle oder in umgekehrter Richtung durch die Fluidkupplungsvorrichtung transportiert werden. Vorzugsweise sind die Primärkomponente und die Sekundärkomponente aus Materialien gebildet, die chemisch gegenüber den in den Flüssigkeitsbehältern enthaltenen Flüssigkeiten inert sind bzw. von diesen nicht chemisch angegriffen werden, beispielsweise aus Polymermaterialien z. B. Fluorelastomeren wie FPM bzw. FKM (Fluorkautschuk), PTFE (Polytetrafluorethylen) oder Polyethylen (PE).
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Fluidkupplungsvorrichtung umfassend:
eine Primärkomponente, welche ein hülsenförmiges Gehäuse mit einer frontseitigen und einer rückseitigen Öffnung umfasst, wobei an der frontseitigen Öffnung ein Dichtsitz gebildet ist, an dem ein im Gehäuseinneren angeordnetes Dichtelement die frontseitige Öffnung flüssigkeitsdicht verschließend anliegt; und
eine mit der Primärkomponente verbindbare Sekundärkomponente, welche einen hülsenförmigen Zapfen aufweist, der dazu ausgestaltet ist, in die frontseitige Öffnung des Gehäuses der Primärkomponente zur Bildung einer flüssigkeitsdichten Verbindung zwischen dem hülsenförmigen Zapfen der Sekundärkomponente und dem hülsenförmigen Gehäuse der Primärkomponente einzugreifen und dabei das Dichtelement aus dem Dichtsitz zu heben.
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Diese Fluidkupplungsvorrichtung kann in dieser oder in einer der im Folgenden beschriebenen Ausgestaltungen in einem Analysegerät nach einer der voranstehend beschriebenen Ausgestaltungen eingesetzt werden. Sie ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt und kann in einer Vielzahl anderer Anwendungen eingesetzt werden.
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In einer Ausgestaltung verjüngt sich das Gehäuse der Primärkomponente an seinem frontseitigen Ende zur Bildung des Dichtsitzes. Ein im Inneren des Gehäuses angeordnetes, rückseitig gegen einen innerhalb des Gehäuses gebildeten ringförmigen Absatz anliegendes Pressteil presst das das Dichtelement gegen den Dichtsitz an.
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Das Dichtelement kann im Wesentlichen kugelförmig sein. Die Vorteile dieser Form des Dichtelements bestehen darin, dass einerseits das aus dem Dichtsitz herausgehobene Dichtelement im verbundenen Zustand der Fluidkupplungsvorrichtung von durch die Fluidkupplung transportiertem Fluid leicht umströmt werden kann, andererseits dessen Montage einfach ist, so dass eine automatisierte Herstellung der Primärkomponente erleichtert wird.
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Das Gehäuse der Primärkomponente kann in einem rückseitigen Endbereich einen sich verjüngenden Abschnitt aufweisen, wobei an der Gehäusewand mindestens eine sich in radialer Richtung ins Gehäuseinnere erstreckende Rippe angeordnet ist, welche bei verbundener Primär- und Sekundärkomponente das aus dem Dichtsitz gehobene Dichtelement daran hindern, die rückseitige Öffnung des Gehäuses der Primärkomponente zu verschließen. Vorteilhafterweise sind an der Gehäusewand des sich verjüngenden Abschnitts mindestens drei sich in radialer Richtung ins Gehäuseinnere erstreckende Rippen angeordnet, so dass das aus dem Dichtsitz gehobene Dichtelement möglichst mittig innerhalb des Gehäuses der Primärkomponente gehalten und so leichter umströmt wird.
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Der hülsenförmige Zapfen der Sekundärkomponente kann eine Ausnehmung aufweisen, welche bei verbundener Primär- und Sekundärkomponente innerhalb des Gehäuses der Primärkomponente angeordnet ist und das aus dem Dichtsitz gehobene Dichtelement daran hindert, die rückseitige Öffnung des Gehäuses der Sekundärkomponente zu verschließen.
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Die Primärkomponente kann auf ihrer Gehäuseaußenseite ein sich in radialer Richtung erstreckendes Griffteil aufweisen. Wie weiter oben bereits beschrieben, erleichtert ein solches Griffteil das Entnehmen der Primärkomponente mit einer daran angeschlossenen, die Primärkomponente mit einem Flüssigkeitsbehälter verbindenden Fluidleitung aus einem Träger oder einer sonstigen Fixierung, in der die Primärkomponente bestimmungsgemäß aufgenommen sein kann.
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Die Erfindung wird im Folgenden näher anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Fluidkupplungsvorrichtung mit einer Primärkomponente und einer Sekundärkomponente;
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2 die Fluidkupplungsvorrichtung in einer Längsschnittdarstellung im nicht verbundenen Zustand;
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3 die Fluidkupplungsvorrichtung in einer Längsschnittdarstellung im verbundenen Zustand;
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4 die Fluidkupplungsvorrichtung in einer Längsschnittdarstellung im verbundenen Zustand mit Darstellung einer Flüssigkeitsströmung von der Primärkomponente zur Sekundärkomponente;
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5 die Fluidkupplungsvorrichtung in einer Längsschnittdarstellung im verbundenen Zustand mit Darstellung einer Flüssigkeitsströmung von der Sekundärkomponente zur Primärkomponente;
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6 eine schematische Darstellung eines Analysegeräts zur automatisierten Bestimmung einer Messgröße einer Flüssigkeitsprobe mit einem Basismodul und einer mit dem Basismodul verbindbaren, austauschbaren Kassette;
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7 eine Kassette für ein Analysegerät gemäß 6;
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8 die Kassette in einem geöffneten Zustand;
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9 eine Detailansicht einer in der Kassette aufgenommenen Trägervorrichtung mit einer Vielzahl von Plätzen zur Fixierung von Primärkomponenten und Sekundärkomponenten von Fluidkupplungsvorrichtungen;
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10 eine Ansicht der in 9 dargestellten Trägervorrichtung aus einem anderen Blickwinkel;
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11 eine Querschnittdarstellung der Trägervorrichtung;
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12 eine Darstellung der Kassette und eines Teils der basismodulseitigen Schnittstelle, über die die Kassette mit dem Basismodul des Analysators verbindbar ist.
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In 1 ist eine Fluidkupplungsvorrichtung 10 mit einer Primärkomponente 1 und einer Sekundärkomponente 2 dargestellt. Eine zugehörige Längsschnittdarstellung ist in 2 zu sehen. Die Primärkomponente 1 weist ein hülsenförmiges, im hier gezeigten Beispiel aus einem ersten Gehäuseteil 3 und einem zweiten Gehäuseteil 4 zusammengesetztes, Gehäuse auf. Die beiden Gehäuseteile 3 und 4 können beispielsweise durch Ultraschallschweißen oder mittels anderer Verfahren stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Das hülsenförmige Gehäuse weist eine frontseitige und eine rückseitige Öffnung auf. Zur frontseitigen Öffnung hin verjüngt sich der Durchmesser des ersten Gehäuseteils 3 zur Bildung eines Dichtsitzes 8, gegen den ein im Inneren des Gehäuses angeordnetes, kugelförmiges Dichtelement 5 anliegt. Ein Pressteil 6 dient dazu, das Dichtelement 5 gegen den Dichtsitz 8 anzupressen, so dass die frontseitige Öffnung des Gehäuses der Primärkomponente durch das Dichtelement 5 fluiddicht, insbesondere flüssigkeitsdicht, verschlossen ist. Eine ringförmige Stirnfläche des rückseitig in das erste Gehäuseteil eingreifenden zweiten Gehäuseteils 4 bildet einen radialen Absatz, gegen den sich das Pressteil 6 rückseitig axial abstützt.
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An seiner Frontseite weist das erste Gehäuseteil 3 einen die frontseitige Öffnung des Gehäuses bildenden Abschnitt 9 mit verringertem Durchmesser auf. Dieser Abschnitt 9 dient zur Aufnahme der Sekundärkomponente 2 der Fluidkupplungsvorrichtung 1 zur Herstellung einer fluiddichten, hydraulischen Verbindung zwischen der Primär- und Sekundärkomponente. Das zweite Gehäuseteil 4 weist rückseitig einen Anschluss 7 auf der mit einer, beispielsweise als Schlauch ausgestalteten, Fluidleitung 11 verbunden ist. Der Anschluss 7 kann beispielsweise als Luer-Kegel ausgestaltet sein. Zur leichteren Handhabung der Primärkomponente 1 weist diese auf ihrer Außenseite ein sich in radialer Richtung erstreckendes Griffelement 15 auf.
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Die Sekundärkomponente 2 weist frontseitig einen hülsenförmigen Zapfen 12 auf, dessen Außendurchmesser derart auf den Innendurchmesser des frontseitigen Abschnitts 9 des ersten Gehäuseteils 3 der Primärkomponente 1 abgestimmt ist, dass der Zapfen 12 in diesen zur Herstellung einer fluiddichten, insbesondere flüssigkeitsdichten, Verbindung zwischen der Primär- und Sekundärkomponente einführbar ist. Der Zapfen 12 weist an seiner Frontseite einen oder mehrere sich in axialer Richtung erstreckende Einschnitte 14 auf. Rückseitig weist die Sekundärkomponente 2 einen Anschluss 13 auf, der mit einer Fluidleitung, insbesondere einem Schlauch, verbindbar ist.
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In 3 ist die Fluidkupplungsvorrichtung 10 im verbundenen Zustand gezeigt. Zur Herstellung einer hydraulischen Verbindung zwischen der Primärkomponente 1 und der Sekundärkomponente 2 wird die Sekundärkomponente 2 in axialer Richtung relativ zur Primärkomponente 1 mit der Kraft 16 verschoben. Dabei hebt der Zapfen 12 das Dichtelement 5 aus seinem Dichtsitz 8. Das Dichtelement 5 wird dadurch in das Gehäuseinnere 17 der Primärkomponente 1 verdrängt. Wie bereits erwähnt, ist der Außendurchmesser des Zapfens 12 so auf den Innendurchmesser des frontseitigen Gehäuseabschnitts 9 der Primärkomponente 1 abgestimmt, dass die Außenwand des Zapfens 12 und die Innenwand des Abschnitts 9 im verbundenen Zustand an der Schnittstelle 18 fluiddicht, insbesondere flüssigkeitsdicht, aneinander anliegen. Gegebenenfalls kann eine zusätzliche Dichtung zur Abdichtung der Schnittstelle 18 vorgesehen sein.
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Im verbundenen Zustand der Fluidkupplungsvorrichtung 10 kann Fluid, insbesondere Flüssigkeit in axialer Richtung durch diese strömen. Dies ist in den 4 und 5 näher veranschaulicht. In 4 ist durch die Pfeile 19 eine Fluidströmung von dem Schlauch 11 her in Richtung des rückseitigen Anschlusses 13 der Sekundärkomponente 2 durch die Fluidkupplungsvorrichtung 10 angedeutet. Das kugelförmige Dichtelement 5 wird von dem Fluid umströmt und gegen die Stirnseite des Zapfens 12 gedrückt. Das Fluid kann jedoch über die Einschnitte 14 an dem Dichtelement 5 vorbei in das Gehäuseinnere der Sekundärkomponente 2 in Richtung der rückseitigen Anschlusses 13 der Sekundärkomponente 2 strömen.
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In 5 ist durch die Pfeile 20 eine Fluidströmung durch die Fluidkupplungsvorrichtung 10 in entgegen gesetzter Richtung angedeutet. Auch in dieser Richtung kann das im Gehäuseinneren der Primärkomponente befindliche Dichtelement 5 die Strömung nicht unterbinden. Dies wird ermöglicht mittels dreier in einem sich verjüngenden Endbereich 22 des zweiten Gehäuseteils 4 angeordneter, in radialer Richtung nach innen vorspringender Rippen 21, die das Dichtelement 5 im Gehäuseinneren 17 zentrieren, so dass es von dem Fluid umströmt wird.
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Die Fluidkupplungsvorrichtung 10 ist geeignet zur Verbindung zweier flüssigkeitsführender Leitungen, z. B. zweier Schläuche. Vorzugsweise ist die Vorrichtung aus Materialien gebildet, die gegenüber der durch die Kupplungsvorrichtung strömenden Fluide oder Flüssigkeiten inert sind. Handelt es sich bei den Flüssigkeiten um wässrige Lösungen, Säuren oder Laugen, ist als Material für die Gehäuseteile der Primärkomponente 1 und der Sekundärkomponente 2 beispielsweise ein Polymermaterial wie Polyethylen (PE), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polypropylen (PP) und Polyvinylidenfluorid (PVDF) geeignet. Als Material für das Dichtelement 5 kommt ein Fluorelastomer, wie FPM bzw. FKM, in Frage.
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Die in den 1 bis 5 dargestellte Fluidkupplungsvorrichtung 10 kann vorteilhaft in einem Analysegerät eingesetzt werden, das zur automatisierten Bestimmung einer Messgröße in einer Flüssigkeitsprobe, beispielsweise in einer der eingangs beschriebenen Anwendungen, dient.
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In 6 ist schematisch ein derartiges Analysegerät 100 dargestellt. Das Analysegerät 100 umfasst mehrere Flüssigkeitsbehälter 133, 137 und 141, ein Verfahrenstechnik-System mit einer Vielzahl von Pumpen 135, 139 und 143 zur Förderung und Dosierung von in den Flüssigkeitsbehältern 133, 137 und 141 enthaltenen Flüssigkeiten, und Flüssigkeitsleitungen, über die die Flüssigkeitsbehälter 133, 137, 141 mit einer Messzelle 127 verbunden sind. Zusätzlich verfügt das Analysegerät 100 über einen Abfallbehälter 105, der ebenfalls über eine Pumpe 107 mit der Messzelle 127 verbunden ist. Der Messzelle 127 ist im hier gezeigten Beispiel ein nicht näher dargestelltes Ventilsystem L („liquid manager”) vorgeschaltet, das dazu dient, die Zuleitung der einzelnen Flüssigkeiten aus den Flüssigkeitsbehältern 133, 137 und 141 bzw. die Ableitung von verbrauchter Flüssigkeit aus der Messzelle 127 in den Abfallbehälter 105 zu steuern. Das Ventilsystem L verbindet die Flüssigkeitsbehälter 133, 137 und 141 über die Flüssigkeitsleitung 128 mit der Messzelle 127. Bei den Pumpen 107, 135, 139 und 143 kann es sich beispielsweise um Membranpumpen, Kolbenpumpen, insbesondere Spritzenpumpen, oder um Peristaltikpumpen handeln.
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Weiterhin umfasst das Analysegerät 100 eine Probenvorlage 104 in der die Probenflüssigkeit nach Entnahme aus einer Entnahmestelle, beispielsweise aus einem offenen Gewässer, zwischengelagert wird. Aus der Probenvorlage 104 wird zur Durchführung einer Analyse eine Flüssigkeitsprobe mit einem vorgegebenen Volumen entnommen und über die Zuleitung 109 mittels der Pumpe 103 in die Messzelle 127 transportiert. Die Pumpe 103 kann wie die übrigen Pumpen 107, 135, 139, 143 beispielsweise als Membranpumpe, Kolbenpumpe, insbesondere als Spritzenpumpe, oder als Peristaltikpumpe ausgestaltet sein.
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Zur Erfassung der von dem Analysegerät 100 zu bestimmenden Messgröße umfasst das Analysegerät 100 einen optischen Messaufnehmer, der eine Messstrahlung emittierende Strahlungsquelle 131 und einen Empfänger 132, die bezüglich der für die Messstrahlung transparenten Messzelle 127 so angeordnet sind, dass die Messstrahlung eine in der Messzelle 127 enthaltene flüssige Probe durchläuft und die durch die Probe transmittierte Messstrahlung auf den Empfänger 132 trifft. Je nach Messaufgabe kann das Analysegerät 100 selbstverständlich auch andere als optische Messaufnehmer aufweisen, beispielsweise elektrische oder elektrochemische Messaufnehmer.
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Das Analysegerät 100 kann vollständig automatisiert betrieben werden. Hierzu besitzt es eine Steuerungseinheit S, die im hier gezeigten Beispiel auch die Funktionen einer Auswertungseinheit, insbesondere die Bestimmung einer Messgröße anhand eines von dem Messaufnehmer erfassten Messwerts, zur Verfügung stellt. Die Steuerungseinheit S umfasst eine Datenverarbeitungseinrichtung, welche über einen Speicher verfügt, in dem ein oder mehrere Betriebsprogramme vorgesehen sind, die der Steuerung des Analysegeräts 100 und/oder der Steuerung der Probenvorbereitungseinrichtung 1 sowie gegebenenfalls der Auswertung der vom optischen Messaufnehmer 131, 132 gelieferten Messsignale dienen. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann auch über eine Eingabevorrichtung zur Eingabe von Befehlen oder Parametern durch eine Bedienperson und/oder eine Schnittstelle zum Empfang von Befehlen, Parametern oder sonstigen Daten von einer übergeordneten Einheit, beispielsweise von einem Prozessleitsystem, verfügen. Zusätzlich kann die Steuerungseinheit S auch über eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe von Daten, insbesondere Messergebnissen oder Betriebsinformationen an einen Benutzer oder über eine Schnittstelle zur Ausgabe von Daten an die übergeordnete Einheit verfügen. Die Steuerungseinheit S ist mit Antrieben der Pumpen 103, 107 135, 139, 143 und mit dem hier nicht näher dargestellten Ventilsystem L verbunden, um diese zum Transport von Flüssigkeiten aus der Probensammeleinheit und den Flüssigkeitsbehältern 133, 137 und 141 in die Messzelle 127 automatisiert zu betreiben. Die Steuerungseinheit S ist außerdem mit dem Messaufnehmer verbunden, um diesen zu steuern und aus Messsignalen des Empfängers 132 die zu bestimmende Messgröße zu ermitteln.
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Das Analysegerät 100 weist ein Basismodul 101 und eine mit dem Basismodul 101 verbindbare, austauschbare Kassette 102 auf. Das Basismodul 101 und die Kassette 102 sind als separate Komponenten mit jeweils einem eigenen Gehäuse ausgestaltet. Im hier gezeigten Beispiel enthält das Basismodul die Probenvorlage 104 sowie die Messzelle 127, den optischen Messaufnehmer 131, 132 und die Steuerungseinheit S. Die Pumpenantriebe für die Pumpen 103, 107, 135, 139 und 143 können ebenfalls im Basismodul 101 enthalten sein. Die Kassette 102 enthält die Flüssigkeitsbehälter 105, 133, 137 und 141, die Pumpen 107, 135, 139 und 143 sowie das Ventilsystem L. Eine hydraulische Schnittstelle 145 erlaubt den Flüssigkeitstransport über das Ventilsystem L zwischen der Kassette 102 und der im Basismodul 101 angeordneten Messzelle 127. Die in der Kassette 102 enthaltenen Flüssigkeitsbehälter 105, 133, 137 und 141 sind über Fluidkupplungsvorrichtungen 10, die ausgestaltet sein können, wie anhand der 1 bis 5 beschrieben, mit dem Ventilsystem L verbunden, wobei sowohl die Primärkomponente 1 als auch die Sekundärkomponente 2 der Fluidkupplungsvorrichtungen 10 innerhalb der Kassette 102 angeordnet sind.
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In anderen, gleichermaßen möglichen Ausgestaltungen kann die Messzelle und/oder der Messaufnehmer ebenfalls in der austauschbaren Kassette enthalten sein. In einer anderen Ausgestaltung kann auch die Probenvorlage in der Kassette enthalten sein. Umgekehrt ist es auch möglich, dass ein oder mehrere weitere Flüssigkeitsbehälter, die im hier gezeigten Beispiel in der austauschbaren Kassette enthalten sind, in dem Basismodul untergebracht sind.
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Solange die austauschbare Kassette 102 nicht mit dem Basismodul 101 verbunden ist, sind die Primärkomponente 1 und die Sekundärkomponente 2 der Fluidkupplungsvorrichtungen 10 voneinander getrennt. Die jeweils mit einem Flüssigkeitsbehälter 105, 133, 137, 141 verbundene Primärkomponenten 1 sind in diesem Zustand durch ein Dichtelement flüssigkeitsdicht verschlossen. Die Kassette 102 umfasst einen anhand der 7 bis 12 noch näher zu beschreibenden Antrieb, der bei der Verbindung der Kassette 102 mit dem Basismodul 101 automatisch eine Verbindung der Primärkomponenten 1 mit den zugehörigen Sekundärkomponenten 2 herstellt, so dass automatisch eine flüssigkeitsdichte Verbindung der zu dem Ventilsystem L führenden Leitungen mit den Flüssigkeitsbehältern 105, 133, 137, 141 über die Fluidkupplungsvorrichtungen 10 hergestellt wird, ohne dass die Bedienperson, die die Kassette 102 mit dem Basismodul 101 verbindet, für den korrekten Anschluss der Flüssigkeitsbehälter an die entsprechenden Flüssigkeitsleitungen zum Ventilsystem L und damit zur Messzelle 127 Sorge tragen muss („Plug-and-Play”).
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Der Flüssigkeitsbehälter 141 kann ein Reagenz enthalten, das zur Behandlung der Flüssigkeitsprobe mit dieser vermischt wird. Handelt es sich bei der zu bestimmenden Messgröße beispielsweise um die Konzentration eines Analyten in der Flüssigkeit, kann das Reagenz so ausgewählt sein, dass es unter Bildung eines farbigen Reaktionsprodukts mit dem Analyten reagiert. Die Intensität der Färbung ist dann ein Maß für die zu bestimmende Konzentration. Die Wellenlänge der von der Strahlungsquelle 131 ausgesendeten Messstrahlung ist in diesem Fall auf die Färbung des Reaktionsprodukts abgestimmt und wird entsprechend vom Empfänger 132 bzw. von der Steuerungseinheit S ausgewertet. Statt eines einzigen Reagenz wie im hier gezeigten Beispiel können, je nach zu bestimmender Messgröße, auch mehrere Reagenzien eingesetzt werden. In diesem Fall verfügt das Analysegerät 100 über eine entsprechende Anzahl von Flüssigkeitsbehältern für die benötigten Reagenzien.
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Im Messbetrieb des Analysegeräts 100 dosiert die Steuerungseinheit S zunächst eine vorgegebene Menge der in der Probensammeleinheit 7 enthaltenen Probenflüssigkeit in die Messzelle 127 als zu analysierende flüssige Probe. Gleichzeitig oder anschließend steuert die Steuerungseinheit S die Pumpe 143, um eine vorgegebene Menge des im Flüssigkeitsbehälter 141 enthaltenen Reagenz in die Messzelle zu transportieren. Die Messzelle 127 dient also im hier beschriebenen Beispiel auch als Mischzelle, in der die Flüssigkeitsprobe und das Reagenz miteinander vermischt werden. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen möglich, in denen das Reagenz oder mehrere Reagenzien zur Behandlung der Flüssigkeitsprobe miteinander vermischt werden bevor die mittels der Reagenzien behandelte Flüssigkeitsprobe in die Messzelle 127 eindosiert wird.
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Zur Erfassung der zu bestimmenden Messgröße der in der Messzelle enthaltenen, behandelten Flüssigkeitsprobe betreibt die Steuerungseinheit S den Messaufnehmer 131, 132 und wertet das vom Messaufnehmer 131, 132 ausgegebene Messsignal aus. Die von der Steuerungseinheit S aus dem Messsignal ermittelte Messgröße kann in einem Datenspeicher der Steuerungseinheit gespeichert, über eine Schnittstelle an eine übergeordnete Einheit und/oder über ein Display der Steuerungseinheit S ausgegeben werden.
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Nach der Bestimmung der Messgröße wird die Messzelle 127 entleert, indem mittels der Pumpe 107 die in der Messzelle enthaltene, verbrauchte flüssige Probe in den Abfallbehälter 105 transportiert wird. Das Analysegerät 100 verfügt über weitere Flüssigkeitsbehälter 133, 137, die Standardlösungen für Kalibrierungen und/oder Reinigungslösungen umfassen können. Mittels den Flüssigkeitsbehältern 133, 137 zugeordneter Pumpen 135, 139 können diese Lösungen in die Messzelle 127 transportiert werden.
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Nach einem oder mehreren durchgeführten Messzyklen, kann eine Kalibrierung des Analysegeräts durchgeführt werden, indem aus dem Flüssigkeitsbehälter 137 ein Kalibrierstandard in die Messzelle 127 gefördert wird. Der Kalibrierstandard wird wie eine „echte” Flüssigkeitsprobe aus der Probenvorlage in der Messzelle 127 mit dem Reagenz behandelt, das mittels der Pumpe 143 aus dem Flüssigkeitsbehälter 141 in die Messzelle 127 transportiert wird. Mittels des Messaufnehmers 131, 132 wird photometrisch ein Messwert der Messgröße bestimmt und gegebenenfalls anhand des für den Kalibrierstandard bekannten Messwerts eine Justierung des Analysegeräts 100 vorgenommen.
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Eine mögliche Ausgestaltung einer austauschbaren Kassette des in 6 schematisch dargestellten Analysegeräts 100 wird im Folgenden anhand der 7 bis 12 näher beschrieben. 7 zeigt die Kassette 102, welche ein Gehäuse 23 aufweist, dessen Abmessungen darauf abgestimmt sind, mit dem in diesen Figuren nicht dargestellten Basismodul eines Analysegeräts verbunden zu werden. Das Gehäuse kann insbesondere Führungsmittel aufweisen, die mit komplementären Führungsmitteln des Basismoduls zusammenwirken, um sicherzustellen, dass die Kassette nur in einer vorgegebenen Orientierung bezüglich des Basismoduls mit diesem fest verbunden werden kann. An dem Gehäuse 23 sind zur leichteren Handhabung Griffe 24 und eine Griffmulde 43 angeordnet.
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Im unteren Bereich des Kassettengehäuses 23 sind als Beutel ausgestaltete Flüssigkeitsbehälter 25 angeordnet. Im oberen Bereich der Kassette 102 befindet sich eine Trägervorrichtung 26 auf der eine Vielzahl von Fluidkupplungsvorrichtungen 10 fixiert ist. Im hier gezeigten Beispiel sind die Flüssigkeitsbeutel über (in den 7 bis 12 nicht sichtbare) Fluidleitungen, z. B. Schläuche, jeweils mit einer Primärkomponente 1 einer Fluidkupplungsvorrichtung in einer Ausgestaltung gemäß 1 bis 5 verbunden. Solange die Kassette 102 noch nicht mit dem Basismodul des Analysegeräts verbunden ist, sind die von dem zugehörigen Flüssigkeitsbehälter 25 abgewandten Öffnungen der Primärkomponenten 1 durch das Dichtelement 5 flüssigkeitsdicht verschlossen, so dass keine Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsbehältern 25 nach außen in die Kassette 102 oder in die Umwelt gelangen kann. Wird die Kassette 102 mit dem Basismodul 101 verbunden, wird, wie im Folgenden noch näher erläutert werden wird, automatisch eine Verbindung zwischen der Primär- und Sekundärkomponente der Fluidkupplungsvorrichtung 10 hergestellt, so dass Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsbehältern 25 über die Fluidkupplungsvorrichtungen 10 in die Ventileinrichtung L und über diese in die Messzelle 127 des Analysegeräts 100 (6) transportiert werden kann.
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8 zeigt die Kassette 102 in einem geöffneten Zustand. In diesem Zustand kann die Kassette 102 kontrolliert oder gewartet werden, beispielsweise können einzelne Beutel zur Untersuchung oder zum Wiederbefüllen entnommen werden. Hierzu kann die Trägervorrichtung 26 um eine in ihrem rückseitigen Bereich angeordnete Achse nach oben gekippt werden, um die auf der Trägervorrichtung 26 angeordneten Fluidkupplungsvorrichtungen 10 und die Flüssigkeitsbehälter 25 leichter zugänglich zu machen.
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Die Trägervorrichtung 26 ist in 9 und 10 aus verschiedenen Blickwinkeln und in 11 im Querschnitt im Detail gezeigt. Die Trägervorrichtung 26 weist einen ersten Trägerblock 27 und einen zweiten Trägerblock 28 auf, die relativ zueinander beweglich angeordnet sind. Der erste Trägerblock 27 umfasst im hier gezeigten Beispiel 15 Plätze, an denen Primärkomponenten 1 von Fluidkupplungsvorrichtungen 10 wie die in 1 darstellte fixiert werden können. Im hier gezeigten Beispiel enthält der erste Trägerblock 27 lediglich vier Primärkomponenten 1. Am zweiten Trägerblock 28 sind den Primärkomponenten 1 gegenüberliegende Sekundärkomponenten 2 der Fluidkupplungsvorrichtungen 10 fixiert. Auch der zweite Trägerblock 28 weist 15 Plätze auf, an denen den auf dem ersten Trägerblock 27 fixierten Primärkomponenten 1 entsprechende Sekundärkomponenten 2 fixiert werden können.
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Der erste Trägerblock 27 ist gegenüber dem zweiten Trägerblock 28 parallel zu den Achsen der Fluidkupplungsvorrichtungen 10 verschiebbar, um die Primärkomponenten 1 auf die Sekundärkomponenten 2 zu zu bewegen. Diese Bewegung wird durch mit dem ersten und zweiten Trägerblock 27 verbundene, zylindrische Führungen 31, 32 präzise geführt.
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Zwei Schnapphaken 33, zwei Schnapphaken 34 und zwei Hebel 35 verhindern durch deren Hinterschnitte die versehentliche relative Verschiebungsbewegung zwischen den beiden Trägerblöcken 27, 28, wenn die Kassette 102 nicht mit dem Basismodul verbunden ist, z. B. während des Transports oder während der Lagerung der Kassette 102.
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In 12 ist die Kassette 102 und ein Teil der basismodulseitigen Schnittstelle 36, über die die Kassette 102 mit dem Basismodul 101 des Analysegeräts verbindbar ist, dargestellt. Beim Verbinden der Kassette 102 mit dem Basismodul 101 greifen die Stütz- und Anschlagstifte 38 durch eine Verschiebungsbewegung der Kassette 102 bezüglich des Basismoduls 101 in Richtung des Pfeils 39 in das Gehäuse 23 der Kassette 102 bis sie am weiten Trägerblock 28 anschlagen. Kurz davor treffen die beiden äußeren Stifte 37 der Schnittstelle 36 die Hebel 35 und spreizen diese seitlich auf, so dass ihr Hinterschnitt den Weg für die weitere Verschiebung des ersten Trägerblocks 27 in Pfeilrichtung 39 zum zweiten Trägerblock 28 hin zur Verbindung der Primärkomponenten 1 mit den Sekundärkomponenten 2 freigibt.
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Die Trägervorrichtung 26 weist eine Druckplatte 29 auf, die mit einer mittig an der von den Fluidkupplungsvorrichtungen 10 abgewandten Rückseite der Druckplatte 29 angeordneten, sich senkrecht zur Druckplatte 29 erstreckenden Hülse 30 verbunden ist. In Verlängerung der Hülse 30 erstreckt sich durch die Trägervorrichtung 26 eine Bohrung 42, in die eine basismodulseitig an der Schnittstelle 36 angeordnete Schraube 40 eingreift, wenn die Kassette 102 wie in 12 dargestellt, mit dem Basismodul 101 verbunden wird. Beim Verbinden der Kassette 102 mit dem Basismodul 101 geht die Schraube 40 mit dem vorderseitig am Gehäuse 23 der Kassette 102 angeordneten Handrad 41 eine Wirkverbindung ein, so dass durch Drehen des Handrads 41 eine Verschiebebewegung der Hülse 30 und der mit ihr verbundenen Druckplatte 29 in Pfeilrichtung 39 angetrieben wird. Die Abmessungen des an dem ersten Trägerblock 27 angeordneten Schnapphakens 33 und einer komplementären Nut des zweiten Trägers 28 sind so aufeinander abgestimmt, dass der Schnapphaken 33 in einer Endposition in die Nut einschnappt, in der die Primärkomponenten und die Sekundärkomponenten der Fluidkupplungsvorrichtungen 10 fluiddicht miteinander verbunden sind, so dass der Transport von Flüssigkeit zwischen den Flüssigkeitsbehältern 25 und der Messzelle über die Fluidkupplungsvorrichtungen möglich ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10222822 A1 [0005]
- DE 10227032 A1 [0005]
- DE 102009029305 A1 [0005, 0006, 0008]
