DE102013211323A1

DE102013211323A1 - Probenkühlgerät für histologische Proben

Info

Publication number: DE102013211323A1
Application number: DE102013211323.4A
Authority: DE
Inventors: Markus Berberich; Michael Eberhard
Original assignee: Leica Biosystems Nussloch GmbH
Current assignee: Leica Biosystems Nussloch GmbH
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2014-12-18
Also published as: JP2015001533A; GB201409739D0; CN104242295A; US9918405B2; GB2516748A; US20140368060A1; GB2516748B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Probenkühlgerät für histologische Proben, das mit einem Stromnetz verbindbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur elektrischen Spannungsversorgung eines Probenkühlgeräts für histologische Proben. Das Probenkühlgerät weist eine Messvorrichtung zum Messen einer Höhe einer am Probenkühlgerät anliegenden Eingangsnetzspannung und einen Transformator mit einer Primärspule, die wenigstens drei Spulenabgriffe aufweist, und einer Sekundärspule auf. Ferner weist das Probenkühlgerät ein Schaltmittel auf, das abhängig von der Höhe der Eingangsnetzspannung zwei Spulenabgriffe mit dem Stromnetz verbindet, so dass eine Höhe einer an der Sekundärspule anliegenden Ausgangsspannung unabhängig von der Höhe der Eingangsspannung einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Probenkühlgerät für histologische Proben, das mit einem Stromnetz verbindbar ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur elektrischen Spannungsversorgung eines Probenkühlgeräts für histologische Proben.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von unterschiedlich ausgebildeten Probenkühlgeräten für histologische Proben bekannt. Den Probenkühlgeräten ist gemein, dass diese einen Kompressor aufweisen, der für den Betrieb des Probenkühlgeräts an ein Stromnetz angeschlossen werden muss. Die von den Energieversorgern bereitgestellte Netzspannung ist in vielen Ländern unterschiedlich und kann sich im Bereich von 100 V bis 240 V bewegen. Dies erfordert wiederum unterschiedlich ausgebildete Kompressoren, die derart ausgelegt sind, dass diese mit der in dem jeweiligen Land vorherrschenden Netzspannung betrieben werden können. Dies führt dazu, dass aufgrund der unterschiedlichen Netzspannungen in den einzelnen Ländern Hersteller von Probenkühlgeräten eine Vielzahl von Probenkühlgerätvarianten bereitstellen müssen, die sich in der Ausbildung des Kompressors voneinander unterscheiden.
Nachteilig an einer Bereitstellung einer Vielzahl von Probenkühlgerätvarianten ist, dass die Stückzahl der jeweils eingesetzten Kompressortypen je Probenkühlgerätvariante gering ist, da für jede Netzspannung ein anderer Kompressortyp verwendet werden muss. Daher sind die Einkaufskosten für die einzelnen Kompressortypen hoch. Des Weiteren ergeben sich aufgrund der Vielzahl von Probenkühlgerätvarianten höhere Verwaltungs- und Logistikkosten. Zudem kann es zu Beschädigungen der Probenkühlgeräte, insbesondere der Kompressoren, kommen, wenn diese mit der falschen Netzspannung versorgt werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Probenkühlgerät bereitzustellen, das für den Einsatz in verschiedenen Ländern mit unterschiedlichen Netzspannungen geeignet ist und somit die oben genannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch das Probenkühlgerät der eingangs genannten Art gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Messvorrichtung zum Messen einer Höhe einer am Probenkühlgerät anliegenden Eingangsnetzspannung aufweist. Das Messen der Höhe der Eingangsnetzspannung kann direkt oder indirekt erfolgen. Ferner weist das Probenkühlgerät einen Transformator mit einer Primärspule, die wenigstens drei Spulenabgriffe aufweist, und einer Sekundärspule auf. Zudem weist das Probenkühlgerät ein Schaltmittel auf, das abhängig von der Höhe der Eingangsnetzspannung zwei der Spulenabgriffe mit dem Stromnetz verbindet, so dass die Höhe einer an der Sekundärspule anliegenden Ausgangsspannung unabhängig von der Höhe der Eingangsnetzspannung einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert aufweist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur elektrischen Spannungsversorgung eines Probenkühlgeräts für histologische Proben bereitzustellen, das ermöglicht, dass ein Probenkühlgerät für den Einsatz in Ländern mit unterschiedlicher Netzspannung geeignet ist, und somit die oben genannten Nachteile nicht auftreten.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, das folgende Schritte aufweist. In einem ersten Verfahrensschritt wird die Höhe einer am Probengerät anliegenden Eingangsnetzspannung ermittelt. Dann erfolgt eine Zuordnen der ermittelten Höhe der Eingangsnetzspannung zu zwei Spulenabgriffen einer Primärspule eines Transformators, die wenigstens drei Spulenabgriffe aufweist, so dass eine Höhe einer an der Sekundärspule anliegenden Ausgangsspannung unabhängig von der Höhe der Eingangsnetzspannung einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert aufweist. Schließlich werden die zugeordneten Spulenabgriffe mit einem Stromnetz verbunden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Probenkühlgeräts und des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ein Einsatz des Probenkühlgeräts in verschiedenen Ländern mit unterschiedlichen Eingangsnetzspannungen möglich ist. Dies bedeutet, dass es nicht mehr notwendig ist, Probenkühlgerätvarianten mit unterschiedlich ausgebildeten Kompressoren vorzusehen. Dadurch lassen sich sowohl die Probenkühlgerätkosten als auch die Verwaltungs- und Logistikkosten reduzieren. Ferner besteht keine Gefahr mehr, dass das Probenkühlgerät beschädigt wird, wenn es mit einer Eingangsnetzspannung beaufschlagt wird, für die der Kompressor nicht ausgelegt ist.
Durch das erfindungsgemäße Probenkühlgerät und das Verfahren ist sichergestellt, dass der Kompressor immer mit dem vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert unabhängig von der Eingangsnetzspannung beaufschlagt ist.
Durch das Zuordnen der zwei Spulenabgriffe kann die Zahl der Windungen der Primärspule, durch die der Primärstrom fließt, in Abhängigkeit der Eingangsnetzspannung eingestellt werden. Insbesondere kann durch das Zuordnen der Spulenabgriffe sichergestellt werden, dass die Höhe der Ausgangsspannung an der Sekundärspule des Transformators immer den vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert aufweist. Die Ausgangsspannung kann beispielsweise stets 100 V betragen.
In einer besonderen Ausführung kann das Schaltmittel wenigstens eine manuell einbringbare Steckbrücke zum Verbinden des Spulenabgriffs mit dem Stromnetz aufweisen. Das Einbringen der Steckbrücke kann durch den Anwender vor dem Anschließen des Probenkühlgeräts an das Stromnetz erfolgen. Am Schaltmittel können optische Informationen, wie beispielsweise Farbmarkierungen, hinterlegt sein, die dem Anwender eine Rückinformation geben, wo genau die Steckbrücke bei einer bestimmten Eingangsnetzspannungshöhe eingebracht werden muss. Im Ergebnis ist ein einfacher Aufbau des Probenkühlgeräts, insbesondere des Schaltmittels, möglich.
Alternativ oder zusätzlich kann das Schaltmittel wenigstens einen elektromechanischen Schalter und/oder wenigstens einen elektronischen Schalter zum Verbinden des Spulenabgriffs mit dem Stromnetz aufweisen. Eine solche Ausführung kann vorteilhaft derart ausgebildet sein, dass das Schaltmittel selbsttätig und somit ohne Eingreifen eines Anwenders, insbesondere basierend auf einem Steuerbefehl, derart geschaltet wird, dass die der Höhe der Eingangsnetzspannung zugeordneten Spulenabgriffe mit dem Stromnetz verbunden werden. Dadurch ist ein einfacher Aufbau des Schaltmittels gegeben. Zudem sind keine technischen Vorkenntnisse des Anwenders notwendig, so dass auch ungeschulte Anwender das Probenkühlgerät an das Stromnetz anschließen können.
Die Messvorrichtung kann zum Messen der Höhe der Eingangsnetzspannung eine Testlast aufweisen. Die Testlast kann über eine Testleitung mit dem Stromnetz verbunden sein, so dass ein Strom durch die Testleitung und die Testlast fließt. Alternativ oder zusätzlich kann die Messvorrichtung einen Hallsensor und/oder einen Spannungssensor und/oder einen Stromsensor aufweisen. Das Vorsehen von mehreren Sensoren bietet den Vorteil, dass eine redundante und damit zuverlässige Ermittlung der Höhe der Eingangsnetzspannung möglich ist.
Die Höhe der Eingangsnetzspannung kann auch indirekt bestimmt werden. Insbesondere kann die Höhe der Eingangsnetzspannung durch, insbesondere unmittelbares, Bestimmen eines magnetischen Feldes in der Testleitung bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Höhe der Eingangsnetzspannung durch eine Strommessung, insbesondere eine Shunt-Strommessung, bestimmt werden. Die Höhe der Eingangsnetzspannung kann alternativ direkt bestimmt werden, indem die Spannung unmittelbar gemessen wird.
Die Messvorrichtung kann mit einer Steuervorrichtung datentechnisch verbunden sein. Insbesondere kann der durch die Messvorrichtung ermittelte Wert, insbesondere die Höhe der Eingangsnetzspannung unmittelbar, an die Steuervorrichtung übermittelt werden. Das Schaltmittel kann basierend auf dem übermittelten Wert, insbesondere durch die Steuervorrichtung, gesteuert werden. Im Ergebnis ist bei einer solchen Ausführung ein technisch einfach aufgebauter Schaltkreis im Probenkühlgerät realisiert, mittels dem sichergestellt ist, dass die Höhe der Ausgangsspannung des Transformators einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert aufweist und unabhängig von der Eingangsnetzspannung ist. Der vorgegebene oder vorgebbare Spannungswert kann von dem Typ des im Probenkühlgerät eingesetzten Kompressors abhängen.
In einer besonderen Ausführung kann die Ausgangsspannung der Sekundärspule, insbesondere unmittelbar, an einem Kompressor des Probenkühlgeräts anliegen. Dies bedeutet, dass kein Gleichrichter im Schaltkreis des Probenkühlgeräts vorgesehen ist und der Kompressor somit mit einer Wechselspannung beaufschlagt wird.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt und wird anhand der Abbildung nachfolgend beschrieben.
Dabei zeigt:
1 eine schematische Zeichnung eines Schaltkreises des Probenkühlgeräts.
Ein in 1 dargestellter Schaltkreis 1 eines Probenkühlgeräts weist zwei Verbindungsanschlüsse 10 auf. Der Schaltkreis 1 ist über die Verbindungsanschlüsse 10 mit einem nicht dargestellten Stromnetz verbunden. Im angeschlossenen Zustand des Schaltkreises 1 liegt zwischen den beiden Verbindungsanschlüssen 10 eine Eingangsnetzspannung U_ein an. Die Eingangsnetzspannung U_ein kann in einem Bereich zwischen 100 V und 240 V liegen.
Ferner weist der Schaltkreis 1 ein Schaltmittel 2 und einen Transformator 3 auf. Das Schaltmittel 2 ist über eine erste und eine zweite Leitung 11, 12 mit den Verbindungsanschlüssen 10, insbesondere unmittelbar, verbunden. Der Transformator 3 weist eine nicht dargestellte Primärspule und eine nicht dargestellte Sekundärspule auf. Die Primärspule weist eine Vielzahl von Spulenabgriffen 30–34 auf. In der in 1 dargestellten Ausführung weist die Primärspule fünf Spulenabgriffe 30–34 auf. Die erste und zweite Leitung 11, 12 sind jeweils mit einem Spulenabgriff verbunden.
Die Sekundärspule ist über Ausgangsleitungen 13, insbesondere unmittelbar, mit einem Kompressor 4 des Probenkühlgeräts verbunden. Zwischen den Ausgangsleitungen 13 liegt eine Ausgangsspannung U_aus an, die ebenfalls am Kompressor 4 anliegt. Die Zahl der durch den Strom durchflossenen, nicht dargestellten Windungen der Sekundärspule ist nicht veränderlich. Dies bedeutet, dass immer die gleichen Spulenabgriffe 35 der zweiten Sekundärspule mit den Ausgangsleitungen 13 verbunden sind.
Das Schaltmittel 2 weist wenigstens einen elektromechanischen Schalter und/oder elektronischen Schalter auf, dessen Schaltstellung bestimmt, mit welchen Spulenabgriffen 30–34 der ersten Primärspule die erste und zweite Leitung 11, 12 verbunden sind. Die Ansteuerung des Schaltmittels 3 erfolgt durch eine Steuervorrichtung 5, die mit dem Schaltmittel 2, insbesondere unmittelbar, verbunden ist. Zudem ist die Steuervorrichtung 5 mit einer Messvorrichtung 6 verbunden.
Die Messvorrichtung 6 dient zum Messen der Eingangsnetzspannung U_ein und weist eine Testlast 60 auf, die durch eine Testleitung 61 mit der ersten und zweiten Leitung 62 verbunden ist. Ferner weist die Messvorrichtung 6 einen Hallsensor 62 auf, der das magnetische Feld in der Testleitung 61 misst. Der Hallsensor 62 ist mit der Steuervorrichtung 5, insbesondere unmittelbar, verbunden und übermittelt die gemessenen Werte an die Steuervorrichtung 5.
Die Steuervorrichtung 5 sendet basierend auf den durch die Messvorrichtung 6 ermittelten Werten einen Steuerbefehl an das Schaltmittel 5. Die Schalter des Schaltmittels 5 werden basierend auf dem Steuerbefehl derart geschaltet, dass die erste und zweite Leitung 11, 12 mit denjenigen Spulenabgriffen 30–34 der Primärspule verbunden werden, so dass am Ausgang der Sekundärspule die vorgegebene oder vorgebbare Ausgangsspannung U_aus anliegt.
Das in 1 dargestellte Schaltmittel 5 ist derart ausgebildet, dass die erste Leitung 11 unabhängig von der Eingangsnetzspannung immer mit dem ersten Spulenabgriff 30 verbunden ist. Bei einer Eingangsnetzspannung U_ein in Höhe von 240 V schaltet das Schaltmittel 5 die zweite Leitung 12 derart, dass diese mit einem zweiten Spulenabgriff 31 verbunden ist. Bei einer Eingangsnetzspannung in Höhe von 230 V wird die zweite Leitung 12 mit einem dritten Spulenabgriff 32, bei einer Eingangsnetzspannung in Höhe 120 V mit einem vierten Spulenabgriff 33 und bei einer Eingangsnetzspannung in Höhe 100 V mit einem fünften Spulenabgriff 34 verbunden.
Außerdem ist die Ausgangsspannung U_aus unabhängig von der Eingangsspannung U_einkonstant. Die Ausgangsspannung U_aus kann beispielsweise 100 V betragen.
Bezugszeichenliste

1: Schaltkreis
2: Schaltmittel
3: Transformator
4: Kompressor
5: Steuervorrichtung
6: Messvorrichtung
10: Verbindungsanschluss
11: erste Leitung
12: zweite Leitung
13: Ausgangsleitung
30: erster Spulenabgriff an der Primärspule
31: zweiter Spulenabgriff an der Primärspule
32: dritter Spulenabgriff an der Primärspule
33: vierter Spulenabgriff an der Primärspule
34: fünfter Spulenabgriff an der Primärspule
35: Spulenabgriffe an der Sekundärspule
60: Testlast
61: Testleitung
62: Hallsensor
U_ein: Eingangsnetzspannung
U_aus: Ausgangsspannung

Claims

Probenkühlgerät für histologische Proben, das mit einem Stromnetz verbindbar ist, gekennzeichnet durch a. eine Messvorrichtung (6) zum Messen einer Höhe einer am Probenkühlgerät anliegenden Eingangsnetzspannung (U_ein), b. einen Transformator (3) mit einer Primärspule, die wenigstens drei Spulenabgriffe (30–34) aufweist, und einer Sekundärspule und c. ein Schaltmittel (2), das abhängig von der Höhe der Eingangsnetzspannung (U_ein) zwei der Spulenabgriffe mit dem Stromnetz verbindet, so dass die Höhe einer an der Sekundärspule anliegenden Ausgangsspannung (U_aus) unabhängig von der Höhe der Eingangsnetzspannung (U_ein) einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert aufweist.
Probenkühlgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (2) wenigstens eine manuell einbringbare Steckbrücke zum Verbinden des Spulenabgriffs mit dem Stromnetz aufweist und/oder das Schaltmittel (2) wenigstens einen elektromechanischen Schalter und/oder wenigstens einen elektronischen Schalter zum Verbinden des Spulenabgriffs mit dem Stromnetz aufweist.
Probenkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (6) zum Messen der Eingangsspannung eine Testlast (60) aufweist und/oder dass die Messvorrichtung (6) einen Hallsensor und/oder einen Spannungssensor und/oder einen Stromsensor aufweist.
Probenkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (6) mit einer Steuervorrichtung (5) datentechnisch verbunden ist.
Probenkühlgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsspannung (U_aus) der Sekundärspule, insbesondere unmittelbar, an einem Kompressor (4) des Probenkühlgeräts anliegt.
Verfahren zur elektrischen Spannungsversorgung eines Probenkühlgeräts für histologische Proben, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a. Ermitteln der Höhe einer am Probenkühlgerät anliegenden Eingangsnetzspannung (U_ein), b. Zuordnen der ermittelten Höhe der Eingangsnetzspannung (U_ein) zu zwei Spulenabgriffen einer wenigstens drei Spulenabgriffe (30–34) aufweisenden Primärspule eines Transformators (3), so dass eine Höhe einer an der Sekundärspule anliegenden Ausgangsspannung (U_aus) unabhängig von der Höhe der Eingangsnetzspannung (U_ein) einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spannungswert aufweist, c. Verbinden der zugeordneten Spulenabgriffe mit einem Stromnetz.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zugeordneten Spulenabgriffe durch wenigstens eine manuell einbringbare Steckbrücke und/oder wenigstens einen elektromechanischen Schalter und/oder wenigstens einen elektronischen Schalter mit dem Stromnetz verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Höhe der Eingangsspannung (Uein) eine Testlast (60) über eine Testleitung (61) mit dem Stromnetz verbunden wird und/oder die Höhe der Eingangsspannung (U_ein) durch, insbesondere unmittelbares, Bestimmen eines magnetischen Feldes in der Testleitung (61), einer Stromhöhe und/oder einer Spannungshöhe ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Eingangsspannung (U_ein) an eine Steuervorrichtung (5) übermittelt wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltmittel (2) in Abhängigkeit von dem ermittelten Wert gesteuert wird.