DE102019106017A1

DE102019106017A1 - Gas bubble generating device

Info

Publication number: DE102019106017A1
Application number: DE102019106017.6A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Hellmich
Original assignee: Vermes Microdispensing GmbH
Current assignee: Vermes Microdispensing GmbH
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2020-09-10

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gasblasenerzeugungsvorrichtung (1) zur Erzeugung von zumindest einer Gasblase (BL) mit einem bestimmten Volumen in einer Flüssigkeit (FL). Die Gasblasenerzeugungsvorrichtung (1) umfasst ein Fluidsystem (10) zum Einbringen von Flüssigkeit (FL) in eine Kapillare (11), eine Gaseinbringvorrichtung (2) zum Einbringen eines Gases in die Kapillare (11), um darin zur Erzeugung der Gasblase (BL) ein bestimmtes Gasvolumen bereitzustellen, und einen Phasenübergangsdetektor (13) zur Bestimmung einer Phasengrenze (PG) zwischen der Flüssigkeit (FL) und dem Gasvolumen der Gasblase (BL) in der Kapillare (11). Eine mit dem Phasenübergangsdetektor (13) gekoppelte Steuereinrichtung (7) ist dazu ausgebildet, vorzugsweise in Abhängigkeit der Phasengrenze (PG), einen Steuerparameter zur Steuerung und/oder Regelung der Gaseinbringvorrichtung (2) zu erzeugen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Prüfvorrichtung (3) zur Prüfung zumindest eines Prüflings (32) mit einer Gasblasenerzeugungsvorrichtung (1), ein Prüfensemble (5) mit einer Prüfvorrichtung (3) und zumindest einem Prüfling (32), sowie ein entsprechendes Verfahren zur Steuerung einer Gasblasenerzeugungsvorrichtung (1) und einer Prüfvorrichtung (3).The invention relates to a gas bubble generating device (1) for generating at least one gas bubble (BL) with a certain volume in a liquid (FL). The gas bubble generating device (1) comprises a fluid system (10) for introducing liquid (FL) into a capillary (11), a gas introducing device (2) for introducing a gas into the capillary (11) in order to generate the gas bubble (BL) therein. to provide a certain gas volume, and a phase transition detector (13) for determining a phase boundary (PG) between the liquid (FL) and the gas volume of the gas bubble (BL) in the capillary (11). A control device (7) coupled to the phase transition detector (13) is designed to generate a control parameter for controlling and / or regulating the gas introduction device (2), preferably as a function of the phase boundary (PG). The invention also relates to a test device (3) for testing at least one test item (32) with a gas bubble generating device (1), a test ensemble (5) with a test device (3) and at least one test item (32), and a corresponding method for controlling a Gas bubble generation device (1) and a test device (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasblasenerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von zumindest einer Gasblase mit einem bestimmten Volumen in einer Flüssigkeit, eine Prüfvorrichtung zur Prüfung zumindest eines Prüflings, insbesondere eines Gasblasendetektors, mit einer solchen Gasblasenerzeugungsvorrichtung sowie ein Prüfensemble mit einer Prüfvorrichtung und zumindest einem derartigen Prüfling. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung einer Gasblasenerzeugungsvorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Prüfvorrichtung.The invention relates to a gas bubble generation device for generating at least one gas bubble with a certain volume in a liquid, a test device for testing at least one test item, in particular a gas bubble detector, with such a gas bubble generation device and a test ensemble with a test device and at least one such test item. The invention further relates to a method for controlling a gas bubble generating device and a method for controlling a test device.

Eine Gasblasenerzeugungsvorrichtung der eingangs genannten Art, welche auch als Gasblasengenerator bezeichnet wird, dient im Allgemeinen dazu, um eine oder mehrere Gasblasen in einer Flüssigkeit zu erzeugen. Typischerweise kann die zeitliche Abfolge der Blasenabgabe in die Flüssigkeit auf eine gewünschte Frequenz eingestellt werden. In der Praxis kann auch die Größe der erzeugten Gasblasen, also das Volumen der jeweiligen Gasblase, innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden.A gas bubble generation device of the type mentioned at the outset, which is also referred to as a gas bubble generator, is generally used to generate one or more gas bubbles in a liquid. Typically, the time sequence of the release of bubbles into the liquid can be adjusted to a desired frequency. In practice, the size of the gas bubbles generated, that is to say the volume of the respective gas bubble, can also be varied within certain limits.

Zum Einsatz kommen Gasblasenerzeugungsvorrichtungen bei unterschiedlichsten Messverfahren und Prüfverfahren, z. B. im Rahmen von Dichtemessungen oder zur Bestimmung von Geschwindigkeiten von strömenden Medien. Ein anderes Einsatzgebiet ist die Bestimmung von Volumendurchsätzen in hydraulischen Systemen.Gas bubble generation devices are used in a wide variety of measurement and test methods, e.g. B. as part of density measurements or to determine the speeds of flowing media. Another area of application is the determination of volume flow rates in hydraulic systems.

In einem speziellen Anwendungsfall werden Gasblasengeneratoren zur Prüfung einer Empfindlichkeit von Luft- bzw. Gasblasendetektoren eingesetzt. Insbesondere im Bereich der Medizintechnik kommen Gasblasendetektoren zum Einsatz, um z. B. Lufteinschlüsse in extrakorporalen Kreisläufen zu detektieren. Derartige extrakorporale Kreisläufe können Bestandteil von unterschiedlichen Medizingeräten sein, beispielsweise Dialysegeräten, Herz-Lungen-Maschinen oder Diagnosesystemen. Um den medizintechnischen Grundsätzen gerecht zu werden, arbeiten Gasblasendetektoren vorzugsweise berührungslos. Beispielsweise kann ein Gasblasendetektor von außen an einen transparenten Schlauch, der Bestandteil eines extrakorporalen Kreislaufs ist, angeklemmt werden.In a special application, gas bubble generators are used to test the sensitivity of air or gas bubble detectors. In the field of medical technology in particular, gas bubble detectors are used to e.g. B. to detect air inclusions in extracorporeal circuits. Such extracorporeal circuits can be part of different medical devices, for example dialysis machines, heart-lung machines or diagnostic systems. In order to do justice to the principles of medical technology, gas bubble detectors preferably work without contact. For example, a gas bubble detector can be clamped from the outside onto a transparent hose that is part of an extracorporeal circuit.

Zur Gasblasendetektion und ggf. auch zur Messung von Strömungsgeschwindigkeiten schalltransparenter Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser oder menschliches Blut, in einem extrakorporalen Kreislauf, umfassen derartige Gasblasendetektoren typischerweise einen Ultraschallsensor, der eventuell vorhandene Gasblasen erkennt.For gas bubble detection and possibly also for measuring flow velocities of acoustically transparent liquids, for example water or human blood, in an extracorporeal circuit, such gas bubble detectors typically include an ultrasonic sensor which detects any gas bubbles that may be present.

Ein empfangenes Ultraschallsignal kann dann z. B. mittels eines Mikroprozessors ausgewertet werden, wobei ein entsprechendes Signal an eine Steuerung des Medizingeräts weitergeleitet wird. In Abhängigkeit des Signals kann das Medizingerät dann gegebenenfalls abgeschaltet werden, um eine Luftembolie eines mit dem Medizingerät verbundenen Patienten zu verhindern. Ein entscheidendes Kriterium für eine mögliche Abschaltung des Medizingeräts ist die Größe bzw. das Volumen der detektierten Gasblase.A received ultrasonic signal can then e.g. B. can be evaluated by means of a microprocessor, with a corresponding signal being forwarded to a controller of the medical device. Depending on the signal, the medical device can then be switched off, if necessary, in order to prevent an air embolism of a patient connected to the medical device. A decisive criterion for a possible shutdown of the medical device is the size or the volume of the detected gas bubble.

Es ist daher erforderlich, dass ein Gasblasendetektor vor seiner ersten Inbetriebnahme in einem medizinischen Gerät kalibriert wird und anschließend in kontinuierlichen Intervallen geeicht wird. Zwar sind auch einige der bisher bekannten Gasblasengeneratoren grundsätzlich dazu in der Lage, Gasblasen unterschiedlicher Größe zu erzeugen und könnten daher zur Kalibrierung und/oder zur Eichung von Gasblasendetektoren eingesetzt werden.It is therefore necessary that a gas bubble detector is calibrated in a medical device before it is used for the first time and then calibrated at continuous intervals. It is true that some of the gas bubble generators known up to now are basically also able to generate gas bubbles of different sizes and could therefore be used for calibration and / or for calibrating gas bubble detectors.

Allerdings erfolgt die Gasblasenerzeugung bisher in der Praxis in einem mehrstufigen und damit relativ aufwendigen Prozess. Während ein erster Schritt einzig der Erzeugung einer Gasblase in einer Flüssigkeit dient, wird die Gasblase erst in einem zweiten Schritt einer Messeinrichtung zugeführt. Mittels der Messeinrichtung, z. B. einer optischen Kamera, wird dann die Größe der jeweiligen Gasblase bestimmt.However, gas bubbles have been generated in practice in a multistage and thus relatively complex process. While a first step only serves to generate a gas bubble in a liquid, the gas bubble is only fed to a measuring device in a second step. By means of the measuring device, e.g. B. an optical camera, the size of the respective gas bubble is then determined.

Diese Vorgehensweise bringt einerseits den Nachteil mit sich, dass die Konstruktion des Gasblasengenerators insgesamt aufwendiger wird, z. B. auf Grund der benötigten Kamera sowie einer damit zusammenwirkenden Auswerteeinheit. Weiterhin erfolgt die Größenbestimmung üblicherweise mittels Ableitung eines jeweils (optisch) gemessenen Blasendurchmessers. Auf Grund von Messabweichungen bzw. Messungenauigkeiten bei der (optischen) Bestimmung des Durchmessers kann es dazu kommen, dass auch die Größe der Gasblasen nicht korrekt bestimmt wird, was wiederum zu einer fehlerhaften Kalibrierung eines Gasblasendetektors führen kann.On the one hand, this approach has the disadvantage that the construction of the gas bubble generator becomes more complex overall, e.g. B. due to the required camera and an evaluation unit interacting with it. Furthermore, the size is usually determined by deriving a respective (optically) measured bubble diameter. Due to measurement deviations or measurement inaccuracies in the (optical) determination of the diameter, the size of the gas bubbles may also not be correctly determined, which in turn can lead to an incorrect calibration of a gas bubble detector.

Andererseits ist es in der Praxis derzeit nicht möglich, die Gasblasen direkt mit einer bestimmten Größe bzw. einem definierten Volumen zu erzeugen. Vor der Erzeugung der Gasblase ist nur eine ungefähre Einstellung der gewünschten Größe möglich. Eine Bestimmung der tatsächlichen jeweiligen Blasengröße erfolgt, wie gesagt, erst später mittels der Messeinrichtung. Konstruktionsbedingt kann es darüber hinaus zu unerwünschten Schwankungen des jeweiligen Blasenvolumens kommen, so dass die Größe von mehreren unmittelbar nacheinander erzeugten Gasblasen unabsichtlich leicht unterschiedlich sein kann.On the other hand, it is currently not possible in practice to generate the gas bubbles directly with a certain size or a defined volume. Before the gas bubble is generated, only an approximate setting of the desired size is possible. As mentioned, the actual respective bubble size is determined later by means of the measuring device. Due to the design, there may also be undesirable fluctuations in the respective bubble volume, so that the size of several gas bubbles generated immediately one after the other can inadvertently be slightly different.

In vielen Anwendungsfällen, z. B. bei einer Eichung und/oder Kalibrierung eines Gasblasendetektors, kann es jedoch erforderlich sein, dass über einen gewissen Zeitraum hinweg konstant ausschließlich Gasblasen mit einer bestimmten Größe bzw. einem definierten Volumen erzeugt werden. Dieser Anforderung können die bisher bekannten Gasblasenerzeugungsvorrichtungen nicht gerecht werden. In many applications, e.g. B. in a calibration and / or calibration of a gas bubble detector, however, it may be necessary that over a certain period of time only gas bubbles with a certain size or a defined volume are generated. The previously known gas bubble generating devices cannot meet this requirement.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Gasblasenerzeugungsvorrichtung, eine Prüfvorrichtung, ein Prüfensemble sowie ein Verfahren zur Steuerung einer Gasblasenerzeugungsvorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung einer Prüfvorrichtung bereit zu stellen.It is therefore an object of the present invention to provide an improved gas bubble generation device, a test device, a test ensemble and a method for controlling a gas bubble generation device and a method for controlling a test device.

Diese Aufgabe wird durch eine Gasblasenerzeugungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1, eine Prüfvorrichtung nach Patentanspruch 4, ein Prüfensemble nach Patentanspruch 10 sowie durch ein Verfahren zur Steuerung einer Gasblasenerzeugungsvorrichtung nach Patentanspruch 11 und ein Verfahren zur Steuerung einer Prüfvorrichtung nach Patentanspruch 15 gelöst.This object is achieved by a gas bubble generating device according to claim 1, a test device according to claim 4, a test ensemble according to claim 10 and by a method for controlling a gas bubble generating device according to claim 11 and a method for controlling a testing device according to claim 15.

Eine erfindungsgemäße Gasblasenerzeugungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, wenigstens eine Gasblase mit einem bestimmten, definierten Volumen in einer Flüssigkeit zu erzeugen. Unter einer Gasblase wird im Rahmen der Erfindung ein gasförmiger Körper innerhalb einer Flüssigkeit verstanden. Der gasförmige Körper kann allseitig von Flüssigkeit umschlossen sein und kann von der Flüssigkeit durch eine in sich geschlossene Phasengrenzfläche getrennt sein. Es ist aber auch möglich, dass die Gasblase zumindest bereichsweise an einen Festkörper angrenzt, z. B. eine Innenwandung einer Kapillare, und dann durch diesen begrenzt wird. Das bedeutet, eine Gasblase muss nicht notwendigerweise vollständig von Flüssigkeit umschlossen sein, sondern kann auch mit zumindest einem Bereich ihrer Oberfläche an einen Festkörper angrenzen. Der gasförmige Körper kann ein einzelnes oder verschiedene Gase umfassen, d. h. die Gasblase kann mit einem oder mehreren Gasen „gefüllt“ sein, wie später erläutert wird.A gas bubble generating device according to the invention is designed to generate at least one gas bubble with a certain, defined volume in a liquid. In the context of the invention, a gas bubble is understood to mean a gaseous body within a liquid. The gaseous body can be enclosed on all sides by liquid and can be separated from the liquid by a self-contained phase interface. But it is also possible that the gas bubble at least partially adjoins a solid, e.g. B. an inner wall of a capillary, and is then limited by this. This means that a gas bubble does not necessarily have to be completely enclosed by liquid, but can also adjoin a solid body with at least one area of its surface. The gaseous body may comprise a single or different gases, i.e. H. the gas bubble can be “filled” with one or more gases, as will be explained later.

Ein wesentliches Merkmal der Gasblase ist, dass die Gasblase ein (einziges) zusammenhängendes Gasvolumen in der Flüssigkeit ausbildet. Die Gasblasenerzeugungsvorrichtung ist daher ausgebildet, um in der Flüssigkeit ein bestimmtes zusammenhängendes Gasvolumen (als Gasblase) zu erzeugen. Der Begriff „Gasblase“ steht im Rahmen der Anmeldung also stellvertretend für ein zusammenhängendes Gasvolumen in der Flüssigkeit.An essential feature of the gas bubble is that the gas bubble forms a (single) continuous gas volume in the liquid. The gas bubble generating device is therefore designed to generate a certain contiguous gas volume (as a gas bubble) in the liquid. In the context of the application, the term “gas bubble” thus represents a coherent gas volume in the liquid.

Erfindungsgemäß umfasst die Gasblasenerzeugungsvorrichtung zumindest eine Kapillare, die vollständig mit einer Flüssigkeit füllbar ist. Unter einer Kapillare wird entsprechend der allgemeinen Definition ein sehr feiner, langgestreckter Hohlraum verstanden, insbesondere ein Röhrchen mit einem sehr geringen Innendurchmesser. Ein Merkmal einer Kapillare ist, dass in der Kapillare durch Oberflächeneffekte der physikalische Effekt der Kapillarität auftritt. Die Kapillare kann z. B. eine Glas-Kapillare sein, wie ebenfalls später erläutert wird.According to the invention, the gas bubble generating device comprises at least one capillary which can be completely filled with a liquid. According to the general definition, a capillary is understood to mean a very fine, elongated cavity, in particular a tube with a very small internal diameter. A feature of a capillary is that the physical effect of capillarity occurs in the capillary due to surface effects. The capillary can, for. B. be a glass capillary, as will also be explained later.

Im Betrieb der Gasblasenerzeugungsvorrichtung ist die Kapillare zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllt. Vor einer Gaseinbringung in die Kapillare ist ein Innenraum der Kapillare bevorzugt vollständig mit Flüssigkeit gefüllt. Zum Einbringen von Flüssigkeit in die Kapillare umfasst die Gasblasenerzeugungsvorrichtung ein mit der Kapillare gekoppeltes Fluidsystem.When the gas bubble generation device is in operation, the capillary is at least partially filled with liquid. Before gas is introduced into the capillary, an interior of the capillary is preferably completely filled with liquid. In order to introduce liquid into the capillary, the gas bubble generating device comprises a fluid system coupled to the capillary.

Das Fluidsystem ist gas- und/oder fluiddicht an die „Enden“ bzw. Mündungen der röhrenförmigen Kapillare gekoppelt. Im Betrieb der Gasblasenerzeugungsvorrichtung ist das Fluidsystem überwiegend vollständig mit Flüssigkeit gefüllt (abgesehen von mittels der Kapillare ggf. darin erzeugten Gasblasen). Das Fluidsystem ist ausgebildet, um der Kapillare eine Flüssigkeit zuzuführen und/oder die Flüssigkeit daraus abzuführen. Insbesondere ist das Fluidsystem auch dazu ausgebildet, die Kapillare mit Fluid zu durchströmen. Dazu kann das Fluidsystem einerseits „Fluid-leitende“ Elemente umfassen, z. B. Leitungen oder Schläuche, und andererseits „Fluid-fördernde“ Elemente, z. B. Fluid-Pumpen, sowie weitere Komponenten aufweisen, wie später erläutert wird.The fluid system is gas-tight and / or fluid-tight coupled to the “ends” or mouths of the tubular capillary. When the gas bubble generation device is in operation, the fluid system is predominantly completely filled with liquid (apart from gas bubbles possibly generated therein by means of the capillary). The fluid system is designed to supply a liquid to the capillary and / or to discharge the liquid therefrom. In particular, the fluid system is also designed to allow fluid to flow through the capillary. For this purpose, the fluid system can on the one hand include “fluid-conducting” elements, e.g. B. lines or hoses, and on the other hand "fluid-conveying" elements such. B. fluid pumps, as well as other components, as will be explained later.

Die Gasblasenerzeugungsvorrichtung weist eine Gaseinbringvorrichtung zum Einbringen eines Gases in die Kapillare auf, um in der Kapillare durch Einbringen von Gas zur Erzeugung der Gasblase ein definiertes zusammenhängendes Gasvolumen bereitzustellen. Das Gas wird dabei in einen mit Flüssigkeit gefüllten Innenraum bzw. in ein Inneres der Kapillare eingebracht, wobei der Innenraum auch als Gaseinbringbereich der Kapillare bezeichnet werden kann.The gas bubble generation device has a gas introduction device for introducing a gas into the capillary in order to provide a defined continuous gas volume in the capillary by introducing gas to generate the gas bubble. The gas is introduced into an interior space filled with liquid or into an interior of the capillary, the interior space also being able to be referred to as the gas introduction area of the capillary.

Durch die Einbringung des definierten Gasvolumens in die Kapillare wird die Flüssigkeit, zumindest teilweise, aus der Kapillare bzw. aus dem Gaseinbringbereich verdrängt, wobei sich zwischen dem zusammenhängenden Gasvolumen und der in der Kapillare verbliebenen Flüssigkeit eine Phasengrenze ausbildet. Unter einer Phasengrenze wird die (Ober-)Fläche zwischen einer gasförmigen Phase (das Gasvolumen) in der Kapillare und einer flüssigen Phase in der Kapillare (die in der Kapillare verbliebene Flüssigkeit) verstanden.By introducing the defined volume of gas into the capillary, the liquid is at least partially displaced from the capillary or from the gas introduction area, a phase boundary being formed between the connected gas volume and the liquid remaining in the capillary. A phase boundary is understood to mean the (surface) area between a gaseous phase (the gas volume) in the capillary and a liquid phase in the capillary (the liquid remaining in the capillary).

Das in der Kapillare bereitgestellte Gasvolumen bildet dann auch bereits die Gasblase (entsprechend der obigen Definition), die hier in der Kapillare bereichsweise an die Flüssigkeit angrenzt und im Übrigen durch eine Kapillarinnenwandung begrenzt wird.The gas volume made available in the capillary then already forms the gas bubble (according to the definition above), which is here in the Capillary adjoins the liquid in some areas and is otherwise limited by an inner wall of the capillary.

Erfindungsgemäß umfasst die Gasblasenerzeugungsvorrichtung zumindest einen Phasenübergangsdetektor zur Bestimmung wenigstens einer Phasengrenze zwischen der Flüssigkeit in der Kapillare und dem Gasvolumen der Gasblase in der Kapillare.According to the invention, the gas bubble generating device comprises at least one phase transition detector for determining at least one phase boundary between the liquid in the capillary and the gas volume of the gas bubble in the capillary.

Der Phasenübergangsdetektor ist mit einer Steuereinrichtung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung gekoppelt, welche dazu ausgebildet ist, zumindest einen Steuerparameter zur Steuerung und/oder Regelung der Gaseinbringvorrichtung zu erzeugen.The phase transition detector is coupled to a control device of the gas bubble generation device which is designed to generate at least one control parameter for controlling and / or regulating the gas introduction device.

Unter einem Steuerparameter wird eine Art Funktionsanweisung bzw. ein (steuernder) Befehl für die Gaseinbringvorrichtung verstanden. Bevorzugt kann der Steuerparameter mittels eines Signals bzw. Werts realisiert sein. Der Steuerparameter ist dazu ausgebildet, eine bestimmte Reaktion der Gaseinbringvorrichtung zu bewirken. Beispielsweise könnte das Signal (Steuerparameter) einen Wechsel eines (Betriebs-)Zustands der Gaseinbringvorrichtung bewirken. Die Gaseinbringvorrichtung könnte während der Gaseinbringung in einem ersten (Betriebs-)Zustand sein (entspricht einem Signal „1“) und dann in Abhängigkeit des erzeugten Steuerparameters bzw. Steuersignals (Signal „0“) in einen zweiten, anderen (Betriebs-)Zustand wechseln.A control parameter is understood to be a type of functional instruction or a (controlling) command for the gas introduction device. The control parameter can preferably be implemented by means of a signal or value. The control parameter is designed to bring about a specific reaction of the gas introduction device. For example, the signal (control parameter) could bring about a change in an (operating) state of the gas introduction device. The gas introduction device could be in a first (operating) state during gas introduction (corresponds to a signal “1”) and then change to a second, different (operating) state as a function of the generated control parameter or control signal (signal “0”) .

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, die jeweiligen Komponenten der Gasblasenerzeugungsvorrichtung zumindest teilautomatisch oder vollautomatisch anzusteuern. Im einfachsten Fall kann die Steuereinrichtung mittels zumindest eines Schalters realisiert sein, welcher die Gaseinbringvorrichtung in Abhängigkeit der Phasengrenze steuert. Beispielsweise könnte die Steuereinrichtung dann mittels eines Schalters eines Schaltventils und/oder eines Schalters einer Gas-Fördereinrichtung der Gaseinbringvorrichtung ausgebildet sein. Beispielsweise könnte der Schalter ein manuell geöffnetes Ventil und/oder eine manuell in Betrieb gesetzte Gas-Fördereinrichtung in Abhängigkeit der Phasengrenze wieder schließen bzw. ausschalten.The control device according to the invention of the gas bubble generation device is designed to control the respective components of the gas bubble generation device at least partially or fully automatically. In the simplest case, the control device can be implemented by means of at least one switch which controls the gas introduction device as a function of the phase boundary. For example, the control device could then be formed by means of a switch of a switching valve and / or a switch of a gas delivery device of the gas introduction device. For example, the switch could close or switch off a manually opened valve and / or a manually operated gas delivery device depending on the phase boundary.

Andererseits kann die Steuereinrichtung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung bevorzugt auch weitestgehend softwaremäßig realisiert sein. Damit ist eine komfortable Steuerung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung möglich. Die Steuereinrichtung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung kann dann, wie auch eine später noch erläuterte zentrale Steuereinrichtung einer Prüfvorrichtung, vorzugsweise in Form einer Rechnereinheit mit geeigneter Software realisiert sein. Die Rechnereinheit kann beispielsweise einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen. Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch andere bzw. schon bisher verwendete Steuereinrichtungen auf einfache Weise durch ein Software- bzw. Firmware-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten.On the other hand, the control device of the gas bubble generating device can preferably also be implemented as software as possible. Convenient control of the gas bubble generating device is thus possible. The control device of the gas bubble generating device can then, like a central control device of a test device explained later, preferably be implemented in the form of a computer unit with suitable software. The computer unit can have, for example, one or more cooperating microprocessors or the like. A largely software-based implementation has the advantage that other or previously used control devices can also be retrofitted in a simple manner by means of a software or firmware update in order to work in the manner according to the invention.

Beispielsweise können die Komponenten der Gasblasenerzeugungsvorrichtung einerseits (vollautomatisch) so gesteuert werden, dass sie zur Erzeugung einer Gasblase in der Kapillare zusammenwirken. Andererseits kann ein Bediener der Gasblasenerzeugungsvorrichtung Einfluss auf den Prozess der Blasenerzeugung nehmen, beispielsweise indem das Volumen der Gasblasen und/oder eine Taktfrequenz der Blasenerzeugung festgelegt werden können, z. B. mittels einer Eingabeeinheit der Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung kann als Teil einer zentralen Steuereinrichtung einer Prüfvorrichtung realisiert sein, wie später erläutert wird. Die zentrale Steuereinrichtung der Prüfvorrichtung kann also mehrere zusammenhängende Teil-Steuereinrichtungen umfassen.For example, the components of the gas bubble generation device can be controlled (fully automatically) on the one hand so that they interact to generate a gas bubble in the capillary. On the other hand, an operator of the gas bubble generation device can influence the process of bubble generation, for example in that the volume of the gas bubbles and / or a clock frequency of the bubble generation can be determined, e.g. B. by means of an input unit of the control device. The control device of the gas bubble generation device can be implemented as part of a central control device of a test device, as will be explained later. The central control device of the test device can thus comprise a plurality of connected sub-control devices.

Erfindungsgemäß wird also die Gaseinbringvorrichtung in Abhängigkeit des Steuerparameters gesteuert und/oder geregelt. Insbesondere kann die Steuerung und/oder Regelung der Gaseinbringvorrichtung in Abhängigkeit zumindest einer Phasengrenze erfolgen. Das bedeutet, dass eine Erkennung zumindest einer Phasengrenze und/oder eine Lage bzw. eine Position wenigstens einer Phasengrenze entlang einer Längserstreckung der Kapillare bei der Erzeugung des Steuerparameters mit berücksichtigt wird. Dies wird zu einem späteren Zeitpunkt noch erläutert.According to the invention, the gas introduction device is controlled and / or regulated as a function of the control parameter. In particular, the control and / or regulation of the gas introduction device can take place as a function of at least one phase boundary. This means that detection of at least one phase boundary and / or a location or position of at least one phase boundary along a longitudinal extent of the capillary is also taken into account when generating the control parameter. This will be explained at a later point in time.

Vorteilhafterweise ist mittels der erfindungsgemäßen Gasblasenerzeugungsvorrichtung eine besonders genaue Volumenbestimmung der Gasblasen möglich. Da sich das Volumen der erzeugten Gasblasen auf konstruktionsbedingt feste geometrische Werte der Gasblasenerzeugungsvorrichtung, insbesondere der Kapillare, zurückführen lässt (Längsausstreckung der Gasblase in der Kapillare und ein Innendurchmesser der Kapillare), kann auf eine vergleichsweise ungenaue Bestimmung des Volumens mittels Ableitung eines (optisch) gemessenen Blasendurchmessers verzichtet werden.A particularly precise determination of the volume of the gas bubbles is advantageously possible by means of the gas bubble generating device according to the invention. Since the volume of the gas bubbles generated can be traced back to the design-related fixed geometric values of the gas bubble generating device, in particular the capillary (longitudinal extent of the gas bubble in the capillary and an inner diameter of the capillary), a comparatively imprecise determination of the volume can be made by deriving an (optical) measurement Bladder diameter can be dispensed with.

Vorteilhafterweise ist es mittels der erfindungsgemäßen Gasblasenerzeugungsvorrichtung also auch möglich, dass eine Gasblase mit einem definierten Volumen in einem einschritten Prozess in einer Flüssigkeit erzeugt werden kann. Die Gasblase kann so generiert werden, dass sie, zumindest unmittelbar nach der Erzeugung, ein möglichst exakt bestimmtes Volumen in der Flüssigkeit hat. Mit anderen Worten erfolgen die Erzeugung der Gasblase und eine Volumenbestimmung der Gasblase gleichzeitig in einem gemeinsamen Prozess. Es kann daher auf den „Umweg“ einer nachträglichen Vermessung der Gasblase verzichtet werden, was den Vorgang der Blasenerzeugung effizienter macht.Advantageously, by means of the gas bubble generation device according to the invention, it is also possible that a gas bubble with a defined volume can be generated in a liquid in a single-step process. The gas bubble can be generated in such a way that, at least immediately after generation, it has a volume in the liquid that is as precisely determined as possible. With others In words, the gas bubble is generated and the volume of the gas bubble is determined simultaneously in a common process. The “detour” of subsequent measurement of the gas bubble can therefore be dispensed with, which makes the bubble generation process more efficient.

Weiterhin kann mittels der Gasblasenerzeugungsvorrichtung auch erreicht werden, dass im Wesentlichen nur Gasblasen erzeugt werden, die ein bestimmtes Volumen haben. Das bedeutet, dass unerwünschte Schwankungen im Volumen der Gasblasen vermieden werden können. Daher ist mittels der Gasblasenerzeugungsvorrichtung eine besonders hohe Konstanz bei der Gasblasenerzeugung möglich. Somit kann die Erzeugung der Gasblasen insgesamt nicht nur effektiver sondern auch präziser erfolgen.Furthermore, by means of the gas bubble generating device, it can also be achieved that essentially only gas bubbles are generated which have a certain volume. This means that undesirable fluctuations in the volume of the gas bubbles can be avoided. A particularly high degree of constancy in the generation of gas bubbles is therefore possible by means of the gas bubble generation device. In this way, the generation of the gas bubbles can not only take place more effectively but also more precisely.

Eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung zur Prüfung zumindest eines Prüflings, insbesondere eines Gasblasendetektors, umfasst zumindest eine eingangs beschriebene Gasblasenerzeugungsvorrichtung. Die Prüfvorrichtung kann weiterhin ein Hauptkreis-Leitungssystem mit einer Prüflings-Kopplungsvorrichtung, insbesondere einer Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung, zur Kopplung eines Prüflings, z. B. eines Gasblasendetektors, an die Prüfvorrichtung sowie weitere Komponenten umfassen, wie später erläutert wird. Da die Prüflings-Kopplungsvorrichtung bevorzugt zur Kopplung eines Gasblasendetektors verwendet werden kann, wird die Prüflings-Kopplungsvorrichtung nachfolgend, ohne eine Beschränkung darauf, auch als Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung bezeichnet.A test device according to the invention for testing at least one test item, in particular a gas bubble detector, comprises at least one gas bubble generating device described in the introduction. The test device can also have a main circuit line system with a test object coupling device, in particular a gas bubble detector coupling device, for coupling a test object, e.g. B. a gas bubble detector, to the test device and other components, as will be explained later. Since the test specimen coupling device can preferably be used for coupling a gas bubble detector, the test specimen coupling device is hereinafter also referred to as a gas bubble detector coupling device without being restricted thereto.

Ein erfindungsgemäßes Prüfensemble umfasst eine Prüfvorrichtung und zumindest einen zu prüfenden Prüfling. Das Prüfensemble besteht also aus einem Prüfling, z. B. einem zu prüfenden Gasblasendetektor, und einer zum Prüfling passenden bzw. kompatiblen Prüfvorrichtung. Der Gasblasendetektor kann z. B. eine übliche Ultraschall-Detektoreinrichtung umfassen. Es können aber auch beliebige andere Gasblasendetektoren damit geprüft werden.A test ensemble according to the invention comprises a test device and at least one test item to be tested. The test ensemble therefore consists of a test object, e.g. B. a gas bubble detector to be tested, and a test device suitable or compatible with the test object. The gas bubble detector can, for. B. comprise a conventional ultrasonic detector device. However, any other gas bubble detectors can also be tested with it.

Da sowohl die Prüfvorrichtung als auch das Prüfensemble die zuvor erläuterte Gasblasenerzeugungsvorrichtung umfassen, ergeben sich die vorteilhaften Effekte wie z. B. eine besonders effiziente und genaue Gasblasenerzeugung in gleicher Weise auch für die Prüfvorrichtung und das Prüfensemble. Somit sind diese beiden erfindungsgemäßen Vorrichtungen besonders gut dazu geeignet, einen Prüfling, z. B. einen Gasblasendetektor, zu prüfen, d. h. zu kalibrieren und/oder zu eichen.Since both the test device and the test ensemble include the gas bubble generating device explained above, the advantageous effects such. B. a particularly efficient and precise gas bubble generation in the same way for the test device and the test ensemble. Thus, these two devices according to the invention are particularly well suited to a test specimen such. A gas bubble detector, d. H. to be calibrated and / or verified.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung einer Gasblasenerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung von zumindest einer Gasblase mit einem bestimmten Volumen in einer Flüssigkeit umfasst wenigstens die folgenden Schritte:

In einem ersten Schritt wird ein Gas bzw. ein Gasgemisch in eine mit Flüssigkeit gefüllte Kapillare eingebracht, um in der Kapillare ein zusammenhängendes Gasvolumen zur Erzeugung der Gasblase bereitzustellen bzw. um die Gasblase zu erzeugen. In einem zweiten Schritt wird zumindest eine Phasengrenze zwischen der Flüssigkeit in der Kapillare und dem Gasvolumen der Gasblase in der Kapillare bestimmt. Das bedeutet, es wird so lange Gas in einen Innenraum der Kapillare eingebracht, bis die Phasengrenze detektiert wird. In einem dritten Schritt wird ein Steuerparameter erzeugt. Vorzugsweise wird der Steuerparameter in Abhängigkeit der Phasengrenze erzeugt, d. h. abhängig von einer Position der Phasengrenze in Bezug auf eine Längserstreckung der Kapillare. Insbesondere kann der Steuerparameter in dem Augenblick erzeugt werden, in dem die Phasengrenze erkannt wird. Die Steuerung und/oder Regelung einer Gaseinbringung mittels der Gaseinbringvorrichtung erfolgt dann unter Nutzung des Steuerparameters.

A method according to the invention for controlling a gas bubble generating device for generating at least one gas bubble with a certain volume in a liquid comprises at least the following steps:

In a first step, a gas or a gas mixture is introduced into a capillary filled with liquid in order to provide a continuous gas volume in the capillary for generating the gas bubble or to generate the gas bubble. In a second step, at least one phase boundary between the liquid in the capillary and the gas volume of the gas bubble in the capillary is determined. This means that gas is introduced into an interior space of the capillary until the phase boundary is detected. In a third step, a control parameter is generated. The control parameter is preferably generated as a function of the phase boundary, ie as a function of a position of the phase boundary in relation to a longitudinal extension of the capillary. In particular, the control parameter can be generated at the moment when the phase boundary is recognized. The control and / or regulation of a gas introduction by means of the gas introduction device then takes place using the control parameter.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung einer Prüfvorrichtung zur Prüfung zumindest eines Prüflings, insbesondere eines Gasblasendetektors, umfasst die Prüfvorrichtung wie oben erläutert zumindest eine Gasblasenerzeugungsvorrichtung. Bei dem Steuerverfahren wird ein Volumen einer Gasblase in einem Hauptkreis-Leitungssystem der Prüfvorrichtung, insbesondere in einem Bereich einer Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung der Prüfvorrichtung, in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen einem ersten und einem zweiten Druck einer die Gasblase umgebenden bzw. begrenzenden Flüssigkeit bestimmt. Vorzugsweise erfolgt die Bestimmung der Druckdifferenz mittels der Steuereinrichtung der Prüfvorrichtung.In a method according to the invention for controlling a test device for testing at least one test object, in particular a gas bubble detector, the test device comprises at least one gas bubble generating device as explained above. In the control method, a volume of a gas bubble in a main circuit line system of the test device, in particular in an area of a gas bubble detector coupling device of the test device, is determined as a function of a pressure difference between a first and a second pressure of a liquid surrounding or delimiting the gas bubble. The pressure difference is preferably determined by means of the control device of the test device.

Der erste Druck entspricht dem Druck der Flüssigkeit bzw. des Fluids während einer Gaseinbringung in eine Kapillare der Gasblasenerzeugungsvorrichtung. Insbesondere entspricht der erste Druck dem Druck, der sich in einer in einem Parallelkreis-Leitungssystem der Prüfvorrichtung ruhenden Flüssigkeit einstellt („Druck des ruhenden Fluids“). Beispielsweise kann der erste Druck des Fluids während einer Gaseinbringung in die Kapillare in einem Bereich des Parallelkreis-Leitungssystems bestimmt werden, der unmittelbar stromaufwärts zu einem Ende („Gas-Einbring-Ende“) der Kapillare befindlich ist. Stromaufwärts bezieht sich hier auf eine Pumprichtung der Flüssigkeit im Parallelkreis-Leitungssystem.The first pressure corresponds to the pressure of the liquid or the fluid during a gas introduction into a capillary of the gas bubble generating device. In particular, the first pressure corresponds to the pressure that is established in a liquid at rest in a parallel circuit line system of the test device (“pressure of the at rest fluid”). For example, the first pressure of the fluid can be determined during a gas introduction into the capillary in a region of the parallel circuit line system which is located immediately upstream of one end (“gas introduction end”) of the capillary. Upstream here refers to a pumping direction of the liquid in the parallel circuit line system.

Der zweite Druck entspricht dem Druck, der sich während einer Passage der Flüssigkeit durch das Hauptkreis-Leitungssystem der Prüfvorrichtung, insbesondere während einer Passage der Flüssigkeit durch die Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung, in der Flüssigkeit einstellt („Druck des strömenden Fluids“; Systemdruck). Der erste und der zweite Druck der Flüssigkeit entsprechen dabei jeweils auch dem Druck, der auf eine von der jeweiligen Flüssigkeit umgebene bzw. begrenzte Gasblase ausgeübt wird.The second pressure corresponds to the pressure that occurs during a passage of the liquid through the main circuit line system of the test device, in particular during a passage of the liquid through the gas bubble detector coupling device in which the liquid sets (“pressure of the flowing fluid”; system pressure). The first and the second pressure of the liquid also correspond to the pressure that is exerted on a gas bubble surrounded or limited by the respective liquid.

Da der Druck des strömenden Fluids gegenüber dem Druck des ruhenden Fluids verringert sein kann, kann sich auch das Blasenvolumen in unterschiedlichen Bereichen der Prüfvorrichtung ändern. Daher wird die Gasblasenerzeugungsvorrichtung in Abhängigkeit des Differenzdrucks so gesteuert, dass die Gasblase im Hauptkreis-Leitungssystem ein bestimmtes Gasvolumen hat. Weitere Einzelheiten des Steuerverfahrens ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Since the pressure of the flowing fluid can be reduced compared to the pressure of the fluid at rest, the bubble volume can also change in different areas of the test device. The gas bubble generating device is therefore controlled as a function of the differential pressure in such a way that the gas bubble in the main circuit line system has a certain gas volume. Further details of the control method can be found in the following description.

Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen und Ausführungsbeispielen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele bzw. Varianten zu neuen Ausführungsbeispielen bzw. Varianten kombiniert werden können.Further, particularly advantageous configurations and developments of the invention emerge from the dependent claims and the following description, whereby the independent claims of one claim category can also be developed analogously to the dependent claims and exemplary embodiments of another claim category and in particular also individual features of various exemplary embodiments or variants can be combined to new embodiments or variants.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Gaseinbringvorrichtung an einem von zumindest zwei, vorzugsweise genau zwei, Enden bzw. Mündungen des langestreckten Kapillarkörpers mit der Kapillare gekoppelt. Die Mündungen der röhrenförmigen Kapillare sind, wie gesagt, jeweils fluid- und/oder gasdicht mit dem Fluidsystem der Gasblasenerzeugungsvorrichtung gekoppelt. Bevorzugt enthält das Fluidsystem dieselbe Flüssigkeit wie die Kapillare.In a preferred embodiment of the invention, the gas introduction device is coupled to the capillary at one of at least two, preferably exactly two, ends or mouths of the elongated capillary body. As mentioned, the mouths of the tubular capillary are each coupled in a fluid-tight and / or gas-tight manner to the fluid system of the gas bubble generating device. The fluid system preferably contains the same liquid as the capillary.

Das Ende der Kapillare, das mit der Gaseinbringvorrichtung gekoppelt ist, wird im Folgenden auch als „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare bezeichnet. Die Gaseinbringvorrichtung ist ausgebildet, um das Gas so in die Kapillare einzubringen, dass sich das Gas ausgehend vom „Gas-Einbring-Ende“ entlang der Längserstreckung der Kapillare in der Kapillare ausbreitet. Das bedeutet, das Gas wird mittels der Gaseinbringvorrichtung ausschließlich in die Kapillare selbst geleitet und tritt (noch) nicht in das mit der Kapillare gekoppelte Fluidsystem ein.The end of the capillary that is coupled to the gas introduction device is also referred to below as the “gas introduction end” of the capillary. The gas introduction device is designed to introduce the gas into the capillary in such a way that the gas, starting from the “gas introduction end”, spreads along the longitudinal extent of the capillary in the capillary. This means that the gas is fed exclusively into the capillary itself by means of the gas introduction device and does not (yet) enter the fluid system coupled to the capillary.

Die Kopplung zwischen dem „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare und der Gaseinbringvorrichtung kann z. B. mittels eines Kopplungselements erfolgen, das z. B. nach der Art eines T-Stücks ausgebildet sein kann. Dann könnte die Kapillare einerseits (z. B. überwiegend orthogonal) mit der Gaseinbringvorrichtung und andererseits (z. B. entsprechend der Längserstreckung der Kapillare) mit dem Fluidsystem gekoppelt sein. Bevorzugt kann das Fluidsystem der Gasblasenerzeugungsvorrichtung in einem Bereich stromaufwärts der Kapillare eine peristaltische Fluid-Pumpe und/oder ein Rückschlagventil umfassen, um ein Eintreten des in die Kapillare eingebrachten Gases in das stromaufwärts (der Kapillare) liegende Fluidsystem zu verhindern, wie später erläutert wird.The coupling between the "gas introduction end" of the capillary and the gas introduction device can be, for. B. be done by means of a coupling element that z. B. can be designed in the manner of a T-piece. The capillary could then be coupled on the one hand (for example predominantly orthogonally) to the gas introduction device and on the other hand (for example in accordance with the longitudinal extension of the capillary) to the fluid system. The fluid system of the gas bubble generating device can preferably comprise a peristaltic fluid pump and / or a check valve in an area upstream of the capillary in order to prevent the gas introduced into the capillary from entering the upstream (the capillary) fluid system, as will be explained later.

Grundsätzlich kann in dem stromaufwärts der Kapillare befindlichen Fluidsystem auch eine andere Art von (Fluid-)Pumpe angeordnet sein, um das Gas in die Kapillare zu „lenken“. Bevorzugt ist die Pumpe dann dazu ausgebildet, einen höheren Druck als den Druck aufzubringen, der, insbesondere während der Gaseinbringung, in der Kapillare herrscht.In principle, a different type of (fluid) pump can also be arranged in the fluid system located upstream of the capillary in order to “direct” the gas into the capillary. The pump is then preferably designed to apply a higher pressure than the pressure that prevails in the capillary, in particular during the introduction of gas.

Allerdings hat eine peristaltische Pumpe einerseits den Vorteil, dass im Betrieb der Gasblasenerzeugungsvorrichtung auf ein zusätzliches Rückschlagventil verzichtet werden kann (sofern der Druck im Fluidsystem einen maximal möglichen bzw. zulässigen Druck der peristaltischen Pumpe nicht übersteigt). Andererseits kann mittels einer Drehrichtungsumkehr der peristaltischen Pumpe eine zusätzliche Optimierung der Volumenbestimmung der Gasblase erreicht werden, wie später erläutert wird.However, a peristaltic pump has the advantage, on the one hand, that an additional check valve can be dispensed with when the gas bubble generating device is in operation (provided the pressure in the fluid system does not exceed a maximum possible or permissible pressure of the peristaltic pump). On the other hand, by reversing the direction of rotation of the peristaltic pump, an additional optimization of the determination of the volume of the gas bubble can be achieved, as will be explained later.

Besonders bevorzugt wird die Gasblase mittels der Gaseinbringvorrichtung so erzeugt, dass zumindest ein Bereich einer Oberfläche der Gasblase bzw. eine Begrenzungsfläche der Gasblase im Wesentlichen in einer Ebene mit dem „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare liegt (bei Betrachtung eines Längsschnitts durch die Kapillare).Particularly preferably, the gas bubble is generated by means of the gas introduction device in such a way that at least a region of a surface of the gas bubble or a boundary surface of the gas bubble is essentially in one plane with the “gas introduction end” of the capillary (when viewing a longitudinal section through the capillary ).

Das bedeutet, die Gasblase „beginnt“ überwiegend bündig mit dem „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare und breitet sich, je nach gewünschtem Volumen, mehr oder weniger weit in Richtung des dem „Gas-Einbring-Ende“ gegenüberliegenden Endes („Gas-Austritts-Ende“) der Kapillare aus. Die Gasblase grenzt dann mit einem dem „Gas-Austritts-Ende“ der Kapillare zugewandten Bereich an die in der Kapillare verbliebene Flüssigkeit an, wobei sich eine Grenzfläche (Phasengrenze) zwischen der Gasblase und der Flüssigkeit in der Kapillare ausbildet. Im Übrigen wird die Gasblase von einer Innenwandung der Kapillare umschlossen.This means that the gas bubble “begins” predominantly flush with the “gas introduction end” of the capillary and, depending on the desired volume, spreads more or less in the direction of the end opposite the “gas introduction end” (“gas Outlet end ") of the capillary. The gas bubble then adjoins the liquid remaining in the capillary with an area facing the “gas outlet end” of the capillary, whereby an interface (phase boundary) is formed between the gas bubble and the liquid in the capillary. In addition, the gas bubble is enclosed by an inner wall of the capillary.

Die Detektion der Phasengrenze erfolgt, wie gesagt, mittels des Phasenübergangsdetektors. Vorzugsweise kann in Abhängigkeit eines Nachweises der Phasengrenze ein „Detektions-Signal“ mittels des Phasenübergangsdetektors erzeugt und an die Steuereinrichtung übermittelt werden. Wie bereits erläutert wurde, kann dann mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit des „Detektions-Signals“, also in Abhängigkeit der Phasengrenze, der Steuerparameter generiert werden.As mentioned, the phase boundary is detected by means of the phase transition detector. Depending on the detection of the phase boundary, a “detection signal” can preferably be generated by means of the phase transition detector and transmitted to the control device. As has already been explained, the control device can then be used as a function of the “detection signal”, ie in Depending on the phase boundary, the control parameters are generated.

Der Phasenübergangsdetektor ist so ausgestaltet, dass eine Position der Phasengrenze in Bezug auf eine Längserstreckung der Kapillare möglichst exakt bestimmbar ist. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Phasenübergangsdetektor ausgebildet sein, um entlang der Kapillare in einem bestimmten Abstand zum „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare positioniert zu werden. Dazu kann der Phasenübergangsdetektor entlang der Kapillare bewegt werden, wie später erläutert wird.The phase transition detector is designed in such a way that a position of the phase boundary can be determined as precisely as possible in relation to a longitudinal extension of the capillary. In a preferred embodiment, the phase transition detector can be designed to be positioned along the capillary at a certain distance from the “gas introduction end” of the capillary. For this purpose, the phase transition detector can be moved along the capillary, as will be explained later.

Um in der Kapillare eine Gasblase mit einem definierten Volumen zu erzeugen, kann einerseits eine Ausdehnung des Gasvolumens in der Kapillare, d. h. eine „Länge“ bzw. „Höhe“ der Gasblase in der Kapillare, und andererseits ein innerer Durchmesser der Kapillare berücksichtigt werden. Die in der Kapillare erzeugte Gasblase wird synonym auch als „Gassäule“ bezeichnet.In order to generate a gas bubble with a defined volume in the capillary, an expansion of the gas volume in the capillary, i. H. a “length” or “height” of the gas bubble in the capillary and, on the other hand, an inner diameter of the capillary are taken into account. The gas bubble generated in the capillary is also referred to synonymously as the “gas column”.

Vorzugsweise können in der Steuereinrichtung Konstruktionsparameter der Kapillare hinterlegt sein, insbesondere ein Innendurchmesser der Kapillare. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet, eine Position des Phasenübergangsdetektors entlang der Kapillare, insbesondere unter Berücksichtigung des Innendurchmessers der Kapillare, so festzulegen, dass eine Gasblase mit einem bestimmten Volumen (Gasvolumen) in der Kapillare erzeugbar ist.Construction parameters of the capillary can preferably be stored in the control device, in particular an inner diameter of the capillary. The control device is preferably designed to determine a position of the phase transition detector along the capillary, in particular taking into account the inner diameter of the capillary, so that a gas bubble with a certain volume (gas volume) can be generated in the capillary.

Insbesondere kann zur Erzeugung eines bestimmten Gasvolumens mittels der Steuereinrichtung eine Position des Phasenübergangsdetektors entlang der Längserstreckung der Kapillare so festgelegt werden, dass das Erreichen bzw. Vorhandensein eines gewünschten Gasvolumens in der Kapillare (während der Gaseinbringung) zur Generierung des „Detektions-Signals“ durch den Phasenübergangsdetektor führt. Mit anderen Worten wird ein Abstand zwischen dem Phasenübergangsdetektor und dem „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare (als eine Begrenzung der Gasblase) so berechnet, dass eine Detektion der Phasengrenze (als weitere Begrenzung der Gasblase) mittels des Phasenübergangsdetektors in dem Zeitpunkt erfolgt, in dem die Gasblase (während der Gaseinbringung) das gewünschte Volumen hat. Die Position des Phasenübergangsdetektors kann also in Abhängigkeit eines Kapillar-Innendurchmessers auf ein gewünschtes Volumen einer zu erzeugenden Gasblase „eingestellt“ werden.In particular, to generate a certain gas volume by means of the control device, a position of the phase transition detector along the longitudinal extent of the capillary can be determined in such a way that the reaching or presence of a desired gas volume in the capillary (during gas introduction) for generating the "detection signal" is achieved by the Phase transition detector leads. In other words, a distance between the phase transition detector and the "gas introduction end" of the capillary (as a limitation of the gas bubble) is calculated so that the phase boundary (as a further limitation of the gas bubble) is detected by means of the phase transition detector at the point in time, in which the gas bubble (during gas introduction) has the desired volume. The position of the phase transition detector can therefore be “set” to a desired volume of a gas bubble to be generated depending on a capillary inside diameter.

Es ist allerdings gemäß einer weiteren Ausführungsform des Phasenübergangsdetektors auch möglich, dass dieser ortsfest in Bezug auf die Kapillare in der Gasblasenerzeugungsvorrichtung angeordnet ist. Vorzugsweise kann der Phasenübergangsdetektor ausgebildet sein, um eine Phasengrenze in unterschiedlichen Positionen entlang der Längserstreckung der Kapillare zu bestimmen, wobei eine Position des Phasenübergangsdetektors unverändert bzw. konstant bleibt. Nachfolgend wird die Erfindung, ohne eine Beschränkung darauf, anhand eines beweglich ausgestalteten Phasenübergangsdetektors erläutert.However, according to a further embodiment of the phase transition detector, it is also possible for this to be arranged in a stationary manner with respect to the capillary in the gas bubble generating device. The phase transition detector can preferably be designed to determine a phase boundary in different positions along the longitudinal extent of the capillary, a position of the phase transition detector remaining unchanged or constant. The invention is explained below, without being restricted thereto, on the basis of a movable phase transition detector.

Zur Erzeugung einer Gasblase wird, wie gesagt, Gas mittels der Gaseinbringvorrichtung in die Kapillare eingebracht. Der Phasenübergangsdetektor ist unabhängig von der konkreten Ausgestaltung ausgebildet, die Phasengrenze zu ermitteln - und zwar in dem Zeitpunkt, in dem das gewünschte Volumen in der Kapillare vorliegt - und ein „Detektions-Signal“ an die Steuereinrichtung zu übertragen. Die Steuereinrichtung ist ausgebildet, in Abhängigkeit des „Detektions-Signals“, also abhängig von der Phasengrenze, einen Steuerparameter zu generieren.To generate a gas bubble, as stated, gas is introduced into the capillary by means of the gas introduction device. The phase transition detector is designed, regardless of the specific configuration, to determine the phase boundary - specifically at the point in time at which the desired volume is present in the capillary - and to transmit a “detection signal” to the control device. The control device is designed to generate a control parameter as a function of the “detection signal”, that is to say as a function of the phase boundary.

Der Steuerparameter kann, wie gesagt, ein Signal sein, das steuernd und/oder regelnd auf die Gaseinbringvorrichtung wirkt. Bevorzugt kann die Gaseinbringvorrichtung in Abhängigkeit des Steuerparameters so gesteuert und/oder geregelt werden, dass eine (weitere) Einbringung von Gas in die Kapillare durch die Gaseinbringvorrichtung unterbrochen wird. Das bedeutet, in dem Augenblick, in dem mittels des Phasenübergangsdetektors die Phasengrenze detektiert wird, also das gewünschte Volumen in der Kapillare erreicht ist, wird mittels der Steuereinrichtung ein Steuerparameter generiert, der eine (zumindest zeitweise) Unterbrechung der Gasbeinbringung in die Kapillare bewirkt.As mentioned, the control parameter can be a signal which has a controlling and / or regulating effect on the gas introduction device. The gas introduction device can preferably be controlled and / or regulated as a function of the control parameter in such a way that (further) introduction of gas into the capillary by the gas introduction device is interrupted. This means that at the moment when the phase boundary is detected by means of the phase transition detector, i.e. the desired volume is reached in the capillary, the control device generates a control parameter which causes an (at least temporarily) interruption of the introduction of gas into the capillary.

Beispielsweise könnte die Steuereinrichtung zur Erzeugung einer Gasblase in der Kapillare die Gaseinbringvorrichtung zur/während der Gaseinbringung in die Kapillare mit einem (ersten) Signal beaufschlagen (z. B. „Gaseinbringung aktiv“; Signal „1“). Sobald die Phasengrenze detektiert wird, kann mittels der Steuereinrichtung ein unterschiedliches (zweites) Signal (als Steuerparameter) erzeugt werden (z. B. „Gaseinbringung deaktivieren“; Signal „0“), um die Gaseinbringung in die Kapillare zu unterbrechen. Damit lässt sich wie gesagt eine besonders präzise Volumenbestimmung der Gasblase erreichen.For example, the control device for generating a gas bubble in the capillary could apply a (first) signal to the gas introduction device for / during the introduction of gas into the capillary (e.g. “gas introduction active”; signal “1”). As soon as the phase boundary is detected, a different (second) signal (as a control parameter) can be generated by means of the control device (e.g. “deactivate gas introduction”; signal “0”) in order to interrupt the gas introduction into the capillary. As mentioned, a particularly precise determination of the volume of the gas bubble can thus be achieved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Gaseinbringvorrichtung nicht am „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare, sondern in einem anderen, beliebigen Bereich der Kapillare mit dieser gekoppelt sein, so dass die Gasblase z. B. in einem auf die Längserstreckung der Kapillare bezogenen mittigen Bereich in der Kapillare erzeugt wird. Die Gasblase wäre dann in der Kapillare beidseitig von Flüssigkeit begrenzt. Bei dieser Ausführungsform der Gasblasenerzeugungsvorrichtung müssten dann zur Volumenbestimmung der Gasblase zwei separate Phasengrenzen bestimmt werden.According to a further embodiment of the invention, the gas introduction device can be coupled to the capillary not at the “gas introduction end” of the capillary, but in any other region of the capillary so that the gas bubble z. B. is generated in a related to the longitudinal extension of the capillary central region in the capillary. The gas bubble would then be bounded on both sides by liquid in the capillary. In this embodiment, the gas bubble generating device would have to then two separate phase boundaries can be determined to determine the volume of the gas bubble.

Daher kann die erfindungsgemäße Gasblasenerzeugungsvorrichtung auch zumindest zwei Phasenübergangsdetektoren umfassen, um zwei Phasengrenzen zwischen der Flüssigkeit und der Gasblase zu bestimmen. Vorzugsweise kann dann eine jeweilige Position der beiden Phasenübergangsdetektoren bezüglich der Längserstreckung der Kapillare so festgelegt sein, dass eine Gassäule mit einer gewünschten Länge in der Kapillare erzeugbar ist. Die Steuereinrichtung kann dann ausgebildet sein, um in Abhängigkeit der beiden Phasengrenzen, insbesondere in Abhängigkeit eines Abstands zwischen den Phasengrenzen, den Steuerparameter zu erzeugen.The gas bubble generation device according to the invention can therefore also comprise at least two phase transition detectors in order to determine two phase boundaries between the liquid and the gas bubble. A respective position of the two phase transition detectors with respect to the longitudinal extent of the capillary can then preferably be determined in such a way that a gas column with a desired length can be generated in the capillary. The control device can then be designed to generate the control parameter as a function of the two phase boundaries, in particular as a function of a distance between the phase boundaries.

Vorteilhafterweise kann bei beiden Ausführungsformen mittels der Erfindung eine möglichst genaue Volumenbestimmung der Gasblase auf relativ einfachem Weg erreicht werden. Vorteilhaft kann eine Position des zumindest einen Phasenübergangsdetektors entlang der Kapillare so genau festgelegt werden, vorzugsweise mittels einer Kalibrierung des Phasenübergangsdetektors, dass das Gasvolumen einer erzeugten Gasblasen nicht mehr als 2,5% von einem vorgegebenen Sollwert abweicht. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung können auch Gasblasen erzeugt werden, bei denen das Gasvolumen nicht mehr als 1%, bevorzugt nicht mehr als 0,5%, von einem Sollwert abweicht. Besonders bei der eingangs erläuterten Ausführungsform mit nur einem Phasenübergangsdetektor kann der konstruktive Aufwand der Gasblasenerzeugungsvorrichtung gering gehalten werden. Aus diesem Grund wird die Erfindung nachfolgend, ohne eine Beschränkung darauf, anhand der eingangs erläuterten Ausführungform mit nur einem Phasenübergangsdetektor beschrieben.Advantageously, in both embodiments, by means of the invention, the most precise possible determination of the volume of the gas bubble can be achieved in a relatively simple way. A position of the at least one phase transition detector along the capillary can advantageously be determined so precisely, preferably by means of a calibration of the phase transition detector, that the gas volume of a gas bubble generated does not deviate by more than 2.5% from a predetermined target value. In preferred embodiments of the invention, gas bubbles can also be generated in which the gas volume does not deviate by more than 1%, preferably not more than 0.5%, from a target value. Particularly in the embodiment explained at the beginning with only one phase transition detector, the structural complexity of the gas bubble generating device can be kept low. For this reason, the invention is described below, without being restricted thereto, on the basis of the initially explained embodiment with only one phase transition detector.

Die Gaseinbringvorrichtung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung kann zumindest eine (erste) Fördereinrichtung für Gas umfassen, z. B. eine peristaltische Minipumpe („Gas-Dosierpumpe“), um das Gas kontrolliert in den Gaseinbringbereich der Kapillare einzubringen. Vorzugsweise kann die (erste) Fördereinrichtung, wie auch die übrigen Komponenten der Gasblasenerzeugungsvorrichtung, von der eingangs erwähnten Steuereinrichtung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung angesteuert werden.The gas introduction device of the gas bubble generation device can comprise at least one (first) delivery device for gas, e.g. B. a peristaltic mini pump ("gas metering pump") to introduce the gas in a controlled manner into the gas introduction area of the capillary. The (first) conveying device, like the other components of the gas bubble generating device, can preferably be controlled by the control device of the gas bubble generating device mentioned at the outset.

Die (erste) Fördereinrichtung kann vorzugsweise so gesteuert werden, dass in Abhängigkeit des Steuerparameters die Gaseinbringung in die Kapillare unterbrochen wird, z. B. indem die „Gas-Dosierpumpe“ gestoppt wird. Als Gas können einzelne, reine Gase oder Gemische verschiedener Gase verwendet werden, z. B. Luft. Die Gasblase wird daher, ohne eine Beschränkung darauf, auch als Luftblase bezeichnet.The (first) conveying device can preferably be controlled in such a way that the introduction of gas into the capillary is interrupted as a function of the control parameter, e.g. B. by stopping the "gas metering pump". Single, pure gases or mixtures of different gases can be used as the gas, e.g. B. Air. The gas bubble is therefore also referred to as an air bubble, without being restricted thereto.

Alternativ oder zusätzlich könnte die Gaseinbringvorrichtung ein steuerbares (Schnellschalt-)Ventil umfassen, welches mit unter Druck stehendem Gas beaufschlagt werden kann. Vorzugsweise kann das Ventil so gesteuert werden, dass eine Gaszufuhr in die Kapillare freigegeben bzw. unterbrochen wird.Alternatively or additionally, the gas introduction device could comprise a controllable (quick-acting) valve to which pressurized gas can be applied. The valve can preferably be controlled in such a way that a gas supply into the capillary is released or interrupted.

Der Steuerparameter kann, wie gesagt, in Abhängigkeit bzw. mit dem Erreichen eines bestimmten „Soll-Volumens“ der zu erzeugenden Gasblase generiert werden. Da die Kapillare einen festen Innendurchmesser hat und somit zur Volumenbestimmung die Ermittlung der Länge der Gassäule in der Kapillare ausreicht, kann der Steuerparameter auch in Abhängigkeit davon erzeugt werden, dass eine bestimmte „Soll-Länge“ der zu erzeugenden Gassäule in der Kapillare erreicht ist. Bis zur Erzeugung des Steuerparameters, also bis zum entsprechenden Signal („0“ bzw. „Gaseinbringung deaktivieren“), wird Gas in die mit der Gaseinbringvorrichtung gekoppelte Kapillare eingebracht.As already mentioned, the control parameter can be generated as a function of or when a certain “target volume” of the gas bubble to be generated is reached. Since the capillary has a fixed inner diameter and thus the determination of the length of the gas column in the capillary is sufficient to determine the volume, the control parameter can also be generated depending on the fact that a certain “target length” of the gas column to be generated is reached in the capillary. Up to the generation of the control parameter, that is to say until the corresponding signal (“0” or “Deactivate gas injection”), gas is introduced into the capillary coupled to the gas injection device.

Da die Gasblase erfindungsgemäß innerhalb der Kapillare erzeugt wird, wird die Form der Gasblase durch den Innenraum der Kapillare mit bestimmt und ist nicht, wie eine frei in einer Flüssigkeit schwebende Gasblase, im Wesentlichen kugelförmig. Daher soll im Rahmen der Erfindung der Begriff „Gasblase“ auch nicht auf eine Gasansammlung mit einer bestimmten Form (also z. B. kugelförmig) und Abmessung beschränkt sein. Aus diesem Grund wird im Rahmen der Erfindung bevorzugt das (Gas-)Volumen der Gasblase als ein die Gasblase kennzeichnendes Merkmal verwendet und nicht die Größe der Gasblase (z. B. angegeben durch den Durchmesser einer Kugel). Die Größe bzw. Abmessung der Gasblase hängt im Gegensatz zum Volumen von der jeweiligen konkreten Form der Gasblase ab, wobei das Volumen die „zuverlässigere“ Messeinheit darstellt. Allerdings kann das Volumen einer Gasblase so gewählt werden, dass eine Gasblase mit einer bestimmten Größe erzeugt wird.Since, according to the invention, the gas bubble is generated inside the capillary, the shape of the gas bubble is also determined by the interior of the capillary and is not essentially spherical like a gas bubble floating freely in a liquid. Therefore, within the scope of the invention, the term “gas bubble” should not be restricted to a gas accumulation with a specific shape (that is, for example, spherical) and dimensions. For this reason, the (gas) volume of the gas bubble is preferably used as a characteristic of the gas bubble and not the size of the gas bubble (e.g. indicated by the diameter of a sphere) in the context of the invention. In contrast to the volume, the size or dimension of the gas bubble depends on the specific shape of the gas bubble, with the volume being the “more reliable” unit of measurement. However, the volume of a gas bubble can be chosen so that a gas bubble with a certain size is generated.

Die Kapillare kann vorzugsweise im Wesentlichen lotrecht in der Gasblasenerzeugungsvorrichtung angeordnet sein. Die Koppelstelle zwischen der Kapillare und Gaseinbringvorrichtung kann dann entweder am nach unten weisenden Ende der Kapillare oder am gegenüberliegenden (oberen) Ende der Kapillare angeordnet sein. Das bedeutet, das Gas kann entweder „von unten nach oben“ oder in entgegengesetzter Richtung in die Kapillare eingebracht werden. Auf Grund der besonderen Ausgestaltung der Kapillare und der daraus resultierenden physikalischen Kräfte ist auch eine kontrollierte Gaseinbringung in Richtung der Schwerkraft möglich.The capillary can preferably be arranged essentially perpendicularly in the gas bubble generating device. The coupling point between the capillary and the gas introduction device can then be arranged either on the downwardly pointing end of the capillary or on the opposite (upper) end of the capillary. This means that the gas can be introduced into the capillary either "from bottom to top" or in the opposite direction. Due to the special design of the capillary and the resulting physical forces, a controlled introduction of gas in the direction of gravity is also possible.

Ursächlich für den zuvor beschriebenen Effekt sind die Oberflächenspannung der Flüssigkeit in der Kapillare und eine Grenzflächenspannung zwischen der Flüssigkeit und der Kapillarinnenwandung. Unterhalb eines bestimmten Durchmessers kann für eine gegebene Flüssigkeit mit einer gegebenen Oberflächenspannung der Kapillar-Innendurchmesser entweder nur mit Flüssigkeit, oder nur mit Gas gefüllt sein. Das bedeutet, die Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit und dem Gas kann unterhalb eines bestimmten Durchmessers nur noch überwiegend rechtwinklig bzw. quer zu einer Längserstreckung der Kapillare und nicht mehr entlang deren Längserstreckung ausgebildet werden. The cause of the effect described above is the surface tension of the liquid in the capillary and an interfacial tension between the liquid and the inner wall of the capillary. Below a certain diameter, for a given liquid with a given surface tension, the inner diameter of the capillary can be filled either only with liquid or only with gas. This means that below a certain diameter, the interface between the liquid and the gas can only be formed predominantly at right angles or transversely to a longitudinal extension of the capillary and no longer along its longitudinal extension.

Aus diesem Grund kann die Kapillare auch in einer beliebigen anderen Ausrichtung bzw. einem beliebigen Winkel zur Lotrichtung angeordnet sein. Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Koppelstelle grundsätzlich auch in einem anderen Bereich der Kapillare angeordnet sein, wobei die Kapillare auch mehr als zwei Mündungen haben kann.For this reason, the capillary can also be arranged in any other orientation or any angle to the perpendicular direction. It should be pointed out again that the coupling point can in principle also be arranged in a different area of the capillary, it also being possible for the capillary to have more than two openings.

Die Kapillare besteht vorzugsweise aus Glas, da bei Glas-Kapillaren (aufgrund des Fertigungsverfahrens) eine hohe Präzision des Innendurchmessers gewährleistet ist. Weiterhin kann bei Glas-Kapillaren der Effekt der Wärmedehnung im Betrieb vernachlässigt werden. Beide Merkmale sind vorteilhaft für eine besonders genaue Bestimmung des Gasvolumens bzw. Gasblasenvolumens. Allerdings kann die Kapillare auch aus einem anderen transparenten Material gefertigt sein, z. B. einem Kunststoff. Auch die konkreten inneren und äußeren Abmessungen der Kapillare sind innerhalb gewisser (physikalischer) Grenzen wählbar. Vorzugsweise hat die Kapillare ein sehr großes Verhältnis zwischen einer Länge und einem Innendurchmesser. Beispielsweise kann eine Länge der Kapillare 390mm und ein Innendurchmesser 0,7mm betragen.The capillary is preferably made of glass, since with glass capillaries (due to the manufacturing process) a high precision of the inside diameter is guaranteed. Furthermore, with glass capillaries, the effect of thermal expansion during operation can be neglected. Both features are advantageous for a particularly precise determination of the gas volume or gas bubble volume. However, the capillary can also be made of another transparent material, e.g. B. a plastic. The specific inner and outer dimensions of the capillary can also be selected within certain (physical) limits. The capillary preferably has a very large ratio between a length and an inner diameter. For example, the length of the capillary can be 390 mm and an inner diameter 0.7 mm.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Kapillare kann der Phasenübergangsdetektor mittels eines Antriebsmechanismus, vorzugsweise linear, entlang der Längserstreckung der Kapillare bewegt werden, z. B. mittels eines Linear-Antriebsmechanismus. Bevorzugt kann der Antriebsmechanismus mittels der Steuereinrichtung so angesteuert werden, dass der Phasenübergangsdetektor in einer bestimmten Position bzw. in einem bestimmten Abstand zum „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare positioniert wird, um ein gewünschtes Volumen einer Gasblase erzeugen zu können.Regardless of the specific configuration of the capillary, the phase transition detector can be moved, preferably linearly, along the length of the capillary by means of a drive mechanism, e.g. B. by means of a linear drive mechanism. The drive mechanism can preferably be controlled by means of the control device in such a way that the phase transition detector is positioned in a certain position or at a certain distance from the “gas introduction end” of the capillary in order to be able to generate a desired volume of a gas bubble.

Vorzugsweise kann hierzu der Phasenübergangsdetektor in einer beliebigen Position zwischen den beiden Enden der Kapillare positioniert werden, d. h. es sind unterschiedliche Gasvolumen erzeugbar. Beispielsweise kann der Phasenübergangsdetektor so positioniert werden, dass eine Gasblase mit einem Volumen von wenigstens 0,1 µl, vorzugsweise wenigstens 0,5µl, bevorzugt wenigstens 1µl erzeugbar ist. Grundsätzlich können auch noch kleinere Gasvolumina erzeugt werden, wobei die untere Grenze eines mit hoher Genauigkeit darstellbaren Volumens durch einen kleinstmöglich herstellbaren Kapillar-Innendurchmesser bestimmt wird.For this purpose, the phase transition detector can preferably be positioned in any position between the two ends of the capillary; H. different gas volumes can be generated. For example, the phase transition detector can be positioned so that a gas bubble with a volume of at least 0.1 μl, preferably at least 0.5 μl, preferably at least 1 μl can be generated. In principle, even smaller gas volumes can be generated, the lower limit of a volume that can be represented with high accuracy is determined by a capillary inner diameter that can be produced as small as possible.

Bei einer Verwendung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung zur Prüfung eines medizinischen Gasblasendetektors kann eine obere Grenze des erzeugbaren Gasvolumens z. B. 150µl sein. Allerdings können je nach Anwendungsfall bzw. je nach Ausgestaltung der Kapillare auch deutlich größere Gasblasenvolumen erzeugt werden.When using the gas bubble generating device for testing a medical gas bubble detector, an upper limit of the gas volume that can be generated, for. B. 150µl. However, depending on the application or depending on the design of the capillary, significantly larger gas bubble volumes can also be generated.

Der Phasenübergangsdetektor kann zumindest eine Differenz-Lichtschranke zur Bestimmung einer Phasengrenze (Grenzfläche) zwischen einer gasförmigen und einer flüssigen Phase umfassen. Vorzugsweise kann eine Lichtschranke verwendet werden, bei der die Messung mittels Infrarot-Licht erfolgt. Beispielsweise kann eine Differenz-Lichtschranke vom Typ „Di-soric ODG“ verwendet werden, welche nach dem Prinzip einer 2-Strahl Differenzauswertung arbeitet.The phase transition detector can comprise at least one differential light barrier for determining a phase boundary (interface) between a gaseous and a liquid phase. A light barrier in which the measurement is carried out by means of infrared light can preferably be used. For example, a differential light barrier of the "Di-soric ODG" type can be used, which works on the principle of a 2-beam differential evaluation.

Alternativ oder zusätzlich könnte der Phasenübergangsdetektor auch einen Ultraschall-Sensor umfassen, wobei ein Ultraschall-Signal im Wesentlichen rechtwinklig bzw. quer zur Längserstreckung der Kapillare erzeugt und/oder empfangen wird. Vorzugsweise kann der Ultraschall-Sensor entlang der Längserstreckung der Kapillare bewegbar ausgebildet sein.As an alternative or in addition, the phase transition detector could also comprise an ultrasonic sensor, an ultrasonic signal being generated and / or received essentially at right angles or transversely to the longitudinal extension of the capillary. The ultrasonic sensor can preferably be designed to be movable along the longitudinal extent of the capillary.

Es ist, wie gesagt, aber auch möglich, dass der Phasenübergangsdetektor stationär ausgebildet ist. Vorzugsweise kann der Phasenübergangsdetektor dann eine Ultraschall-Einrichtung umfassen, um die Position der Phasengrenze entlang der Kapillare mittels eines Ultraschallsignals zu ermitteln. Der Phasenübergangsdetektor könnte so positioniert sein, z. B. an einem der beiden Enden der Kapillare, dass ein Abstand zwischen dem „Gas-Einbring-Ende“ bzw. dem „Gas-Austritts-Ende“ der Kapillare und der Phasengrenze bestimmbar ist. Da die Gesamt-Länge der Kapillare bekannt ist, könnten mittels des empfangenen Ultraschallsignals die Lage der Phasengrenze und damit das Gasvolumen bestimmt werden.As mentioned, it is also possible for the phase transition detector to be designed to be stationary. The phase transition detector can then preferably comprise an ultrasonic device in order to determine the position of the phase boundary along the capillary by means of an ultrasonic signal. The phase transition detector could be positioned e.g. B. at one of the two ends of the capillary, that a distance between the "gas introduction end" or the "gas outlet end" of the capillary and the phase boundary can be determined. Since the total length of the capillary is known, the position of the phase boundary and thus the gas volume could be determined by means of the received ultrasonic signal.

Vorzugsweise kann die Gasblasenerzeugungsvorrichtung eine steuerbare (zweite) Fördereinrichtung, z. B. eine Pumpe, zur Bewegung der Flüssigkeit mit der darin erzeugten Gasblase in der Kapillare umfassen („Nebenstrom-Förderpumpe“). Die „Nebenstrom-Förderpumpe“ kann z. B. eine peristaltische Minipumpe sein.Preferably, the gas bubble generating device can be a controllable (second) conveying device, e.g. B. a pump to move the liquid with the gas bubble generated therein in the capillary ("bypass flow pump"). The "bypass flow pump" can z. B. be a peristaltic mini-pump.

Bevorzugt kann die (zweite) Fördereinrichtung in einem stromaufwärts gelegenen Bereich der Kapillare angeordnet sein. Stromaufwärts bezieht sich hier auf eine Strömungsrichtung der (zweiten) Fördereinrichtung. Vorzugsweise können die (zweite) Fördereinrichtung und die zuvor erwähnte (erste) Fördereinrichtung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung im Wechsel betrieben werden. Das bedeutet, die beiden Fördereinrichtungen sind bevorzugt nicht zur gleichen Zeit in Betrieb. The (second) conveyor device can preferably be arranged in an upstream region of the capillary. Upstream here refers to a flow direction of the (second) delivery device. The (second) conveyor device and the aforementioned (first) conveyor device of the gas bubble generating device can preferably be operated alternately. This means that the two conveying devices are preferably not in operation at the same time.

Bevorzugt kann die (zweite) Fördereinrichtung, wie das bei peristaltischen Pumpen üblich ist, selbstsperrend ausgebildet sein. Das bedeutet, die (zweite) Fördereinrichtung verhindert dann während der Gaseinbringung in die Kapillare, d. h. im abgeschalteten Zustand, dass Gas aus der Kapillare in einen Bereich des Fluidsystems stromaufwärts der Kapillare gelangt. Die peristaltische Pumpe kann also verhindern, dass die am „Gas-Einbring-Ende“ anstehende Flüssigkeit während der Gaseinbringung in Richtung der Pumpe gedrückt wird. Das bedeutet, die (zweite) Fördereinrichtung kann am „Gas-Einbring-Ende“ eine Art „Gegendruck“ im Fluid aufbauen, wobei das aus der Gaseinbringvorrichtung austretende Gas ausschließlich in die Kapillare hinein „gelenkt“ wird. Alternativ oder zusätzlich könnte die Gasblasenerzeugungsvorrichtung in einem stromaufwärts gelegenen Bereich der Kapillare zumindest ein Rückschlagventil umfassen.The (second) delivery device can preferably be designed to be self-locking, as is customary with peristaltic pumps. This means that the (second) delivery device then prevents the gas being introduced into the capillary, i.e. H. in the switched-off state, that gas from the capillary reaches a region of the fluid system upstream of the capillary. The peristaltic pump can therefore prevent the liquid present at the "gas introduction end" from being pressed in the direction of the pump during the introduction of gas. This means that the (second) delivery device can build up a kind of “counter pressure” in the fluid at the “gas introduction end”, with the gas emerging from the gas introduction device being exclusively “directed” into the capillary. As an alternative or in addition, the gas bubble generating device could comprise at least one check valve in an upstream region of the capillary.

Die (zweite) Fördereinrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, um die Gasblase und die sie begrenzende Flüssigkeit in der Kapillare zu bewegen bzw. aus der Kapillare hinaus zu befördern. Wie gesagt, können die beiden Enden der Kapillare mit dem Fluidsystem der Gasblasenerzeugungsvorrichtung gekoppelt sein. Mittels der „Nebenstrom-Förderpumpe“ kann die am „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare anstehende Flüssigkeit des Fluidsystems in Strömung versetzt werden, so dass die gesamte Kapillare mit Fluid durchströmt wird.The (second) conveying device is preferably designed to move the gas bubble and the liquid delimiting it in the capillary or to convey it out of the capillary. As mentioned, the two ends of the capillary can be coupled to the fluid system of the gas bubble generating device. By means of the “bypass flow pump”, the liquid of the fluid system that is present at the “gas introduction end” of the capillary can be set into flow so that fluid flows through the entire capillary.

Besonders bevorzugt kann die (zweite) Fördereinrichtung so ausgebildet und im Fluidsystem der Gasblasenerzeugungsvorrichtung angeordnet sein, um die Gassäule und das sie an den beiden Enden begrenzende Fluid aus der Kapillare in eine mit der Gasblasenerzeugungsvorrichtung gekoppelte Prüfvorrichtung zu befördern, wie nachfolgend erläutert wird.Particularly preferably, the (second) conveying device can be designed and arranged in the fluid system of the gas bubble generating device in order to convey the gas column and the fluid delimiting it at both ends from the capillary into a test device coupled to the gas bubble generating device, as will be explained below.

Vorteilhafterweise kann mittels eines Zusammenspiels zwischen dem verfahrbaren Phasenübergangsdetektor und der „Nebenstrom-Förderpumpe“ erreicht werden, dass eine Mehrzahl von Gasblasen nacheinander erzeugt werden kann, wobei die einzelnen Gasblasen einer Prüfvorrichtung zur Prüfung eines Gasblasendetektors zugeführt werden können. Der bewegbare Phasenübergangsdetektor erlaubt einen schnellen Wechsel des erzeugbaren Gasblasenvolumens und kann z. B. während eines „Ausstoßvorgangs“ einer Gasblase aus der Kapillare umpositioniert werden. Es ist daher unterbrechungsfrei möglich, das Volumen einer zweiten Gasblase gegenüber einem Volumen einer unmittelbar zuvor erzeugten ersten Gasblase zu verändern.Advantageously, by means of an interaction between the movable phase transition detector and the “bypass feed pump”, a plurality of gas bubbles can be generated one after the other, the individual gas bubbles being fed to a test device for testing a gas bubble detector. The movable phase transition detector allows a quick change of the gas bubble volume that can be generated and can, for. B. be repositioned during an "ejection process" of a gas bubble from the capillary. It is therefore possible without interruption to change the volume of a second gas bubble compared to a volume of a first gas bubble generated immediately before.

Das Fluidsystem mit der darin eingekoppelten Gasblasenerzeugungsvorrichtung sowie gegebenenfalls weiteren Komponenten kann die zuvor erwähnte Prüfvorrichtung zur Prüfung eines Gasblasendetektors bilden, wie nachfolgend erläutert wird.The fluid system with the gas bubble generating device coupled into it and possibly further components can form the aforementioned test device for testing a gas bubble detector, as will be explained below.

Die Prüfvorrichtung ist vorzugsweise mit einer Steuereinrichtung gekoppelt, welche auch als zentrale Steuereinrichtung bezeichnet wird. Die zentrale Steuereinrichtung kann, wie eingangs erwähnt, vorzugsweise in Form einer Rechnereinheit mit geeigneter Software realisiert sein. Bevorzugt ist die zentrale Steuereinrichtung ausgebildet, um die einzelnen (nachfolgend erläuterten) Komponenten der Prüfvorrichtung anzusteuern. Insbesondere kann die Steuerung so erfolgen, dass ein im Betrieb an die Prüfvorrichtung gekoppelter Prüfling geprüft werden kann. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung eine (dritte) Fördereinrichtung, einen Gassammler oder eine Temperiereinrichtung der Prüfvorrichtung steuern und/oder Signale bzw. Messwerte von Sensoren, z. B. Drucksensoren, erhalten und verarbeiten. Besonders bevorzugt kann die zentrale Steuereinrichtung weiterhin auch die eingangs erläuterte Steuereinrichtung zur Steuerung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung umfassen. Das bedeutet, die zentrale Steuereinrichtung kann auch die Komponenten der Gasblasenerzeugungsvorrichtung ansteuern, um Gasblasen eines bestimmten Volumens zu erzeugen und diese einem zu prüfenden Prüfling zuzuführen.The test device is preferably coupled to a control device, which is also referred to as a central control device. As mentioned above, the central control device can preferably be implemented in the form of a computer unit with suitable software. The central control device is preferably designed to control the individual components (explained below) of the test device. In particular, the control can take place in such a way that a test object coupled to the test device during operation can be tested. For example, the control device can control a (third) conveyor device, a gas collector or a temperature control device of the test device and / or signals or measured values from sensors, e.g. B. pressure sensors, receive and process. Particularly preferably, the central control device can furthermore also comprise the control device explained at the beginning for controlling the gas bubble generating device. This means that the central control device can also control the components of the gas bubble generating device in order to generate gas bubbles of a certain volume and to feed them to a test item to be tested.

Alternativ könnte den einzelnen Komponenten der Prüfvorrichtung auch jeweils eine separate Teil-Steuereinrichtung zugeordnet sein, um die Komponenten anzusteuern. Die Teil-Steuereinrichtungen könnten dann vorzugsweise signaltechnisch so gekoppelt sein, um eine Gasblasenerzeugung und/oder eine Prüfung eines Gasblasendetektors zu ermöglichen.Alternatively, the individual components of the test device could also each be assigned a separate sub-control device in order to control the components. The sub-control devices could then preferably be coupled in terms of signal technology in order to enable gas bubble generation and / or testing of a gas bubble detector.

Bevorzugt umfasst die Prüfvorrichtung ein Fluid(Leitungs-)System mit einem Hauptkreis-Leitungssystem, welches im Betrieb mit einem Fluid gefüllt ist, und ein damit gekoppeltes zuschaltbares Parallelkreis-Leitungssystem, welches im Betrieb mit einem Fluid gefüllt ist. Besonders bevorzugt kann das Parallelkreis-Leitungssystem die eingangs beschriebene Gasblasenerzeugungsvorrichtung umfassen.The test device preferably comprises a fluid (line) system with a main circuit line system, which is filled with a fluid during operation, and a connectable parallel circuit line system coupled thereto, which is filled with a fluid during operation. The parallel circuit line system can particularly preferably include the gas bubble generating device described at the outset.

Vorzugsweise kann das Fluidsystem der Gasblasenerzeugungsvorrichtung in Form des Parallelkreis-Leitungssystems der Prüfvorrichtung realisiert sein. Alternativ kann das Fluidsystem der Gasblasenerzeugungsvorrichtung auch separat ausgebildet sein und kann an das Fluidsystem des Parallelkreis-Leitungssystems angeschlossen bzw. damit gekoppelt sein.The fluid system of the gas bubble generating device can preferably be in the form of the parallel circuit line system of the test device be realized. Alternatively, the fluid system of the gas bubble generating device can also be designed separately and can be connected to or coupled to the fluid system of the parallel circuit line system.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung stellt das Parallelkreis-Leitungssystem der Prüfvorrichtung eine Art „Nebenarm“ des Hauptkreis-Leitungssystems dar. Vorzugweise kann das Parallelkreis-Leitungssystem zwei Koppelstellen mit dem Hauptkreis-Leitungssystem aufweisen, wobei das Parallelkreis-Leitungssystem an einer ersten Koppelstelle vom Hauptkreis-Leitungssystem abzweigt und an einer zweiten (stromabwärts liegenden) Koppelstelle wieder in das Hauptkreis-Leitungssystem einmündet. Der Bereich des Hauptkreis-Leitungssystems zwischen der ersten und der zweiten Koppelstelle stellt eine Fluid-Umführung des Parallelkreis-Leitungssystems dar, welche z. B. nach der Art eines Bypass ausgebildet sein kann.Regardless of the specific configuration, the parallel circuit line system of the test device represents a kind of "side arm" of the main circuit line system. The parallel circuit line system can preferably have two coupling points with the main circuit line system, the parallel circuit line system being connected to a first coupling point from the main circuit line system. The pipeline system branches off and flows back into the main circuit pipeline system at a second (downstream) coupling point. The area of the main circuit line system between the first and the second coupling point represents a fluid bypass of the parallel circuit line system, which z. B. can be designed in the manner of a bypass.

Bevorzugt kann das Parallelkreis-Leitungssystem dem Hauptkreis-Leitungssystem im Betrieb je nach Bedarf „zugeschaltet“ werden bzw. quasi „abgeschaltet“ werden, wie nachfolgend erläutert wird.The parallel circuit line system can preferably be “switched on” or “switched off” as it were during operation of the main circuit line system, as will be explained below.

Im Betrieb der Prüfvorrichtung kann das Hauptkreis-Leitungssystem kontinuierlich mit Fluid durchströmt werden. Um dennoch das Einbringen eines zusammenhängenden Gasvolumens in die in der Kapillare ruhende Flüssigkeit und eine möglichst genaue Volumenbestimmung der Gasblase in der Kapillare zu ermöglichen, kann das Parallelkreis-Leitungssystem während einer Blasenerzeugung in der Kapillare quasi „abgeschaltet“ werden. Das bedeutet, das Parallelkreis-Leitungssystem wird dann (vorübergehend) nicht mit Fluid durchströmt, d. h. das Fluid ruht im Parallelkreis-Leitungssystem. Vorzugsweise kann die „Nebenstrom-Förderpumpe“ der Gasblasenerzeugungsvorrichtung, wie gesagt, als peristaltische Pumpe realisiert sein, wobei die Pumpe während der Gasblasenerzeugung abgeschaltet ist. Die abgeschaltete „Nebenstrom-Förderpumpe“ kann eine Sperrwirkung ausüben, wobei eine Durchströmung des Parallelkreis-Leitungssystems verhindert wird.When the test device is in operation, fluid can flow through the main circuit line system continuously. In order to nevertheless enable the introduction of a coherent gas volume into the liquid resting in the capillary and the most accurate possible determination of the volume of the gas bubble in the capillary, the parallel circuit line system can be quasi "switched off" while bubbles are being generated in the capillary. This means that the parallel circuit line system is then (temporarily) not traversed by fluid, i. H. the fluid rests in the parallel circuit line system. The “bypass flow delivery pump” of the gas bubble generation device can, as mentioned, be implemented as a peristaltic pump, the pump being switched off during the gas bubble generation. The switched-off "bypass flow pump" can have a blocking effect, preventing any flow through the parallel circuit line system.

Bevorzugt kann das Parallelkreis-Leitungssystem im „abgeschalteten“ Zustand mittels der Fluid-Umführung des Hauptkreis-Leitungssystems umgangen werden. Es wird dann nur der Bypass bzw. das Hauptkreis-Leitungssystem von Fluid durchströmt. Das „Abschalten“ betrifft vorzugsweise nicht die Kopplung zwischen dem Hauptkreis- und dem Parallelkreis-Leitungssystem. Das bedeutet, auch im „abgeschalteten“ Zustand ist das Parallelkreis-Leitungssystem vorzugsweise mit dem Hauptkreis-Leitungssystem gekoppelt.The parallel circuit line system can preferably be bypassed in the “switched off” state by means of the fluid bypass of the main circuit line system. Fluid then flows through only the bypass or the main circuit line system. The "switching off" preferably does not affect the coupling between the main circuit and the parallel circuit line system. This means that the parallel circuit line system is preferably coupled to the main circuit line system even in the “switched off” state.

Bevorzugt kann das Parallelkreis-Leitungssystem dem Hauptkreis-Leitungssystem nach Bedarf „zugeschaltet“ werden. Vorzugweise kann das Parallelkreis-Leitungssystem mit dem Hauptkreis-Leitungssystem „zusammengeschaltet“ werden, sobald ein gewünschtes Gasvolumen in der Kapillare vorliegt. Das Hauptkreis- und das Parallelkreis-Leitungssystem werden dann gemeinsam mit Fluid durchströmt. Das bedeutet, ein Fluidstrom des Hauptkreis-Leitungssystems kann an der ersten Koppelstelle aufgeteilt werden, wobei ein Teil des strömenden Fluids aus dem Hauptkreis-Leitungssystem in das Parallelkreis-Leitungssystem einströmt. Ein weiterer Teil des Fluids verbleibt im Hauptkreis-Leitungssystem und durchströmt den Bypass. Das bedeutet, der Bypass wird im Betrieb der Prüfvorrichtung kontinuierlich mit Fluid durchströmt. Vorzugsweise kann die Strömungsrichtung des Fluids im Hauptkreis- und im Parallelkreis-Leitungssystem identisch sein.The parallel circuit line system can preferably be "switched on" to the main circuit line system as required. The parallel circuit line system can preferably be "interconnected" with the main circuit line system as soon as a desired gas volume is present in the capillary. The main circuit and the parallel circuit line system are then flowed through together with fluid. This means that a fluid flow of the main circuit line system can be divided at the first coupling point, with part of the flowing fluid flowing from the main circuit line system into the parallel circuit line system. Another part of the fluid remains in the main circuit line system and flows through the bypass. This means that the bypass is continuously flowed through with fluid during operation of the test device. The direction of flow of the fluid in the main circuit and in the parallel circuit line system can preferably be identical.

Eine Durchströmung des Parallelkreis-Leitungssystems und der davon umfassten Kapillare bewirkt, dass die Gasblase und das sie begrenzende Fluid aus der Kapillare hinaus befördert wird und in das stromabwärts der Kapillare befindliche Fluidsystem der Gasblasenerzeugungsvorrichtung eintritt. Im Bereich der zweiten Koppelstelle kann der aufgeteilte Fluidstrom wieder zusammengeführt werden, wobei die Gasblase in das Hauptkreis-Leitungssystem eintritt. Sobald die Gasblase in das Hauptkreis-Leitungssystem eingetreten ist, kann das Parallelkreis-Leitungssystem wieder (vorübergehend) abgeschaltet werden.A flow through the parallel circuit line system and the capillary encompassed by it causes the gas bubble and the fluid delimiting it to be conveyed out of the capillary and to enter the fluid system of the gas bubble generating device located downstream of the capillary. In the area of the second coupling point, the split fluid flow can be brought together again, the gas bubble entering the main circuit line system. As soon as the gas bubble has entered the main circuit line system, the parallel circuit line system can be (temporarily) switched off again.

Um ein „Zusammenschalten“ bzw. „Abschalten“ zu erreichen, kann die (zweite) Fördereinrichtung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung mittels der Steuereinrichtung der Prüfvorrichtung angesteuert werden. Insbesondere kann die „Nebenstrom-Förderpumpe“ aktiviert werden (für ein „Zusammenschalten“) bzw. deaktiviert werden (für ein „Abschalten“ des Parallelkreis-Leitungssystems). Alternativ oder zusätzlich kann im Parallelkreis-Leitungssystem, insbesondere in einem Bereich stromaufwärts der Kapillare, ein Absperrventil angeordnet sein.In order to achieve “connection” or “disconnection”, the (second) delivery device of the gas bubble generating device can be activated by means of the control device of the test device. In particular, the “bypass delivery pump” can be activated (for “connecting”) or deactivated (for “switching off” the parallel circuit line system). Alternatively or additionally, a shut-off valve can be arranged in the parallel circuit line system, in particular in an area upstream of the capillary.

Um eine Gasblase „zerstörungsfrei“ in das Hauptkreis-Leitungssystem einzubringen, umfasst die Prüfvorrichtung, insbesondere im Bereich der zweiten Koppelstelle eine Blaseneinbringvorrichtung. Bevorzugt ist die Blaseneinbringvorrichtung ausgebildet, um eine Gasblase aus dem Parallelkreis-Leitungssystem in Form eines einzigen zusammenhängenden Gasvolumens in das strömende Fluid des Hauptkreis-Leitungssystems einzubringen. Dazu umfasst die Blaseneinbringvorrichtung vorzugsweise eine Gasblasenzuführung des Parallelkreis-Leitungssystems und einen damit zusammenwirkenden Gassammler. Der Gassammler umfasst einen einseitig offenen Hohlkörper, z. B. eine zu einer Seite hin geöffnete hohle Kugel, eine hohle Kugelkalotte, einen hohlen Zylinder etc.In order to introduce a gas bubble “non-destructively” into the main circuit line system, the test device comprises a bubble introduction device, in particular in the area of the second coupling point. The bubble introducing device is preferably designed to introduce a gas bubble from the parallel circuit line system in the form of a single contiguous gas volume into the flowing fluid of the main circuit line system. For this purpose, the bubble introduction device preferably comprises a gas bubble feed of the parallel circuit line system and a gas collector interacting therewith. The gas collector comprises a hollow body open on one side, e.g. B. one to one side open hollow sphere, a hollow spherical cap, a hollow cylinder etc.

Die Gasblasenzuführung kann vorzugsweise eine „Gas-Düse“ umfassen, um das Gas der Gasblase (also das definierte Gasvolumen) gezielt über den Gassammler in das Hauptkreis-Leitungssystem abzulassen. Durch die Gas-Düse und den damit zusammenwirkenden Gassammler kann besonders sicher dafür gesorgt werden, dass die im Parallelkreis-Leitungssystem erzeugte Gasblase bei Eintritt in das Hauptkreis-Leitungssystem nicht zerteilt weitergeleitet wird. Je nach Ausgestaltung der Gas-Düse kann es im Betrieb vorkommen, dass das definierte Gasvolumen einer Gasblase in Form kleinerer Bläschen bzw. in Form von Teilvolumina aus der Gas-Düse austritt. Dabei kann die Größe der Teilvolumina z. B. von einem Durchmesser der gaseinbringenden Düse abhängen.The gas bubble feed can preferably comprise a “gas nozzle” in order to discharge the gas of the gas bubble (that is to say the defined gas volume) in a targeted manner via the gas collector into the main circuit line system. By means of the gas nozzle and the gas collector interacting with it, it can be ensured particularly reliably that the gas bubble generated in the parallel circuit line system is not broken up when it enters the main circuit line system. Depending on the design of the gas nozzle, it can happen during operation that the defined gas volume of a gas bubble emerges from the gas nozzle in the form of smaller bubbles or in the form of partial volumes. The size of the sub-volumes z. B. depend on a diameter of the gas-introducing nozzle.

Der Gassammler ist dazu ausgebildet, ein Gasvolumen einer jeweiligen Gasblase, das aus der Gasblasenzuführung austritt, vollständig zu sammeln. Insbesondere ist der Gassammler ausgebildet, das gesamte Gasvolumen einer jeweiligen Gasblase zusammenzuhalten bzw. die besagten Teilvolumina wieder zu vereinen und als ein zusammenhängendes Gasvolumen in das Hauptkreis-Leitungssystem einzubringen. Bevorzugt kann der Gassammler um eine, vorzugsweise horizontale, Schwenkachse verschwenkbar sein, um eine Gasblase in einer Richtung entgegen der Schwerkraft in das strömende Fluid des Hauptkreis-Leitungssystems einzubringen.The gas collector is designed to completely collect a gas volume of a respective gas bubble that emerges from the gas bubble feed. In particular, the gas collector is designed to hold the entire gas volume of a respective gas bubble together or to combine the said partial volumes again and introduce them into the main circuit line system as a coherent gas volume. The gas collector can preferably be pivotable about a, preferably horizontal, pivot axis in order to introduce a gas bubble into the flowing fluid of the main circuit line system in a direction against the force of gravity.

Da das Fluid des Hauptkreis-Leitungssystems im Betrieb der Prüfvorrichtung, wie gesagt, kontinuierlich in Bewegung ist, umfasst das Hauptkreis-Leitungssystem eine mittels der Steuereinrichtung ansteuerbare (dritte) Fluid-Fördereinrichtung, z. B. eine Mikrozahnringpumpe oder eine peristaltische Pumpe („Hauptstrom-Förderpumpe“). Vorzugsweise ist die (dritte) Fluid-Fördereinrichtung der Prüfvorrichtung ausgebildet, einen Druck des Fluids im Hauptkreis-Leitungssystem und/oder im Parallelkreis-Leitungssystem zu steuern und/oder zu regeln, insbesondere konstant zu halten. Bevorzugt erfolgt die Steuerung und/oder Regelung in Abhängigkeit eines Betriebsparameters zumindest eines Drucksensors der Prüfvorrichtung.Since the fluid of the main circuit line system is continuously in motion when the test device is in operation, the main circuit line system comprises a (third) fluid delivery device that can be controlled by means of the control device, e.g. B. a micro annular gear pump or a peristaltic pump ("main flow feed pump"). The (third) fluid delivery device of the test device is preferably designed to control and / or regulate a pressure of the fluid in the main circuit line system and / or in the parallel circuit line system, in particular to keep it constant. The control and / or regulation preferably takes place as a function of an operating parameter of at least one pressure sensor of the test device.

Dazu kann die Prüfvorrichtung einen ersten mit dem Hauptkreis-Leitungssystem gekoppelten Drucksensor umfassen, der vorzugsweise in einem unmittelbar stromabwärts gelegenen Bereich einer Koppelstelle zum Ankoppeln eines Gasblasendetektors angeordnet ist. Ein zweiter Drucksensor des Hauptkreis-Leitungssystems kann in einem unmittelbar stromaufwärts gelegenen Bereich der Koppelstelle zum Ankoppeln des Gasblasendetektors angeordnet sein. Ein dritter Drucksensor kann dem Parallelkreis-Leitungssystem zugeordnet sein, wobei der Drucksensor vorzugsweise in einem unmittelbar stromaufwärts gelegenen Bereich der Kapillare der Gasblasenerzeugungsvorrichtung angeordnet ist. Stromaufwärts bzw. stromabwärts bezieht sich im Rahmen der Erfindung auf die Strömungsrichtung der zweiten Fördereinrichtung (betrifft das Parallelkreis-Leitungssystem) bzw. der dritten Fördereinrichtung (betrifft das Hauptkreis-Leitungssystem) der Prüfvorrichtung.For this purpose, the test device can comprise a first pressure sensor coupled to the main circuit line system, which is preferably arranged in a region of a coupling point immediately downstream for coupling a gas bubble detector. A second pressure sensor of the main circuit line system can be arranged in a directly upstream area of the coupling point for coupling the gas bubble detector. A third pressure sensor can be assigned to the parallel circuit line system, the pressure sensor preferably being arranged in an immediately upstream region of the capillary of the gas bubble generating device. Upstream or downstream in the context of the invention relates to the flow direction of the second conveyor device (relates to the parallel circuit line system) or the third conveyor device (relates to the main circuit line system) of the test device.

Der Betriebsparameter kann vorzugsweise ein aktueller „Ist-Druck“ des Fluids im Bereich eines Drucksensors sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein Mittelwert des Ist-Drucks im Bereich von zwei oder mehr Drucksensoren ein Betriebsparameter sein.The operating parameter can preferably be a current “actual pressure” of the fluid in the area of a pressure sensor. Alternatively or additionally, an average value of the actual pressure in the range of two or more pressure sensors can also be an operating parameter.

Der Betriebsparameter kann der zentralen Steuereinrichtung der Prüfvorrichtung zugeführt werden, wobei die Steuereinrichtung die „Hauptstrom-Förderpumpe“ in Abhängigkeit des Betriebsparameters so steuern kann, dass der Druck des Fluids im Hauptkreis-Leitungssystem und/oder im Parallelkreis-Leitungssystem konstant ist. Besonders bevorzugt kann die Steuereinrichtung die (dritte) Fördereinrichtung in Abhängigkeit eines Betriebsparameters des ersten und/oder zweiten Drucksensors so regeln, dass der Druck des strömenden Fluids (auch bezeichnet als Systemdruck) in der Prüfvorrichtung konstant einem bestimmten „Soll-Druck“ entspricht.The operating parameter can be fed to the central control device of the test device, the control device being able to control the “main flow delivery pump” depending on the operating parameter so that the pressure of the fluid in the main circuit line system and / or in the parallel circuit line system is constant. Particularly preferably, the control device can regulate the (third) conveying device as a function of an operating parameter of the first and / or second pressure sensor so that the pressure of the flowing fluid (also referred to as system pressure) in the test device constantly corresponds to a specific “setpoint pressure”.

Zur Regulierung des Systemdrucks, welcher als Absolutdruck gemessen wird, insbesondere zur Druck-Konstanthaltung, kann die Prüfvorrichtung einen ansteuerbaren PID-Regler umfassen, welcher die (dritte) Fördereinrichtung des Hauptkreis-Leitungssystems in Abhängigkeit des Betriebsparameters ansteuern kann. Der PID-Regler kann auch als Teil der (zentralen) Steuereinrichtung realisiert sein. Der Druck des strömenden Fluids (Systemdruck) in der Prüfvorrichtung kann z. B. in einem Bereich von 100mbar bis 700mbar (Relativdruck) liegen, wobei auch geringere oder höhere Drücke vorstellbar sind. To regulate the system pressure, which is measured as absolute pressure, in particular to keep the pressure constant, the test device can include a controllable PID controller which can control the (third) conveyor of the main circuit line system as a function of the operating parameter. The PID controller can also be implemented as part of the (central) control device. The pressure of the flowing fluid (system pressure) in the test device can, for. B. in a range from 100 mbar to 700 mbar (relative pressure), lower or higher pressures are also conceivable.

Vorzugsweise kann bei der Druck-Regelung auch ein Volumenstrom des Fluids in der Prüfvorrichtung berücksichtigt werden. Die Prüfvorrichtung kann vorzugsweise zumindest eine Drosselreinrichtung umfassen, um den Volumenstrom des Fluids im Hauptkreis-Leitungssystem und/oder im Parallelkreis-Leitungssystem zu steuern. Daher ist die Steuereinrichtung bevorzugt ausgebildet, die (dritte) Fördereinrichtung des Hauptkreis-Leitungssystems in Abhängigkeit des Volumenstroms und/oder des Betriebsparameters so zu steuern und/oder zu regeln, dass ein Druck des strömenden Fluids im Hauptkreis-Leitungssystem und/oder im Parallelkreis-Leitungssystem konstant ist.A volume flow of the fluid in the test device can preferably also be taken into account in the pressure regulation. The test device can preferably comprise at least one throttle device in order to control the volume flow of the fluid in the main circuit line system and / or in the parallel circuit line system. The control device is therefore preferably designed to control and / or regulate the (third) delivery device of the main circuit line system as a function of the volume flow and / or the operating parameter so that a pressure of the flowing fluid in the main circuit line system and / or in the parallel circuit Line system is constant.

Zur Prüfung eines Gasblasendetektors kann die Prüfvorrichtung eine Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung aufweisen, um einen Gasblasendetektor im Betrieb an das Hauptkreis-Leitungssystem zu koppeln. Die Kopplungsvorrichtung kann z. B. Anschlüsse bzw. Kupplungen umfassen, um einen separaten externen Fluid-Leiter, z. B. einen Systemschlauch eines Herstellers eines Gasblasendetektors, in das Hauptkreis-Leitungssystem zu integrieren. To test a gas bubble detector, the test device can have a gas bubble detector coupling device in order to couple a gas bubble detector to the main circuit line system during operation. The coupling device can, for. B. connectors or couplings to a separate external fluid conductor, z. B. to integrate a system hose from a manufacturer of a gas bubble detector into the main circuit line system.

Alternativ oder zusätzlich kann die Kopplungsvorrichtung des Hauptkreis-Leitungssystems einen Leitungsbereich umfassen, um einen Gasblasendetektor von außen an das Hauptkreis-Leitungssystem zu koppeln, z. B. zu klemmen. Die Kopplungsvorrichtung kann auch dazu ausgebildet sein, in einen Gasblasendetektor eingelegt zu werden. In den beiden letztgenannten Fällen könnte zumindest der Bereich der Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung aus einem transparenten Material bestehen, z. B. ein transparenter Silikon-Schlauch oder ein transparenter Kunststoff-Schlauch.Alternatively or additionally, the coupling device of the main circuit line system can comprise a line area in order to couple a gas bubble detector from the outside to the main circuit line system, e.g. B. to clamp. The coupling device can also be designed to be inserted into a gas bubble detector. In the latter two cases, at least the area of the gas bubble detector coupling device could consist of a transparent material, e.g. B. a transparent silicone hose or a transparent plastic hose.

Vorteilhafterweise ist mittels der Prüfvorrichtung bzw. einer davon umfassten Gasblasenerzeugungsvorrichtung einerseits eine möglichst präzise Erzeugung eines definierten Gasvolumens möglich. Auf Grund des separat zuschaltbaren Parallelkreis-Leitungssystems kann das Gas in der Kapillare in ein ruhendes Fluid eingebracht werden, wobei das Gasvolumen mittels des Phasenübergangsdetektors möglichst exakt bemessen werden kann. Andererseits kann die Gasblase anschließend „zerstörungsfrei“ in das Hauptkreis-Leitungssystem der Prüfvorrichtung, welches zur Kopplung eines Gasblasendetektors geeignet ist, eingebracht werden. Weiterhin vorteilhaft kann mittels einer Konstanthaltung des Systemdrucks erreicht werden, dass das Volumen der Gasblasen beim Durchströmen von unterschiedlichen Bereichen des Hauptkreis-Leitungssystems konstant bleibt, wobei eine möglichst genaue Prüfung eines im Betrieb an die Prüfvorrichtung gekoppelten Gasblasendetektors ermöglicht werden kann.Advantageously, by means of the test device or a gas bubble generating device comprised by it, on the one hand, a defined gas volume can be generated as precisely as possible. Due to the separately switchable parallel circuit line system, the gas in the capillary can be introduced into a stationary fluid, whereby the gas volume can be measured as precisely as possible by means of the phase transition detector. On the other hand, the gas bubble can then be introduced “non-destructively” into the main circuit line system of the test device, which is suitable for coupling a gas bubble detector. Furthermore, by keeping the system pressure constant, it can be achieved that the volume of the gas bubbles remains constant when flowing through different areas of the main circuit line system, which enables a gas bubble detector coupled to the test device to be tested as accurately as possible.

Um die Präzision der Volumenbestimmung der Gasblase in der Kapillare noch weiter zu verbessern, kann die Gasblasenerzeugungsvorrichtung dazu ausgebildet sein, mit dem nachfolgend beschriebenen Verfahren betrieben zu werden.In order to further improve the precision of the determination of the volume of the gas bubble in the capillary, the gas bubble generating device can be designed to be operated with the method described below.

Bevorzugt kann der Phasenübergangsdetektor der Gasblasenerzeugungsvorrichtung zur Erzeugung eines Zustandsparameters der Gasblase nach einer Unterbrechung der Gaseinbringung in die Kapillare entlang der Längserstreckung der Kapillare bewegt werden, um die Phasengrenze zwischen der Flüssigkeit und der Gasblase erneut zu bestimmen. Der Zustandsparameter kann vorzugsweise ein Messwert sein, z. B. eine Länge der Gassäule in der Kapillare, wobei das Fluid in der Kapillare ruht (also wenn gerade kein Gas in die Kapillare eingebracht wird). Mit anderen Worten kann der Zustandsparameter der Gasblase eine „Ist-Länge“ der Gassäule in der Kapillare nach einer Erzeugung des Steuerparameters sein.The phase transition detector of the gas bubble generating device can preferably be moved along the length of the capillary to generate a state parameter of the gas bubble after an interruption in the introduction of gas into the capillary in order to redetermine the phase boundary between the liquid and the gas bubble. The state parameter can preferably be a measured value, e.g. B. a length of the gas column in the capillary, the fluid resting in the capillary (i.e. when no gas is being introduced into the capillary). In other words, the state parameter of the gas bubble can be an “actual length” of the gas column in the capillary after the control parameter has been generated.

Um mittels der Gasblasenerzeugungsvorrichtung eine bestimmte, insbesondere eine hohe, Blasen-Erzeugungsfrequenz zu erreichen, kann es erforderlich sein, dass das Gas in einer relativ kurzen Zeitspanne in die Kapillare eingebracht werden muss. Eine schnellere Gaseinbringung kann zu einer Druckerhöhung in der Kapillare führen. Das bedeutet, dass zur Erzeugung einer Gasblase in der Kapillare das Gas mit einem höheren Druck als dem Druck des ruhenden Fluids in die Kapillare eingebracht werden kann. Somit kann der Druck des Fluids in der Kapillare, wie auch in zumindest einem Teil des Parallelkreis-Leitungssystems, während der Gaseinbringung höher sein als in einem Zeitraum ohne Gaseinbringung (also bei Stillstand der Gassäule).In order to achieve a specific, in particular a high, bubble generation frequency by means of the gas bubble generation device, it may be necessary for the gas to be introduced into the capillary in a relatively short period of time. A faster introduction of gas can lead to an increase in pressure in the capillary. This means that in order to generate a gas bubble in the capillary, the gas can be introduced into the capillary at a higher pressure than the pressure of the fluid at rest. Thus, the pressure of the fluid in the capillary, as well as in at least a part of the parallel circuit line system, can be higher during the gas introduction than in a period without gas introduction (ie when the gas column is at a standstill).

Die Druckerhöhung während der Gaseinbringung kann weiterhin von einem Strömungswiderstand der Kapillare und einem Innendurchmesser des mit der Kapillare (stromabwärts) gekoppelten Fluidsystems abhängen. Beispielsweise kann der Gas-Einbringdruck bei einer Taktfrequenz von 4 erzeugten Gasblasen pro Minute und einer Kapillare mit einer Länge von 390mm und einem Innendurchmesser von 0,7mm in etwa 20mbar über dem Druck des ruhenden Fluids liegen.The pressure increase during the introduction of gas can furthermore depend on a flow resistance of the capillary and an inner diameter of the fluid system coupled to the capillary (downstream). For example, the gas injection pressure at a clock frequency of 4 generated gas bubbles per minute and a capillary with a length of 390 mm and an internal diameter of 0.7 mm can be approximately 20 mbar above the pressure of the fluid at rest.

Im Betrieb wird, wie eingangs erläutert, der Steuerparameter in dem Moment erzeugt, in dem die Phasengrenze einer zu erzeugenden Gasblase in der Kapillare eine bestimmte, vorausberechnete Position erreicht (erste Detektion der Phasengrenze mittels des Phasenübergangsdetektors) .In operation, as explained above, the control parameter is generated at the moment in which the phase boundary of a gas bubble to be generated in the capillary reaches a certain, pre-calculated position (first detection of the phase boundary by means of the phase transition detector).

Auf Grund der erhöhten Kompression des Gases während der Gaseinbringung kann es je nach Betrieb der Prüfvorrichtung vorkommen, dass sich die Phasengrenze nach der Beendigung der Gaseinbringung, d. h. wenn wieder ein entsprechender „Soll-Druck“ im ruhenden Fluid anliegt, jenseits (stromabwärts) einer vorbestimmten Position des Phasenübergangsdetektors befindet. Das heißt, das „Ist-Gasvolumen“ (Ist-Länge) kann dann höher sein als das „Soll-Gasvolumen“ (Soll-Länge) einer Gasblase in der Kapillare.Due to the increased compression of the gas during the gas introduction, depending on the operation of the test device, the phase boundary may change after the gas introduction has ended, i.e. H. when a corresponding “setpoint pressure” is applied again in the fluid at rest, beyond (downstream) a predetermined position of the phase transition detector. This means that the "actual gas volume" (actual length) can then be higher than the "target gas volume" (target length) of a gas bubble in the capillary.

Um diesen gegebenenfalls auftretenden Effekt zu kompensieren, kann der Phasenübergangsdetektor daher bevorzugt so entlang der Kapillare bewegt werden, bis der Phasenübergangsdetektor die Phasengrenze bei Stillstand des Fluids (erneut) detektiert. Das bedeutet, die Länge bzw. „Höhe“ der Gassäule kann bei Soll-Druck des Fluids in der Kapillare erneut vermessen werden (als Zustandsparameter der Gasblase). Vorzugsweise kann dann mittels der Steuereinrichtung eine Bestimmung des (Ist-)Volumens der Gasblase im ruhenden Fluid in Abhängigkeit des Zustandsparameters erfolgen.In order to compensate for this possibly occurring effect, the phase transition detector can therefore preferably be moved along the capillary until the phase transition detector (again) detects the phase boundary when the fluid is stationary. That means the length or "height" of the The gas column can be measured again at the target pressure of the fluid in the capillary (as a state parameter of the gas bubble). The (actual) volume of the gas bubble in the fluid at rest can then preferably be determined by means of the control device as a function of the state parameter.

Alternativ oder zusätzlich kann zumindest ein Teil des in die Kapillare eingebrachten Gases aus der Kapillare entfernt werden, um die Phasengrenze nach einer Unterbrechung der Gaseinbringung (erneut) zu bestimmen. Das bedeutet, sofern die Phasengrenze im ruhenden Fluid wie zuvor beschrieben jenseits des Phasenübergangsdetektors befindlich ist, d. h. die Phasengrenze befindet sich nach der Erzeugung des Steuerparameters nicht in der vorbestimmten Position, kann mittels des Phasenübergangsdetektors ein entsprechendes „Korrektur-Signal“ erzeugt und an die Steuereinrichtung übertragen werden.As an alternative or in addition, at least part of the gas introduced into the capillary can be removed from the capillary in order to (again) determine the phase boundary after an interruption in the introduction of gas. This means, provided that the phase boundary in the fluid at rest is beyond the phase transition detector as described above, i. H. the phase boundary is not in the predetermined position after the control parameter has been generated, a corresponding “correction signal” can be generated by means of the phase transition detector and transmitted to the control device.

Vorzugsweise kann auch die Gaseinbringvorrichtung mittels der Steuereinrichtung angesteuert werden, um das Gasvolumen in der Kapillare so zu verringern, dass das Ist-Volumen der Gasblase bei Soll-Druck des ruhenden Fluids einem bestimmten Soll-Volumen entspricht. Das bedeutet, es kann ein Teil des Gases aus der Kapillare entfernt werden, so dass der Phasenübergangsdetektor die Phasengrenze erneut detektiert. Insbesondere kann das Gasvolumen in der Kapillare so verringert werden, dass die Phasengrenze bei Soll-Druck des ruhenden Fluids in einer Ebene mit dem Phasenübergangsdetektor zu liegen kommt.The gas introduction device can preferably also be activated by means of the control device in order to reduce the gas volume in the capillary in such a way that the actual volume of the gas bubble at the target pressure of the fluid at rest corresponds to a specific target volume. This means that part of the gas can be removed from the capillary so that the phase transition detector detects the phase boundary again. In particular, the gas volume in the capillary can be reduced in such a way that the phase boundary at the set pressure of the fluid at rest comes to lie in one plane with the phase transition detector.

Dazu kann beispielsweise die „Gas-Dosierpumpe“ im Rückwärtsbetrieb betrieben werden. Vorzugsweise kann die „Gas-Dosierpumpe“ abhängig davon, dass der Steuerparameter (Signal „0“) mittels der Steuereinrichtung erzeugt wurde und die Phasengrenze nicht in einer vorbestimmten Position befindlich ist („Korrektur-Signal“ wurde erzeugt) so lange im langsamen Lauf rückwärts laufen, bis die Phasengrenze erneut erkannt wird.For this purpose, for example, the "gas metering pump" can be operated in reverse. Preferably, the “gas metering pump” can run slowly backwards for as long as the control parameter (signal “0”) was generated by the control device and the phase boundary is not in a predetermined position (“correction signal” was generated) run until the phase boundary is recognized again.

Vorteilhafterweise kann mittels der beiden vorgenannten Prozesse erreicht werden, dass das Gasvolumen einer jeweiligen Gasblase noch exakter bestimmbar ist wenn dies gefordert ist. Damit können auch bei einer hohen Frequenz der Blasenerzeugung unerwünschte Messungenauigkeiten vermieden werden. Selbst gegebenenfalls auftretende Abweichungen eines Ist-Volumens von einem Soll-Volumen einer Gasblase in der Kapillare können damit zuverlässig kompensiert werden. Dies ist insbesondere für eine präzise Kalibrierung eines Gasblasendetektors von Bedeutung.Advantageously, by means of the two aforementioned processes, it can be achieved that the gas volume of a respective gas bubble can be determined even more precisely if this is required. In this way, undesired measurement inaccuracies can be avoided even with a high frequency of bubble generation. Even any deviations between an actual volume and a target volume of a gas bubble in the capillary that may occur can thus be reliably compensated for. This is particularly important for a precise calibration of a gas bubble detector.

Um die Volumenbestimmung noch weiter zu präzisieren, kann zur Erzeugung einer zweiten Gasblase eine Position des Phasenübergangsdetektors entlang der Längserstreckung der Kapillare in Abhängigkeit eines Zustandsparameters einer unmittelbar zuvor erzeugten ersten Gasblase geregelt werden. Bevorzugt kann die Steuereinrichtung dazu eine Abweichung bzw. Differenz zwischen einer Ist-Länge der ersten Gassäule in der Kapillare (als Zustandsparameter) und einer Soll-Länge der ersten Gassäule in der Kapillare bestimmen.In order to make the volume determination even more precise, a position of the phase transition detector along the longitudinal extent of the capillary can be regulated as a function of a state parameter of a first gas bubble generated immediately before in order to generate a second gas bubble. For this purpose, the control device can preferably determine a deviation or difference between an actual length of the first gas column in the capillary (as a state parameter) and a desired length of the first gas column in the capillary.

Zur Erzeugung der zweiten Gasblase kann der Phasenübergangsdetektor in Abhängigkeit der ermittelten Differenz entlang der Kapillare so positioniert werden, dass eine Ist-Länge der zweiten Gassäule nach Beendigung der Gaseinbringung einer bestimmten Soll-Länge der Gassäule entspricht. Beispielsweise könnte ein Abstand zwischen dem „Gas-Einbring-Ende“ der Kapillare und dem Phasenübergangsdetektor zur Erzeugung der zweiten Gasblase in Abhängigkeit der ermittelten Abweichung um einen gewissen Betrag reduziert werden. Bevorzugt kann mittels der Steuereinrichtung ein kontinuierlicher Regelprozess („Korrekturprozess“) hinsichtlich der Position des Phasenübergangsdetektors erfolgen, so dass ein Ist-Volumen einer jeden erzeugten Gasblase möglichst genau einem gewünschten Soll-Volumen entspricht.To generate the second gas bubble, the phase transition detector can be positioned as a function of the determined difference along the capillary so that an actual length of the second gas column corresponds to a certain desired length of the gas column after the gas has been introduced. For example, a distance between the “gas introduction end” of the capillary and the phase transition detector for generating the second gas bubble could be reduced by a certain amount as a function of the determined deviation. A continuous regulating process (“correction process”) with regard to the position of the phase transition detector can preferably be carried out by means of the control device, so that an actual volume of each gas bubble generated corresponds as precisely as possible to a desired target volume.

Vorteilhafterweise kann mittels des zuvor erläuterten Steuerverfahrens der Gasblasenerzeugungsvorrichtung eine Frequenz der Blasenerzeugung erhöht werden, da ein Nachvermessen bzw. eine Nachjustierung des Gasvolumens zur Volumenstimmung nicht erforderlich ist.Advantageously, by means of the control method of the gas bubble generating device explained above, a frequency of the bubble generation can be increased, since remeasuring or readjustment of the gas volume for volume tuning is not necessary.

Um eine noch weiter verbesserte Prüfung eines mit einer Prüfvorrichtung im Betrieb gekoppelten Gasblasendetektors zu erreichen, kann die Prüfvorrichtung so gesteuert werden, dass auch eine mögliche Volumenänderung der Gasblase während einer Passage der Prüfvorrichtung berücksichtigt wird.In order to achieve an even further improved test of a gas bubble detector coupled to a test device during operation, the test device can be controlled in such a way that a possible change in volume of the gas bubble during passage through the test device is also taken into account.

Wie bereits erläutert wurde, erfolgt die Volumenbestimmung der Gasblase in einem ruhenden Fluid. Es wird dabei ein Druck des ruhenden Fluids auf die Gasblase ausgeübt. Sobald die Gasblase in das Hauptkreis-Leitungssystem eintritt, wirkt jedoch der Druck eines strömenden Fluids auf die Gasblase (Systemdruck).As already explained, the volume of the gas bubble is determined in a fluid at rest. In the process, pressure from the fluid at rest is exerted on the gas bubble. As soon as the gas bubble enters the main circuit line system, however, the pressure of a flowing fluid acts on the gas bubble (system pressure).

Das Gasblasenvolumen ist gemäß dem Gesetz von Boyle-Mariotte umgekehrt proportional zum Druck des umgebenden Fluids. Die Strömung des Fluids im Hauptkreis-Leitungssystem kann einen Druckabfall im Fluid gegenüber dem Druck im ruhenden Fluid bewirken, z. B. auf Grund von Wandreibung und Dissipation. Aus diesem Grund kann die Gasblase bei einer Passage einer Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung ein anderes Volumen haben als während der Volumenbestimmung in der Kapillare.According to Boyle-Mariotte's law, the gas bubble volume is inversely proportional to the pressure of the surrounding fluid. The flow of the fluid in the main circuit line system can cause a pressure drop in the fluid compared to the pressure in the fluid at rest, e.g. B. due to wall friction and dissipation. For this reason, the gas bubble can have a different volume when it passes through a gas bubble detector coupling device than during the volume determination in the capillary.

Um diesen Effekt im Betrieb einer Prüfvorrichtung zu kompensieren, kann das Volumen der Gasblase im Hauptkreis-Leitungssystem der Prüfvorrichtung, insbesondere im Bereich der Kopplungsvorrichtung, auch in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen einem ersten und einem zweiten Druck eines die Gasblase umgebenden Fluids sowie einem (Ist-)Gasvolumen der Gasblase in der Kapillare bestimmt werden, d. h. die Druckdifferenz fließt in die Volumenbestimmung mit ein. Vorzugsweise kann dazu mittels der Steuereinrichtung ein (örtlicher) Differenzdruck zwischen einem Druck des ruhenden Fluids (im Parallelkreis-Leitungssystem) und einem Druck des strömenden Fluids (Systemdruck) im Hauptkreis-Leitungssystem bestimmt werden.In order to compensate for this effect during the operation of a test device, the volume of the gas bubble in the main circuit line system of the test device, in particular in the area of the coupling device, can also be a function of a pressure difference between a first and a second pressure of a fluid surrounding the gas bubble and an (actual ) The gas volume of the gas bubble in the capillary can be determined, d. H. the pressure difference is included in the volume determination. For this purpose, a (local) differential pressure between a pressure of the fluid at rest (in the parallel circuit line system) and a pressure of the flowing fluid (system pressure) in the main circuit line system can preferably be determined by means of the control device.

Wie bereits erläutert wurde, kann der Druck des ruhenden Fluids vorzugsweise während einer Gaseinbringung in die Kapillare in einem Bereich unmittelbar stromaufwärts der Kapillare bestimmt werden. Hingegen kann der Druck des strömenden Fluids vorzugsweise in Abhängigkeit eines (Druck-)Mittelwerts eines Drucks des strömenden Fluids in einem Eingangsbereich (Einströmbereich) und einem Ausgangsbereich (Ausströmbereich) der Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung bestimmt werden. Damit kann auch ein Druckabfall im Fluid während einer Passage der Kopplungsvorrichtung mitberücksichtigt werden. Beispielsweise kann der Mittelwert mittels der beiden mit dem Hauptkreis-Leitungssystem gekoppelten Drucksensoren bestimmt werden.As has already been explained, the pressure of the fluid at rest can preferably be determined during the introduction of gas into the capillary in an area immediately upstream of the capillary. In contrast, the pressure of the flowing fluid can preferably be determined as a function of a (pressure) mean value of a pressure of the flowing fluid in an inlet area (inflow area) and an outlet area (outflow area) of the gas bubble detector coupling device. A pressure drop in the fluid during passage through the coupling device can thus also be taken into account. For example, the mean value can be determined by means of the two pressure sensors coupled to the main circuit line system.

In Abhängigkeit des Differenzdrucks kann mittels der Steuereinrichtung das Ist-Volumen einer Gasblase im Hauptkreis-Leitungssystem, insbesondere im Bereich der Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung, bestimmt werden.The actual volume of a gas bubble in the main circuit line system, in particular in the area of the gas bubble detector coupling device, can be determined by means of the control device as a function of the differential pressure.

Besonders bevorzugt kann die Gasblasenerzeugungsvorrichtung der Prüfvorrichtung mittels der Steuereinrichtung so gesteuert werden, vorzugsweise in Abhängigkeit des Differenzdrucks, dass die Gasblase gerade im Hauptkreis-Leitungssystem, insbesondere im Bereich der Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung, ein bestimmtes Soll-Gasvolumen aufweist. Das bedeutet, es wird unter Nutzung der Druckdifferenz aus dem gewünschten Soll-Volumen der Gasblase im Hauptkreis-Leitungssystem ein Soll-Volumen der Gasblase in der Kapillare berechnet, welches dann wie zuvor erläutert erzeugt wird.Particularly preferably, the gas bubble generating device of the test device can be controlled by means of the control device, preferably as a function of the differential pressure, so that the gas bubble has a certain target gas volume in the main circuit line system, in particular in the area of the gas bubble detector coupling device. This means that, using the pressure difference, a target volume of the gas bubble in the capillary is calculated from the desired target volume of the gas bubble in the main circuit line system, which is then generated as explained above.

Vorteilhafterweise kann mittels dieses Verfahrens zu Steuerung der Prüfvorrichtung erreicht werden, dass einem im Betrieb an die Prüfvorrichtung gekoppelten Gasblasendetektor ausschließlich Gasblasen eines bestimmten Gasvolumens zugeführt werden. Es wird damit gewährleistet, dass die Gasblasen im „entscheidenden“ Moment, also während der Passage der Gasblasendetektor-Kopplungseinrichtung, ein gewünschtes Soll-Volumen haben. Das Soll-Volumen könnte auch als „Soll-Größe“ der Gasblase bezeichnet werden. Damit kann eine zuverlässige und genaue Prüfung eines Gasblasendetektors sichergestellt werden.Advantageously, by means of this method for controlling the test device, it can be achieved that only gas bubbles of a certain gas volume are fed to a gas bubble detector coupled to the test device during operation. This ensures that the gas bubbles have a desired target volume at the “decisive” moment, that is, during the passage through the gas bubble detector coupling device. The target volume could also be referred to as the “target size” of the gas bubble. A reliable and precise test of a gas bubble detector can thus be ensured.

Für den Fall, dass sich die Druckdifferenz während eines Transports der Blase von der Kapillare zur Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung ändern sollte, kann unter Berücksichtigung der geänderten Druckdifferenz das Ist-Volumen der Gasblase (neu) bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich könnte eine Änderung der Druckdifferenz auch dazu führen, dass ein Fehlersignal ausgegeben wird, z. B. mittels der Steuereinrichtung, wobei die Gasblase dann nicht zur Prüfung eines gekoppelten Gasblasendetektors genutzt werden könnte.In the event that the pressure difference should change during a transport of the bubble from the capillary to the gas bubble detector coupling device, the actual volume of the gas bubble can be (re) determined taking into account the changed pressure difference. Alternatively or additionally, a change in the pressure difference could also result in an error signal being output, e.g. B. by means of the control device, the gas bubble then not being able to be used to test a coupled gas bubble detector.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Prüfvorrichtung mit einer Gasblasenerzeugungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung eines Teils der Prüfvorrichtung nach 1 mit einem zu prüfenden Gasblasendetektor.

The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying figures on the basis of exemplary embodiments. The same components are provided with identical reference numbers in the various figures. The figures are usually not to scale. Show it:

1 a schematic representation of a test device with a gas bubble generating device according to an embodiment of the invention,
2 a schematic representation of part of the test device according to 1 with a gas bubble detector to be tested.

In 1 ist schematisch eine Prüfvorrichtung 3 zur Prüfung eines Gasblasendetektors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt.In 1 is schematically a test device 3 for testing a gas bubble detector according to an embodiment of the invention.

Die Prüfvorrichtung 3 umfasst ein Fluid(Leitungs-)System 6, 10 mit einem Hauptkreis-Leitungssystem 6 und einem damit gekoppelten Parallelkreis-Leitungssystem 10. Das Parallelkreis-Leitungssystem 10 stellt eine Art „Nebenarm“ des Hauptkreis-Leitungssystems 6 dar und ist an zwei Stellen 34, 35 mit diesem gekoppelt. Im Bereich zwischen den beiden Koppelstellen 34, 35 umfasst das Hauptkreis-Leitungssystem 6 eine Fluid-Umführung 52 bzw. einen Bypass 52, um einen Großteil des Fluids am Parallelkreis-Leitungssystem 10 vorbei zu leiten. Das Parallelkreis-Leitungssystem 6 umfasst eine Gasblasenerzeugungsvorrichtung 1, die nachfolgend näher beschrieben wird.The testing device 3 comprises a fluid (line) system 6th , 10 with a main circuit line system 6th and a parallel circuit line system coupled to it 10 . The parallel circuit line system 10 represents a kind of "branch" of the main circuit pipeline system 6th and is in two places 34 , 35 coupled with this. In the area between the two coupling points 34 , 35 includes the main circuit piping system 6th a fluid bypass 52 or a bypass 52 to a large part of the fluid on the parallel circuit line system 10 pass by. The parallel circuit line system 6th comprises a gas bubble generating device 1 which is described in more detail below.

Die Gasblasenerzeugungsvorrichtung 1 umfasst eine Kapillare 11 zur Erzeugung einer Gasblase BL (hier in Form einer Gassäule BL) in einem Gaseinbringbereich 12 der Kapillare 11. Der Gaseinbringbereich 12 entspricht einem Innenraum bzw. einem Inneren der röhrenförmigen Kapillare 11 und erstreckt sich entlang einer Längserstreckung der Kapillare 11 zwischen den Enden 17, 18 der Kapillare 11. In der gezeigten Ausführungsform ist die Kapillare 11 eine Glas-Kapillare 11 mit einer Länge von 390mm und einen Innendurchmesser von 0,7mm. Die Kapillare 11 ist hier lotrecht in der Gasblasenerzeugungsvorrichtung 1 angeordnet.The gas bubble generating device 1 includes a capillary 11 to generate a gas bubble BL (here in the form of a gas column BL ) in a gas introduction area 12 the capillary 11 . Of the Gas injection area 12 corresponds to an interior space or an interior of the tubular capillary 11 and extends along a longitudinal extension of the capillary 11 between the ends 17th , 18th the capillary 11 . In the embodiment shown, the capillary 11 a glass capillary 11 with a length of 390mm and an inner diameter of 0.7mm. The capillary 11 is perpendicular here in the gas bubble generating device 1 arranged.

Die beiden Enden 17, 18 der Kapillare 11 sind fluiddicht mit zwei Leitungen 33, 33` des Parallelkreis-Leitungssystems 10 der Gasblasenerzeugungsvorrichtung 1 gekoppelt. Das Parallelkreis-Leitungssystem 10 ist ebenso wie der Innenraum 12 der Kapillare 11 überwiegend vollständig mit einem Fluid gefüllt (abgesehen von den erzeugten Gasblasen). Als Fluid kann z. B. isotone Kochsalzlösung verwendet werden, um zur Prüfung eines Gasblasendetektors menschliches Blut zu simulieren. Allerdings sind auch andere überwiegend wässrige Flüssigkeiten als Fluid geeignet. Die Leitungen 33, 33' des Parallelkreis-Leitungssystems 10 können vorzugsweise mittels Silikon-Schläuchen 33, 33', hier ein erster Schlauch 33 in einem Bereich stromaufwärts der Kapillare 11 und ein zweiter Schlauch 33' stromabwärts der Kapillare 11, ausgebildet sein, wobei grundsätzlich auch feste Rohrverbindungen denkbar sind. Stromaufwärts bzw. stromabwärts bezieht sich auf eine Strömungsrichtung einer Fluid-Pumpe 16, bzw. auf eine daraus resultierende Strömungsrichtung RF des Fluids.The two ends 17th , 18th the capillary 11 are fluid-tight with two lines 33 , 33 ' of the parallel circuit line system 10 the gas bubble generating device 1 coupled. The parallel circuit line system 10 is just like the interior 12 the capillary 11 mostly completely filled with a fluid (apart from the gas bubbles generated). As a fluid, for. B. Isotonic saline solution can be used to simulate human blood for testing a gas bubble detector. However, other predominantly aqueous liquids are also suitable as fluids. The lines 33 , 33 ' of the parallel circuit line system 10 can preferably by means of silicone hoses 33 , 33 ' , here is a first hose 33 in an area upstream of the capillary 11 and a second hose 33 ' downstream of the capillary 11 , be formed, fixed pipe connections are basically also conceivable. Upstream or downstream refers to a flow direction of a fluid pump 16 , or a flow direction resulting therefrom RF of the fluid.

Zur Kopplung der Leitungen 33, 33' des Parallelkreis-Leitungssystems 10 an die Kapillare 11 sind die jeweiligen Enden 17, 18 der Glas-Kapillare 11 kegelförmig angeschliffen und mit jeweils einem Silikon-Schlauch 33, 33' verbunden. Das hier untere Ende 17 der Kapillare 11 weist zusätzlich ein zwischengeschaltetes T-Stück auf (nicht gezeigt), welches einerseits mit einer Gaseinbringvorrichtung 2 und andererseits mit dem Schlauch 33 verbunden ist.For coupling the lines 33 , 33 ' of the parallel circuit line system 10 to the capillary 11 are the respective ends 17th , 18th the glass capillary 11 Conical ground and each with a silicone hose 33 , 33 ' connected. The bottom end here 17th the capillary 11 additionally has an interposed T-piece (not shown), which on the one hand has a gas injection device 2 and on the other hand with the hose 33 connected is.

Die beiden Enden 17, 18 (bzw. das T-Stück) sind in die jeweiligen Schläuche 33, 33' eingesteckt und mittels Federkraft abdichtend eingespannt (nicht gezeigt). Die konisch zulaufenden Enden 17, 18 der Kapillare 11 sind nicht direkt, sondern über Anschlussstücke mit den Schläuchen 33, 33' verbunden. Die Anschlussstücke (bzw. das T-Stück), die z. B. aus Kunststoff gefertigt sein können, weisen jeweils an die konischen Enden 17, 18 angepasste konusförmige Einsenkungen auf, von denen jeweils ein Kanal zu einem Schlauchanschluss, z. B. einer Schlaucholive führt. Zwischen den beiden Anschlussstücken ist die mit den Enden 17, 18 jeweils in die Einsenkungen eingesteckte Kapillare 11 mit Federkraft eingespannt, wobei nur eines der Anschlussstücke starr mit der Gasblasenerzeugungsvorrichtung 1 verbunden ist und das andere Anschlussstück beweglich per Federkraft auf die Kapillare 11 drückt. Damit kann vermieden werden, dass durch eine höhere Wärmeausdehnung der Gasblasenerzeugungsvorrichtung 1 die Verbindungen zwischen der Kapillare 11 und dem Fluidsystem 10 undicht werden.The two ends 17th , 18th (or the T-piece) are in the respective hoses 33 , 33 ' inserted and clamped in a sealing manner by means of spring force (not shown). The tapered ends 17th , 18th the capillary 11 are not directly, but via connection pieces with the hoses 33 , 33 ' connected. The connection pieces (or the T-piece), the z. B. can be made of plastic, each point to the conical ends 17th , 18th adapted conical depressions, each of which has a channel to a hose connection, for. B. leads a hose olive. Between the two connection pieces is the one with the ends 17th , 18th each capillary inserted into the depressions 11 clamped with spring force, with only one of the connecting pieces being rigid with the gas bubble generating device 1 is connected and the other connector is movable by spring force on the capillary 11 presses. In this way it can be avoided that due to a higher thermal expansion of the gas bubble generating device 1 the connections between the capillary 11 and the fluid system 10 leak.

Alternativ könnten die Enden 17, 18 (bzw. das T-Stück) auch direkt auf die Schläuche 33, 33' aufgesteckt sein bzw. mittels einer Schlauch-Olive mit den Schläuchen 33, 33' gekoppelt sein. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel haben die Schläuche 33, 33' einen Innendurchmesser von < 1mm. Vor allem der stromabwärts der Kapillare 11 befindliche Schlauch 33' sollte einen kapillaren Charakter haben, damit die Gassäule BL als ein zusammenhängendes Gasvolumen BL in den Schlauch 33' eintritt, also „an einem Stück bleibt“.Alternatively, the ends could 17th , 18th (or the T-piece) directly onto the hoses 33 , 33 ' be attached or by means of a hose olive with the hoses 33 , 33 ' be coupled. In the embodiment shown here, the hoses 33 , 33 ' an inside diameter of <1mm. Especially the one downstream of the capillary 11 located hose 33 ' should have a capillary character so that the gas column BL as a contiguous volume of gas BL in the hose 33 ' occurs, so "remains in one piece".

Zur Gaseinbringung in die Kapillare 11 ist das in Lotrichtung weisende Ende 17 der Kapillare 11 („Gas-Einbring-Ende“ 17) mittels des T-Stücks gas- und/oder fluiddicht mit der Gaseinbringvorrichtung 2 gekoppelt. Die Gaseinbringvorrichtung 2 umfasst eine Gaszufuhr 22, z. B. einen Atmosphärenzugang, eine Filtereinrichtung 21 und eine (erste) steuerbare Fördereinrichtung 20, z. B. eine peristaltische Minipumpe („Gas-Dosierpumpe“ 20). Die Gaszufuhr 22 könnte auch ein unter Druck stehendes Gas(-gemisch) bereitstellen, insbesondere wenn die Gaseinbringvorrichtung 2 zusätzlich oder alternativ zur Pumpe 20 ein steuerbares Ventil zur Steuerung der Gaseinbringung in die Kapillare 11 umfasst (nicht gezeigt).For introducing gas into the capillary 11 is the end pointing in the vertical direction 17th the capillary 11 ("End of gas injection" 17th ) by means of the T-piece gas-tight and / or fluid-tight with the gas injection device 2 coupled. The gas injection device 2 includes a gas supply 22nd , e.g. B. an atmosphere access, a filter device 21st and a (first) controllable conveyor 20th , e.g. B. a peristaltic mini pump ("gas dosing pump" 20th ). The gas supply 22nd could also provide a pressurized gas (mixture), especially if the gas introduction device 2 in addition or as an alternative to the pump 20th a controllable valve for controlling the introduction of gas into the capillary 11 includes (not shown).

Mittels der Gaseinbringvorrichtung 2 wird das Gas so in die mit Flüssigkeit gefüllte Kapillare 11 eingebracht, dass die Gasblase BL am „Gas-Einbring-Ende“ 17 der Kapillare 11 „beginnt“. D. h. eine erste Grenzfläche der Gasblase BL liegt im Wesentlichen in einer Ebene mit dem „Gas-Einbring-Ende“ 17 bzw. schließt bündig damit ab (bei Betrachtung eines Längsschnitts der Kapillare 11).By means of the gas injection device 2 the gas is thus in the liquid-filled capillary 11 introduced that the gas bubble BL at the "gas feed end" 17th the capillary 11 "Begins". I.e. a first interface of the gas bubble BL is essentially on the same level as the "gas feed end" 17th or ends flush with it (when looking at a longitudinal section of the capillary 11 ).

Um eine derartige Positionierung der Gasblase BL in der Kapillare 11 zu erreichen, umfasst die Gasblasenerzeugungsvorrichtung 1 hier eine peristaltische Pumpe 16 in einem Bereich stromaufwärts des „Gas-Einbring-Endes“ 17 der Kapillare 11. Die Pumpe 16 ist (im abgeschalteten Zustand) selbstsperrend und verhindert, dass Gas während der Gaseinbringung in die Kapillare 11 aus dem „Gas-Einbring-Ende“ 17 austritt bzw. in den Schlauch 33 eintritt.To such a positioning of the gas bubble BL in the capillary 11 to achieve comprises the gas bubble generating device 1 here a peristaltic pump 16 in an area upstream of the "gas introduction end" 17th the capillary 11 . The pump 16 is self-locking (when switched off) and prevents gas from entering the capillary during gas introduction 11 from the "gas injection end" 17th exits or into the hose 33 entry.

Ausgehend vom „Gas-Einbring-Ende“ 17 erstreckt sich die Gasblase BL entlang einer Längserstreckung der Kapillare 11 und grenzt mit einem dem „Gas-Austritts-Ende“ 18 der Kapillare 11 zugewandten Bereich an die Flüssigkeit in der Kapillare 11 an. Es bildet sich dort eine Phasengrenze PG zwischen Gas und Flüssigkeit aus (als zweite Grenzfläche der Gasblase BL).Starting from the "end of gas injection" 17th the gas bubble extends BL along a longitudinal extension of the capillary 11 and borders with one of the "gas outlet end" 18th the capillary 11 facing area to the liquid in the capillary 11 on. A phase boundary is formed there PG between Gas and liquid out (as the second interface of the gas bubble BL ).

Zur Volumenbestimmung der Gasblase BL umfasst die Gasblasenerzeugungsvorrichtung 1 einen Phasenübergangsdetektor 13, z. B. eine Differenzlichtschranke 13. Die Lichtschranke 13 ist ausgebildet, um die Phasengrenze PG zwischen der Gasblase BL und der Flüssigkeit in der Kapillare 11 zu bestimmen und ein „Detektions-Signal“ an eine Steuereinrichtung 7 zu übertragen, z. B. mittels Steuereinrichtung-Anschlusskabeln 71. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel muss zur Volumenbestimmung der Gasblase BL die Position bzw. Lage von nur einer Phasengrenze PG bestimmt werden, da der „Ausgangspunkt“ der Gasblase BL, d. h. die Position einer ersten Grenzfläche der Gasblase BL, bekannt ist.For determining the volume of the gas bubble BL comprises the gas bubble generating device 1 a phase transition detector 13 , e.g. B. a differential light barrier 13 . The light barrier 13 is designed around the phase boundary PG between the gas bubble BL and the liquid in the capillary 11 to determine and a "detection signal" to a control device 7th to transfer, e.g. B. by means of control device connection cables 71 . In the embodiment shown here, the gas bubble must be used to determine the volume BL the position or location of only one phase boundary PG as the "starting point" of the gas bubble BL , ie the position of a first interface of the gas bubble BL is known.

Die Lichtschranke 13 ist so ausgestaltet, dass ihre Position entlang der Längserstreckung der Kapillare 11 mittels der Steuereinrichtung 7 bestimmbar ist. D. h. die Position der Lichtschranke 13 kann einerseits ermittelt, z. B. gemessen, werden und andererseits vorgegeben werden. Insbesondere ein Abstand bzw. eine Distanz zwischen der Lichtschranke 13 und dem „Gas-Einbring-Ende“ 17 der Kapillare 11 ist vorgebbar. Daher kann mittels der Differenzlichtschranke 13 auch ein Abstand zwischen einer zu detektierenden Phasengrenze PG und dem „Gas-Einbring-Ende“ 17 festgelegt werden, wobei der Abstand einer „Länge“ der Gasblase BL bzw. Gassäule BL in der Kapillare 11 entspricht.The light barrier 13 is designed so that its position is along the length of the capillary 11 by means of the control device 7th is determinable. I.e. the position of the light barrier 13 can be determined on the one hand, z. B. measured, and on the other hand are given. In particular, a distance or a distance between the light barrier 13 and the "end of gas injection" 17th the capillary 11 can be specified. Therefore, by means of the differential light barrier 13 also a distance between a phase boundary to be detected PG and the "end of gas injection" 17th be specified, the distance being a "length" of the gas bubble BL or gas column BL in the capillary 11 corresponds.

Zur Erzeugung der Gasblase BL kann - unter Berücksichtigung eines Innendurchmessers der Kapillare 11 - die Differenzlichtschranke 13, insbesondere mittels eines Antriebsmechanismus 15, entlang der Kapillare 11 so positioniert werden, dass eine Gasblase BL mit einem bestimmten Volumen in der Kapillare 11 erzeugbar ist. Die Gaseinbringung in die Kapillare 11 erfolgt mittels der „Gas-Dosierpumpe“ 20, wobei das Gas in das in der Kapillare 11 ruhende Fluid eingebracht wird. Um einen Druck des ruhenden Fluids während der Gaseinbringung in die Kapillare zu bestimmen, umfasst die Gasblasenerzeugungsvorrichtung 1 einen Drucksensor 39", welcher stromaufwärts der Kapillare 11 angeordnet ist. Im Bereich eines Messpunkts P" des Drucksensors 39" ruht das Fluid auch während einer Gaseinbringung in die Kapillare 11.To generate the gas bubble BL can - taking into account an inner diameter of the capillary 11 - the differential light barrier 13 , in particular by means of a drive mechanism 15th , along the capillary 11 be positioned so that a gas bubble BL with a certain volume in the capillary 11 can be generated. The introduction of gas into the capillary 11 takes place by means of the "gas metering pump" 20th , with the gas in that in the capillary 11 resting fluid is introduced. In order to determine a pressure of the fluid at rest during the introduction of gas into the capillary, the gas bubble generating device comprises 1 a pressure sensor 39 " , which is upstream of the capillary 11 is arranged. In the area of a measuring point P "of the pressure sensor 39 " the fluid is also at rest during gas introduction into the capillary 11 .

Die „Gas-Dosierpumpe“ 20 leitet das Gas so lange in die Kapillare 11 ein, bis mittels der Differenzlichtschranke 13 die Phasengrenze PG in einer vorbestimmten Position detektiert wird. Hierzu übermittelt die Lichtschranke 13 ein „Detektions-Signal“ an die Steuereinrichtung 7, wobei die Steuereinrichtung 7 in Abhängigkeit der Phasengrenze PG einen Steuerparameter generiert.The "gas metering pump" 20th directs the gas into the capillary for so long 11 on until using the differential light barrier 13 the phase boundary PG is detected in a predetermined position. The light barrier transmits this 13 a "detection signal" to the control device 7th , the control device 7th depending on the phase boundary PG generates a control parameter.

In Abhängigkeit des Steuerparameters wird die „Gas-Dosierpumpe“ 20 mittels der Steuereinrichtung 7 so angesteuert, dass die Gaseinbringung in die Kapillare 11 (vorübergehend) unterbrochen wird, wobei die „Gas-Dosierpumpe“ 20 gestoppt wird. Das bedeutet, die „Gas-Dosierpumpe“ 20 läuft intermittierend.Depending on the control parameter, the "gas metering pump" 20th by means of the control device 7th controlled so that gas is introduced into the capillary 11 (temporarily) interrupted, whereby the "gas metering pump" 20th is stopped. That means the "gas metering pump" 20th runs intermittently.

Um die Gasblase BL aus der Kapillare 11 in das stromabwärts der Kapillare 11 gelegene Fluidsystem 33' zu befördern, kann das Fluid wieder in Strömung versetzt werden, d. h. die Kapillare 11 kann in einer Richtung RF mit Fluid durchströmt werden. Dazu kann die Steuereinrichtung 7 die „Nebenstrom-Förderpumpe“ 16 (peristaltische Pumpe) ansteuern. Around the gas bubble BL from the capillary 11 into the downstream of the capillary 11 located fluid system 33 ' To convey, the fluid can be set in flow again, ie the capillary 11 can be in one direction RF are flowed through with fluid. The control device 7th the "bypass feed pump" 16 (peristaltic pump).

Die „Nebenstrom-Förderpumpe“ 16 läuft also intermittierend. Die „Nebenstrom-Förderpumpe“ 16 wird vorzugsweise im Wechsel mit der „Gas-Dosierpumpe“ 20 betrieben, d. h. die beiden Fördereinrichtungen 16, 20 sind nicht gleichzeitig in Betrieb.The "bypass flow pump" 16 So runs intermittently. The "bypass flow pump" 16 is preferably alternated with the "gas metering pump" 20th operated, ie the two conveyors 16 , 20th are not in operation at the same time.

Um Gasblasen BL mit unterschiedlichen vorgebbaren Volumina erzeugen zu können, kann die Lichtschranke 13 mittels des Antriebsmechanismus 15 entlang der Längserstreckung der Kapillare 11 in einer Richtung RL bewegt werden. Dazu kann der Antriebsmechanismus 15 von der Steuereinrichtung 7 angesteuert werden. Vorzugsweise ist der Antriebsmechanismus 15 auf <0,1 mm positioniergenau. Für eine möglichst genaue Positionierung der Lichtschranke 13 kann eine Genauigkeit einer Einstellung einer „Höhe“ der Lichtschranke 13, also der Abstand zwischen dem „Gas-Einbring-Ende“ 17 und der Lichtschranke 13, kalibriert werden. Beispielsweise kann die Lichtschranke 13 so kalibriert sein und so positioniert werden, dass das Gasvolumen der erzeugten Gasblasen BL nicht mehr als 2,5%, vorzugsweise nicht mehr als 1%, bevorzugt nicht mehr als 0,5%, von einem vorgegebenen Sollwert abweicht.Around gas bubbles BL To be able to generate with different predeterminable volumes, the light barrier 13 by means of the drive mechanism 15th along the length of the capillary 11 in one direction RL be moved. The drive mechanism 15th from the control device 7th be controlled. Preferably the drive mechanism is 15th positioning accuracy to <0.1 mm. For the most precise positioning of the light barrier 13 can be an accuracy of setting a "height" of the light barrier 13 , i.e. the distance between the "gas feeding end" 17th and the light barrier 13 , be calibrated. For example, the light barrier 13 be calibrated and positioned so that the gas volume of the gas bubbles generated BL no more than 2.5%, preferably no more than 1%, preferably no more than 0.5%, deviates from a predetermined target value.

In der hier gezeigten Ausführungsform bildet das Parallelkreis-Leitungssystem 10, wie gesagt, einen Seitenarm des Hauptkreis-Leitungssystems 6 aus. Das Parallelkreis-Leitungssystem 10 zweigt in einem Abzweigungspunkt 34 (erste Koppelstelle) vom Hauptkreis-Leitungssystem 6 ab und mündet im Bereich einer Blaseneinbringvorrichtung 35 (zweite Koppelstelle) wieder in das Hauptkreis-Leitungssystem 6 ein. Das Hauptkreis-Leitungssystem 6 ist Teil eines Fluidsystems 6, wobei das Hauptkreis-Leitungssystem 6 im Betrieb, insbesondere zur Prüfung eines Gasblasendetektors, kontinuierlich von Fluid durchströmt wird. Das Hauptkreis-Leitungssystem 6 kann, ähnlich wie das Parallelkreis-Leitungssystem 10, vorzugsweise mittels Leitungen 30, z. B. Silikon-Schläuchen 30, realisiert sein.In the embodiment shown here, the parallel circuit line system forms 10 , as I said, a branch of the main circuit pipeline system 6th out. The parallel circuit line system 10 branches at a junction point 34 (first coupling point) from the main circuit line system 6th and ends in the area of a bubble introduction device 35 (second coupling point) back into the main circuit line system 6th a. The main circuit pipeline system 6th is part of a fluid system 6th , the main circuit pipeline system 6th is continuously flowed through by fluid during operation, in particular for testing a gas bubble detector. The main circuit pipeline system 6th can, similar to the parallel circuit line system 10 , preferably by means of lines 30th , e.g. B. silicone hoses 30th be realized.

Im Betrieb der Prüfvorrichtung 3 kann das Parallelkreis-Leitungssystem 10 je nach Bedarf mit dem Hauptkreis-Leitungssystem 6 „zusammengeschaltet“ werden, indem die „Nebenstrom-Förderpumpe“ 16 durch die Steuereinrichtung 7 in Betrieb gesetzt wird. Dadurch wird ein Volumenstrom des Fluids im Abzweigungspunkt 34 in zwei Fluid-Teilströme aufgeteilt. Das Parallelkreis-Leitungssystem 10 und das Hauptkreis-Leitungssystem 6 werden dann als eine Einheit betrieben und werden gleichzeitig von Fluid entsprechend einer Strömungsrichtung RF durchströmt. Die beiden Fluidströme werden im Bereich der Blaseneinbringvorrichtung 35 wieder vereint.In operation of the test device 3 can use the parallel circuit line system 10 as needed with the main circuit pipeline system 6th Are "interconnected" by the "bypass flow pump" 16 by the control device 7th is put into operation. This creates a volume flow of the fluid in the branch point 34 divided into two fluid partial flows. The parallel circuit line system 10 and the main circuit pipeline system 6th are then operated as a unit and are simultaneously of fluid according to a direction of flow RF flows through. The two fluid flows are in the area of the bubble introduction device 35 reunited.

Sofern das Parallelkreis-Leitungssystem 10 nicht „zugeschaltet“ ist (d. h. die Pumpe 16 ist abgeschaltet), z. B. während einer Gaseinbringung in die Kapillare 11, kann das Parallelkreis-Leitungssystem 10 mittels eines Bypass 52 umgangen werden. Das Parallelkreis-Leitungssystem 10 wird dann im Gegensatz zum Hauptkreis-Leitungssystem 6 nicht mit Fluid durchströmt. Der Bypass 52 ist Teil des Hauptkreis-Leitungssystems 6 und wird daher im Betrieb kontinuierlich durchströmt. Allerdings ist bei einer „Zuschaltung“ des Parallelkreis-Leitungssystems 10 ein den Bypass 52 durchströmender Volumenstrom etwas verringert. Beispielsweise kann ein Volumenstrom des Fluids im Hauptkreis-Leitungssystem 6 in einem Bereich von 0,05 bis 1 l/min liegen. Demgegenüber kann ein Volumenstrom des Fluids im Parallelkreis-Leitungssystem 6 in etwa 0,0005 l/min betragen.If the parallel circuit line system 10 is not "switched on" (ie the pump 16 is switched off), e.g. B. during a gas introduction into the capillary 11 , the parallel circuit line system can 10 by means of a bypass 52 be bypassed. The parallel circuit line system 10 is then in contrast to the main circuit pipeline system 6th not flowed through with fluid. The bypass 52 is part of the main circuit pipeline system 6th and is therefore flowed through continuously during operation. However, when the parallel circuit line system is "switched on" 10 on the bypass 52 through flow is somewhat reduced. For example, a volume flow of the fluid in the main circuit line system 6th lie in a range from 0.05 to 1 l / min. In contrast, a volume flow of the fluid in the parallel circuit line system 6th be around 0.0005 l / min.

Um die Gasblase BL aus dem Parallelkreis-Leitungssystem 10 in Form eines zusammenhängenden Gasvolumens BL in das Hauptkreis-Leitungssystem 6 einzubringen, umfasst die Prüfvorrichtung 3 eine Blaseneinbringvorrichtung 35 mit einem Gassammler 37. Der Gassammler 37 ist hier mittels einer zu einer Seite (bzw. nach unten) offenen hohlen Halbkugel 37 realisiert und wirkt mit einer Gasblasenzuführung 36 des Parallelkreis-Leitungssystems 10 zusammen. Die Gasblasenzuführung 36 umfasst eine „Gas-Düse“ 36 und ist in einer Richtung stromaufwärts des Gassammlers 37 so unterhalb der hohlen Halbkugel 37 positioniert, dass das aus der „Gas-Düse“ 36 austretende Gasvolumen einer jeweiligen Gasblase BL vom Gassammler 37 gesammelt wird. Typischerweise strömt das Gasvolumen einer Gasblase BL nicht als eine zusammenhängende Gasansammlung aus der „Gas-Düse“ 36 aus, sondern tritt in Form kleinerer Bläschen (quasi „tropfenweise“) in die Flüssigkeit des Hauptkreis-Leitungssystems 6 ein. Daher ist der Gassammler 37 geometrisch so ausgestaltet, um das gesamte Gasvolumen einer jeweiligen in der Kapillare erzeugten Gasblase BL zu sammeln und wieder zu einem zusammenhängenden Gasvolumen bzw. einer Gasblase BL im Hauptkreis-Leitungssystem 6 zu vereinen.Around the gas bubble BL from the parallel circuit line system 10 in the form of a continuous gas volume BL in the main circuit line system 6th to bring, includes the testing device 3 a bladder introducer 35 with a gas collector 37 . The gas collector 37 is here by means of a hollow hemisphere open to one side (or downwards) 37 realized and works with a gas bubble feed 36 of the parallel circuit line system 10 together. The gas bubble feed 36 includes a "gas nozzle" 36 and is in a direction upstream of the gas collector 37 so below the hollow hemisphere 37 positioned that the "gas nozzle" 36 escaping gas volume of a respective gas bubble BL from the gas collector 37 is collected. Typically, the gas volume of a gas bubble flows BL not as a coherent accumulation of gas from the "gas nozzle" 36 but occurs in the form of smaller bubbles (quasi “drop by drop”) in the liquid of the main circuit piping system 6th a. Hence the gas collector 37 geometrically designed to accommodate the entire gas volume of a respective gas bubble generated in the capillary BL to collect and again to a coherent gas volume or a gas bubble BL in the main circuit line system 6th to unite.

Sobald das gesamte Gasvolumen einer Gasblase BL im Gassammler 37 vereint ist, kann der Gassammler 37 um eine horizontale Schwenkachse S in einer Rotations-Richtung RD so gedreht werden, dass eine Öffnung der hohlen Halbkugel 37 nach oben weist, wobei die Gasblase BL in einer Richtung entgegen der Schwerkraft in Form eines einzigen zusammenhängenden Gasvolumens BL („zerstörungsfrei“) in das strömende Fluid des Hauptkreis-Leitungssystems 6 eingebracht wird. Dazu ist der Gassammler 37 mit einem Schwenkmechanismus 38 gekoppelt, der von der Steuereinrichtung 7 ansteuerbar ist (nicht gezeigt). Da das Hauptkreis-Leitungssystem 6 üblicherweise mit einem relativ hohen Volumenstrom betrieben werden soll, umfasst die Blaseneinbringvorrichtung 35 weitere Merkmale, um die Gasblase „zerstörungsfrei“ in das strömende Fluid des Hauptkreis-Leitungssystems 6 einzubringen. Dies wird nachfolgend erläutert. Verglichen mit dem Volumenstrom im Hauptkreis-Leitungssystem 6 ist ein Volumenstrom des Fluids im Parallelkreis-Leitungssystem 10 konstruktionsbedingt vergleichsweise gering.As soon as the entire gas volume of a gas bubble BL in the gas collector 37 is united, the gas collector can 37 around a horizontal pivot axis S. in a rotational direction RD rotated so that an opening of the hollow hemisphere 37 facing upwards, with the gas bubble BL in one direction against gravity in the form of a single continuous gas volume BL ("Non-destructive") into the flowing fluid of the main circuit piping system 6th is introduced. To do this is the gas collector 37 with a swivel mechanism 38 coupled by the control device 7th is controllable (not shown). As the main circuit pipeline system 6th usually to be operated with a relatively high volume flow, comprises the bubble introduction device 35 further features to ensure that the gas bubble is "non-destructive" in the flowing fluid of the main circuit piping system 6th bring in. This is explained below. Compared with the volume flow in the main circuit pipe system 6th is a volume flow of the fluid in the parallel circuit line system 10 relatively low due to the design.

Beispielsweise ist ein flüssigkeitsgefüllter Innenraum der Blaseneinbringvorrichtung 35 so ausgestaltet, dass ein Durchmesser gegenüber einem Durchmesser des Hauptkreis-Leitungssystems 6 vergrößert ist zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Fluids. Weiterhin umfasst die Blaseneinbringvorrichtung 35 in einem stromaufwärts der Gasblasenzuführung 36 befindlichen Bereich ein erstes strömungslenkendes Element 48, z. B einen „Prall-Deckel“ 48, um das aus dem Hauptkreis-Leitungssystem 6 in die Blaseneinbringvorrichtung 35 einströmende Fluid zu allen Seiten hin abzulenken, so dass es nicht als ein „scharfer Strahl“ in den Bereich der Blaseneinbringvorrichtung 35, insbesondere in die hohle Halbkugel 37, eintritt. Daran schließt sich ein zweites strömungslenkendes Element 47 an, z. B. ein Laminarisator 47, der ausgebildet ist, um eine laminare Strömung des Fluids beim Durchströmen der Blaseneinbringvorrichtung 35 zu erzeugen.For example, a liquid-filled interior of the bladder introduction device is 35 designed so that a diameter compared to a diameter of the main circuit line system 6th is increased to reduce the flow rate of the fluid. Furthermore, the bladder introduction device comprises 35 in one upstream of the gas bubble feed 36 located area a first flow-directing element 48 , e.g. B a "flap lid" 48 to get that from the main circuit pipeline system 6th into the bladder introducer 35 Divert incoming fluid to all sides so that it does not appear as a "sharp jet" in the area of the bubble injector 35 , especially in the hollow hemisphere 37 , entry. This is followed by a second flow-directing element 47 on, e.g. B. a laminarizer 47 which is designed to ensure a laminar flow of the fluid as it flows through the bubble introduction device 35 to create.

Stromabwärts der Blaseneinbringvorrichtung 35 umfasst die Prüfvorrichtung 3 eine Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung 31, welche hier mittels eines Systemschlauchs 53 eines Herstellers eines Gasblasendetektors (nicht gezeigt) ausgebildet ist, der in das Hauptkreis-Leitungssystem 6 eingekoppelt ist. Details der Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung 31 sind in 2 gezeigt.Downstream of the bladder introducer 35 comprises the test device 3 a gas bubble detector coupling device 31 , which here by means of a system hose 53 a manufacturer of a gas bubble detector (not shown) is formed, which is in the main circuit line system 6th is coupled. Details of the gas bubble detector coupling device 31 are in 2 shown.

Der externe Systemschlauch 53 ist fluid- und/oder gasdicht in das Hauptkreis-Leitungssystem 6 eingekoppelt. Zur Kopplung umfasst die Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung 31 zwei Kupplungen 50, mit jeweils einem ersten Kupplungsteil 51 und einem damit zusammenwirkenden zweiten Kupplungsteil 51' (2). Der erste Kupplungsteil 51 ist jeweils als Bestandteil des Hauptkreis-Leitungssystems 6 ausgebildet. Der zweite Kupplungsteil 51' ist als Bestandteil des externen Systemschlauchs 53 ausgebildet. Vorzugsweise kann zumindest der jeweils erste Kupplungsteil 51 nach der Art einer selbstverschließenden Kupplung ausgestaltet sein.The external system hose 53 is fluid and / or gas-tight in the main circuit line system 6th coupled. The gas bubble detector comprises coupling device for coupling 31 two clutches 50 , each with a first coupling part 51 and a second coupling part cooperating therewith 51 ' ( 2 ). The first coupling part 51 Is respectively as part of the main circuit line system 6th educated. The second coupling part 51 ' is part of the external system hose 53 educated. Preferably, at least the first coupling part in each case 51 be designed in the manner of a self-locking coupling.

Ein Gasblasendetektor 32 ist hier von außen an den eingekoppelten externen Systemschlauch 53 angeklemmt. Alternativ könnte der Gasblasendetektor 32 aber auch direkt, d. h. ohne einen externen Systemschlauch 53, an das Hauptkreis-Leitungssystem 6 gekoppelt werden, z. B. indem ein transparenter Schlauch der Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung 31 in den Gasblasendetektor 32 eingelegt wird. Die Prüfvorrichtung 3 mit dem daran gekoppelten Gasblasendetektor 32 bildet hier ein Prüfensemble 5 aus.A gas bubble detector 32 is here from the outside to the coupled external system hose 53 clamped. Alternatively, the gas bubble detector 32 but also directly, ie without an external system hose 53 , to the main circuit piping system 6th be coupled, e.g. B. by a transparent tube of the gas bubble detector coupling device 31 into the gas bubble detector 32 is inserted. The testing device 3 with the gas bubble detector coupled to it 32 forms a test ensemble here 5 out.

In einem Bereich unmittelbar stromaufwärts bzw. stromabwärts der Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung 31 sind zwei Drucksensoren 39, 39' angeordnet, um den Druck des strömenden Fluids (Systemdruck) in einem jeweiligen Messpunkt P, P' als Betriebsparameter der Prüfvorrichtung 3 zu bestimmen.In an area immediately upstream or downstream of the gas bubble detector coupling device 31 are two pressure sensors 39 , 39 ' arranged to the pressure of the flowing fluid (system pressure) in a respective measuring point P , P ' as operating parameters of the test device 3 to determine.

Der bzw. die Betriebsparameter können dazu verwendet werden, um den Systemdruck im Hauptkreis-Leitungssystem 6 und/oder im Parallelkreis-Leitungssystem 10 im Betrieb konstant auf einem gewünschten Wert zu halten. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel werden die Druck-Messwerte des stromabwärts der Kopplungsvorrichtung 31 befindlichen Drucksensors 39' einem PID-Regler 41 zugeführt, wobei der PID-Regler 41 mit der Steuereinrichtung 7 gekoppelt ist bzw. als deren Bestandteil ausgebildet sein kann ( 1). Der PID-Regler 41 kann eine Hauptstrom-Förderpumpe 40, insbesondere eine Drehzahl der Förderpumpe 40, in Abhängigkeit des Betriebsparameters so ansteuern, dass ein bestimmter „Soll-Systemdruck“ im Betrieb konstant aufrechterhalten wird.The operating parameter (s) can be used to determine the system pressure in the main circuit line system 6th and / or in the parallel circuit line system 10 to keep constant at a desired value during operation. In the embodiment shown here, the pressure measured values are downstream of the coupling device 31 located pressure sensor 39 ' a PID controller 41 fed, the PID controller 41 with the control device 7th is coupled or can be designed as part of which ( 1 ). The PID controller 41 can be a main flow feed pump 40 , in particular a speed of the feed pump 40 , depending on the operating parameter, so that a certain "target system pressure" is constantly maintained during operation.

Um eine möglichst präzise Steuerung der Druckregelung mittels des PID-Reglers 41 zu erreichen, kann die Prüfvorrichtung 3 ein „dämpfendes Element“ umfassen. Damit können Schwingungen des PID-Reglers 41 bzw. ein „Aufschwingen“ des Reglers 41 vermieden werden. Auf Grund von Schaltvorgängen, z. B. während der Gaseinbringung in die Kapillare 11, kann es im Fluid der Prüfvorrichtung 3 zu geringfügigen Druckschwankungen kommen. Zur Kompensation kann die Prüfvorrichtung 3 einen mit dem Hauptkreis-Leitungssystem 6 gekoppelten Druckspeicher (55) mit einem Gas umfassen, wobei der Druck des Gases im Druckspeicher 55 im Wesentlichen dem Systemdruck entspricht. Bei einem kurzzeitigen Anstieg des Systemdrucks kann Fluid in den Druckspeicher 55 eintreten und das darin befindliche Gas komprimieren. Der Druckspeicher 55 sowie ein Manometer 56 sind hier in einem stromaufwärts der Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung 31 gelegenen Bereich der Prüfvorrichtung 3 angeordnet.To control the pressure regulation using the PID controller as precisely as possible 41 to achieve can the testing device 3 include a "damping element". This can prevent vibrations in the PID controller 41 or a "swing up" of the controller 41 be avoided. Due to switching operations, e.g. B. during the introduction of gas into the capillary 11 , it may be in the fluid of the testing device 3 slight pressure fluctuations occur. To compensate, the test device 3 one with the main circuit pipeline system 6th coupled pressure accumulator ( 55 ) with a gas, the pressure of the gas in the pressure accumulator 55 essentially corresponds to the system pressure. In the event of a brief increase in the system pressure, fluid can enter the pressure accumulator 55 enter and compress the gas inside. The pressure accumulator 55 as well as a manometer 56 are here in an upstream of the gas bubble detector coupling device 31 located area of the test device 3 arranged.

Allerdings kann der Druckspeicher 55 auch nach der Art eines Druckreservoirs 55 ausgebildet sein, um einen kurzzeitigen Druckabfall im Fluidsystem der Prüfvorrichtung 3 zu kompensieren. Beispielsweise kann es im Betrieb bei einer Passage der Gasblase BL durch eine Drosseleinrichtung 42 der Prüfvorrichtung 3 vorkommen, dass der Systemdruck kurzzeitig unter einen Sollwert des Systemdrucks abfällt. Das Druckreservoir 55 kann daher ein Fluid umfassen und ausgebildet sein, um einen Druckabfall des Systemdrucks durch ein Ausströmen von Fluid in das Hauptkreis-Leitungssystem 6 zu kompensieren.However, the accumulator can 55 also in the manner of a pressure reservoir 55 be designed to avoid a brief pressure drop in the fluid system of the test device 3 to compensate. For example, it can occur during operation when the gas bubble passes through BL by a throttle device 42 the testing device 3 it can happen that the system pressure briefly drops below a setpoint of the system pressure. The pressure reservoir 55 can therefore comprise a fluid and be designed to prevent a pressure drop in the system pressure due to an outflow of fluid into the main circuit line system 6th to compensate.

Je nach Konstruktionsweise der Prüfvorrichtung 3 kann aber auch eine Elastizität der Silikon-Schläuche 30, 33, 33' des Hauptkreis-Leitungssystems 6 und/oder des Parallelkreis-Leitungssystems 10 ausreichend sein, um Schwankungen des Systemdrucks zu kompensieren.Depending on the design of the test device 3 however, the silicone hoses can also be elastic 30th , 33 , 33 ' of the main circuit piping system 6th and / or the parallel circuit line system 10 be sufficient to compensate for fluctuations in system pressure.

Zur weiteren Regulierung eines Volumenstroms des Fluids im Hauptkreis-Leitungssystem 6 und/oder im Parallelkreis-Leitungssystem 10 umfasst die Prüfvorrichtung 3 hier eine Drosseleinrichtung 42, welche auch mittels der Steuereinrichtung 7 ansteuerbar ist. Optional kann die Prüfvorrichtung 3 wie hier gezeigt in einem Bereich stromabwärts der Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung 31 ein Überdruckventil 49 aufweisen.For further regulation of a volume flow of the fluid in the main circuit line system 6th and / or in the parallel circuit line system 10 comprises the test device 3 here a throttle device 42 , which also by means of the control device 7th is controllable. Optionally, the test device 3 as shown here in an area downstream of the gas bubble detector coupling device 31 a pressure relief valve 49 exhibit.

Nach einer Passage der Drosseleinrichtung 42 gelangt das Fluid FL entsprechend einer Strömungsrichtung RF in ein Fluid-Reservoir 43, z. B. ein Doppelwandgefäß 43. Das Fluid-Reservoir 43 ist mit einer Temperiereinrichtung 44, z. B. einem Peltier-Element 44, gekoppelt, um das Fluid FL auf eine bestimmte Temperatur zu temperieren, d. h. zu kühlen oder zu erwärmen. Dazu kann das Fluid FL mittels eines Temperierkreises 45 dem Peltier-Element 44 zugeführt bzw. daran entlang geführt werden. Zur Temperierung kann das Peltier-Element 44 und ein Volumenstrom des Fluids im Temperierkreis 45 (mittels einer „Fluid-Förderpumpe“ 54) gesteuert werden.After a passage through the throttle device 42 the fluid arrives FL corresponding to a direction of flow RF into a fluid reservoir 43 , e.g. B. a double-walled vessel 43 . The fluid reservoir 43 is with a temperature control device 44 , e.g. B. a Peltier element 44 , coupled to the fluid FL to control the temperature to a certain temperature, ie to cool or warm it. The fluid FL by means of a temperature control circuit 45 the Peltier element 44 fed or guided along it. The Peltier element can be used for temperature control 44 and a volume flow of the fluid in the temperature control circuit 45 (by means of a "fluid feed pump" 54 ) being controlled.

Vom Fluid-Reservoir 43 gelangt das gegebenenfalls temperierte Fluid mittels der Schläuche 30 zur „Hauptstrom-Förderpumpe“ 40 des Hauptkreis-Leitungssystems 6. Die „Hauptstrom-Förderpumpe“ 40 ist ausgebildet, um zumindest das Fluid im Hauptkreis-Leitungssystem 6 in Bewegung zu versetzen und läuft im Betrieb kontinuierlich. Eine Pumpleistung der Pumpe 40 könnte z. B. in einem Bereich zwischen 50-1000ml pro Minute liegen.From the fluid reservoir 43 the possibly tempered fluid arrives by means of the hoses 30th to the "main flow feed pump" 40 of the main circuit piping system 6th . The "main flow feed pump" 40 is designed to at least the fluid in the main circuit line system 6th to set in motion and runs continuously during operation. A pumping power of the pump 40 could e.g. B. in a range between 50-1000ml per minute.

Je nach Ansteuerung der Prüfvorrichtung 3 kann der Volumenstrom des Fluids am Abzweigungspunkt 34, wie gesagt, entweder aufgeteilt werden oder nicht. Sofern das Parallelkreis-Leitungssystem 10 „zugeschaltet“ ist, wobei die Kapillare 11 mit Fluid durchströmt wird, wird der Fluidstrom dann am Abzweigungspunkt 34 aufgeteilt und im Bereich der Blaseneinbringvorrichtung 35 wieder zusammengeführt. Somit passiert ein gleichbleibender Volumenstrom die Drosselreinrichtung 42. Depending on the control of the test device 3 can be the volume flow of the fluid at the branch point 34 , as I said, either be split or not. If the parallel circuit line system 10 Is "switched on", whereby the capillary 11 is flowed through with fluid, the fluid flow is then at the branch point 34 divided and in the area of the bubble introduction device 35 merged again. Thus a constant volume flow passes through the throttle device 42 .

Optional kann die Prüfvorrichtung 3 noch Filtereinheiten 21, 21'umfassen, um die jeweiligen Pumpen 20 bzw. 40 vor einer Verunreinigung zu schützen. Weiterhin könnten die Filtereinheiten 21, 21' auch dazu ausgebildet sein, um zu erreichen, dass im Fluid ausschließlich Gasblasen BL transportiert werden und nicht unerwünschte Partikel zu einer fehlerhaften Prüfung eines im Betrieb an die Prüfungsvorrichtung 3 gekoppelten Prüflings, z. B. einem Gasblasendetektor, führen.Optionally, the test device 3 still filter units 21st , 21 ' include to the respective pumps 20th or. 40 to protect against contamination. Furthermore, the filter units 21st , 21 ' also be designed to achieve that only gas bubbles in the fluid BL are transported and not unwanted particles to a faulty test of an in operation to the test device 3 coupled test specimen, e.g. B. a gas bubble detector lead.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei der vorhergehend detailliert beschriebenen Prüfvorrichtung mit einer Gasblasenerzeugungsvorrichtung bzw. bei dem Prüfensemble lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So können in unterschiedlichen Bereichen der Gasblasenerzeugungsvorrichtung bzw. der Prüfvorrichtung zusätzliche steuerbare Ventile, z. B. Sperrventile, zur Unterbrechung eines Fluidstroms, und/oder Sensoren angeordnet sein. Weiterhin kann die Gasblasendetektor-Kopplungsvorrichtung mehr als nur ein Kupplungspaar umfassen, z. B. eine Adaptervorrichtung, um im Betrieb verschiedenartig ausgestaltete Systemschläuche ankoppeln zu können. Im Übrigen kann die Kapillare der Gasblasenerzeugungsvorrichtung in einer beliebigen Position angeordnet sein, insbesondere auch in einem bestimmten Vertikalwinkel. Die verwendeten Pumpen der Prüfvorrichtung sind nicht notwendigerweise auf eine Mikrozahnringpumpe bzw. peristaltische Pumpen beschränkt, sondern können auch andersartig ausgebildet sein. Die Gasblasenerzeugungsvorrichtung kann grundsätzlich auch unabhängig von einer Prüfvorrichtung betrieben werden bzw. für andere Zwecke als zur Prüfung eines Gasblasendetektors eingesetzt werden, z. B. im Rahmen von Dichtemessungen, zur Bestimmung von Geschwindigkeiten von strömenden Medien oder zur Bestimmung von Volumendurchsätzen in hydraulischen Systemen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.Finally, it is pointed out once again that the test device with a gas bubble generating device described in detail above or the test ensemble are merely exemplary embodiments which can be modified in various ways by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention. Thus, additional controllable valves, eg. B. shut-off valves, to interrupt a fluid flow, and / or sensors can be arranged. Furthermore, the gas bubble detector coupling device can comprise more than just one pair of couplings, e.g. B. an adapter device in order to be able to couple differently configured system hoses during operation. In addition, the capillary of the gas bubble generating device can be arranged in any position, in particular also at a specific vertical angle. The pumps used in the test device are not necessarily limited to a micro annular gear pump or peristaltic pumps, but can also be designed differently. The gas bubble generating device can in principle also be operated independently of a test device or used for purposes other than testing a gas bubble detector, e.g. B. in the context of density measurements, to determine the speeds of flowing media or to determine volume flow rates in hydraulic systems. Furthermore, the use of the indefinite article “a” or “an” does not exclude the possibility that the relevant characteristics can also be present several times.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: GasblasenerzeugungsvorrichtungGas bubble generating device
22: GaseinbringvorrichtungGas injection device
33: PrüfvorrichtungTesting device
55: PrüfensembleTest ensemble
66th: Hauptkreis-LeitungssystemMain circuit pipeline system
77th: SteuereinrichtungControl device
1010: Parallelkreis-LeitungssystemParallel circuit line system
1111: Kapillarecapillary
1212: GaseinbringbereichGas injection area
1313: LichtschrankePhotoelectric barrier
1515th: AntriebsmechanismusDrive mechanism
1616: Nebenstrom-FörderpumpeBypass feed pump
1717th: Gas-Einbring-EndeEnd of gas injection
1818th: Gas-Austritts-EndeGas outlet end
2020th: Gas-DosierpumpeGas metering pump
21, 21'21, 21 ': FiltereinrichtungFilter device
2222nd: GaszufuhrGas supply
3030th: Schläuche (Hauptkreis-Leitungssystem)Hoses (main circuit piping system)
3131: Gasblasendetektor-KopplungsvorrichtungGas bubble detector coupling device
3232: GasblasendetektorGas bubble detector
33, 33'33, 33 ': Schläuche (Parallelkreis-Leitungssystem)Hoses (parallel circuit line system)
3434: AbzweigungspunktJunction point
3535: BlaseneinbringvorrichtungBladder introducer
3636: GasblasenzuführungGas bubble feed
3737: GassammlerGas collector
3838: SchwenkmechanismusSwivel mechanism
39, 39', 39"39, 39 ', 39 ": DrucksensorPressure sensor
4040: Hauptstrom-FörderpumpeMain flow feed pump
4141: PID-ReglerPID controller
4242: DrosseleinrichtungThrottle device
4343: Fluid-ReservoirFluid reservoir
4444: Peltier-ElementPeltier element
4545: TemperierkreisTemperature control circuit
4747: LaminarisatorLaminarizer
4848: Prall-DeckelImpact lid
4949: ÜberdruckventilPressure relief valve
5050: Kupplungcoupling
5151: erster Kupplungsteilfirst coupling part
51'51 ': zweiter Kupplungsteilsecond coupling part
5252: Bypassbypass
5353: SystemschlauchSystem hose
5454: Fluid-FörderpumpeFluid delivery pump
5555: Druckspeicher / DruckreservoirPressure accumulator / pressure reservoir
5656: Manometermanometer
7171: Steuereinrichtung-Anschlusskabel Control device connection cable
BLBL: Gasblase / GassäuleGas bubble / gas column
FLFL: FluidFluid
P, P", P"'P, P ", P" ': MesspunkteMeasuring points
PGPG: PhasengrenzePhase boundary
RDRD: DrehrichtungDirection of rotation
RFRF: Strömungsrichtung FluidDirection of flow fluid
RLRL: Verfahrrichtung LichtschrankeDirection of travel light barrier
SS.: SchwenkachseSwivel axis

Claims

Gas bubble generating device (1) for generating at least one gas bubble (BL) with a certain volume in a liquid (FL) comprising - A fluid system (10) for introducing liquid (FL) into a capillary (11), - A gas introduction device (2) for introducing a gas into the capillary (11) in order to provide a certain gas volume therein to generate the gas bubble (BL), - At least one phase transition detector (13) for determining at least one phase boundary (PG) between the liquid (FL) and the gas volume of the gas bubble (BL) in the capillary (11), and - A control device (7) coupled to the phase transition detector (13) which is designed to generate a control parameter for controlling and / or regulating the gas introduction device (2), preferably as a function of the phase boundary (PG).

Gas bubble generation device according to Claim 1 wherein the phase transition detector (13) comprises a drive mechanism (15) for moving the phase transition detector (13) along the capillary (11) and / or wherein the phase transition detector (13) comprises a light barrier (13).

Gas bubble generating device according to one of the Claims 1 or 2 , wherein the gas bubble generating device (1) comprises a conveying device (16) for moving the gas bubble (BL) and / or the liquid (FL) in the capillary (11).

Test device (3) for testing at least one test item (32) with a gas bubble generating device (1) according to one of the preceding Claims 1 to 3 .

Test device according to Claim 4 , the test device (3) comprising: - a main circuit line system (6) for a fluid (FL), the main circuit line system (6) having a device under test (31) to connect a device under test (32) in operation to couple the main circuit line system (6), and - a parallel circuit line system (10) for a fluid (FL), the parallel circuit line system (10) having the gas bubble generating device (1).

Test device according to Claim 5 , wherein the test device (3), in particular a confluence of the parallel circuit line system (10) in the main circuit line system (6), comprises a bubble introduction device (35) in order to transfer a gas bubble (BL) from the parallel circuit line system (10) into the Main circuit line system (6) to be introduced.

Test device according to Claim 6 , wherein the bubble introduction device (35) comprises a gas bubble feed (36) and a gas collector (37) interacting therewith, wherein the gas collector (37) is designed to collect a gas volume emerging from the gas bubble feed (36) and / or wherein the gas collector (37 ) is pivotable about a pivot axis (S) in order to introduce a gas bubble (BL) into the main circuit line system (6) in a direction against the force of gravity.

Test device according to one of the preceding Claims 5 to 7th , wherein the test device (3) has at least one first pressure sensor (39 ') coupled to the main circuit line system (6), preferably in a downstream region of the test object coupling device (31), and a second to the parallel circuit line system (10) coupled pressure sensor (39 ″), preferably in an upstream region of a capillary (11) of the gas bubble generating device (1).

Test device according to Claim 5 to 8th , wherein a conveying device (40) of the test device (3) is designed to control and / or regulate a pressure of the fluid (FL) in the main circuit line system (6) and / or in the parallel circuit line system (10), preferably as a function an operating parameter of at least one of the two pressure sensors (39 ', 39 ").

Test ensemble (5) with a test device (3) according to one of the preceding Claims 4 to 9 and at least one test item (32).

A method for controlling a gas bubble generating device (1) for generating at least one gas bubble (BL) with a certain volume in a liquid (FL), comprising the steps: - Introducing a gas into a capillary (11) filled with liquid (FL) to generate a gas volume for generating the gas bubble (BL), - Determination of a phase boundary (PG) between the liquid (FL) and the gas volume of the gas bubble (BL), - Generation of a control parameter, preferably as a function of the phase boundary (PG), and - Control and / or regulation of a gas introduction device (2) of the gas bubble generation device (1) using the control parameter.

Procedure according to Claim 11 wherein the gas introduction device (2) is controlled and / or regulated as a function of the control parameter in such a way that gas introduction into the capillary (11) is interrupted.

Procedure according to Claim 11 or 12 , wherein a phase transition detector (13) of the gas bubble generating device (1) is moved along the capillary (11) to generate a state parameter of the gas bubble (BL) in order to determine the phase boundary (PG) after an interruption in the introduction of gas, and / or where at least one Part of the gas is removed from the capillary (11) in order to determine the phase boundary (PG) after an interruption in the introduction of gas.

Procedure according to Claim 13 , wherein a position of the phase transition detector (13) along the capillary (11) is regulated as a function of a state parameter of a previously generated first gas bubble (BL) in order to generate a second gas bubble (BL).

Method for controlling a test device (3) for testing at least one test object (32) with a gas bubble generating device (1), wherein a volume of a gas bubble (BL) in a main circuit line system (6) of the test device (3) depends on a pressure difference between a first and a second pressure of a fluid (FL) surrounding the gas bubble (BL) is determined, - wherein a first pressure corresponds to the pressure of the fluid (FL) during a gas introduction into a capillary (11) of the gas bubble generating device (1) and a second pressure corresponds to the pressure of the fluid (FL) during a passage through the main circuit line system (6) and - the gas bubble generating device (1) being controlled as a function of the pressure difference so that the gas bubble (BL) in the main circuit line system (6) has a certain volume.