DE102020103211A1 - Vessel arrangement for an imaging volumetric method and volumetric method for determining a volume of liquid - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gefäßanordnung (10) zur Aufnahme einer Flüssigkeitsmenge für eine Bestimmung eines Volumens der in der Gefäßanordnung (10) aufgenommenen Flüssigkeitsmenge auf Grundlage einer Benetzungssituation einer Festkörper-Oberfläche, wobei die Gefäßanordnung (10) einen für Flüssigkeit undurchlässigen Gefäßkörper (14) und eine im Gefäßkörper (14) ausgebildete Kavität (16) aufweist, welche sich längs einer Tiefenachse (TA) in den Gefäßkörper (14) hinein erstreckt, wobei die Festkörper-Oberfläche mit dem Gefäßkörper verbunden ist, wobei die Kavität (16) durch eine Mehrzahl von sich längs der Tiefenachse (TA) erstreckende Wandflächen eingefasst ist, wobei in einem mittleren Kavitätshöhenabschnitt, welcher sich symmetrisch über ein Drittel der Kavitätshöhe erstreckt und die Höhenmitte der Kavität enthält, die Wandflächen bei Betrachtung in einer lokalen, zur Tiefenachse (TA) parallelen und zum jeweiligen Wandabschnitt orthogonalen Wand-Schnittebene zur Tiefenachse (TA) parallel orientiert sind oder mit der Tiefenachse (TA) einen mittleren lokalen Wand-Neigungswinkel einschließen.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Festkörper-Oberfläche wenigstens eine längs einer Pegelspur (K1, K2, K3) verlaufende Pegel-Oberfläche ist, welche längs der Pegelspur (K1, K2, K3) ihre größte Abmessung aufweist, wobei die wenigstens eine Pegel-Oberfläche bei Betrachtung in einer zur Tiefenachse (TA) parallelen und zur Pegelspur (K1, K2, K3) orthogonalen lokalen ersten Pegel-Schnittebene zur Tiefenachse (TA) orthogonal ist oder mit der Tiefenachse (TA) einen lokalen Breiten-Neigungswinkel einschließt, welcher betragsmäßig größer ist als der größte mittlere Wand-Neigungswinkel, und wobei die Pegel-Oberfläche bei Betrachtung in einer zur Tiefenachse (TA) parallelen und die Pegelspur (K1, K2, K3) enthaltenden oder zur Pegelspur (K1, K2, K3) tangentialen lokalen zweiten Pegel-Schnittebene mit der Tiefenachse (TA) einen lokalen Längs-Neigungswinkel einschließt, welcher kleiner als 90° ist und größer als der größte Wand-Neigungswinkel ist.The present invention relates to a vessel arrangement (10) for receiving an amount of liquid for a determination of a volume of the amount of liquid received in the vessel arrangement (10) on the basis of a wetting situation of a solid surface, the vessel arrangement (10) having a vessel body (14) which is impermeable to liquid. and has a cavity (16) formed in the vessel body (14) which extends into the vessel body (14) along a depth axis (TA), the solid surface being connected to the vessel body, the cavity (16) being connected by a A plurality of wall surfaces extending along the depth axis (TA) is enclosed, with the wall surfaces parallel to the depth axis (TA) when viewed in a local cavity height section, which extends symmetrically over a third of the cavity height and contains the height center of the cavity and to the respective wall section orthogonal wall section plane to the depth ac hse (TA) are oriented parallel or include a mean local wall inclination angle with the depth axis (TA). According to the invention, it is provided that the solid body surface is at least one level surface running along a level track (K1, K2, K3) which along the level track (K1, K2, K3) has its largest dimension, the at least one level surface when viewed in a local first level section plane parallel to the depth axis (TA) and orthogonal to the level track (K1, K2, K3) to the depth axis (TA) is orthogonal or includes a local latitude inclination angle with the depth axis (TA), the magnitude of which is greater than the largest mean wall inclination angle, and wherein the level surface when viewed in a parallel to the depth axis (TA) and the level trace (K1, K2, K3) containing or to the level track (K1, K2, K3) tangential local second level section plane with the depth axis (TA) includes a local longitudinal inclination angle, wel cher smaller than 90 ° and larger than the largest wall inclination angle.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gefäßanordnung zur Aufnahme einer Flüssigkeitsmenge für eine Bestimmung eines Volumens der in der Gefäßanordnung aufgenommenen Flüssigkeitsmenge auf Grundlage einer Benetzungssituation einer Festkörper-Oberfläche, wobei die Gefäßanordnung einen für Flüssigkeit undurchlässigen Gefäßkörper und eine im Gefäßkörper ausgebildete Kavität aufweist, welche sich längs einer Tiefenachse in den Gefäßkörper hinein erstreckt, wobei die Festkörper-Oberfläche mit dem Gefäßkörper verbunden ist, wobei die Kavität durch eine Mehrzahl von sich längs der Tiefenachse erstreckende Wandflächen eingefasst ist, wobei in einem lokalen mittleren Kavitätshöhenabschnitt, welcher sich symmetrisch über ein Drittel der längs der Tiefenachse zu messenden lokalen Kavitätshöhe erstreckt und die lokale Höhenmitte der Kavität enthält, die Wandflächen bei Betrachtung der Wandflächen in einer lokalen, zur Tiefenachse parallelen und zum jeweiligen Wandabschnitt orthogonalen Wand-Schnittebene zur Tiefenachse parallel orientiert sind oder mit der Tiefenachse einen mittleren lokalen Wand-Neigungswinkel einschließen.The present invention relates to a vessel arrangement for receiving an amount of liquid for a determination of a volume of the amount of liquid received in the vessel arrangement on the basis of a wetting situation of a solid surface, the vessel arrangement having a vessel body impermeable to liquid and a cavity formed in the vessel body which extends along a The depth axis extends into the vessel body, the solid surface being connected to the vessel body, the cavity being framed by a plurality of wall surfaces extending along the depth axis, with a local central cavity height section extending symmetrically over a third of the length of the Depth axis to be measured local cavity height extends and contains the local height center of the cavity, the wall surfaces when viewing the wall surfaces in a local wall section parallel to the depth axis and orthogonal to the respective wall section t plane are oriented parallel to the depth axis or include a mean local wall inclination angle with the depth axis.
Eine solche Gefäßanordnung zur bildgebenden Volumenbestimmung einer Flüssigkeitsmenge ist aus der
Bei bekanntem Querschnitt der Kavität ist die von einer in die Kavität eingefüllten Flüssigkeitsmenge eingenommene freie Oberfläche abhängig von der Füllhöhe und somit abhängig vom Volumen der Flüssigkeitsmenge. Da die Breite der freien Flüssigkeitsoberfläche bei vorgegebenem längs der Kavitätsbahn konstantem Querschnitt der Kavität allein von der Füllhöhe abhängt, kann allein aus der Breite der freien Flüssigkeitsoberfläche auf das Volumen der in der Kavität eingefüllten Flüssigkeitsmenge geschlossen werden.If the cross section of the cavity is known, the free surface area occupied by an amount of liquid filled into the cavity is dependent on the filling level and thus dependent on the volume of the amount of liquid. Since the width of the free liquid surface with a given cross-section of the cavity that is constant along the cavity path depends solely on the filling level, the volume of the amount of liquid filled in the cavity can be inferred from the width of the free liquid surface alone.
Beispielsweise ergibt sich bei einem gleichseitig dreieckigen Kavitätsquerschnitt, wobei die Spitze des dreieckigen Kavitätsquerschnitts mit einem halben Öffnungswinkel α den tiefsten Punkt der Kavität bildet und die freie Flüssigkeitsoberfläche eine dem tiefsten Punkt gegenüberliegende Seite des Dreiecks bildet, deren Seitenlänge die Breite b der freien Flüssigkeitsoberfläche ist, das Volumen V der in die Kavität eingefüllten Flüssigkeit bei einer Länge I der Kavität zu:
Von diesen Größen ist alleine die Breite b als Funktion der Füllhöhe eine variable Größe, während alle anderen Größen auf der rechten Seite der Gleichung durch die konstruktive Gestalt der Kavität bestimmt und somit Konstanten sind. Der Winkel α ist dabei der Wand-Neigungswinkel, mit welchem jede ebene Seitenwand relativ zur Tiefenachse geneigt ist. Die Breite b wird gemäß der
Mit dem aus der
Ein weiteres bildgebendes volumetrisches Verfahren und eine zu seiner Anwendung genutzte Gefäßanordnung ist aus der
Die aus der
Zunächst wird der Reservoirabschnitt der aus der
Nachteilig an der aus der
Nachteilig an der aus der
Die Verringerung der Neigung der Seitenwandflächen relativ zur Tiefenachse verringert jedoch auch betragsmäßig eine einer vorgegebenen Volumenänderung ΔV zugeordnete Breitenänderung Δb, sodass nicht nur bei vorgegebener Kavitätslänge das maximal erfassbare Volumen verringert wird, sondern einem systembedingten Fehler δb in der Breitenerfassung mit kleiner werdender Neigung ein größer werdender Volumenfehler δV entspricht. Im Ergebnis wird also mit abnehmendem maximal erfassbarem Volumen der bei einer bildgebenden Volumenermittlung gemachte Volumenfehler absolut und erst recht prozentual größer. Das Gegenteil ist eigentlich gewünscht. The reduction in the inclination of the side wall surfaces relative to the depth axis, however, also reduces the amount of a change in width .DELTA.b associated with a given volume change .DELTA.V, so that not only is the maximum detectable volume reduced for a given cavity length, but also a system-related error Volume error δV corresponds. As a result, as the maximum detectable volume decreases, the volume errors made during an imaging volume determination become greater in absolute terms and even more so in terms of percentage. The opposite is actually desired.
Außerdem steigt die Messungenauigkeit, wenn die bekannte Gefäßanordnung unerwünschter- und unerkannterweise nicht exakt auf die Schwerkraftwirkungsrichtung abgestimmt ist.In addition, the measurement inaccuracy increases if the known vessel arrangement is undesirably and unrecognized not exactly matched to the direction of the action of gravity.
Nachteilig an der aus der
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannten Gefäßanordnungen und die damit auszuführenden bildgebenden volumetrischen Verfahren weiter zu verbessern.It is the object of the present invention to further improve the known vessel arrangements and the imaging volumetric methods to be carried out with them.
Diese Aufgabe löst die vorliegende Erfindung durch eine Gefäßanordnung der eingangs genannten Art, bei welcher die Festkörper-Oberfläche wenigstens eine längs einer zur Tiefenachse orthogonalen Pegelspur verlaufende Pegel-Oberfläche ist, wobei die Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur ihre größte Abmessung aufweist, wobei die wenigstens eine Pegel-Oberfläche bei Betrachtung in einer zur Tiefenachse parallelen und zur Pegelspur orthogonalen lokalen ersten Pegel-Schnittebene zur Tiefenachse orthogonal ist oder mit der Tiefenachse einen lokalen Breiten-Neigungswinkel einschließt, welcher betragsmäßig größer ist als der größte mittlere Wand-Neigungswinkel, und wobei die Pegel-Oberfläche bei Betrachtung in einer zur Tiefenachse parallelen und die Pegelspur enthaltenden oder zur Pegelspur tangentialen lokalen zweiten Pegel-Schnittebene mit der Tiefenachse einen lokalen Längs-Neigungswinkel einschließt, welcher kleiner als 90° ist und größer als der größte Wand-Neigungswinkel ist.This object is achieved by the present invention by means of a vessel arrangement of the type mentioned at the outset, in which the solid body surface is at least one level surface running along a level track orthogonal to the depth axis, the level surface having its largest dimension along the level track, the at least a level surface when viewed in a local first level section plane parallel to the depth axis and orthogonal to the level track is orthogonal to the depth axis or includes a local latitude inclination angle with the depth axis which is greater in magnitude than the largest mean wall inclination angle, and where the Level surface when viewed in a local second level section plane parallel to the depth axis and containing the level trace or tangential to the level trace, with the depth axis having a local longitudinal Includes angle of inclination which is less than 90 ° and greater than the largest wall inclination angle.
Der eingangs genannte lokale mittlere Kavitätshöhenabschnitt wird zur Bestimmung der Wand-Neigungswinkel herangezogen, um einen möglichst objektiven Parameter über die Neigung der Wandflächen zu erhalten, ohne störende Sondereffekte im Bereich eines Übergangs der Wandfläche zum Kavitätsboden oder im Bereich eines öffnungsseitigen Endes der Wandfläche. Der lokale mittlere Kavitätshöhenabschnitt erstreckt sich daher nur über ein Drittel der lokalen Kavitätshöhe.The local mean cavity height section mentioned at the beginning is used to determine the wall inclination angle in order to obtain the most objective possible parameter about the inclination of the wall surfaces, without disruptive special effects in the area of a transition from the wall surface to the cavity floor or in the area of an opening-side end of the wall surface. The local mean cavity height section therefore extends only over a third of the local cavity height.
Da sich die Kavitätshöhe abhängig vom betrachteten Ort der vorliegend diskutierten Kavität ändert, hängt die Kavitätshöhe selbst, der Ort bzw. Wert der lokalen Höhenmitte und der sich symmetrisch um diese lokale Höhenmitte erstreckende mittlere Kavitätsabschnitt vom jeweils betrachteten Ort ab. Deshalb sind diese Orte und Abmessungen in der vorliegenden Anmeldung als „lokal“ bezeichnet.Since the cavity height changes depending on the considered location of the cavity discussed here, the cavity height itself, the location or value of the local height center and the mean cavity section symmetrically extending around this local height center depend on the particular location considered. Therefore, these locations and dimensions are referred to as “local” in the present application.
Die genannten Relationen von Wand-Neigungswinkel, Breiten-Neigungswinkel und Längen-Neigungswinkel gelten bevorzugt für eine Mehrzahl von Punkten längs einer Pegelspur, wobei in jedem aus der Mehrzahl von Punkten die genannten Schnittebenen: Wand-Schnittebene sowie erste und zweite Pegel-Schnittebene anzulegen sind. Bevorzugt gelten die genannten Relationen für alle Punkte einer Pegelspur.The stated relations of wall inclination angle, width inclination angle and length inclination angle preferably apply to a plurality of points along a level track, with the cutting planes mentioned: wall cutting plane and first and second level cutting plane being applied in each of the plurality of points . The stated relations preferably apply to all points of a level track.
Dann, wenn der Längs-Neigungswinkel einer Pegelspur betragsmäßig größer als 80° ist und eine Wandfläche parallel zur Pegelspur verläuft, kann wegen des vernachlässigbaren entstehenden Fehlers die Wand-Schnittebene durch einen Punkt der Pegelspur auch als erste Pegel-Schnittebene verwendet werden.If the longitudinal inclination angle of a level track is greater than 80 ° in terms of magnitude and a wall surface runs parallel to the level track, the wall section plane through a point on the level track can also be used as the first level section plane because of the negligible error that occurs.
Mit der Pegel-Oberfläche ist eine Oberfläche in der Kavität geschaffen, welche relativ zur Tiefenachse stärker geneigt ist als die die Kavität einfassenden Wandflächen bzw. welche zu einer zur Tiefenachse orthogonalen Bezugsebene weniger stark geneigt ist als die Wandflächen. Somit kann eine Kavität geschaffen werden, welche gleichzeitig einen geringen Flächenbedarf auf einer Einfüllseite des Gefäßkörpers aufweist und welche dennoch gestattet, eine in sie eingefüllte Flüssigkeitsmenge sehr genau zu bestimmen, da die die Kavität begrenzenden, längs der Tiefenachse verlaufenden Wandflächen steil, also mit geringem Wand-Neigungswinkel relativ zur Tiefenachse ausgebildet sein können. Gleichzeitig kann die Pegel-Oberfläche mit relativ zur Tiefenachse großem Längs-Neigungswinkel ausgebildet sein, sodass eine vorgegebene kleine Volumenänderung ΔV zu einer großen Änderung ΔI der Länge des von der eingefüllten Flüssigkeit benetzten Abschnitts der Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur führt. Somit kann der einem unvermeidlichen systembedingten Längenerfassungsfehler δI entsprechende Volumenfehler δV betragsmäßig kleingehalten werden, sodass trotz steiler Wandflächen ein Volumen einer in die Kavität eingefüllten Flüssigkeitsmenge sehr genau durch Erfassung einer von der Benetzungssituation abhängigen Länge der Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur bestimmbar ist.The level surface creates a surface in the cavity which is more inclined relative to the depth axis than the wall surfaces enclosing the cavity or which is less inclined than the wall surfaces to a reference plane orthogonal to the depth axis. A cavity can thus be created which at the same time has a small area requirement on a filling side of the vessel body and which nevertheless allows the amount of liquid filled into it to be determined very precisely, since the wall surfaces delimiting the cavity and running along the depth axis are steep, i.e. with a small wall -Angles of inclination can be formed relative to the depth axis. At the same time, the level surface can be designed with a large longitudinal inclination angle relative to the depth axis, so that a predetermined small change in volume ΔV leads to a large change ΔI in the length of the portion of the level surface wetted by the filled liquid along the level track. Thus, the volume error δV corresponding to an unavoidable system-related length detection error δI can be kept small in terms of amount, so that, despite steep wall surfaces, a volume of an amount of liquid filled into the cavity can be determined very precisely by recording a length of the level surface along the level track, which is dependent on the wetting situation.
Vorzugsweise beträgt der Breiten-Neigungswinkel 90°. Mit anderen Worten: vorzugsweise ist die Pegel-Oberfläche in Breitenrichtung orthogonal zur Tiefenachse. Dies muss jedoch nicht so sein. Sie kann auch relativ zur Tiefenachse mit einem von 90° verschiedenen Breiten-Neigungswinkel geneigt sein, wobei dann jedoch der Breiten-Neigungswinkel größer als der lokale Wand-Neigungswinkel in dem betreffenden Punkt der Pegelspur ist, sodass die Pegel-Oberfläche in Breitenrichtung stets weniger steil ist als die Wandflächen. Dadurch ist sie bei bildgebender Erfassung der Kavität, insbesondere der mit Flüssigkeit wenigstens teilweise gefüllten Kavität, mit zur Tiefenachse paralleler optische Achse der bildgebenden Erfassungsvorrichtung gut beobachtbar.The latitude inclination angle is preferably 90 °. In other words: the level surface is preferably orthogonal to the depth axis in the width direction. However, this does not have to be the case. It can also be inclined relative to the depth axis with a width inclination angle different from 90 °, but then the width inclination angle is greater than the local wall inclination angle at the relevant point of the gauge, so that the gauge surface is always less steep in the width direction is than the wall surfaces. As a result, it can be easily observed during imaging of the cavity, in particular the cavity at least partially filled with liquid, with the optical axis of the imaging detection device parallel to the depth axis.
Als Winkel, den eine Fläche mit der Tiefenachse in einer Schnittebene einschließt, soll der betragsmäßig kleinere von zwei in der Schnittebene ermittelbaren Winkeln gelten.The angle that a surface encloses with the depth axis in a section plane should be the smaller of the two angles that can be determined in the section plane.
Da der Längs-Neigungswinkel der Pegel-Oberfläche ein lokaler Längs-Neigungswinkel ist, welcher längs der Pegelspur betragsmäßig unterschiedlich sein kann, kann die Pegel-Oberfläche um eine sowohl zur Pegelspur als auch zur Tiefenachse orthogonale Formachse relativ zur Tiefenachse oder auch zu einer zur Tiefenachse orthogonalen Bezugsebene geneigt oder/und gekrümmt ausgebildet sein. Die Formachse kann je nach Gestaltverlauf der Pegel-Oberfläche Neigeachse oder Krümmungsachse sein. Since the longitudinal inclination angle of the level surface is a local longitudinal inclination angle, which can vary in amount along the level track, the level surface can be formed around a shape axis that is orthogonal to both the level track and the depth axis relative to the depth axis or to one to the depth axis orthogonal reference plane be inclined or / and curved. Depending on the shape of the level surface, the shape axis can be a tilt axis or an axis of curvature.
Im Falle von gekrümmten Wandflächen wird der lokale Wand-Neigungswinkel in einem Punkt der Wandfläche durch eine Tangentialebene an die gekrümmte Wandfläche in diesem Punkt bestimmt.In the case of curved wall surfaces, the local wall inclination angle at a point on the wall surface is determined by a plane tangential to the curved wall surface at this point.
Die Pegel-Oberfläche kann an einem gesondert vom Gefäßkörper ausgebildeten Pegelkörper ausgebildet sein, welcher in der Kavität angeordnet ist. Bevorzugt ist die Pegel-Oberfläche an einem Abschnitt des Gefäßkörpers ausgebildet und folglich einstückig-monolithisch mit dem übrigen Gefäßkörper verbunden.The level surface can be formed on a level body which is formed separately from the vessel body and which is arranged in the cavity. The level surface is preferably formed on a section of the vessel body and is consequently connected in one piece, monolithically, to the rest of the vessel body.
Bevorzugt weist die Pegel-Oberfläche einen betragsmäßig möglichst großen längs-Neigungswinkel auf, welcher jedoch kleiner als 90° ist, sodass eine Steigung der Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur vorhanden ist. Bevorzugt beträgt der Längs-Neigungswinkel über 80°. Eine möglichst lange und damit volumensensitive Pegel-Oberfläche kann dadurch erhalten werden, dass die Länge der wenigstens einen Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur mehr als das fünffache der orthogonal zur Pegelspur zu messenden Breite der Pegel-Oberfläche beträgt. Auf die Breite der Pegel-Oberfläche kommt es vorliegend technisch nur insofern an, als sie breit genug sein muss, um ihre Benetzung durch in die Kavität eingefüllte Flüssigkeit eindeutig feststellen zu können. Zusätzlich ist es vorteilhaft, die Breite derart zu wählen, dass Einflüsse auf die Flüssigkeitsverteilung aufgrund von Kapillareffekten möglichst gering bzw. auf vernachlässigbarem Niveau gehalten werden. Je größer das Verhältnis von Länge zu Breite der Pegel-Oberfläche ist, desto länger kann die Pegel-Oberfläche ohne Volumeneinbuße des Kavitätsvolumens ausgebildet sein. Bevorzugt beträgt daher die Länge der wenigstens einen Pegel-Oberfläche mehr als das Achtfache, besonders bevorzugt mehr als das Zwölffache ihrer Breite.The level surface preferably has a longitudinal angle of inclination which is as large as possible in terms of absolute value, but which is smaller than 90 °, so that a slope of the level surface along the Level track is available. The longitudinal inclination angle is preferably more than 80 °. The longest possible and thus volume-sensitive level surface can be obtained in that the length of the at least one level surface along the level track is more than five times the width of the level surface to be measured orthogonally to the level track. In the present case, the width of the level surface is technically important only to the extent that it has to be wide enough to be able to clearly determine its wetting by the liquid filled into the cavity. In addition, it is advantageous to choose the width in such a way that influences on the liquid distribution due to capillary effects are kept as small as possible or at a negligible level. The greater the ratio of length to width of the level surface, the longer the level surface can be designed without any loss in volume of the cavity volume. The length of the at least one level surface is therefore preferably more than eight times, particularly preferably more than twelve times its width.
Grundsätzlich kann die Breite der Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur variieren. Bevorzugt ist die Breite der Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur jedoch konstant, um längs der Pegel-Oberfläche für einheitliche und gleiche Messbedingungen zu sorgen. In principle, the width of the level surface can vary along the level track. However, the width of the level surface along the level track is preferably constant in order to ensure uniform and equal measurement conditions along the level surface.
Für eine bildgebende Bestimmung des Volumens der in die Kavität eingefüllten Flüssigkeit ist bei der vorliegend diskutierten Gefäßanordnung die Kenntnis der Füllhöhe der in die Kavität eingefüllten Flüssigkeit von großer Bedeutung.For an imaging determination of the volume of the liquid filled into the cavity, knowledge of the fill level of the liquid filled into the cavity is of great importance in the case of the presently discussed vessel arrangement.
Zur möglichst einfachen Ermittlung des Volumens einer in die Kavität eingefüllten Flüssigkeitsmenge ist es bevorzugt, wenn die Füllhöhe längs der Tiefenachse bestimmbar ist. Dies ist dann der Fall, wenn im Volumetrie-Bestimmungsbetrieb die Tiefenachse parallel zur Schwerkraftwirkungsrichtung verläuft. Denn dann ist die stets zur Schwerkraftwirkungsrichtung orthogonale freie Flüssigkeitsoberfläche auch zur Tiefenachse orthogonal. Zur erleichterten Diskussion der Gefäßanordnung sei daher der Gefäßanordnung eine zur Tiefenachse orthogonale Bezugsebene zugeordnet, welche einen Kavitätsboden an seinem tiefsten Punkt berührt. Die Bezugsebene ist, wie oben geschildert, für eine Bestimmung einer in der Gefäßanordnung aufgenommenen Flüssigkeitsmenge orthogonal zur Schwerkraftwirkungsrichtung zu orientieren.For the simplest possible determination of the volume of an amount of liquid filled into the cavity, it is preferred if the filling level can be determined along the depth axis. This is the case when the depth axis runs parallel to the direction of gravity in the volumetric determination mode. Because then the free liquid surface, which is always orthogonal to the direction of gravity, is also orthogonal to the depth axis. To facilitate discussion of the vessel arrangement, the vessel arrangement is therefore assigned a reference plane which is orthogonal to the depth axis and which touches a cavity floor at its deepest point. As described above, the reference plane is to be oriented orthogonally to the direction of the action of gravity in order to determine a quantity of liquid received in the vessel arrangement.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform, welche eine sehr genaue Volumenbestimmung gestattet, weist die Kavität wenigstens einen Kavitätskanalabschnitt auf, welcher sich längs der Tiefenachse in den Gefäßkörper hinein erstreckt und welcher längs der Pegelspur verläuft, wobei eine in die Kavität weisende Oberfläche eines Kavitätskanalbodens des Kavitätskanalabschnitts die Pegel-Oberfläche ist.According to a preferred embodiment, which allows a very precise volume determination, the cavity has at least one cavity channel section which extends along the depth axis into the vessel body and which runs along the level track, with a surface of a cavity channel bottom of the cavity channel section pointing into the cavity -Surface is.
Der Kavitätskanalboden ist bevorzugt in Breitenrichtung geradlinig. Es soll jedoch auch eine gekrümmte Ausbildung des Kavitätskanalbodens nicht ausgeschlossen sein. Bevorzugt ist eine gekrümmte Ausbildung bei Betrachtung des Kavitätskanalbodens längs der Tiefenachse eine konkav-gekrümmte Ausbildung, sodass der Kavitätskanalboden eine längs der Pegelspur verlaufende Rinne bilden kann.The cavity channel bottom is preferably straight in the width direction. However, a curved design of the cavity channel bottom should not be ruled out either. A curved design is preferred when considering the cavity channel bottom along the depth axis, a concave-curved design so that the cavity channel bottom can form a channel running along the level track.
Durch lokale Neigung der Pegel-Oberfläche des Kavitätskanalbodens mit dem lokalen Längs-Neigungswinkel, was, wie oben bereits ausgeführt, ihre Krümmung um eine zur Pegelspur und zur Tiefenachse orthogonale Formachse einschließt, verringert sich die längs der Tiefenachse zu messende Tiefe des wenigstens einen Kavitätskanalabschnitts längs der Pegelspur. Bei bekannter Gestalt der Kavität mit geneigtem oder/und gekrümmtem Kavitätskanalboden kann somit allein aus der Länge der im Kavitätskanalabschnitt vorhandenen freien Flüssigkeitsoberfläche, das ist die längs der Tiefenachse dem Kavitätsboden entgegengesetzt gelegene Flüssigkeitsoberfläche, mit hoher Genauigkeit auf das Volumen der in die Kavität eingefüllten Flüssigkeitsmenge geschlossen werden.By local inclination of the level surface of the cavity channel bottom with the local longitudinal angle of inclination, which, as already stated above, includes its curvature around a shape axis orthogonal to the level track and the depth axis, the depth of the at least one cavity channel section to be measured along the depth axis is reduced the level track. With a known shape of the cavity with an inclined and / or curved cavity channel base, the volume of the amount of liquid filled into the cavity can be inferred with high accuracy from the length of the free liquid surface present in the cavity channel section alone, that is, the liquid surface opposite the cavity base along the depth axis become.
Sofern sich eine Flüssigkeit im Zusammenwirken mit dem Material der Gefäßanordnung und dessen Benetzung durch die Flüssigkeit in der Kavität ausnivellieren kann, existiert eine Mindestmenge an in die Kavität einzufüllende Flüssigkeit nicht, da aus jeder über dem Kavitätskanalboden existierenden freien Flüssigkeitsoberfläche bei bekannter Kavitätsgestalt auf das Volumen der eingefüllten Flüssigkeit geschlossen werden kann. Der Umstand, dass der Kavitätskanalboden nicht nur um eine zur Tiefenachse, sondern auch zur Pegelspur orthogonale Formachse relativ zur Tiefenachse oder zur Bezugsebene geneigt oder/und gekrümmt ist, soll nicht ausschließen, dass der Kavitätskanalboden auch um eine längs der Pegelspur verlaufende weitere Formachse relativ zur Tiefenachse oder zur Bezugsebene geneigt oder/und gekrümmt ausgebildet sein kann, etwa bei Betrachtung in einer zur Pegelspur orthogonalen Schnittebene eine V- oder U-förmige Berandung aufweist. Dann kann in Fällen von derart kleinen Flüssigkeitsmengen, dass sie die Breite des Kavitätskanalabschnitts nicht vollständig ausfüllen, das Volumen der eingefüllten Flüssigkeitsmenge aus der Länge und der Breite der freien Flüssigkeitsoberfläche berechnet werden. Kenntnis der konkreten Gestalt der Kavität ist hierfür stets vorausgesetzt. Eine solche um die weitere Formachse geneigte oder/und gekrümmte Ausbildung des Kavitätskanalbodens ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform nur in einem Abschnitt der Pegelspur ausgebildet, und zwar ausgehend von dem im Volumetrie-Bestimmungsbetrieb tiefsten Punkt des Kavitätskanalabschnitts. Ausgehend von diesem tiefsten Punkt kann der Öffnungswinkel einer V-förmigen Berandung längs der Pegelspur zunehmen oder kann die Krümmung einer U-förmigen Berandung längs der Pegelspur abnehmen, bis schließlich ein ebener, zur Tiefenachse orthogonaler Rand erreicht ist.If a liquid can level itself in interaction with the material of the vessel arrangement and its wetting by the liquid in the cavity, there is no minimum amount of liquid to be filled into the cavity, since from every free liquid surface existing above the cavity channel bottom with a known cavity shape on the volume of the filled liquid can be closed. The fact that the cavity channel bottom is inclined and / or curved not only about a shape axis that is orthogonal to the depth axis but also to the level track relative to the depth axis or to the reference plane should not exclude the possibility that the cavity channel bottom is also relative to a further shape axis running along the level track Depth axis or can be designed inclined and / or curved to the reference plane, for example having a V- or U-shaped border when viewed in a sectional plane orthogonal to the level track. Then, in cases of such small amounts of liquid that they do not completely fill the width of the cavity channel section, the volume of the amount of liquid filled can be calculated from the length and the width of the free liquid surface. Knowledge of the specific shape of the cavity is always a prerequisite for this. Such a configuration of the cavity channel base inclined and / or curved about the further mold axis is, according to a preferred embodiment, only configured in a section of the level trace, starting from the one in the Volumetric determination operation lowest point of the cavity channel section. Starting from this lowest point, the opening angle of a V-shaped border can increase along the level track or the curvature of a U-shaped border can decrease along the level track until a flat edge is reached that is orthogonal to the depth axis.
Bevorzugt ist die Kavität derart ausgebildet, dass sich in sie eingefüllte Flüssigkeit - wobei hier Im Zweifel destilliertes Wasser bei 20 °C und einem Atmosphärendruck von 1013 hPa als Referenzflüssigkeit gelten soll - alleine aufgrund ihrer Gewichtskraft fließend in einen Gleichgewichtszustand bewegt, mithin Kapillareffekte für das Ausfüllen von Kavitätskanalabschnitten keine oder wegen unvermeidlicher Oberflächeneffekte an der Grenze zwischen Flüssigkeit und Gefäßkörper lediglich eine untergeordnete Rolle spielen sollen. An eine zusätzliche Druckbeaufschlagung der Flüssigkeit, um diese in der Kavität zu verlagern, ist vorliegend nicht gedacht. Die Breite des Kavitätskanalabschnitts beträgt daher bevorzugt mindestens 1,7 mm, stärker bevorzugt mindestens 1,9 mm.The cavity is preferably designed in such a way that the liquid filled into it - in which case distilled water at 20 ° C and an atmospheric pressure of 1013 hPa should be used as the reference liquid in this case - flows smoothly into a state of equilibrium solely due to its weight, thus capillary effects for filling of cavity channel sections should not play a role or should only play a subordinate role because of unavoidable surface effects at the boundary between liquid and vessel body. Additional pressurization of the liquid in order to displace it in the cavity is not intended in the present case. The width of the cavity channel section is therefore preferably at least 1.7 mm, more preferably at least 1.9 mm.
Der wenigstens eine Kavitätskanalabschnitt weist längs der Pegelspur seine größte Abmessung auf.The at least one cavity channel section has its largest dimension along the level track.
Bevorzugt ist die Kavität für ein Einfüllen von Flüssigkeit an wenigstens einer Stelle offen. Für ein einfaches automatisiertes Einfüllen von Flüssigkeit in die Kavität ist sie besonders bevorzugt längs der Tiefenachse in Richtung vom Kavitätsboden weg offen.The cavity is preferably open at at least one point for filling in liquid. For simple, automated filling of liquid into the cavity, it is particularly preferably open along the depth axis in the direction away from the cavity bottom.
In der Regel wird der Gefäßkörper eine ebene Endfläche aufweisen. Dies kann eine Standfläche sein, mit welcher der Gefäßkörper auf einen Untergrund aufgestellt werden kann. Dies kann alternativ oder bevorzugt zusätzlich eine vom Kavitätsboden fernliegende Endfläche sein, von welcher aus sich die Kavität längs der Tiefenachse in den Gefäßkörper hinein erstreckt. Liegt eine dieser genannten Endflächen am Gefäßkörper vor, ist die Bezugsebene als parallele Ebene zu dieser Endfläche sehr einfach zu bestimmen.As a rule, the vessel body will have a flat end face. This can be a standing surface with which the vessel body can be set up on a surface. Alternatively or preferably, this can additionally be an end face remote from the cavity bottom, from which the cavity extends along the depth axis into the vessel body. If one of these named end faces is present on the vessel body, the reference plane can be determined very easily as a plane parallel to this end face.
Für den unwahrscheinlichen Fall, dass ein völlig irregulär geformter Gefäßkörper vorliegt, wobei ein dem Kavitätsboden entgegengesetzter Rand einer Einfüllöffnung der Kavität in einer Ebene liegt, kann in erster Näherung davon ausgegangen werden, dass die Bezugsebene parallel zur Ebene des Kavitätsrandes verläuft.In the unlikely event that a completely irregularly shaped vessel body is present, with an edge of a filling opening of the cavity opposite the cavity bottom lying in one plane, it can be assumed as a first approximation that the reference plane runs parallel to the plane of the cavity edge.
Ein Vorteil der vorliegend vorgestellten bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gefäßanordnung liegt darin, dass der Kavitätskanalabschnitt längs der Pegelspur wenigstens über einen Großteil seiner längs der Tiefenachse zu messenden Tiefenerstreckung eine sowohl zur Tiefenachse als auch zur Pegelspur orthogonale konstante Breite aufweisen kann. Somit kann der Kavitätskanalabschnitt durch zwei sich einander in Breitenrichtung gegenüberliegende wenigstens zur Tiefenachse, bevorzugt auch zueinander parallele Kavitätswandabschnitte begrenzt sein. Der Wand-Neigungswinkel beträgt dann 0°. Bevorzugt ist die Breite zusätzlich wenigstens über einen Großteil der längs der Pegelspur zu messenden Längenerstreckung des Kavitätskanalabschnitts konstant. Es genügt jedoch grundsätzlich, wenn sich die längs der Tiefenerstreckung konstante Breite des Kavitätskanalabschnitts längs der Pegelspur gemäß einem bekannten Zusammenhang ändert.An advantage of the presently presented preferred embodiment of a vessel arrangement according to the invention is that the cavity channel section along the level trace can have a constant width orthogonal to both the depth axis and the level trace over at least a large part of its depth to be measured along the depth axis. The cavity channel section can thus be delimited by two cavity wall sections which are opposite one another in the width direction, at least to the depth axis, and preferably also parallel to one another. The wall inclination angle is then 0 °. In addition, the width is preferably constant at least over a large part of the length of the cavity channel section to be measured along the level track. In principle, however, it is sufficient if the width of the cavity channel section, which is constant along the depth, changes along the level track in accordance with a known relationship.
Der sich längs der Tiefenachse an die Seitenwände des Kavitätskanalabschnitts anschließende Kavitätskanalboden mit der zum Kavitätsvolumens hinweisenden Pegel-Oberfläche kann eben oder, wie oben beschrieben, wenigstens in einem Bereich größter Tiefenerstreckung des Kavitätskanalabschnitts um die oben genannte weitere Formachse relativ zur Bezugsebene geneigt oder/gekrümmt ausgebildet sein. Dann, wenn sich die Flüssigkeit in dem Kavitätskanalabschnitt vom Kavitätskanalboden aus bis in den Bereich längs der Tiefenachse konstanter Breite erstreckt, kann das Volumen der Flüssigkeit alleine aus der Länge ihrer freien Oberfläche längs der Pegelspur ermittelt werden.The cavity channel bottom adjoining the side walls of the cavity channel section along the depth axis with the level surface pointing to the cavity volume can be flat or, as described above, at least in an area of greatest depth extension of the cavity channel section around the above-mentioned further shape axis inclined or / or curved relative to the reference plane being. Then, when the liquid in the cavity channel section extends from the cavity channel bottom into the area along the depth axis of constant width, the volume of the liquid can be determined solely from the length of its free surface along the level track.
Durch die über einen Großteil ihrer Tiefenerstreckung und bevorzugt auch über einen Großteil ihrer Längenerstreckung konstante Breite des Kavitätskanalabschnitts kann dieser ohne übermäßigen Flächenbedarf mit großer Länge ausgebildet werden, sodass der mit der vorliegend diskutierten Gefäßanordnung ermittelbare Volumenbereich von sehr kleinen Flüssigkeitsvolumen im einstelligen µl-Bereich oder sogar darunter bis in den ml-Bereich reichen kann. Im Gegensatz dazu muss beispielsweise die aus der
Einen noch größeren Messbereich kann die in der vorliegenden Anmeldung vorgestellte Gefäßanordnung dadurch erhalten, dass die Pegelspur einen gekrümmten Verlauf aufweist. Da die Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur eine konstante Breite aufweisen kann, kann die Pegel-Oberfläche in verhältnismäßig geringem Bauraum des Gefäßkörpers durch gekrümmten, oder sogar durch mäandrischen Verlauf eine verhältnismäßig große Länge aufweisen, was einem verhältnismäßig großen Volumen-messbereich entspricht. Daher weist die wenigstens eine Pegel-Oberfläche bevorzugt einen mehrfach gekrümmten Verlauf auf, optional einen mehrfach gekrümmten Verlauf mit lokal unterschiedlichen Krümmungssinnen auf, um den vom Gefäßkörper bereitgestellten Bauraum möglichst intensiv zur Ausbildung der Kavität nutzen zu können.The vessel arrangement presented in the present application can obtain an even larger measuring range by virtue of the fact that the level trace has a curved course. Since the level Surface along the level track can have a constant width, the level surface can have a relatively large length in a relatively small installation space of the vessel body due to a curved or even meandering course, which corresponds to a relatively large volume measurement range. The at least one level surface therefore preferably has a multiply curved course, optionally a multiply curved course with locally different curvatures in order to be able to use the construction space provided by the vessel body as intensively as possible to form the cavity.
Beispielsweise kann die Pegel-Oberfläche wendelförmig vom Kavitätsboden ausgehend mit der Tiefenachse als Wendelachse verlaufen, wobei der Wendelradius mit zunehmenden Abstand vom Kavitätsboden größer wird, und zwar vorzugsweise um wenigstens die Breite der Pegel-Oberfläche der unmittelbar vorhergehenden, dem Kavitätsboden näher liegenden Windung, damit die Pegel-Oberfläche längs ihrer gesamten Länge durch Bilderfassung mit zur Tiefenachse paralleler optischer Achse erfassbar ist.For example, the level surface can run helically starting from the cavity bottom with the depth axis as the helix axis, the helix radius increasing with increasing distance from the cavity bottom, preferably by at least the width of the level surface of the immediately preceding turn, which is closer to the cavity bottom the level surface can be captured along its entire length by image capture with the optical axis parallel to the depth axis.
Der geringe Bauraumbedarf der vorliegend diskutierten Kavität ermöglicht die Bereitstellung eines für eine Volumenmessung nutzbaren großen Kavitätsvolumens durch Ausbildung einer Mehrzahl von Pegel-Oberflächen, von welchen jede längs ihrer zur gemeinsamen Tiefenachse orthogonalen individuellen Pegelspur verläuft.The small space requirement of the cavity discussed here enables the provision of a large cavity volume that can be used for volume measurement by forming a plurality of level surfaces, each of which runs along its individual level track orthogonal to the common depth axis.
Grundsätzlich kann die wenigstens eine Pegel-Oberfläche frei und in Breitenrichtung beiderseits mit Abstand von die Kavität begrenzenden Wandflächen vorgesehen sein, etwa als eine vom Kavitätsboden wegweisende Oberfläche eines vom Kavitätsboden auskragenden Stegs, wenngleich eine solche Ausgestaltung aufwendig und herstellungstechnisch herausfordernd sein kann. Bevorzugt grenzt daher die wenigstens eine Pegel-Oberfläche in ihrer Breitenrichtung in wenigstens einem Breiten-Endbereich an eine die Kavitätswand begrenzende Wandfläche an. Die wenigstens eine Pegel-Oberfläche ist in Breitenrichtung dann in wenigstens einem Breitenbereich durch die angrenzende Wandfläche körperlich begrenzt. Im Falle eines Vorhandenseins einer Mehrzahl von Pegel-Oberflächen grenzt jede aus der Mehrzahl der Pegel-Oberflächen in ihrer jeweiligen Breitenrichtung in wenigstens einem Breiten-Endbereich an eine solche Wandfläche an und ist durch diese körperlich begrenzt.In principle, the at least one level surface can be provided free and in the width direction on both sides at a distance from the wall surfaces delimiting the cavity, for example as a surface of a web protruding from the cavity bottom facing away from the cavity bottom, although such a design can be complex and technically challenging. The at least one level surface therefore preferably adjoins a wall surface delimiting the cavity wall in its width direction in at least one width end region. The at least one level surface is then physically delimited in the width direction in at least one width area by the adjoining wall surface. If a plurality of level surfaces is present, each of the plurality of level surfaces adjoins such a wall surface in its respective width direction in at least one width end region and is physically delimited by it.
Im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel einer Pegel-Oberfläche als Oberfläche eines Kavitätskanalbodens eines Kavitätskanalabschnitts grenzt die so gebildete Pegel-Oberfläche in ihrer Breitenrichtung an beiden in Breitenrichtung entgegengesetzten Endbereichen an je eine Wandfläche an und ist in beiden entgegengesetzten Breiten-Endbereichen körperlich durch eine Wandfläche begrenzt.In the above-described embodiment of a level surface as the surface of a cavity channel bottom of a cavity channel section, the level surface thus formed adjoins a wall surface in its width direction at both opposite end areas in width direction and is physically delimited by a wall surface in both opposite width end areas.
Die oben beschriebene Mehrzahl von Pegel-Oberflächen kann in Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsform realisiert sein als Oberflächen von Kavitätskanalböden einer Mehrzahl von miteinander fluidmechanisch kommunizierenden Kavitätskanalabschnitten im Gefäßkörper. Die kommunizierenden Kavitätskanalabschnitte erstrecken sich jeweils längs einer gemeinsamen Tiefenachse in den Gefäßkörper hinein, sodass in jedem der kommunizierenden Kavitätskanalabschnitte die Füllhöhe einer eingefüllten Flüssigkeit über dem Kavitätsboden längs derselben Tiefenachse bestimmbar ist. Jeder dieser Kavitätskanalabschnitte verläuft allerdings längs seiner zur gemeinsamen Tiefenachse orthogonalen individuellen Pegelspur. Erfindungsgemäß weist wenigstens ein Kavitätskanalabschnitt, bevorzugt weist jeder Kavitätskanalabschnitt, längs seiner individuellen Pegelspur seine größte Abmessung auf. Bevorzugt kommunizieren die Kavitätskanalabschnitte nur an einem Punkt miteinander und kreuzen sich ansonsten nicht. Jeder der Kavitätskanalabschnitte ist wie der oben beschriebene wenigstens eine Kavitätskanalabschnitt ausgebildet, d. h. jeder weist einen um eine sowohl zur Tiefenachse als auch zu seiner individuellen Pegelspur orthogonale Formachse geneigten oder/und gekrümmten Kavitätskanalboden auf. Im Hinblick auf die oben beschriebene Bezugsebene soll diese als den tiefsten Punkt der Kavität berührend gedacht sein.In a further development of the embodiment described above, the above-described plurality of level surfaces can be implemented as surfaces of cavity channel bottoms of a plurality of cavity channel sections in the vessel body that communicate with one another by fluid mechanics. The communicating cavity channel sections each extend along a common depth axis into the vessel body, so that in each of the communicating cavity channel sections the filling level of a liquid filled above the cavity bottom can be determined along the same depth axis. However, each of these cavity channel sections runs along its individual level track, which is orthogonal to the common depth axis. According to the invention, at least one cavity channel section, preferably each cavity channel section, has its largest dimension along its individual level track. The cavity channel sections preferably only communicate with one another at one point and do not otherwise cross one another. Each of the cavity channel sections is formed like the at least one cavity channel section described above, i. H. each has a cavity channel bottom which is inclined and / or curved about a shape axis that is orthogonal both to the depth axis and to its individual level track. With regard to the reference plane described above, this should be thought of as touching the lowest point of the cavity.
Die oben genannte Formachse, um welche der Kavitätsboden des wenigstens einen Kavitätskanalabschnitts bezüglich der Tiefenachse oder der Bezugsebene geneigt oder und gekrümmt ist, ist eine lokale Formachse. Da die Formachse zur Pegelspur orthogonal ausgerichtet ist, ändert sich die Orientierung der Formachse im absoluten Raum, wenn sich die Orientierung der Pegelspur ändert, etwa längs gekrümmter Bereiche der Pegelspur.The above-mentioned mold axis, about which the cavity bottom of the at least one cavity channel section is inclined or and curved with respect to the depth axis or the reference plane, is a local mold axis. Since the shape axis is aligned orthogonally to the level track, the orientation of the shape axis changes in absolute space when the orientation of the level track changes, for example along curved areas of the level track.
Die Neigung oder/und Krümmung der Mehrzahl von Pegel-Oberflächen um ihre jeweilige Formachse ist dabei bevorzugt derart, dass der Abstand der Pegel-Oberflächen von der Bezugsebene längs der jeweiligen individuellen Pegelspur ausgehend von Ort größter Annäherung der Pegel-Oberflächen größer wird. An dem Ort größter Annäherung sind die Pegel-Oberflächen, insbesondere als Oberflächen von Kavitätskanalböden, von längs unterschiedlichen Pegelspuren verlaufenden Kavitätskanalabschnitten unmittelbar fluidmechanisch kommunizierend miteinander verbunden. Dies hat den Vorteil, dass der Ort größter Annäherung als gemeinsamer Koordinatenursprung für eine Längenmessung der freien Oberflächen der Flüssigkeit in den jeweiligen Kavitätskanalabschnitten dienen kann.The inclination and / or curvature of the plurality of level surfaces around their respective shape axis is preferably such that the distance of the level surfaces from the reference plane along the respective individual level track increases from the point of closest approach of the level surfaces. At the point of greatest approximation, the level surfaces, in particular as surfaces of cavity channel bottoms, of cavity channel sections running along different level tracks are connected to one another in a direct fluid-mechanically communicating manner. This has the advantage that the location of the greatest approximation can serve as a common origin for a length measurement of the free surfaces of the liquid in the respective cavity channel sections.
Zur Erleichterung der Auswertung eines von der Kavität mit darin eingefüllter Flüssigkeit gewonnenen Bildes sind bevorzugt die Pegel-Oberflächen, insbesondere die Kavitätskanalabschnitte mit identischer Gestalt zueinander nicht-parallel ausgebildet. Hierzu können die Pegel-Oberflächen um eine zur Tiefenachse parallele Drehachse zueinander verdreht ausgebildet sein. Bevorzugt beträgt dabei der Verdrehwinkel zwischen wenigstens drei Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitten, jeweils wenigstens 80°, vorzugsweise wenigstens 90°, um aus der Länge der von der von eingefüllter Flüssigkeit benetzten oder/und nicht-benetzten Pegel-Oberfläche besonders zuverlässig auf die Orientierung der Kavität relativ zur Schwerkraftwirkungsrichtung schließen zu können. Auf diese Weise kann nicht nur das Volumen einer in die Kavität eingefüllten Flüssigkeitsmenge berechnet werden, sondern es kann zusätzlich beurteilt werden, ob die Gefäßanordnung in der für eine volumetrische Bestimmung vorgegebenen korrekten Lage angeordnet ist oder nicht. Hierfür müssen die Pegel-Oberflächen, insbesondere die Kavitätskanalabschnitte nicht identisch ausgebildet sein. Unterschiede zwischen den Pegel-Oberflächen, insbesondere den Kavitätskanalabschnitten, können in den jeweiligen zur Beurteilung der Benetzungssitutation verwendeten Berechnungsformeln berücksichtigt sein. Jedoch erleichtert die Verwendung identisch ausgebildeter Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitte, die Auswertung eines von der Kavität mit darin eingefüllter Flüssigkeit erzeugten Bildes nicht nur für die Ermittlung des Flüssigkeitsvolumens, sondern auch für die Ermittlung, ob die Tiefenachse der Kavität ausreichend genau parallel zur Schwerkraftwirkungsrichtung orientiert ist. Ebenso erleichtert eine um die Verdrehachse äquidistante Anordnung der Mehrzahl von Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitten, mit gleichen Verdrehwinkelabständen die Auswertung, ob die Tiefenachse der Kavität ausreichend genau parallel zur Schwerkraftwirkungsrichtung orientiert ist. Bei der Verwendung identisch ausgebildeter Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitte, kann sogar unabhängig von einer rechnertechnischen Auswertung eines von der freien Oberfläche erzeugten Bildes eine mit der Gefäßanordnung arbeitende Bedienperson, mühelos auf den ersten Blick, eine fehlerhafte Anordnung der Gefäßanordnung erkennen.To facilitate the evaluation of an image obtained from the cavity with the liquid filled therein, the level surfaces, in particular the cavity channel sections, are preferably designed to be non-parallel to one another with an identical shape. For this purpose, the level surfaces can be designed to be rotated with respect to one another about an axis of rotation parallel to the depth axis. The angle of rotation between at least three level surfaces, in particular cavity channel sections, is preferably at least 80 °, preferably at least 90 °, in order to orientate particularly reliably from the length of the level surface wetted and / or not wetted by the filled liquid to be able to close the cavity relative to the direction of gravity. In this way, not only can the volume of an amount of liquid filled into the cavity be calculated, but it can also be assessed whether or not the vessel arrangement is arranged in the correct position specified for a volumetric determination. For this purpose, the level surfaces, in particular the cavity channel sections, do not have to be of identical design. Differences between the level surfaces, in particular the cavity channel sections, can be taken into account in the respective calculation formulas used to assess the wetting situation. However, the use of identically designed level surfaces, in particular cavity channel sections, facilitates the evaluation of an image generated by the cavity with liquid filled therein, not only for determining the liquid volume, but also for determining whether the depth axis of the cavity is oriented sufficiently precisely parallel to the direction of gravity is. Equidistant arrangement of the plurality of level surfaces, in particular cavity channel sections, with the same angular spacings around the rotation axis also facilitates the evaluation of whether the depth axis of the cavity is oriented sufficiently precisely parallel to the direction of the action of gravity. When using identically designed level surfaces, in particular cavity channel sections, an operator working with the vessel arrangement can even easily recognize a faulty arrangement of the vessel arrangement at first glance, independently of a computer evaluation of an image generated by the free surface.
Bei der Verwendung identischer Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitte, sind bei korrekter Anordnung der Gefäßanordnung mit zur Schwerkraftwirkungsrichtung paralleler Tiefenachse alle Pegel-Oberflächen gleichförmig benetzt, bzw. alle Kavitätskanalabschnitte gleichförmig gefüllt, d. h. die freie Flüssigkeitsoberfläche erstreckt sich über allen Pegel-Oberflächen längs der Pegelspur gleich weit. Ist dies nicht der Fall, ist die Gefäßanordnung mit ihrer Tiefenachse relativ zur Schwerkraftwirkungsrichtung geneigt und sollte gegebenenfalls nachjustiert werden.When using identical level surfaces, in particular cavity channel sections, if the vessel arrangement is correctly arranged with the depth axis parallel to the direction of gravity, all level surfaces are uniformly wetted, or all cavity channel sections are uniformly filled, i.e. H. the free liquid surface extends over all level surfaces along the level track to the same extent. If this is not the case, the depth axis of the vessel arrangement is inclined relative to the direction of the action of gravity and should be readjusted if necessary.
Ein Befüllen der Kavität mit der volumetrisch zu erfassenden Flüssigkeitsmenge kann bevorzugt dadurch vereinfacht werden, dass die Mehrzahl von Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitten, von einem gemeinsamen Ursprungsort ausgehend verläuft.Filling the cavity with the amount of liquid to be volumetrically detected can preferably be simplified in that the plurality of level surfaces, in particular cavity channel sections, run from a common original location.
Die Ausgestaltung der Kavität mit wenigstens einem wie vorstehend beschrieben ausgebildeten Kavitätskanalabschnitt gestattet die Ermittlung des Volumens und insbesondere der Füllhöhe der in die Kavität eingefüllten Flüssigkeit alleine auf Grundlage der Länge der freien Flüssigkeitsoberfläche längs der Pegelspur. Da die in die Kavität eingefüllte Flüssigkeit nach Einstellung eines Gleichgewichtszustands in der Kavität ruht und nicht strömt, lässt sich in kommunizierenden Kavitätsabschnitten mit Verweis auf das hydrostatische Paradoxon bei bekannter Kavitätsgestalt ausgehend von einer lokal ermittelten Füllhöhe auf alle lokal aufgrund der Kavitätsgestalt unterschiedlichen Füllhöhen schließen. Dadurch kann mit der vorliegend beschriebenen Kavität, die wenigstens einen wie oben dargelegt ausgestalteten Kavitätskanalabschnitt umfasst, auch eine sehr große Flüssigkeitsmenge sehr genau volumetrisch bestimmt werden.The configuration of the cavity with at least one cavity channel section designed as described above allows the determination of the volume and in particular the filling level of the liquid filled into the cavity solely on the basis of the length of the free liquid surface along the level track. Since the liquid filled into the cavity rests in the cavity after a state of equilibrium has been established and does not flow, in communicating cavity sections with reference to the hydrostatic paradox in the case of a known cavity shape, starting from a locally determined fill height, all locally different fill heights due to the cavity shape can be inferred. As a result, with the presently described cavity, which comprises at least one cavity channel section configured as set out above, a very large amount of liquid can also be determined volumetrically very precisely.
Bei anderen Ausgestaltungen der wenigstens einen Pegel-Oberfläche, insbesondere bei einer Ausgestaltung, bei welcher die Pegel-Oberfläche einseitig von einer Seitenwandfläche der Kavität auskragt, bei welcher also die Pegel-Oberfläche in ihrer zur Pegelspur orthogonalen Breitenrichtung nur in einem Breiten-Endbereich von einer Seitenwandfläche der Kavität körperlich begrenzt ist, kann die Ermittlung des Flüssigkeitsvolumens anhand einer anderen bildgebend erfassbaren Oberfläche vorteilhafter sein. Eine solche Pegel-Oberfläche kann in einer Seitenwandfläche beispielsweise eine Stufe, oder, etwa im Falle einer oben genannten wendelförmigen Pegel-Oberfläche, mehrere Stufen bilden. An die Pegel-Oberfläche kann sich - bei Betrachtung in einer zur Tiefenachse parallelen und zur Seitenwandfläche orthogonalen Schnittebene - in Breitenrichtung beiderseits der Pegel-Oberfläche je ein Seitenwandflächenabschnitt anschließen, welche in entgegengesetzten Richtungen von der Pegel-Oberfläche weg verlaufen, so dass nur ein Seitenwandflächenabschnitt die Pegel-Oberfläche in Breitenrichtung körperlich begrenzt. Hier kann die Ermittlung des Flüssigkeitsvolumens oder eines dieses Volumen repräsentierenden Werts anhand einer Ermittlung einer Länge eines nicht von Flüssigkeit benetzten Abschnitts der wenigstens einen Pegel-Oberfläche oder/und anhand einer Ermittlung eines Ortes einer Benetzungsgrenze zu genaueren Ergebnissen führen als die Ermittlung einer Länge eines benetzten Abschnitts der Pegel-Oberfläche.In other configurations of the at least one level surface, in particular in a configuration in which the level surface protrudes on one side from a side wall surface of the cavity, i.e. in which the level surface in its width direction orthogonal to the level track is only in a width end area of one Side wall surface of the cavity is physically limited, the determination of the liquid volume on the basis of another surface that can be detected by imaging can be more advantageous. Such a level surface can form, for example, one step in a side wall surface, or, for example in the case of an above-mentioned helical level surface, several steps. When viewed in a sectional plane parallel to the depth axis and orthogonal to the side wall surface, the level surface can be adjoined in the width direction on both sides of the level surface by a side wall surface section, which run in opposite directions away from the level surface, so that only one side wall surface section the surface of the gauge is physically limited in the width direction. Here, the determination of the liquid volume or a value representing this volume on the basis of a determination of a length of a section of the at least one level surface that is not wetted by liquid and / or on the basis of a determination of a location of a wetting limit can lead to more precise results than the determination a length of a wetted portion of the level surface.
Die Kavität kann einen Reservoirabschnitt aufweisen, von welchem die wenigstens eine Pegel-Oberfläche ausgeht. Dann, wenn der Reservoirabschnitt zusätzlich zu dem wenigstens einen Kavitätskanalabschnitt vorgesehen ist, dessen Kavitätskanalboden die Pegel-Oberfläche bildet, kommuniziert der wenigstens eine Kavitätskanalabschnitt mit dem Reservoirabschnitt. Der Reservoirabschnitt weist in wenigstens zwei sowohl zueinander als auch zur Tiefenachse orthogonalen Raumrichtungen eine größere lichte Weite auf als die sowohl zur Pegelspur als auch zur Tiefenachse orthogonale, vorzugsweise längs der Pegelspur konstante, Breite des wenigstens einen vom Reservoirabschnitt ausgehenden Kavitätskanalabschnitts. Somit kann der Reservoirabschnitt in einem in der Gefäßanordnung vorgegebenen Raumkubus eine größere Menge an Flüssigkeit speichern bzw. aufnehmen als der mit ihm kommunizierende Kavitätskanalabschnitt. Da die aufgenommene Flüssigkeit im Reservoirabschnitt und im Kavitätskanalabschnitt jedoch eine gemeinsame freie Oberfläche bildet kann aus der aufgrund der Länge der freien Oberfläche im Kavitätskanalabschnitt bestimmten Füllhöhe auch auf die Flüssigkeitsmenge im kommunizierenden Reservoirabschnitt geschlossen werden.The cavity can have a reservoir section from which the at least one level surface starts. When the reservoir section is provided in addition to the at least one cavity channel section, the cavity channel bottom of which forms the level surface, the at least one cavity channel section communicates with the reservoir section. In at least two spatial directions orthogonal to each other and to the depth axis, the reservoir section has a greater clear width than the width of the at least one cavity channel section starting from the reservoir section, which is orthogonal to both the level trace and the depth axis, preferably constant along the level trace. Thus, the reservoir section can store or absorb a larger amount of liquid in a space cube predetermined in the vessel arrangement than the cavity channel section communicating with it. However, since the absorbed liquid in the reservoir section and in the cavity channel section forms a common free surface, conclusions can also be drawn about the amount of liquid in the communicating reservoir section from the fill level determined on the basis of the length of the free surface in the cavity channel section.
Bevorzugt ist der Reservoirabschnitt an dem Ursprungsort ausgebildet. Dann geht die wenigstens eine Pegel-Oberfläche, vorzugsweise der wenigstens eine Kavitätskanalabschnitt, oder gehen bevorzugt mehrere Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitte, besonders bevorzugt mehrere identische Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitte, von dem Reservoirabschnitt aus. Besonders bevorzugt ist die Mehrzahl von identischen Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitten, wie oben beschrieben winkel-äquidistant um die Verdrehachse verdreht angeordnet. Bevorzugt ist der Reservoirabschnitt aufgrund seiner Abmessungen für eine Befüllung der Kavität mit Flüssigkeit ausgebildet.The reservoir section is preferably formed at the original location. Then the at least one level surface, preferably the at least one cavity channel section, or preferably several level surfaces, in particular cavity channel sections, particularly preferably several identical level surfaces, in particular cavity channel sections, start from the reservoir section. Particularly preferably, the plurality of identical level surfaces, in particular cavity channel sections, are arranged rotated at equidistant angles about the axis of rotation, as described above. Due to its dimensions, the reservoir section is preferably designed for filling the cavity with liquid.
Eine besonders einfache Ausbildung der Kavität mit der wenigstens einen Pegel-Oberfläche wird durch eine Platte als Gefäßkörper ermöglicht. Bevorzugt weist die Platte zwei zu ihrer Dickenrichtung orthogonale Stirnseiten auf, wobei die Kavität herstellungstechnisch vorteilhaft einfach ausgehend von einer der Stirnseiten in die Platte hineinreicht. Daher verläuft bevorzugt die Dickenrichtung der Platte parallel zur Tiefenachse. In diesem Falle weist die eine Stirnseite als Einfüllseite einen eine Öffnung der Kavität begrenzenden Rand der Kavität auf und dient die andere Stirnseite als Auflageseite für eine möglichst ebene Auflage der Platte auf einem Untergrund. Die oben genannte Bezugsebene ist dann bevorzugt zu wenigstens einer Stirnseite der Platte parallel.A particularly simple design of the cavity with the at least one level surface is made possible by a plate as the vessel body. The plate preferably has two end faces that are orthogonal to its thickness direction, with the cavity advantageously simply extending into the plate from one of the end faces in terms of production technology. The thickness direction of the plate therefore preferably runs parallel to the depth axis. In this case, one end face has an edge of the cavity delimiting an opening of the cavity as the filling end, and the other end face serves as a support side for the plate to be supported on a substrate as evenly as possible. The above-mentioned reference plane is then preferably parallel to at least one end face of the plate.
Die Verwendung einer Platte bietet außerdem aufgrund ihrer relativ zur Dickenrichtung wesentlich größeren orthogonalen Flächenerstreckung die Möglichkeit, eine Mehrzahl von gesondert voneinander ausgebildeten Kavitäten nebeneinander anzuordnen. Eine derart mit einer Mehrzahl von gesondert ausgebildeten Kavitäten versehene Platte kann so zur parallelen volumetrischen Erfassung von mehreren gesonderten Flüssigkeitsmengen verwendet werden.The use of a plate also offers the possibility, due to its substantially larger orthogonal surface extension relative to the thickness direction, of arranging a plurality of cavities formed separately from one another next to one another. A plate provided with a plurality of separately designed cavities in this way can thus be used for the parallel volumetric detection of a plurality of separate amounts of liquid.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Gefäßbaugruppe, umfassend eine Gefäßanordnung, wie sie oben beschrieben ist, und weiter umfassend eine Trägeranordnung, an welcher die Gefäßanordnung mit zur Schwerkraftwirkungsrichtung paralleler Tiefenachse aufgenommen ist. Bevorzugt ist die Gefäßanordnung in der Gefäßbaugruppe betriebsbereit angeordnet. Die Trägeranordnung kann daher ein Arbeitstisch einer Pipettiervorrichtung sein. Die Trägeranordnung kann alternativ oder zusätzlich eine Aufnahme der Gefäßanordnung umfassen oder ein, wie etwa eine Trag- oder Spannvorrichtung, welche anschließend in einen Arbeitsraum einer Dosiervorrichtung, insbesondere Pipettiervorrichtung, verbracht wird.The present invention also relates to a vessel assembly comprising a vessel arrangement as described above and further comprising a carrier arrangement on which the vessel arrangement is received with a depth axis parallel to the direction of gravity. The vessel arrangement is preferably arranged in the vessel assembly ready for operation. The carrier arrangement can therefore be a work table of a pipetting device. As an alternative or in addition, the carrier arrangement can comprise a receptacle for the vessel arrangement or, for example, a carrying or clamping device, which is then brought into a working space of a dosing device, in particular a pipetting device.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Bestimmung einer Flüssigkeitsmenge unter Verwendung einer Gefäßbaugruppe, wie sie oben beschrieben ist. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
- - Einfüllen der Flüssigkeitsmenge in eine Kavität der Gefäßbaugruppe,
- - bildliches Erfassen einer freien Oberfläche wobei die freie Oberfläche eine Flüssigkeitsoberfläche der in der Kavität ausgebreiteten Flüssigkeitsmenge oder/und eine Oberfläche eines von der Flüssigkeitsmenge unbenetzten Abschnitts der wenigstens einen Pegel-Oberfläche umfasst,
- - Ermitteln der Benetzungssituation durch Ermitteln eines Ortes einer Benetzungsgrenze einer Pegel-Oberfläche oder/und Ermitteln einer Länge eines benetzten Abschnitts der wenigstens einen Pegel-Oberfläche oder/und einer Länge eines unbenetzten Abschnitts der wenigstens einen Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur aus der bildlichen Erfassung,
- - Ermitteln eines das Volumen der Flüssigkeitsmenge repräsentierenden Werts aus dem ermittelten Ort der Benetzungsgrenze oder/und aus der ermittelten Länge in der Kavität auf Grundlage von gespeicherten Daten betreffend die Gestalt der Kavität.
- - Filling the amount of liquid into a cavity of the vessel assembly,
- - Pictorial detection of a free surface, wherein the free surface comprises a liquid surface of the amount of liquid spread out in the cavity and / or a surface of a section of the at least one level surface that is not wetted by the amount of liquid,
- Determination of the wetting situation by determining a location of a wetting limit of a level surface and / and determining a length of a wetted section of the at least one level surface and / or a length of an unwetted section of the at least one level surface along the level trace from the visual acquisition ,
- Determination of a value representing the volume of the amount of liquid from the determined location of the wetting limit and / or from the determined length in the cavity on the basis of stored data relating to the shape of the cavity.
Die bildlich erfasste freie Oberfläche kann, insbesondere im Fall der oben beschriebenen Kavitätskanalabschnitte, eine freie Flüssigkeitsoberfläche umfassen oder sein, welche sich längs der Tiefenachse über der Pegel-Oberfläche erstreckt. In diesem Fall kann durch Bildauswertung aus der Länge der freien Flüssigkeitsoberfläche eine Länge eines benetzten Abschnitts der Pegel-Oberfläche, daraus eine Füllhöhe und daraus schließlich ein Wert ermittelt werden, welcher das Volumen der in der Kavität aufgenommenen Flüssigkeitsmenge repräsentiert.The image-captured free surface can, in particular in the case of the cavity channel sections described above, comprise or be a free liquid surface which extends along the depth axis above the level surface. In this case, a length of a wetted section of the level surface, from this a fill level and finally a value can be determined from the length of the free liquid surface from the length of the free liquid surface, which represents the volume of the amount of liquid received in the cavity.
Dann, wenn die Pegel-Oberfläche nicht in Breitenrichtung beiderseits durch Seitenwandflächenabschnitte der Kavität körperlich begrenzt ist, ist in der Regel aus der freien Oberfläche der Flüssigkeit die Füllhöhe weniger gut ermittelbar als aus der Länge eines nicht benetzten Abschnitts einer Pegel-Oberfläche, wobei diese Länge längs der der Pegel-Oberfläche zugeordneten Pegelspur zu ermitteln ist. Diese Länge kann ebenfalls durch Bildauswertung der bildlich erfassten freien Oberfläche ermittelt werden.If the level surface is not physically delimited on both sides in the width direction by side wall surface sections of the cavity, the filling level is usually less easy to determine from the free surface of the liquid than from the length of a non-wetted section of a level surface, with this length is to be determined along the level trace assigned to the level surface. This length can also be determined by evaluating the image of the free surface recorded in the image.
Ist beispielsweise die Gesamtlänge einer Pegel-Oberfläche längs ihrer Pegelspur bekannt, ergibt sich aus der nicht benetzten Länge ohne Weiteres die Länge ihres benetzten Abschnitts und damit wiederum die Füllhöhe der Flüssigkeitsmenge in der Kavität.If, for example, the total length of a level surface along its level track is known, the length of its wetted section easily results from the non-wetted length and thus in turn the fill level of the amount of liquid in the cavity.
Zusätzlich oder alternativ kann aus der bildlich erfassten freien Oberfläche auch eine Benetzungsgrenze ermittelt werden, an welcher ein benetzter Abschnitt der Pegel-Oberfläche endet und ein unbenetzter Abschnitt desselben beginnt. Beispielsweise kann die Pegel-Oberfläche mit längs ihrer Pegelspur mit Abstand angeordneten Kalibrationsmarkierungen versehen sein, welche unmittelbar aus der relativen Lage der Benetzungsgrenze zu wenigstens einer Kalibrationsmarkierung auf einen das Volumen der Flüssigkeitsmenge in der Kavität repräsentierenden Wert schließen lassen.Additionally or alternatively, a wetting limit can also be determined from the image-captured free surface, at which a wetted section of the level surface ends and an unwetted section of the same begins. For example, the level surface can be provided with calibration markings arranged at a distance along its level track, which allow a value representing the volume of the amount of liquid in the cavity to be deduced directly from the position of the wetting limit relative to at least one calibration mark.
Zur Absicherung eines Ermittlungsergebnisses können auch mehrere der oben angegebenen Wege der Ermittlung des das Volumen repräsentierenden Werts aus der bildlich erfassten freien Oberfläche durchgeführt werden.In order to safeguard a determination result, several of the above-mentioned ways of determining the value representing the volume from the image-captured free surface can also be carried out.
Die Benetzungsgrenze, die Länge des benetzten Abschnitts einer Pegel-Oberfläche und die Länge eines unbenetzten Abschnitts einer Pegel-Oberfläche sind jeweils für sich alleine genommen und erst recht in Kombination Repräsentanten der Benetzungssituation der Pegel-Oberfläche im Sinne der vorliegenden Anmeldung.The wetting limit, the length of the wetted section of a level surface and the length of an unwetted section of a level surface are each taken individually and even more in combination represent the wetting situation of the level surface within the meaning of the present application.
Aus der obigen Beschreibung der Gefäßanordnung der Gefäßbaugruppe hervorgehende Verfahrensaspekte sind Weiterbildungen dieses Verfahrens. Ebenso sind aus der Beschreibung des Verfahrens hervorgehende Vorrichtungsaspekte Weiterbildungen der Gefäßanordnung, der Gefäßbaugruppe und der nachfolgend erwähnten Pi pettiervorrichtu ng.Process aspects emerging from the above description of the vessel arrangement of the vessel assembly are further developments of this process. The device aspects arising from the description of the method are also further developments of the vessel arrangement, the vessel assembly and the pipetting device mentioned below.
Das Einfüllen der Flüssigkeitsmenge in die Kavität kann durch eine beliebige Dosiervorrichtung, insbesondere eine Pipettiervorrichtung erfolgen, und zwar bevorzugt unter Verwendung einer durch die volumetrische Erfassung der Flüssigkeitsmenge zu kalibrierenden Komponente der Dosiervorrichtung. Eine solche Komponente kann eine Pipettierspitze einer Pipettiervorrichtung oder eine Druckveränderungsvorrichtung zur Veränderung des Drucks eines Arbeitsgases in einem Pipettierkanal der Pipettiervorrichtung sein. Die Druckveränderungsvorrichtung kann beispielsweise einen in einem Pipettierkanal längs einer Pipettierkanalbahn verlagerbaren Pipettierkolben umfassen, durch dessen Verlagerung der Druck eines im Pipettierkanal aufgenommenen Arbeitsgases veränderbar ist. Der Pipettierkolben kann mechanisch über ein Gestänge oder ein Getriebe oder elektromotorisch über ein Magnetfeld zur Verlagerungsbewegung antreibbar sein. Letzteres ist bevorzugt eine linearmotorische Antreibbarkeit, bei welcher der Pipettierkolben wenigstens einen dauerhaft magnetisierten Abschnitt aufweist und so mittels eines außerhalb des Pipettierkanals durch eine Mehrzahl von elektromagnetischen Spulen erzeugten Magnetfelds verlagerbar ist.The filling of the amount of liquid into the cavity can take place by any desired dosing device, in particular a pipetting device, specifically preferably using a component of the dosing device to be calibrated by the volumetric detection of the amount of liquid. Such a component can be a pipette tip of a pipetting device or a pressure changing device for changing the pressure of a working gas in a pipetting channel of the pipetting device. The pressure changing device can, for example, comprise a pipetting plunger which can be displaced in a pipetting channel along a pipetting channel path and through the displacement of which the pressure of a working gas received in the pipetting channel can be changed. The pipetting piston can be driven mechanically via a linkage or a gear or by an electric motor via a magnetic field for the displacement movement. The latter is preferably a linear motor drivability in which the pipetting piston has at least one permanently magnetized section and can thus be displaced by means of a magnetic field generated outside the pipetting channel by a plurality of electromagnetic coils.
Die oben genannte freie Oberfläche kann durch eine beliebige Kamera erfasst werden. Insbesondere wird die freie Oberfläche durch eine Digitalkamera oder durch einen Scanner, insbesondere Flachbettscanner, erfasst. Das so gewonnene digitale Bild gestattet eine elektronische Auswertung des erfassten Bildes. Eine mögliche Ausführungsform einer solchen Digitalkamera ist eine bekannte CCD-Kamera.The above-mentioned free surface can be captured by any camera. In particular, the free surface is captured by a digital camera or by a scanner, in particular a flat bed scanner. The digital image obtained in this way allows the captured image to be evaluated electronically. One possible embodiment of such a digital camera is a known CCD camera.
Bevorzugt werden die oben genannten Längenabschnitte der Pegel-Oberfläche oder/- und die Benetzungsgrenze durch Bildverarbeitung eines elektronisch erzeugten Bildes ermittelt. Eine Längenermittlung kann beispielsweise unter Ermittlung der einschlägigen Pixelanzahl längs der Pegelspur erfolgen. Die Ermittlung einer Benetzungsgrenze kann durch Ermittlung einer Kontrastgrenze längs der Pegelspur erfolgen.The above-mentioned length sections of the level surface or / and the wetting limit are preferably determined by image processing of an electronically generated image. The length can be determined, for example, by determining the relevant number of pixels along the level track. A wetting limit can be determined by determining a contrast limit along the level track.
In einem Datenspeicher, beispielsweise einer Steuervorrichtung der Flüssigkeit in die Kavität einfüllenden Dosiervorrichtung, oder einer anderen Steuervorrichtung, ist bevorzugt eine Gestaltinformation der Kavität hinterlegt, die es ermöglicht, abhängig von der ermittelten zum Situation ein Flüssigkeitsvolumen zu ermitteln. Da jede Pegel-Oberfläche längs ihrer Pegelspur eine endliche Länge aufweist, reicht es im einfachsten Fall aus, Längenwerten eines Abschnitts einer Pegel-Oberfläche oder einem Ort einer Benetzungsgrenze eine Volumeninformation zuzuordnen. Aufgrund der vorgegebenen Gestalt der Kavität, insbesondere eines oben genannten Kavitätskanalabschnitts, breitet sich in die Kavität eingefüllte Flüssigkeit stets vom selben Ursprungsort längs der Pegelspur in der gleichen Richtung aus, sodass jeder ermittelten Länge eines Abschnitts einer Pegel-Oberfläche ein eindeutiges Flüssigkeitsvolumen zuordenbar ist.Shape information of the cavity is preferably stored in a data memory, for example a control device for the dosing device filling the cavity with liquid, or in another control device, which makes it possible to determine a liquid volume depending on the situation determined. Since each level surface has a finite length along its level track, it is sufficient in the The simplest case consists of assigning volume information to length values of a section of a level surface or a location of a wetting boundary. Due to the predetermined shape of the cavity, in particular a cavity channel section mentioned above, liquid filled into the cavity always spreads from the same original location along the level track in the same direction, so that a clear liquid volume can be assigned to each determined length of a section of a level surface.
Dann, wenn die Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur eine konstante gleichmäßige Steigung aufweist, reichen wenige Stützpunkte von Längenwerten aus, denen im Datenspeicher jeweils eine Volumeninformation zugeordnet ist. Zwischenwerte können dann durch Interpolation ermittelt werden. Die Pegel-Oberfläche kann längs der Pegelspur jedoch auch betragsmäßig unterschiedliche Steigungen oder/und Krümmungen aufweisen. Dies erhöht lediglich den Kalibrationsaufwand, um einer ermittelten Länge eines Abschnitts der Pegel-Oberfläche längs der Pegelspur oder einem ermittelten Ort einer Benetzungsgrenze eine eindeutige Volumeninformation zuzuordnen. Bei bekannter Kavitätsgestalt kann das Volumen zudem auch aus der ermittelten Länge analytisch berechnet werden.When the level surface along the level track has a constant uniform slope, a few support points of length values are sufficient, each of which is assigned volume information in the data memory. Intermediate values can then be determined by interpolation. The level surface can, however, also have gradients and / and curvatures of different amounts along the level track. This only increases the calibration effort in order to assign unambiguous volume information to a determined length of a section of the level surface along the level track or to a determined location of a wetting limit. If the shape of the cavity is known, the volume can also be calculated analytically from the determined length.
Wie bereits oben beschrieben wurde, weist bevorzugt die Gefäßbaugruppe eine Gefäßanordnung auf, deren Kavität eine Mehrzahl von Pegel-Oberflächen, insbesondere Kavitätskanalabschnitten, aufweist. Dann umfasst das obige Verfahren bevorzugt folgende weitere Schritte:
- - Ermitteln einer jeweiligen Benetzungsgrenze einer Mehrzahl von Pegel-Oberflächen oder/und Ermitteln einer Länge eines benetzten Abschnitts einer Mehrzahl von Pegel-Oberflächen oder/und einer jeweiligen Länge eines jeweiligen unbenetzten Abschnitts einer Mehrzahl von Pegel-Oberflächen längs der der jeweiligen Pegel-Oberfläche zugeordneten Pegelspur aus der bildlichen Erfassung,
- - vergleichen der ermittelten Orte der Benetzungsgrenzen oder/und der ermittelten Längen untereinander,
- - abhängig vom Vergleichsergebnis Verwerfen der bildlichen Erfassung oder Ermitteln eines das Volumen der Flüssigkeitsmenge repräsentierenden Werts aus den ermittelten Orten der Benetzungsgrenzen oder/und der ermittelten Längen der Flüssigkeitsoberfläche.
- - Determining a respective wetting limit of a plurality of level surfaces and / or determining a length of a wetted section of a plurality of level surfaces and / or a respective length of a respective unwetted section of a plurality of level surfaces along the associated with the respective level surface Level trace from the visual acquisition,
- - compare the determined locations of the wetting limits and / or the determined lengths with each other,
- - depending on the comparison result, discarding the image recording or determining a value representing the volume of the amount of liquid from the determined locations of the wetting limits and / or the determined lengths of the liquid surface.
Für den Fall, dass die Pegel-Oberflächen durch Oberflächen des jeweiligen Kavitätskanalbodens einer Mehrzahl von Kavitätskanalabschnitten gebildet sind ergibt sich die oben beschriebene Weiterbildung des Verfahrens zu:
- - Ermitteln der Länge der Flüssigkeitsoberfläche jedes Kavitätskanalabschnitts aus einer Mehrzahl von Kavitätskanalabschnitten der Kavität längs der dem jeweiligen Kavitätskanalabschnitt zugeordneten Pegelspur,
- - vergleichen der ermittelten Längen untereinander,
- - abhängig vom Vergleichsergebnis Verwerfen der bildlichen Erfassung oder Ermitteln eines das Volumen der Flüssigkeitsmenge repräsentierenden Werts aus den ermittelten Längen der Flüssigkeitsoberfläche.
- - Determining the length of the liquid surface of each cavity channel section from a plurality of cavity channel sections of the cavity along the level track assigned to the respective cavity channel section,
- - compare the determined lengths with each other,
- - depending on the comparison result, discarding the image recording or determining a value representing the volume of the amount of liquid from the determined lengths of the liquid surface.
Wenn vorliegend unter Berücksichtigung der bekannten Flüssigkeitsdichte eine Masse der eingefüllten Flüssigkeit ausgegeben wird, ist dies im Sinne der vorliegenden Anmeldung auch ein Wert, welcher das Volumen der Flüssigkeitsmenge repräsentiert.If, in the present case, taking into account the known liquid density, a mass of the filled liquid is output, this is also a value in the sense of the present application which represents the volume of the amount of liquid.
Wie oben bereits beschrieben wurde, kann durch einen Vergleich von jeweiligen Orten einer Benetzungsgrenze an unterschiedlichen Pegel-Oberflächen oder/und durch einen Vergleich von Längen von Abschnitten unterschiedlicher Pegel-Oberflächen derselben Kavität mit gleichem Benetzungszustand, insbesondere von miteinander kommunizierenden Kavitätskanalabschnitten, ermittelt werden, ob die Gefäßanordnung für eine volumetrische Bestimmung der Flüssigkeitsmenge korrekt angeordnet und ausgerichtet ist. Im Falle der bevorzugten Verwendung identischer Pegel-Oberflächen, insbesondere identischer Kavitätskanalabschnitte, deutet die Ermittlung unterschiedlicher Längenwerte oder/und unterschiedlicher Orte einer Benetzungsgrenze für jede aus der Mehrzahl von identischen Pegel-Oberflächen, insbesondere in Gestalt von miteinander kommunizierender Kavitätskanalabschnitte, an, dass die Gefäßanordnung fehlerhaft relativ zur Schwerkraftwirkungsrichtung ausgerichtet ist. In diesem Falle kann die bildliche Erfassung verworfen werden. Eine Ausgabevorrichtung, etwa ein Bildschirm oder/und eine dezidierte Leuchteinrichtung oder/und ein Lautsprecher, kann in diesem Falle einen Warnhinweis ausgeben, durch welchen auf die ermittelte Unbrauchbarkeit der bildlichen Erfassung für eine volumetrisches Bestimmung der Flüssigkeitsmenge oder/und konkret auf eine Fehlausrichtung der Gefäßanordnung hingewiesen wird.As already described above, by comparing the respective locations of a wetting boundary on different level surfaces and / or by comparing the lengths of sections of different level surfaces of the same cavity with the same wetting state, in particular of communicating cavity channel sections, it can be determined whether the vessel arrangement is correctly arranged and aligned for a volumetric determination of the amount of liquid. In the case of the preferred use of identical level surfaces, in particular identical cavity channel sections, the determination of different length values and / or different locations of a wetting boundary for each of the plurality of identical level surfaces, in particular in the form of communicating cavity channel sections, indicates that the vessel arrangement is incorrectly aligned relative to the direction of the action of gravity. In this case, the image capture can be discarded. In this case, an output device, such as a screen and / or a dedicated lighting device and / or a loudspeaker, can output a warning that indicates the determined uselessness of the image capture for a volumetric determination of the amount of liquid and / and specifically to a misalignment of the vessel arrangement is pointed out.
Nach dem zuvor beschriebenen Vergleichsschritt kann abhängig vom Vergleichsergebnis auch folgender weiterer Verfahrensschritt ausgeführt werden: Ermitteln eines Werts, welcher eine Abweichung der Lage der Tiefenachse von der Schwerkraftwirkungsrichtung angibt.After the comparison step described above, the following further method step can also be carried out depending on the comparison result: Determination of a value which indicates a deviation of the position of the depth axis from the direction of the action of gravity.
In Kenntnis der Kavitätsgestalt kann aus den oben genannten Längenunterschieden oder/und den oben genannten unterschiedlichen Orten einer Benetzungsgrenze eine Neigung der Kavität und damit der Tiefenachse bezüglich der Schwerkraftwirkungsrichtung hinsichtlich Neigungsrichtung und Neigungsausmaß quantifiziert werden.With knowledge of the shape of the cavity, one can use the above-mentioned length differences and / or the above-mentioned different locations Wetting limit, an inclination of the cavity and thus of the depth axis with respect to the direction of the action of gravity can be quantified with regard to the direction of inclination and the extent of the inclination.
Daher kann das Verfahren folgenden weiteren Schritt umfassen:
- - Ausgabe einer Meldung, welche qualitativ oder/und quantitativ auf die Lage der Tiefenachse, insbesondere relativ zur Schwerkraftwirkungsrichtung, hinweist.
- Output of a message which qualitatively and / or quantitatively indicates the position of the depth axis, in particular relative to the direction of the action of gravity.
Alternativ oder zusätzlich zur Ausgabe der Meldung kann das Verfahren den Schritt aufweisen, dass ausgehend von der ermittelten Orientierung der Tiefenachse relativ zur Schwerkraftwirkungsrichtung ein Korrekturalgorithmus auf das aus den einzelnen ermittelten Längen berechnete Flüssigkeitsvolumen angewendet wird. Die Korrektur einer unerwünschten Neigung der Kavität ist dann besonders einfach, wenn, wie vorstehend bereits begründet, mehrere identisch ausgebildete Pegel-Oberflächen, insbesondere kommunizierende Kavitätskanalabschnitte, mit gleichem Winkelabstand um die oben genannte Verdrehachse angeordnet sind.As an alternative or in addition to outputting the message, the method can have the step that, based on the determined orientation of the depth axis relative to the direction of gravity, a correction algorithm is applied to the liquid volume calculated from the individual determined lengths. The correction of an undesired inclination of the cavity is particularly simple if, as already explained above, several identically designed level surfaces, in particular communicating cavity channel sections, are arranged at the same angular distance around the above-mentioned axis of rotation.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Pipettiervorrichtung, umfassend:
- - einen Pipettierkanal, in welchen eine Flüssigkeit aspirierbar und aus welchem eine Flüssigkeit dispensierbar ist,
- - eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Aspiration und einer Dispensation von Flüssigkeit in den Pipettierkanal bzw. aus dem Pipettierkanal,
- - eine Gefäßbaugruppe, welche wie oben beschrieben ausgebildet ist, und
- - eine Bilderfassungsvorrichtung zur bildlichen Erfassung der Gefäßanordnung der Gefäßbaugruppe längs der Tiefenachse der Gefäßanordnung,
- - a pipetting channel into which a liquid can be aspirated and from which a liquid can be dispensed,
- - a control device for controlling aspiration and dispensing of liquid into the pipetting channel or out of the pipetting channel,
- - A vessel assembly which is designed as described above, and
- - An image acquisition device for the image acquisition of the vessel arrangement of the vessel assembly along the depth axis of the vessel arrangement,
Oben bereits zur Pipettiervorrichtung im Zusammenhang mit der Ausführung des volumetrischen Verfahrens gemachte Ausführungen sind unmittelbar Weiterbildungen der vorgenannten Pipettiervorrichtung. Ein Arbeitstisch oder allgemein eine Arbeitsfläche der Pipettiervorrichtung, auf welchem von der Pipettiervorrichtung zu befüllende Behälter aufgenommen werden können, kann die oben genannte Trägeranordnung sein, welche zusammen mit einer auf der Arbeitsfläche angeordneten Gefäßanordnung eine Gefäßbaugruppe bildet.Explanations already made above about the pipetting device in connection with the execution of the volumetric method are directly further developments of the aforementioned pipetting device. A work table or generally a work surface of the pipetting device, on which containers to be filled by the pipetting device can be received, can be the above-mentioned carrier arrangement which, together with a vessel arrangement arranged on the work surface, forms a vessel assembly.
Die Bilderfassungsvorrichtung, wiederum beispielsweise bevorzugt eine Digitalkamera oder ein Scanner, insbesondere Flachbettscanner, kann gesondert vom Pipettierkanal an der Pipettiervorrichtung bewegbar vorgesehen sein. Alternativ kann die Bilderfassungsvorrichtung an einen Pipettierkanal ankoppelbar und durch eine zur Verlagerung des Pipettierkanals ausgebildete und vorgesehene Verlagerungsvorrichtung in einem Arbeitsraum über der Arbeitsfläche der Pipettiervorrichtung bewegbar sein.The image capturing device, again for example preferably a digital camera or a scanner, in particular a flat bed scanner, can be provided on the pipetting device so that it can be moved separately from the pipetting channel. Alternatively, the image acquisition device can be coupled to a pipetting channel and can be moved in a work space above the work surface of the pipetting device by a displacement device designed and provided for moving the pipetting channel.
Die optische Achse der Bilderfassungsvorrichtung ist vorzugsweise parallel zur Schwerkraftwirkungsrichtung und somit ebenso vorzugsweise parallel zur Tiefenachse der Kavität angeordnet. Damit soll sichergestellt werden, dass sich die von der Bilderfassungsvorrichtung bildlich erfasste freie Oberfläche der Kavität mit darin eingefüllter Flüssigkeit orthogonal zur optischen Achse erstreckt, was Parallaxenfehler bei der Längenermittlung reduziert oder vollständig vermeidet.The optical axis of the image capturing device is preferably arranged parallel to the direction of the action of gravity and thus also preferably parallel to the depth axis of the cavity. This is to ensure that the free surface of the cavity with the liquid filled therein, which is image-captured by the image acquisition device, extends orthogonally to the optical axis, which reduces or completely avoids parallax errors when determining the length.
Bevorzugt wird als Flüssigkeit von der Pipettiervorrichtung eine sich farblich vom Gefäßkörper der Gefäßanordnung unterscheidende Flüssigkeit verwendet, um einen möglichst hohen Kontrast zwischen der freien Oberfläche der in die Kavität eingefüllten Flüssigkeitsmenge und dem Gefäßkörper zu erzielen. Die Flüssigkeit kann daher eingefärbt sein.The liquid used by the pipetting device is preferably a liquid which is different in color from the vessel body of the vessel arrangement in order to achieve the highest possible contrast between the free surface of the amount of liquid filled into the cavity and the vessel body. The liquid can therefore be colored.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden. Es stellt dar:
-
1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gefäßanordnung, -
2 eine grobschematische Seitenansicht einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildeten Pipettiervorrichtung mitder Gefäßanordnung von 1 , wobei dieGefäßanordnung von 1 mit einer Kavität längs der Schnittebene II-II von 1 geschnitten dargestellt ist, -
3 eine grobschematische Schnittansicht derGefäßanordnung von 1 längs der Schnittebene III-III von 1 , -
4 eine grobschematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gefäßanordnung, -
5 eine vergrößerte Draufsicht auf eine Kavität der Gefäßanordnung von4 , -
6 eine grobschematische Schnittansicht entlang der Schnittebene VI-VI von4 , -
7 eine grobschematische Schnittansicht entlang der Schnittebene VII-VII von4 , und -
8 eine grobschematische perspektivische Ansicht der Gefäßanordnung von4 .
-
1 a plan view of a first embodiment of a vessel arrangement according to the invention, -
2 a roughly schematic side view of a pipetting device designed for carrying out the method according to the invention with the vessel arrangement from FIG1 , the vessel arrangement of1 with a cavity along the section plane II-II of1 is shown in section, -
3 a highly schematic sectional view of the vessel arrangement of FIG1 along the section plane III-III of1 , -
4th a roughly schematic plan view of a second embodiment of a vessel arrangement according to the invention, -
5 an enlarged plan view of a cavity of the vessel arrangement of FIG4th , -
6th a roughly schematic sectional view along the section plane VI-VI of FIG4th , -
7th a roughly schematic sectional view along the section plane VII-VII from4th , and -
8th a highly schematic perspective view of the vessel arrangement of FIG4th .
In den
Die Kavitäten
Eine Öffnung
Die Kavitätswandabschnitte
Ein lokaler Wand-Neigungswinkel zwischen den Kavitätswandabschnitten
Die Kavität
Die Kavitätskanalabschnitte
Die in
Da die Kavitätskanalabschnitte
Ein Kavitätskanalboden
Ausgehend von dem Abzweigungsort
Die Gestalt des Reservoirabschnitts
Am Abzweigungsort
Durch Ermittlung der Länge der dem Betrachter von
Wegen der identischen Ausbildung der Kavitätskanalabschnitte
Beispielhaft ist an der Kavität
Wird während der volumetrischen Bestimmung der in die Kavität
Ausgehend von den Längenunterschieden der freien Flüssigkeitsoberfläche längs der Pegelspuren
Die Kavität
In
Die Pipettiervorrichtung
Die Vorrichtung
An dem Pipettierkanal
Die Digitalkamera
Eine Steuervorrichtung
Die zur Zeichenebene von
In
In
Die Verringerung der Tiefenerstreckung mit zunehmenden Abstand vom Reservoirabschnitt
Der in
Im vorliegenden Fall könnte auch die zur virtuellen Bezugsebene BE parallele Stirnseite
Wegen der oben beschriebenen Neigung des Kavitätsbodens
Der Kavitätsboden des Kavitätskanalabschnitts
Die im Wesentlichen konstante Breite b der Kavitätskanalabschnitte beträgt im dargestellten Beispiel wenigstens etwa 2 mm.The essentially constant width b of the cavity channel sections is at least approximately 2 mm in the example shown.
Mit der Pipettiervorrichtung
Mit der Eingabe/Ausgabevorrichtung
In
In den
Im Gegensatz zur Gefäßanordnung
Die zweite Ausführungsform weist insgesamt vier Pegel-Oberflächen
Die Pegel-Oberflächen
Zwar sind die Pegeloberflächen
Aufgrund der stufenartig und wendelförmig ausgebildeten Pegel-Oberflächen
In der Schnittdarstellung von
Lediglich ergänzend zeigt auch die
In
Dann, wenn in die Kavitäten
Aufgrund der symmetrischen Ausbildung der Kavitäten
Selbst verständlich kann auch die Gefäßanordnung
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 7204960 B2 [0002, 0005, 0006, 0007, 0010, 0011, 0042]US 7204960 B2 [0002, 0005, 0006, 0007, 0010, 0011, 0042]
- WO 2019/068724 A1 [0007, 0008, 0009, 0014]WO 2019/068724 A1 [0007, 0008, 0009, 0014]
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7204960B2 (en) | 2003-03-03 | 2007-04-17 | Asm Assembly Automation Ltd. | Apparatus and method for calibration of a dispensing system |
WO2016025278A2 (en) | 2014-08-12 | 2016-02-18 | Luedemann Hans-Christian | Interferometric measurement of liquid volumes |
CN108444574A (en) | 2018-03-30 | 2018-08-24 | 南京理工大学 | A kind of device measuring liquid level using image analysis technology |
WO2019068724A1 (en) | 2017-10-06 | 2019-04-11 | Hamilton Bonaduz Ag | Device for determining the volume of a liquid |
DE102018130493A1 (en) | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Hamilton Bonaduz Ag | Method for determining the volume of a liquid |
-
2020
- 2020-02-07 DE DE102020103211.0A patent/DE102020103211A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7204960B2 (en) | 2003-03-03 | 2007-04-17 | Asm Assembly Automation Ltd. | Apparatus and method for calibration of a dispensing system |
WO2016025278A2 (en) | 2014-08-12 | 2016-02-18 | Luedemann Hans-Christian | Interferometric measurement of liquid volumes |
WO2019068724A1 (en) | 2017-10-06 | 2019-04-11 | Hamilton Bonaduz Ag | Device for determining the volume of a liquid |
CN108444574A (en) | 2018-03-30 | 2018-08-24 | 南京理工大学 | A kind of device measuring liquid level using image analysis technology |
DE102018130493A1 (en) | 2018-11-30 | 2020-06-04 | Hamilton Bonaduz Ag | Method for determining the volume of a liquid |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
CN108444574 (Zusammenfassung - Espacenet Computerübersetzung und Original, Figuren, chinesisches Originaldokument) |
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