DE102021121402A1

DE102021121402A1 - Messsensor für Coriolis-Durchflussmesser

Info

Publication number: DE102021121402A1
Application number: DE102021121402.5A
Authority: DE
Inventors: Michael Häckel
Original assignee: Dionex Softron GmbH
Current assignee: Dionex Softron GmbH
Priority date: 2021-08-18
Filing date: 2021-08-18
Publication date: 2023-02-23
Also published as: US20230060030A1; CN115707935A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, die eine Quelle elektromagnetischer Strahlung umfasst, eine Detektoranordnung, die einen Detektor für elektromagnetische Strahlung umfasst, eine Rohranordnung, die einen Abschnitt eines Rohres umfasst, und ein optisches Quellenelement, das dazu konfiguriert ist, an einem empfangenden Ende empfangene elektromagnetische Strahlung an ein emittierendes Ende des optischen Quellenelements zu übertragen. Die Detektoranordnung umfasst ein empfangendes Ende der Detektoranordnung, das so positioniert ist, dass es mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung von der Quelle empfängt, wobei mindestens ein Teil der am empfangenden Ende der Detektoranordnung empfangenen elektromagnetischen Strahlung von dem Detektor empfangen wird. Eine erste Richtung (x) wird durch einen Lichtweg zwischen dem emittierenden Ende des optischen Quellenelements und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung definiert, wobei die Rohranordnung zwischen dem emittierenden Ende und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung in der ersten Richtung (x) positioniert ist, wobei die Rohranordnung beweglich ist, um ihre Position zu ändern, und wobei eine von dem Detektor empfangene Menge an elektromagnetischer Strahlung von der Position der Rohranordnung abhängig ist. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Coriolis-Durchflussmessersystem, ein entsprechendes Verfahren und ein Lösungsmittelabgabesystem.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Anordnung, die eine Quelle elektromagnetischer Strahlung und einen entsprechenden Detektor umfasst. Eine derartige Anordnung kann in einem Coriolis-Durchflussmesser und insbesondere in einer verbesserten Bewegungsdetektion in einem Coriolis-Durchflussmesser verwendet werden. Ein Coriolis-Durchflussmesser kann auch als Coriolis-Massendurchflussmesser bezeichnet werden.
Die vorliegende Erfindung wird beschrieben mit einem besonderen Schwerpunkt auf der Messung einer Massendurchflussrate in der Flüssigchromatografie (LC) und insbesondere der Hochleistungsflüssigchromatografie (HPLC). Es versteht sich jedoch, dass die vorliegende Technologie auch im Zusammenhang mit anderen Anwendungen verwendet werden kann, bei denen genaue Messungen der Massendurchflussrate von Vorteil sind, z. B. hohe Drücke und Volumendurchflussraten im µl/min- bis ml/min-Bereich.
Das Prinzip der Chromatografie basiert auf dem Injizieren einer Probe mit einer Probenahmeeinheit in einen Fluidweg, wobei eine mobile Phase, die z. B. flüssige Lösungsmittel umfasst, die von einer Pumpe bereitgestellt werden, diese zu und durch eine(r) Chromatografiesäule transportiert, die eine stationäre Phase, z. B. ein festes poröses Material, umfasst. Die Trennung der einzelnen Bestandteile der Probe hängt von den Wechselwirkungen zwischen den Bestandteilen, der stationären Phase und der mobilen Phase ab. Je stärker ein Bestandteil mit der stationären Phase interagiert, umso länger kann es dauern, bis die mobile Phase ihn aus der Säule eluiert. Diese Interaktionen sind charakteristisch für die Bestandteile und führen somit zu entsprechenden charakteristischen Verweilzeiten für die Bestandteile, die von den spezifischen Bedingungen (z. B. Zusammensetzung der mobilen und der stationären Phase) abhängig sind. Typischerweise kann sich die Zusammensetzung der mobilen Phase im Lauf der Zeit ändern. Das Mischen des Lösungsmittels kann entweder vor der Pumpe oder durch Kombinieren der Durchflüsse von zwei Hochdruckpumpen erfolgen. Beim Passieren der Trennsäule können die Bestandteile detektiert und/oder zur späteren Verwendung getrennt werden.
Derzeit kann die Durchflussrate von HPLC-Analysesystemen und damit auch die Zusammensetzung der mobilen Phase allein durch den Betrieb der Pumpe, z. B. durch die Kolbenbewegung, gesteuert werden. Das heißt, die Kolbenbewegung kann während jedes Pumpenhubs gemessen werden und die resultierende Durchflussrate kann unter Berücksichtigung des verdrängten Volumens in der Pumpkammer basierend auf der Kolbenbewegung abgeleitet werden. Dies kann jedoch typischerweise zu sehr hohen Anforderungen an die Dichtheit aller beteiligten Komponenten führen. Andernfalls stellt die Kolbenbewegung möglicherweise kein gutes Maß bereit, da Fluid austreten und somit nicht zur Durchflussrate beitragen kann. Dies kann jedoch zu komplexeren und aufwändigeren Auslegungen der Pumpen sowie zu höheren Anforderungen an die verwendeten Materialien führen.
Außerdem müssen Kompressibilität und Wärmeausdehnung des Fluids kompensiert werden, da sie die aus dem verdrängten Volumen abgeleitete Durchflussrate beeinflussen. Eine thermische Ausdehnung tritt unter Umständen nicht nur durch Änderungen der Umgebungstemperatur auf, sondern auch durch adiabatische Erwärmung während des Pumpprozesses. Daher kann das Ableiten der Durchflussrate aus dem Kolbenverdrängungsvolumen eine sorgfältige Kalibrierung in Bezug auf die Fluideigenschaften erfordern und daher kann eine gute Kenntnis der Fluideigenschaften erforderlich sein, was beispielsweise besonders schwierig sein kann, wenn Lösungsmittelgradienten verwendet werden, d. h., wenn die Zusammensetzung der mobilen Phase im Lauf der Zeit variiert.
Wenn wiederum die Durchflussrate gemessen werden könnte, könnten Mängel der Pumpe korrigiert und somit die Genauigkeitsanforderungen an die Pumpe gelockert werden.
Es gibt hauptsächlich drei verschiedene Arten von Sensoren, die für Durchflussmessungen in HPLC-Anwendungen verwendet werden können: thermische Massendurchflussmesser, Ultraschall-Durchflussmesser und Coriolis-Massendurchflussmesser. Derzeit werden hauptsächlich thermische Massendurchflussmesser für die Low-Flow-HPLC verwendet. Jeder der verschiedenen Sensortypen bietet gewisse Vor- und Nachteile. Thermische Massendurchflussmesser und Ultraschall-Durchflussmesser können beispielsweise von den Eigenschaften des Fluids abhängen und erfordern daher ebenfalls eine sorgfältige Kalibrierung. Ein besonderer Vorteil der Verwendung eines Coriolis-Massendurchflussmessers besteht darin, dass er eine lineare Reaktion auf den Massendurchfluss durch den Sensor bereitstellt und von den Fluideigenschaften unabhängig ist. Weiterhin kann er vorteilhafterweise auch unabhängig von der Massendurchflussmessung die Dichte des Fluids messen. Mit anderen Worten, ein Coriolis-Massendurchflussmesser ist linear und lösungsmittelunabhängig und kann auch die Dichte messen, was wiederum die Bestimmung der Volumendurchflussrate ermöglicht. Im Gegensatz zu aktuellen HPLC-Analysepumpen, die den Volumendurchfluss steuern, können die Verweilzeiten unabhängig von der Umgebungstemperatur stabil gehalten werden, wenn die Massendurchflussrate konstant gehalten wird. Mit anderen Worten, es kann vorteilhaft sein, statt des Volumendurchflusses die Massendurchflussrate zu messen, da dies stabile Verweilzeiten unabhängig von der Umgebungstemperatur ermöglichen kann, d. h. ohne dass die Umgebungstemperatur des Systems berücksichtigt zu werden braucht. Daher kann es wünschenswert sein, eine Messung der Massendurchflussrate zu haben, die inhärent von einem Coriolis-Massendurchflussmesser bereitgestellt wird.
In einem Coriolis-Massendurchflussmesser kann eine Fluidströmung im Allgemeinen gezwungen werden, sich auf nicht geradlinige Weise durch mindestens ein Rohr zu bewegen, das eine gekrümmte oder gerade Rohrgeometrie umfassen kann. Das mindestens eine Rohr wird gezwungen zu schwingen, und aufgrund seines Rotationsdurchflusses verursacht die Flüssigkeit mittels der Coriolis-Kraft eine Torsion auf dem mindestens einem Rohr. Die Torsion kann gemessen werden, indem die Verschiebung des Rohres an mindestens zwei Orten gemessen wird, wobei ein Ort stromaufwärts und der andere Ort stromabwärts von der Rohrmitte in Strömungsrichtung liegen kann. Vorzugsweise sind die beiden Orte in Strömungsrichtung symmetrisch um die Rohrmitte angeordnet. Somit kann die Torsion zu einer Phasenverschiebung zwischen der an den beiden Orten gemessenen Gesamtschwingung führen. Basierend auf der gemessenen Torsion, z. B. der gemessenen Phasenverschiebung, kann die Massendurchflussrate bestimmt werden. Darüber hinaus kann es eine Änderung der Schwingungsfrequenz ermöglichen, die Dichte des Fluids zu messen, da die Eigenfrequenz des Rohres von der Masse des Rohres und dem enthaltenen Fluid abhängig ist. Sie ermöglicht somit eine Messung der Fluidmasse und basierend auf dem bekannten Volumen des Rohres der Dichte des Fluids.
Das heißt, in einem Coriolis-Massendurchflussmesser wird die Bewegung des Rohres gemessen. Dies kann beispielsweise mit einem Beschleunigungssensor, einem Kraftsensor, elektromagnetisch, kapazitiv, interferometrisch oder mittels konventioneller Optik erfolgen. Bei einigen dieser Messverfahren können auch zusätzliche Komponenten am Rohr befestigt sein. Dies kann insbesondere bei dünnen Rohren, wie sie bei geringen Durchflussraten erforderlich sind, nachteilig sein, da die vibrierende Masse erheblich zunehmen kann. Dies kann beispielsweise die Genauigkeit des Massendurchflussmessers verringern.
Optische Messungen können jedoch die Messung der Bewegung des Messrohres ohne Anbringen zusätzlicher Komponenten daran ermöglichen. Insbesondere aus EP 1 719 982 B1 und EP 1 719 983 B1 ist bekannt, dass die Messung des Rohres mittels Gabellichtschranken durchgeführt werden kann.
Gabellichtschranken können eine Messung der Position des Rohres mit sehr hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung ermöglichen. Außerdem kann eine derartige optische Messung mit einer sehr kleinen Platte durchgeführt werden, die direkt an dem Rohr befestigt ist, um die Lichtschranke abzuschatten. Oder je nach Rohr kann vorteilhafterweise sogar auf die Verwendung einer Platte verzichtet und stattdessen das Rohr selbst für das Abschatten verwendet werden.
Nachteilig ist jedoch, dass die Lichtschranke das Rohr lokal erwärmt. Typischerweise kommt als Lichtquelle in einer Gabellichtschranke eine Leuchtdiode (LED) zum Einsatz, bei der nur etwa 10 % der elektrischen Energie in nutzbares Licht umgewandelt werden können, während der Rest als Wärme direkt an die Umgebung abgegeben werden kann. Während dieser Effekt bei dicken Rohren für hohe Durchflussraten möglicherweise nicht relevant ist, kann dieser Effekt in einem dünnen Rohr, wie es zum Messen niedriger Durchflussraten in HPLC-Anwendungen verwendet werden kann, zu einer Änderung von mehreren °C führen. Eine Temperaturänderung kann jedoch bei den meisten Rohrmaterialien zu einer Abnahme des Elastizitätsmoduls und damit zu einer niedrigeren Resonanzfrequenz führen. Außerdem kann eine Flüssigkeitsströmung durch das Rohr das Kühlen von diesem bewirken. Daher hängt die Resonanzfrequenz, die für Dichtemessungen verwendet wird, von der Durchflussrate ab. Weiterhin kann bei sehr niedrigen Durchflussraten auch die Durchflussratenmessung nachteilig beeinflusst werden, da der Wärmetransport durch das Fluid zu einer unsymmetrischen Temperaturverteilung führen kann. Somit kann der resultierende inhomogene Elastizitätsmodul eine Corioliskraft simulieren.
Aufgrund der erörterten Probleme gibt es derzeit möglicherweise keine handelsüblichen Sensoren, die eine Fluidströmung im gewünschten Durchflussraten- und Druckbereich, z. B. geeignet für HPLC, mit ausreichender Genauigkeit messen können.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe darin, die Mängel und Nachteile des Standes der Technik zu überwinden oder zumindest zu mildern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Positionsmessung, z. B. für das Schwingrohr eines Coriolis-Durchflusssensors, bereitzustellen.
Diese Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung erfüllt.
In einer ersten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung umfassend eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, eine Detektoranordnung umfassend einen Detektor für elektromagnetische Strahlung, wobei die Detektoranordnung ein empfangendes Ende der Detektoranordnung umfasst, das so positioniert ist, dass es mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung von der Quelle empfängt, wobei mindestens ein Teil der am empfangenden Ende der Detektoranordnung empfangenen elektromagnetischen Strahlung vom Detektor empfangen wird, und ein optisches Quellenelement, das dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung, die an einem empfangenden Ende des optischen Quellenelements empfangen wird, zu einem emittierenden Ende des optischen Quellenelements zu übertragen, wobei das empfangende Ende dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung der Quelle zu empfangen, und das emittierende Ende dazu konfiguriert ist, die übertragene elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Der Lichtweg zwischen dem emittierenden Ende und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung definiert eine erste Richtung und die Anordnung umfasst ferner eine Rohranordnung, die einen Abschnitt eines Rohres umfasst, wobei die Rohranordnung zwischen dem emittierenden Ende und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung in der ersten Richtung positioniert ist, wobei die Rohranordnung beweglich ist, um ihre Position zu ändern, und wobei eine von dem Detektor empfangene Menge an elektromagnetischer Strahlung von der Position der Rohranordnung abhängig ist.
Mit anderen Worten, die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Quelle für elektromagnetische Strahlung, eine Detektoranordnung, die einen Detektor für elektromagnetische Strahlung umfasst, ein optisches Quellenelement, das dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung zu übertragen, und eine Rohranordnung, die einen Abschnitt eines Rohres umfasst.
Diese Elemente sind derart angeordnet, dass von der Quelle emittierte elektromagnetische Strahlung, z. B. Licht, von einem empfangenden Ende des optischen Quellenelements empfangen wird, das dazu konfiguriert ist, die elektromagnetische Strahlung zu einem emittierenden Ende von diesem zu übertragen. Das emittierende Ende des optischen Quellenelements emittiert die übertragene elektromagnetische Strahlung, d. h., nachdem die übertragene elektromagnetische Strahlung durch das optische Quellenelement übertragen wurde, verlässt sie das optische Quellenelement am emittierenden Ende. Ganz allgemein wird aufgrund von Verlusten, die innerhalb des optischen Quellenelements sowie beim Einkoppeln in das und/oder Auskoppeln aus dem optische(n) Quellenelement auftreten, unter Umständen auch nicht die gesamte am empfangenden Ende empfangene elektromagnetische Strahlung übertragen.
Die Detektoranordnung umfasst ein empfangendes Ende der Detektoranordnung, das im Allgemeinen positioniert ist, um mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung von der Quelle zu empfangen. Das empfangende Ende der Detektoranordnung kann beispielsweise ein Detektionsbereich des Detektors sein, z. B. in Fällen, in denen die Detektoranordnung nur einen Detektor umfasst. Das empfangende Ende der Detektoranordnung kann somit derart angeordnet sein, dass mindestens ein Teil der von dem optischen Quellenelement emittierten elektromagnetischen Strahlung von dem empfangenden Ende der Detektoranordnung empfangen wird. Somit wird elektromagnetische Strahlung der Quelle am empfangenden Ende der Detektoranordnung empfangen und eine erste Richtung (x) wird durch einen Lichtweg zwischen dem emittierenden Ende des optischen Quellenelements und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung definiert.
Somit kann der Detektor in Abwesenheit eines Objekts zwischen dem emittierenden Ende des optischen Quellenelements und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung der Quelle empfangen. Es versteht sich, dass der Begriff „mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung der Quelle empfangen“ nicht darauf beschränkt ist, elektromagnetische Strahlung von der Quelle direkt zu empfangen, sondern beinhaltet, dass die elektromagnetische Strahlung zuerst durch weitere Elemente, z. B. das optische Quellenelement, hindurchgeht. Das heißt, elektromagnetische Strahlung der Quelle, die durch das optische Quellenelement übertragen, anschließend am emittierenden Ende des optischen Quellenelements emittiert/freigesetzt und dann von der empfangenden Detektoranordnung empfangen wird, elektromagnetische Strahlung von der Quelle ist, die durch das empfangende Ende der Detektoranordnung empfangen wird.
Jedoch ist die Rohranordnung zwischen dem emittierenden Ende und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung in der ersten Richtung positioniert und kann somit einen Teil der elektromagnetischen Strahlung blockieren. Die Rohranordnung ist beweglich, um ihre Position derart zu ändern, dass die Menge an elektromagnetischer Strahlung, die von dem empfangenden Ende der Detektoranordnung (und folglich dem Detektor) empfangen wird, von der Position der Rohranordnung abhängig ist.
Das heißt, aufgrund der Anordnung der Komponenten gemäß der vorliegenden Erfindung kann die vom Detektor empfangene elektromagnetische Strahlung die Position der Rohranordnung angeben. Darüber hinaus kann das optische Quellenelement es vorteilhafterweise ermöglichen, den Abstand zwischen der Quelle und der Rohranordnung zu vergrößern und/oder die von der Quelle erzeugte Wärmemenge, die die Rohranordnung erreicht, signifikant zu reduzieren und somit eine unnötige und unerwünschte Erwärmung der Rohranordnung zu verhindern.
In einigen Ausführungsformen kann die Detektoranordnung ferner ein optisches Detektorelement umfassen, das dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung, die an einem empfangenden Ende eines optischen Detektorelements empfangen wird, zu einem emittierenden Ende eines optischen Detektorelements zu übertragen, wobei das empfangende Ende des optischen Detektorelements das empfangende Ende der Detektoranordnung bilden kann und dazu konfiguriert sein kann, elektromagnetische Strahlung zu empfangen, die von dem emittierenden Ende des optischen Quellenelements emittiert wird. Ferner kann das emittierende Ende des optischen Detektorelements dazu konfiguriert sein, die übertragene elektromagnetische Strahlung zu emittieren, und der Detektor kann dazu konfiguriert sein, mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung zu empfangen, die von dem emittierenden Ende des optischen Detektorelements emittiert wird.
Das heißt, in einigen Ausführungsformen kann die Detektoranordnung ein optisches Detektorelement umfassen, das im Allgemeinen ein optisches Element sein kann, das dem optischen Element ähnlich ist, das das optische Quellenelement bildet. Das empfangende Ende des optischen Detektorelements, d. h. das empfangende Ende des optischen Detektorelements, das zum Empfangen elektromagnetischer Strahlung konfiguriert sein kann, kann das empfangende Ende der Detektoranordnung bilden. Das optische Detektorelement kann dazu konfiguriert sein, an seinem empfangenden Ende empfangene elektromagnetische Strahlung zu übertragen und anschließend übertragene elektromagnetische Strahlung, d. h. den Teil der empfangenen elektromagnetischen Strahlung, der durch das optische Detektorelement übertragen wurde, an seinem emittierenden Ende zu emittieren, das im Allgemeinen derart angeordnet sein kann, dass mindestens ein Teil der emittierten elektromagnetischen Strahlung, z. B. Licht, von dem Detektor empfangen werden kann. Somit kann der Detektor ähnlich wie die Quelle in einem Abstand von der Rohranordnung platziert werden, was vorteilhafterweise mehr Flexibilität beim Auslegen der Gesamtanordnung ermöglicht.
Das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement können ein Wellenleiter für elektromagnetische Strahlung sein. Insbesondere können in einigen Ausführungsformen das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement ein Lichtleiter sein. Ein Lichtleiter kann allgemein auch als Lichtrohr bezeichnet werden. Alternativ können das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement eine optische Faser sein.
Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das optische Quellenelement ein Lichtleiter sein, während das optische Detektorelement eine optische Faser sein kann. In anderen Ausführungsformen können beide optischen Elemente (d. h. das optische Quellen- und das optische Detektorelement) ein Lichtleiter sein oder beide optischen Elemente können eine optische Faser sein. Oder in einigen Ausführungsformen umfasst die Anordnung lediglich ein optisches Quellenelement, das beispielsweise eine optische Faser oder ein Lichtleiter oder eine beliebige andere Art von Wellenleiter sein kann.
In einigen Ausführungsformen können das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement eine Linse sein, vorzugsweise eine konvexe Linse. Wiederum kann beispielsweise eines vom optischen Quellen- und Detektorelement eine Linse sein, während das andere eine Art Wellenleiter sein kann. In ähnlicher Weise können in einigen Ausführungsformen beide optischen Elemente eine Linse sein, während in einigen Ausführungsformen die Anordnung nur ein optisches Quellenelement umfasst, das beispielsweise eine Linse sein kann.
Das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement können dazu konfiguriert sein, mindestens mit einer Transmissionswellenlänge zu übertragen, wobei mindestens eine der mindestens einen Transmissionswellenlänge im Bereich von 200 nm bis 5000 nm, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 2000 nm, stärker bevorzugt 700 nm bis 1000 nm, wie beispielsweise 830 nm, 850 nm oder 940 nm, liegt.
In einigen Ausführungsformen können das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement die Transmission mindestens für 90 %, vorzugsweise mindestens für 95 %, stärker bevorzugt mindestens für 99 % der Wellenlängen im Bereich von 2,2 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 50 µm, stärker bevorzugt 2 µm bis 100 µm, wie beispielsweise für alle Wellenlängen größer als 2 µm, um mindestens den Faktor 10, vorzugsweise um mindestens den Faktor 100, unterdrücken. Das heißt, das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement können einen signifikanten Bruchteil (z. B. mindestens 90 %, mindestens 95 % oder mindestens 99 %) der elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 2,2 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 50 µm, stärker bevorzugt 2 µm bis 100 µm, wie beispielsweise für alle Wellenlängen größer als 2 µm, um mindestens den Faktor 10, vorzugsweise um mindestens den Faktor 100, dämpfen. In einigen Ausführungsformen können das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement die Transmission mindestens für Wellenlängen im Bereich von 2,2 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 50 µm, stärker bevorzugt 2 µm bis 100 µm, wie beispielsweise für alle Wellenlängen größer als 2 µm, um mindestens den Faktor 10, vorzugsweise um mindestens den Faktor 100, unterdrücken. Das heißt, das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement können einen signifikanten Bruchteil (z. B. mindestens 90 %, mindestens 95 % oder mindestens 99 %) der elektromagnetischen Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 2,2 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 50 µm, stärker bevorzugt 2 µm bis 100 µm, wie beispielsweise für alle Wellenlängen größer als 2 µm, um mindestens den Faktor 10, vorzugsweise um mindestens den Faktor 100, dämpfen. Mit anderen Worten, das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement können so konfiguriert sein, dass sie elektromagnetische Strahlung mindestens für Wellenlängen im Bereich von 2,2 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 50 µm, stärker bevorzugt 2 µm bis 100 µm, wie beispielsweise für alle Wellenlängen größer als 2 µm, im Wesentlichen nicht übertragen (z. B. hauptsächlich absorbieren oder reflektieren). Zum Beispiel können das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement Poly(methylmethacrylat), auch als PMMA bezeichnet, umfassen. In einigen Ausführungsformen können das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement die Transmission mindestens für Wellenlängen im Bereich von 2,2 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 50 µm, stärker bevorzugt 2 µm bis 100 µm, wie beispielsweise für alle Wellenlängen größer als 2 µm, um mindestens den Faktor 10, vorzugsweise um mindestens den Faktor 100, unterdrücken. Das heißt, in einigen Ausführungsformen können das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement die Transmission für 100 % der jeweiligen Wellenlängen unterdrücken. Beispielsweise kann eine Kombination von Indium-Zinn-Oxid mit PMMA derartige Eigenschaften aufweisen.
Allgemein kann ein Material oder Element auch für bestimmte Wellenlängen als lichtundurchlässig bezeichnet werden, wenn die Transmission der jeweiligen Wellenlängen um mindestens den Faktor 100, unterdrückt wird. Es versteht sich jedoch, dass die Absorption bzw. die Unterdrückung der Transmission von der Wellenlänge und der Materialdicke abhängen kann. Zum Beispiel kann ein „lichtundurchlässiges“ Material das Licht um den Faktor 10 pro µm Materialstärke dämpfen, was einen Faktor 10¹⁰⁰⁰ für 1 mm Materialdicke ergibt.
Jedoch kann bereits ein Faktor 10 vorteilhafte Wirkungen für die vorliegende Erfindung bereitstellen.
Der Abschnitt des Rohres kann einen Innendurchmesser aufweisen. Das heißt, der Abschnitt des Rohres, den die Rohranordnung umfasst, kann einen Innendurchmesser aufweisen. Der Innendurchmesser kann im Bereich von 0,02 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 0,4 mm, am stärksten bevorzugt 0,15 mm bis 0,2 mm, liegen. Auf ähnliche Weise kann der Abschnitt des Rohres einen Außendurchmesser aufweisen. Der Außendurchmesser kann im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm, bevorzugt 0,3 mm bis 0,8 mm, stärker bevorzugt 0,3 mm und 0,5 mm, liegen.
Die Rohranordnung kann ferner eine Platte umfassen, wobei die Platte an dem Abschnitt des Rohres befestigt ist. Die Platte kann dazu konfiguriert sein, von der Quelle emittierte elektromagnetische Strahlung zu blockieren. Das heißt, die Platte kann so konfiguriert sein, dass sie mindestens für einen Teil des Spektrums, das die von der Quelle emittierte elektromagnetische Strahlung umfasst, lichtundurchlässig ist. Im Allgemeinen kann eine Platte beispielsweise jede Art von Folie, Blech und/oder Abdeckung sein, die an dem Abschnitt des Rohres befestigt werden kann, um vorteilhafterweise einen besser definierten Rand und/oder Querschnitt zum Variieren der Menge der empfangenen elektromagnetischen Strahlung bereitzustellen, die von dem empfangenden Ende der Detektoranordnung und somit dem Detektor empfangen wird, wenn sich die Rohranordnung bewegt. Auch hier bezieht sich „lichtundurchlässig“ für einen Teil des Spektrums darauf, die Transmission dieses Teils des Spektrums um mindestens den Faktor 100 zu unterdrücken.
Die Quelle kann eine Leuchtdiode (LED) sein. Die Quelle kann beispielsweise eine Infrarot-LED (IR-LED) sein. Die Infrarot-LED kann dazu konfiguriert sein, elektromagnetische Strahlung mit einer Emissionswellenlänge zu emittieren, wobei die Emissionswellenlänge im Bereich von 700 nm und 1400 nm, vorzugsweise im Bereich von 800 nm bis 1000 nm, liegt. Das heißt, die IR-LED kann so konfiguriert sein, dass sie elektromagnetische Strahlung im nahen Infrarotbereich emittiert, beispielsweise mit einer Wellenlänge von 810 nm, 830 nm, 850 nm, 875 nm, 880 nm, 885 nm, 890 nm, 940 nm oder 950 nm.
Im Allgemeinen kann die Quelle dazu konfiguriert sein, elektromagnetische Strahlung mit einer Bandbreite bereitzustellen, die ausreichend breit ist, um keine Interferenzstreifen oder scharfen Beugungsstreifen herzustellen. Im Allgemeinen können Quelle und Detektor derart gewählt werden, dass sie zusammenpassen, z. B. übereinstimmen, oder allgemeiner, derart, dass es eine signifikante Überlappung zwischen der von der Quelle bereitgestellten elektromagnetischen Strahlung und der elektromagnetischen Strahlung gibt, die von dem Detektor empfangen und/oder detektiert werden kann.
Die Quelle kann eine Emissionsleistung umfassen, und wobei die Emissionsleistung im Bereich von 5 bis 500 mW/sr, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 mW/sr, stärker bevorzugt im Bereich von 50 bis 100 mW/sr, liegen kann.
Ein Mindestabstand zwischen der Quelle und der Rohranordnung kann mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 20 mm, stärker bevorzugt mindestens 30 mm, betragen. Das heißt, die Quelle kann mindestens 10 mm von der Rohranordnung entfernt angeordnet sein, wobei die elektromagnetische Strahlung mit Hilfe des optischen Quellenelements auf die Rohranordnung übertragen wird. Somit kann die Wärmemenge, die von der Quelle auf die Rohranordnung übertragen wird, im Vergleich zu einer Anordnung, bei der die Quelle näher an der Rohranordnung liegt und bei der insbesondere kein optisches Quellenelement vorhanden ist, vorteilhafterweise stark reduziert werden.
Der Detektor kann ein Fotodetektor sein. Das heißt, der Detektor kann im Allgemeinen ein Sensor für elektromagnetische Strahlung sein, der auch als Fotosensor bezeichnet werden kann.
Der Detektor kann eine Fotodiode umfassen. Somit kann der Detektor im Allgemeinen eine Halbleitervorrichtung umfassen, die elektromagnetische Strahlung in einen elektrischen Strom umwandelt. Die Fotodiode kann eine PIN-Fotodiode, eine gepinnte Fotodiode oder eine Avalanche-Fotodiode (APD) sein. In einigen Ausführungsformen kann der Detektor ein Fotodiodenarray umfassen.
Der Detektor kann einen Fototransistor umfassen, z. B. einen Feldeffekt-Fototransistor.
Der Detektor kann einen aktiven Pixelsensor umfassen, vorzugsweise einen CMOS-Sensor.
Der Detektor kann eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann die Anordnung ferner mindestens eine Apertur umfassen. Mindestens eine der mindestens einen Apertur kann zwischen dem emittierenden Ende und der Rohranordnung in der ersten Richtung (x) angeordnet sein. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens eine der mindestens einen Apertur zwischen der Rohranordnung und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung in der ersten Richtung (x) angeordnet sein.
Mindestens eine der mindestens einen Apertur kann eine Blende sein. Das heißt, die Apertur kann eine dünne lichtundurchlässige Struktur mit einer Öffnung in ihrer Mitte sein, z. B. eine Irisblende. Ferner kann mindestens eine der mindestens einen Apertur eine Lochblende sein und/oder mindestens eine der mindestens einen Apertur kann ein Schlitz sein.
In einigen Ausführungsformen kann der Abschnitt des Rohres dazu konfiguriert sein, Fluiddrücken eines durch den Abschnitt des Rohres geleiteten Fluids von mindestens 50 bar, vorzugsweise mindestens 500 bar, stärker bevorzugt mindestens 1000 bar, wie etwa mindestens 1500 bar, standzuhalten.
Der Abschnitt des Rohres kann für Durchflussraten eines Fluids innerhalb des Rohres mindestens im Bereich von 50 µl/min bis 5 ml/min, vorzugsweise mindestens im Bereich von 1 µl/min bis 10 ml/min, stärker bevorzugt mindestens im Bereich von 100 nl/min bis 10 ml/min, konfiguriert sein.
Der Abschnitt des Rohres kann aus Metall oder Glas bestehen. Beispielsweise können das Rohr und damit auch seine Abschnitte aus Metall oder Glas bestehen. Das Metall kann beispielsweise eines von Stahl, Titan, einer Titanlegierung, Zirkonium oder einer Co-Cr-Ni-Legierung, vorzugsweise Edelstahl 316, Ti6Al4V, MP35N^® oder Hastelloy C276^®, sein. Das Glas kann Quarzglas sein.
Der Detektor kann dazu konfiguriert sein, Detektordaten bereitzustellen, die die von dem Detektor empfangene elektromagnetische Strahlung angeben. Das heißt, der Detektor kann beispielsweise Daten bereitstellen, die der Menge der von dem Detektor empfangenen elektromagnetischen Strahlung entsprechen oder diese angeben. Beispielsweise kann der Detektor ein entsprechendes analoges oder digitales Signal bereitstellen.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Coriolis-Durchflussmessersystem, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem eine Mehrzahl von Anordnungen umfasst, wie vorstehend beschrieben. Ferner umfasst das Coriolis-Durchflussmessersystem ein Rohr, wobei jeder Abschnitt eines Rohres der jeweiligen Rohranordnung der jeweiligen Anordnung ein Abschnitt des Rohres des Coriolis-Durchflussmessersystems ist.
Das heißt, ein Durchflussmessersystem kann im Allgemeinen mindestens zwei Anordnungen umfassen, wie vorstehend beschrieben, die jeweils eine jeweilige Rohranordnung umfassen. Diese Rohranordnungen umfassen jeweils einen entsprechenden Abschnitt eines Rohres, der ein Abschnitt des Rohres des Coriolis-Durchflussmessersystems ist. Somit umfasst jede Rohranordnung einen anderen Abschnitt desselben Rohres.
Das Coriolis-Durchflussmessersystem kann dazu konfiguriert sein, eine Massendurchflussrate eines durch das Rohr geleiteten Fluids zu bestimmen. Ferner kann das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert sein, eine Dichte des durch das Rohr geleiteten Fluids zu bestimmen. Die Dichte eines Fluids kann ganz allgemein vom Druck und der Temperatur abhängig sein.
Der Coriolis-Durchflussmesser kann dazu konfiguriert sein, eine Volumendurchflussrate des durch das Rohr geleiteten Fluids zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann der Coriolis-Durchflussmesser dazu konfiguriert sein, die Volumendurchflussrate des Fluids basierend auf der Dichte und der Massendurchflussrate zu bestimmen. Das heißt, die Volumendurchflussrate kann basierend auf einer gemessenen Massendurchflussrate und einer gemessenen Dichte bestimmt werden. Zum Beispiel kann die Dichte einmal bei Umgebungsdruck und -temperatur gemessen werden, und der erhaltene Wert kann während der folgenden Durchflussmessungen dazu verwendet werden, einen gemessenen Massendurchfluss in einen Volumendurchfluss umzuwandeln. Alternativ kann die Dichte beispielsweise in regelmäßigen Abständen oder auch bei jeder Messung der Massendurchflussrate gemessen werden.
Das Coriolis-Durchflussmessersystem kann so konfiguriert sein, dass es die Volumendurchflussrate des Fluids mindestens über den gesamten Bereich von 50 µl/min bis 5 ml/min, vorzugsweise über den gesamten Bereich von 1 µl/min bis 10 ml/min, stärker bevorzugt über den gesamten Bereich von 100 nl/min bis 10 ml/min, bestimmt. Zusätzlich oder alternativ kann das Coriolis-Durchflussmessersystem so konfiguriert sein, dass es die Volumendurchflussrate des Fluids über den Bereich von 1 µl/min bis 5 ml/min mit einer Genauigkeit von mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 0,1 %, stärker bevorzugt mindestens 0,01 % oder mindestens 10 nl/min, bestimmt, je nachdem, was einer höheren absoluten Durchflussrate entspricht. Das heißt, die Durchflussrate kann mit einer relativen Genauigkeit von mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 0,1 %, stärker bevorzugt mindestens 0,01 %, bestimmt werden, mindestens solange die jeweilige absolute Durchflussrate für die Genauigkeit größer als 10 nl/min ist. Somit kann das Coriolis-Durchflussmessersystem vorteilhafterweise dazu konfiguriert sein, die Volumendurchflussrate über einen weiten Bereich von unterschiedlichen Durchflussraten und/oder mit hoher Genauigkeit zu bestimmen, insbesondere an moderne Durchflusssensoren in HPLC-Systemen.
In ähnlicher Weise kann das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert sein, die Massendurchflussrate des Fluids mindestens über den gesamten Bereich von 1 mg/min bis 5 g/min, vorzugsweise über den gesamten Bereich von 1 mg/min bis 10 g/min, stärker bevorzugt über den gesamten Bereich von 100 µg/min bis 10 g/min, zu bestimmen. Zusätzlich oder alternativ kann das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert sein, die Massendurchflussrate des Fluids über den Bereich von 50 mg/min bis 5 g/min mit einer Genauigkeit von mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 0,1 %, stärker bevorzugt mindestens 0,01 %, oder mindestens 10 µg/min, zu bestimmen, je nachdem, was einer höheren absoluten Durchflussrate entspricht. Dies ist wiederum so zu verstehen, dass die Durchflussrate mit einer relativen Genauigkeit von mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 0,1 %, stärker bevorzugt mindestens 0,01 % bestimmt werden kann, mindestens solange die jeweilige absolute Durchflussrate für die Genauigkeit größer als 10 µg/min ist.
Im Allgemeinen versteht es sich, dass der Messbereich des Coriolis-Durchflussmessersystems bis zu 0 oder sogar kleinen negativen Durchflüssen reichen kann.
Das Coriolis-Durchflussmessersystem kann mindestens einen Aktuator umfassen, der dazu konfiguriert ist, eine Bewegung des Rohres zu induzieren. Der Aktuator kann dazu konfiguriert sein, eine Schwingung des Rohres zu induzieren. Ferner kann der Aktuator eine Ansteuerfrequenz umfassen und die Ansteuerfrequenz kann im Bereich von 1 Hz bis 5 kHz, vorzugsweise 10 Hz bis 1 kHz, liegen.
Der mindestens eine Aktuator kann mindestens eines von einer elektromagnetischen Spule und/oder einem Piezokristall umfassen. Das heißt, der mindestens eine Aktuator kann beispielsweise eine elektromagnetische Spule umfassen, um eine Bewegung und vorzugsweise Schwingungen des Rohres unter Verwendung elektromagnetischer Kräfte zu induzieren. Ein elektromagnetisches Wechselfeld kann dadurch bereitgestellt werden, dass ein Wechselstrom (AC) durch die elektromagnetische Spule geleitet wird. Alternativ kann der mindestens eine Aktuator einen Piezokristall umfassen, d. h. einen piezoelektrischen Kristall, der sich unter Belastung aufgrund eines angelegten elektrischen Feldes aufgrund des inversen piezoelektrischen Effekts verformen kann. So kann beispielsweise durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes eine periodische Verformung des Piezokristalls bereitgestellt werden. Eine derartige periodische Verformung kann verwendet werden, um eine Bewegung und vorzugsweise eine Schwingung des Rohres zu induzieren.
Das Coriolis-Durchflussmessersystem kann dazu konfiguriert sein, Massendurchflussdaten bereitzustellen, die den bestimmten Massendurchfluss angeben. Zusätzlich oder alternativ kann das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert sein, Dichtedaten bereitzustellen, die die bestimmte Dichte angeben, und/oder Volumendurchflussdaten, die die bestimmte Volumendurchflussrate angeben. Mit anderen Worten kann das Coriolis-Durchflussmessersystem entsprechende Daten bereitstellen, die die bestimmte Massendurchflussrate, Volumendurchflussrate und/oder Dichte angeben. Derartige Daten können digital oder analog sein. Beispielsweise kann vom Coriolis-Durchflussmessersystem ein digitales oder analoges Signal bereitgestellt werden, das die bestimmten Werte angibt. Somit können andere Geräte und Komponenten vorteilhafterweise auf diese Daten und damit auf die Informationen über die Durchflussraten und/oder Dichte der Fluide zugreifen, die von dem Coriolis-Durchflussmessersystem bestimmt werden.
Das Coriolis-Durchflussmessersystem kann eine Datenverarbeitungseinheit umfassen. Eine Datenverarbeitungseinheit kann beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) und/oder einen Mikroprozessor umfassen. Das heißt, die Datenverarbeitungseinheit kann im Allgemeinen dazu konfiguriert sein, Daten, vorzugsweise digitale Daten, zu verarbeiten. Die Datenverarbeitungseinheit kann einen digitalen Signalprozessor umfassen.
In einigen Ausführungsformen kann die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert sein, die Massendurchflussrate basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen. Zusätzlich oder alternativ kann die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert sein, die Dichte basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen.
Darüber hinaus kann die Datenverarbeitungseinheit in einigen Ausführungsformen dazu konfiguriert sein, die Volumendurchflussrate basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert sein, die Volumendurchflussrate basierend auf der Massendurchflussrate und der Dichte zu bestimmen.
Das Coriolis-Durchflussmessersystem kann dazu konfiguriert sein, den Ort der jeweiligen Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen. Das heißt, das Coriolis-Durchflussmessersystem kann im Allgemeinen dazu konfiguriert sein, die relative Position der Rohranordnung im Vergleich zu einer Referenzposition zu bestimmen, z. B. eine Position, in der die Rohranordnung ungestört und nicht in Bewegung ist. Zum Beispiel kann eine Bewegung der Rohranordnung die Menge der elektromagnetischen Strahlung der Quelle ändern, die von dem Detektor empfangen wird. Das heißt, die Rohranordnung kann sich innerhalb des Lichtwegs zwischen dem emittierenden Ende des optischen Quellenelements und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung bewegen und daher eine gewisse Menge (oder keine oder die gesamte) elektromagnetische Strahlung daran hindern, das empfangende Ende der Detektoranordnung zu erreichen. Somit kann die Menge an elektromagnetischer Strahlung, die den Detektor erreicht, den Ort der Rohranordnung angeben und daher das Bestimmen ihres Ortes ermöglichen.
Das Coriolis-Durchflussmessersystem kann dazu konfiguriert sein, die Schwingungsphase und/oder -frequenz der jeweiligen Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen. Beispielsweise kann basierend auf den Positionsmessungen der Rohranordnung zu unterschiedlichen Zeiten die Schwingungsfrequenz und/oder -phase der Rohranordnung bestimmt werden.
Die Datenverarbeitungseinheit kann dazu konfiguriert sein, die Schwingungsphase und/oder -frequenz der jeweiligen Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen.
Die Datenverarbeitungseinheit kann dazu konfiguriert sein, den jeweiligen Ort der Rohranordnung jeder der Anordnungen in einer Richtung senkrecht zu der ersten Richtung (x) basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen. Es versteht sich, dass für jede der Mehrzahl von Anordnungen, die in dem System enthalten sind, die betrachtete erste Richtung (x) basierend auf der relativen Orientierung innerhalb des Systems in unterschiedlichen Richtungen zueinander orientiert sein kann.
Ferner kann die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert sein, den mindestens einen Aktuator zu steuern.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Lösungsmittelabgabesystem, das dazu konfiguriert ist, ein Gemisch aus mindestens zwei Lösungsmitteln bereitzustellen, wobei das Lösungsmittelabgabesystem mindestens zwei Pumpeneinheiten, einen Mischer und mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme wie vorstehend beschrieben umfasst.
Eine Pumpeneinheit kann sich beispielsweise auf eine separate Pumpe oder auf einen separaten Pumpenkanal einer Pumpe beziehen, z. B. einer Pumpe mit zwei Pumpenköpfen, wobei jeder Pumpenkopf eine separate Fluidströmung bereitstellt. Ganz allgemein kann eine Pumpeneinheit einen oder eine Mehrzahl von Kolben umfassen, z. B. eine Doppelkolbenpumpe. Der Mischer kann dazu ausgelegt sein, ein Längs- und/oder Quermischen von Fluiden bereitzustellen, die dem Mischer bereitgestellt werden.
Jede Pumpeneinheit kann einen Eingang und einen Ausgang umfassen, wobei der Eingang jeder Pumpeneinheit dazu konfiguriert ist, jeweils mit mindestens einem Lösungsmittelreservoir fluidisch verbunden zu sein, und wobei der Ausgang jeder Pumpeneinheit jeweils mit dem Mischer fluidisch verbunden ist. Somit kann jede Pumpeneinheit so konfiguriert sein, dass sie am Eingang ein Lösungsmittel ansaugt und das unter Druck stehende Lösungsmittel am Ausgang bereitstellt, von wo es zu einem Mischer geleitet werden kann, z. B. zum Mischen mit Lösungsmitteln, die von anderen Pumpeneinheiten bereitgestellt werden. Im Allgemeinen kann das Lösungsmittelabgabesystem beispielsweise eine binäre Pumpe für LC, HPLC und/oder UHPLC sein.
Ferner kann jedes der mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme mit einer anderen Pumpeneinheit fluidisch verbunden sein. Wenn beispielsweise das Lösungsmittelabgabesystem zwei Pumpeneinheiten und zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme umfasst, kann jedes dieser Coriolis-Durchflussmessersysteme mit einer anderen der beiden Pumpeneinheiten verbunden sein. Somit können es in einer derartigen Ausführungsform die Coriolis-Durchflussmessersysteme ermöglichen, den von jeder Pumpeneinheit bereitgestellten Durchfluss individuell zu bestimmen. Vorzugsweise kann jedes der mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme stromabwärts einer jeweiligen Pumpeneinheit bzw. stromaufwärts des Mischers angeordnet sein. Mit anderen Worten kann das Coriolis-Durchflussmessersystem zwischen der Pumpeneinheit und dem Mischer angeordnet sein. Somit kann ein am Ausgang einer Pumpeneinheit bereitgestellter Lösungsmitteldurchfluss zuerst durch das Coriolis-Durchflussmessersystem geleitet werden, wo der von der Pumpe bereitgestellte Durchfluss gemessen werden kann, und dann zum Mischer.
Das Lösungsmittelabgabesystem kann so konfiguriert sein, dass es die Pumpeneinheiten basierend auf Durchflussraten steuert, die von den jeweiligen Coriolis-Durchflussmessersystemen gemessen werden. Beispielsweise kann der mit dem Coriolis-Durchflussmessersystem gemessene Durchfluss verwendet werden, um der Pumpeneinheit Rückmeldung zu geben und die Pumpeneinheit so einzustellen, dass sie den gewünschten Durchfluss bereitstellt, z. B. durch Einstellen der Kolbengeschwindigkeit, seiner Frequenz und/oder des vom Kolben in einem Hub verdrängten Volumens. Somit können vom Coriolis-Durchflussmessersystem gelieferte Daten als Fehlersignal in einer Rückkopplungsschleife an die Pumpe verwendet werden, z. B. mittels eines PID-Reglers. Ferner kann das Lösungsmittelabgabesystem dazu konfiguriert sein, das Gemisch von mindestens zwei Lösungsmitteln in einem gewünschten Verhältnis bereitzustellen, indem die Pumpeneinheiten basierend auf den von den jeweiligen Coriolis-Durchflussmessersystemen gemessenen Durchflussraten gesteuert werden. Mit anderen Worten kann es das Coriolis-Durchflussmessersystem vorteilhaft ermöglichen, das Mischungsverhältnis des Lösungsmittels basierend auf den Durchflussraten der jeweiligen dem Mischer bereitgestellten Lösungsmittel zu steuern.
Das Lösungsmittelabgabesystem kann eine Hochdruckgradientenpumpe sein.
Das Lösungsmittelabgabesystem kann so konfiguriert sein, dass es Volumendurchflussraten im Bereich von 50 µl/min bis 2 ml/min, vorzugsweise im Bereich von 50 µl/min bis 10 ml/min, bereitstellt.
Das Lösungsmittelabgabesystem kann dazu konfiguriert sein, ein Lösungsmittelgemisch mit einer Genauigkeit von mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 0,1 %, stärker bevorzugt mindestens 0,01 %, für Lösungsmittelgemische bereitzustellen, die mindestens 1 % jedes beitragenden Lösungsmittels umfassen. Dies gilt beispielsweise für ein Lösungsmittelgemisch aus den Lösungsmitteln A und B, wobei das Lösungsmittelgemisch jeweils mindestens 1 % von Lösungsmittel A und B umfasst.
Das Lösungsmittelabgabesystem kann für Betriebsdrücke von mehr als 250 bar, vorzugsweise von mehr als 500 bar, stärker bevorzugt von mehr als 1000 bar, konfiguriert sein.
In einigen Ausführungsformen kann das Lösungsmittelabgabesystem ferner eine Steuerung umfassen. Die Steuerung kann mit den mindestens zwei Pumpeinheiten und mit den mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersystemen betriebsmäßig verbunden sein. Ferner kann die Steuerung dazu konfiguriert sein, die von jeder Pumpeneinheit bereitgestellte Durchflussrate basierend auf Daten zu steuern, die von dem jeweiligen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellt werden. Das heißt, die Steuerung kann die Pumpeneinheiten basierend auf den von den jeweiligen Coriolis-Durchflussmessersystemen bereitgestellten Daten so steuern, dass eine gewünschte Durchflussrate bereitgestellt wird, wobei die Durchflussrate eine Massen- oder Volumendurchflussrate sein kann.
Die von den mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersystemen bereitgestellten Daten können Detektordaten umfassen. Die Steuerung kann ferner dazu konfiguriert sein, den Ort der Rohranordnung basierend auf den Detektordaten zu bestimmen. Zum Beispiel kann die Steuerung den Ort (oder die Position) der Rohranordnung relativ zu einem festgelegten Bezugspunkt bestimmen, z. B. den Ort/die Position der Rohranordnung, wenn kein Fluid durch die Rohranordnung strömt und/oder keine Bewegung durch einen Aktuator induziert wird.
Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, die Massendurchflussrate, die Dichte und/oder die Volumendurchflussrate des Fluids am Ausgang jeder Pumpeneinheit basierend auf den von dem jeweiligen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten zu bestimmen.
In einigen Ausführungsformen können die von den Coriolis-Durchflussmessersystemen bereitgestellten Daten eines oder mehrere von Massendurchflussdaten, Dichtedaten und/oder Volumendurchflussdaten umfassen.
Der Steuerung kann mindestens eine Datenverarbeitungseinheit umfassen. In einigen Ausführungsformen kann die Datenverarbeitungseinheit einen digitalen Signalprozessor umfassen.
Der Steuerung kann dazu konfiguriert sein, das Lösungsmittelabgabesystem zu steuern.
Das Lösungsmittelabgabesystem kann ferner mindestens zwei Lösungsmittelreservoirs umfassen.
In einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Chromatografiesystem, wobei das Chromatografiesystem mindestens eine Anordnung, mindestens ein Coriolis-Durchflussmessersystem oder mindestens ein Lösungsmittelabgabesystem wie vorstehend beschrieben umfasst. Ferner kann das Chromatografiesystem ein Flüssigchromatografiesystem und vorzugsweise ein Hochleistungsflüssigchromatografiesystem sein.
Das Chromatografiesystem kann das mindestens eine Lösungsmittelabgabesystem wie vorstehend beschrieben umfassen. Es versteht sich, dass in einer derartigen Ausführungsform die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem, das im Chromatografiesystem enthalten ist, ferner in dem Lösungsmittelabgabesystem enthalten ist, wie vorstehend beschrieben. Das heißt, das Chromatografiesystem kann ein Lösungsmittelabgabesystem umfassen, das wiederum mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme umfasst, die Anordnungen wie vorstehend beschrieben umfassen.
Alternativ kann das System mindestens eine Pumpe umfassen. Die mindestens eine Pumpe kann dazu konfiguriert sein, dass sie Volumendurchflussraten mindestens im Bereich von 50 µl/min bis 2 ml/min, vorzugsweise im Bereich von 1 µl/min bis 10 ml/min, bereitstellt. Zusätzlich oder alternativ kann die mindestens eine Pumpe einen Betriebsdruckbereich von mindestens 50 bar bis 250 bar, vorzugsweise mindestens 25 bar bis 500 bar, besonders bevorzugt mindestens 20 bar bis 1500 bar, umfassen.
Jede der mindestens einen Anordnung oder jedes des mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystems kann jeweils stromabwärts einer der mindestens einen Pumpe angeordnet sein. Mit anderen Worten kann jede der mindestens einen Pumpe stromaufwärts einer der mindestens einen Anordnung oder eines des mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystems angeordnet sein. Somit kann jede der mindestens einen Anordnung oder des mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystems jeweils mit einer der mindestens einen Pumpe fluidisch verbunden sein und ferner stromabwärts davon angeordnet sein.
Jede der mindestens einen Anordnung oder jedes des mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystems kann jeweils direkt stromabwärts einer der mindestens einen Pumpe angeordnet sein. Das heißt, die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem kann jeweils stromabwärts einer der mindestens einen Pumpe angeordnet sein, so dass nur jeweilige Fluidverbindungen zwischen der jeweiligen Pumpe und der jeweiligen Anordnung oder dem Coriolis-Durchflussmessersystem angeordnet sind. Insbesondere dürfen zwischen der jeweiligen Pumpe und der Anordnung bzw. dem Coriolis-Durchflussmessersystem keine anderen Systemkomponenten als eine Fluidverbindung, z. B. ein Rohr, vorhanden sein.
Das Chromatografiesystem kann ferner mindestens eine Trennsäule umfassen. Die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem kann stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet sein.
In Ausführungsformen, die mindestens ein Lösungsmittelabgabesystem umfassen, kann die mindestens eine Trennsäule stromabwärts des mindestens einen Lösungsmittelabgabesystems angeordnet sein. In ähnlicher Weise kann in Ausführungsformen, die mindestens eine Pumpe umfassen, die mindestens eine Trennsäule stromabwärts der mindestens einen Pumpe angeordnet sein.
Das Chromatografiesystem kann ferner mindestens eine Probenahmevorrichtung umfassen. Die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem kann stromaufwärts der mindestens einen Probenahmevorrichtung angeordnet sein.
In Ausführungsformen, die ein Lösungsmittelabgabesystem umfassen, kann die mindestens eine Probenahmevorrichtung stromabwärts des mindestens einen Lösungsmittelabgabesystems angeordnet sein. In ähnlicher Weise kann in Ausführungsformen, die mindestens eine Pumpe umfassen, die mindestens eine Probenahmevorrichtung stromabwärts der mindestens einen Pumpe angeordnet sein.
Die mindestens eine Probenahmevorrichtung kann stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet sein.
Das Chromatografiesystem kann ferner mindestens ein Verteilungsventil umfassen, das mehrere Anschlüsse umfasst und dazu konfiguriert ist, Anschlüsse selektiv zu verbinden. Die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem kann stromaufwärts des mindestens einen Verteilungsventils angeordnet sein. Jede der mindestens einen Probenahmevorrichtung kann mit einem Anschluss eines des mindestens einen Verteilungsventils fluidisch verbunden sein. Das mindestens eine Verteilungsventil kann stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet sein.
Das Chromatografiesystem kann ferner mindestens eine Trap-Säule umfassen. Die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem kann stromaufwärts der mindestens einen Trap-Säule angeordnet sein. Die mindestens eine Trap-Säule kann stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet sein.
Das Chromatografiesystem kann ferner mindestens eine Probenschleife umfassen. Die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem kann stromaufwärts der mindestens einen Probenschleife angeordnet sein. Die mindestens eine Probenschleife kann stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet sein.
Das Chromatografiesystem kann ferner mindestens einen Chromatografiedetektor umfassen. Die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem kann stromaufwärts des mindestens einen Chromatografiedetektors angeordnet sein. Der mindestens eine Chromatografiedetektor kann stromabwärts von mindestens einer der mindestens einen Trennsäule angeordnet sein.
Ein Chromatografiedetektor kann beispielsweise ein Detektor für geladene Aerosole (CAD), ein Verdampfungslichtstreudetektor, ein Massenspektrometer (MS), ein Brechungsindexdetektor, ein Mehrwinkellichtstreudetektor oder ein Fluoreszenzdetektor sein.
Das Chromatografiesystem kann ferner eine Systemsteuerung umfassen. Die Systemsteuerung kann mit der mindestens einen Pumpe und der mindestens einen Anordnung oder dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem betriebsmäßig verbunden sein.
Die Systemsteuerung kann dazu konfiguriert sein, die von der mindestens einen Pumpe bereitgestellte Volumendurchflussrate basierend auf Daten zu steuern, die von der mindestens einen Anordnung oder dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellt werden. Die von der mindestens einen Anordnung oder dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten können Detektordaten umfassen.
Die Systemsteuerung kann dazu konfiguriert sein, den Ort der Rohranordnung basierend auf den Detektordaten zu bestimmen. Ferner kann die Systemsteuerung dazu konfiguriert sein, die Massendurchflussrate, die Dichte und/oder die Volumendurchflussrate basierend auf den von der mindestens einen Anordnung oder dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten zu bestimmen.
In einer Ausführungsform, die mindestens ein Coriolis-Durchflussmessersystem umfasst, können die von dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten mindestens eines von Massendurchflussdaten, Dichtedaten und/oder Volumendurchflussdaten umfassen.
Der Systemsteuerung kann mindestens eine Datenverarbeitungseinheit umfassen.
Der Systemsteuerung kann dazu konfiguriert sein, das Chromatografiesystem zu steuern.
Weiterhin kann das Chromatografiesystem dazu konfiguriert sein, bei Drücken von mindestens bis zu 50 bar, vorzugsweise mindestens bis zu 250 bar, stärker bevorzugt mindestens bis zu 500 bar, wie beispielsweise mindestens bis zu 1000 bar oder 1500 bar, zu arbeiten.
In noch einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, wobei das Verfahren das Coriolis-Durchflussmessersystem, wie vorstehend beschrieben, verwendet, wobei das Verfahren das Leiten von durch die Quelle emittierter elektromagnetischer Strahlung durch das optische Quellenelement und in Richtung der Detektoranordnung umfasst, für jede Anordnung, die jeweils in dem Coriolis-Durchflussmessersystem enthalten ist.
Das heißt, das Verfahren umfasst für jede der in dem Coriolis-Durchflussmessersystem enthaltenen Anordnungen das Leiten elektromagnetischer Strahlung der Quelle durch das optische Quellenelement in Richtung der Detektoranordnung. Somit wird gemäß dem Verfahren elektromagnetische Strahlung der Quelle vom empfangenden Ende des optischen Quellenelements empfangen, durch das optische Quellenelement übertragen und am emittierenden Ende des optischen Quellenelements in Richtung der Detektoranordnung und insbesondere in Richtung des empfangenden Endes der Detektoranordnung emittiert.
Das Verfahren kann umfassen, zu bewirken, dass ein Fluid durch das Rohr strömt. Das heißt, durch das Rohr des Coriolis-Durchflussmessersystems kann eine Fluidströmung bewirkt werden, z. B. mittels einer Pumpe oder Pumpeneinheit.
Das Verfahren kann ferner in einem ersten Durchflussschritt umfassen, zu bewirken, dass ein Fluid mit einer Durchflussrate im Bereich von 50 µl/min bis 500 µl/min, vorzugsweise 50 µl/min bis 150 µl/min, durch das Rohr strömt, und in einem zweiten Durchflussschritt, zu bewirken, dass ein Fluid mit einer Durchflussrate im Bereich von 1 ml/min bis 5 ml/min, vorzugsweise 2 ml/min bis 5 ml/min, durch das Rohr strömt. Somit kann das Verfahren das Bewirken einer Fluidströmung durch das Rohr mit signifikant unterschiedlichen Durchflussraten, z. B. niedrigen und hohen Durchflussraten, umfassen. Das Fluid kann einen Druck von über 10 bar, vorzugsweise über 100 bar, stärker bevorzugt über 500 bar, wie beispielsweise über 1000 bar, aufweisen.
Das Verfahren kann ferner das Induzieren einer Schwingung des Rohres mit einer Ansteuerfrequenz umfassen. Beispielsweise kann ein Aktuator, der eine Spule oder einen piezoelektrischen Kristall umfasst, dazu verwendet werden, eine schwingende Bewegung des Rohres zu induzieren. Die Ansteuerfrequenz kann im Bereich von 1 Hz bis 5 kHz, vorzugsweise 10 Hz bis 1 kHz, liegen.
Das Verfahren kann das Detektieren der Menge an elektromagnetischer Strahlung, die den jeweiligen Detektor der Mehrzahl von Anordnungen erreicht, und das Generieren entsprechender Detektordaten umfassen. Somit können die generierten Detektordaten die Menge an elektromagnetischer Strahlung angeben, die den jeweiligen Detektor erreicht. Das Verfahren kann ferner das Bestimmen einer Durchflussrate basierend auf den Detektordaten umfassen. Beispielsweise kann durch Messen der Menge an elektromagnetischer Strahlung, die die jeweiligen Detektoren erreicht, und durch Vergleichen der Detektordaten verschiedener Detektoren des Coriolis-Durchflussmessersystems eine Durchflussrate bestimmt werden.
Der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate kann das Bestimmen einer Massendurchflussrate und/oder einer Volumendurchflussrate umfassen. Ferner kann der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate ferner das Bestimmen einer Dichte des Fluids basierend auf den Detektordaten umfassen.
Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate das Bestimmen eines jeweiligen Ortes der Rohranordnung von jeder der Mehrzahl von Anordnungen mindestens in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu der ersten Richtung (x) basierend auf den Detektordaten umfassen. Es versteht sich, dass für jede der Mehrzahl von Anordnungen, die in dem System enthalten sind, die betrachtete erste Richtung (x) basierend auf der relativen Orientierung innerhalb des Systems in unterschiedlichen Richtungen zueinander orientiert sein kann.
Der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate kann ferner das Bestimmen einer jeweiligen Schwingungsfrequenz und/oder -phase der Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen basierend auf den Detektordaten umfassen. Darüber hinaus kann der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate das Vergleichen der Phase der Schwingung der jeweiligen Rohranordnungen umfassen. Durch Vergleichen der Phase der Schwingung der jeweiligen Rohranordnungen, d. h. der Phase der Schwingung in unterschiedlichen Positionen entlang des Rohres, kann die Durchflussrate bestimmt werden. Eine derartige Bestimmung der Durchflussrate kann auf der Corioliskraft basieren.
Das Bestimmen der Dichte des Fluids kann das Bestimmen der Resonanzfrequenz der Rohranordnung umfassen. Das heißt, die Resonanzfrequenz der Rohranordnung kann von der Gesamtmasse der Rohranordnung und des Fluids abhängig sein, und da das innere Fluidvolumen des Rohres festgelegt ist, kann dies die Bestimmung der Fluiddichte ermöglichen.
Das vorstehend beschriebene Coriolis-Durchflussmessersystem kann dazu konfiguriert sein, das vorstehend beschriebene Verfahren durchzuführen. Die Datenverarbeitungseinheit des Coriolis-Durchflussmessersystems kann dazu konfiguriert sein, jeden der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte durchzuführen und/oder zu steuern.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung der Anordnung (wie vorstehend beschrieben) oder des Coriolis-Durchflussmessersystems (wie vorstehend beschrieben) zum Bestimmen der Massen- und/oder Volumendurchflussrate eines durch das Rohr geleiteten Fluids.
Die Verwendung kann in der Chromatografie erfolgen. Die Verwendung kann in der Flüssigchromatografie erfolgen. Die Verwendung kann ferner in der Hochleistungsflüssigchromatografie erfolgen. Darüber hinaus kann die Verwendung in der Ultrahochleistungsflüssigchromatografie erfolgen.
Nachstehend wird auf Anordnungsausführungsformen Bezug genommen. Diese Ausführungsformen werden durch den Buchstaben „A“ mit nachfolgender Nummer abgekürzt. Wann immer in diesem Schriftstück auf „Anordnungsausführungsformen“ Bezug genommen wird, sind diese Ausführungsformen gemeint.
A1. Anordnung, umfassend

eine Quelle (1) elektromagnetischer Strahlung;
eine Detektoranordnung (2), umfassend einen Detektor (21) für elektromagnetische Strahlung,
wobei die Detektoranordnung (2) ein empfangendes Ende (22) der Detektoranordnung umfasst, das dazu positioniert ist, mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung von der Quelle (1) zu empfangen,
wobei mindestens ein Teil der am empfangenden Ende (22) der Detektoranordnung empfangenen elektromagnetischen Strahlung von dem Detektor (21) empfangen wird;
ein optisches Quellenelement (5), das dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung, die an einem empfangenden Ende (51) des optischen Quellenelements (5) empfangen wird, an ein emittierendes Ende (52) des optischen Quellenelements (5) zu übertragen,
wobei das empfangende Ende (51) dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung der Quelle (1) zu empfangen,
wobei das emittierende Ende (52) dazu konfiguriert ist, die übertragene elektromagnetische Strahlung zu emittieren, und
wobei eine erste Richtung (x) durch einen Lichtweg zwischen dem emittierenden Ende (52) und dem empfangenden Ende (22) der Detektoranordnung definiert ist;
eine Rohranordnung (4), die einen Abschnitt eines Rohres umfasst, wobei die Rohranordnung (4) zwischen dem emittierenden Ende (52) und dem aufnehmenden Ende (22) der Detektoranordnung in der ersten Richtung (x) positioniert ist,
wobei die Rohranordnung (4) beweglich ist, um ihre Position zu ändern, und wobei eine von dem Detektor (2) empfangene Menge an elektromagnetischer Strahlung von der Position der Rohranordnung (4) abhängig ist.

A2. Anordnung gemäß der vorhergehenden Anordnungsausführungsform, wobei die Detektoranordnung ferner ein optisches Detektorelement umfasst, das dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung, die an einem empfangenden Ende (231) eines optischen Detektorelements empfangen wird, zu einem emittierenden Ende (232) eines optischen Detektorelements zu übertragen,

wobei das empfangende Ende (231) des optischen Detektorelements das empfangende Ende (22) der Detektoranordnung bildet und dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung zu empfangen, die von dem emittierenden Ende (52) des optischen Quellenelements (5) emittiert wird,
wobei das emittierende Ende (232) des optischen Detektorelements dazu konfiguriert ist, die übertragene elektromagnetische Strahlung zu emittieren, und
wobei der Detektor (21) dazu konfiguriert ist, mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung zu empfangen, die von dem emittierenden Ende (232) des optischen Detektorelements emittiert wird.

A3. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement ein Wellenleiter für elektromagnetische Strahlung sind.
A4. Anordnung gemäß einer der Ausführungsformen, wobei das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement ein Lichtleiter sind.
Ein Lichtleiter kann auch als Lichtrohr bezeichnet werden.
A5. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement eine optische Faser sind.
A6. Anordnung gemäß einer der Ausführungsformen A1 oder A2, wobei das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement eine Linse, vorzugsweise eine konvexe Linse sind.
A7. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement dazu konfiguriert sind, mindestens mit einer Transmissionswellenlänge zu übertragen, wobei mindestens eine der mindestens einen Transmissionswellenlänge im Bereich von 200 nm bis 5000 nm, vorzugsweise im Bereich von 400 bis 2000 nm, stärker bevorzugt 700 nm bis 1000 nm, wie beispielsweise 830 nm, 850 nm oder 940 nm, liegt.
A8. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement die Transmission mindestens für 90 %, vorzugsweise 95 %, stärker bevorzugt 99 % der Wellenlängen im Bereich von 2,2 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 50 µm, stärker bevorzugt 2 µm bis 100 µm, wie beispielsweise für alle Wellenlängen größer als 2 µm, um mindestens den Faktor 10, vorzugsweise um mindestens den Faktor 100, unterdrücken.
A9. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei das optische Quellenelement und/oder das optische Detektorelement die Transmission mindestens für Wellenlängen im Bereich von 2,2 µm bis 10 µm, vorzugsweise 2 µm bis 50 µm, stärker bevorzugt 2 µm bis 100 µm, wie beispielsweise für alle Wellenlängen größer als 2 µm, um mindestens den Faktor 10, vorzugsweise um mindestens den Faktor 100, unterdrücken.
A10. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Abschnitt des Rohres einen Innendurchmesser umfasst.
A11. Anordnung gemäß der vorhergehenden Anordnungsausführungsform, wobei der Innendurchmesser im Bereich von 0,02 mm bis 1 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 0,4 mm, stärker bevorzugt 0,15 mm bis 0,2 mm, liegt.
A12. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Abschnitt des Rohres einen Außendurchmesser umfasst.
A13. Anordnung gemäß der vorhergehenden Anordnungsausführungsform, wobei der Außendurchmesser im Bereich von 0,2 mm bis 2 mm, vorzugsweise 0,3 mm bis 0,8 mm, stärker bevorzugt 0,3 mm bis 0,5 mm, liegt.
A14. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei die Rohranordnung ferner eine Platte umfasst, wobei die Platte an dem Abschnitt des Rohres befestigt ist.
A15. Anordnung gemäß der vorhergehenden Anordnungsausführungsform, wobei das Platte dazu konfiguriert ist, von der Quelle emittierte elektromagnetische Strahlung zu blockieren.
A16. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei die Quelle eine Leuchtdiode (LED) ist.
A17. Anordnung gemäß der vorhergehenden Anordnungsausführungsform, wobei die Quelle eine Infrarot-LED (IR-LED) ist.
A18. Anordnung gemäß der vorhergehenden Anordnungsausführungsform, wobei die Infrarot-LED dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung mit einer Emissionswellenlänge zu emittieren, wobei die Emissionswellenlänge im Bereich von 700 nm und 1400 nm, vorzugsweise im Bereich von 800 nm bis 1000 nm, liegt.
A19. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei die Quelle eine Emissionsleistung umfasst und wobei die Emissionsleistung im Bereich von 5 bis 500 mW/sr, vorzugsweise im Bereich von 20 bis 200 mW/sr, stärker bevorzugt im Bereich von 50 bis 100 mW/sr, liegt.
A20. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei ein Mindestabstand zwischen der Quelle und der Rohranordnung mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 20 mm, stärker bevorzugt mindestens 30 mm, beträgt.
A21. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Detektor ein Fotodetektor ist.
A22. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Detektor eine Fotodiode umfasst.
A23. Anordnung gemäß der vorhergehenden Anordnungsausführungsform, wobei die Fotodiode eine PIN-Fotodiode ist.
A24. Anordnung gemäß der vorletzten Anordnungsausführungsform, wobei die Fotodiode eine gepinnte Fotodiode ist.
A25. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen mit den Merkmalen der Ausführungsform A20, wobei die Fotodiode eine Avalanche-Fotodiode (APD) ist.
A26. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Detektor ein Fotodiodenarray umfasst.
A27. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Detektor einen Fototransistor umfasst.
A28. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Detektor einen aktiven Pixelsensor, vorzugsweise einen CMOS-Sensor, umfasst.
A29. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Detektor eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) umfasst.
A30. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei die Anordnung ferner mindestens eine Apertur umfasst.
A31. Anordnung gemäß der vorhergehenden Anordnungsausführungsform, wobei mindestens eine der mindestens einen Apertur zwischen dem emittierenden Ende und der Rohranordnung in der ersten Richtung (x) angeordnet ist.
A32. Anordnung gemäß einer der 2 vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei mindestens eine der mindestens einen Apertur zwischen der Rohranordnung und dem empfangenden Ende der Detektoranordnung in der ersten Richtung (x) angeordnet ist.
A33. Anordnung gemäß einer der 3 vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei mindestens eine der mindestens einen Apertur eine Blende ist.
A34. Anordnung gemäß einer der 4 vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei mindestens eine der mindestens einen Apertur eine Lochblende ist.
A35. Anordnung gemäß einer der 5 vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei mindestens eine der mindestens einen Apertur ein Schlitz ist.
A36. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Abschnitt des Rohres dazu konfiguriert ist, Fluiddrücken eines durch den Abschnitt des Rohres geleiteten Fluids von mindestens 50 bar, vorzugsweise mindestens 500 bar, stärker bevorzugt mindestens 1000 bar, wie mindestens 1500 bar, standzuhalten.
A37. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Abschnitt des Rohres für Durchflussraten eines Fluids innerhalb des Rohres mindestens im Bereich von 50 µl/min bis 5 ml/min, vorzugsweise mindestens im Bereich von 1 µl/min bis 10 ml/min, stärker bevorzugt mindestens im Bereich von 100 nl/min bis 10 ml/min, konfiguriert ist.
A38. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Abschnitt des Rohres aus Metall oder Glas besteht.
A39. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei das Metall eines von Stahl, Titan, einer Titanlegierung, Zirkonium oder einer Co-Cr-Ni-Legierung, vorzugsweise Edelstahl 316, Ti6Al4V, MP35N^® oder Hastelloy C276^®, ist.
A40. Anordnung gemäß einer der 2 vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei das Glas Quarzglas ist.
A41. Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, wobei der Detektor dazu konfiguriert ist, Detektordaten bereitzustellen, die die von dem Detektor empfangene elektromagnetische Strahlung angeben.
Nachstehend wird auf Coriolis-Durchflussmessersystemausführungsformen Bezug genommen. Diese Ausführungsformen werden durch den Buchstaben „S“ mit nachfolgender Nummer abgekürzt. Wann immer in diesem Schriftstück auf „Systemausführungsformen“ Bezug genommen wird, sind diese Ausführungsformen gemeint.
S1. Coriolis-Durchflussmessersystem,

wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem eine Mehrzahl von Anordnungen gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen umfasst,
wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem ein Rohr umfasst, und
wobei jeder Abschnitt eines Rohres der jeweiligen Rohranordnung (4) der jeweiligen Anordnung ein Abschnitt des Rohres des Coriolis-Durchflussmessersystems ist.

S2. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß der vorhergehenden Systemausführungsform, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, eine Massendurchflussrate eines durch das Rohr geleiteten Fluids zu bestimmen.
S3. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, eine Dichte des durch das Rohr geleiteten Fluids zu bestimmen.
S4. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei der Coriolis-Durchflussmesser dazu konfiguriert ist, eine Volumendurchflussrate des durch das Rohr geleiteten Fluids zu bestimmen.
S5. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß der vorhergehenden Systemausführungsform und mit den Merkmalen von S2 und S3, wobei der Coriolis-Durchflussmesser dazu konfiguriert ist, die Volumendurchflussrate des Fluids basierend auf der Dichte und der Massendurchflussrate zu bestimmen.
S6. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, die Volumendurchflussrate des Fluids mindestens über den gesamten Bereich von 50 µl/min bis 5 ml/min, vorzugsweise über den gesamten Bereich von 1 µl/min bis 10 ml/min, stärker bevorzugt über den gesamten Bereich von 100 nl/min bis 10 ml/min, zu bestimmen.
S7. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der 3 vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, die Volumendurchflussrate des Fluids über den Bereich von 1 µl/min bis 5 ml/min mit einer Genauigkeit von mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 0,1 %, stärker bevorzugt mindestens 0,01 % oder mindestens 10 nl/min, zu bestimmen, je nachdem, was einem höheren absoluten Durchflussratenwert entspricht.
S8. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen der Ausführungsform S2, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, die Massendurchflussrate des Fluids mindestens über den gesamten Bereich von 50 mg/min bis 5 g/min, vorzugsweise über den gesamten Bereich von 1 mg/min bis 10 g/min, stärker bevorzugt über den gesamten Bereich von 100 µg/min bis 10 g/min, zu bestimmen.
S9. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen von S2, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, die Massendurchflussrate des Fluids über den Bereich von 1 mg/min bis 5 g/min mit einer Genauigkeit von mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 0,1 %, stärker bevorzugt mindestens 0,01 % oder mindestens 10 µg/ml, zu bestimmen, je nachdem, was einem höheren absoluten Durchflussratenwert entspricht.
S10. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem mindestens einen Aktuator umfasst, der dazu konfiguriert ist, eine Bewegung des Rohres zu induzieren.
S11. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß der vorhergehenden Systemausführungsform, wobei der Aktuator dazu konfiguriert ist, eine Schwingung des Rohres zu induzieren.
S12. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß der vorhergehenden Systemausführungsform, wobei die durch den Aktuator induzierte Schwingung eine Ansteuerfrequenz umfasst, wobei die Ansteuerfrequenz im Bereich von 1 Hz bis 5 kHz, vorzugsweise 10 Hz bis 1 kHz, liegt.
S13. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der 3 vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei der mindestens eine Aktuator mindestens eines von einer elektromagnetischen Spule und/oder einem Piezokristall umfasst.
S14. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen der Ausführungsform S2, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, Massendurchflussdaten bereitzustellen, die die bestimmte Massendurchflussrate angeben.
S15. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen von S3, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, Dichtedaten bereitzustellen, die die bestimmte Dichte angeben.
S16. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen von S4, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, Volumendurchflussdaten bereitzustellen, die die bestimmte Volumendurchflussrate angeben.
S17. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem eine Datenverarbeitungseinheit umfasst.
S18. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß der vorhergehenden Systemausführungsform, wobei die Datenverarbeitungseinheit einen digitalen Signalprozessor umfasst.
S19. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß der vorhergehenden Systemausführungsform und mit den Merkmalen von S2, wobei jede der Mehrzahl von Anordnungen die Merkmale von A41 umfasst, wobei die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, die Massendurchflussrate basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen.
S20. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen von S3, wobei jede der Mehrzahl von Anordnungen die Merkmale von A41 umfasst, wobei die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, die Dichte basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen.
S21. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der 3 vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen von S4, wobei jede der Mehrzahl von Anordnungen die Merkmale von A41 umfasst, wobei die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, die Volumendurchflussrate basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen.
S22. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der 4 vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen von S5, wobei die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, die Volumendurchflussrate basierend auf der Massendurchflussrate und der Dichte zu bestimmen.
S23. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, den Ort der jeweiligen Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen.
S24. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, die Schwingungsphase und/oder -frequenz der jeweiligen Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen.
S25. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß den vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen von S17, wobei jede der Mehrzahl von Anordnungen die Merkmale von A41 umfasst, wobei die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, die Schwingungsphase und/oder -frequenz der jeweiligen Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen.
S26. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen von S17, wobei jede der Mehrzahl von Anordnungen die Merkmale von A41 umfasst, wobei die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, den jeweiligen Ort der Rohranordnung jeder der Anordnungen in einer Richtung senkrecht zu der ersten Richtung (x) basierend auf den Detektordaten der Mehrzahl von Anordnungen zu bestimmen.
S27. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen und mit den Merkmalen von S10 und S17, wobei die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, den mindestens einen Aktuator zu steuern.
Nachstehend wird auf Lösemittelabgabesystemausführungsformen Bezug genommen. Diese Ausführungsformen werden durch den Buchstaben „D“ mit nachfolgender Nummer abgekürzt. Wann immer in diesem Schriftstück auf Lösemittelabgabesystemausführungsformen Bezug genommen wird, sind diese Ausführungsformen gemeint.
D1. Lösungsmittelabgabesystem, das dazu konfiguriert ist, ein Gemisch von mindestens zwei Lösungsmitteln bereitzustellen, wobei das Lösungsmittelabgabesystem Folgendes umfasst:

mindestens zwei Pumpeneinheiten,
einen Mischer, und
mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen.

D2. Lösungsmittelabgabesystem gemäß der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsform, wobei jede Pumpeneinheit einen Eingang und einen Ausgang umfasst,

wobei der Eingang jeder Pumpeneinheit dazu konfiguriert ist, jeweils mit mindestens einem Lösungsmittelreservoir fluidisch verbunden zu sein, und
wobei der Ausgang jeder Pumpeneinheit jeweils mit dem Mischer fluidisch verbunden ist.

D3. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei jedes der mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme mit einer anderen Pumpeneinheit fluidisch verbunden ist.
D4. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei jedes der mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme stromabwärts einer jeweiligen Pumpeneinheit bzw. stromaufwärts des Mischers angeordnet ist.
D5. Lösungsmittelabgabesystem gemäß der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsform, wobei das Lösungsmittelabgabesystem dazu konfiguriert ist, die Pumpeneinheiten basierend auf Durchflussraten zu steuern, die von den jeweiligen Coriolis-Durchflussmessersystemen gemessen werden.
D6. Lösungsmittelabgabesystem nach dem vorhergehenden Lösemittelabgabesystem, wobei das Lösungsmittelabgabesystem dazu konfiguriert ist, das Gemisch von mindestens zwei Lösungsmitteln in einem gewünschten Verhältnis bereitzustellen, indem die Pumpeneinheiten basierend auf den von den jeweiligen Coriolis-Durchflussmessersystemen gemessenen Durchflussraten gesteuert werden.
D7. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei das Lösungsmittelabgabesystem eine Hochdruckgradientenpumpe ist.
D8. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei das Lösungsmittelabgabesystem dazu konfiguriert ist, Volumendurchflussraten im Bereich von 50 µl/min bis 2 ml/min, vorzugsweise im Bereich von 50 µl/min bis 10 ml/min, bereitzustellen.
D9. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei das Lösungsmittelabgabesystem dazu konfiguriert ist, ein Lösungsmittelgemisch mit einer Genauigkeit von mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 0,1 %, stärker bevorzugt mindestens 0,01 % für Lösungsmittelgemische bereitzustellen, die mindestens 1 % jedes beitragenden Lösungsmittels umfassen.
D10. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei das Lösungsmittelabgabesystem für Betriebsdrücke von mehr als 250 bar, vorzugsweise von mehr als 500 bar, stärker bevorzugt von mehr als 1000 bar, konfiguriert ist.
D11. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei das Lösungsmittelabgabesystem ferner eine Steuerung umfasst.
D12. Lösungsmittelabgabesystem gemäß der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsform, wobei die Steuerung betriebsmäßig mit den mindestens zwei Pumpeinheiten und mit den mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersystemen verbunden ist.
D13. Lösungsmittelabgabesystem gemäß der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsform und mit den Merkmalen von D3 oder D4, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die von jeder Pumpeneinheit bereitgestellte Durchflussrate basierend auf Daten zu steuern, die von dem jeweiligen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellt werden.
D14. Lösungsmittelabgabesystem gemäß der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsform, wobei die Anordnungen der mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme die Merkmale der Ausführungsform A41 umfassen, und wobei die von den mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersystemen bereitgestellten Daten Detektordaten umfassen.
D15. Lösungsmittelabgabesystem gemäß der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsform, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, den Ort der Rohranordnung basierend auf den Detektordaten zu bestimmen.
D16. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der 3 vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, die Massendurchflussrate, die Dichte und/oder die Volumendurchflussrate des Fluids am Ausgang jeder Pumpeneinheit basierend auf den von dem jeweiligen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten zu bestimmen.
D17. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der 4 vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei die mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme die Merkmale von S14 umfassen, wobei die von den Coriolis-Durchflussmessersystemen bereitgestellten Daten Massendurchflussdaten umfassen.
D18. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei die mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme die Merkmale von S15 umfassen, wobei die von den Coriolis-Durchflussmessersystemen bereitgestellten Daten Dichtedaten umfassen.
D19. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei die mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme die Merkmale von S16 umfassen, wobei die von den Coriolis-Durchflussmessersystemen bereitgestellten Daten Volumendurchflussdaten umfassen.
D20. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von D11, wobei die Steuerung mindestens eine Datenverarbeitungseinheit umfasst.
D21. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von D11, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das Lösungsmittelabgabesystem zu steuern.
D22. Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen, wobei das Lösungsmittelabgabesystem ferner mindestens zwei Lösungsmittelreservoirs umfasst.
Nachstehend wird auf Chromatografiesystemausführungsformen Bezug genommen. Diese Ausführungsformen werden durch den Buchstaben „T“ mit nachfolgender Nummer abgekürzt. Wann immer in diesem Schriftstück auf „Chromatografiesystemausführungsformen“ Bezug genommen wird, sind diese Ausführungsformen gemeint.
T1. Chromatografiesystem, wobei das Chromatografiesystem mindestens eine Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen, mindestens ein Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen oder mindestens ein Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorhergehenden Lösemittelabgabesystemausführungsformen umfasst.
T2. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei das Chromatografiesystem ein Flüssigchromatografiesystem und vorzugsweise ein Hochleistungsflüssigchromatografiesystem ist.
T3. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei das Chromatografiesystem das mindestens eine Lösungsmittelabgabesystem gemäß einer der vorangehenden des Lösungsmittelabgabesystemausführungsformen umfasst.
T4. Chromatografiesystem gemäß einer der Chromatografiesystemausführungsformen T1 und T2, wobei das System mindestens eine Pumpe umfasst.
T5. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei die mindestens eine Pumpe dazu konfiguriert ist, Volumendurchflussraten mindestens im Bereich von 50 µl/min bis 2 ml/min, vorzugsweise im Bereich von 1 µl/min bis 10 ml/min, bereitzustellen.
T6. Chromatografiesystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei die mindestens eine Pumpe einen Betriebsdruckbereich von mindestens 50 bar bis 250 bar, vorzugsweise mindestens 25 bar bis 500 bar, stärker bevorzugt mindestens 20 bar bis 1500 bar, umfasst.
T7. Chromatografiesystem gemäß einer der 3 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei jede der mindestens einen Anordnung oder jedes des mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystems jeweils stromabwärts einer der mindestens einen Pumpe angeordnet ist.
T8. Chromatografiesystem gemäß einer der 4 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei jede der mindestens einen Anordnung oder jedes des mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystems jeweils direkt stromabwärts einer der mindestens einen Pumpe angeordnet ist.
T9. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei das System ferner eine Trennsäule umfasst.
T10. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet ist.
T11. Chromatografiesystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen der Ausführungsform T3, wobei die mindestens eine Trennsäule stromabwärts des mindestens einen Lösungsmittelabgabesystems angeordnet ist.
T12. Chromatografiesystem gemäß den Ausführungsformen T9 oder T10 und mit den Merkmalen der Ausführungsform T4, wobei die mindestens eine Trennsäule stromabwärts der mindestens einen Pumpe angeordnet ist.
T13. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei das Chromatografiesystem ferner mindestens eine Probenahmevorrichtung umfasst.
T14. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem stromaufwärts der mindestens einen Probenahmevorrichtung angeordnet ist.
T15. Chromatografiesystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T3, wobei die mindestens eine Probenahmevorrichtung stromabwärts des mindestens einen Lösungsmittelabgabesystems angeordnet ist.
T16. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen mit den Merkmalen der Ausführungsformen T13 und T4, wobei die mindestens eine Probenahmevorrichtung stromabwärts der mindestens einen Pumpe angeordnet ist.
T17. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen mit den Merkmalen der Ausführungsformen T9 und T13, wobei die mindestens eine Probenahmevorrichtung stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet ist.
T18. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei das Chromatografiesystem ferner mindestens ein Verteilungsventil umfasst, das mehrere Anschlüsse umfasst und dazu konfiguriert ist, Anschlüsse selektiv zu verbinden.
T19. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem stromaufwärts des mindestens einen Verteilungsventils angeordnet ist.
T20. Chromatografiesystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T13, wobei jede der mindestens einen Probenentnahmevorrichtung mit einem Anschluss eines des mindestens einen Verteilungsventils fluidisch verbunden ist.
T21. Chromatografiesystem gemäß einer der 3 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T9, wobei das mindestens eine Verteilungsventil stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet ist.
T22. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei das System ferner eine Trap-Säule umfasst.
T23. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem stromaufwärts der mindestens einen Trap-Säule angeordnet ist.
T24. Chromatografiesystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T9, wobei die mindestens eine Trap-Säule stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet ist.
T25. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei das Chromatografiesystem ferner mindestens eine Probenschleife umfasst.
T26. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem stromaufwärts der mindestens einen Probenschleife angeordnet ist.
T27. Chromatografiesystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen der Ausführungsform T9, wobei die mindestens eine Probenschleife stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet ist.
T28. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei das Chromatografiesystem ferner mindestens einen Chromatografiedetektor umfasst.
T29. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei die mindestens eine Anordnung oder das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem stromaufwärts des mindestens einen Chromatografiedetektors angeordnet ist.
T30. Chromatografiesystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T9, wobei der mindestens eine Chromatografiedetektor stromaufwärts der mindestens einen Trennsäule angeordnet ist.
T31. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei das Chromatografiesystem ferner mindestens eine Systemsteuerung umfasst.
T32. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform und mit den Merkmalen von T4, wobei die Systemsteuerung mit der mindestens einen Pumpe und der mindestens einen Anordnung oder dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem betriebsmäßig verbunden ist.
T33. Chromatografiesystem gemäß einer der 2 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T3, wobei die Systemsteuerung dazu konfiguriert ist, die von der mindestens einen Pumpe bereitgestellte Volumendurchflussrate basierend auf von der mindestens einen Anordnung oder dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten zu steuern.
T34. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei die mindestens eine Anordnung die Merkmale von A41 umfasst, wobei die von der mindestens einen Anordnung oder dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten Detektordaten umfassen.
T35. Chromatografiesystem gemäß der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsform, wobei die Systemsteuerung dazu konfiguriert ist, den Ort der Rohranordnung basierend auf den Detektordaten zu bestimmen.
T36. Chromatografiesystem nach einer der 3 vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei die Systemsteuerung dazu konfiguriert ist, die Massendurchflussrate, die Dichte und/oder die Volumendurchflussrate basierend auf den Daten zu bestimmen, die von der mindestens einen Anordnung oder dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellt werden.
T37. Chromatografiesystem nach einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T33, wobei das Chromatografiesystem das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem umfasst, das die Merkmale von S14 umfasst, wobei die von dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten Massendurchflussdaten umfassen.
T38. Chromatografiesystem nach einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T33, wobei das Chromatografiesystem das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem umfasst, das die Merkmale von S15 umfasst, wobei die von dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten Dichtedaten umfassen.
T39. Chromatografiesystem nach einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T33, wobei das Chromatografiesystem das mindestens eine Coriolis-Durchflussmessersystem umfasst, das die Merkmale von S16 umfasst, wobei die von dem mindestens einen Coriolis-Durchflussmessersystem bereitgestellten Daten Volumendurchflussdaten umfassen.
T40. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T31, wobei die Systemsteuerung mindestens eine Datenverarbeitungseinheit umfasst.
T41. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen und mit den Merkmalen von T31, wobei die Systemsteuerung dazu konfiguriert ist, das Chromatografiesystem zu steuern.
T42. Chromatografiesystem gemäß einer der vorhergehenden Chromatografiesystemausführungsformen, wobei das Chromatografiesystem dazu konfiguriert ist, bei Drücken von mindestens bis zu 50 bar, vorzugsweise mindestens bis zu 250 bar, stärker bevorzugt mindestens bis zu 500 bar, wie z. B. mindestens bis zu 1000 bar oder 1500 bar, zu arbeiten.
Nachstehend wird auf Verfahrensausführungsformen Bezug genommen. Diese Ausführungsformen werden durch den Buchstaben „M“ mit nachfolgender Nummer abgekürzt. Wann immer in diesem Schriftstück auf „Verfahrensausführungsformen“ Bezug genommen wird, sind diese Ausführungsformen gemeint.
M1. Verfahren, wobei das Verfahren das Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen verwendet, wobei das Verfahren umfasst:

Leiten von durch die Quelle emittierter elektromagnetischer Strahlung durch das optische Quellenelement und in die Richtung der Detektoranordnung für jede Anordnung, die jeweils in dem Coriolis-Durchflussmessersystem enthalten ist.

M2. Verfahren gemäß der vorhergehenden Verfahrensausführungsform, wobei das Verfahren umfasst, zu bewirken, dass ein Fluid durch das Rohr strömt.
M3. Verfahren gemäß der vorhergehenden Ausführungsform, wobei das Verfahren ferner umfasst:

in einem ersten Durchflussschritt, Bewirken, dass ein Fluid mit einer Durchflussrate im Bereich von 50 µl/min bis 500 µl/min, vorzugsweise 50 µl/min bis 150 µl/min, durch das Rohr strömt, und
in einem zweiten Durchflussschritt, Bewirken, dass ein Fluid mit einer Durchflussrate im Bereich von 1 ml/min bis 5 ml/min, vorzugsweise 2 ml/min bis 5 ml/min, durch das Rohr strömt.

M4. Verfahren nach einer der 2 vorhergehenden Ausführungsformen, wobei das Fluid einen Druck von mehr als 10 bar, vorzugsweise von mehr als 100 bar, stärker bevorzugt von 500 bar, wie beispielsweise von mehr als 1000 bar, aufweist.
M5. Verfahren gemäß einer der vorhergehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren ferner das Induzieren einer Schwingung des Rohres bei einer Ansteuerfrequenz umfasst.
M6. Verfahren nach der vorhergehenden Verfahrensausführungsform, wobei die Ansteuerfrequenz im Bereich von 1 Hz bis 5 kHz, vorzugsweise 10 Hz bis 1 kHz, liegt.
M7. Verfahren nach einer der vorhergehenden Verfahrensausführungsformen, wobei das Verfahren das Detektieren der Menge an elektromagnetischer Strahlung, die den jeweiligen Detektor der Mehrzahl von Anordnungen erreicht, und das Generieren entsprechender Detektordaten umfasst.
M8. Verfahren gemäß der vorhergehenden Verfahrensausführungsform, wobei das Verfahren ferner das Bestimmen einer Durchflussrate basierend auf den Detektordaten umfasst.
M9. Verfahren gemäß der vorhergehenden Verfahrensausführungsform, wobei der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate das Bestimmen mindestens einer Massendurchflussrate und/oder einer Volumendurchflussrate umfasst.
M10. Verfahren gemäß der vorhergehenden Verfahrensausführungsform, wobei der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate ferner das Bestimmen einer Dichte des Fluids basierend auf den Detektordaten umfasst.
M11. Verfahren nach einer der 3 vorhergehenden Verfahrensausführungsformen, wobei der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate das Bestimmen eines jeweiligen Ortes der Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen mindestens in Bezug auf eine Richtung senkrecht zu der ersten Richtung (x) basierend auf den Detektordaten umfasst.
Es versteht sich, dass für jede der Mehrzahl von Anordnungen, die in dem System enthalten sind, die betrachtete erste Richtung (x) basierend auf der relativen Orientierung innerhalb des Systems in unterschiedlichen Richtungen zueinander orientiert sein kann.
M12. Verfahren nach einer der 4 vorhergehenden Verfahrensausführungsformen, wobei der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate ferner das Bestimmen einer jeweiligen Schwingungsfrequenz und/oder -phase der Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen basierend auf den Detektordaten umfasst.
M13. Verfahren gemäß der vorhergehenden Verfahrensausführungsform, wobei der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate das Vergleichen der Phase der Schwingung der jeweiligen Rohranordnungen umfasst.
M14. Verfahren nach einer der 2 vorhergehenden Verfahrensausführungsformen und mit den Merkmalen von M5 und M10, wobei das Bestimmen der Dichte des Fluids das Bestimmen der Resonanzfrequenz der Rohranordnung umfasst.
S28. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß einer der vorhergehenden Systemausführungsformen, wobei das System dazu konfiguriert ist, das Verfahren gemäß einer der vorhergehenden Verfahrensausführungsformen durchzuführen.
S29. Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß der vorhergehenden Systemausführungsform und mit den Merkmalen von S17, wobei die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert ist, einen der Verfahrensschritte gemäß M5 bis M14 durchzuführen und/oder zu steuern.
Nachstehend wird auf Verwendungsausführungsformen Bezug genommen. Diese Ausführungsformen werden durch den Buchstaben „U“ mit nachfolgender Nummer abgekürzt. Wann immer in diesem Schriftstück auf „Verwendungsausführungsformen“ Bezug genommen wird, sind diese Ausführungsformen gemeint.
U1. Verwendung der Anordnung gemäß einer der vorhergehenden Anordnungsausführungsformen oder des Coriolis-Durchflussmessersystems gemäß einer der vorherigen Systemausführungsformen zur Bestimmung der Massen- und/oder Volumendurchflussrate eines durch das Rohr geleiteten Fluids.
U2. Verwendung gemäß der vorhergehenden Verwendungsausführungsform in der Chromatografie.
U3. Verwendung gemäß der vorhergehenden Verwendungsausführungsform in der Flüssigchromatografie.
U4. Verwendung gemäß der vorhergehenden Verwendungsausführungsform in der Hochleistungsflüssigchromatografie.
U5. Verwendung gemäß der vorhergehenden Verwendungsausführungsform in der Ultrahochleistungsflüssigchromatografie.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsformen sollten nur Beispiele für die vorliegende Erfindung geben, sie aber nicht einschränken.

1a zeigt eine Anordnung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1b zeigt eine Anordnung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1c zeigt eine Anordnung gemäß noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1d zeigt eine Anordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt schematisch ein Coriolis-Durchflussmessersystem gemäß der vorliegenden Erfindung; und
3 zeigt schematisch ein Lösungsmittelabgabesystem gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Es wird angemerkt, dass nicht alle Zeichnungen alle Bezugszeichen tragen. Stattdessen wurden in einigen Zeichnungen einige der Bezugszeichen aus Platzgründen und der Einfachheit der Darstellung halber weggelassen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.
Es wird nun auf 1a bis 1d Bezug genommen, die Ausführungsformen einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen. Allgemein kann die Anordnung auch als Bewegungssensor bezeichnet werden, insbesondere für einen Coriolis-Massendurchflussmesser. Im Allgemeinen umfasst die Anordnung eine Quelle 1 für elektromagnetische Strahlung, z. B. eine Lichtquelle 1, mindestens ein optisches Quellenelement 5, das dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung, die an einem empfangenden Ende 51 des optischen Quellenelements 5 empfangen wird, an ein emittierendes Ende 52 des optischen Quellenelements 5 zu übertragen, und eine Detektoranordnung 2, umfassend einen Detektor 21, z. B. den Detektor 21, der dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung, die auch einfach als Strahlung oder Licht bezeichnet werden kann, zu detektieren.
Die Detektoranordnung 2 ist so positioniert, dass mindestens ein Teil der elektromagnetischen Strahlung von der Quelle 1 von dem Detektor 21 empfangen wird (d. h. mindestens wenn keine Rohranordnung 4 vorhanden ist). Insbesondere umfasst die Detektoranordnung 2 ein empfangendes Ende 22 der Detektoranordnung, wobei ein Teil der am empfangenden Ende 22 der Detektoranordnung empfangenen elektromagnetischen Strahlung von dem Detektor 21 empfangen wird. Das heißt, im Allgemeinen ist das empfangende Ende 22 der Detektoranordnung derart positioniert, dass mindestens ein Teil der von der Quelle 1 emittierten elektromagnetischen Strahlung den Detektor 2 erreicht. Insbesondere kann das empfangende Ende 22 der Detektoranordnung derart angeordnet sein, dass mindestens ein Teil der elektromagnetischen Strahlung, die von dem emittierenden Ende 52 des optischen Quellenelements 5 stammt, das empfangende Ende 22 der Detektoranordnung erreicht. Somit erreicht mindestens ein Teil der elektromagnetischen Strahlung, die vom emittierenden Ende 52 stammt, den Detektor 21, d. h. wird von dem Detektor 21 empfangen. Der Lichtweg zwischen dem emittierenden Ende 52 und dem empfangenden Ende 22 der Detektoranordnung kann eine erste Richtung (x) für die Anordnung definieren.
Es versteht sich, dass in einer Ausführungsform, bei der die Detektoranordnung 2 lediglich einen Detektor 21 umfasst, das empfangende Ende 22 der Detektoranordnung ein Abschnitt des Detektors 21 sein kann, z. B. eine aktive Detektionsoberfläche des Detektors 21.
Somit können die Quelle 1, die Detektoranordnung 2 und das optische Quellenelement 5 eine Lichtschranke bereitstellen, die beispielsweise dazu konfiguriert sein kann, das Vorhandensein oder Fehlen eines Hindernisses innerhalb des Lichtwegs in der ersten Richtung (x) und/oder jegliche Bewegung eines Elements durch den Lichtweg, z. B. senkrecht zur ersten Richtung x, zu erkennen.
Weiterhin umfasst die Anordnung eine Rohranordnung 4, die einen Abschnitt eines Rohres umfasst. Die Rohranordnung 4 ist zwischen dem emittierenden Ende 52 und dem empfangenden Ende 22 der Detektoranordnung in der ersten Richtung (x) positioniert. Nur beispielhaft kann in 1a, 1c und 1d der Abstand zwischen dem emittierenden Ende 52 und dem empfangenden Ende 22 der Detektoranordnung 3 mm und der Abstand zwischen der Quelle 1 und dem emittierenden Ende 30 mm betragen. Somit würde in einer derartigen Konfiguration, wenn die x-Position des emittierenden Endes 52 als 0 mm betrachtet wird, die x-Position des empfangenden Endes 22 der Detektoranordnung 3 mm betragen und die Rohranordnung würde entlang dieser x-Richtung in einer x-Position zwischen 0 mm und 3 mm angeordnet sein. Ferner ist die Rohranordnung 4 beweglich, d. h. sie ist so konfiguriert, dass sie ihre Position innerhalb der Anordnung ändern kann. Daher ist die von der Detektoranordnung 2 und folglich dem Detektor 21 empfangene Menge elektromagnetischer Strahlung von der Position der Rohranordnung 4 relativ zu dem empfangenden Ende 22 der Detektoranordnung und/oder dem emittierenden Ende 52 des optischen Quellenelements 5 abhängig.
Somit kann im Betrieb die Position der sich bewegenden, z. B. schwingenden, Rohranordnung 4 im Allgemeinen aus der Menge an elektromagnetischer Strahlung, die von dem Detektor 21 detektiert wird, abgeleitet werden. Das heißt, in einer Konfiguration, bei der die Rohranordnung 4 nicht innerhalb des Lichtwegs der Anordnung angeordnet ist, d. h., des Wegs, auf dem sich die elektromagnetische Strahlung der Quelle 1 in der ersten Richtung (x) fortbewegt, wenn sie das emittierende Ende 52 des optischen Quellenelements 5 verlässt und vor dem Auftreffen auf das empfangende Ende 22 der Detektoranordnung, kann eine maximale Menge an elektromagnetischer Strahlung am Detektor 21 ankommen. Wenn sich die Rohranordnung 4 jedoch in diesen Lichtweg bewegt, kann sie mindestens einen Teil der von der Quelle 1 kommenden elektromagnetischen Strahlung blockieren, wobei die Menge der blockierten Strahlung von der Position der Rohranordnung 4 abhängig sein kann. Somit kann eine Bewegung der Rohranordnung 4 aus dem Abschatten des empfangenden Endes 22 der Detektoranordnung und der folglich geringeren Menge an elektromagnetischer Strahlung, die von dem Detektor 21 empfangen wird, abgeleitet werden.
Mit anderen Worten, die Rohranordnung 4, deren Position (oder Bewegung) bestimmt werden soll, kann zwischen der Quelle 1 und insbesondere dem emittierenden Ende 52 des optischen Quellenelements 5 und der Detektoranordnung 2 und insbesondere dem empfangenden Ende 22 der Detektoranordnung angeordnet sein. Die Rohranordnung 4 kann somit die elektromagnetische Strahlung, z. B. den Lichtstrahl, teilweise abschatten. Die Position (oder Bewegung) der Rohranordnung 4 kann somit aus der von der Detektoranordnung 2 bzw. dem Detektor 21 empfangenen Strahlungsmenge abgeleitet werden.
Dies ermöglicht zwar unter Umständen keine absolute Positionsbestimmung, z. B. wenn der Detektor 21 keine räumliche Auflösung hat, ist das gemessene Signal möglicherweise nicht eindeutig für eine Position des Rohres, dennoch kann das abgeleitete Signal die Bestimmung oder mindestens eine Annäherung an die Eigenschaften der Bewegung der Rohranordnung 4 ermöglichen. Das heißt, das Abschatten kann bezüglich der Position, an der sich die Rohranordnung 4 in einer Mitte des Lichtwegs befindet, spiegelsymmetrisch sein, z. B. dort, wo die elektromagnetische Strahlung, die den Detektor 21 erreicht, minimal ist, aber sie kann dennoch die Bestimmung oder zumindest die Annäherung an die Merkmale der Bewegung der Rohranordnung 4, z. B. einer Schwingungsfrequenz der Rohranordnung 4 und/oder einer Phase dieser Schwingungen, ermöglichen.
Der Abschnitt des Rohres kann dazu konfiguriert sein, Drücken eines durch den Abschnitt des Rohres geleiteten Fluids von mindestens 50 bar, vorzugsweise mindestens 500 bar, stärker bevorzugt mindestens 1000 bar, wie etwa 1500 bar, standzuhalten. Mit anderen Worten, der Abschnitt des Rohres kann so konfiguriert sein, dass er den Fluiddrücken eines durch den Abschnitt des Rohres geleiteten Fluids standhält. Dadurch kann die Rohranordnung 4 vorteilhafterweise zur Verwendung in Chromatografieanwendungen und vorzugsweise in der Hochleistungsflüssigchromatografie (HPLC) geeignet sein.
Die Quelle 1 kann beispielsweise eine Leuchtdiode (LED), insbesondere eine Infrarot-LED (IR-LED) sein. Im Allgemeinen kann die Quelle 1 elektromagnetische Strahlung mit einer Emissionswellenlänge emittieren. Das heißt, die Emission der Quelle 1 kann um eine Emissionswellenlänge oder in einigen Fällen um eine Mehrzahl von Emissionswellenlängen herum zentriert sein. Einige Quellen können ein breites Spektrum umfassen, z. B. ein Spektrum, das ungefähr den sichtbaren Bereich des Spektrums abdeckt, wobei andere Quellen eine relativ schmale spektrale Bandbreite umfassen können, z. B. FWHM von ungefähr 20 bis 30 nm. Die Emissionswellenlänge einer IR-LED kann im Bereich von 700 nm bis 1400 nm, vorzugsweise im Bereich von 800 nm bis 1000 nm, liegen. Derartige IR-LEDs können beispielsweise eine spektrale Bandbreite im Bereich von 20 nm bis 150 nm umfassen.
Der Detektor 21 kann allgemein auf Halbleitern basieren und vorzugsweise ein Fotodetektor sein. Beispielsweise kann der Detektor 21 eine Fotodiode umfassen, wie beispielsweise eine gepinnte Fotodiode, eine Avalanche-Fotodiode (APD) oder vorzugsweise eine PIN-Fotodiode. In einigen Ausführungsformen kann der Detektor 21 ein Fotodiodenarray umfassen, das vorteilhafterweise eine räumliche Auflösung bereitstellen kann. Es kann sich jedoch auch um jede andere geeignete Vorrichtung zum Detektieren elektromagnetischer Strahlung handeln, wie beispielsweise einen Fototransistor, einen Bildsensor, beispielsweise einen aktiven Pixelsensor (APS), wie beispielsweise einen CMOS-Sensor, oder eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD).
In einigen Ausführungsformen kann mindestens eine Apertur 3a, 3b an einer oder beiden Seiten der Rohranordnung 4 befestigt sein. Das heißt, die mindestens eine Apertur 3a, 3b kann zwischen dem emittierenden Ende 52 und der Rohranordnung 4 (Apertur 3a) und/oder zwischen der Rohranordnung 4 und dem empfangenden Ende 22 der Detektoranordnung (Apertur 3b) in der ersten Richtung (x) angeordnet sein. Derartige Aperturen 3a, 3b können in vorteilhafter Weise Streulicht blockieren und den Lichtweg definieren, durch den sich die Rohranordnung 4 bewegen kann. Das heißt, unter Verwendung von mindestens einer Apertur kann der Lichtweg zwischen dem optischen Quellenelement 5 und der Detektoranordnung 2 und insbesondere der Abschnitt des Lichtwegs, durch den sich die Rohranordnung 4 fortbewegen kann, klarer und genauer definiert werden im Vergleich dazu, dass keine Aperturen 3a, 3b verwendet werden, da nur elektromagnetische Strahlung an einem bestimmten Ort und/oder in einer bestimmten Richtung durch die mindestens eine Apertur 3a, 3b geleitet werden kann. Dies kann vorteilhafterweise eine Verbesserung der Messgenauigkeit ermöglichen.
Die mindestens eine Apertur 3a, 3b kann beispielsweise ein Schlitz, eine Lochblende oder eine Blende, d. h. eine dünne lichtundurchlässige Struktur mit einer Öffnung in ihrer Mitte, z. B. eine Irisblende, sein. Es versteht sich, dass in diesem Zusammenhang der Begriff lichtundurchlässig in Bezug auf die von der Quelle 1 emittierte elektromagnetische Strahlung zu verstehen ist. Das heißt, die Apertur kann allgemein so ausgelegt sein, dass sie Teile der von der Quelle emittierten und durch das optische Quellenelement 5 geleiteten elektromagnetischen Strahlung blockiert. Insbesondere ist die Apertur für Licht im sichtbaren Bereich unter Umständen nicht lichtundurchlässig, d. h. für ein menschliches Auge erscheint die Apertur möglicherweise nicht lichtundurchlässig.
Wiederum bezeichnet „lichtundurchlässig“ bzw. Blockieren von Teilen der elektromagnetischen Strahlung das Unterdrücken der Transmission dieser Teile der elektromagnetischen Strahlung um mindestens den Faktor 10.
Zusätzlich oder alternativ kann die Rohranordnung 4 eine Platte (nicht gezeigt) umfassen, wobei die Platte an dem Abschnitt des Rohres befestigt sein kann, den die Rohranordnung 4 enthält. Die Platte kann zum Beispiel jede Art von Folie, Blech und/oder Abdeckung sein, die an dem Rohr befestigt werden können, um vorteilhafterweise eine besser definierte Kante und/oder einen besser definierten Querschnitt bereitzustellen, um bei Bewegung die Menge der von der Detektoranordnung 2 empfangenen elektromagnetischen Strahlung zu variieren. Mit anderen Worten kann der Abschnitt des Rohres, den die Rohranordnung 4 enthält, mit einer Platte ausgestattet sein, wobei die Platte dazu konfiguriert sein kann, das empfangende Ende 22 der Detektoranordnung abzuschatten, wenn sich die Rohranordnung 4 bewegt. Das heißt, anstelle des Rohres selbst kann sich die Platte durch den Lichtweg bewegen und den Lichtweg je nach Position der Rohranordnung 4 teilweise blockieren. Dies kann vorteilhaft sein, da eine Platte im Vergleich zu einem Rohr, das typischerweise eine im Allgemeinen runde Form aufweisen kann, die beispielsweise um die Kanten herum unter Umständen weniger definiert ist, eine gleichmäßigere Oberfläche zum Blockieren mindestens eines Teile der elektromagnetischen Strahlung bereitstellen kann. Mit anderen Worten kann optional eine Platte am Rohr befestigt werden, um das Abschatten zu optimieren. Die Platte kann somit bezüglich der von der Quelle emittierten elektromagnetischen Strahlung lichtundurchlässig sein, d. h. die Platte kann dazu konfiguriert sein, von der Quelle emittierte und durch das optische Quellenelement 5 übertragene elektromagnetische Strahlung zu blockieren, um so das gewünschte Abschatten bereitzustellen.
Das mindestens eine optische Quellenelement 5, 5a ist zwischen der Quelle 1 und der Rohranordnung 4 und/oder der Detektoranordnung 2 angeordnet, wie in 1a gezeigt. Ganz allgemein ist das optische Quellenelement 5 dazu konfiguriert, elektromagnetische Strahlung der Quelle 1 an seinem empfangenden Ende 51 zu empfangen, die elektromagnetische Strahlung an ein emittierendes Ende 52 zu übertragen und die elektromagnetische Strahlung an dem emittierenden Ende 52 zu emittieren. Das heißt, ganz allgemein kann das optische Quellenelement 5 die von der Quelle 1 emittierte elektromagnetische Strahlung in Richtung der Detektoranordnung 2 und insbesondere des empfangenden Endes 22 der Detektoranordnung übertragen, z. B. leiten. Es versteht sich, dass das emittierende Ende 52, das die übertragene elektromagnetische Strahlung emittiert, nicht notwendigerweise einen aktiven Schritt beinhaltet, wie zum Beispiel, dass die Quelle 1 elektromagnetische Strahlung emittiert, d. h. herstellt. Das emittierende Ende 52 „setzt“ lediglich die übertragene elektromagnetische Strahlung „frei“, was als Emittieren und/oder Abstrahlen der elektromagnetischen Strahlung bezeichnet wird.
Das optische Quellenelement 5 kann beispielsweise ein Wellenleiter sein, wie beispielsweise ein Lichtleiter 5a (siehe 1a), der auch als Lichtrohr bezeichnet werden kann. In ähnlicher Weise kann das optische Quellenelement eine Linse 5b (siehe 1b), vorzugsweise eine konvexe Linse, oder eine optische Faser 5c (siehe 1c) sein. Im Allgemeinen kann das optische Quellenelement 5 optimiert und/oder an die Emissionswellenlänge der Quelle 1 angepasst werden.
Ein optisches Element, wie beispielsweise das optische Quellenelement 5, kann im Allgemeinen dazu konfiguriert sein, elektromagnetische Strahlung bei mindestens einer Transmissionswellenlänge zu übertragen. Das heißt, das optische Element 5 kann beispielsweise für Transmission bei mindestens einer Transmissionswellenlänge angepasst und/oder optimiert sein. Die Transmission kann beispielsweise breitbandig sein, d. h. eine breite spektrale Bandbreite umfassen, oder eine schmale Bandbreite, z. B. mehrere zehn nm, umfassen. Ein optisches Element mit einer bestimmten Transmissionswellenlänge und einer entsprechenden spektralen Bandbreite kann beispielsweise weiterhin als Filter für unerwünschte elektromagnetische Strahlung wirken.
Insbesondere unterscheidet sich das mindestens eine optische Quellenelement 5 von bekannten Gabellichtschranken. Insbesondere kann durch das Hinzufügen von mindestens einem optischen Quellenelement 5 vorteilhafterweise ein Abstand zwischen der Quelle 1 und der Rohranordnung 4 vergrößert werden, wodurch die von der Quelle 1 ausgehende Wärmemenge, die die Rohranordnung 4 erreicht, verringert werden kann und dadurch die mit einer Erwärmung des Rohres verbundenen Probleme verringert werden, z. B. Änderung des Youngschen Moduls der Rohranordnung 4 und insbesondere auch ein inhomogener Youngscher Modul der Rohranordnung 4, was die Genauigkeit und/oder Präzision der Messung des Ortes/der Position, die Schwingungsfrequenz und/oder Schwingungsphase beeinträchtigen kann. Dies ist besonders vorteilhaft, da beispielsweise LEDs typischerweise nur ca. 10 % der zugeführten elektrischen Energie in nutzbare elektromagnetische Strahlung umwandeln, während die restliche Energie als Wärme an die Umgebung der (Licht-)Quelle abgegeben wird, wobei diese Wärme auch als Abwärme bezeichnet werden kann. Die Abwärme verringert nicht nur die Effizienz der Quelle 1, sondern erwärmt auch die Rohranordnung bei bekannten optischen Coriolis-Massendurchflussmessern, die Gabellichtschranken verwenden.
Anders ausgedrückt kann das mindestens eine optische Quellenelement 5 einen Abstand zwischen der Quelle 1 und der Rohranordnung 4 ermöglichen, der eine Wärmeableitung zwischen der Quelle 1 und der Rohranordnung 4 stark unterdrückt und idealerweise grundsätzlich unterdrückt. Das heißt, ein erheblicher Anteil der Wärmestrahlung, z. B. der größte Teil davon, wie etwa mehr als 75 %, vorzugsweise mehr als 90 %, kann von dem mindestens einen optischen Quellenelement 5 absorbiert werden. Auch die Wärmeabfuhr durch Konvektion und Wärmeleitung kann durch den größeren Abstand stark reduziert werden. In einem derartigen Fall kann die Wärmeübertragung zwischen der Quelle 1 und der Rohranordnung (idealerweise nur) durch die zur Detektion verwendete elektromagnetische Strahlung, z. B. Nahinfrarotlicht, erfolgen. Der größte Teil der elektromagnetischen Strahlung kann jedoch beim Auftreffen auf die Rohranordnung 4 reflektiert werden, insbesondere wenn geeignete Rohrmaterialien wie Metall gewählt werden. Somit verursacht unter Umständen selbst die zur Detektion verwendete elektromagnetische Strahlung keine signifikante Erwärmung der Rohranordnung 4, da eine derartige Erwärmung eine Absorption der Strahlung erfordern würde. Die Unterdrückung der Wärmeübertragung von der Quelle 1 auf die Rohranordnung 4 kann somit die Messgenauigkeit vorteilhaft um einen signifikanten Faktor, z. B. einen Faktor 10 oder sogar mehr, erhöhen.
Mit anderen Worten können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mindestens ein optisches Quellenelement 5 umfassen, das zwischen der Quelle 1, z. B. der Lichtquelle, und der Apertur 3a oder der Rohranordnung 4 platziert ist. Das mindestens eine optische Quellenelement 5 kann so konfiguriert sein, dass es das Licht der Quelle 1 mit geringem Verlust überträgt und gleichzeitig eine größere Trennung zwischen der Quelle 1 und der Rohranordnung 4 ermöglicht. Das mindestens eine optische Quellenelement 5, 5a, 5b, 5c kann beispielsweise ein Lichtleiter 5a, z. B. ein starrer Lichtleiter oder eine (flexible) optische Faser 5c, oder eine konvexe Linse 5b, sein. Daher können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bestimmte Vorteile gegenüber dem bekannten Stand der Technik bereitstellen. Zunächst einmal kann das mindestens eine optische Quellenelement 5 aufgrund der erhöhten Trennung von Quelle 1 und Rohranordnung 4 die Menge an Abwärme der Quelle 1, die die Rohranordnung 4 erreicht, verringern oder sogar vollständig unterdrücken. Daher reagiert die Messung unter Umständen weniger empfindlich auf die Wärme der Quelle 1. Darüber hinaus kann das optische Quellenelement 5 eine flexiblere Auslegung und Konstruktion der Anordnung, z. B. der Lichtschranke, und des gesamten Coriolis-Massendurchflussmessers ermöglichen, da das mindestens eine optische Quellenelement 5 das Anordnen der Quelle 1 an einem von der Rohranordnung räumlich getrennten Ort (vgl. 1c) ermöglichen kann. Somit kann das Hinzufügen des mindestens einen optischen Quellenelements 5 nicht nur den Einfluss der Wärme der Quelle 1 reduzieren und somit die Messgenauigkeit verbessern, sondern auch eine verbesserte Auslegungsflexibilität bereitstellen, da es unter Umständen weniger Einschränkungen dafür gibt, wo die Quelle 1 relativ zu der Rohranordnung und der Detektoranordnung 2 platziert wird. Grundsätzlich kann unter Verwendung geeigneter optischer Elemente als optische Quellenlemente eine einzige Quelle 1 sogar in zwei (oder mehr) derartigen Anordnungen, z. B. in zwei Lichtschranken, verwendet werden. Das heißt, eine Mehrzahl von Anordnungen können sich eine einzige Quelle 1 teilen, indem ein Bruchteil der emittierten elektromagnetischen Strahlung mittels der jeweiligen optischen Quellenelemente 5 zu den jeweiligen Detektoranordnungen 2 geleitet wird.
Während das mindestens eine optische Quellenelement 5 (und allgemeiner jedes optische Element) einen gewissen Verlust einbringen kann, d. h. unter Umständen wird nicht die gesamte elektromagnetische Strahlung, die an seinem empfangenden Ende 51 empfangen wird, durch das optische Quellenelement 5 erfolgreich übertragen und an seinem emittierenden Ende 52 emittiert, kann es dennoch die Menge der elektromagnetischen Strahlung, die den Detektor 21 erreicht, erheblich verbessern im Vergleich zu einer Vergrößerung des Abstands zwischen der Quelle 1 und der Rohranordnung 4 bzw. der Detektoranordnung 2, wobei sich die elektromagnetische Strahlung im freien Raum fortbewegt. Das heißt, bei im Stand der Technik verwendeten Gabellichtschranken kann der Abstand zwischen Quelle und Detektor typischerweise etwa 3 mm betragen. Die Intensität der elektromagnetischen Strahlung einer Punktquelle, z. B. einer LED, nimmt jedoch quadratisch mit dem Abstand ab. Wenn also der Abstand zwischen Quelle und Detektor auf 30 mm (also das Zehnfache) vergrößert würde, würden etwa 99 % der elektromagnetischen Strahlung im Vergleich zur ursprünglichen Konfiguration verloren gehen und folglich nur etwa 1 % der elektromagnetischen Strahlung den Detektor erreichen. Im Gegensatz dazu kann beispielsweise ein Wellenleiter etwa 50 % der elektromagnetischen Strahlung verlieren, so dass die Intensität der elektromagnetischen Strahlung, die den Detektor erreicht, noch immer 50-mal höher wäre als ohne Verwendung des Wellenleiters. Der größte Teil dieser Verluste kann möglicherweise aufgrund von Reflexionen am empfangenden Ende und am emittierenden Ende des optischen Quellenelements, z. B. des Wellenleiters, und an den Aperturen, sofern verwendet, auftreten. Da darüber hinaus die Abwärme der Quelle nicht übertragen oder mindestens deutlich unterdrückt werden kann, kann auch eine leistungsstärkere Quelle verwendet werden, die die Verluste mindestens teilweise kompensieren kann.
Mit anderen Worten, ein optisches Quellenelement 5 kann zwischen der Quelle 1 und der optionalen Apertur 3a oder der Rohranordnung 4 platziert werden, wobei das optische Quellenelement 5 die elektromagnetische Strahlung mit geringem Verlust im Vergleich zu der sich im freien Raum fortbewegenden elektromagnetischen Strahlung z. B. mit einem Verlust von ca. 50 % übertragen kann, und gleichzeitig einen räumlichen Abstand zwischen Quelle 1 und Apertur 3a bzw. Rohranordnung 4 zulassen kann. Der räumliche Abstand kann verhindern, dass die Abwärme der Quelle 1 direkt auf die Rohranordnung 4 einwirkt. Somit können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Abwärme von der elektromagnetischen Nutzstrahlung auf eine Weise trennen, dass die Rohranordnung nicht mehr als für die optische Messung notwendig und insbesondere weniger als bei bekannten Lichtschranken erwärmt wird.
Daher können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise einen genauen und effektiven Durchflusssensor für einen für HPLC relevanten Durchflussratenbereich, z. B. 50 µl/min bis 5 ml/min, ermöglichen.
Versuche haben gezeigt, dass die vorliegende Erfindung eine Reduzierung der Erwärmung der Rohranordnung um einen Faktor von etwa 10 bei gleicher (LichtIntensität auf dem Detektor 21 ermöglicht. Dies kann vorteilhafterweise eine genauere Dichte- und/oder Durchflussmessung ermöglichen und das Auftreten einer Nichtlinearität im niedrigen Durchflussratenbereich unterdrücken.
Unter Bezugnahme auf 1d kann die Detektoranordnung 2 in einigen Ausführungsformen ferner ein optisches Detektorelement 23 umfassen. Ähnlich wie das optische Quellenelement 5 kann das optische Detektorelement 23 ein empfangendes Ende 231 des optischen Detektorelements und ein emittierendes Ende 232 des optischen Detektorelements umfassen. Das optische Detektorelement 23 kann dazu konfiguriert sein, elektromagnetische Strahlung, die an dem empfangenden Ende 231 des optischen Detektorelements empfangen wird, an das emittierende Ende 232 des optischen Detektorelements zu übertragen.
Das empfangende Ende 231 des optischen Detektorelements kann das empfangende Ende 22 der Detektoranordnung bilden und kann dazu konfiguriert sein, elektromagnetische Strahlung zu empfangen, die von dem emittierenden Ende 52 des optischen Quellenelements 5 emittiert wird.
Das emittierende Ende 232 des optischen Detektorelements kann dazu konfiguriert sein, die übertragene elektromagnetische Strahlung zu emittieren, und der Detektor 21 kann dazu konfiguriert sein, mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung zu empfangen, die von dem emittierenden Ende 232 des optischen Detektorelements emittiert wird.
Ein Fachmann wird verstehen, dass das optische Detektorelement 23 im Allgemeinen ein optisches Element mit identischen oder ähnlichen Merkmalen wie das hier beschriebene optische Quellenelement 5 sein kann. Somit versteht es sich, dass Erläuterungen und Beobachtungen, die bezüglich des optischen Quellenelements 5 gemacht wurden, analog für das optische Detektorelement 23 gelten können. Mit anderen Worten kann das optische Detektorelement 23 die gleichen oder ähnliche Merkmale wie das hier beschriebene optische Quellenelement 5 aufweisen.
Insbesondere kann das optische Detektorelement 23 beispielsweise ein Wellenleiter, wie beispielsweise ein Lichtleiter (vgl. 1a) oder eine optische Faser (vgl. 1c, 1d) sein. In ähnlicher Weise kann das optische Detektorelement 23 eine Linse (vgl. 1b), vorzugsweise eine konvexe Linse sein. Im Allgemeinen kann das optische Detektorelement 23 optimiert und/oder an die Emissionswellenlänge der Quelle 1 angepasst werden.
Die Detektoranordnung 2, umfassend ein optisches Detektorelement 23, ermöglicht vorteilhafterweise eine flexiblere Auslegung und Konstruktion der Anordnung, z. B. der Lichtschranke, und des gesamten Coriolis-Massendurchflussmessers, da das optische Detektorelement 23 die Platzierung des Detektors 21 an einem von der Rohranordnung 4 räumlich getrennten Ort (vgl. 1d) ermöglichen kann. Mit anderen Worten kann die Einbeziehung eines optischen Detektorelements 23 eine verbesserte Auslegungsflexibilität bereitstellen, da es weniger Einschränkungen in Bezug darauf geben kann, wo der Detektor 21 relativ zu der Rohranordnung 4 und dem emittierenden Ende 52 des optischen Quellenelements 5 platziert ist.
Ganz allgemein können eine Mehrzahl der vorhergehend beschriebenen Anordnungen in einem Coriolis-Massendurchflussmesser, wie er im Stand der Technik bekannt ist, verwendet werden, insbesondere in Coriolis-Massendurchflussmessern, die derzeit auf Gabellichtschranken beruhen, wie den offenbarten Coriolis-Massendurchflusssensoren in den Patentschriften EP 1 719 982 B1 und EP 1 719 983 B1 .
Das heißt, Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können sich auch auf ein Coriolis-Durchflussmessersystem beziehen, das eine Mehrzahl von Anordnungen umfasst, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 1a bis 1d beschrieben, z. B. 2 oder 3 derartiger Anordnungen, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem ein Rohr umfasst und wobei der jeweilige Abschnitt des Rohres, das in der Rohranordnung jeder Anordnung enthalten ist, Teil des Rohres ist.
Insbesondere und unter Bezugnahme auf 2 kann ein Coriolis-Durchflussmessersystem 6 eine Mehrzahl von Anordnungen 61, 62 wie vorstehend beschrieben, umfassen, die ein Rohr 64 gemeinsam nutzen. Das heißt, die jeweiligen Rohranordnungen 4 der Anordnungen 61 und 62 umfassen jeweils einen Abschnitt desselben Rohres 64, so dass ein Fluid beispielsweise zuerst durch eine erste Anordnung 61 mit einer ersten Rohranordnung 4 und anschließend durch eine zweite Anordnung 62, umfassend eine zweite Rohranordnung 4, strömen kann. Die Fluidströmung durch das Rohr wird durch die großen Pfeile angegeben. Somit befindet sich die erste Anordnung 61 stromaufwärts der zweiten Anordnung 62. Das Coriolis-Durchflussmessersystem 6 kann ferner einen Aktuator 66 umfassen, der dazu konfiguriert ist, eine Bewegung des Rohres 64 zu induzieren. Vorzugsweise kann der Aktuator 66 dazu konfiguriert sein, eine Schwingung des Rohres 64 zu induzieren, die eine Ansteuerfrequenz umfassen kann, die im Bereich von 1 Hz bis 5 kHz, vorzugsweise 10 Hz bis 1 kHz, liegen kann. Der Aktuator 66 kann beispielsweise eine elektromagnetische Spule umfassen, die dazu konfiguriert sein kann, eine Schwingung des Rohres 64 mittels magnetischer Abstoßung und/oder Anziehung, die auf das Rohr 64 ausgeübt wird, zu induzieren. Alternativ kann der Aktuator 66 beispielsweise ein Piezoaktuator sein, d. h. er kann einen piezoelektrischen Kristall umfassen. Ein piezoelektrischer Kristall kann durch Anlegen eines elektrischen Feldes durch den inversen piezoelektrischen Effekt mechanisch belastet werden. Somit kann der piezoelektrische Kristall durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes eine Schwingungsänderung der Abmessungen des Piezokristalls bewirken, die wiederum verwendet werden kann, um durch eine mechanische Kopplung eine gewünschte Schwingung des Rohres 64 zu induzieren.
Das Rohr 64 kann im Allgemeinen für HPLC-Anwendungen konfiguriert sein, das heißt, das Rohr 64 kann dazu konfiguriert sein, Drücken von mindestens 50 bar, vorzugsweise mindestens 100 bar, stärker bevorzugt mindestens 1000 bar, wie beispielsweise 1500 bar, standzuhalten.
Jede der Anordnungen 61, 62 kann dazu konfiguriert sein, Detektordaten des jeweiligen Detektors 21 bereitzustellen, und das Coriolis-Durchflussmessersystem kann im Allgemeinen dazu konfiguriert sein, eine Massendurchflussrate und/oder eine Dichte eines durch das Rohr 64 geleiteten Fluids zu bestimmen. In einigen Ausführungsformen kann das Coriolis-Durchflussmessersystem 6 dazu konfiguriert sein, die Volumendurchflussrate des durch das Rohr 64 geleiteten Fluids zu bestimmen, z. B. basierend auf einer bestimmten Massendurchflussrate und Dichte. Das Coriolis-Durchflussmessersystem kann vorteilhafterweise so konfiguriert sein, dass es die Volumendurchflussrate eines Fluids über den gesamten Bereich von 50 µl/min bis 5 ml/min, vorzugsweise 1 µl/min bis 10 ml/min, stärker bevorzugt 100 nl/min bis 10 ml/min, bestimmt.
Das Coriolis-Durchflussmessersystem 6 kann beispielsweise eine Datenverarbeitungseinheit 68 umfassen, die dazu konfiguriert sein kann, Detektordaten von den Anordnungen 61, 62 zu empfangen und/oder dazu konfiguriert sein kann, den Aktuator 66 zu steuern. Insbesondere kann die Datenverarbeitungseinheit dazu konfiguriert sein, die Massendurchflussrate, die Dichte und/oder die Volumendurchflussrate eines durch das Rohr 64 geleiteten Fluids basierend auf den Detektordaten zu bestimmen. Zum Beispiel kann die Datenverarbeitungseinheit die Schwingungsfrequenz und/oder -phase des Rohres in der Position der ersten Anordnung 61 und der zweiten Anordnung 62 bestimmen und die Massendurchflussrate basierend auf einer Phasendifferenz zwischen den Schwingungen des Rohres 64 an den jeweiligen Orten bestimmen. In ähnlicher Weise kann die Datenverarbeitungseinheit 68 die Phasendifferenz zwischen der Ansteuerschwingung und der Schwingung des Rohres bestimmen, was es der Datenverarbeitungseinheit ermöglichen kann, die Resonanzfrequenz des Rohres und die Dichte des Fluids zu bestimmen.
Mit anderen Worten sind, da die Schwingung des Rohres eine durch den Aktuator erzwungene Schwingung sein kann, die Schwingungsfrequenz des Rohres und die Ansteuerfrequenz im Wesentlichen gleich. Es kann jedoch eine Phasendifferenz zwischen der Schwingung des Aktuators und der Schwingung des Rohres bestehen. Bei einer Phasendifferenz von 90° befinden sich die Schwingungen in Resonanz. Somit kann beispielsweise eine Rückkopplungsschleife verwendet werden, um die Ansteuerfrequenz so zu steuern, dass sie mit der Rohranordnung in Resonanz ist, da ansonsten ein extrem starker Aktuator erforderlich wäre, um den gewünschten Schwingungsbetrag der Rohranordnung zu erreichen. Die Resonanzfrequenz ist dann ein Maß für die Dichte, da sie von der Gesamtmasse der Rohranordnung und des Fluids abhängig ist, und da das innere Fluidvolumen des Rohres festgelegt ist, kann sie somit die Dichte des Fluids bestimmen.
Alternativ kann das Coriolis-Durchflussmessersystem 6 lediglich die zur Bestimmung des Massendurchflussrate, der Dichte und/oder der Volumendurchflussrate erforderlichen Daten bereitstellen, z. B. die Detektordaten und die Ansteuerfrequenz, die wiederum von einer Steuerung und/oder Datenverarbeitungseinheit, z. B. eines Chromatografiesystems, ausgewertet werden können.
Der Fachmann wird verstehen, dass das in 2 schematisch gezeigte Coriolis-Durchflussmessersystem 6 lediglich als Beispiel dient und dass die Anordnungen gemäß der vorliegenden Erfindung mit bekannten Coriolis-Massendurchflussmessersystemen, insbesondere bekannten Coriolis-Massendurchflussmessersystemen, die Gabellichtschranken verwenden, kombiniert werden können.
Unter Bezugnahme auf 3 betrifft eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner ein Lösungsmittelabgabesystem 7, das mindestens zwei Pumpeneinheiten 71, 71A, 71B, einen Mischer 73 und mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme 6, 72A, 72B umfasst. Das Lösungsmittelabgabesystem kann im Allgemeinen so konfiguriert sein, dass es ein Gemisch aus zwei Lösungsmitteln bereitstellt.
Eine Pumpeneinheit 71 kann allgemein eine einzelne Pumpe oder ein Pumpenkanal innerhalb einer Mehrkanalpumpe sein, z. B. ein Pumpenkopf. Jede Pumpeneinheit 71 kann einen Eingang und einen Ausgang umfassen, wobei der Eingang jeder Pumpeneinheit 71, 71A, 71B so konfiguriert ist, dass er mit mindestens einem jeweiligen Lösungsmittelreservoir 74, 74A, 74B fluidisch verbunden ist.
Die Lösungsmittelreservoirs 74 können entweder im Lösungsmittelabgabesystem 7 enthalten sein oder sich außerhalb des Lösungsmittelabgabesystems 7 befinden. In einigen Ausführungsformen können die Lösungsmittelreservoirs 74 eine Mehrzahl verschiedener Lösungsmittel und mindestens ein Ventil zum selektiven Koppeln eines der Lösungsmittel an den Eingang der jeweiligen Pumpeneinheit 71 umfassen.
Der Ausgang jeder Pumpe 71 kann mit dem Mischer 73 fluidisch verbunden sein, wobei der Mischer dazu konfiguriert sein kann, an seinem Ausgang ein Gemisch der Lösungsmittel bereitzustellen, die seinen Eingängen bereitgestellt werden. Insbesondere kann der Mischer 73 somit ein Längs- und/oder Quermischen von Fluiden bereitstellen.
Darüber hinaus kann jedes der Coriolis-Durchflussmessersysteme 6, 72A, 72B mit einer anderen Pumpeneinheit 71 fluidisch verbunden sein. Beispielsweise ist in der dargestellten Ausführungsform die Pumpeneinheit 71A mit dem Coriolis-Durchflussmessersystem 72A fluidisch verbunden, während die Pumpeneinheit 71B mit dem Coriolis-Durchflussmessersystem 72B fluidisch verbunden ist. Vorzugsweise ist jedes der Coriolis-Durchflussmessersysteme 72A, 72B fluidisch mit dem Ausgang der jeweiligen Pumpeneinheit 71A, 71B verbunden. Mit anderen Worten sind die Coriolis-Durchflussmessersysteme 72, 72A, 72B vorzugsweise stromabwärts der jeweiligen Pumpeneinheit 71, 71A, 71B und stromaufwärts des Mischers 73 angeordnet.
Insgesamt kann das Lösungsmittelabgabesystem eine Hochdruckgradientenpumpe sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Lösungsmittelabgabesystem eine binäre Pumpe für LC, HPLC und/oder UHPLC sein.
Während des Betriebs kann jede Pumpeneinheit 71, 71A, 71B ein jeweiliges Lösungsmittel aus dem mit ihrem Eingang verbundenen Lösungsmittelreservoir 74, 74A, 74B saugen und das unter Druck stehende Lösungsmittel dem Mischer 73 bereitstellen, wobei die Lösungsmittel der Pumpeneinheit 71, 71A, 71B gemischt werden können, um ein Lösungsmittelgemisch bereitzustellen. Das bereitgestellte Lösungsmittelgemisch kann beispielsweise in einem HPLC-System verwendet werden.
Die Coriolis-Durchflussmessersysteme 72, 72A, 72B können die Durchflussrate des bereitgestellten Lösungsmittels messen und eine entsprechende Rückmeldung an die Pumpeneinheit 71, 71A, 71B bereitstellen, sodass der Betrieb der Pumpeneinheiten 71, 71A, 71B basierend auf den gemessenen Durchflussraten eingestellt werden kann, um ein gewünschtes Lösungsmittelgemisch mit hoher Genauigkeit bereitzustellen. Das heißt, durch aktives Steuern der Durchflussrate der Lösungsmittel, die von den jeweiligen Pumpeneinheiten 71, 71A, 71B bereitgestellt werden, kann das Mischungsverhältnis des Lösungsmittelgemischs, das am Ausgang des Mischers 73 bereitgestellt wird, mit einem hohen Genauigkeitsgrad gesteuert werden. Die Coriolis-Durchflussmessersysteme 6, 72A, 72B können vorteilhafterweise eine genaue und zuverlässige Messung der Durchflussrate über einen größeren Bereich ermöglichen, als derzeit im Stand der Technik bekannt, z. B. für Volumendurchflussraten mindestens über den gesamten Bereich von 50 µl/min bis 5 ml/min, vorzugsweise über den gesamten Bereich von 1 µl/min bis 10 ml/min, stärker bevorzugt über den gesamten Bereich von 100 nl/min bis 10 ml/min.
Somit kann die Einbeziehung der Anordnung und insbesondere des beschriebenen Coriolis-Durchflussmessersystems in ein Lösungsmittelabgabesystem ein Lösungsmittelabgabesystem bereitstellen, das vorteilhafterweise dazu konfiguriert ist, gewünschte Lösungsmittelgemische über einen großen Bereich von Durchflussraten, z. B. 1 µl/min bis 10 ml/min, und mit hoher Genauigkeit bereitzustellen. Vorteilhafterweise kann die Genauigkeit über die Zeit konstant bleiben und wird unter Umständen nicht durch kleine Undichtigkeiten an Kolbendichtungen oder in Rückschlagventilen, die typischerweise durch regelmäßigen Verschleiß auftreten können, beeinträchtigt.
Derartige Systeme können beispielsweise zur Bereitstellung von Lösungsmittelgradienten verwendet werden, wobei das Mischungsverhältnis des Lösungsmittelgemisches während eines Messlaufs (kontinuierlich) verändert wird, wobei für zuverlässige Analyseergebnisse eine hohe Genauigkeit des Mischungsverhältnisses erforderlich ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Chromatografiesystem umfassend eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung oder das Coriolis-Durchflussmessersystem 6 gemäß der vorliegenden Erfindung. Ferner kann das Chromatografiesystem ein Flüssigchromatografiesystem und vorzugsweise ein Hochleistungsflüssigchromatografiesystem sein.
Das (nicht gezeigte) Chromatografiesystem kann im Allgemeinen eine Pumpe zum Zuführen eines Fluidstroms, typischerweise eines unter Druck stehenden Fluidstroms mit einer bestimmten Durchflussrate, umfassen. Die Durchflussrate kann durch eine aktive Rückkopplungsschleife gesteuert werden, die eine Massen- oder Volumendurchflussrate umfasst, die stromabwärts der Pumpe durch das Coriolis-Durchflussmessersystem 6 gemessen wird, und/oder unter Verwendung mindestens einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung. Somit können das Coriolis-Durchflussmessersystem 6 und/oder die erfindungsgemäße Anordnung, in der das Chromatografiesystem enthalten ist, stromabwärts der Pumpe angeordnet sein.
In einigen Ausführungsformen können die Anordnung und/oder das Coriolis-Durchflussmessersystem 6 direkt stromabwärts der Pumpe angeordnet sein, d. h. so, dass nur Fluidverbindungen zwischen der Pumpe und der Anordnung oder dem Coriolis-Durchflussmessersystem angeordnet sind. Insbesondere dürfen sich zwischen der Pumpe und der Anordnung oder dem Coriolis-Durchflussmessersystem keine weiteren Systemkomponenten als Rohre und/oder Verbinder befinden.
Das Chromatografiesystem kann typischerweise weiterhin mindestens eine Trennsäule umfassen, die stromabwärts der Pumpe angeordnet ist. Die Anordnung und/oder das Coriolis-Durchflussmessersystem können stromaufwärts der Trennsäule angeordnet sein.
Weiterhin kann das System auch eine Probenahmevorrichtung umfassen, die dazu konfiguriert sein kann, eine Probe in den von der Pumpe bereitgestellten Fluidstrom, der in der Trennsäule getrennt werden soll, einzubringen. Somit kann die Probenahmevorrichtung stromabwärts der Pumpe und stromaufwärts der Trennsäule angeordnet sein. Die Anordnung und/oder das Coriolis-Durchflussmessersystem 6 können stromaufwärts der Probenahmevorrichtung angeordnet sein.
Das Chromatografiesystem kann ferner mindestens ein Verteilungsventil umfassen, das mehrere Anschlüsse umfasst, von denen das Ventil selektiv Anschlüsse, typischerweise paarweise, verbinden kann. Das mindestens eine Verteilungsventil kann stromaufwärts der Trennsäule und stromabwärts der Pumpe angeordnet sein. Beispielsweise kann die Probenahmevorrichtung mit einigen der Anschlüsse des Verteilungsventils verbunden sein. Das Coriolis-Durchflussmessersystem kann stromaufwärts des Verteilungsventils angeordnet sein.
Weitere Komponenten, die das Chromatografiesystem umfassen kann, beinhalten einen Chromatografiedetektor, der typischerweise stromabwärts der Trennsäule angeordnet ist, eine Trap-Säule und/oder eine Probenschleife, die beide typischerweise stromaufwärts der Trennsäule angeordnet sind.
Weiterhin kann das Chromatografiesystem eine Steuerung umfassen, die mit der Pumpe und der Anordnung und/oder dem Coriolis-Durchflussmessersystem betriebsmäßig verbunden sein kann. Somit kann die Steuerung beispielsweise so konfiguriert sein, dass sie die von der Pumpe bereitgestellte Volumendurchflussrate und/oder die Massendurchflussrate basierend auf Daten steuert, die von der Anordnung und/oder dem Coriolis-Durchflussmessersystem empfangen werden, z. B. Detektordaten und Ansteuerfrequenz oder Daten über eine Massendurchflussrate, eine Volumendurchflussrate und/oder eine Dichte, die durch das Coriolis-Durchflussmessersystem bestimmt werden.
Ganz allgemein kann die Steuerung so konfiguriert sein, dass sie das Chromatografiesystem steuert, z. B. die Pumpe, die Probenahmevorrichtung, das Verteilungsventil, den Chromatografiedetektor und/oder das Coriolis-Durchflussmessersystem.
Darüber hinaus kann das Chromatografiesystem so konfiguriert sein, dass es bei Drücken von mindestens bis zu 50 bar, vorzugsweise mindestens bis zu 250 bar, besonders bevorzugt mindestens bis zu 500 bar, wie beispielsweise mindestens bis zu 1000 bar oder 1500 bar, und/oder Volumendurchflussraten mindestens im Bereich von 50 µl/min bis 5 ml/min arbeitet.
Insgesamt kann die vorliegende Erfindung somit eine präzise Positionsmessung einer Rohranordnung, z. B. eines Abschnitts eines Rohres, ermöglichen, während die dem Rohr zugeführte Wärme verringert und damit die Genauigkeit und/oder Präzision der Positions- und/oder Schwingungsfrequenzmessung verbessert wird. Dies ermöglicht genaue Messungen einer Durchflussrate des Fluids über den gesamten Bereich von 50 µl/ml bis 5 ml/min, was im Zusammenhang mit Flüssigchromatografie und Hochleistungsflüssigchromatografie besonders wünschenswert sein kann. Dies wiederum erlaubt vorteilhafterweise das Steuern der von einer Pumpe bereitgestellten Durchflussrate, z. B. durch eine aktive Rückkopplungsschleife, wodurch die Anforderungen an die Durchflussgenauigkeit einer Pumpe gesenkt werden können und damit die Pumpe und das Gesamtsystem weniger komplex werden können und die Verfügbarkeit geeigneter Pumpen zunimmt. Insbesondere ermöglichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vorteilhaft, die Quelle 1 der elektromagnetischen Strahlung von der Rohranordnung 4 zu trennen und somit eine unerwünschte Erwärmung der Rohranordnung 4 durch von der Quelle 1 als unerwünschtes Nebenprodukt erzeugte Wärme zu vermeiden, die wiederum die Durchflussmessungen verfälschen und die Ergebnisse ungenauer machen kann. Dies wird durch das Einbringen mindestens eines optischen Quellenelements 5 erreicht, das die von der Quelle 1 bereitgestellte elektromagnetische Strahlung, nicht aber (oder mindestens nicht wesentlich) die Wärme der Quelle 1 überträgt.
Ein weiterer potenzieller Vorteil der Verwendung eines optischen Quellenelements 5 gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass es eine erhöhte Flexibilität hinsichtlich der Platzierung und Orientierung der Quelle bietet (vgl. 1c). Darüber hinaus ist es ohne weiteres mit bekannten optischen Coriolis-Massendurchflussmessern und den dafür entwickelten Messverfahren kombinierbar.
Wann immer in dieser Spezifikation ein relativer Begriff wie „ungefähr“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ verwendet wird, sollte dieser Begriff auch dahingehend ausgelegt werden, dass er den genauen Begriff mit einschließt. Das heißt, z. B. „im Wesentlichen gerade“ sollte ebenfalls dahingehend ausgelegt werden, dass auch „(genau) gerade“ eingeschlossen ist.
Wenn Schritte im Vorstehenden oder auch in den angehängten Ansprüchen angeführt wurden, ist anzumerken, dass die Reihenfolge, in der die Schritte im Text angeführt werden, zufällig sein mag. Das heißt, wenn nicht anders spezifiziert oder wenn es für den Fachmann nicht klar ist, kann die Reihenfolge, in der die Schritte angeführt werden, beliebig sein. Das heißt, wenn das vorliegende Dokument aussagt, dass z. B. ein Verfahren Schritte (A) und (B) umfasst, dies nicht unbedingt bedeutet, dass Schritt (A) Schritt (B) vorausgeht, sondern es ist auch möglich, dass Schritt (A) (zumindest teilweise) gleichzeitig mit Schritt (B) ausgeführt wird, oder dass Schritt (B) Schritt (A) vorausgeht. Wenn überdies ein Schritt (X) einem anderen Schritt (Z) vorausgehen soll, bedeutet dies nicht, dass zwischen Schritt (X) und (Z) kein Schritt ist. Das heißt, Schritt (X), der Schritt (Z) vorausgeht, schließt die Situation ein, dass Schritt (X) direkt vor Schritt (Z) ausgeführt wird, doch auch die Situation, dass (X) vor einem oder mehreren Schritten (Y1), ..., gefolgt von Schritt (Z), ausgeführt wird. Entsprechende Überlegungen gelten, wenn Ausdrücke wie „nach“ oder „vor“ angewandt werden.
Während in den vorhergehenden Ausführungen eine bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass diese Ausführungsform nur zu Zwecken der Veranschaulichung bereitgestellt wurde und keineswegs als Einschränkung des Geltungsbereichs dieser Erfindung, die durch die Ansprüche definiert ist, ausgelegt werden sollte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1719982 B1 [0010, 0312]
EP 1719983 B1 [0010, 0312]

Claims

Anordnung, umfassend eine Quelle (1) elektromagnetischer Strahlung; eine Detektoranordnung (2), umfassend einen Detektor (21) für elektromagnetische Strahlung, wobei die Detektoranordnung (2) ein empfangendes Ende (22) der Detektoranordnung umfasst, das dazu positioniert ist, mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung von der Quelle (1) zu empfangen, wobei mindestens ein Teil der am empfangenden Ende (22) der Detektoranordnung empfangenen elektromagnetischen Strahlung von dem Detektor (21) empfangen wird; ein optisches Quellenelement (5), das dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung, die an einem empfangenden Ende (51) des optischen Quellenelements (5) empfangen wird, an ein emittierendes Ende (52) des optischen Quellenelements (5) zu übertragen, wobei das empfangende Ende (51) dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung der Quelle (1) zu empfangen, wobei das emittierende Ende (52) dazu konfiguriert ist, die übertragene elektromagnetische Strahlung zu emittieren, und wobei eine erste Richtung (x) durch einen Lichtweg zwischen dem emittierenden Ende (52) und dem empfangenden Ende (22) der Detektoranordnung definiert ist; eine Rohranordnung (4), die einen Abschnitt eines Rohres umfasst, wobei die Rohranordnung (4) zwischen dem emittierenden Ende (52) und dem aufnehmenden Ende (22) der Detektoranordnung in der ersten Richtung (x) positioniert ist, wobei die Rohranordnung (4) beweglich ist, um ihre Position zu ändern, und wobei eine von dem Detektor (2) empfangene Menge an elektromagnetischer Strahlung von der Position der Rohranordnung (4) abhängig ist.
Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Detektoranordnung ferner ein optisches Detektorelement (23) umfasst, das dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung, die an einem empfangenden Ende (231) eines optischen Detektorelements empfangen wird, zu einem emittierenden Ende (232) eines optischen Detektorelements zu übertragen, wobei das empfangende Ende (231) des optischen Detektorelements das empfangende Ende (22) der Detektoranordnung bildet und dazu konfiguriert ist, elektromagnetische Strahlung zu empfangen, die von dem emittierenden Ende (52) des optischen Quellenelements (5) emittiert wird, wobei das emittierende Ende (232) des optischen Detektorelements dazu konfiguriert ist, die übertragene elektromagnetische Strahlung zu emittieren, und wobei der Detektor (21) dazu konfiguriert ist, mindestens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung zu empfangen, die von dem emittierenden Ende (232) des optischen Detektorelements emittiert wird.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Quellenelement (5) und/oder das optische Detektorelement (23) mindestens ein Wellenleiter, vorzugsweise ein Lichtleiter oder eine optische Faser, und/oder einer Linse, vorzugsweise eine konvexe Linse, sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Mindestabstand zwischen der Quelle (1) und der Rohranordnung (4) mindestens 10 mm, vorzugsweise mindestens 20 mm, stärker bevorzugt mindestens 30 mm, beträgt.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abschnitt des Rohres so konfiguriert ist, dass er Fluiddrücken eines durch den Abschnitt des Rohres geleiteten Fluids von mindestens 50 bar, vorzugsweise mindestens 500 bar, stärker bevorzugt mindestens 1000 bar, wie mindestens 1500 bar, standhält.
Coriolis-Durchflussmessersystem, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem eine Mehrzahl von Anordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem (6) ein Rohr (64) umfasst, und wobei jeder Abschnitt eines Rohres der jeweiligen Rohranordnung (4) der jeweiligen Anordnung ein Abschnitt des Rohres (64) des Coriolis-Durchflussmessersystems (6) ist.
Coriolis-Durchflussmessersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem mindestens einen Aktuator (66) umfasst, der dazu konfiguriert ist, eine Bewegung des Rohres zu induzieren.
Coriolis-Durchflussmessersystem nach einem der Ansprüche 6 und 7, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem (6) dazu konfiguriert ist, eine Volumendurchflussrate des durch das Rohr geleiteten Fluids zu bestimmen.
Coriolis-Durchflussmessersystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, die Volumendurchflussrate des Fluids mindestens über den gesamten Bereich von 50 µl/min bis 5 ml/min zu bestimmen, vorzugsweise über den gesamten Bereich von 1 µl/min bis 10 ml/min, stärker bevorzugt über den gesamten Bereich von 100 nl/min bis 10 ml/min.
Coriolis-Durchflussmessersystem nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei das Coriolis-Durchflussmessersystem dazu konfiguriert ist, die Volumendurchflussrate des Fluids über den Bereich von 1 µl/min bis 5 ml/min mit einer Genauigkeit von mindestens 1 %, vorzugsweise mindestens 0,1 %, stärker bevorzugt mindestens 0,01 %, zu bestimmen.
Verfahren, wobei das Verfahren das Coriolis-Durchflussmessersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10 verwendet, wobei das Verfahren umfasst: Leiten von durch die Quelle (1) emittierter elektromagnetischer Strahlung durch das optische Quellenelement (5) bzw. in die Richtung der Detektoranordnung (2) für jede Anordnung, die jeweils in dem Coriolis-Durchflussmessersystem (6) enthalten ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Verfahren umfasst: Detektieren der Menge an elektromagnetischer Strahlung, die den jeweiligen Detektor der Mehrzahl von Anordnungen erreicht, und Generieren entsprechender Detektordaten, und Bestimmen einer Durchflussrate basierend auf den Detektordaten.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Schritt des Bestimmens der Durchflussrate ferner das Bestimmen einer jeweiligen Schwingungsfrequenz und/oder -phase der Rohranordnung jeder der Mehrzahl von Anordnungen basierend auf den Detektordaten umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 11 und 13, wobei das Verfahren ferner umfasst: in einem ersten Durchflussschritt, Bewirken, dass ein Fluid mit einer Durchflussrate im Bereich von 50 µl/min bis 500 µl/min, vorzugsweise 50 µl/min bis 150 µl/min, durch das Rohr (64) strömt, und in einem zweiten Durchflussschritt, Bewirken, dass ein Fluid mit einer Durchflussrate im Bereich von 1 ml/min bis 5 ml/min, vorzugsweise 2 ml/min bis 5 ml/min, durch das Rohr (64) strömt.
Lösungsmittelabgabesystem, das dazu konfiguriert ist, ein Gemisch von mindestens zwei Lösungsmitteln bereitzustellen, wobei das Lösungsmittelabgabesystem Folgendes umfasst: mindestens zwei Pumpeneinheiten, einen Mischer, und mindestens zwei Coriolis-Durchflussmessersysteme nach einem der Ansprüche 6 bis 10.