DE112005000341T5

DE112005000341T5 - Drucküberwachungsoptimierung der Fluidpfadverwendung

Info

Publication number: DE112005000341T5
Application number: DE112005000341T
Authority: DE
Inventors: Theodore D. Milton Ciolkosz; James E. Douglas Usowicz; Peyton C. Wrentham Beals; Russell Sudbury Keene
Original assignee: Waters Investments Ltd
Current assignee: Waters Technologies Corp
Priority date: 2004-03-05
Filing date: 2005-03-02
Publication date: 2007-04-26
Also published as: GB2434003B; WO2005091924A2; WO2005091924A3; US20170343446A1; US10345186B2; US20080236243A1; US20120216602A1; JP4801040B2; US8151629B2; US20130340503A1; GB0619672D0; US9752950B2; GB2434003A; JP2007527014A; US8539819B2

Abstract

Vorrichtung zum Überwachen des Drucks in einem Fluidsystem, umfassend:
eine Drucküberwachungseinheit für das Anordnen in Kommunikation mit einem Fluid in dem Fluidsystem, wobei die Drucküberwachungseinheit ein Signal erzeugt, das repräsentativ für einen gemessenen Druck ist; und
Steuermittel zum Empfangen des Signals, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist, und zum Vergleichen des gemessenen Drucks mit einem Referenzdruck.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 60/550,415, die am 5. März 2004 angemeldet worden ist. Auf den Inhalt dieser Anmeldung wird hiermit Bezug genommen.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Fluidbeförderungssysteme bzw. Fluidtransportsysteme und insbesondere den verbesserten Betrieb und das Aufrechterhalten derartiger Systeme unter Verwendung einer Drucküberwachungseinheit.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bei einer Art der Flüssigkeitschromatographieprobeninjektion wird der Fluidpfad zum Behandeln bzw. Verarbeiten der Probe unter Druck gesetzt. Ein derartiges Unter-Druck-Setzen steigert die Probenbewegungsgeschwindigkeit, indem das Risiko einer Verdampfung der Probe begrenzt wird. Um das Ausmaß des Unter-Druck-Setzens in einem derartigen System zu steuern bzw. zu kontrollieren, ist üblicherweise ein Druckmessgerät im Flusskreis mit der Druckquelle installiert. Dieses Druckmessgerät wird üblicherweise im Rahmen eines Regelkreises verwendet, um den erzeugten Druck zu kontrollieren bzw. zu steuern.

Der gesteigerte Druck steigert die Wahrscheinlichkeit einer Leckage an jedem der vielen Verbindungspunkte, die in dem Fluidpfad bzw. den Fluidpfaden enthalten sind. Lecke können aufgrund eines internen Verschleißes einer Komponente auftreten, wenn eine Komponente aufgrund einer fehlerhaften Installation ersetzt wird und ebenso, wenn Fehler in Verbindungsstücken an unerwarteten Stellen auftreten. Bei Fluidbeförderungssystemen bzw. Fluidtransportsystemen, die kleine Durchmesser aufweisen, kann das Volumen des aufgrund von Leckage austretenden Fluids groß genug sein, um die Leistung zu verzerren, und immer noch klein genug, dass dieses verdampft oder auf eine andere Art und Weise der visuellen Inspektion nicht zugänglich ist.

Eine Systemsteuereinheit kann das Ausgangssignal des Druckmessgerätes verwenden, um zu bestimmen, ob es in dem System eine Fluidleckage gibt, wenn in dem System ein Druckabfall vorhanden ist, der größer als ein normaler Druckabfall ist. Diese Technik kann jedoch nicht dazu verwendet werden, die Quelle der Leckage zu isolieren bzw. zu finden. Bestimmte Techniken können den Suchbereich für das Leck zwar begrenzen, jedoch Leckzielbereiche nicht eliminieren.

Herkömmliche Systeme sind dazu in der Lage, zu bestimmen, dass es ein Leck in dem System gibt, sind jedoch nicht dazu geeignet gewesen, weder den Ort des Lecks zu identifizieren noch Punkte ohne Lecke zu identifizieren. Daher müssen bei Reparaturarbeitsschritten typischerweise alle Verbindungen abgeklemmt bzw. abgetrennt werden, zahlreiche aktive Komponenten ersetzt werden und im Wesentlichen das Fluidbeförderungssystem nachgebaut werden, wenn ein Leck zu stark wird. Aufgrund des Ausmaßes der Reparaturaktivitäten konnte man bei herkömmlichen Vorrichtungen bzw. Systemen mit kleineren Lecken leben, bis das System für eine größere Reparatur heruntergefahren werden konnte.

Zahlreiche unter Druck befindliche Injektionssysteme erfordern einen Waschzyklus bzw. Reinigungszyklus zwischen sukzessiven Verwendungszyklen. Um eine adäquate Reinigung sicherzustellen, muss ein gegebenes Volumen einer Reinigungsflüssigkeit durch das System geführt werden. Um die Notwendigkeit für das Einwirken eines Benutzers zu vermindern, sind die Systeme für die Extremfälle des Betriebs eingerichtet. Da in einem Reinigungszyklus viskose Flüssigkeiten langsamer durch das System fließen, wird eine ausreichende Zeitdauer für das viskoseste Fluid veranschlagt, mit dem möglicherweise der Reinigungszyklus durchgeführt wird. Bei allen anderen Fluiden wird ein Teil dieser Zeitdauer nicht genutzt. Wenn die Viskosität des Fluids bekannt wäre, dann könnte der Betrieb des Reinigungszyklus maßgeschneidert werden, um den Fluidpfadreinigungszyklus zu optimieren.

Diagnosemittel für Fluidsysteme würden es ermöglichen, ineffiziente und/oder fehlerhafte Komponenten zu identifizieren. Ein erhältlicher Satz von Information besteht aus dem erwarteten Druck und dem Druckabfall innerhalb eines Fluid systems. Wenn die tatsächlichen Drücke, die in dem System vorhanden sind, gemessen werden können, dann können Vergleiche mit Erwartungswerten durchgeführt werden.

Das Reparieren eines Lecks umfasst zunächst das Auffinden dieses Lecks. Das Identifizieren des Leckpunktes ist vorteilhaft, da die Reparaturdauer auf ein Mindestmaß beschränkt wird. Ein weiterer Zeitpunkt, wenn das Überprüfen von Lecken wichtig ist, ist der Zeitpunkt, zu dem eine Komponente ausgetauscht wird und wieder mit dem Fluidsystem verbunden wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Vorrichtung zum Überwachen des Druckes in einem Fluidsystem umfasst eine Drucküberwachungseinheit für die Anordnung in Kommunikation mit einem Fluid in dem Fluidsystem und Steuermittel zum Empfangen eines Signals, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist, und zum Vergleichen des gemessenen Druckes mit einem Referenzdruck. Die Drucküberwachungseinheit erzeugt das Signal, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist, und die Steuermittel erzeugen eine Fehlermeldung oder führen einen Arbeitsschritt durch, wenn die Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem Referenzdruck einen vorbestimmten Wert übersteigt. Ein Fluidsystem, das für diese Überwachung gut ausgestaltet ist, ist ein Autosampler für ein Flüssigkeitschromatographiesystem.

In einer Ausführungsform umfasst ein Fluidsystem eine steuerbare Druckquelle, wenigstens einen Fluidpfadbereich, der ein erstes und ein zweites Ende aufweist, sowie wenigstens ein Fluidverbindungsmittel. Das Fluidsystem ist mit Fluid gefüllt und wird durch die Vorrichtung zum Überwachen des Drucks überwacht. Die steuerbare Druckquelle erzeugt einen Quellendruck auf das Fluid in Reaktion auf ein Druckbefehlsignal von den Steuermitteln. Das Fluidverbindungsmittel weist eine Vielzahl von Anschlüssen für die Verbindung mit dem System auf und ist dazu geeignet, eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen wenigstens einem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss fließt, sowie eine zweite Position, in der Fluid nicht zwischen irgendeinem Anschluss des ersten und des zweiten Anschlusses fließt. Das System ist mit einem Anschluss des Fluidverbindungsmittels verbunden, der mit einem Ende des Fluidpfadbereichs und den steuerbaren Druckquellen verbunden ist, die mit dem zweiten Ende des Fluidpfadbereichs verbunden sind. Das Fluidverbindungsmittel reagiert auf ein Verbindungsbefehlsignal, um die erste Position einzunehmen, und auf ein Trennbefehlsignal, um die zweite Position einzunehmen. Die Überwachungsvorrichtung ist in Kommunikation mit dem Fluid in dem Fluidpfadbereich angeordnet. Die Überwachungsvorrichtung sendet das Signal, das den gemessenen Druck repräsentiert, an die Steuervorrichtung für einen Vergleich mit dem bekannten Quellendruck. Die Steuermittel erzeugen ein Fehlersignal, wenn eine Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem Quellendruck einen vorbestimmten Wert überschreitet bzw. übersteigt.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Steuermittel ferner ausgestaltet, um ein Verbindungsbefehlsignal und ein Trennbefehlsignal zu dem wenigstens einen Fluidverbindungsmittel zu senden, um das Verbindungsmittel anzusteuern, um die erste und die zweite Position einzunehmen. Darüber hinaus sind die Steuermittel ferner ausgestaltet, ein Druckbefehlsignal an die steuerbare Druckquelle zu senden, um die steuerbare Druckquelle zu veranlassen, einen Quellendruck zu erzeugen.

Vorzugsweise weist das Fluidsystem eines der Fluidverbindungsmittel in der zweiten Position auf, wodurch ein geschlossenes Fluidsystem erzeugt wird. Dann überwachen die Steuermittel den gemessenen Druck in dem geschlossenen Fluidsystem als eine Funktion der Zeit, um einen Abfall des gemessenen Drucks zu detektieren, was kennzeichnend für eine Fehlfunktion der Fluiddichtungen ist.

Vorzugsweise handelt es sich bei der steuerbaren Druckquelle um eine Spritze (syringe) und vorzugsweise um eine Bemessungsspritze, die durch die Druckbefehlsignale positioniert werden kann, um den Quellendruck auf das Fluid auszuüben. Ferner handelt es sich bei wenigstens einem Fluidverbindungsmittel vorzugsweise um ein Mehrfachanschlussventil, das wenigstens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist. In der ersten Position fließt Fluid zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Fluidsystem um ein Flüssigkeitschromatographiesystem und insbesondere um ein Flüssigkeitschromatographieprobeninjektionssystem. Im Betrieb senden die Steuermittel ein Druckbefehlsignal an die steuerbare Druckquelle, um einen vorbestimmten Quellendruck zu erzeugen, und liefern eine Fehlermeldung, wenn der gemessene Druck nicht einen vorbestimmten Wert innerhalb einer spezifizierten Zeitdauer erreicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Steuermittel eine Bibliothek von Einträgen auf, die Befehlsignale umfassen, die gesendet werden sollen, die Zeit zwi schen dem Senden der Befehlsignale und dem Durchführen von Messungen sowie dem Aufzeichnen der normal gemessenen Druckwerte. Die Steuermittel senden die Befehlsignale eines Eintrags und vergleichen einen Satz von empfangenen gemessenen Drücken mit den normal gemessenen Druckwerten. Differenzen, die einen voreingestellten Schwellenwert überschreiten bzw. übersteigen, bewirken, dass eine Benachrichtigung gesendet wird.

In einer Ausführungsform umfasst ein Fluidsystem, das hinsichtlich Fehlern überwacht werden soll, einen überwachten Fluidpfadbereich, der ein erstes Ende und ein zweites Ende und ein erstes und ein zweites Fluidsubsystem aufweist, die jeweils mit dem ersten und dem zweiten Ende verbunden sind. Jedes Fluidsubsystem umfasst wenigstens einen Fluidpfadbereich, wenigstens ein Fluidverbindungsmittel und wenigstens eine steuerbare Druckquelle. Die Fluidpfadbereiche in den Fluidsubsystemen weisen ein erstes Ende des Bereichs und ein zweites Ende des Bereichs auf. Die Fluidverbindungsmittel weisen eine Vielzahl von Anschlüssen für die Verbindung auf. Wenigstens einer der Anschlüsse ist mit einem Fluidpfadbereichsende verbunden, um das Fluidsubsystem auszubilden. Die Fluidverbindungsmittel reagieren auf ein Verbindungsbefehlsignal, um eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen wenigstens zwei der Anschlüsse fließt, und in Reaktion auf ein Trennbefehlsignal eine zweite Position einnimmt, in der Fluid nicht zwischen irgendeinem der Anschlüsse der Vielzahl von Anschlüssen fließt. Die steuerbare Druckquelle kann mit dem wenigstens einen zweiten Bereichsende verbunden werden. Die steuerbare Druckquelle reagiert auf ein Druckbefehlsignal, um einen Quellendruck auf das Fluid in dem Fluidsubsystem auszuüben. Das erste Fluidsubsystem ist mit dem ersten Ende des überwachten Fluidpfadbereichs verbunden und das zweite Fluidsubsystem ist mit dem zweiten Ende des überwachten Fluidpfadbereichs verbunden. Die Drucküberwachungseinheit steht in Kommunikation mit dem überwachten Fluidpfadbereich. Die Steuermittel lokalisieren eine Leckage in dem System, indem der gemessene Druck als Funktion der Zeit überwacht wird und nach einem Abfall Ausschau gehalten wird, der kennzeichnend für ein Leck ist.

Die Steuermittel steuern den Druck und die Konfiguration des Fluidsystems, während der gemessene Druck überwacht wird. Die Steuermittel führen einen Satz von Anweisungen aus, die Verbindungs- und Trennbefehlsignale spezifizieren, die eine Konfiguration definieren, sowie Druckbefehlsignale zum Einstellen des Quellendrucks. Die Anweisungen spezifizieren ferner den normal gemessenen Druck für jeden Eintrag, so dass der tatsächlich gemessene Druck mit dem normalen Druck verglichen werden kann. Ein Abfall des überwachten gemessenen Drucks ist kennzeichnend für eine verminderte Fluidintegrität der Fluidsystemkonfiguration.

Bei der Suche nach Lecken senden die Steuermittel wenigstens ein Verbindungsbefehlsignal und wenigstens ein Trennbefehlsignal aus, um einen ersten geschlossenen Fluidkreislauf in dem Fluidsystem auszubilden. Die Steuermittel setzen sodann unter Verwendung der steuerbaren Druckquelle den ersten geschlossenen Fluidkreislauf unter Druck und überwachen den Druck. Wenn der Druck in dem Kreislauf ausgebildet worden ist und stabil verbleibt, dann folgern die Steuermittel, dass die Komponenten und Verbindungen, aus denen der erste geschlossene Fluidkreislauf besteht, möglicherweise kein Leck aufweisen. Die Steuermittel können sodann die Länge von nachfolgenden geschlossenen Fluidkreisläufen vergrößern und inkremental Komponenten und Verbindungen zu der Liste von nicht leckenden Komponenten und Verbindungen hinzufügen. Man sollte erkennen, dass jedes der Fluidverbindungsmittel aus einer Verbindung von Fluidverbindungsmitteln bestehen kann.

Wenn die Überwachungsvorrichtung die Konfiguration des Fluidsystems kontrollieren kann, indem selektiv Teile des Fluidsystems von dem Rest unter Verwendung der Fluidverbindungsmittel getrennt bzw. isoliert werden, dann führen sukzessive fluidische Integritätstests mit unterschiedlichen Teilen des Fluidsystems zu der Isolierung einer leckenden Komponente. Indem mit einem Subsystem des Fluidsystems mit wenigen Komponenten gestartet wird und indem überprüft wird, dass keine Lecke in diesem Teil vorhanden sind, haben die Steuermittel eine Basis für den Vergleich, wenn weitere Komponenten hinzugefügt werden. Jedes nachfolgende Subsystem enthält einige vorher getestete Komponenten und einige bisher nicht getestete Teile, was es den Steuermitteln ermöglicht, möglicherweise leckende Komponenten zu identifizieren.

Die Vorrichtung wird vorzugsweise verwendet, um einen Parameter eines Fluids in dem Fluidsystem zu bestimmen. Die Steuermittel, die mit Referenzinformationen auf der Grundlage der Durchmesser der Fluidpfadkomponenten, der Länge eines Referenzflusspfades und des Reibungsfaktors des Referenzflusspfades bereitgestellt worden sind, können diese Information mit dem gemessenen Druck des Fluids verwenden, das sich entlang des Überwachungspunkts mit einer bekannten Flussrate bewegt, um die Viskosität des Fluids zu bestimmen. Die Viskosität kann ferner dazu verwendet werden, um die Flussrate zu berechnen, die in dem Waschzyklus bzw. Reinigungszyklus verwendet werden kann, ohne einen vorherbestimmten Parameter des Systems zu überschreiten.

Vorzugsweise wird die Vorrichtung mit einem Fluidsystem dazu verwendet, einen Fluidpfadwaschzyklus zu optimieren. In einer Ausführungsform eines Fluidpfadwaschzyklus unter Verwendung der Vorrichtung umfasst eine steuerbare Druckquelle eine erste Waschspritze, die ein erstes Waschfluid enthält. Ein erstes Fluidverbindungsmittel wird verwendet, um die erste Waschspritze mit dem Fluidpfad zu verbinden, der gespült werden soll. Nachdem die Steuermittel Verbindungs- und Trennbefehlsignale an die notwendigen Fluidverbindungsmittel gesendet haben, um das System für das Spülen zu konfigurieren, einschließlich des Erzeugens des Fluidpfads, der gespült werden soll, verbinden die Steuermittel die erste Waschspritze über die geeigneten Verbindungsmittel. Die Steuermittel überwachen den gemessenen Druck, wenn die erste Waschspritze mit dem Zuführen des Waschfluids beginnt. Wenn der gemessene Druck einem ersten Waschdruck entspricht, der auf der Grundlage der Viskosität des Fluids berechnet worden ist, dann stabilisieren die Steuermittel die Flussrate des zugeführten bzw. geförderten Fluids. Anschließend ermöglichen die Steuermittel, dass das exakte Waschfluidvolumen, das erforderlich ist, um ein vollständiges Waschen zu bewirken, rechtzeitig durch das System fließt. Dieser Waschmechanismus spart im Vergleich zu Systemen Zeit, bei denen Waschfluid auf der Grundlage einer Viskosität fließt, die im ungünstigsten Fall vorhanden wäre. Bei Systemen, bei denen zwei Waschgänge notwendig sind, umfasst die steuerbare Druckquelle eine erste und eine zweite Waschspritze, die jeweils mit einem ersten Waschfluid und einem zweiten Waschfluid gefüllt sind. Ferner sind die Verbindungsmittel dazu geeignet, zwischen der ersten und der zweiten Waschspritze auszuwählen. Nach dem Waschen mit dem ersten Fluid wiederholen die Steuermittel den Prozess mit der zweiten Waschspritze, bis ein vorbestimmtes Volumen des zweiten Waschfluids durch das zu reinigende Fluidsystem befördert worden ist.

Verfahren zum Durchführen von Arbeitsschritten in einem Fluidsystem basieren auf der Vorrichtung zum Druckmessen. In einem Verfahren zum Überwachen des Druckes umfasst das Fluidsystem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt bzw. Fluidpfadbereich, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, sowie wenigstens eine steuerbare Druckquelle, die mit dem ersten Ende des wenigstens einen Fluidpfadabschnitts verbunden ist. Diese steuerbare Druckquelle reagiert auf ein Druckbefehlsignal, um einen Quellendruck in dem wenigstens einen Fluid pfadabschnitt zu erzeugen. Das Fluidsystem ist derart verbunden, so dass dieses einen Fluidpfad ausbildet, der mit einem Fluid gefüllt ist. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen der Vorrichtung, die eine Drucküberwachungseinheit umfasst, um diese in Kommunikation mit dem Fluid in einem ersten Pfadabschnitt und Steuermitteln anzuordnen. Die Drucküberwachungseinheit erzeugt ein Signal, das kennzeichnend für einen gemessenen Druck ist, der von den Steuermitteln empfangen wird. Die Steuermittel senden Signale an das Fluidsystem. Die Drucküberwachungseinheit ist in Kommunikation mit dem Fluid in dem Fluidpfad angeordnet. Die Steuermittel senden ein Druckbefehlsignal an die steuerbare Druckquelle, um diese zu veranlassen, den Quellendruck in einem Fluidpfadabschnitt zu erzeugen. Die Steuermittel vergleichen den gemessenen Druck mit dem Quellendruck und erzeugen eine Fehlernachricht, wenn die Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem Quellendruck einen vorbestimmten Wert übersteigt.

Vorzugsweise bestimmt das Verfahren, ob der Druck in einem unter Druck befindlichen System innerhalb einer spezifizierten Zeitdauer erreicht wird, nachdem ein Quellendruck aufgebracht worden ist. Überdies bestimmt das Verfahren, ob ein Druckabfall innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen liegt. Das Fluidsystem umfasst ferner wenigstens ein Fluidverbindungsmittel, das eine Vielzahl von Anschlüssen für die Verbindung mit der wenigstens einen steuerbaren Druckquelle und dem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt aufweist. Das Fluidverbindungsmittel ist dazu geeignet, wenigstens eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen wenigstens zwei der Vielzahl von Anschlüssen in Reaktion auf ein Verbindungsbefehlsignal fließt, sowie eine zweite Position, in der kein Fluid in Reaktion auf ein Trennbefehlsignal fließt. Ein bevorzugtes Fluidverbindungsmittel ist ein Mehrfachanschlussventil.

Ein bevorzugtes System umfasst ein erstes Fluidverbindungsmittel, das wenigstens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, ein zweites Fluidverbindungsmittel, das wenigstens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, sowie einen ersten Fluidpfadabschnitt und wenigstens eine steuerbare Druckquelle. Eine steuerbare Druckquelle ist mit dem ersten Anschluss des ersten Fluidverbindungsmittels verbunden und der zweite Anschluss des ersten Fluidverbindungsmittels ist mit einem ersten Ende des ersten Fluidpfadabschnitts verbunden. Das zweite Ende des ersten Fluidpfadabschnitts ist mit dem ersten Anschluss eines zweiten Verbindungsmittels verbunden. Das Verfahren umfasst ferner das Senden wenigstens eines Verbindungsbefehlsignals an das erste Fluidverbin dungsmittel, um das erste Verbindungsmittel in der ersten, offenen Position anzuordnen, sowie das Senden wenigstens eines Trennbefehlsignals an das zweite Fluidverbindungsmittel, um das zweite Fluidverbindungsmittel in der zweiten, geschlossenen Position anzuordnen. Diese Anordnung der Fluidverbindungsmittel erzeugt ein geschlossenes System, in dem ein aufgebrachter Druck beibehalten werden sollte. Die Steuermittel senden ein Druckbefehlsignal an die steuerbare Druckquelle, um einen vorbestimmten Quellendruck zu erzeugen. Die Steuermittel vergleichen den gemessenen Druck mit dem vorbestimmten Quellendruck und berichten einen Erzeugungsfehler, wenn die Differenz größer als ein erster erlaubter Wert ist. Wenn kein Erzeugungsfehler auftritt, dann wartet das Verfahren vorzugsweise ferner für eine vorbestimmte Zeitdauer und vergleicht den momentan gemessenen Druck mit dem vorbestimmten Quellendruck. Wenn der Druckabfall größer als ein zweiter erlaubter Wert ist, dann wird ein Leckagefehler benachrichtigt.

Das vorstehende Verfahren wird vorzugsweise erweitert, um mit komplexeren Fluidsystemen verwendet werden zu können. Die Steuermittel sind mit einer Bibliothek von Einträgen bereitgestellt, die Sätze von Befehlsignalen für das Steuern von Verbindungsmitteln und Druckquellen und Sätze von normalen Druckwerten und erlaubten Druckabfallraten umfassen. Die Steuermittel wählen einen Eintrag aus, versenden die Befehlsignale aus diesem Eintrag und vergleichen die gemessenen Drücke mit den normalen Druckwerten. Die Steuermittel informieren über bedeutende Differenzen. Vorzugsweise senden die Steuermittel im Rahmen des Verfahrens Verbindungs-, Trenn- und Druckbefehlsignale an das Fluidsystem und identifizieren Abfälle des gemessenen Druckes, was kennzeichnend für eine verminderte Fluidintegrität ist.

Das Verfahren kann für andere Konfigurationen abgeändert werden. Wenn beispielsweise eine zweite steuerbare Druckquelle mit dem zweiten Anschluss des zweiten Fluidverbindungsmittels verbunden ist, dann weist das Verfahren weitere Schritte auf. Die Steuermittel senden wenigstens ein Verbindungsbefehlsignal und Trennbefehlsignal an das erste und das zweite Fluidverbindungsmittel, um das erste Fluidverbindungsmittel in der zweiten Position und das zweite Fluidverbindungsmittel in einer anderen ersten Position anzuordnen, in der Fluid zwischen dem ersten Fluidpfad und der zweiten steuerbaren Druckquelle fließt. Die Steuermittel senden wenigstens ein Druckbefehlsignal an die zweite steuerbare Druckquelle, um den Quellendruck einzustellen. Die Steuermittel überwachen das Signal von der Drucküberwachungseinheit und identifizieren zusätzliche nicht leckende Kompo nenten auf der Grundlage der Stabilität des gemessenen Druckes als Funktion der Zeit. Wenn eine dritte steuerbare Druckquelle mit einem dritten Anschluss des zweiten Fluidverbindungsmittels verbunden wird, dann wird das Verfahren gleichermaßen erweitert, um weitere nicht leckende Komponenten zu identifizieren.

Das Verfahren ist anwendbar und stellt zusätzliche Informationen bereit, wenn eine zusätzliche steuerbare Druckquelle an einem anderen Fluidverbindungsmittel in dem Fluidkreislauf angeordnet ist. Wenn insbesondere eine zweite steuerbare Druckquelle mit einem zweiten Anschluss des ersten Fluidverbindungsmittels verbunden ist, dann verbinden die Steuermittel den Fluidkreislauf, indem Verbindungsbefehlsignale an das erste Fluidverbindungsmittel gesendet werden, um eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen dem ersten Fluidpfad und der zweiten steuerbaren Druckquelle fließt. Überdies senden die Steuermittel Trennbefehlsignale an das zweite Fluidverbindungsmittel, um eine zweite Position einzunehmen, in der der Fluidpfad blockiert wird. Dann senden die Steuermittel ein Druckbefehlsignal an die zweite steuerbare Druckquelle, um den Fluidpfad unter Druck zu setzen. Indem das Signal von der Drucküberwachungseinheit überwacht wird, identifizieren die Steuermittel zusätzliche nicht leckende Komponenten auf der Grundlage der Stabilität des gemessenen Druckes als Funktion der Zeit. Vorzugsweise umfasst das erste Fluidverbindungsmittel eine Verbindung einer Vielzahl von Fluidverbindungsmitteln und das zweite Fluidverbindungsmittel umfasst eine Verbindung einer Vielzahl von Fluidverbindungsmitteln.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehend bezeichneten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich eingehender anhand der nachstehenden Beschreibung, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Implementierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
2 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung von 1 in einem Fluidsystem.
2A zeigt eine Darstellung der Vorrichtung in einem Fluidsystem nach 2, wobei die Befehlsignale mit den Komponenten des Fluidsystems verbunden sind.
3 zeigt eine Darstellung eines Fluidsystems, das zwei miteinander verbundene Fluidsubsysteme umfasst, die mittels der Vorrichtung von 1 überwacht werden.
4 zeigt eine Darstellung der Vorrichtung von 1, die dazu verwendet wird, einen Fluidsystemwaschzyklus zu optimieren.
5 zeigt eine Darstellung einer Sequenz von Tests auf der Grundlage des Fluidsystems von 3, wobei 5A eine erste Konfiguration darstellt und 5B eine zweite Konfiguration darstellt.
6A zeigt eine Darstellung einer ersten Testkonfiguration eines Beispiels.
6B zeigt eine zweite Testkonfiguration eines Beispiels.
6C zeigt eine dritte Testkonfiguration eines Beispiels.
6D zeigt eine vierte Testkonfiguration eines Beispiels.
6E zeigt die Fehler, die durch die Tests gemäß den 6A bis 6D identifiziert werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Der hierin verwendete Begriff „Leck" bezeichnet ein Loch, einen Riss oder eine Öffnung, durch die ein Fluid auf eine Art und Weise entweicht, die nicht von dem Benutzer geplant ist. Das Leck kann vollständig intern sein. Das heißt, das Fluid entweicht aus einem Bereich hohen Druckes in einen Bereich niedrigeren Druckes innerhalb der Vorrichtung. Oder ein derartiges Leck kann extern sein, so dass dieses einem Fluid ermöglicht, aus dem hydraulischen Kreislauf zu entweichen. Leckende bzw. auslaufende Fluide können ein Sicherheitsproblem darstellen, so dass deren Detektion sehr nützlich ist.
Der hierin verwendete Begriff „Drucküberwachungseinheit" (pressure monitor) umfasst jedwede Einheit zum Messen von Druck, einschließlich Dehnungsmessgeräte und Druckwandler. Das Ausgangssignal der Drucküberwachungseinheit, das einen gemessenen Druck repräsentiert, kann ein analoges Signal sein, das digitalisiert wird, bevor dieses in die Steuermittel eingebracht wird, oder bei diesem kann es sich um eine digitalisierte Darstellung bzw. Repräsentation des gemessenen Druckes handeln.
Fluidverbindungsmittel sind Vorrichtungen zum Verschließen, Öffnen oder Leiten von Fluidfluss. In zahlreichen Fällen handelt es sich bei einem Fluidverbindungsmittel um ein Ventil. Übliche Ventile umfassen mechanische Rückschlagventile und aktive Ventile. Mechanische Rückschlagventile reagieren auf Druck. Aktive Ventile empfangen ein Signal, das Antriebsmittel, wie beispielsweise Motoren, Spulen und dergleichen anweist, das Ventil zu öffnen oder zu schließen. Zyklierventile sind dazu geeignet, den Fluss von Fluid von einer oder mehreren Quellen selektiv zu öffnen und zu schließen oder den Fluss zu einem oder mehreren Zielen zu leiten.
Der hierin verwendete Begriff „Steuermittel" bezeichnet jedwede Verarbeitungseinheit, die Informationssignale empfangen kann und Befehlsignale aussenden kann. Ein eingebauter Mikroprozessor mit einem Speicher und einem dazugehörigen Input-/Output-Bereich für die Signalverarbeitung ist eine mögliche Implementierung. Alternativ kann einer der Zentralprozessoren, die in einem Instrument eingebaut sind, als Steuermittel wirken, wobei der Speicher und die Input-/Output-Bereiche sowie die Vorrichtungsfunktionen von dem Instrument bereitgestellt werden. Andere Zentralprozessoren, wie diese dem Fachmann bekannt sind, können als Steuermittel dienen.
Eine steuerbare Druckquelle ist eine Vorrichtung, die angewiesen werden kann, einen definierten Druck auf ein Fluid auszuüben. Eine derartige Druckquelle kann einen Druck in einem geschlossenen Fluidsystem erzeugen. Alternativ führt der aufgebrachte Druck zu einer Flussrate in einem offenen Fluidsystem. Ein Beispiel für eine steuerbare Druckquelle ist eine Bemessungsspritze, wobei ein Motor verwendet wird, um die Spritze präzise anzusteuern.
Wie dies in 1 dargestellt ist, umfasst eine Vorrichtung 10 zum Überwachen des Druckes in einem Fluidsystem 18 eine Drucküberwachungseinheit 12 für die Anordnung in Kommunikation mit einem Fluid 16 in dem Fluidsystem 18 sowie Steuermittel 14 für den Empfang eines Signals 20, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist, und für den Vergleich dieses gemessenen Druckes mit einem Referenzdruck. Die Drucküberwachungseinheit 12 erzeugt das Signal 20, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist, und Steuermittel 14 erzeugen eine Fehlermel dung und/oder andere Signale 22, wenn eine Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem Referenzdruck einen vorbestimmten Wert übersteigt. Ein Fluidsystem, das gut für diese Art der Überwachung ausgestaltet ist, ist ein Autosampler eines Flüssigkeitschromatographiesystems.
Wie sich nun 2 entnehmen lässt, umfasst ein Fluidsystem 18 eine steuerbare Druckquelle 30, wenigstens einen Fluidpfadabschnitt 32, der ein erstes und ein zweites Ende 34, 36 aufweist, sowie wenigstens ein Fluidverbindungsmittel 40. Das Fluidsystem ist mit Fluid 16 gefüllt und wird durch die Vorrichtung 10 zum Überwachen des Druckes überwacht. Die steuerbare Druckquelle 30 erzeugt einen Quellendruck auf das Fluid 16 in Reaktion auf ein Druckbefehlsignal 38 von den Steuermitteln 14. Das Fluidverbindungsmittel 40 weist eine Vielzahl von Anschlüssen 42, 44, 46, 48 für die Verbindung mit dem System auf und ist dazu geeignet, eine erste Position einzunehmen (die durch die gestrichelte Linie 50 dargestellt ist), in der Fluid zwischen einem ersten Anschluss 44, 46, 48 und dem zweiten Anschluss 42 fließt, sowie eine zweite Position (nicht dargestellt), in der Fluid nicht zwischen irgendeinem der ersten Abschlüsse 44, 46, 48 und dem zweiten Anschluss 42 fließt. Das System 18 ist mit einem Anschluss 42 des Fluidverbindungsmittels 40 verbunden, das mit einem Ende 34 des Fluidpfadabschnitts 32 verbunden ist, sowie die steuerbare Druckquelle 30, die mit dem zweiten Ende 36 des Fluidpfadabschnitts 32 verbunden ist. Das Fluidverbindungsmittel 40 reagiert auf ein Verbindungsbefehlsignal 52, um die erste Position einzunehmen, und ein Trennbefehlsignal 54, um die zweite Position einzunehmen. Diese Signale können als getrennte Niveaus auf einer Signalleitung, Codierungen auf einer Leitung, unterschiedliche Signale oder durch andere Mittel implementiert werden, einschließlich einer Kombination der vorstehenden Implementierungen, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Die Überwachungsvorrichtung 12 ist in Kommunikation mit dem Fluid 16 in dem Fluidpfadabschnitt 32 angeordnet und sendet das gemessene Drucksignal 20 aus, um den gemessenen Druck mit dem Quellendruck zu vergleichen. Die Steuermittel 14 führen den Vergleich aus und erzeugen eine Fehlermeldung 22, wenn eine Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem Quellendruck einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Wie in 2A dargestellt, sind die Steuermittel 14 ferner ausgestaltet, das Verbindungsbefehlsignal 52 und das Trennbefehlsignal 54 an das wenigstens eine Fluidverbindungsmittel 40 zu senden, um die Verbindungsmittel 40 anzusteuern, um die erste und die zweite Position einzunehmen. Überdies sind die Steuermittel 14 ferner dazu ausgestaltet, das Druckbefehlsignal 38 an die steuerbare Druckquelle 30 zu senden, um die steuerbare Druckquelle 30 zu veranlassen, den Quellendruck zu erzeugen.
In einer Ausführungsform zur Überprüfung von Lecken weist das Fluidsystem wenigstens ein Fluidverbindungsmittel 40 in der zweiten Position auf, wodurch der Fluiddurchgang blockiert wird und ein geschlossenes Fluidsystem erzeugt wird. Dann können die Steuermittel 14 den gemessenen Druck in dem geschlossenen Fluidsystem als eine Funktion der Zeit überwachen, um einen Abfall des gemessenen Drucks zu detektieren, was kennzeichnend für einen Mangel an Fluidintegrität ist.
Vorzugsweise handelt es sich bei der steuerbaren Druckquelle 30 um eine Spritze, und weiter bevorzugt um eine Bemessungsspritze, die durch das Druckbefehlsignal 38 positioniert werden kann, um den Quellendruck auf das Fluid 16 auszuüben. Ferner handelt es sich bei dem wenigstens einen Fluidverbindungsmittel 40 vorzugsweise um ein Mehrfachanschlussventil, das wenigstens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist. In der ersten Position fließt Fluid zwischen den Anschlüssen und in der zweiten Position fließt Fluid nicht zwischen irgendeinem der Anschlüsse. Wenn das Mehrfachanschlussventil mehr als zwei Anschlüsse aufweist, dann kann es insofern mehr als eine erste Position geben, als in einer ersten Position Fluid zwischen den Anschlüssen A und B fließt, während in einer zweiten ersten Position Fluid zwischen den Anschlüssen A und C (oder C und D) fließen kann. In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Fluidsystem um ein Flüssigkeitschromatographiesystem und weiter bevorzugt um ein Flüssigkeitschromatographieprobeninjektionssystem. Im Betrieb senden die Steuermittel 14 ein Druckbefehlsignal 38 an die steuerbare Druckquelle 30, um einen vorbestimmten Quellendruck zu erzeugen, und melden einen Fehler, wenn der gemessene Druck nicht einen vorbestimmten Wert innerhalb einer spezifizierten Zeitdauer erreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Steuermittel 14 eine Bibliothek von Einträgen auf, die auszusendende Befehlsignale 38, 52, 54 umfasst, Zeit sowie normal gemessene Druckwerte. Die Steuermittel 14 senden die Befehlsignale 38, 52, 54 an spezifizierte Fluidverbindungsmittel und steuerbare Druckquellen für einen Eintrag und vergleichen empfangene gemessene Drücke mit den normal gemes senen Druckwerten. Differenzen, die einen voreingestellten Schwellenwert übersteigen, führen dazu, dass eine Meldung ausgesendet wird.
In einer Ausführungsform, die in 3 dargestellt ist, umfasst ein Fluidsystem, das hinsichtlich Fehlern überwacht werden soll, einen überwachten Fluidpfadabschnitt 60, der ein erstes Ende 62 und ein zweites Ende 64 aufweist, sowie erste und zweite Fluidsubsysteme 70, 72, die jeweils mit dem ersten und dem zweiten Ende 62, 64 verbunden sind. Jedes Fluidsubsystem 70, 72 umfasst wenigstens einen Fluidpfadabschnitt 32, 32', wenigstens ein Fluidverbindungsmittel 40, 40', 40'', 40''' und wenigstens eine steuerbare Druckquelle 30, 30', 30'', 30'''. Die Fluidpfadabschnitte 32, 32' weisen ein erstes Abschnittsende 34, 34' und ein zweites Abschnittsende 36, 36' auf. Die Fluidverbindungsmittel 40, 40', 40'', 40''' weisen eine Vielzahl von Anschlüssen auf, wie beispielsweise die Anschlüsse 41', 43' und 45' der Fluidverbindungsmittel 40'. Diese Anschlüsse sind für die Verbindung des Systems bereitgestellt. Wenigstens einer der Anschlüsse 41' ist mit einem Fluidpfadabschnittsende 36 verbunden, um das Fluidsubsystem auszubilden. Die Fluidverbindungsmittel 40, 40', 40'', 40''' reagieren auf Verbindungsbefehlsignale 52, 52', 52'', 52''', um jeweils eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen wenigstens zwei der Anschlüsse fließt, und auf Trennbefehlsignale 54, 54', 54'', 54''', um jeweils eine zweite Position einzunehmen, in der Fluid nicht zwischen irgendeinem der Vielzahl von Anschlüssen fließt. Wie sich dies 3 entnehmen lässt, weist jedes dargestellte Fluidverbindungsmittel drei mögliche erste Positionen auf – betrachtet man beispielsweise das Fluidverbindungsmittel 40, die Verbindungsanschlüsse 41 und 43, 41 und 45 oder 43 und 45 – sowie die einzelne zweite Position, in der kein Fluid fließt. Eine steuerbare Druckquelle 30, 30', 30'', 30''' kann mit dem wenigstens einen zweiten Abschnittsende 34 direkt (nicht dargestellt) oder über ein Fluidverbindungsmittel verbunden werden. Die steuerbaren Druckquellen 30, 30', 30'', 30''' reagieren auf Druckbefehlsignale 38, 38', 38'', 38''', um jeweils einen Quellendruck auf das Fluid in dem Fluidsubsystem auszuüben. In der Figur ist jede der steuerbaren Druckquellen mit einem Ende des Fluidpfadabschnitts 32, 32' und/oder mit dem überwachten Fluidpfad 60 über wenigstens ein Verbindungsmittel verbunden. Das erste Fluidsubsystem 70 ist mit dem ersten Ende 62 des überwachten Fluidpfadabschnitts 60 verbunden und das zweite Fluidsubsystem 72 ist mit dem zweiten Ende 64 des überwachten Fluidpfadabschnitts 60 verbunden. Die Drucküberwachungseinheit 14 steht in Kommunikation mit dem überwachten Fluidpfadabschnitt 60.
Die Steuermittel 14 steuern den Druck und die Konfiguration des Fluidsystems, während der gemessene Druck überwacht wird. Die Steuermittel führen einen Satz von Anweisungen aus, die die zu sendenden Verbindungs- und Trennbefehlsignale spezifizieren, um eine Konfiguration zu definieren, sowie Druckbefehlsignale für das Einstellen des Quellendrucks. Die Anweisungen spezifizieren ferner den normal gemessenen Druck für jeden Eintrag, so dass der tatsächlich gemessene Druck mit dem normalen Druck verglichen werden kann. Ein Abfall des überwachten gemessenen Drucks ist kennzeichnend für eine verminderte Fluidintegrität der Fluidsystemkonfiguration.
Beispielsweise senden die Steuermittel 14 Verbindungs- und Trennbefehlsignale an die Subsysteme, um eine Konfiguration mit einem Verbindungsmittel 40' in einem Subsystem 70 in der zweiten Position (geschlossen) und einem zweiten Verbindungsmittel 40'' in dem anderen Subsystem 72 in der ersten Position (offen), so dass sich das Fluid in einem geschlossenen System befindet, das aus der steuerbaren Druckquelle 30'', den Verbindungsmitteln 40 und dem überwachten Fluidpfad 60 und dem Ende an den Fluidverbindungsmitteln 40' umfasst. Dann senden die Steuermittel 14 ein Druckbefehlsignal 38'' aus, um den Quellendruck auf einen Wert zu setzen. Indem das Signal 20 von der Drucküberwachungseinheit 12 überwacht wird und verfolgt wird, ob der gemessene Druck als Funktion der Zeit stabil bleibt, sind die Steuermittel 14 dazu in der Lage, nicht leckende Komponenten zu identifizieren.
Wenn die Überwachungsvorrichtung 10 die Konfiguration des Fluidsystems steuern kann, indem selektiv Teile des Fluidsystems von dem Rest unter Verwendung der Fluidverbindungsmittel isoliert bzw. getrennt werden, dann führen sukzessive fluidische Integritätstests mit unterschiedlichen Teilen des Fluidsystems zu der Isolierung der leckenden Komponente. Indem mit einem Subsystem des Fluidsystems mit wenigen Komponenten begonnen wird und verifiziert wird, dass keine Lecke in diesem Teil vorhanden sind, haben die Steuermittel 14 eine Grundlage für den Vergleich, wenn weitere Komponenten hinzugefügt werden. Jedes nachfolgende Subsystem umfasst einige vorher getestete Komponenten und einige nicht getestete Teile, was es den Steuermitteln ermöglicht, möglicherweise leckende Komponenten zu identifizieren.
Die Vorrichtung wird vorzugsweise ferner dazu verwendet, um die Viskosität des Fluids zu bestimmen, das sich momentan in dem Fluidsystem befindet. Vor diesem Arbeitsschritt wird das Fluidsystem kalibriert, um einen Viskositätskalibrationsfaktor zu liefern. Anschließend kann, wenn ein Fluid durch den kalibrierten Fluidpfad mit einer vorbestimmten Flussrate fließt, die Viskosität des momentanen Fluids bestimmt werden, indem der gemessene Druck mit dem Viskositätskalibrationsfaktor multipliziert wird. Beim Kalibrieren des Fluidsystems wird Gleichung (1) verwendet.
In Gleichung (1) bezeichnet ΔP die Differenz hinsichtlich des Quellendrucks am Messort und V, D_ref, C, L_ref und Q sind in dem Viskositätskalibrationsfaktor von dem Kalibrierungslauf enthalten (V ist die Geschwindigkeit, D_ref ist der durchschnittliche Durchmesser des Referenzfluidpfads, C ist ein Einheitskorrekturfaktor, L_ref ist die Länge des Referenzfluidpfads und Q ist die Flussrate, die in dem Kalibrierungslauf und in dem Messlauf verwendet wird).
Vorzugsweise wird die Vorrichtung 10 ferner mit einen Fluidsystem verwendet, um einen Fluidpfadwaschzyklus zu optimieren. Unter Verwendung der in 4 dargestellten Konfiguration von Komponenten erstreckt sich der Fluidpfad 62, der gewaschen werden soll, von dem Fluidpfadabschnitt 84 zu den Fluidverbindungsmitteln 40'', die mit der steuerbaren Druckquelle 30'' verbunden sind, wobei es sich hier bei der steuerbaren Druckquelle 30'' um eine erste Waschspritze handelt, die ein erstes Waschfluid enthält. Die Steuermittel 14 führen eine Reihe von Anweisungen aus, die die Steuermittel 14 dazu veranlassen, Verbindungsbefehlsignale 52, 52', 52'' an die Fluidverbindungsmittel 40, 40', 40'' auszusenden, um, wie dargestellt, den Fluidpfad 62 für ein Spülen zu verbinden. Die Steuermittel 14 können Trennbefehlsignale 54 an andere Fluidverbindungsmittel (nicht dargestellt) aussenden, um Fluidpfadabschnitte zu eliminieren, die nicht gewaschen werden sollen. Die Steuermittel 14, die bereits die Viskosität des Waschfluids bestimmt haben, stellen einen ersten Waschdruck ein. Sie senden sodann ein erstes Druckbefehlsignal 38'' an die erste Waschspritze 30'', um Waschfluid in den Fluidpfad 62 einzubringen. Die Steuermittel 14 überwachen den gemessenen Druck in dem Fluidpfadabschnitt 60 und steigern den Quellendruck, bis der gemessene Druck dem ersten Waschdruck entspricht. Dieser Druck stellt sicher, dass das Waschfluid mit der richtigen Flussrate fließt, und stellt ferner sicher, dass das vorbestimmte Volumen des ersten Waschfluids rechtzeitig zugeführt wird.
Bei Systemen, bei denen zwei Waschgänge erforderlich sind, ist eine zweite steuerbare Druckquelle (nicht dargestellt), die als eine zweite Waschspritze wirkt, mit einem zweiten Waschfluid gefüllt und mit dem Anschluss 43'' verbunden. Die ersten Verbindungsmittel 40'' wählen zwischen der ersten und der zweiten Waschspritze aus. Nach dem Waschen mit dem ersten Fluid verwenden die Steuermittel 14 die ersten Verbindungsmittel 40'', um die zweite Waschspritze auszuwählen, und senden ein zweites Druckbefehlsignal an die zweite Waschspritze, bis der gemessene Druck einem vorbestimmten zweiten Waschdruck entspricht. Die Steuermittel 14 bewirken, dass das zweite Waschfluid unter dem zweiten Waschdruck fließt, bis ein vorbestimmtes Volumen des zweiten Waschfluids bereitgestellt worden ist.
Die Vorrichtung wird in einem Verfahren zum Überwachen von Druck in einem Fluidsystem verwendet. In 2 umfasst das Fluidsystem 24 wenigstens einen Fluidpfadabschnitt 32, der ein erstes Ende 36 und ein zweites Ende 34 aufweist, sowie wenigstens eine steuerbare Druckquelle 30, die mit dem ersten Ende 36 des wenigstens einen Fluidpfadabschnitts 32 verbunden ist. Obgleich dies nicht in 2 dargestellt ist, kann die Verbindung zwischen dem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt 32 und der wenigstens einen steuerbaren Druckquelle 30 durch weitere Komponenten des Fluidsystems 24 erfolgen. Jede steuerbare Druckquelle 30 reagiert auf ein Druckbefehlsignal 38, um einen Quellendruck in dem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt 32 zu erzeugen. Das Fluidsystem 24 ist derart verbunden, so dass dieses einen Fluidpfad ausbildet, der mit einem Fluid 16 gefüllt ist. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen einer Vorrichtung 10, die eine Drucküberwachungseinheit 12 für die Anordnung in Kommunikation mit dem Fluid 16 in einem ersten Pfadabschnitt 32 und Steuermittel 14 umfasst. Die Drucküberwachungseinheit 12 erzeugt ein Signal 20, das repräsentativ für einen gemessenen Druck ist, das von den Steuermitteln 14 empfangen wird. Die Steuermittel 14 senden Signale 22 an das Fluidsystem 24. Die Drucküberwachungseinheit 12 wird in Kommunikation mit dem Fluid 16 in dem Fluidpfad 32 angeordnet. Die Steuermittel 14 senden ein Druckbefehlsignal 38 an die steuerbare Druckquelle 30 aus, um diese zu veranlassen, den Quellendruck in einem Fluidpfadabschnitt 32 zu erzeugen. Die Steuermittel 14 vergleichen den gemessenen Druck mit dem Quellendruck und erzeugen eine Fehlermeldung, wenn die Differenz zwischen dem gemessenen Druck und dem Quellendruck einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Vorzugsweise bestimmt das Verfahren, ob ein unter Druck gesetztes System innerhalb einer spezifizierten Zeitdauer erzeugt wird, nachdem ein Quellendruck aufge bracht worden ist. Das Fluidsystem 24 umfasst ferner wenigstens ein Fluidverbindungsmittel 40, das eine Vielzahl von Anschlüssen 42, 44, 46, 48 aufweist, um mit der wenigstens einen steuerbaren Druckquelle 30 und dem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt 32 verbunden zu werden. Das Fluidverbindungsmittel 40 ist dazu geeignet, wenigstens eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen wenigstens zwei Anschlüssen der Vielzahl von Anschlüssen in Reaktion auf ein Verbindungsbefehlsignal 52 fließt, sowie eine zweite Position, in der kein Fluid in Reaktion auf ein Trennbefehlsignal 54 fließt. Ein bevorzugtes Fluidverbindungsmittel ist ein Mehrfachanschlussventil.
Ein bevorzugtes System, wie dieses in 5 dargestellt ist, umfasst ein erstes Fluidverbindungsmittel 140, das wenigstens einen ersten Anschluss 144 und einen zweiten Anschluss 142 aufweist, ein zweites Fluidverbindungsmittel 140', das wenigstens einen ersten Anschluss 144' und einen zweiten Anschluss 142', einen ersten Fluidpfadabschnitt 132 sowie eine steuerbare Druckquelle 130 aufweist. Die steuerbare Druckquelle 130 ist mit dem ersten Anschluss 144 des ersten Fluidverbindungsmittels 140 verbunden und der zweite Anschluss 142 des ersten Fluidverbindungsmittels 140 ist mit einem ersten Ende 134 des ersten Fluidpfadabschnitts 132 verbunden. Das zweite Ende 136 des ersten Fluidpfadabschnitts 132 ist mit dem ersten Anschluss 144' des zweiten Verbindungsmittels 140' verbunden. Das Verfahren umfasst ferner das Aussenden wenigstens eines Verbindungsbefehlsignals 152 an das erste Fluidverbindungsmittel 140, um das erste Verbindungsmittel 140 in die erste, offene Position zu schalten, in der Fluid zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss 144, 142 fließen kann, sowie das Aussenden wenigstens eines Trennbefehlsignals 154' an das zweite Fluidverbindungsmittel 140', um das zweite Fluidverbindungsmittel 140' in der zweiten, geschlossenen Position anzuordnen. Diese Anordnung der Fluidverbindungsmittel 140, 140' erzeugt ein geschlossenes System, das, sofern keine Lecke vorhanden sind, einen aufgebrachten Druck beibehalten sollte. Die Steuermittel 14 senden ein Druckbefehlsignal 138 an die steuerbare Druckquelle 130, um einen vorbestimmten Quellendruck zu erzeugen. Die Steuermittel 14 vergleichen den gemessenen Druck mit dem vorbestimmten Quellendruck und melden einen Ausbildungsfehler, wenn die Differenz größer als ein erster erlaubter Wert ist. Wenn kein Ausbildungsfehler auftritt, dann wartet das Verfahren vorzugsweise ferner für eine vorgegebene Zeitdauer und vergleicht wiederum den dann gemessenen Druck mit dem vorbestimmten Quellendruck. Wenn der Abfall des Druckes größer als ein zweiter erlaubter Wert ist, dann wird ein Leck gemeldet.
Ferner wird, wenn Fluidsysteme mit mehr Komponenten und möglichen Fluidwegen überwacht werden, das vorstehende Verfahren vorzugsweise erweitert, um die Steuermittel 14 mit einer Bibliothek von Einträgen bereitzustellen, die Sätze von Befehlsignalen, Zeiten und Sätze von normalen Druckwerten umfasst. Jeder Satz von Befehlen ist ausreichend, um das Fluidsystem zu konfigurieren. Die Zeiten sind dazu gedacht, um das Intervall zwischen dem Aussenden der Sätze von Befehlen und dem Vergleichen von Drücken zu spezifizieren. Die Steuermittel 14 wählen einen Eintrag aus, senden die Befehlsignale für diesen Eintrag aus und vergleichen die gemessenen Drücke mit den normalen Druckwerten nach dem Zeitintervall. Die Steuermittel 14 melden signifikante Differenzen. Vorzugsweise senden die Steuermittel gemäß dem Verfahren Verbindungs- 152, Trenn- 154 und Druckbefehlsignale 138 an das Fluidsystem und identifizieren ein Abfallen des gemessenen Druckes, was kennzeichnend für eine verminderte Fluidintegrität ist.
Nach dem Testen des in 5 dargestellten Fluidsystems wird das Verfahren vorzugsweise mit einem in 5A dargestellten Fluidsystem durchgeführt, bei dem es sich um eine Variation des getesteten Systems handelt. Das System umfasst einen ersten Fluidpfadabschnitt 132, der zwischen einem zweiten Anschluss 144 eines ersten Fluidverbindungsmittels und einem ersten Anschluss 142 eines zweiten Fluidverbindungsmittels 140' verbunden ist. Die Vorrichtung 10 zum Überwachen des gemessenen Druckes misst an dem ersten Fluidpfad 132. Eine erste steuerbare Druckquelle 130' ist mit dem zweiten Anschluss 142' des zweiten Fluidverbindungsmittels 140' verbunden. Die Schrittfolge in dem Verfahren umfasst das Senden von Trennbefehlsignalen 154 von den Steuermitteln 14 an das erste Fluidverbindungsmittel 140, um dieses dazu zu veranlassen, die zweite Position einzunehmen, sowie Verbindungsbefehlsignale 152 an das zweite Fluidverbindungsmittel 140', so dass dieses eine erste Position einnimmt, in der Fluid zwischen dem ersten Fluidpfad 132 und der ersten steuerbaren Druckquelle 130' fließt. Die Steuermittel 14 senden sodann ein Druckbefehlsignal 138' aus, um den Quellendruck einzustellen. Schließlich überwachen die Steuermittel das Signal von der Drucküberwachungseinheit und identifizieren nicht leckende Komponenten auf der Grundlage der Stabilität des gemessenen Druckes als Funktion der Zeit. Wenn das zweite Verfahren eine leckende Komponente identifiziert, während das erste Verfahren dies nicht geleistet hat, dann können die Steuermittel 14 vorschlagen, dass die gemeinsamen Komponenten der zwei Verfahren (Anschluss 142 des ersten Fluidverbindungsmittels 140, der Fluidpfadabschnitt 132 und der Anschluss 144' des zweiten Fluidverbindungsmittels) kein Leck aufweisen.
Das Verfahren kann auf andere Konfigurationen angepasst werden. Wenn beispielsweise eine zweite steuerbare Druckquelle (nicht dargestellt) mit dem zweiten Anschluss des zweiten Fluidverbindungsmittels verbunden ist, dann weist das Verfahren weitere Schritte auf. Die Steuermittel senden wenigstens ein Verbindungsbefehlsignal und Trennbefehlsignal an das erste und das zweite Fluidverbindungsmittel, um das erste Fluidverbindungsmittel 140 in der zweiten Position und das zweite Fluidverbindungsmittel 140' in einer alternierenden ersten Position anzuordnen. Nun fließt Fluid zwischen dem ersten Fluidpfad 132 und der zweiten steuerbaren Druckquelle (nicht dargestellt). Die Steuermittel senden wenigstens ein Druckbefehlsignal an die zweite steuerbare Druckquelle, um den Quellendruck einzustellen. Die Steuermittel überwachen das Signal von der Drucküberwachungseinheit und identifizieren zusätzliche nicht leckende Komponenten auf der Grundlage der Stabilität des gemessenen Druckes als Funktion der Zeit. Wenn weitere steuerbare Druckquellen mit weiteren Anschlüssen des ersten und des zweiten Fluidverbindungsmittels 140, 140' verbunden werden, dann wird das Verfahren gleichermaßen erweitert, um weitere nicht leckende Komponenten zu identifizieren.
Vorzugsweise umfasst das erste Fluidverbindungsmittel eine Verbindung von mehr als einem Fluidverbindungsmittel und das zweite Fluidverbindungsmittel umfasst eine Verbindung von mehr als einem Fluidverbindungsmittel.
Das Verfahren ist anwendbar und stellt zusätzliche Information bereit, wenn die steuerbare Druckquelle, die den Druck bereitstellt, an einem anderen Fluidverbindungspunkt in dem Fluidkreislauf angeordnet ist. Wenn insbesondere eine zusätzliche steuerbare Druckquelle mit einem bisher nicht verwendeten Anschluss eines Fluidverbindungsmittels verbunden wird, dann verbinden die Steuermittel den Fluidkreislauf, indem Verbindungsbefehlsignale zu dem Fluidverbindungsmittel gesendet werden, so dass dieses eine erste Position einnimmt, in der Fluid zwischen dem überwachten Fluidpfad und der zusätzlichen steuerbaren Druckquelle fließt. Darüber hinaus senden die Steuermittel Trennbefehlsignale an einige Fluidverbindungsmittel, so dass diese eine zweite Position einnehmen, in der der Fluidpfad blockiert wird. Sodann senden die Steuermittel ein Druckbefehlsignal an die zusätzliche steuerbare Druckquelle aus, um den Fluidpfad unter Druck zu setzen. Indem das Signal von der Drucküberwachungseinheit überwacht wird, identifizieren die Steuermittel zusätzliche nicht leckende Komponenten auf der Grundlage der Stabilität des gemessenen Druckes als Funktion der Zeit.
Ein Probeninjektor bzw. eine Probeninjektionsvorrichtung für ein Flüssigkeitschromatographiesystem ist in 6A dargestellt. Dieser umfasst einen Injektionsmechanismus, der eine Nadelanordnung 278 umfasst, die mit einem Mehrfachanschlussventil und einer Bemessungsspritze 210 verbunden ist, sowie einen Waschmechanismus, der ein Paar von Waschspritzen 246, 264, einen Waschverteiler und Wählmechanismen 240, 234, 256, 226 und 208 umfasst, um den Fluidpfad zwischen Injektionen zu waschen. Eine Drucküberwachungseinheit 212, deren Ausgangssignale Steuermitteln (nicht dargestellt) zugeführt werden, überwacht den Druck zwischen der Bemessungsspritze 210 und dem Mehrfachanschlussventil 200. Beim Testen des Systems, um mögliche Leckage-Quellen zu identifizieren, wird eine Sequenz von vier Tests durchgeführt.
6A stellt den ersten Test dar. Der Fluidpfad 201 von der Bemessungsspritze 210 über die Ventilmittel 208 entlang des Fluidpfadabschnitts 204 zu dem Mehrfachanschlussventil 200, das sich in einem Trennzustand befindet, wird durch die Bemessungsspritze unter Druck gesetzt. Da sich das Mehrfachanschlussventil 200 in dem Trennzustand befindet, ist der Fluidpfad 201 geschlossen und sollte einen Druck aufrechterhalten. Wenn der Fluidpfad 201 den Druck nicht aufrechterhält, dann liegt der Fehler möglicherweise in einem der folgenden Elemente: der Bemessungsspritze, dem Pfad 203 durch das Ventil 208 zwischen der Bemessungsspritze 210 und dem Fluidpfad 204, der Verschraubung 206 an der Verbindung des Ventils 208 und des Fluidpfads 204, dem Fluidpfad 204, den Verschraubungen 202 zwischen dem Fluidpfad 204 oder dem Mehrfachanschlussventil 200 in einem Trennzustand. Wenn der Fluidpfad 201 den Druck aufrechterhält, dann sind die vorstehenden Komponenten wahrscheinlich gut abgedichtet, und der Fluidpfad 201 kann als eine Grundlage für weitere Tests verwendet werden.
6B zeigt einen zweiten Testpfad 225, bei dem eine der Waschspritzen 246 verwendet wird, um den Druck aufzubauen. Dieser Pfad verwendet das Mehrfachanschlussventil 200 in dem Trennzustand, den Fluidpfad 204 und die vorstehenden Verschraubungen als den bekannten Teil des Fluidpfads. Die Schalt- bzw. Wählmechanismen (Ventilmittel) 240, 234, 224 und 208, die Fluidpfade 235, 230, 22 und die Waschspritze 246 umfassen die neu getesteten Teile des Fluidpfads 225. Wenn dieser Test ein Leck offenbart, dann befinden sich die möglicherweise leckenden Komponenten oder Verbindungen entlang des Fluidpfads 225 nach der Verschraubung bei der Verbindung 206 zwischen dem Fluidpfad 204 und dem Ventil 208.
Die 6C und 6D zeigen zwei weitere Tests, die in dem System durchgeführt werden, das als ein Teil der Testsequenz dargestellt ist. Jeder dieser Tests umfasst weitere Komponenten in dem Fluidpfad. Der in 6C dargestellte Test fügt die ungetesteten Komponenten und Verbindungen zwischen dem Wählmechanismus 226, dem Anschluss 224 und der zweiten Waschspritze 264 hinzu. Bei dem in 6D dargestellten Test ist die Nadelanordnung 278 in einen Waschblockverteiler 276 eingebracht, um zu ermöglichen, dass der Fluidpfad 275 durch die Nadelanordnung 278 hindurchführt. Dieser Test erfordert, dass Ventilmittel 208 an dem Ende des gemessenen Fluidpfadabschnitts 204 den Fluidpfad 275 abdichten, wenn diese in der Trennposition angeordnet sind. Ferner werden die Ventilmittel 200 in einer der offenen Positionen verwendet, wobei Fluid zwischen den Anschlüssen fließt, wie dies durch die Verbindung 286 dargestellt ist. Ein weiterer Test würde die Position des Injektionsventilmittel 200 verändern, so dass die Dichtung der Probenschleife 294 und der internen Pfade 290, 292 zu der Probenschleife 294 getestet worden sind. Die Ergebnisse der in den 6A bis 6D dargestellten vier Tests sind in der 6E zusammengefasst, wo die wahrscheinlichsten Fehlerpunkte hervorgehoben sind.
Eine vergleichbare Testsequenz kann für ein bekanntes Fluidsystem entwickelt werden, um die Ungewissheit von Leckage-Quellen auf ein Mindestmaß zu begrenzen.
Die zahlreichen Lehren der vorliegenden Anmeldung sind unter besonderer Bezugnahme auf die momentan bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden. Man sollte jedoch erkennen, dass diese Ausführungsformen lediglich einige wenige Beispiele der vorteilhaften Verwendungen der hierin beschriebenen Lehren bereitstellen. Im Allgemeinen beschränken Aussagen, die in der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung zu finden sind, nicht notwendigerweise irgendeine der zahlreichen beanspruchten Erfindungen. Für den Fachmann ist es offensichtlich, dass zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Schutzumfang dieser Erfindung abzuweichen.
ZUSAMMENFASSUNG
Eine Vorrichtung umfassend eine Drucküberwachungseinheit und Steuermittel, die ein Signal empfangen, das einen gemessenen Druck an der Drucküberwachungseinheit repräsentiert, und die die steuerbaren Elemente eines Fluidsystems steuern, wird verwendet, um ein Fluidsystem hinsichtlich Fehlerbedingungen zu überwachen, um Arbeitsabläufe zu optimieren und das Fluidsystem zu diagnostizieren. Indem einem Testprotokoll gefolgt wird, das selektiv Teile des Systems freischaltet, engen die Steuermittel die Liste von möglicherweise fehlerhaften Komponenten ein. Der Vergleich des gemessenen Drucks mit normalen Drücken ermöglicht es der Vorrichtung, Fehlerbedingungen zu identifizieren. Das Bestimmen des Fluidvolumens, das befördert wird, und das Steuern der Dauer des Flusses optimieren den Betrieb des Fluidsystems.

Claims

Vorrichtung zum Überwachen des Drucks in einem Fluidsystem, umfassend: eine Drucküberwachungseinheit für das Anordnen in Kommunikation mit einem Fluid in dem Fluidsystem, wobei die Drucküberwachungseinheit ein Signal erzeugt, das repräsentativ für einen gemessenen Druck ist; und Steuermittel zum Empfangen des Signals, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist, und zum Vergleichen des gemessenen Drucks mit einem Referenzdruck.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drucküberwachungseinheit und die Steuermittel in Kommunikation mit einem Fluidsystem angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Fluidsystem ein Flüssigkeitschromatographiesystem umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Fluidsystem ein Flüssigkeitschromatographieprobeninjektionssystem umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Fluidsystem umfasst: wenigstens einen Fluidpfadabschnitt, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist; wenigstens ein Fluidverbindungsmittel, das eine Vielzahl von Anschlüssen für die Verbindung aufweist und auf ein Verbindungsbefehlsignal reagiert, um eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen wenigstens zwei der Anschlüsse fließt, sowie auf ein Trennbefehlsignal reagiert, um eine zweite Position einzunehmen, in der Fluid nicht zwischen irgendwelchen der Anschlüsse der Vielzahl der Anschlüsse fließt, wobei wenigstens ein Anschluss mit dem ersten Ende verbunden ist, um eine Fluidsystemkonfiguration auszubilden; und eine steuerbare Druckquelle, die mit dem zweiten Ende verbunden ist und auf ein Druckbefehlsignal reagiert, um einen Quellendruck auf das Fluid in dem Fluidsystem auszuüben.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das wenigstens eine Fluidverbindungsmittel wenigstens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei der wenigstens eine erste Anschluss mit einem ersten Fluidpfadabschnitt verbunden ist und der zweite Anschluss mit einem zweiten Fluidpfadabschnitt verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuermittel eine Quelle des Druckbefehlsignals sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuermittel eine Quelle des Verbindungsbefehlsignals und des Trennbefehlsignals sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die steuerbare Druckquelle eine Bemessungsspritze ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Drucküberwachungseinheit in wenigstens einem Fluidpfadabschnitt angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Steuermittel wenigstens ein Trennbefehlsignal aussenden, um wenigstens ein Fluidverbindungsmittel in der zweiten Position anzuordnen, um eine erste geschlossene Fluidsystemkonfiguration zu erzeugen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuermittel den gemessenen Druck als eine Funktion der Zeit überwachen, um einen Abfall des gemessenen Drucks zu detektieren, was einen Mangel an Fluidintegrität in der ersten geschlossenen Fluidsystemkonfiguration anzeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das wenigstens eine Fluidverbindungsmittel ein Mehrfachanschlussventil ist, das wenigstens eine erste Position und eine zweite Position aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Steuermittel ein Druckbefehlsignal aussenden, wobei das Druckbefehlsignal ausgestaltet ist, um einen vorbestimmten Druck zu erzeugen, und wobei die Steuermittel einen Fehler melden, wenn der gemessene Druck innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer nicht einen vorbestimmten Wert erreicht, nachdem das Druckbefehlsignal gesendet worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Steuermittel eine Bibliothek von Einträgen aufweist, die zu sendende Befehlsignale, Zeit und normal gemessene Druckwerte umfasst, und wobei die Steuermittel die Befehlsignale für einen Eintrag aussenden und einen Satz von empfangenen gemessenen Drücken mit den normal gemessenen Druckwerten vergleichen, um Unterschiede zwischen den Drücken zu melden, die einen voreingestellten Stellenwert übersteigen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Fluidsystem umfasst: einen überwachten Fluidpfadabschnitt, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist; ein erstes und ein zweites Fluidsubsystem, wobei jedes Fluidsubsystem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt aufweist, der ein erstes Abschnittsende und ein zweites Abschnittsende aufweist, wenigstens ein Fluidverbindungsmittel, das eine Vielzahl von Anschlüssen für die Verbindung aufweist und auf ein Verbindungsbefehlsignal reagiert, um eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen wenigstens zwei der Anschlüsse fließt, und auf ein Trennbefehlsignal reagiert, um eine zweite Position einzunehmen, in der Fluid nicht zwischen irgendeinem der Vielzahl von Anschlüssen fließt, wenigstens einen Anschluss, der mit dem wenigstens einen ersten Abschnittsende verbunden ist, um das Fluidsubsystem auszubilden, sowie eine steuerbare Druckquelle, die mit dem wenigstens einen zweiten Abschnittsende verbunden ist, wobei die steuerbare Druckquelle auf ein Druckbefehlsignal reagiert, um einen Quellendruck auf das Fluid in dem Fluidsubsystem zu erzeugen, wobei das erste Fluidsubsystem mit dem ersten Ende des überwachten Fluidpfadabschnitts verbunden ist und das zweite Fluidsubsystem mit dem zweiten Ende des überwachten Fluidpfadabschnitts verbunden ist, wobei die Drucküberwachungseinheit in Kommunikation mit dem überwachten Fluidpfadabschnitt steht.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Steuermittel das Signal von der Drucküberwachungseinheit überwachen und die gemessenen Druckwerte im Verlauf der Zeit vergleichen, um Abfälle zu identifizieren, die kennzeichnend für eine verminderte Fluidintegrität des Fluidkreislaufs sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Steuermittel wenigstens ein Verbindungsbefehlsignal und wenigstens ein Trennbefehlsignal aussenden, um einen ersten geschlossenen Fluidkreislauf auszubilden, wenigstens ein Druckbefehlsignal aussenden, um den Quellendruck von einer steuerbaren Druckquelle auszuüben, das Signal empfangen, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist, und nicht leckende Komponenten auf der Grundlage der Stabilität des gemessenen Drucks in dem ersten geschlossenen Fluidkreislauf identifizieren.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die steuerbare Druckquelle auf das Druckbefehlsignal reagiert, um das Fluid in dem Fluidsystem zu komprimieren, bis ein erwünschter Quellendruck erreicht worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Steuermittel eine Serie von geschlossenen Fluidkreisläufen ausbilden, wobei jeder aufeinander folgende geschlossene Fluidkreislauf wenigstens einen vorher nicht getesteten Fluidpfadabschnitt oder Fluidverbindungsmittel oder eine gesteuerte Druckquelle umfasst, und wobei die Steuermittel den gemessenen Druck in jedem aufeinander folgenden geschlossenen Fluidkreislauf überwachen, um weitere nicht leckende Komponenten des geschlossenen Fluidkreislaufs zu identifizieren, und einen aufeinander folgenden geschlossenen Fluidkreislauf meldet, der leckende Komponenten enthält, wie dies durch einen absinkenden gemessenen Druck identifiziert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei wenigstens eines der Ventilmittel eine Verbindung von Ventilmitteln umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 21, wobei die Fluidverbindungsmittel ein Mehrfachanschlussventil sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Fluidsystem kalibriert worden ist und einen Viskositätskalibrationsfaktor geliefert hat, wobei einer der Fluidpfadabschnitte in Kommunikation mit der Drucküberwachungseinheit angeordnet ist und die Steuermittel ein gemessenes Drucksignal in Reaktion auf die Bewegung von Fluid in dem Fluidsystem empfängt, um eine Viskosität des Fluids zu berechnen.
Vorrichtung nach Anspruch 23 zum effizienten Waschen des Fluidsystems unter Verwendung des überwachten Drucks, wobei die steuerbare Druckquelle eine erste Waschspritze umfasst, die ein erstes Waschfluid enthält, sowie ein erstes Fluidverbindungsmittel, um die erste Waschspritze auszuwählen, wobei die Steuermittel eine Reihe von Anweisungen ausführen, die die Steuermittel dazu veranlassen, Verbindungsbefehlsignale und Trennbefehlsignale an das wenigstens eine Verbindungsmittel zu senden, um das Fluidsystem zu konfigurieren, um wenigstens ein Verbindungsbefehlsignal an das erste Verbindungsmittel zu senden, um die erste Waschspritze auszuwählen, und ein erstes Druckbefehlsignal an die erste Waschspritze zu senden, während der gemessene Druck überwacht wird, bis der gemessene Druck einem vorbestimmten ersten Waschdruck entspricht, um das erste Waschfluid bei dem ersten Waschdruck fließen zu lassen, bis ein vorbestimmtes Volumen von erstem Waschfluid bereitgestellt worden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 24 zum effizienten Waschen des Fluidsystems unter Verwendung des überwachten Drucks, wobei die steuerbare Druckquelle ferner eine zweite Waschspritze umfasst, die ein zweites Waschfluid enthält, wobei das erste Fluidverbindungsmittel zwischen der ersten und der zweiten Waschspritze auswählt, wobei die Steuermittel ferner eine Reihe von Anweisungen ausführen, die die Steuermittel dazu veranlassen, wenigstens ein Verbindungsbefehlsignal an das erste Verbindungsmittel zu senden, um die zweite Waschspritze auszuwählen, und ein zweites Druckbefehlsignal an die zweite Waschspritze zu senden, bis der gemessene Druck einem vorbestimmten zweiten Waschdruck entspricht, um das zweite Waschfluid bei dem zweiten Waschdruck fließen zu lassen, bis ein vorbestimmtes Volumen von zweitem Waschfluid bereitgestellt worden ist.
Verfahren zum Überwachen von Druck in einem Fluidsystem, das aus wenigstens einem Fluidpfadabschnitt besteht, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, sowie wenigstens einer steuerbaren Druckquelle, die mit dem ersten Ende von wenigstens einem Fluidpfadabschnitt verbunden ist und auf ein Druckbefehlsignal reagiert, um einen Quellendruck in dem wenigstens einen Fluid pfadabschnitt zu erzeugen, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Vorrichtung umfassend: eine Drucküberwachungseinheit für das Anordnen in Kommunikation mit einem Fluid in dem Fluidsystem, wobei die Drucküberwachungseinheit ein Signal erzeugt, das repräsentativ für einen gemessenen Druck ist; Steuermittel für das Empfangen des Signals, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist, und zum Senden von Signalen an das Fluidsystem; Anordnen der Drucküberwachungseinheit in Kommunikation mit einem Fluid in dem wenigstens einem Fluidpfadabschnitt; Aussenden eines Druckbefehlsignals von den Steuermitteln an eine der steuerbaren Druckquellen, um den Quellendruck in dem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt zu erzeugen; und Vergleichen des gemessenen Drucks mit einem Referenzdruck, um Fehler in dem Fluidsystem zu identifizieren.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Fluidsystem ferner wenigstens ein Fluidverbindungsmittel umfasst, das eine Vielzahl von Anschlüssen für die Verbindung mit der wenigstens einen steuerbaren Druckquelle sowie dem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt aufweist, wobei das Fluidverbindungsmittel dazu geeignet ist, wenigstens eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen wenigstens zwei Anschlüssen der Vielzahl von Anschlüssen in Reaktion auf ein Verbindungsbefehlsignal fließt, sowie eine zweite Position, in der kein Fluid in Reaktion auf ein Trennbefehlsignal fließt, wobei das Fluidverbindungsmittel mit einem Ende des Fluidpfadabschnitts verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Fluidverbindungsmittel ein Mehrfachanschlussventil ist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei das Fluidsystem ein erstes Fluidverbindungsmittel umfasst, das wenigstens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, ein zweites Fluidverbindungsmittel, das wenigstens einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss aufweist, wobei eine der wenigstens einen steuerbaren Druckquellen mit dem ersten Anschluss des ersten Fluidverbindungsmittels verbunden ist, wobei der zweite Anschluss des ersten Fluidverbindungsmittels mit einem ersten Ende eines ersten Fluidpfadabschnitts verbunden ist, wobei ein zweites Ende des ersten Fluidpfadabschnitts mit einem ersten Anschluss eines zweiten Verbindungsmittels verbunden ist, und wobei das Verfahren ferner umfasst: Aussenden wenigstens eines Verbindungsbefehlsignals und Trennbefehlsignals an das erste und das zweite Fluidverbindungsmittel, um das erste Verbindungsmittel in der ersten Position und das zweite Verbindungsmittel in der zweiten Position anzuordnen, um ein geschlossenes System zu erzeugen; Aussenden eines Druckbefehlsignals an die steuerbare Druckquelle, um einen vorbestimmten Quellendruck zu erzeugen; und Vergleichen des gemessenen Drucks mit dem vorbestimmten Quellendruck und Melden eines Ausbildungsfehlers, wenn eine Differenz größer als ein erster erlaubter Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei das Verfahren nach dem Vergleichsschritt ferner umfasst: Warten für eine vorbestimmte Zeitdauer; Vergleichen eines momentan gemessenen Drucks mit dem vorbestimmten Quellendruck; und Melden eines Leckagefehlers, wenn eine Differenz größer als ein zweiter erlaubter Wert ist.
Verfahren nach Anspruch 28, umfassend: Bereitstellen der Steuermittel mit einer Bibliothek, die Einträge aufweist, die Sätze von Befehlsignalen und Sätze von normalen Druckwerten umfassen; Aussenden der Befehlsignale eines Eintrags durch die Steuermittel; Vergleichen der gemessenen Drücke mit den normalen Druckwerten; und Melden von Differenzen, die einen voreingestellten Schwellenwert überschreiten.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Fluidsystem ferner eine zweite steuerbare Druckquelle umfasst, die mit dem zweiten Anschluss des zweiten Fluidverbindungsmittels verbunden ist, wobei das Verfahren ferner umfasst: Aussenden wenigstens eines Verbindungsbefehlsignals und Trennbefehlsignals von den Steuermitteln an das erste und das zweite Fluidverbindungsmittel, um das erste Fluidverbindungsmittel in der zweiten Position und das zweite Fluidverbindungsmittel in der ersten Position anzuordnen, in der Fluid zwischen dem ersten Fluidpfad und der zweiten steuerbaren Druckquelle fließt; Aussenden wenigstens eines Druckbefehlsignals an die zweite steuerbare Druckquelle, um den Quellendruck einzustellen; und Überwachen des Signals von der Drucküberwachungseinheit und Identifizieren nicht leckender Komponenten auf der Grundlage der Stabilität des gemessenen Drucks als Funktion der Zeit.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Fluidsystem einen überwachten Fluidpfadabschnitt umfasst, der ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, sowie ein erstes und ein zweites Fluidsubsystem, wobei jedes Fluidsubsystem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt umfasst, der ein erstes Abschnittsende und ein zweites Abschnittsende aufweist, wobei wenigstens ein Fluidverbindungsmittel eine Vielzahl von Anschlüssen für die Verbindung aufweist und auf ein Verbindungsbefehlsignal reagiert, um eine erste Position einzunehmen, in der Fluid zwischen wenigstens zwei der Anschlüsse fließt, und auf ein Trennbefehlsignal reagiert, um eine zweite Position einzunehmen, in der Fluid nicht zwischen irgendwelchen der Vielzahl von Anschlüssen fließt, wobei wenigstens ein Anschluss mit dem wenigstens einen ersten Abschnittsende verbunden ist, um das Fluidsubsystem auszubilden, sowie eine steuerbare Druckquelle, die mit dem wenigstens einen zweiten Abschnittsende verbunden ist, wobei die steuerbare Druckquelle auf ein Druckbefehlsignal reagiert, um einen Quellendruck auf das Fluid in dem Fluidsubsystem auszubilden, wobei das erste Fluidsubsystem mit dem ersten Ende des überwachten Fluidpfadabschnitts verbunden ist und das zweite Fluidsubsystem mit dem zweiten Ende des überwachten Fluidpfadabschnitts verbunden ist, wobei die Drucküberwachungseinheit in Kommunikation mit dem überwachten Fluidpfadabschnitt steht, wobei das Verfahren ferner umfasst: Aussenden wenigstens eines Verbindungsbefehlsignals und Trennbefehlsignals an das zweite Fluidsubsystem, um eine Konfiguration zu erzeugen, in der Fluid zwischen einer steuerbaren Druckquelle des zweiten Subsystems zu dem überwachten Fluidpfadabschnitt fließt; Aussenden wenigstens eines Verbindungsbefehlsignals und Trennbefehlsignals an das erste Fluidsubsystem, um eine Konfiguration zu erzeugen, in der Fluid nicht zu dem ersten Subsystem fließt; Aussenden wenigstens eines Druckbefehlsignals an die steuerbare Druckquelle des zweiten Subsystems, um den Quellendruck einzustellen; und Überwachen des Signals von der Drucküberwachungseinheit und Identifizieren nicht leckender Komponenten auf der Grundlage der Stabilität des gemessenen Druckes als Funktion der Zeit.
Verfahren nach Anspruch 33, ferner umfassend: Aussenden wenigstens eines Verbindungsbefehlsignals und Trennbefehlsignals an das erste Fluidsubsystem, um eine Konfiguration zu erzeugen, in der Fluid zwischen einer steuerbaren Druckquelle des ersten Subsystems zu dem überwachten Fluidpfadabschnitt fließt; Aussenden wenigstens eines Verbindungsbefehlsignals und Trennbefehlsignals an das zweite Fluidsubsystem, um eine Konfiguration zu erzeugen, in der Fluid nicht zu dem zweiten Subsystem fließt; Aussenden wenigstens eines Druckbefehlsignals an die steuerbare Druckquelle des ersten Subsystems, um den Quellendruck einzustellen; und Überwachen des Signals von der Drucküberwachungseinheit und Identifizieren zusätzlicher nicht leckender Komponenten auf der Grundlage der Stabilität des gemessenen Drucks als Funktion der Zeit.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Fluidverbindungsmittel eine Verbindung einer Vielzahl von Ventilmitteln umfasst.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Fluidsystem ein Autosampler für ein Flüssigkeitschromatographiesystem ist.
Verfahren zum Bestimmen der Viskosität eines Fluids in einem kalibrierten Fluidsystem, das einen Viskositätskalibrationsfaktor aufweist, wobei das Fluidsystem eine steuerbare Druckquelle umfasst, die auf ein Druckbefehlsignal reagiert, um einen Quellendruck auf das Fluid auszuüben, wobei wenigstens ein Fluidpfadabschnitt ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist, und wobei die steuerbare Druckquelle mit dem zweiten Ende des wenigstens einen Fluidpfadabschnitts verbunden ist, wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen einer Vorrichtung, umfassend: eine Drucküberwachungseinheit für das Anordnen in Kommunikation mit einem Fluid in dem Fluidsystem, wobei die Drucküberwachungseinheit ein Signal erzeugt, das repräsentativ für einen gemessenen Druck ist; Steuermittel für das Empfangen des Signals, das repräsentativ für den gemessenen Druck ist, und zum Senden von Signalen an das Fluidsystem; Anordnen der Drucküberwachungseinheit in Kommunikation mit dem Fluid in dem wenigstens einen Fluidpfadabschnitt bei einer bekannten Position in dem Fluidpfadabschnitt; Aussenden eines Druckbefehlsignals von den Steuermitteln an die steuerbare Druckquelle, um den Quellendruck zu erzeugen, wobei der Quellendruck den Fluidfluss bewirkt; und Berechnen einer Viskosität des Fluids unter Verwendung des gemessenen Drucks und des Viskositätskalibrationsfaktors.