DE2546234A1

DE2546234A1 - Blindwertspeicheranordnung fuer photometrische systeme

Info

Publication number: DE2546234A1
Application number: DE19752546234
Authority: DE
Inventors: David Richard Figueroa; Guenter Ginsberg
Original assignee: Coulter Electronics Inc
Current assignee: Coulter Electronics Inc
Priority date: 1974-10-17
Filing date: 1975-10-15
Publication date: 1976-05-13
Also published as: FR2331206A1; FR2331206B1; GB1514496A; JPS5194999A

Description

Patentanwälte DIpl.-tng. E. Eder Dlpl.-lng. K. Schieschke

8 München 40, Eiiäu-J^^üo^

Coulter Electronics, Incorporated, Hialeah, Florida/USA

Blindwertspeicheranordnung für photometrische

Systeme

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum relativ langen Speichern von Blindwerten bei photometrischen Geräten und zum anschließenden Wiederauffinden der verschiedenen Blindwerte für Tests, die in einem automatisierten chemischen System durchgeführt werden, das keinen Computerspeicher für die Blindwerte aufweist.

Die Notwendigkeit zur Benutzung von Blindlösungen, Standardwerten, Yergleichswerten usw. für photometrische Geräte, wie sie gewöhnlich bei manuellen, halbautomatischen und automatischen Systemen verwendet werden, die llüssigkeits- und Gasproben analysieren, ist ebenso bekannt wie die

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Probleme und Beschränkungen der existierenden Blanking- bzw. Blindanordnungen. Bekannt ist auch die Verwendung analoger Anordnungen zur Speicherung lediglich eines Blindwertes für ein relativ einfaches Photometer. Kompliziertere und aufwendigere, automatische Chemiesysteme enthalten normalerweise einen Computer, dessen Speicherteil zum Speichern und Wiederauffinden der Blindwerte verwendet werden kann.

Probleme ergeben sich dann, wenn das photometrische Gerät bzw. das Analysesystem neben dem normalerweise vorhandenen Speicher weitere erfordert, aber keinen Computer besitzt.

Die Erfindung betrifft deshalb eine Anordnung zum Speichern und Wiederauffinden von Blindwerten für ein photometrisches System mit Kolorimetern, die die Aliquoten einer einzigen Testprobe prüfen. Die erfindungsgemäße Anordnung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Unterscheidung zwischen der Darstellung eines Blindserums einer Testprobe des photometrischen Systems, wobei die Unterscheidungseinrichtung durch ein erstes Signal die Anordnung zur Umwandlung von Blindaliquoten, im Gegensatz zu Testprobenaliquoten, und zur Lieferung eines analogen Ausganges für den Absorptionswert jeder Blindaliquote freigibt, durch einen Analog-Digital-Wandler zur Aufnahme des analogen Absorptionsblindwertes, der durch die Unterscheidungseinrichtung zur Umformung dieses Wertes in einen digitalen Wert freigegeben wird, durch einen von der Unterscheidungseinrichtung freigegebenen Speicher für jeden digitalen Blindaliquotenwert, durch eine Speicheradressiereinrichtung, die auf das Kolorimeter anspricht, das den analogen Blindwert zum Adressieren der Speicheradressenstelle liefert, und durch einen Digital-Analog-Wandler, der gesteuert von der Speicheradressiereinrichtung die im Speicher enthaltenen, digitalen Werte eingangsseitig aufnimmt und sie zu dem Zeitpunkt, in dem

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das zugehörige Kolorimeter eine Testprobenaliquote mißt, diesem Kolorimeter zuführt.

Die Erfindung beseitigt den Nachteil der bekannten Anordnung durch Verwendung der Testprobenverarbeitungsteile eines automatischen Chemiesystems, das an sich keinen Computer aufweist, indem ein Blindserum so verarbeitet wird, als ob es eine Testprobe wäre, wobei die verschiedenen Absorptionswerte des Blindserums gewonnen werden, das wie eine Testprobe mit verschiedenen Reagentien usw. behandelt würde. Die Absorptionswerte werden nacheinander in analoger Form gemessen und zur Gewinnung von digitalen Werten, die sich in einem Speicher einfach festhalten lassen, über einen Multiplexer und einen Analog-Digital-Wandler verarbeitet. Wenn während der Verarbeitung der Testprobe ein bestimmtes Testkolorimeter des chemischen Systems aufgerufen wird, liefert die zugeordnete Adresse im Speicher ihren digitalen Blindwert, der in seinen analogen Wert zurückverwandelt und dem Kolorimeter zum Vergleich mit der verarbeiteten Testaliquote gemäß dem bekannten Spannungsablaufverfahren zugeführt wird. Das einfache und nicht aufwendige Speichergedächtnis bewahrt die digitalen Blindwerte so lange, wie dies gewünscht wird.

Zur ausführlicheren Erläuterung der Erfindung wird auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele Bezug genommen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein automatisches Chemiesystem, das die erfindungsgemäße Anordnung enthält ,

Fig. 2 eine Frontansicht eines Teiles der Probenfördereinrichtung mit einem Blindgefäßidentifizierer,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der drei elektrischen

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Hauptteile der Blindanordnung gemäß der Erfindung,

Fig. 4A bzw. 4B je eine Hälfte des detaillierten Schaltplanes der Übertragung zum Absorptionswandler,

Fig. 5A bzw. 5B je eine Hälfte des Schaltbildes des Multiplexers und des Analog-Digital-Wandlers und

Fig. 6A bzw. 6B je eine Hälfte des detaillierten Schaltbildes des Speichers bzw. Gedächtnisses und des Digital-Analog-Wandlers.

Die bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung unterscheidet sich wesentlich von dem automatischen Chemiesystem und dem Identifikationszuordnungsgerät nach der deutschen Patentanmeldung P 24 35 691 (US-Patentschrift 3 854 879) und P 23 13 617.6 (US-Patentschrift 3 883 305). Im Hinblick auf die Elemente und die-Funktion der Anordnung nach Fig. 1 und 2 wird erwähnt, daß die Teststation 38 z. B. sechs Kolorimeter aufweist, die getrennte und unterschiedliche Blindaufbereitungen erfordern, da jedes eine photometrische Messung einer anderen Aliquote aus verschiedenen Reagenzröhrchen 24 vornimmt, die sämtlich von einem gemeinsamen Testprobenröhrchen 14 kommen und sich gleichzeitig in der Teststation 38 befinden. Die Reagenzröhreheη 24 haben eine Reagensabgabestation 36 passiert, wo ihnen verschiedene Reagentien zugesetzt wurden, die mit der Probenaliquote von der Aufnahmestation 30 kombiniert werden.

Die mechanische Handhabung, der Fluidtransfer und der schrittweise Transport eines Blindserums und seiner Aliquoten gemäß der Erfindung erfolgt ebenso wie bei einer Testprobe und ihren Aliquoten. Dies bildet einen Teil des erfinderischen Konzeptes, das die Ausführung der Erfindung erheblich vereinfacht. Für das System, das zwischen einer Testprobe in einem Probenröhreheη oder einem Gefäß 14 und

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einem Blindserum in einem gleichen Röhrchen 14 zu unterscheiden hat, ist ein Indikator 102 am Röhrchen 14 mit dem Blindserum gemäß Fig. 2 festgemacht. Je nachdem wie das System zur Erfassung angeordnet ist, kann der Indikator gewählt werden, eine einfache Form z. B. ist eine Manschette über das Blindserumröhrchen gestülpt. Die Manschette 102 kann einen Vorsprung 104, ζ. Β. eine Steuerfläche aufweisen, die an einem der dritten Datenpunkte 42 bis 50 einen (nicht gezeigten) einfachen Schalter betätigt. Jeder dieser dritten Datenpunkte 42 bis 50 weist einen Schalter auf, ähnlich demjenigen an der Transferstation 18. Bei einem bestimmten Blindverfahren wird lediglich einer dieser Schalter betätigt, der durch den Testselektor 34· bestimmt wird. Zur Programmierung beispielsweise der Testfolge 5 wird der Erfassungsschalter für den Vorsprung am Datenpunkt 48 über die Konsole 33 betätigt, so daß, wenn das Röhrcnen 14 mit der Manschette 102 den Datenpunkt 48 passiert, die Steuerfläche 104 ihren Schalter triggert.

Wenn das Probenröhreheη den dritten Datenpunkt erreicht, d. h. wenn im Beispiel das Serumblindröhrchen den Datenpunkt 48 erreicht, haben seine Aliquoten in fünf aufeinanderfolgenden Reagenzröhrchen 24 die Reagenzstation 36 passiert, werden mit geeigneten Reagentien verarbeitet und befinden sich sämtlich in der kolometrischen Teststation 38. So signalisiert das Triggern des dritten Datenpunktschalters durch den Serumblindindikator 102 den Kolorimetern und der Schaltung, daß sich in der Teststation nicht fünf Testaliquoten sondern fünf Blindaliquoten befinden.

Gemäß Fig. 3 umfaßt die Anordnung zum Blindspeichern und Wiederauffinden drei miteinander verbundene Schaltungsblöcke, die je einen Wandler enthalten: einen Übertragungs-Absorptions-Wandlerblock 106, einen Multiplexer- und Analog-Digital-Wandler block 108 und einen Speicher- und

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Digital-Analog-Wandler block 110.

Der Übertragungs-Absorptions-Wandler 106 (TA) umfaßt mehrere gleiche Module, deren Anzahl übereinstimmt mit der Anzahl der Kolorimeter in der Prüfstation 38, im Ausführungsbeispiel 6. Ein derartiger TA-Wandler ist in den Fig. 4A und 4B ausführlich dargestellt. Der getrennte Fluidtransport und der photooptische Inhalt jedes TA-¥/andlermoduls ist in den Fig. 4-A und 4-B nicht gezeigt. Das zum Kolorimeter, gelieferte Fluid, d. h. die Testaliquote oder die Blindaliquote, wird photometrisch überwacht und liefert ein die übertragung wiedergebendes analoges Signal. #enn der Testserumindikator 102 (Fig. 2) den Schalter an einem dritten Datenpunkt betätigt, z. B. bei 48, werden die diesem Datenpunkt zugeordneten fünf von sechs TA-Modulen durch einen nacheinander arbeitenden Wähleingang freigegeben, der mit "Modulfreigabe" ("module enable") gekennzeichnet ist, zur Umformung der Absorption ihrer Blindaliquote und zur Weiterleitung zu einer analogen Eingangsleitung, die mit "vom Vorverstärker" gekennzeichnet ist, von einem Torverstärker in dem TA-Modul zu den zugehörigen analogen Eingängen des Multiplexerteiles des Blockes 108 in Fig. 5A, der ebenfalls mit dem Modulfreigabeeingang verbunden ist.

Das Triggern des dritten Datenpunktschalters durch den Indikator 102 erzeugt auch einen AD-Freigabeeingang im Speicher- und DA-Wandlerblock 110, der in den Fig. 3 und 6A links oben als Block dargestellt ist. Das AD-Fr eigabe-Eingangssignal geht über den Wandlerblock 110 zum AD-Wandler im Wandlerblock 108, wie in Fig. 5B detailliert gezeigt, und gibt diesen frei zur Aufnahme und zur AD-Umwandlung der vom TA-Wandler 106 kommenden, analogen Daten. Der in Fig. 5B dargestellte AD-iffandler besitzt einen Ausgang für 12 Bit und bewirkt eine beträchtliche Auflösung der analogen Eingangsabsorptionswerte der Blindverarbeitung.

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Nach der AD-Ümwandlung für 12 Bit erzeugt der AD-Wandler ein Schreibfreigabesignal auf einer Statusleitung, die an den Eingang des Speicherabschnittes in Pig. 6A angeschlossen ist. Dieser Statuseingang dient zur Freigabe der Speicherelemente, die, wie die Fig. 6A und 6B zeigen, einfach drei Speicherplatinen sein können, von denen jede vier verschiedene Bits der 12 digitalen Bits vom AD-vVandler aufnimmt. Das Adressieren der Speicherstellen im Speicher erfolgt über das bereits erwähnte Modulfreigabesignal, das in jedem TA-Modul 106 zu einer programmierbaren Fassung geht, die im unteren Teil der Fig. 4-A und 4B dargestellt ist. Je nachdem, welcher TA-Modul in einem Augenblick freigegeben ist, geht ein einziger Adressenausgang mit 6 Bit von seiner programmierbaren Fassung zur Identifizierung dieses TA-Moduls aus. Die 6 Adressenbits gehen parallel zu den Speicherplatinen (linkes Ende von Fig. 6A) und adressieren jede der Speicherstellen für jedes der TA-Module. Mach dem Adressieren werden die vier Bitpositionen von jeder der drei Speicherplatinen je nach der eingeleiteten Funktion geschrieben oder gelesen. Wie bereits erwähnt, umfassen sämtliche 12 Bits den gespeicherten Blindwert. Es sind ebensoviele Wörter mit 12 Bits vorhanden, wie Blindverarbeitungen gespeichert wurden, wobei jedes Wort bezüglich einem der TA-Module genau adressierbar ist. Ss soll noch erläutert werden, wie die verschiedenen Blindwerte gewonnen und gespeichert werden.

Mach der Beschickung des Speichers mit den Blindwerten verarbeitet das Analysesystem die Testproben auf dem Förderer 10 und deren Aliquoten auf dem Förderer 20. Außerdem wird, wenn die Testprobe den dritten Datenpunkt (im Ausführungsbeispiel 48) erreicht, in welchem Zeitpunkt ihre Aliquoten in der kolometrischen Teststation 38 sind, ein Blindimpulssignal erzeugt, das das Wiederauffinden und die DA-Umwandlung eines bestimmten Blindwertes für ein bestimmtes

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TA-Modul aktiviert. Das Blindinipulssignal geht in den Speicher- und AD-Wandler 110 (Fig. 6A links oben) und zu den Lesefreigabeeingängen der Speicherplatinen. Außerdem geht das Blindimpulssignal vom Wandler 110 zum Wandler 106 (in Fig. 4A links) und gibt dessen sämtliche Module zur Aufnahme des nächsten zu liefernden Dateneinganges frei. Es werden wieder die bereits beschriebenen Modulwähl- und Speicheradressierarbeitsgänge abgerufen, diesmal zum Steuern der digital gespeicherten Blindwerte mit 12 Bits vom Speicher zum DA-Wandler (Fig. 6B) zwecks DA-Umwandlung, und aus einer Blindausgangsschiene in das zugehörige TA-Modul an einen Eingang, der bezeichnet ist: "Von der DA-Blindverarbeitung V" ("from D/A blank V"), wie in Fig. 4-A links gezeigt.

Von diesem Zeitpunkt an arbeitet das ausgewählte TA-Modul, wie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 566 133 erläutert, nach der Meßmethode mit Spannungsherabsetzung. Der analoge Blindwert wird zunächst in einem Kondensator gespeichert, worauf die Testaliquote in einen analogen Wert umgeformt wird, der als Vergleichsbasis dient. Der gespeicherte Blindwert wird so lange abgegeben, bis er dem dann zugeführten Testaliquotenwert gleich ist. Die Abgabedauer wird gemessen und in einen Datenwert umgewandelt, der die Übertragung der Testaliquote darstellt. Der Zählfensterausgang vom TA-Wandler (in Fig. 4-B rechts) ist ein solcher Ausgang.

Die einzelnen TA-Module werden nacheinander freigegeben, je nach der dann programmierten Testfolge, die die aktive, dritte Datenpunktsteile steuert, so lange, bis sämtliche programmierten Aliquoten einer Testprobe geprüft sind. Darauf wird der Zyklus für die nächste Testfolge und ihre Aliquoten wiederholt, vorausgesetzt, daß der Speicher bereits die benötigten Blindwerte hat.

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Wenn verschiedene Tests auszuführen sind, oaer wenn angenommen wird, daß infolge der verstrichenen Zeit, infolge von Temperaturänderungen usw. sich die verwendeten Eeagentien, Lösungsmittel usw. so verändert haben, daß eine neue Blindverarbeitung erforderlich ist, wird der Speicliervorgang wieder ausgeführt, wobei ein Röhrchen 14 mit der Manschette 102 und einem geeigneten Blindserum eingesetzt wird.

Die Schaltungen nach den Fig. 4 bis 7 sina zum Verständnis der Erfindung weniger geeignet. Man ernennt beispielsweise einen Eichmodus, der mit Haltescnaltungen, Logikelementen und einer Batterieversorgung arbeitet.

Hie im iusführungsbeispiel erläuterte Spannungsherabsetzung, das Modulwählen, der Speicher und die Speicheradressierung, die Schaltung usw. sind nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen.

Patentanwälte In₉. E.Euer

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Claims

Patentanwälte

DIpI.-Ing. E. Eder 2 O 4 D / J 4

Dipl.-lng. K. Schieschke _ ^₀ -

8Münci-.en40, Elijaüih

Patentansprüche

Anordnung zum Speichern und Wiederauffinden von Blindwerten für ein photometrisches System mit Kolorimetern (38), die die Aliquoten einer einzigen Testprobe (14-) prüfen, gekennzeichnet durch Einrichtungen (42 bis 50, 102, 104) zur Unterscheidung zwischen der Darstellung eines Blindserums einer Testprobe des photometrischen Systems, wobei die Unterscheidungseinrichtung durch ein erstes Signal die Anordnung zur Umwandlung von Blindaliquoten, im Gegensatz zu Testprobenaliquoten, und zur Lieferung eines analogen Ausganges für den Absorptionswert jeder Blindaliquote freigibt, durch einen Analog-Digital-Wandler (108) zur Aufnahme des analogen Absorptionsblindwertes,- der durch die Unterscheidungseinrichtung zur Umformung dieses Wertes in einen digitalen Wert freigegeben wird, durch einen von der Unterscheidung seinrichtung freigegebenen Speicher (110) für jeden digitalen Blindaliquotenwert, durch eine Speicheradres— siereinrichtung, die auf das Kolorimeter anspricht, das den analogen Blindwert zum Adressieren der Speicheradressenstelle liefert, und durch einen Digital-Analog-Wandler (110), der gesteuert von der Speicheradressiereinrichtung die im Speicher enthaltenen, digitalen Werte eingangsseitig aufnimmt und sie zu dem Zeitpunkt, in dem das zugehörige Kolorimeter eine Testprobenaliquote mißt, diesem Kolorimeter zuführt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterscheidungseinrichtung an einem Blindserumträger (14) angebrachte mechanische Mittel (102, 104) und Erfassungsmittel (42 bis 50) enthält, zur Erfassung der mechanischen Mittel und zur Einleitung des ersten Signales entlang einer Bewegungsbahn des Trägers angeordnet.

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3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterscheidungseinrichtung ein zweites Signal erzeugt, wenn dem photometrischen System eine Testprobe zugeführt wird, und daß das zweite Signal auf den Speicher (110) gegeben wird und das Auslesen seiner gespeicherten Blindwerte in den Digital-Analog-Wandler einleitet.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Jedem Kolorimeter eine Spannungsherabsetzungsschaltung zugeordnet ist und daß das zweite Signal der Spannungsherabsetzungsschaltung zugeführt wird und dadurch die Aufnahme der zurückgekoppelten, analogen Blindwerte freigibt.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Multiplexer (108) zur Aufnahme der analogen Blindaliquotenausgänge vor dem Analog-Digital-Wandler angeordnet ist und daß der Multiplexer und die Kolorimeter zur Steuerung der analogen Ausgänge über den Multiplexer gemeinsam an Steuerungsmittel angeschlossen sind.

Patentanwalt Dipf.-IrfS L-. E^r

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