DE2707676A1

DE2707676A1 - Kontinuierliches eichsystem und eichverfahren fuer analysengeraete

Info

Publication number: DE2707676A1
Application number: DE19772707676
Authority: DE
Inventors: Byron L Moran
Original assignee: Instrumentation Laboratory Co
Current assignee: Fisher Scientific Co LLC
Priority date: 1976-03-25
Filing date: 1977-02-23
Publication date: 1978-02-09
Also published as: JPS5325491A; US4039933A; DK130177A; DE2707676C2; GB1564981A; CA1066772A; AT372791B; ATA183977A; BR7701799A

Description

Kontinuierliches Eichsystem und Eichverfahren für Analysengeräte

Die Erfindung betrifft ein Analysengerät und insbesondere ein automatisches kontinuierliches Eichsystem und eine Fehlernachweismethode zur Verweiulu.-ij; in solchen Geräten. Solche Geräte sind allgemein bekannt für die Analyse von Parametern von wertvollen Strömungsmitteln wie ζ ß. Iilut und auch für Parameter von Bestandteilen unserer Umgebung, sei es auf der Straße, in einer Kohlengrube, auf einem U-Boot oder dergleichen.

Solche Analysengeräte weisen Melifühlereiurichtungen auf, welche notwendigerweise äußerst empfindlich sein müsset;, um auch die kleinste erforderliche Menge an Bestaridteilen in dem zu untersuchenden Strömungsmittel nachzuweisen. Daher müssen sie genau geeicht sein, um wahre und genaue Meßwerte dieser Bestandteile zu liefern. Dies gilt insbesondere, da solche Information häufig zu diagnostischen Zwecken oder zur Steuerung von Lebenserhaltungseinrichtungen bei kritisch Verletzten erforderlich ist.

Ein Typ eines solchen Analysengerätes zum Messen von gasförmigen Bestandteilen einer Blutprobe ist in der US-PS 3 672 8^3 und in der US-PS 3 GOk 73k beschrieben . Die Offen-

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barungcn dieser beiden US-Patentschriften werden durcli diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeführt. Wie weiter unten vollständiger beschrieben wird, ist das System der vorliegenden Erfindung vollständig kon.pnlibel und verbindbar mit dem in diesen Patentschriften offenbarten Gerät.

Neben einem äußerst empfindlichen Meßfühler, der von einer wahlweise permeablen Membrane bedeckt sein kann in Abhängigkeit von dem besonderen zu analysierenden Bestandteil, weisen solche Analysengeräte eine Schaltung zum Erzeugen eines elektrischen Signals auf, das repräsentativ für den besonderen Bestandteil ist, der durch den Meßfühler ge:nesse;i wir«i. Darüber hinaus enthält die Schaltung einen A/U-Waitd ler, um eine fertige Anzeige eines solchen Signals in lci-.ht lesbarer digitaler Form zu erlauben, damit diese sofort für den betreuenden Arzt verfügbar ist.

Aufgrund der Schnelligkeit- und Genauigkeitsanforderungen zur Erzielung solcher diagnostischer Information ist es wünschenswert, wenn nicht erforderlich, daß solche Analysengeräte im perfekten Eichzustand sind, unmittelbar bevor eine Probe in das Gerät zur Analyse eingebracht wird. Zur Zeit weisen die meisten Analysengeräte natürlich Eichtechniken auf, die von einem manuell einstellbaren Eichsystem (offenbart in den oben angeführten US-PS'en 3 672 8Ί3 und 3 69Ί 73Ί) bis zu automatischeren Systemen variieren, welche Techniken enthalten, welche periodisch und automatisch solche Geräte in bestimmten Intervallen, z.B. von 30 Minuten bis zu zwei Stunden, eichen oder welche die Geräte auf Befehl der Bedxenungsperson eichen.

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Da es die idoale Situation darstellt, ein solches Gerät konstant in einem "stationären" ("stat") Zustand zu halten, so daß eine Probe nahezu zu jeder Zeit eingebracht werden kann, ohne daß es erforderlich ist, daß die Bedienungsperson prüft, ob das Gerät genau geeicht ist oder nicht, ist es äußerst wünschenswert, ein System zu entwickeln, das solche Analysengeräte in perfekter Eichung zu allen Zeiten, automatisch und ohne Intervention der Bedienungsperson hält. Das Eingreifen der Bedienungsperson ist mir dann eri'orderl j eh, wenn das kontinuierliche Eichsystem aus dem einen odor anderen Grunde nicht in der Lage ist, das Gerät zu eichen. In diesem Fall wird das Gerät vorzugsweise betriebsunfähig gemacht, um die Bedienungsperson zu warnen, daß ihr Eingreifen erforderlich ist, bevor die Probe eingebracht wird.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, ein kontinuierliches automatisches Eichsystem und eine Fehleniachweismethode für analytische Geräte zu schaffen, die zum Messet: von licsL.uuiteilen einer fluiden Probe verwendet werden. Insbesondere ist die Erfindung darauf gerichtet, ein solches System und oino solche Methode zu schaffen, die in der Lage sind, gewisse laugsame Ansprecheigenschaften, die solchen Geräten eigen sind und kleinere Systemgeräusche und Verschiebungen der Meßwerte zu korrigieren, die durch geringe Veränderungen entweder des Meßfühlers, der Schaltung oder der Ausgabeeinrichtung verursacht werden, und welche eine Störung des Gerätes anzeigen, wenn es die Kehler nicht korrigieren kairi, um die Bedienungsperson zu warnen, wobei deren Eingreifen erforderlich wird.

Dies wird gemäß der Erfindung durch ein kontinuierliches automatisches Eichsystem für Analysengeräte gelöst, das mindestens eine Meßfühlereinrichtung, die in Verbindung mit

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einer Probe steht, welche in eine geeignete Kammer eingeführt wird, eine Schaltung zum Erzeugen eines Signals, das repräsentativ für den durch den Meßfühler gemessenen Bestandteil ist, und eiiBiA/D-Waiidler aufweist, der eine Anzeige des Signals in digitaler Forisi ermöglicht. Ein solches kontinuierliches automatisches Eichsystcm weist eine Speichereinrichtung auf, tue derart ausgebildet ist, um Bezugsinformation aufzunehmen und zu speiclicr.i, welche dauernd durch eine Vergleichsschaltung mit uei.i Aiiiv:;i,i;· ssignal des Gerätes verglichen wird, und erzeugt ei.ι Si^ <al, das repräsentativ für jede Differenz, zwischen dem Aiiscrniigssijmal des Gerätes und dem Bezugssignal ist. Der Vergleichsschaltung ist eine Abtast- und Halteschaltung zugeordnet, die derart ausgebildet ist, um von der Vergleichsschaltung das Signal aufzunehmen, welches die Differenz zwischen dem Geräteausgangssignal und der Bezugsinformation darstellt, und die entsprechend diesem Signal eine Koinpensatio:»sspannung an ihrem Ausgang erzeugt, die mit der Schaltung des Analyseiigerätes verbunden wird, um Fehler in deren /iffernanzeigcsystem zu korrigieren.

Sollte das oben beschriebene kontinuierliche automatische Eichsystem nicht in der Lage sein. Fehler in der Ziffernanzeige des Analysengerätes innerhalb eines gegebenen Zeitabschnittes zu korrigieren, sei es, weil eine größere Systemstörung vorliegt oder sei es, daß das System nicht mehr korrigieren kann, dann ist eine geeignete Fehleraiszeigeeinrichtung vorgesehen, die ebenfalls ein Signal von der Vergleichsschaltung empfängt. Diese Fehleraüzeigeeinrichtung wird die Benutzung des Analysengerätes verhindern und die Bedienungsperson durch eine geeignete Einrichtung wie z.B. eine Blinkanzeige warnen, daß deren Eingiedfen zur Korrektur

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- 10 des Gerätes erforderlich ist, vor der nächsten Messung.

Die vorliegende Erfindung schafft dnhor eine einfache, relativ preiswerte Einrichtung zum kontinuierliche!! u:u! automatischen Eichen von Analysengerateri und zuii: Anzeigen von Gerätestörungen ohne jede weitere besondere Schaltung. Hieraus ergibt sich, daß die erfindungsgeinäßea Anal.ysengeräte in stationärem ("stat") Zustand jederzeit tler.i FIedieuungspersonal bereits zur Verfügung stehen, um zu analysierende Proben aufzunehmen.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines kontinuierlichen automatischen Eichsystems gemäß der Erfindung, das in einem besonderen Blutgasgerät zum Messen der pH-, PCO₂- und PO -Werte der Blutproben eingesetzt werden kann,

Fig.2a eine detailliertere schematische Schaltung der in Fig. 1 gezeigten Abtast- und Halteschaltung,

Fig.2b eine Tabelle mit den verschiedenen repräsentativen Werten für die Betriebskompoiienten der Abtast- und Halteschaltung, abhängig davon, ob diese im pH- oder PCO₂- oder PO -Kanal verwendet wird, und

Fig. 3 ein Zeitdiagramm für das kontinuierliche automatische Eichsystem der Erfindung.

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BAD ORIQINAi.

In Fig. 1 ist in Blockform eine besondere Ausführungsform des kontinuierlichen automatischen Eichsystoins gezeigt, das in einem besondren Blutgasgerät eingesetzt wird, wie es z.B. in der US-PS 3 672 ί'>Ό gezeigt und beschrieben ist. Dieses besondere Blutgasgerä t. ist ein dreikanaligcs Analysengerät, das derart aufgebaut ist, um die pll-, PCO_- uiKi PO -Werte des gesamten Blutes zu messen.

Ein solches Gerät weist eine PO -Elektrode 10 aiii , welche die Meßf iihlereinriclitung zum Messen des Sauerstof fpnrt ialdruckcs im Blut bildet und mit der aus Verstärkern 11, 13 und I¹J bestellenden Schaltung verbunden ist, die derart iiusgeli i Idct ist, um ein Signal zu erzeugen, das für einen solchen Sauerstof fpartialdruck repräsentativ ist. Die ScImI lunir weist darüber einen Analog-Digital-Wandler (A/D-Wniidler) lOOn auf, so daß das Signal in digitale Form umgewandelt werden kann, um auf einer geeigneten Anzeigeeinrichtung 102a leicht lesbar angezeigt zu werden. Der zweite Kanal enthält eine PCO₀-Elektrode 20, die mit der Elektrodenanordnung, welche in der US-PS 3 69Ί 73Ί, insbesondere Fig. 1, offenbart und beschrieben ist, identisch sein kann. Selbstverständlich ist jede solche Elektrodenanordnung einer Probenkammer zugeordnet, in welche die Proben eingeführt werden, wie im einzelnen in den US-PS'en 3 "9** 73'» und 3 672 Ü'O offenbart ist. Dieser PC0„-Kanal 20 ist ebenfalls mit einer aus Verstärkern 21, 23 und 27 bestehenden Schaltung verbunden und auch mit einer Numerus-Schaltung 25· Die Schaltung weist darüber hinaus einen A/D-Wandler 100b und eine digitale Anzeigeeinrichtung 102b auf.

Die pH-Meßfühlereinrichtung, die bekannt ist und in der US-PS 3 762 8(§3 beschrieben ist, enthält grundsätzlich eine

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pH-Meßelektrode JOa und cine pH-Uezugselcktrode 3^b, die in einer geeigneten Verbindungsanordnung (nicht gezeij^L) angeordnet sind, wie ζ D. in der US-PS 3 7o2 ü'i 3 offmilmrt ist. Diese pH-Meßfühlereinrichtung hat ebenfalls ihre zugeordnete Schaltung, die Verstärker 31» 33» 35, einen A/D-Wandler lOOc und eine digitale Anzeigeeinrichtung 102c aufweist.

Was bisher beschrieben worden ist, stellt die wesentlichen und grundsätzlichen Elemente eines cireikanaligen niutsasanalysengerätes dar. Das vorliegende kontinuierliche automatische Eichsystem wird mit jedem dieser drei Kanäle tri·- koppelt, wie im Nachfolgenden ausführlich beschrieben wird.

Das kontinuierliche automatische Eichsystem enthält eine Speicherschaltung 'lOa, 'lOb, die aus einer 12-Bit-Hiegelschaltung bestehen kann. Diese Speicherschaltung ist derart ausgebildet, um eine Uezugszahl aufzunehmen und zu speichern, die über Signalwege 'tla und 'tlb manuell eingelesen wird. Es wird angemerkt, daß der pH-Kanal keine solche Speicherschaltung erfordert, da zum Zwecke des Eichens dieses Kanals der hohe Puff erlösungswert von 7,&3'* als konstante Bezugszahl Verwendet wird.

Dei dem Blutgasgerät, das mit dem kontinuierlichen automatischen Eichsystem versehen ist, ist es erforderlich, daß Normeichgase und eine pH-Pufferlösung dauernd in den Jeweiligen Meßkammern gehalten werden, ausgenommen natürlich, wenn eine Probe analysiert werden soll, und auch nach einer solchen Analyse, wenn die Meßkammern und die zugeordneten Rohre mit einer Spüllösung durchspült und gereinigt werden. Um das kontinuierliche automatische Eich-

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system zu betätigen, führt die Bedienungsperson zunächst über die Signalwege 'lla und 'lib die Bezugszahlen der Eichnormale, die hier bekannt sind und sich in den jeweiligen Meßkammern befinden, in die Speicherschaltungen 'lOa und 40b für die jeweiligen PO₀- und POC₀-Normalen ein. Dann steuert die Bedienungsperson diese Uezugszahlen durch Betätigung der Steuerungseinrichtung 42, wodurch diese Zahlen in den Speichern gespeichert werden. Sie werden in diesen Speicherschaltungen eingeschrieben bleiben, bis die bedienungsperson wieder manuell eingreift, um die Bezugszahlen zu verändern, falls z.B. unterschiedliche Eichnormale in den Meßkammern verwendet werden.

Diese Speicherschaltungen sind darüber hinaus derart ausgebildet, um an ihren jeweiligen Ausgängen 44a und 44b dauernd ein Bezugssignal zu erzeugen, das repräsentativ für die in diese Schaltungen eingelesenen Bezugszahlen ist.

Diese Bezugssignale .sind auch mit dem Großbuchstaben "B" bezeichnet und definieren einen der Eingänge einer Vergleichsschaltung 50a, 50b und 50c. Der andere Eingang dieser Vergleichsschaltung ist mit dem Großbuchstaben "A" gekennzeichnet und stellt den Ausgang 10'ia, 10'ib und 10'lc der jeweiligen Kanäle des Analysengerätes dar, der jeweils von dem entsprechenden A/D-Wandler 100a, 100b und 100c ausgeht.

Die Vergleichsschaltungen sind derart ausgebildet, um die durch "A" und "B" dargestellen Werte zu vergleichen und um in den Fällen, in welchen "A¹¹ größer als "B" ist, ein

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entsprechendes Ausgangssignal auf den Leitungen 52a, 52b oder 52c zu erzeugen. Wenn andererseits die Vergleichsschaltung feststellt, daß das Signal "A" kleiner als "B" ist, wird sie ein Ausgangssignal auf den Leitungen ^r>Ίa, 5*ib oder 5'ic erzeugen. Diese jociligen Signale werden auf UND-Glieder 53 gegeben, deren jeweiliger zweite Einbaue; über eine Leitung 27'l mit einer Folgesteuerungseiiirichturi}»; 272 verbunden ist, um eine Selbsteichung in Gang zu setzen. Die Folgesteuerungseinrichtung kann derart ausgebildet sein, wie im einzelnen in der US-PS 3 672 8Ί3 beschrieben ist.

Wenn die Vergleichsschaltung feststellt, daß das Signal "A" größer als das Signal "B" ist, und nach Empfang des Steuersignals über die Leitung 27'i wird das entsprechende UND-Glied 53 einen Schalter 55 einer RC-Abtast- und Halteschaltung 6Oa, 6Ob oder 6Oc schließen, um diese positiv aufzuladen. Andererseits wird in den Fällen, in welchen die Vergleichsschaltung feststellt, daß das Signal "A" kleiner als das Signal "B" ist, in ähnlicher Weise der andere Schalter 57 geschlossen, um die Abtast- und Halteschaltung 6Oa, 6Ob oder 6Oc negativ über einen gemeinsamen jeweiligen Eingang 50a oder 58b oder 5^c aufzuladen.

Eine solche RC-Abtast- und Halteschaltung ist im einzelnen in Fig. 2a gezeigt. Die Schalter 55 und 57 sowie der dritte Schalter S3 sind vorzugsweise Festkörporschalter und dem Durchschnittsfachmann durchaus geläufig. Der Schalter 55 verbindet einen Eingang des Operationsverstärkers Gk über eine Leitung 58 und über einen Widerstand IiI mit einer positiven Gleichspannung +0,5V, während der Schalter den gleichen Ekigang des Operationsverstärkers 6k über einen Widerstand R2 mit einer negativen Gleichspannung von -0,5V

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verbindet · Der andere Eingang des Operationsverstärkers ist geerdet. Es wird außerdem angemerkt, daß diese RC-Abtast- und Halteschaltung durch interne Energieversorgungsspannungen versorgt wird, welche die anderen beiden Eingänge des Operationsverstärkers Gk darstellen, wobei diese Gleichspannungen jeweils +12V und -12V betragen.

Im HUckkopplungskreis des Operationsverstärkers Gk ist ein Kondensator Cl und parallel hierzu ein Widerstand 1(3 und der oben erwähnte dritte Schalter S3 angeordnet, der normalerweise offen ist und durch ein zweites Uezugssteuersignal, das über die Leitung kj aufgegeben wird, geschlossen werden kann, wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird. Der Ausgang 62 der RC-Abtast- und Halteschaltung liegt am Ausgangswiderstand Hk.

Die jeweiligen Werte für die Betriebskomponenten dieser Widerstände ändern sich in Abhängigkeit davon, in welchem Kanal die Eichung eingesetzt wird, wie ausführlicher in Fig. 2b angegeben ist.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Ausgang 62a der Abtast- und Halteschaltung 6Oa mit dem Verstärker 13 verbunden,um dessen Verstärkung, d.h. "Steilheit" zu steuern, da dies der P0₂-Kanal ist. In den anderen beiden Kanälen sind die Ausgänge 62b und 62c der Abtast- und Halteschaltungen 6Ob und 6Oc jeweils mit den Verstärkern 23 und 33 verbunden, insbesondere zu deren Abgleich, d.h. Abweichungssteucrung.

Unter Bezugnahme auf Fig. k der oben angeführten US-PS 36^28^3 wird angemerkt, daß der Ausgang 62a der Abtast- und Halte-

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schaltung 6Oa mit dem Anstieg 1 l'l in <lom P0_o-Knnnl verbunden werden würde. Der Ausgang (>2b würde andererseits mit der durch "Abgleich" gekennzeichneten Leitung 110 verbunden, während der Ausgang 62c in dem pH-Kanal mit der durch "Abgleich" gekennzeichneten Leitung 106 verbunden würde. Die jeweiligen Eingänge "A" von den A/D-Wandlern 100a, 100b, 100c zu den Vergleichsschaltungen 50a, 50b, 50c würden von den jeweiligen digitalen Anzeigeeinrichtungen 100, 102 und lO'l abgeleitet, wie in Fig. k der US-PS 3 76*t 8*»3 gezeigt ist.

Bei einem anderen Beispiel unter Bezugnahme auf Fig. 1 der US-PS 3 69Ί 7Jk, bei dem nur der PC0_o-Kanal gezeigt ist, würde der Geräteausgang "A" von dem A/D-Wandler 1OO genommen, während der Ausgang des automatischen Eichsystems 62b mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator 7'i und dem Widerstand 92 gekoppelt würde, um so den Eingang des Operationsverstärkers 76 in Fig. 1 zu beeinflussen.

Die am häufigsten auftretenden Abweichungen von Geräteablesungen, die durch kleine Verschiebungen der Ablesungen, langsame Ansprache oder Systemgeräusche verursacht werden, werden durch die Verwendung der Eingangssignale von diesen HC-Abtast- und Halteschaltungen korrigiert, die, wie oben beschrieben worden ist, mit den entsprechenden Kanalverstärkern 13« 23 oder 33 verbunden werden. Es kann jedoch Fälle geben, in denen aus dem einen oder anderen Grund der Fehler eine solche Größe aufweist, die außerhalb des größten möglichen Korrekturbereichs der Abtast- und Halteschaltung liegt. Hierbei fährt die Vergleichschaltung fort, die Differenzen zwischen den Signalen "A" und "U" festzustellen, und erzeugt ein weiteres Ausgangssignal auf den Ausgangsleitungen 56a, 56b oder 56c.

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Diese Signale werden zu einer geeigneten Verzögerungseinrichtung geleitet, die aus einer eine Sekunde-Verzüge» rungseinrichtung 66a, 66b oder 66c bestehen knnii, und über ein Und-Glied 68a, 6Ub oder 6Uc zu einer Fehtorschaltung 70a, 70b oder 70c. Die Folgesteuerungseinrichtung 272 erregt zu geeigneter Zeit diese Fehlerschaltungen über die Leitung 276. Wenn dies geschieht, wird der besondere Meßkanal des Gerätes durch eine geeignete Einrichtung, die nicht gezeigt ist, aber dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, abgeschaltet. Eine solche Einrichtung kann darin bestehen, daß die jeweilige Anzeigeeinrichtung 102a oder 102b oder 102c zu blinken beginnt, was den Fehler anzeigt nn.l die Betriebsperson auffordert, zur Korrektur einzugreifen. Ein solcher Fehler kann z.B. durch eine defekte Elektrode oder eine gebrochene Membrane für eine solche Elektrode oder durch großes und anhaltendes Systemrauschen oder durch ein ziemlich langsames Geräteansprechen verursacht werden.

Eine Begrenzung des Korrekturbereichs der Abtast- und ilaltoschaltungen wird durch die internen Energieversorginigsj^leichspannungen +12V und -12V dargestellt, welche die Abtast- und Halteschaltung treiben, wie in Figur 2a gezeigt ist. Dif zweite Begrenzung ergibt sich aus eier ftC-Zei tkoiistant en (Hl-Cl oder R2-Cl) der Abtast- und Halteschaltung und natürlich aus den besonderen Werten dieser Widerstände, wie in Figur 2b gezeigt ist, in Abhängigkeit davon,in welchem Kanal sie eingebaut sind.

Nach einer größeren Störung in dem Analysengerät, die z.B. das Auswechseln einer defekten Elektrode erfordert, kann die Bedienungsperson wünschen, neue Dezugszahlen in die Speicherschaltungen 'lOa, 'tOb einzuführen. Hierzu muß sie das Gerät auf Null zurückstellen. Dies wird durch Schließen des Schalters S3 erreicht, der im kückkopplungskreis des Operationsverstärkers 6k der Abtast- und Halteschaltung,

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wie in Figur 2a gezeigt ist, erscheint, über ein auf der Leitung 43 übertragenes Signal. Zur gleichen Zeit wird die Speicherechaltungssteucrung über die Leitung 42 in Figur 1 unterbrochen. Nach Beheben der Störung z.B. durch Ersetzen der effektiven Elektrode wird ein Eichnortnal in «lie Meßkammer in Kontakt mit der neuen Elektrode gebracht und die neue Bezugszahl dieses Eichnormals wird noch einmal manuell in die jeweiligen Speicherschaltungen 40a, 4Ob über Leitungen 4 la, 4lb eingelesen. Wenn die neuen Bezugszahlen in der Speicherschaltung sind, wird diese über die Leitung 42 angesteuert und zur gleichen Zeit wird der Schalter S3 in seine normalerweise offene Stellung bewegt.

In Figur 3 ist das Zeitdiagramm des kontinuierlichen automatischen Eichsystems dargestellt. Die oberste horizontale Linie stellt den Wert der Bezugszahl "B" dar, die auf dem Ausgang 44a oder 44b der jeweiligen Speicherschaltung auftritt oder welche die konstante auf der Leitung 44c erscheinende Bezugszahl darstellt.

Unter dieser Linie erscheint für eine kürzere Periode die nächste horizontale Linie, welche das Geriiteausganossignnl eines besonders Meßkanals darstellt und mit "A" gekennzeichnet ist- Der Abstand zwischen diesen Linien stellt die Differenz zwischen "A" und "B" dar, wie sie durch die besondere Vergleichsschaltung 50a, 50b oder 50c gesehen wird.

Unter der Voraussetzung, daß das Gerät gerade eine vorausgehende Analyse beendet hat, gefolgt von einem Waschen der Meßkammern und Rohre durch eine Spüllösung, führt das Instrument automatisch jeweilige Eichnoriuale in die Meßkninmern ein, wie durch die Zeit I in Figur 3 dargestellt ist .· Hiernach wird dem Geriit für eine bestimmte Zeitperiode durch die Folgesteuerungseinrichtung 272 die Möglichkeit gegeben, Gleichgewicht mit dem gerade eingeführten Eichnorrnal zu erreichen. Diese Zeitperiode ist in Figur 3 durch Zeit II

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dargestellt.

Ein normal arbeitendes Analysengerät wird während dieser Periode den Ausgang seines A/D-Wandlers derart einstellen, daß genau der gleiche Wert wie die Dezugszahl angezeigt wird, wobei keinerlei Eingriff durch das automatische Eichsystem erforderlich ist. Dies wird durch die Kurve dargestellt, die mit "normales Ansprechen" gekennzeichnet ist.

Wenn der Meßkanalausgang "A" während dieser Ausgleichsperiode aus irgendeinem Grunde nicht das gewünschte Niveau erreicht, dann wird bei Ablauf dieser Ausgleichszeitperiode die Folgesteuerungseinrichtung 272 über die Leitung 27^i wie im vorhergehenden unter Bezugnahme auf Figur 1 beschrieben worden ist, das Selbsteichsystem in Funktion setzen, um einen Versuch zur Korrektur der Geräteziffernanzeige zu ermöglichen. Diese Selbsteichung erfolgt während der Zeitperiode, die in Figur 3 ^mit Zeit III bezeichnet ist. Wenn der zu korrigierende Fehler innerhalb der Möglichkeiten und inneitalb des maximalen Korrekturbereichs der Abtast- und Halteschaltung liegt, dann wird der Ausgang des Gerätes an dem jeweiligen A/D-Wandler wieder gleich den Bezugszahlen sein.

Wenn jedoch die Funktionsstörung eine solche Größe aufweist, daß sie oberhalb der Fähigkeit des Systems liegt, sie zu korrigieren, wird die Folgesteuerungseinrichtung 272 die Fehlerschaltungen 70a, 70b, 70c über die Leitung 276 in Funktion setzen, wie im vorhergehenden beschrieben worden ist, und diese während der Zeitperiode, die in Figur 3 mit Zeit IV bezeichnet ist, eingeschaltet halten. Wenn zu diesem Zeitpunkt das Geräteausgangssignal "A" immer noch nicht gleich dem Bezugssignal "B" ist, wie durch die Vergleichsschaltung 50a, 50b oder 50c gesehen, wird das die Differenz zwischen diesen Signalen darstellende Signal durch eine geeignete Verzögerungseinrichtung, wie z.B. eine ein Sekunde-Verzögerungseinrichtung 66a, 66b oder 66c geführt und mit dem Fehlersteuersignal vereint, wodurch die Fehlerschaltung

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70a, 70b oder 70c betätigt wird. Hierdurch wird dann ein Blinken der Geräteanzeigeeinrichtung 102a, 102b oder 102c in Gang gesetzt. Demzufolge wird die Bedienungsperson über die Funktionsstörung des Gerätes gewarnt, welche ihr Eingreifen erfordert.

Es ist ein kontinuierliches automatisches Eichsystem und ein Verfahren für ein Analysengerät beschrieben worden, wobei das System derart aufgebaut ist, daß es mit einer konstanten Messung eines Eichnormals und der kontinuierlichen Eichung der Geräteausgangsdaten auf vorher eingelesene Bezugszahlen arbeitet. Das System ist insbesondere unter Bezugnahme auf ein dreikanaliges Blutgasgerät beschrieben worden. Es wird angemerkt, daß andere ähnliche Analysengeräte ebenfalls mit dem_hier offenbarten kontinuierlichen Eichsystem versehen werden können. Zur gleichen Zeit zeigt das System automatisch eine Funktionsstörung des Gerätes an, ohne daß zusätzliche besondere Schaltungen erforderlich sind. Das System ermöglicht eine kontinuierliche und automatische Korrektur geringer Systemfehler, die durch Übergangsrauschen, Verschiebungen der Ziffernanzeige und langsames Ansprechen verursacht werden. Darüber hinaus zeigt es eine größere Gerätefunktionsstörung in einer Weise an, um die Bedienungsperson darauf hinzuweisen, daß ihre Intervention erforderlich ist.

Meissner & BoIte Patentanwälte

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Claims

Patentansprüche

' 1.)Analysengerät zum Messen von Hestaitdteilcn eines / Strömungsmittels mit mindestens einer Meßfiihlereinrichtung, einer ersten Schaltung zum Erzeugen eines Signals, das repräsentativ für den durch -ieri Meßfühler gemessenen Bestandteil ist, und einom A/D-Waruiler, der eine Anzeige des Signals i'· digitaler form ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß zum kontinuierlichen Eichen des Gerätes eine zweite Schaltung vorgesehen ist mit einer Verr lei disschn L t unit l~'ia, 50b, 50c) zum kontinuierlichen Vergleichen dos Ausi'.iu^ssignals des A/D-Wandlers (lOOa, 100b, 100c) mit eit.-m Bezugssignal und zum Erzeugen eines Ausgaiessien-ils, das repriisentativ für die Differenz ist, i:.id mit einer Abtast- und Halteschaltung (60a, GOb, 60c) zum Aufnehmen des Ausgangssignals der Vergleichsschaltung und zum entsprechenden Erzeugen einer mit der ersten Schaltung gekoppelten Kompensationsspannung.

2. Analysengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal kontinuierlich erzeugt wird durch eine Speichereinrichtung CtOa, 40b) entsprechend einer vorher in dieser gespeicherten Bezugsinformation.

3· Analysengerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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daß eine Fehleranzeigeeinrichtung (7Oa, 7Ol>, 7Oc) vorgesehen ist, die durch die Vergleichsschaltung (50a, 10b, 50c) betätigt wird, wenn die Differenz zwischen dem Ausgangssignal des Gerätes und dem Dezugssignal den maximalen, erlaubten Korrekturbereich der Abtast- und Halteschaltung (60a, 60b, 60c) übersteigt, der durch die RC-Zeitkonstante bestimmt wird.

k. Anlaysengerät nach Anspruch 3t gekennzeichnet durch eine Verzögerungseinrichtung (66a, 66b, 66c) zwischen »ior Vergleichsschaltung (50a, 50b, 50c) und der Fehleranzeigeeinrichtung (70a, 70b, 70c).

5. Analysengerät zum Messen von Bestand teilen eines Strömungsmittels mit mindestens einer Meßf üh ler«»inrichtung, einer ersten Schaltung zum Erzeugen eines Signals, das repräsentativ für den durch den Meßfühler gemessenen bestandteil ist, und einem A/D-Wand Ler, der eine An ze Lpe des Signals in digitaler Form ermöglicht, dadurch ;Tokennzeichnet, daß zum kontinuierlichen Liehen des Gerätes eine zweite Schaltung vorgesehen ist, gekennzeichnet durch

eine Speichereinrichtung CtOa, '»Ob) zum Aufnehmen und Speichern von Bezugsinformation und zum Erzeugen eines Bezugssignals an ihrem Ausgang, das für die Information repräsentativ ist,

eine Vergleichsschaltung (50a, ?0b, 3Oc) mit einem Eingang (B) zum Aufnehmen des Bezugssignals und einem zweiten Eingang (A) zum Aufnehmen des Aus.srangssignals des A/D-Wandlers (lOOa, 100b, 100c) und zum Erzeugen eines für die Differenz zwischen diesen Signalen re-

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präscntativen Signals an ihrem Ausgang und

eine Abtast- und Halteschaltung (6Oa, 6OL>, 6Oc) , mit einem Eingang und einem Ausgang, wobei der Eingang mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung verbunden ist und wobei entsprechend eine Kompensationsspannung an ihrem Ausgang erzeugt wird, die ihrerseits mit der ersten Schaltung verbunden ist, »im Fehler in dpm den Bestandteil darstellenden Signal zu korrigieren.

6. Analysengerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß eine Fehleranzeigeeinrichtunjr (7Oa, 70l>, 70c) vorgesehen ist, die über eine Verzögerungseinrichturjr (0(·η, G6b, (j6c) mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung (¹SOn, 50b, 50c) verbunden ist und einen Fehler anzeigt, wenn die Differenz zwischen dem Geräteausgancrssignal und dem Dezugssigr.al die RC-Zeitkonstante der Abtast- und Halteschaltung (60a, 60b, 60c) für einen Zeitabschnitt überschreitet, der eine vorbestimmte Zeit überschreitet.

7· Verfahren zum kontinuierlichen Eichen eines Analysengerätes, mit dem Bestandteile eines Strömungsmittels gemessen werden können und das eine Schaltung zum Erzeugen und Anzeigen eines Signals aufweist, das für solche Bestandteile repräsentativ ist, gekennzeichnet durch

kontinuierliches Vergleichen des Ausgangssignals des Gerätes mit einem Bezugssignal,

Verwenden des Differenzsignals zum Laden oder Entladen einer Abtast- und Halteschaltung und

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kontinuierliches Verbinden des resultierenden Ausgangssignals der Abtast- und Halteschaltung mit der Geräteschaltung zur Einstellung des Ausgangssignals.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch konstantes Messen von Eichnormalen, es sei denn, eine Probe wird zum Messen in das Gerät eingebracht.

9· Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, ri.iß, wenn die Differenz zwischen dem Gerätcausgnngss i gnnl und dem Bezugssignal derart ist, daß die Abtast- und Halteschaltung nicht mehr korrigieren kann, ein Fehlersignal zur Warnung der Bedienungsperson erzeugt wird.

10.Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitabschnittes erzeugt wird.

11.Verfahren zum Eichen eines Analysengerätes, mit dem Bestandteile eines Strömungsmittels gemessen werden können und das eine Schaltung zum Erzeugen und Anzeigen eines Signals aufweist, das für solche Bestandteile repräsentativ ist, in einem stationären Zustand, gekennzeichnet durch

kontinuierliches Messen von Eichnormalen, ausgenommen bei Probenmessung,

kontinuierliches Vergleichen, ausgenommen bei Probenmessung, des Ausgangssignals des Gerätes mit einem Bezugssignal,

kontinuierliches Verwenden der Differenz zwischen dem Ausgangssignal und dem Bezugssignal zum Laden oder Entladen

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einer Abtast- und Halteschaltung,

kontinviierliches Verbinden des Ausj;angssi,e:na Is der

Abtast- und Halteschaltung mit der üeräteschnltung

zur kontinuierliches Korrektur der Signalanzeigo und

Erzeugen eines Fehlersignals zur Warnung einer Bedienungsperson, wenn die Differenz zwischen dem Ausgangssignal und dem ßezugssignal nicht mehr von der Abtast- und Halteschaltung korrigiert werden kann.

12.Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Fehlersignal nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitabschnittes erzeugt wird

13»Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bezugssignal in einer Speichereinrichtung des Gerätes gespeichert wird.

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