DE2925984A1

DE2925984A1 - AUTOMATIC CHEMICAL TESTING DEVICE

Info

Publication number: DE2925984A1
Application number: DE19792925984
Authority: DE
Inventors: David Edward Sommervold
Original assignee: Hycel Inc
Current assignee: Hycel Inc
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1980-01-17
Also published as: FR2459976A1; FR2459976B1; GB2024418A; JPS559195A

Description

Hannover, 15. Juni 1979Hanover, June 15, 1979

HYCEL, INC., 7920 Westpark Drive, Houston, Texas 77036/USAHYCEL, INC., 7920 Westpark Drive, Houston, Texas 77036 / USA

H 195 - Vs/BeH 195 - Vs / Be

Automatisches chemisches PrüfgerätAutomatic chemical tester

Die Erfindung betrifft ein automatisches chemisches Prüfgerät sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Konzentrationswerte in einer chemischen Probe. Ein bekanntes automatisches chemisches Prüfgerät ist mit einer Analyseeinrichtung zur photometrischen Ermittlung der optischen Dichte von Flüssigkeitsproben versehen, bei welcher die jeweilige Wellenlänge des Lichtes auf die jeweilige zu messende Zustandsänderung der Probe abgestimmt ist und die optische Dichte bei dieser Wellenlänge eine Funktion der Konzentration der vorliegenden Substanz bei der jeweiligen Zustandsänderung ist, wobei eine Datenverarbeitungsanlage vorgesehen ist zur Errechnung und Umformung von der optischen Dichte entsprechenden Konzentrationswerten.The invention relates to an automatic chemical testing device and a method for determining the concentration values in a chemical sample. A well-known automatic chemical tester is photometric with an analyzer Determination of the optical density of liquid samples provided, at which the respective wavelength of the light on the respective to be measured change in state of the sample is matched and the optical density at this wavelength is a function of Concentration of the substance present in the respective change of state is provided, a data processing system being provided is for the calculation and conversion of the concentration values corresponding to the optical density.

Geräte dieser Art sind in den US-Patentschriften Nr. 3 728 079, Nr. 4 043 756 und Nr. 3 622 279 beschrieben, wobei letztere insbesondere die Erzeugung von Meßsignalen bei reagierten Proben inDevices of this type are described in U.S. Patents No. 3,728,079, No. 4,043,756, and No. 3,622,279, the latter in particular the generation of measurement signals for reacted samples in

909883/07«*909883/07 «*

ρ „♦· „ >-ι₊ „ ♦ -^₊ 292S984ρ "♦ ·"> -ι ₊ "♦ - ^ ₊ 292S984

Reaktionsbehaltern betriiit.Reaction vessels concerned.

Bei einem Prüfgerät der eingangs genannten Art werden die im allgemeinen ein menschliches Serum enthaltenden Proben in Reaktionsbehälter gegeben und es werden Reagenzien hinzugefügt. Nach einer ausreichenden Verweilzeit wird der Inhalt des Reaktionsbehälters gemessen, wobei diese Messung vorzugsweise spektrophotometrisch erfolgt, so daß ein der optischen Dichte entsprechendes analoges Signal erhalten wird. Um die Konzentration der zu analysierenden besonderen Substanz festzustellen, muß der Meßwert der optischen Dichte in einen den Konzentrationswerten der Substanz entsprechenden Wert umgeformt werden. In a test device of the type mentioned above, the im Generally, samples containing human serum are placed in reaction containers and reagents are added. After a sufficient residence time, the content of the reaction container is measured, this measurement being preferred spectrophotometrically, so that an analog signal corresponding to the optical density is obtained. Concentration To determine the particular substance to be analyzed, the measured value of the optical density must be converted into a value corresponding to the concentration values of the substance.

Ein Mittel zur Erzeugung eines den Konzentrationswerten entsprechenden Ausgangswertes besteht in einer elektrischen Schaltung und in Druckern. In der Schaltung wird in bekannter Weise das analoge und der optischen Dichte entsprechende Meßsignal in ein Ausgangssignal umgeformt, welches einen den Konzentrationswerten entsprechenden Ausdruck oder eine entsprechende Anzeige ermöglicht. Der Schaltung liegt eine empirisch ermittelte und das Verhältnis der optischen Dichte zur Konzentration der Substanz wiedergebende Kurve zugrunde, wobei deren Beziehung zur Schaltung - wie die Schaltung selbst - zum bekannten Stand der Technik gehören.A means of producing one corresponding to the concentration values Output consists of an electrical circuit and printers. The circuit is made in a known manner the analog measurement signal corresponding to the optical density is converted into an output signal which has a printout or a corresponding display corresponding to the concentration values enables. The circuit is an empirically determined and the ratio of the optical density to the concentration of the substance reproducing curve is based, its relationship to the circuit - like the circuit itself - to the known state of the Technology belong.

Bei der bekannten Anordnung wird für den Fall« daß bei derIn the known arrangement, in the event that the

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Probe eine Zustandsänderung mit Endpunkten (end point chemistry) vorliegt, eine einzige spektrophotometrische Messung vorgenommen, welcher ein bestimmter Punkt in der obengenannten Kurve zugeordnet ist. Sofern eine kinetische Reaktion, also eine fließende Zustandsänderung (kinetic chemistry) vorliegt, die durch den Unterschied in den Werten der optischen Dichte bei einer ersten und einer zveiten Messung gekennzeichnet ist, anstatt durch einen einzigen Dichtevert, der mit einer einzigen Messung ermittelbar ist, muß eine Messung zu einem ersten und einem zveiten Zeitpunkt vorgenommen werden, um eine Steigung oder Neigung einer Kurve der optischen Dichte in Abhängigkeit von der Zeit zu bilden. Da derartige Verfahren im allgemeinen zuverlässige Meßwerte liefern, wurde bisher die Anzahl der Messungen beschränkt, wobei im allgemeinen lediglich eine Messung für den Punkt der optischen Dichte vorgenommen wurde. Zur Erhöhung der Sicherheit des Meßwertes wurden allerdings auch schon einige wenige Kontrollmessungen für einen Punkt vorgenommen. Bei keiner der bekannten Anordnungen wurde jedoch eine statistisch große Anzahl von Messungen durchgeführt.Sample a change of state with end points (end point chemistry) is available, a single spectrophotometric measurement has been made, to which a certain point in the above curve is assigned. If a kinetic reaction, i.e. a flowing one Change of state (kinetic chemistry) is present by the difference in the values of the optical density at a first and a second measurement, instead of a single density value which can be determined with a single measurement is, a measurement must be made at a first and a second point in time in order to determine a slope or incline of a Form optical density versus time curve. Since such methods are generally reliable measured values supply, the number of measurements has been limited, with generally only one measurement for the point of the optical Density was made. To increase the reliability of the measured value, however, a few control measurements have already been carried out for a point. None of the known ones However, a statistically large number of measurements were carried out.

Es ist ferner eine Anordnung gemäß der US-Patentschrift Nr. k 042 161 bekannt, bei welcher eine gegenüber anderen bekannten Anordnungen längere Meßzeit vorgesehen ist. Bei dieser bekannten Anordnung wird jedoch eine kontinuierliche optischeFurthermore, an arrangement according to US Pat. No. k 042 161 is known in which a longer measuring time is provided than in other known arrangements. In this known arrangement, however, a continuous optical

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Absorptionsmessung durchgeführt, die sich dementsprechend ändert, so daß sich auch dementsprechend das Eingangssignal ändert, das eines dort vorgesehenen Spannungs-Frequenzwandler, der mit einem Zähler verbunden ist, zugeführt vird. Mit dieser bekannten Anordnung kann eine Kurve der optischen Absorption erzeugt verden, aus welcher die Konzentrationswerte in der Probe ermittelt werden können. Die direkte Erzeugung einer größeren Anzahl einzelner Werte der optischen Dichte ist jedoch mit dieser bekannten Anordnung nicht möglich.Absorption measurement carried out, which changes accordingly, so that the input signal changes accordingly, that of a voltage-frequency converter provided there, which is connected to a Meter is connected, supplied vird. With this known arrangement, an optical absorption curve can be generated from which the concentration values in the sample can be determined. The direct generation of a large number of individual However, values of the optical density are not possible with this known arrangement.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art so auszubilden bzw. ein Meßverfahren zu schaffen, mit welchem ea möglich ist, eine statistisch große Anzahl von Meßwerten der optischen Dichte zu erzeugen, aus welchen die Konzentrationswerte gebildet werden können.The invention is accordingly based on the object of providing a device to design or to create a measuring method with which it is possible to generate a statistically large number of measured values of the optical density, from which the concentration values can be formed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Meßanordnung mit einer bestimmten Meßzeit und durch eine Schaltung gelöst, mit welcher fortlaufend eine größere Anzahl der Werte der optischen Dichte in bestimmten zeitlichen Abständen während der gesamten Meßzeit von der Meßanordnung abgerufen werden, wobei jeder Ausgangswert de« Momentanwert der optischen Dichte der Probe entspricht und wobei eine Datenübertragungseinrichtung für die Übertragung der Auegangswerte der Meßanordnung zur Datenverarbeitungsanlage vorgesehen ist.According to the invention, this object is achieved by a measuring arrangement a certain measuring time and solved by a circuit with which a larger number of values of the optical Density can be called up by the measuring arrangement at certain time intervals during the entire measuring time, each output value corresponding to the instantaneous value of the optical density of the sample and a data transmission device being provided for the transmission of the output values of the measuring arrangement to the data processing system.

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Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß durch die Vervendung einer längeren Meßzeit und die fortlaufende Messung und Auswertung der während der Meßzeit abgerufenen Meßwerte für die optische Dichte und durch die rechnerische Zusammenfassung dieser Werte in der Datenverarbeitungsanlage eine hervorragende Genauigkeit bezüglich der daraus erhaltenen Konzentrationswerte erreicht wird, die die Genauigkeit der mit den bekannten Anordnungen erzielbaren Ergebnisse bei weitem übertrifft.With this arrangement it is achieved that by using a longer measuring time and the continuous measurement and evaluation of the measured values retrieved during the measuring time for the optical density and the computational summary of this Values in the data processing system, an excellent accuracy is achieved with respect to the concentration values obtained therefrom, which by far exceeds the accuracy of the results that can be achieved with the known arrangements.

Vorteilhaft ist es, wenn die Werte der optischen Dichte in zeitlich gleichem Abstand während der Meßzeit abgerufen werden, da auf diese Weise die Ausvertungsgenauigkeit weiter erhöhbar ist.It is advantageous if the values of the optical density are called up at the same time interval during the measurement time, since in this way the evaluation accuracy can be further increased.

In zweckmäßiger Weise weist die Meßanordnung eine Photosensoranordnung und einen damit verbundenen Analog-Digital-Umwandler auf, wobei die Meßanordnung die Probenentnahme und -ausgabe der Momentanen Meßwerte an den Analog-Digital-Umwandler auslöst, so daß dieser für jeden Meßwert ein digitales Eingangssignal für die Datenverarbeitungsanlage liefert.The measuring arrangement expediently has a photosensor arrangement and an analog-digital converter connected to it the measuring arrangement triggers the sampling and outputting of the instantaneous measured values to the analog-digital converter, so that it supplies a digital input signal for the data processing system for each measured value.

Vorteilhaft ist es, wenn die Datenverarbeitungsanlage eine Generatorschaltung zur Bildung eines aus den einzelnen Meßwerten zusammengesetzten Wertes der optischen Dichte zum Zwecke der Umwandlung in Konzentrationswerte aufweist, da auf diese Weise die Zusammenfassung der Einzelwerte und die Bildung eines zusammen-It is advantageous if the data processing system has a generator circuit for generating one from the individual measured values having the composite value of the optical density for the purpose of conversion into concentration values, since in this way the summary of the individual values and the formation of a

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gesetzten Wertes hoher Genauigkeit selbsttätig erfolgen kann.set value of high accuracy can take place automatically.

Zweckmäßigerweise weist die Generatorschaltung einen ersten Rechnerteil für die Auswertung fließender Zustandsänderung der Proben und einen zweiten Rechnerteil für die auf dem *usammengesetzten Wert basierende Auswertung einer Zustandsänderung mit Endpunkten auf. Hierzu hat in vorteilhafter Weise der Rechnerteil für die Auswertung der fließenden Zustandsänderung eine Schaltung zur Bildung einer Anzahl von Steigungswerten einer Kurve für eine Untergröße dieser Werte, eine Schaltung zur Überprüfung jedes Steigungswertes gegenüber vorbestimmten Grenzwerten sowie eine Schaltung für Ausgangswerte, die zur Umwandlung in Konzentrationswerte entsprechend dem Prüfergebnis dienen.The generator circuit expediently has a first computer part for evaluating flowing changes in state of the samples and a second part of the computer for the evaluation of a change of state with endpoints based on the composite value. To this end, has in an advantageous manner the computer part for the evaluation of the flowing change of state a circuit for forming a number of slope values of a curve for an undersize of these values, a Circuit for checking each slope value against predetermined limit values as well as a circuit for output values that are used for conversion into concentration values serve the test result.

Damit wird bei der Auswertung der fließenden Zustandsänderung (kinetic chemistry) die Steigung der Kurve der optischen Dichte in Abhängigkeit von der Zeit gebildet, wobei die Steigungswerte auf der Analyse der fortlaufend und periodisch während der Meßzeit gesessenen Einzelpunkte der optischen Dichte basieren.Thus, when evaluating the flowing change of state (kinetic chemistry), the slope of the curve of the optical density becomes as a function of time, the slope values being based on the analysis of the individual points of the optical density continuously and periodically during the measurement time.

Für die Auswertung von Zuetandsanderungen mit Endpunkten weist die Generatorschaltung zweckmäßigerweise eine Schaltung zur Auswahl einer Untergröße der Ausgangswerte und eine Schaltung zur Bildung eines Mittelwertes daraus auf. Damit kann mit HilfeFor the evaluation of changes in state with end points the generator circuit expediently a circuit for selecting an undersize of the output values and a circuit to form a mean value from it. With that can help

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der Mittelwerte eine Kurve gebildet werden, welche das Verhältnis der optischen Dichte zu den Konzentrationswerten zeigt.of the mean values, a curve can be formed which shows the ratio of the optical density to the concentration values.

Für beide Methoden hat sich eine Anzahl von zweiunddreißig Meßwerten während der erfindungegeraäß vorgesehenen verlängerten Meßzeit als vorteilhaft und ausreichend erwiesen.Both methods have a number of thirty-two readings extended during the erfindungegeraäß intended Measuring time proved to be advantageous and sufficient.

Bei einem mit dem erfindungsgemäßen Gerät durchzuführenden Verfahren zur Bestimmung der Konzentrationswerte in einer chemischen Probe, bei welchem die Probe analysiert und ein der optischen Dichte der Probe entsprechender Ausgangswert gebildet wird, wird dementsprechend für die Bildung von Meßwerten der optischen Dichte eine bestimmte Meßzeit festgelegt, wobei während der ganzen Meßzeit Ausgangswerte gebildet werden, von denen jeder dem momentanen Wert der optischen Dichte entspricht und wobei jeder Ausgangswert einer Datenverarbeitungsanlage zugeführt wird.In a method to be carried out with the device according to the invention for determining the concentration values in a chemical sample, in which the sample is analyzed and one of the optical Density of the sample is formed corresponding to the initial value, is accordingly used for the formation of measured values of the optical density a certain measuring time is determined, with output values being formed during the entire measuring time, each of which corresponds to the current one Value corresponds to the optical density and each output value is fed to a data processing system.

Hierbei erfolgt die Bildung der Ausgangswerte zweckmäßigerweise auf der Grundlage von Meßwerten, die zu in zeitgleichem Abstand liegenden Zeitpunkten während der Meßzeit erzeugt werden.In this case, the output values are expediently formed on the basis of measured values that are at a simultaneous interval points in time are generated during the measurement time.

Zur Auswertung von Zustandsänderungen mit Endpunkten (end point chemistry) kann dann eine Untergröße der Ausgangswerte ausgewählt werden, um diese einer Generatorschaltung zur Bildung eines zu-In order to evaluate changes in state with end points (end point chemistry), an undersize of the initial values can then be selected in order to use these in a generator circuit to form a

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zusammengesetzten Wertes der optischen Dichte zuzuführen. Bei der Auswertung von fließenden Zustandsänderuxigen (kinetic chemistry) ist zweckmälJigerweise eine Schaltung zur Bildung einer Anzahl von Steigungswerten einer Kurve vorgesehen, die auf den Ausgangswerten basieren, wobei die Ausgarigswerte einer Generatorschaltung zugeführt werden. In beiden Fällen kann ein dem zusammengesetzten Wert der optischen Dichte entsprechendes Signal der Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt werden, um einen auf dem Wert der optischen Dichte basierenden Ausgangswert der Konzentrationswerte zu errechnen. the composite value of the optical density. When evaluating flowing state changes (kinetic chemistry) is expediently a circuit for forming a number provided by slope values of a curve, which are based on the output values, the Ausgarigswerte a generator circuit are fed. In both cases, a compound can be used Signal of the data processing device corresponding to the value of the optical density are supplied to calculate an output of the concentration values based on the optical density value.

Damit liegt erfindungsgemäß ein automatisches chemisches Prüfsystem vor, in welchem eine statistisch große Anzahl von Meßwerten zur Bildung einer Kurve herangezogen wird, bei welcher die optische Dichte in Abhängigkeit von der Zeit für eine der Prüfung unterliegende Flüssigkeitsprobe aufgetragen ist. Diese Werte können für eine verbesserte Rechnung von Konzentrationsverten, die auf einem verbesserten Verfahren der Bildung eines zusammengesetzten Wertes der optischen Dichte basieren, verwendet werden, wobei letzterer seinerseits in die Konzentrationswerte umgewandelt werden kann. Die Auflösung und Empfindlichkeit gegenüber den bekannten Anordnungen sind damit verbessert, so daß eine größere Auswahlmöglichkeit hinsichtlich der zu prüfenden Zustandsänderungen besteht. Die vorliegende Beschreibung setzt den Fachmann in die Lage, Änderungen der beschriebenen Form vorzunehmen, um spektrophotometrische Messungen in einem automatischen chemischen Prüfgerät in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durchzuführen.Thus, according to the invention, there is an automatic chemical test system in which a statistically large number of measured values is used to form a curve in which the optical density is plotted as a function of time for a liquid sample subject to the test. These values can be used for an improved calculation of concentration values based on an improved method of forming a composite value of the optical density, the latter in turn being converted into the concentration values. The resolution and sensitivity compared to the known arrangements are thus improved, so that there is a greater choice with regard to the changes in state to be tested. This description will enable those skilled in the art to make changes to the form described in order to make spectrophotometric measurements in an automatic chemical tester in accordance with the present invention.

a ο 9 B a 3 / ο 711 a ο 9 B a 3 / ο 7 11

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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Äusfuhrungsbeis-pieles in der Zeichnung näher erläutert.The invention is described below with the aid of an exemplary embodiment explained in more detail in the drawing.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einFig. 1 shows a perspective view

chemisches Prüfgerät, welches die erfindungsgemäße Anordnung enthält*chemical testing device containing the arrangement according to the invention *

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung.Figure 2 is a block diagram of the invention Arrangement.

Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm der während eines Arbeitsablaufes einem Analog-Digital-Umvandler gemäß Fig. 2 zugeführten Eingangssignale.Fig. 3 is a timing diagram of the operation of an analog-to-digital converter according to FIG Fig. 2 applied input signals.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm für die VerarbeitungFig. 4 is a flow chart for processing

der Werte der optischen Dichte bei einer Zustandsänderung mit Endpunkten*the values of the optical density for a change of state with end points *

Die FigurenThe figures

und 6 zeigen zusammengenommen ein Flußdiagramm für6 and 6, taken together, show a flow chart for

die Bildung von auf Meßdaten bei fließender Zustandsänderung basierenden Aasgangswerten·the formation of output values based on measurement data with a flowing change of state

Fig. 1 ist die Darstellung eines automatischen chemischen Prüfgerätes, welches die erfindungsgemäße Anordnung aufweist. DasFig. 1 is an illustration of an automatic chemical tester incorporating the arrangement of the present invention. That

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bevorzugte Änv iidungsgebiet der vorliegenden Erfindung ist ein Analysegerätf vie es in der eingangs genannten US-Patentschrift Nr. 3 728 079 beschrieben ist, obwohl die Erfindung bei verschiedenen Arten von derartigen Analysegeräten angewendet werden kann. Ausgehend von diesem Stand der Technik werden gemäß Fig. 1 Flüssigkeitsproben nacheinander von einer Ausgangsstation 1 in Reaktionsbehälter eines Förderers 2 mit Verweil- und Reagenzaufnahmestationen 3 gebracht. Dort werden den Proben Reagenzien aus einer Zuführungseinrichtung k hinzugefügt. Am Ende des Förderers 2 wird in einem Analysegerät 5 der reagierte Inhalt aus den Reaktionsbehältern abgesaugt und die optische Dichte jeder Probe photometrisch festgestellt. Der Auswahl der an der jeweiligen Probe durchzuführenden Messungen und der Kontrolle, welche Reagenzien in den einzelnen Reaktionsbehältern auf dem Förderer 2 vorliegen, dient eine Testwähltafel 6. Ferner sind bei der vorliegenden Aueführungsform ein Anzeigegerät 7» eine Dateneingabetastatur 8 und ein Drucker 9 vorgesehen. Das Anzeigegerät 7 und der Drucker 9 der vorliegenden Ausführungsform ersetzen das Aufzeichnungsgerät der Ausführungsform gemäß der US-Patentschrift Nr. 3 728 079. Das Analysegerät 5 liefert eine Anzahl von Messignalen, die der jeweiligen optischen Dichte einer reagierten Probe entsprechen, wobei das Analysegerät mit mehreren Kanälen versehen ist, von denen jeweils einer während eines Arbeitsablaufes einer Probe zugeordnet ist.The preferred field of application of the present invention is an analyzer as described in the aforementioned U.S. Patent No. 3,728,079, although the invention can be applied to various types of such analyzers. Based on this prior art, according to FIG. 1, liquid samples are brought one after the other from an output station 1 into reaction containers of a conveyor 2 with dwell and reagent receiving stations 3. There reagents from a feed device k are added to the samples. At the end of the conveyor 2, the reacted contents are sucked out of the reaction containers in an analysis device 5 and the optical density of each sample is determined photometrically. A test selection board 6 is used to select the measurements to be carried out on the respective sample and to check which reagents are present in the individual reaction containers on the conveyor 2. The display device 7 and the printer 9 of the present embodiment replace the recording device of the embodiment according to US Pat. No. 3,728,079 Channels is provided, one of which is assigned to a sample during a workflow.

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Um die durch die tob Analysegerät 5 kommenden Analogsignale angebenen Konzentrationewerte mit bekannten vorbestimmten Werten für jede Probe und jeden Leerbehälter vergleichen zu können, werden Eichflüssigkeiten benutzt. Die Eichung erfolgt für jeden Kanal des Analysegerätes getrennt, vobei bei der dargestellten Ausführungsform siebzehn Kanäle vorgesehen sind. Ferner ist für jeden Kanal ein unterschiedliches analoges Ausgangssignal entsprechend der jeweiligen besonderen Substanz in einer Probe vorgesehen.In order to obtain the concentration values with known predetermined values given by the tob analyzer 5 coming from the analog signals To be able to compare for each sample and each empty container, calibration liquids are used. The calibration is carried out for each channel of the analyzer separately, with seventeen channels being provided in the illustrated embodiment. Furthermore is for everyone Channel a different analog output signal provided according to the particular substance in a sample.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild eines Gerätes, welches die erfindungsgemäße Eichanordnung aufweist. Die Einzelelemente der Anordnung werden hier, soweit sie gemäß den US-Patentschriften Nr. 3 728 und Nr. 3 622 279 zum Stand der Technik gehören, nur kurz beschrieben.Fig. 2 is a block diagram of an apparatus incorporating the calibration arrangement according to the invention. The individual elements of the arrangement are here, insofar as they are in accordance with US Pat. No. 3,728 and No. 3,622,279 belong to the prior art, only briefly described.

Gemäß Fig. 2 ist ein Steuergerät 20 für den zeitlichen Arbeitsablauf vorgesehen, welches eine feste Schaltung gemäß den obengenannten Patentschriften oder einen Minicomputer oder Mikroprocessor aufweisen kann. Steuersignale des Steuergerätes 20 werden einer Proben- und Reagenzanordnung 22 zugeführt, welche aus der Reagenzaufnahmestation 3, der Reagenzzuführeinrichtung k und dem Förderer mit den Reaktionsbehältern besteht. Weitere Steuersignale des Steuergerätes 20 dienen der Beaufschlagung eines Antriebemotors für den Teller der Probenausgangsstation 1, um diesen periodisch weiterzuschalten.According to FIG. 2, a control unit 20 is provided for the temporal workflow, which can have a fixed circuit according to the above-mentioned patents or a minicomputer or microprocessor. Control signals from the control device 20 are fed to a sample and reagent arrangement 22, which consists of the reagent receiving station 3, the reagent feed device k and the conveyor with the reaction containers. Further control signals of the control device 20 are used to act on a drive motor for the plate of the sample output station 1 in order to switch it on periodically.

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Mit dem Steuergerät 20 ist außerdem (in hier nicht dargestellter Weise) die Testwähltafel 6 verbunden, um den jeweiligen durch das Drücken der Wahlknöpfe ausgewählten Test in in zeitlichem Abstand wirksame Steuersignale zur Zuführung von Reagenzien in die zugehörigen Reaktionsbehälter zu übertragen. Bei einer bevorzugten Ausführungeform enthält das Steuergerät 20 außerdem Teile der nachstehend beschriebenen Datenverarbeitungsanlage 42.With the control unit 20 is also (in not shown here Way) the test dial board 6 connected to the respective test selected by pressing the selection buttons in time Distance effective control signals for supplying reagents to the associated reaction container. In a preferred embodiment, the controller 20 also includes parts the data processing system 42 described below.

Wie in den US-Patentschriften Nr. 3 728 097 und Nr. 3 622 279 beschrieben, sind Meßküvetten in dem Analysegerät 5 (vgl. auch Fig. l) vorgesehen. Die Strahlung einer Lichtquelle 28 tritt durch den reagierten Inhalt in der Küvette 26 hindurch, so daß ein hieraus resultierender Anteil des Lichtes einer bestimmten Wellenlänge auf eine Sensoranordnung 29 trifft, die über einen Anschluß 30 mit der Lesestufe des Analysegerätes 5 in Verbindung steht. Ub die Darstellung zu vereinfachen, sind lediglich mehrere dieser Anschlüsse 30 dargestellt, von denen aber jeder mit einer der dargestellten Sensoranordnung entsprechenden Sensoranordnung verbunden ist, um mit jeder einzelnen Anordnung entsprechende Messungen durchführen zu können. Die Wellenlänge der einzelnen Sensoranordnungen sind beispielsweise durch die Verwendung von unterschiedlichen Filtern auf verschiedene Wellenlängen abgestimmt, wobei die Wellenlänge auf die die jeweilig· Sensoranordnung anspricht, in Übereinstimmung mit den jeweils zu untersuchenden Proben ausgewählt werden kann. Nach desAs described in US Pat. No. 3,728,097 and No. 3,622,279, measuring cuvettes are included in the analyzer 5 (see also Fig. L) provided. The radiation from a light source 28 passes through the reacted contents in the cuvette 26, so that a resulting portion of the light of a certain wavelength hits a sensor arrangement 29, which via a Terminal 30 is connected to the reading stage of the analyzer 5. To simplify the illustration, only several of these connections 30 are shown, but one of them each is connected to a sensor arrangement corresponding to the illustrated sensor arrangement in order to be connected to each individual arrangement to be able to carry out appropriate measurements. The wavelength of the individual sensor arrangements are, for example, by Use of different filters tailored to different wavelengths, whereby the wavelength depends on the respective Sensor array responds, in accordance with the respective samples to be examined can be selected. After the

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Beer*gehen Gesetz ist die Schwächung des Lichtes bei der jeweiligen Wellenlänge eine Funktion der optischen Dichte der Flüssigkeit in den Meßküvetten 26. Demzufolge entspricht das an jeweiligen Anschluß 30 auftretende analoge Signal der Konzentration der in den jeweiligen der zugehörigen Küvette 26 entsprechenden Kanal geprüften Flüssigkeit· Die Sensoranordnung 29 kann in bekannter Veise insbesondere gemäß der US-Patentschrift Nr. 4 06l ausgebildet sein.According to Beer's law, the attenuation of the light at the respective wavelength is a function of the optical density of the liquid in the measuring cuvettes 26. Accordingly, the analog signal appearing at the respective connection 30 corresponds to the concentration the liquid tested in the respective channel corresponding to the associated cuvette 26. The sensor arrangement 29 can be used in a known manner, in particular according to US Pat be trained.

Die analogen Ausgangssignale des Analysegerätes 5 werden in einen Multiplexer 34 gegeben, von welchem sie einzeln nacheinander einem Analog-Digital-Umwandler 36 zugeführt werden. Die Ausgangssignale des Analog-Digital-Umwandlers 36 entsprechen der zum jeweiligen Zeitpunkt festgestellten optischen Dichte der Flüssigkeit in der Meßküvette 26 und sind damit direkte Meßwerte der optischen Dichte. Der Multiplexer 34 kann eine Decodierschaltung aufweisen, die mit einem Kanalwählschalter 38 verbunden ist, um das dem gewählten Kanal entsprechende Signal weiterzugeben.The analog output signals of the analyzer 5 are in a Multiplexer 34 given, of which they individually one after the other Analog-to-digital converter 36 are supplied. The output signals of the analog-to-digital converter 36 correspond to the respective Optical density of the liquid in the time determined Measuring cuvette 26 and are therefore direct measured values of the optical density. The multiplexer 34 may have a decoder circuit that is compatible with a channel selection switch 38 is connected to the selected To pass on the corresponding signal to the channel.

Anstelle analoger Ausgangssignale können auch digitale Ausgangssignale mit entsprechenden Übertragungseinrichtungen verwendet werden, ebenso wie andere Wähl- und Schaltanordnungen für die Übertragung der Meßwerte an denjenigen Punkt möglich sind, der dem Ausgang des Analog-Digital-Umwandlers 36 entspricht. Das dargestellte Ausführungsbeispiel stellt jedoch eine sehr wirksameInstead of analog output signals, digital output signals with appropriate transmission devices can also be used as well as other selection and switching arrangements for the transmission of the measured values to the point are possible corresponds to the output of the analog-to-digital converter 36. That However, illustrated embodiment is a very effective one

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und einfache Foi.t der Datenübertragung dar. Die vorliegende Erfindung ist auf die photometrische Messung in einem automatischen chemischen Prüfgerät gerichtet, wobei in diesem Zusammenhang die Messung der optischen Dichte den neueren weniger weit verbreiteten Meßformen, wie Nephelometrie oder Fluoreszenzmessung gleichwertig ist.and simple foi.t of data transmission. The present invention is based on the photometric measurement in an automatic chemical testing device, whereby in this context the measurement of the optical density is the newer, less widespread form of measurement, such as nephelometry or fluorescence measurement is equivalent.

Die vom Analog-Digital-Umwandler 36 kommenden Ausgangssignale werden über eine Eingangssammelleitung 40 einer Datenverarbeitungsanlage 42 zugeführt, die ein handelsübliches Gerät, wie beispielsweise ein Alpha 16 Computer oder ein LSI-II Minicomputer der Firma Computer Automation, Inc., Irvine, CaI./^SA_f sein kann. In Abhängigkeit von der Anzahl der auszuwertenden Daten können Mikroprozessoren, wie Motorola M6800 oder Texas Instruments 8080 verwendet werden. Die Datenverarbeitungsanlage 42 besteht aus einer Eingangs-/Ausgangsschaltung 43, einer Steuerlogik 44 für die Verarbeitungeeinheit und aus einer Speicher— und Itegisterschaltung 45, die für die nachstehend beschriebene Datenverarbeitung zusammengeschaltet sind. Die EingangS'/Ausgangsschaltung ist mit einer Ausgangssammelleitung 46 verbunden, für welche die Ausgangsdaten zu dem mit einer Kathodenstrahlröhre versehenen Anzeigegerät 7 und dem Drucker 9 (vgl. Fig. l) sowie zu dem Kanalwahlsehalter 38 und zu einer Aufzeichnungseinheit 48 führt. Von letzterer können außerdem Daten zu der EingangssammelleitungThe output signals coming from the analog-to-digital converter 36 are fed via an input bus 40 to a data processing system 42, which is a commercially available device, such as an Alpha 16 computer or an LSI-II minicomputer from Computer Automation, Inc., Irvine, CaI./ ^ SA _f can be Depending on the number of data to be evaluated, microprocessors such as Motorola M6800 or Texas Instruments 8080 can be used. The data processing system 42 consists of an input / output circuit 43, a control logic 44 for the processing unit and a memory and register circuit 45 which are interconnected for the data processing described below. The input S '/ output circuit is connected to an output bus line 46, for which the output data leads to the display device 7 provided with a cathode ray tube and the printer 9 (see FIG. 1) as well as to the channel selection switch 38 and to a recording unit 48. The latter can also send data to the input manifold

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geführt werden. Die Aufzeichnungseinheit kann einen Magnetbandoder Magnetplattenspeicher (floppy disks) aufweisen. Das Steuergerät 20, die Dateneingabetastatur 8 und die Testwähltafel 6 sind sämtlich mit der Eingangssaimnelleitung zur üblichen Synchronisation und Koordination der Datenverarbeitungsfunktionen verbunden. be guided. The recording unit may be a magnetic tape or Have magnetic disk storage (floppy disks). The control device 20, the data entry keyboard 8 and the test dial board 6 are all with the input line for the usual synchronization and coordination of the data processing functions.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden weitere Eingangssignale dem Analog-Digital-Umwandler 36 von der Ausgangssammelleitung 46 zugeführt. Eine Leitung 50 führt außerdem den Analog-Digital-Umwandler periodisch Impulse zu, durch welche die Probenentnahme und der Abruf der momentanen jeweils vorliegenden Meßwerte von der Lesestufe des Analyeegerätes 5 ausgelöst wird. Der Analog-Digital-Umwandler 36 kann gleichzeitig oder nacheinander Ausgangssignale liefern. Mittels einer Leitung 52 wird die Übertragung von Daten vom Analog-Digital-Umwandler 36 auf die Eingangs-/Ausgangeschaltung 43 ausgelöst.In accordance with the present invention there are others Input signals to analog-to-digital converter 36 from the output bus 46 supplied. A line 50 also leads the Analog-digital converter periodically to impulses, through which the sampling and the retrieval of the current one Measured values from the reading stage of the analyzer 5 is triggered. The analog-to-digital converter 36 can be simultaneous or sequential Deliver output signals. By means of a line 52 is the transmission of data from the analog-to-digital converter 36 on the input / output circuit 43 triggered.

Das Diagramm nach Fig. 3 zeigt einen Arbeitsablauf, der in der Hinführung des jeweils nächsten Reaktionsbehälters auf dem Förderer 2 zum Analysegerät 5, dem Einführen einer Flüssigkeitsprobe in das Analysegerät 5 und der Durchführung einer Messung unter der Steuerung des Steuergerätes 20 besteht. Die punktierte Linie in Fig. 3 verdeutlicht eine Meßzeit, die durch eine mit dem Analog-Digital-Umwandler 36 verbundene Schaltung festgelegt ist. The diagram of Fig. 3 shows a workflow that is to Hinführung of the next reaction vessel to the conveyor 2 to the analyzer 5, the introduction of a liquid sample into the analyzer 5, and a measurement is carried under the control of controller 20. The dotted line in FIG. 3 illustrates a measuring time which is determined by a circuit connected to the analog-digital converter 36 .

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23259842325984

Während dieser Meßzeit wird die Flüssigkeit in der Meßküvette analysiert. Die Analyse besteht in der spektro-photometrischen Aufnahme einer statistisch großen Anzahl optischer Dichteaeßwerte. Diese Meßwerte werden - wie nachstehend beschrieben - zur Bildung eines zusammengesetzten Signales entsprechend der optischen Dichte Terwendet. Die Signale 5^ der Probenentnahme und der entsprechenden Datenlieferung werden - wie dies in Fig. 3 dargestellt ist -aufgrund eines vorgegebenen Steuerimpulses geliefert. Bei einer bevorzugten Ausführungsfora sind zweiunddreißig Impulse während einer Meßzeit von 16 Sekunden vorgesehen. Jeder Impuls löst über den Analog-Digital-Uawandler 36 eine Probenentnahme und eine gleichzeitige Messung einer Probe mittels der Lesestufe des Analysegerätes 5 aus. Die Wellenform gemäß Fig. 3 i*t für jede Probe vorgesehen. Der Kanalwählschalter 38 schaltet durch jeden Kanal, so daß die Signale 5** ausgelöst werden, um die Ausgangssignale der optischen Dichte für jeden Kanal auszulösen und die Meßzeit hierfür festzusetzen. Eine Meßzeit ist im Verhältnis zu der Lesezeit in der Lesestufe bei der Messung von Festwerten relativ lang und außerdem lang genug, um grundlegende Änderungen bei der Messung von Analogwerten zu erfassen. Hierfür reichen die obengenannten sechzehn Sekunden aus. Mittels der Leitung 52 werden ait den Signalen 54 synchronisierte Impulse geliefert, üb die Einführung von Signalen der optischen Dichte zu der Eingangseammelleitung 40 zu sperren.During this measuring time, the liquid in the measuring cell is analyzed. The analysis consists in the spectrophotometric recording of a statistically large number of optical density measurements. These measured values are used - as described below - to form a composite signal corresponding to the optical density Used. The signals 5 ^ of the sampling and the corresponding data delivery are - as shown in Fig. 3 - delivered on the basis of a predetermined control pulse. At a preferred embodiments are thirty-two pulses during a measuring time of 16 seconds is provided. Each pulse triggers a sampling and a sampling via the analog-to-digital converter 36 simultaneous measurement of a sample by means of the reading stage of the analysis device 5. The waveform of Figure 3 i * t for each Sample provided. The channel selection switch 38 toggles through each Channel so that signals 5 ** are triggered to trigger the optical density output signals for each channel and the To set the measuring time for this. A measurement time is in proportion to the reading time in the reading stage when measuring fixed values is relatively long and also long enough to make fundamental changes when measuring analog values. The sixteen seconds mentioned above are sufficient for this. By means of line 52 pulses synchronized with the signals 54 are supplied; to inhibit the introduction of optical density signals to the input ammunition line 40.

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232S984232S984

Erfindungsgemäü werden die Signale ■}'* in Konzentrationswerte umgeformt. Dies ist in den Flußdiagram-nen der Figuren 4 bis 6 dargestellt, in denen die Arbeitsweise des Gerätes zur Erzeugung von Ausgangssignalen, die auf den Meßwerten der optischen Dichte basieren, dargestellt ist. An sich bekannte Verarbeitungsabläufe werden zur Bildung von auf den Meßwerten der optischen Dichte basierenden Konzentrationswerten verwendet. Es werden jedoch aus verschiedenen Werten der Signale der Sensoranordnung zusammengesetzte Werte der optischen Dichte gebildet, von denen jeder dann wieder - wie nachstehend beschrieben - der optischen Dichte entspricht und wobei diese Werte zum Zwecke der Weiterverarbeitung mittels der an sich bekannten Verarbeitungsabläufe gebildet werden. Im Gegensatz dazu werden beim Stand der Technik lediglich die direkt von der Sensoranordnung gelieferten Werte als die Meßwerte der optischen Dichte darstellende weiterzuverarbeitende Eingangssignale verwendet.According to the invention, the signals ■} '* are in concentration values reshaped. This is in the flow diagrams of FIGS. 4 to 6 shown in which the operation of the device for generating output signals based on the measured values of the optical density based, is shown. Processing sequences known per se are used to form on the measured values of the optical density based concentration values are used. However, different values of the signals of the sensor arrangement are combined Optical density values are formed, each of which is then again - as described below - the optical density corresponds to and wherein these values are formed for the purpose of further processing by means of the processing sequences known per se will. In contrast to this, only the values supplied directly by the sensor arrangement are used in the prior art used as the input signals to be processed which represent the measured values of the optical density.

Die Programmierung des Computers g< >mäll der vorliegenden Erfindung ist eine direkte Funktion df-s FluUdi.u^rra:nni.s. Die Flußdiagramme nach den Figuren 4 bis b koiinim hierzu direkt in Computerprogramme ohne zusätzlichen Aufwand durch an sich bekannte Programmiertechniken übertragen werden. Eine Übertragung eines Flußdiagramms in ein Computerprogramm ohne unzulässigen Aufwand ist beispielsweiseThe programming of the computer g <> mäll of the present invention is a direct function df-s FluUdi.u ^r ra: nni.s. For this purpose, the flow charts according to FIGS. 4 to b can be transferred directly into computer programs without additional effort using programming techniques known per se. A transfer of a flow chart into a computer program without undue effort is for example

originaloriginal

3SRV07U3SRV07U

23259842325984

in "John G. Wester & William D. Simpson, Software Design for Microprocessors (Texas Instruments, Dallas, Texas, 1976)" dargestellt. Ein Flußdiagramm versetzt einen Programmierer eher in die Lage, seinen eigenen Computer zu wählen, als dies eine besondere Programmauflietung täte. Die Programmschritte werden in eine besondere Programmsprache übertragen, beispielsweise mittels eines zum Computer gehörenden Handbuches. Soll beispielsweise ein Alpha-16-Computer verwendet werden, so kann das Handbuch "Alpha l6 & Naked Mini Il Ib Computer Heference Manual (Computer Automation, Inc., Newport Deach, CaI. 197l)" Verwendung finden. Zur Programmierung eines Motorola M-6800 Mikroprozessors kann das "M-6800 Microprocessor Programming Manual (Motorola, Inc., 1975)" benutzt werden. Als Datenverarbeitungsanlage 42 geeäß Fig. 2 können verschiedene Computer verwendet werden.in "John G. Wester & William D. Simpson, Software Design for Microprocessors (Texas Instruments, Dallas, Texas, 1976) ". A flowchart rather offsets a programmer being able to choose his own computer than a special program listing would. The program steps are transferred into a special program language, for example by means of a manual belonging to the computer. For example, if an Alpha 16 computer is to be used, the manual "Alpha 16 & Naked Mini II Ib Computer Heference Manual (Computer Automation, Inc., Newport Deach, CaI. 197l) "Usage Find. For programming a Motorola M-6800 microprocessor the "M-6800 Microprocessor Programming Manual (Motorola, Inc., 1975)" can be used. As a data processing system 42 According to Fig. 2, various computers can be used.

Der Arbeitsablauf beginnt gemäß Fig. 4 im Block 60, in welchen die Steuerlogik einen der zu messenden Zustandsänderung entsprechenden Code erzeugt. Zuvor wird festgelegt, welche Zustandsänderung als fließend und welche als solche mit Endpunkten anzusehen ist. Demzufolge entspricht jede Form der Zustandsänderung allein einem bestimmten Code. Liegt eine fließende Zustandsänderung vor, werden die Datenverarbeitungsschritte gemäß Fig. 5 durchgeführt während bei einer Zustandsänderung mit Endpunkten die Datenverarbeitung im Block 62 weitergeht. Gemäß Block 62 werden diesem alle Speicherwerte von der Speicher- und ßegisterschaltung 45 zugeführt und ihrer Größe nach geordnet. Beim dargestellten Ausführungs-The work flow begins according to FIG. 4 in block 60, in which the control logic generates a code corresponding to the change in state to be measured. Before doing this, it is determined which state change is to be regarded as flowing and which as such with endpoints. Hence, every form corresponds to the change of state a specific code alone. If there is a flowing change of state, the data processing steps according to FIG. 5 are carried out, while in the case of a change of state with end points, the data processing continues in block 62. According to block 62 this all memory values are supplied from the memory and register circuit 45 and sorted according to their size. In the illustrated embodiment

9 0 9 .1 R ? / Π 7 k i 9 0 9 .1 R? / Π 7 ki

beispiel gemäß Fig. 4 vird die Differenz zwischen den Meßwerten 3 und 12 gebildet, wobei Differenzen zwischen anderen Meßwerten gebildet werden können. Es ist jedoch wünschenswert, zwei im zeitlichen Abstand während der ersten Hälfte der Meßzeit auftretende Meßwerte miteinander zu vergleichen. Im Block 64 wird festgestellt, ob diese Differenz eine bestimmte Grenze überschreitet und wenn dies der Fall ist» wird eine Fehleranzeige an den Ausgangeblock 65 gegeben, so daß der Fehler mittels des Druckers 9 ausgedruckt werden kann. Im anderen Fall vird im Block 66 ein Mittelwert aus mehreren Spannungen gebildet. In
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, den Mittelwert aus einer statistisch großen Anzahl von
Spannungen zu bilden, was jedoch nicht bedeutet, daß nun sämtliche Spannungswerte zur Bildung eines Mittelwertes herangezogen werden müssen. Demzufolge werden bei der bevorzugten Ausführungsform die dritten bis zwölften größten Spannungen der Mittelwertbildung zugrunde gelegt. Statistische Ausreißer werden auf diese Weise vermieden. Im Block 68 wird bestimmt, auf welche Weise
das Analysegerät arbeiten soll. Diese Arbeitsweisen sind in
der obengenannten Patentschrift Nr. 4 043 756 beschrieben. Liegt der Prüfung ein Leerbehälter zugrunde, dann wird die Analyse beendet und der Mittelwert X wird zum Ausgangsblock 70 hingeführt, um in der Speicher- und Registerschaltung 45 für eine spätere Eichoder Vergleichsoperation gespeichert zu werden. Im anderen Fall
vird der Arbeitsablauf im Block 72 fortgesetzt. Im Block 72
vird festgestellt, ob die jeweilige Zustandsänderung linear oderFor example, according to FIG. 4, the difference between the measured values 3 and 12 is formed, it being possible to form differences between other measured values. However, it is desirable to compare two measured values occurring at a time interval during the first half of the measuring time. In block 64 it is determined whether this difference exceeds a certain limit and, if this is the case, an error display is given to output block 65 so that the error can be printed out by means of printer 9. In the other case, a mean value is formed from several voltages in block 66. In
In accordance with the present invention, it is desirable to average a statistically large number of
Forming voltages, which does not mean, however, that all voltage values must now be used to form an average value. Accordingly, in the preferred embodiment, the third to twelfth largest voltages are used as the basis for averaging. Statistical outliers are avoided in this way. In block 68 it is determined how
the analyzer should work. These working methods are in
in the aforementioned Patent Specification No. 4,043,756. If the test is based on an empty container, the analysis is ended and the mean value X is passed to the output block 70 in order to be stored in the memory and register circuit 45 for a later calibration or comparison operation. In the other case
the operating sequence is continued in block 72. In block 72
it is determined whether the respective change of state is linear or

909883/074*909883/074 *

nicht linear verläuft. Linearität oder Nichtlinearität sind charakteristische Merkmale jeder Zustandsänderung und demzufolge sind für jede Zustandsänderung entsprechende Codes festgelegt. Liegt eine lineare Zustandsänderung vor, so geht der Arbeitsablauf im Block "]k veiter, in welchem in an sich bekannter Weise die Konzentrationswerte errechnet werden. Die nachstehend angegebene Rechnung an sich ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung.does not run linearly. Linearity or non-linearity are characteristic features of every change in state and, accordingly, corresponding codes are defined for every change in state. If there is a linear change of state, so the operation proceeds k Veiter, in which in manner known per se calculates the concentration values in the block "]. The calculation shown below in itself is not part of the present invention.

CU = (B) (X-X blk/DOD X) k; CU = Konzentrationswert DOD χ CaI VaICU = (B) (X-X blk / DOD X) k; CU = concentration value DOD χ CaI VaI

B =B =

X cal - X blkX cal - X blk

Hierin ist B ein der Zustandsänderung in einer Eich - oder Vergleichszeit entsprechender Koeffizient.Here, B is a coefficient corresponding to the change in state in a calibration or comparison time.

X ist der im Block 66 gebildete Mittelwert, während X cal ein Eich- oder Vergleichswert im Block 70 und Cal VaI ein bekannter Wert einer Eichprobe ist.X is the mean value formed in block 66, while X cal is a calibration or comparison value in block 70 and Cal VaI is a is the known value of a calibration sample.

X blk ist im Block 70 ein Eichwert für einen Leerbehälter, k ist ein von während des Eichvorganges verwendeten Steuerwerten abgeleiteter konstanter Justierfaktor,X blk is a calibration value for an empty container in block 70, k is a constant adjustment factor derived from the control values used during the calibration process,

DOD iat eine dem Verhältnis der optischen Dichte zur Spannung entsprechende Konstante, die auf Bahnlängennessungen des Lichtes basiert.DOD is the ratio of optical density to voltage corresponding constant based on orbital length measurements of the Based on light.

909883/07*4909883/07 * 4

2S259342S25934

Bei einer nicht linearen Zustandsänderung geht der Arbeitsablauf im Block 76 weiter» wobei der dort durchgeführten Rechnung ebenfalls die folgenden bekannten Gleichungen zugrunde liegen:In the event of a non-linear change in status, the workflow continues continue in block 76 with the calculation carried out there as well are based on the following well-known equations:

OD¹ * B¹ (X-X blk/DOD) OD == optische Dichte undOD ¹ * B ¹ (XX blk / DOD) OD == optical density and

CU a[A (OD')² + B (0D·) + cj. kCU a [A (OD ') ² + B (0D *) + cj. k

wobei hier A, B und C der jeweiligen besonderen Zustandsänderung entsprechende Koeffizienten sind. Ia bekannter Weise hat jede Zustandsänderung ihren eigenen Kurvenverlauf.where A, B and C are coefficients corresponding to the particular change in state. Well known every change of state has its own curve.

B» = DOD χ CaI OD
X cal - X blkB »= DOD χ CaI OD
X cal - X blk

wobei hier CaI OD ein bekannter Wert für eine Eichprobe ist·where CaI OD is a known value for a calibration sample

Die in den Blocks 74 und 76 errechneten Werte werden dann - wie aus Fig. 4 hervorgeht, in Block 78 mit zulässigen Grenzwerten für die jeweilige Zustandsänderung verglichen. Wenn der Vergleich ergibt, daß die Werte außerhalb des Meßbereiches liegen, geht der Arbeitsablauf in Block 80 weiter, von welchem aus die Angabe bezüglich des außerhalb des Bereiches liegenden Wertes und darüber, ob dieser Wert oberhalb oder unterhalb dieses Bereiches liegt, der Speicher- und Registrierschaltung 45 zur Übertragung an den Drucker S zugeführt wird. Wenn der Vergleich ergibt, daß der WertThe values calculated in blocks 74 and 76 are then - as can be seen from FIG. 4, compared in block 78 with permissible limit values for the respective change in state. If the comparison shows that the values are outside the measuring range, the work flow continues in block 80, from which the information about the value lying outside the range and about whether this value is above or below this range, the memory and Registration circuit 45 is fed to the printer S for transmission. If the comparison shows that the value

909883/07**909883/07 **

innerhalb des Bereiches liegt, dann vird der Wert an den Ausgangsblock 82 gegeben.is within the range, then the value is given to output block 82.

Liegt eine fließende Zustandsänderung vor, dann erfolgt die Weiterverarbeitung der Daten ausgehend vom Block 60 in Block 90 gemäß Fig. 5, die zusammen mit Fig. 6 ein Flußdiagramm für die Verarbeitung der Daten bei einer fließenden Zustandsänderung ist. E« vird der Mittelwert aus allen zweiunddreißig dem jeweiligen Kanal entsprechenden Spannungen der Speicher- und Regietrierschaltung 45 gebildet, welcher von jedem Spannungswert abgezogen wird. Ein aus vielen Daten der optischen Dichte zusammengesetztes Signal wird zur Bildung der Information über die optische Dichte herangezogen, die ie Konzentrationswerte umgewandelt wird. Dies ist der direkten Auswertung der aus der Analyseeinrichtung 5 kommenden ungeglätteten Meßwerte vorzuziehen. In Block 92 werden zur Errechnung der Kurvensteigung die Differenzen zwischen den Spannungen und den Werten für jede von vier zugehörigen Untergrößen gebildet. Die Differenz zwischen dem ersten und dem letztenIf there is a flowing change of state, then the further processing of the data takes place starting from block 60 in block 90 according to 5, which together with FIG. 6 is a flow chart for the processing of the data in the case of a flowing change of state. E «becomes the mean of all thirty-two of the respective Channel corresponding voltages of the storage and registration circuit 45 formed, which subtracted from each voltage value will. A signal composed of many optical density data becomes the optical density information used, which is converted ie concentration values. This is the direct evaluation of the data from the analysis device 5 to be preferred to coming unsmoothed measured values. In block 92 to calculate the slope of the curve, the differences between the Stresses and the values for each of four associated sub-quantities are formed. The difference between the first and the last

Meßwert y32 und yl bei angenommenen zveiunddreißig Meßwerten wirdMeasured value y32 and yl with an assumed thirty-three measured values becomes

2 gebildet und ein Wert B i errechnet, in welchem R eine an sich2 formed and a value B i calculated, in which R is a per se bekannte errechnete für die erforderliche Genauigkeit ausreichende Zahl und i das Subskript des y-Wertes ist. Im Block 9h wird der Wert DCHK errechnet, welcher der Differenz zwischen der höchsten und der niedrigsten Spannung multipliziert mit 1,5 ist. Im Block 96 wird jede der vier Untergrößen zum Zwecke der Feststellung der Kurvenneigung eines korrekten Wertes analysiert.known calculated number sufficient for the required accuracy and i is the subscript of the y-value. In block 9h , the value DCHK is calculated, which is the difference between the highest and the lowest voltage multiplied by 1.5. In block 96, each of the four subsets is analyzed for the purpose of determining the slope of the curve of a correct value.

909883/07U909883 / 07U

Für jede Zustandsänderung wird vorbestimmt, ob die optische Dichte gleichbleibend sich vergrößert oder verringert, so daß der obengenannte Steigungswert für jede Zustandsänderung festgelegt ist. Außerdem wird zur Prüfung der Krümmung der Wert di, der gleich 32 χ Si ist, mit dem Wert DCHK verglichen, tun zu ermitteln, ob er größer oder gleich diesem Wert ist.For each change of state it is predetermined whether the optical Density steadily increases or decreases, so that the above slope value for each change of state is fixed. In addition, to check the curvature, the value di, which is equal to 32 χ Si, is compared with the value DCHK, do to determine whether it is greater than or equal to this value.

Si ist die Steigung von einem bestimmten Punkt zum y-Wert, dessenSi is the slope from a certain point to the y value whose

2
Subskript i ist. R i wird ermitti2
Subscript i is. R i is determined

Wert größer oder gleich 0,6 ist.Value is greater than or equal to 0.6.

2
Subskript i ist. R i wird ermittelt, um festzustellen, ob dieser2
Subscript i is. R i is determined to see if this

Im Block 98 wird festgestellt, ob zwei oder mehr brauchbare Untergrößen (Zwischenergebnisse) vorliegen oder nicht. Ist dies nicht der Fall, werden im Block 100 alle zweiunddreißig Werte zur Erreeii-At block 98 it is determined whether two or more are useful Undersize (intermediate results) exist or not. Is not this the case, in block 100 every thirty-two values are

2 nung der Steigung S, des Abschnittes I und von R verwendet. Liegen jedoch zwei oder mehr brauchbare Untergrößen vor, werden deren Daten in Block 102 zur Errechnung derselben Werte verwendet. Die beiden Blocks 100 und 102 stehen mit Block 104 in Verbindung, in welchem eine in der Zeichnung mit SLClIK bezeichnete Prüfung der Steigung vorgenommen wird. Wenn der Steigungswert größer als ein vorgewählter Normalwert ist, wird die Datenverarbeitung2 the slope S, the section I and R are used. Lie however, if there are two or more useful undersizes, their data are used in block 102 to calculate the same values. The two blocks 100 and 102 are connected to block 104, in which a test of the slope, designated in the drawing with SLClIK, is carried out. When the slope value is greater than is a pre-selected normal value, the data processing will

in Block 106 fortgesetzt, in welchem eine Grenze für R errechnet wird, die auf der festgestellten Steigung basiert. Block 106 und die Alternatiwerbindung von Block 104 führen zu einem Verbindungspunkt A, der mit derselben Bezeichnung in Fig. 6 eingetragen ist, um die Fortsetzung des Arbeiteablaufes in Fig. 6 zu verdeutlichen. Gemäß Fig. 6 wird ausgehend vomcontinued in block 106 in which a limit for R is calculated based on the ascertained slope. Block 106 and the alternative connection of block 104 lead to a connection point A, which is labeled with the same name in FIG Fig. 6 is entered in order to clarify the continuation of the work sequence in FIG. According to FIG. 6, starting from

909883/0744909883/0744

Yerbiudungspunkt A die Datenverarbeitung im Block 108 fortgesetzt, in welchem eine Weiterprüfung der Grenzwerte stattfindet.Starting point A, the data processing continues in block 108, in which a further check of the limit values takes place.

Es wird festgestellt, ob It*" außerhalb dieser Grenzen liegt und S den richtigen Wert hat. Ist dies nicht der Fall« wird tier Arbeitsablauf im Block 110 fortgesetzt. Dieser löst ein Nebenverfahren gemäß den Blocks 66 bis 70 von Fig. 4 aus. Der auf diese Weise gebildete Mittelwert wird im Block 112 mit demjenigen Wert verglichen, der von einem Leerbehälter zu erwarten ist. Sind die Werte einander annähernd gleich, dann wird der absolute Wert der Neigung mit dem mit SLCHK bezeichneten Wert verglichen. Ist dieser absolute Wert nicht kleiner oder gleich dem Wert SLCHK, wird der Ausgangsblock lib beaufschlagt, um den außerhalb des zulässigen Bereichs liegenden Fehlerwert auszuwerfen. Wenn der im Block 110 gebildete Mittelwert nicht annähernd gleich ist einer einem Leerbehälter entsprechenden Spannung gemäß Vergleich im Block 112, wird der Mittelwert im Block 118 mit dem Wert eines Reagenzleerbehälters zuzüglich eines Substanzverlustfaktors verglichen und wenn die sich so ergebende Spannung größer ißt, wird im Block 120 ein nach oben abweichender Fehlerwert ausgeworfen. Ist dies nicht der Fall, wird wiederum im Block 116 ausgeworfen, daß eine unbrauchbare Probe vorliegt. Wenn im Block 108 die Steigung innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt, wird im Block 124 der Wert von I mit dem Wert eines Leerbehälters zuzüglich eines Substanzverlustfaktors verglichen. Ist dieser Wert größer, wird d er AusgaagsblockIt is determined whether it * "is outside of these limits and S has the correct value. If this is not the case, the workflow is continued in block 110. This solves a secondary process according to blocks 66 to 70 of FIG. The mean value formed in this way is compared in block 112 with the value that is obtained from an empty container is expected. If the values are approximately equal to each other, then the absolute value of the slope is denoted by SLCHK Value compared. Is this absolute value not less than or equal to the value SLCHK, the output block lib is activated, to throw out the error value that is out of range. If the mean value formed in block 110 is not is approximately equal to a voltage corresponding to an empty container according to the comparison in block 112, the mean value im Block 118 compared to the value of an empty reagent container plus a substance loss factor, and if so If the resulting voltage is greater, an upwardly deviating error value is output in block 120. This is not the case, is again ejected in block 116 that an unusable sample is present. If in block 108 the slope is within the predetermined If there are limits, the value of I in block 124 is the value of an empty container plus a substance loss factor compared. If this value is larger, the output block becomes

909883/Ö7U909883 / Ö7U

beaufschlagt. Die beiden Blocks 122 und 124 sehen Werte die denjenigen Werten entsprechen, die verwendet werden können. Im Block 126 findet die übliche Umrechnung der Konzentrationswerte in internationale Werte gemäß nachfolgender Formel stattsapplied. The two blocks 122 and 124 see values which correspond to those values that can be used. The usual conversion of the concentration values takes place in block 126 in international values according to the following formula

IU = (S) (T) (C) (E¹) (k) IU = internationaler WertIU = (S) (T) (C) (E ¹ ) (k) IU = international value

in welcher T der Zeitfaktor, C der Umwandlungsfaktor₉ E' ein Eich- oder Vergleichsfaktor raid k ein Justierfaktor ist.in which T the time factor, C the conversion factor ₉ E 'is a calibration or comparison factor raid k an adjustment factor.

Auch diese Bechnung an sich ist nicht Teil der vorliegeaden Erfindung. Im Block 128 wird der Wert mit vorgegebenen Grenzwerten verglichen und wenn er größer als eine Meßgrenze ist, wird Block 120 beaufschlagt, so daß eine Fehleranzeige dem Drucker 9 zugeführt wird. Ist dies nicht der Fall und liegt mithin ein brauchbarer Wert vor, dann wird mit dem Ausgangssignal Block 130 beaufschlagt.This calculation per se is also not part of the information available Invention. In block 128, the value is set with predetermined limit values compared and if it is greater than a measurement limit, block 120 is activated, so that an error display the Printer 9 is fed. If this is not the case and there is therefore a usable value, then the output signal is used Block 130 is applied.

90988V07U90988V07U

eerseiteeerseite

Claims

AnsprücheExpectations

' 1. Automatisches chemisches Prüfgerät mit einer Analyseeinrichtung zur photometrischen Ermittlung der optischen Dichte Ton Flüssigkeitsproben, bei velcher die jeweilige Wellenlänge des Lichtes auf die jeweilige zu messende Zustandsänderung der Probe abgestimmt ist und die optische Dicht· bei dieser Wellenlänge eine Funktion der Konzentration der vorliegenden Substanz bei der jeweiligen Zustandsänderung ist, wobei eine Datenverarbeitungsanlage vorgesehen ist zur Errechnung und Umformung von der optischen Dichte entsprechenden Konzentrationswerten, gekennzeichnet durch eine Meßanordnung (29,36) mit einer bestimmten Meßzeit und durch eine Schaltung, mit welcher fortlaufend eine größere Anzahl der Werte der optischen Dichte in bestimmten zeitlichen Abständen während der gesamten Meßzeit von der Meßanordnung abgerufen werden, wobei jeder Ausgangswert dem Momentanwert der optischen Dichte der Probe entspricht und wobei eine Datenübertragungseinrichtung für die Übertragung der Ausgangswerte der Meßan- «ar Bsteaferarlieiiiiagsmiilage (%2) fergeselkea ist«1. Automatic chemical testing device with an analysis device for photometric determination of the optical Dense clay liquid samples, at Velcher the respective wavelength of the light is matched to the respective change in state of the sample to be measured and the optical Dense · at this wavelength a function of the concentration of the substance present in the respective change of state is, a data processing system being provided for calculating and converting concentration values corresponding to the optical density, characterized by a measuring arrangement (29, 36) with a specific measuring time and by a Circuit with which a larger number of values of the optical density is continuously increased at certain time intervals can be called up by the measuring arrangement during the entire measuring time, each output value being the instantaneous value of the optical Corresponds to the density of the sample and with a data transmission device for the transmission of the output values of the "Ar Bsteaferarlieiiiiagsmiilage (% 2) fergeselkea is"

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2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte der optischen Dichte in zeitlich gleichem Abstand während der Meßzeit abgerufen verden.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the values the optical density can be called up at the same time interval during the measurement time.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung eine Photosensoranordnung (29) und einen damit rerbundenen Analog-Digital-Unrvandler (36) aufweist, vobei3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the measuring arrangement has a photosensor arrangement (29) and one with it rerbundenen analog-digital converter (36), vobei die Meßanordnung die Probenentnahme und Ausgabe der momentanen Meßverte an den Analog-Digital-Umwandler auslöst, so daß dieser für jeden Meßwert ein digitales Eingangssignal für die Datenverarbeitungsanlage (42) liefert.the measuring arrangement triggers the sampling and output of the instantaneous measured values to the analog-digital converter, so that this supplies a digital input signal for the data processing system (42) for each measured value.

4. Gerat nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungsanlage (42) eine Generatorschaltung zur Bildung eines aus den einzelnen Meßwerten zusammengesetzten Wertes der optischen Dichte zum Zwecke der Umwandlung in Konzentrationswerte aufweist.4. Device according to claim 3 »characterized in that the data processing system (42) has a generator circuit for formation has a value of the optical density composed of the individual measured values for the purpose of conversion into concentration values.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorschaltung einen ersten Rechnerteil (Fig. 5 und 6) für die Auswertung fließender Zustandsänderungen der Proben und einen zweiten Hechnerteil (Fig. 4) für die auf dem zusammengesetzten Wert basierende Auswertung einer Zustandsänderung ■it Endpunkten aufweist*5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the generator circuit has a first computer part (Fig. 5 and 6) for the evaluation of flowing changes in the state of the samples and a second part (Fig. 4) for the evaluation of a change in state based on the composite value ■ it has endpoints *

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6. Gerät nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Rechnerteil (Fig, 5 und 6) für die Auswertung der fließenden Zustandsänderung eine Schaltung zur Bildung einer Anzahl von Steigungewerten einer Kurve für eine Untergröße dieser Werte aufweist» eine Schaltung zur Überprüfung jedes Steigungswertes gegenüber vorbestimmten Grenzwerten sowie eine Schaltung für Ausgangswerte, die zur Umwandlung in Konzentrationswerte entsprechend dem Früfergebnis dienen.6. Apparatus according to claim 5 »characterized in that the Computer part (Fig, 5 and 6) for the evaluation of the flowing change of state a circuit for forming a number of slope values of a curve for an undersize these values have »a circuit for checking each slope value against predetermined limit values as well a circuit for output values which are used to convert into concentration values according to the early result.

7. Gerät nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorschaltung für die Auswertung von Zustandsänderungen mit Endpunkten eine Schaltung zur Auswahl einer Untergröße der Ausgangswerte und eine Schaltung zur Bildung eines Mittelwertes daraus aufweist.7. Apparatus according to claim 4 _f, characterized in that the generator circuit for the evaluation of changes in state with end points has a circuit for selecting an undersize of the output values and a circuit for forming an average value therefrom.

8. Verfahren zur Bestimmung der Konzentrationswerte in einer chemischen Probe, bei welchem die Probe analysiert und ein der optischen Dichte der Probe entsprechender Ausgangswert gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildung von Meßwerten der optischen Dichte eine bestimmte Meßzeit festgelegt wird, daß während der ganzen Meßzeit Ausgangswerte gebildet werden, von denen jeder dem momentanen Wert der optischen Dichte entspricht und daß jeder Ausgangswert einer Datenverarbeitungsanlage zugeführt wird.8. Procedure for determining the concentration values in a chemical sample in which the sample is analyzed and a starting value corresponding to the optical density of the sample is formed, characterized in that a certain measuring time for the formation of measured values of the optical density it is specified that output values are formed during the entire measuring time, each of which corresponds to the current value corresponds to the optical density and that each output value is fed to a data processing system.

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9. The method according to claim 8, characterized in that the formation of the output values is based on the formation of measured values is based, which are generated at equidistant points in time during the measurement time.

10. The method according to claim 9, characterized in that a sub-size of the output values is selected around this supply a generator circuit for forming a composite value of the optical density in the evaluation of state changes with endpoints.

11. The method according to claim 9, characterized in that a circuit for forming a number of slope values a curve is provided that is based on the initial values and the evaluation of flowing changes in state serve, these output values being fed to a generator circuit.

12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that the output values are fed to a generator circuit for forming a composite value of the optical density and that a signal corresponding to the composite value of the optical density is fed to the data processing device in order to generate a signal based on the value of the op to calculate density tables based Auegangswert the concentration readings.

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