DE3149211C2 - Verteilvorrichtung für ein chemisches Analysegerät - Google Patents
Verteilvorrichtung für ein chemisches AnalysegerätInfo
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Abstract
Bei einer Verteilervorrichtung zum Ansaugen einer gewünschten Menge einer Probenflüssigkeit aus einem Probengefäß (1) und Abgeben der so angesaugten Probenflüssigkeit in ein Reaktionsgefäß ist eine Pipette (2) zum Ansaugen und Abgeben der Probenflüssigkeit mit einer von einem Schrittmotor (5) angetriebenen Spritze (3) verbunden. Eine fotoelektrische Detektoreinrichtung (11, 12) stellt fest, ob die Probenflüssigkeit einen im voraus festgelegten Pegel im Probengefäß (1) erreicht, und die von der Spritze (3) angesaugte tatsächliche Probenflüssigkeitsmenge wird von einem Zähler (10) erfaßt, der während des Ansaugvorganges Takt impulse zählt. Wenn der Probenflüssigkeitsspiegel unter den im voraus festgelegten Pegel sinkt, wird der Zählvorgang gestoppt. Die tatsächliche Menge der angesaugten Probenflüssigkeit in der Pipette (2) wird mit einem in einem Speicher (16) gespeicherten gewünschten Wert verglichen. Wenn die tatsächlich angesaugte Flüssigkeitsmenge kleiner als die gewünschte Menge ist, wird ein Warnsignal erzeugt.
Description
ίο Die Erfindung betrifft eine Verteilvorrichtung für ein
chemisches Analysegerät zum Abgeben einer bestimmten Menge Flüssigkeit aus einem ersten Gefäß in ein
zweites Gefäß mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Verteilvorrichtung ist aus der US-PS 42 28 831 bekannt. Dort sind eine Pipette und ein FIüssigkeits-Niveaufühler
auf einem gemeinsamen Träger montiert und bewegen sich synchron. Die Pipette ist so
angeordnet, daß sie um einen konstanten Betrag tiefer ragt als der Niveaufühler. Mit einer derartigen Anordnung
ist sichergestellt, daß immer mit einer konstanten, vorgegebenen Eintauchtiefe Flüssigkeit aus dem Gefäß
abgesaugt wird.
Aus der DE-OS 19 03 077 ist eine Verteilvorrichtung mit einer Pipette bekannt, bei der zum Ermitteln des Flüssigkeitsstandes eine die Flüssigkeit durchstrahlende photoelektrische Einrichtung vorgesehen ist
Aus der DE-OS 19 03 077 ist eine Verteilvorrichtung mit einer Pipette bekannt, bei der zum Ermitteln des Flüssigkeitsstandes eine die Flüssigkeit durchstrahlende photoelektrische Einrichtung vorgesehen ist
Bei automatischen Analysegeräten werden zum Abgeben verschiedener Arten von Flüssigkeiten, wie z. B.
Proben, Reagentien und Verdünnungsmitteln, mittels einer Pipette verschiedene Verteilvorrichtungen benutzt,
die auch dann ansaugen, wenn der Flüssigkeitszustand in einem Gefäß unter das vordere Ende einer Pipette
absinkt und somit Luft in die Pipette angesaugt wird.
Die in die Pipette angesaugte Flüssigkeitsmenge ist in diesem Falle kleiner als eine bestimmte abzugebende
Menge. Daraus ergibt sich, daß die im voraus festgelegte Flüssigkeitsmenge nicht abgegeben werden kann und
Falschmessungen auftreten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Verteilvorrichtung so auszugestalten, daß
Falschmessungen, die auf eine zu geringe Menge der abgegebenen Flüssigkeit zurückzuführen sind, vermieden
werden können.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.
Bei der Verteilvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gibt das zweite Signal die Flüssigkeitsmenge an, die bis
zur Erzeugung dieses Signals durch die Pipette hindurch angesaugt worden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher
erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine Ausführungsform der Verteilvorrichtung, F i g. 2 eine andere Ausführungsform der Verteilvorrichtung
und
F i g. 3 eine weitere Ausführungsform der Verteilvorrichtung.
Gemäß Fig. 1 ist ein Gefäß 1 zur Aufnahme einer
Probelösung auf beispielsweise einem Drehtisch einer Probenehmervorrichtung eines nicht dargestellten automatischen
Analysegerätes angeordnet. Eine Pipette 2 ist vertikal und waagerecht beweglich und wird zum
Ansaugen der Probe zuerst in die Probelösung eingetaucht, sodann nach oben bewegt und in waagerechter
Richtung in eine Stellung über einem nicht dargestellten
weiteren Gefäß transportiert, in welches dann die angesaugte Probelösung abgegeben wird. Die Pipette 2 ist
mit einer als Pumpe dienenden Spritze 3 über ein Verbindungsrohr 4 verbunden. Die Spritze 3 wirkt als Pumpe
zum Ansaugen und Ausspritzen der Probe und hat einen Zylinder 3Λ, einen in ihm beweglichen Kolben 3B
und eine Kolbenstange 3C, die an einem Ende mit dem Kolben 3ß verbunden und am anderen Ende mit einem
Schrittmotor 5 über einen entsprechenden Verbindungsmechanismus 5A gekuppelt ist Durch Drehenlassen
des Schrittmotors 5 wird die Kolbenstange 3Cund damit der Kolben "'S auf- und abbewegt Die Spritze 3
ist ferner über ein Ventil 6 und eine Waschpumpe 7 mit einem Gefäß 8 für Waschflüssigkeit verbunden, um die
Pipette 2 durch Hindurchleiten einer Waschflüssigkeit zu waschen.
Mit Steuerung durch eine nicht dargestellte Steuerschaltung, die beispielsweise ein Mikrorechner sein
kann, werden dem Schrittmotor 5 von einer Treiberschaltung 9 Betätigungsimpulse in einer bestimmten
Anzahl zugeführt Die Zahl dieser impulse wird von einem Zähler 10 gezählt Am Probenfluß 1 sind eine
Lichtquelle 11 und ein Lichtempfänger 12 so einander gegenüber angeordnet, daß, wenn die Pipette 2 zum
Ansaugen in die Flüssigkeit im Probengefäß 1 eingetaucht ist, eine optische Achse OP nicht tiefer verläuft
als das vordere Endstück der Pipette 2. Wenn dann ein von der Lichtquelle 11 ausgesendeter Lichtstrahl durch
die Flüssigkeit im Probengefäß 1 hindurchgetreten ist, wird er vom Lichtempfänger 12 aufgefangen. Der Lichtempfänger
12 ist mit einem Eingang eines Vergleichers 13 verbunden, dessen anderer Eingang an eine Spannungsquelle
14 mit veränderbarer Spannung angeschlossen ist
Wenn infolge des Absinkens des Flüssigkeitsstandes unter die optische Achse OP ein Ausgang des Lichtempfängers
12 größer wird als eine von der Spannungsquelle 14 erzeugte Vergleichsspannung, gibt der Vergleicher
13 ein Zählstoppsignal an den Zähler 10 ab, um die Zählung de Betätigungsimpulse aus der Treiberschaltung
9 zu stoppen. Der Zähler 10 ist an einen Diskriminator 15 angeschlossen und führt ihm seinen Zählstand
zu, der eine durch die Pipette 2 hindurch angesaugte tatsächliche Flüssigkeitsmenge darstellt. An den Diskriminator
15 ist ein Speicher 16 angeschlossen, in den mittels der Steuerschaltung die Anzahl der Betätigungsimpulse
eingegeben worden ist, die zum Ansaugen der abzugebenden bestimmten Flüsigkeitsmenge notwendig
sind. Die im Speicher 16 so gespeicherte Zahl wird dem Diskriminator 15 Zi geführt, in dem der Zählstand
des Zählers 10 mit dem im Speicher 16 gespeicherten gewünscht2n Wert verglichen wird. Wenn der Zählstand
kleiner als die gewünschte Zahl ist, steuert der Diskriminator 15 eine Warneinheit 17 an, damit ein
Warnsignal erzeugt wird.
Es folgt nun eine weitere Erläuterung der Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Verteilervorrichtung.
Wenn die Steuerschaltung dem Schrittmotor 5 die Betäligungsimpulse
aus der Treiberschaltung 9 zuführt, wird die Kolbenstange 3Cnach unten bewegt, so daß Probelösung
aus dem Probengefäß 1 in die Pipette 2 angesaugt wird. Dabei ist das Ventil 6 geschlossen. Nach dem
Ansaugen einer im voraus festgelegten Menge Probelösung wird die Pipette 2 über das Reaktionsgefäß gebracht,
und der Schrittmotor 5 wird erneut betätigt, um die Probelösung in das Reaktionsgefäß abzugeben. Sodann
wird die Pipette 2 'v. eine nicht dargestellte Waschposition transportiert, um die Waschflüssigkeit aus dem
zugehörigen Gefäß 8 mittels der Waschpumpe 7 durch das nunmehr geöffnete Ventil 6 und die Hipette 2 hindurchzufördern,
so daß die Spritze 3, die Pipette 2 u-.id das Verbindungsrohr 4 gewaschen werden.
Wenn der Flüssigkeitsstand der Probelösung im Probengefäß 1 nach der Ansaugung noch höher ist als die
nahe dem vorderen Ende der Pipette 2 verlaufenden optische Achse OP, werden die zum Ansaugen dem
Schrittmotor 5 zugeführten Betätigungsimpulse alle vom Zähler 10 gezählt, weil dieser vom Vergleicher 13
kein Zählstoppsignal erhält. Weil in diesem Falle der Zählstand des Zählers 10 gleich ist dem im Speicher 16
gespeicherten gewünschten Wert, wird kein Warnsignal ausgelöst Wenn dagegen der Pegel der Probelösung
während der Ansaugung unter die optische Achse OP sinkt werden vom Zähler 10 nicht alle der von der Treiberschaltung
9 dem Schrittmotor 5 zugeführten Betätigungsimpulse gezählt, weil der Zähler 10 während der
Ansaugung vom Vergleicher 13 das Zählstoppsignal erhält Daher wird der Zählstand des Zählers 10 kleiner als
der im Speicher 16 gespeicherte gewünschte Wert und der Diskriminator 15 sendet der Warnelnheit 17 ein Signal,
um eine Warnung auszulösen.
Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt si"h, daß bei der Verteilervorrichtung jedesmal, wenn die angesaugte
Menge kleiner ist als die im voraus festgelegte Menge, das Warnsignal vor der Abgabe der angesaugten
Flüssigkeit erzeugt wird. Deshalb können Falschmessungen zuverlässig verhindert und anomale Analyseergebnisse
in Analyseberichten durch warnende Hinweise kenntlich gemacht werden.
Wenn die angesaugte Probelösung mittels der Pipette
2 einmal in mehrere Reaktionsgefäße abgegeben werden soll und eine erforderliche Menge Probelösung
nicht angesaugt wird, laß; sich eine in die Spritze 3
angesaugte Menge Probelösung anhand des Zählstandes des Zählers 10 feststellen. Durch vorheriges Festlegen
einer Priorität für die zu bestimmenden Proben ist es daher möglich, die Probenlösung in Reaktionsgefäße
abzugeben, denen die höchste Prioritätsstufe 1 zugewieser worden ist. und das Warnsignal nur für die Proben
auszulösen, bei denen eine Verteilung nicht vorgenommen werden kann. In einem solchen Falle ist es auch
möglich, die Probenabgabe für diejenigen Pi oben wegfallen zu lassen, für welche die vorbestimmten Probenmengen
nicht mit Steuerung durch die Steuerschaltung abgegeben werden können.
Außerdem können als Einrichtung zum Feststellen des Flüssigkeitsstandes der Probenlösung anstelle der
vorstehend beschriebenen fotoelektrischen Meßeinrichtung verschiedene bekannte Einrichtungen verwendet
werden, z. B. Einrichtungen zum Messen eines elektrischen
Widerstandes zwischen Elektroden, zum Erfassen einer Lichtreflexion oder eines Ultraschallrückwurfs,
oder zum Messen einer elektrostatischen Kapazität zwischen einer Elektrode und einer Flüssigkeitsoberfläche.
In Fig. 2, die eine andere Ausführungsform der Verteilervorrichtung
'eigt sind aus Gründen der Vereinfachung
Bauteile, die der Ausführungsform gemäß F i g. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Beim gezeigten Beispiel dient zum Betätigen der Spritze
3 statt des Schrittmotors 5 ein üblicher Wechsel- oder Gleichstrom-Motor 20. Diesem wird daher ein elektrischer
Betätigungssh'om während einer Zeitspanne zugeführt,
in der die im voraus festgelegte Menge der Probenlösung mit Steuerung durch die nicht dargestellte
Steuerschaltung angesaugt werden kann. Ferner ist
bei dieser Ausführungsform mit dem Zähler 10 ein Taktimpulsgeber 21 über ein Torglied 22 verbunden, an das
auch der Ausgang des Vergleichers 13 angeschlossen ist. Das Torglied 22 wird gesperrt, wenn der Vergleicher 13
das Zählstoppsignal sendet, und wird auf Durchlaß geschaltet, wenn kein Signal erzeugt wird. Der Taktimpulsgeber
21 arbeitet kontinuierlich, seine Impulse werden vom Zähler 10 jedoch nur während der Zeitspanne
gezählt, in der die Treiberschaltung 9 dem Motor 20 elektrischen Betätigungsstrom zuführt. Im Speicher 16
ist ein gewünschter Zählstand gespeichert, der gleich ist der Zahl der Impulse, die der Taktimpulsgeber 21 während
einer Zeitspanne erzeugt, in welcher zum Ansaugen der im voraus festgelegten Flüssigkeitsmenge der
elektrische Betätigungsstrom dem Motor 20 zugeführt wird.
Die Arbeitsweise ist gleich mit der der zunächst beschriebenen Ausführungsform: Wenn der Flüssigkeitsstand
der Probenflfissigkeit im Probengefäß 1 die optische
Achse OP der von der Lichtquelle 11 und dem Lichtempfänger 12 gebildeten fotoelektrischen Detektoreinrichtung
nicht erreicht, gibt der Vergleicher 13 kein Zählstoppsignal an das Torglied 22 ab, welches
daher auf Durchlaß geschaltet ist. Der Zahlstand des Zählers 10 wird gleich mit dem im Speicher 16 gespeicherten
gewünschten Wert, so daß die Warneinheit 17 kein Warnsignal erzeugt. Wenn dagegen der Pegel der
Probenlösung während der Ansaugung unter die optische Achse OP sinkt, wird das Zählstoppsignal erzeugt
und sperrt das Torglied 22. Der Zählstand des Zählers 10 wird daher kleiner als der gewünschte Wert im Speicher
16, und der Diskriminator 15 steuert die Warneinheit 17 mit einem Warnsignal an, welches anzeigt, daß
die vorbestimmte Probenmenge nicht angesaugt worden ist.
Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform der Verteilervorrichtung ist die optische Achse OPder von
der Lichtquelle 11 und dem Lichtempfänger ^gebildeten Lichtmeßeinrichtung etwas über dem Niveau angeordnet,
das dem vorderen Endstück der Pipette 2 entspricht, um 7i! verhindern, daß die Spritze 3 Luft ansaugt,
wenn der Pegel der Probenlösung unter das dem vorderen Ende der Pipette 2 entsprechende Niveau
sinkt. Nach der Feststellung, daß der Pegel der Probenlösung an der optischen Achse OP liegt, saugt die Spritze
3 während einer bestimmten, kurzen Zeitspanne an, bis die Probenlösungsoberfläche bis in die Nähe des
vorderen Endes der Pipette 2 kommt. Danach wird der Ansaughub der Spritze 3 gestoppt. Zu diesem Zweck
wird bei der gezeigten Ausführungsform das vom Vergleicher 13 erzeugte Signal über eine Verzögerungsschaltung 23 einem Stoppsignalgeber 24 zugeführt, der
danach ein Stoppsigna! der Treiberschaltung 9 zuführt, um die Ansteuerung des Schrittmotors 5 mit den Betätigungsimpulsen
aus der Treiberschaltung 9 zu stoppen. Zur gleichen Zeit beendet der Zähler 10 seinen Zählvorgang.
Wenn bei dieser Ausfuhrungsform die Probenlösungsoberfläche
die optische Achse OP erreicht, wird das Signal vom Vergleicher 13 zur Verzögerungsschaltung
23 gesendet, die es nach Ablauf der eingestellten Zeitverzögerung zum Stoppsignalgeber 24 weiterleitet.
Während dieser Verzögerungszeit wird die zwischen der optischen Achse OP und dem dem vorderen Ende
der Pipette 2 entsprechenden Niveau eingeschlossene Probenlösung von der Spritze 3 angesaugt. Sodann gibt
der Stoppsignalgeber 24 das Stoppsignal an die Treiberschaltung 9 ab, um die Zuführung der Betätigungsimpulse
zum Schrittmotor 5 zu stoppen, so daß die Betätigung
des Schrittmotors 5 beendet wird und die Spritze 3 aufhört, anzusaugen. Weil dem Schrittmotor 5 von der
Treiberschaltung 9 keine Betätigungsimpulse mehr zugeführt werden, weicht der Zählstand des Zählers 10
vom im Speicher 16 gespeicherten Wert ab, so daß das Signal der Warneinheit 17 zugeführt wird, welche ein
Warnsignal erzeugt.
Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsbeispiel
to ist es möglich, den Ansaughub der Spritze 3 zu stoppen, bevor die Probenlösungsoberfläche einen Schwellenpegel
erreicht, bei dem keine Flüssigkeit mehr angesaugt werden kann. Außerdem ist die in Fig.3 dargestellte
Verteilervorrichtung durch Abwandeln der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erhalten worden. Es ist möglich,
eine solche Änderung auch bei der Ausfuhrungsform gemäß F i g. 2 vorzunehmen. Femer ist es bei der
Ausführungsform gem&ß F i g. 3 notwendig, die von der optischen Achse OP definierte Lage der Lichtmeßeinrichtung
so zu wählen, daß das zwischen ihr und dem Niveau des vorderen Endes der Pipette 2 eingeschlossene
Volumen der Probenlösung die von der Spritze 3 anzusaugende Gesamtmenge der Probenlösung nicht
übersteigt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird eine unzureichende Menge Probenflüssigkeit
durch Vergleichen der Anzahl der gezählten Impulse mit dem im voraus festgelegten Wert festgestellt. Es ist
aber auch möglich, diesen Vergleich analog durchzufüh-
ren, indem beispielsweise der Betrag einer während der Ansaugzeit in einem Kondensator gespeicherten elektrischen
Ladung mit einer im voraus festgelegten Spannung verglichen wird.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Verteilvorrichtung für ein chemisches Analysegerät
zum Abgeben einer bestimmten Menge Flüssigkeit aus einem ersten Gefäß in ein zweites Gefäß
mit einer in die Flüssigkeit im ersten Gefäß einzutauchenden Pipette, einer mit der Pipette verbundenen
Pumpe zum Ansaugen einer Flüssigkeitsmenge und Abgeben in das zweite Gefäß, einem Antrieb für die
Pumpe und einem Fühler für den Flüsssigkeitsspiegel im ersten Gefäß, dadurch gekennzeichne
t, daß der Fühler (11,12,13,14) beim Absaugen
ein Absinken des Flüssigkeitsspiegels unter einen nicht unterhalb dem Ansaugende der in das erste
Gefäß (1) eingetauchten Pipette (2) liegenden, vorgegebenen Pegel ein erstes Signal erzeugt, daß eine
Einrichtung (9,10) zum Erzeugen eines der Leistung des Antriebes (5,20) der Pumpe (3) entsprechenden
zweiten Sjgnales vorgesehen Lct und daß eine das
erste und daj zweite Signal verarbeitende Schaltung
(15, 16) vorgesehen ist, die die mit der Pipette (2)
angesaugte Flüssigkeitsmenge ermittelt und die ein Unterscheidungssignal gibt, v/enn die angesaugte
Flüssigkeitsmenge unter einer im voraus festgelegten Flüssigkeitsmenge liegt.
2. Verteilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9,10) zum Erzeugen
eines der Leistung des Antriebes (5) der Pumpe (3) entsprechenden zweiten Signales einen
Zähler (10) aufweist, der während einer Zeitspanne, in der der Antrieb (5) der Pumpe (3) betätigt ist.
Impulse zählt und bei Empfa .g des ersten Signales ausgeschaltet wird.
3. Vorrichtung nach Anspruc 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb (5) ein Schrittmotor ist, dem von einer Treiberschaltung (9) Betätigungsimpulse
zugeführt werden, und daß die vom Zähler (10) zu zählenden Impulse von der Treiberschaltung (9)
zugeführt werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Taktimpulsgeber (21) zum Erzeugen
der vom Zähler (10) zu zählenden Impulse und ein Torglied (22) vorgesehen sind, wobei das Torglied
zwischen den Taktimpulsgeber (21) und den Zähler (10) geschaltet ist und bei Empfang des ersten
Signales gesperrt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler eine Lichtquelle (11), einen
Lichtempfänger (12) und einen Vergleicher (13) zum Vergleichen eines Ausgangssignales des Lichtempfängers
(12) mit einem vorgegebenen Vergleichssignal umfaßt, wobei die optische Achse (OP) der
Lichtquelle (U) und des Lichtempfängers (12) dem Pegel entspricht.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel höher als das
Ansaugende der Pipette (2) liegt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung
vorgesehen ist, welche die Betätigung des Antriebes (5) beendet, sobald das erste Signal erzeugt
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verzögerungsschaltung (23) zum
Verzögern des ersten Signales und ein Stoppsignalgeber (24) vorgesehen sind, welcher aufgrund des
verzögerten ersten Signales ein Stoppsignal für den
Antrieb (5) erzeugt
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Warneinheit (17) vorgesehen ist, die aufgrund des Untarscheidungssignales ein Warnsignal erzeugt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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DE3149211C2 true DE3149211C2 (de) | 1986-04-24 |
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ID=15996949
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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