EP3718637B1 - Laborzentrifuge, verfahren zum betreiben einer laborzentrifuge und verfahren zum herstellen einer laborzentrifuge - Google Patents

Laborzentrifuge, verfahren zum betreiben einer laborzentrifuge und verfahren zum herstellen einer laborzentrifuge Download PDF

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EP3718637B1
EP3718637B1 EP19167517.2A EP19167517A EP3718637B1 EP 3718637 B1 EP3718637 B1 EP 3718637B1 EP 19167517 A EP19167517 A EP 19167517A EP 3718637 B1 EP3718637 B1 EP 3718637B1
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EP
European Patent Office
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laboratory centrifuge
state
ready
closure
locations
Prior art date
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EP19167517.2A
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English (en)
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EP3718637A1 (de
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Uwe Beukert
Thomas Sporn
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Eppendorf SE
Original Assignee
Eppendorf SE
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/02—Casings; Lids
    • B04B7/06—Safety devices ; Regulating

Definitions

  • the invention relates to a laboratory centrifuge with a closure for closing an opening of the laboratory centrifuge, a method for operating such a laboratory centrifuge and a method for producing such a laboratory centrifuge.
  • Centrifuges in particular laboratory centrifuges, are used to separate components of mixtures centrifuged in a container of the laboratory centrifuge by utilizing the inertia. Thereby high speeds of rotation occur.
  • Laboratory centrifuges are centrifuges whose centrifuge rotors work at preferably at least 3,000, preferably at least 10,000, in particular at least 15,000 revolutions per minute and mostly on workstations that are elevated from the floor, such as. B. Tables can be placed. In order to be able to place them on a work table, they have in particular a form factor and / or external dimensions of less than 1 m ⁇ 1 m ⁇ 1 m. Your installation space is therefore limited. The depth of the device is preferably limited to a maximum of 70 cm.
  • laboratory centrifuges are also known which are designed as floor-standing centrifuges and in particular have a height of 1 m to 1.5 m in order to be able to place them on the floor of a room. Laboratory centrifuges are designed in particular for demixing at least one laboratory sample and / or for use in a laboratory.
  • This laboratory can in particular be a chemical, biological, biochemical, medical, pharmaceutical, food technology and / or forensic laboratory. Such laboratories are used for research and / or the analysis of laboratory samples, but can also be used for the production of products using laboratory samples or for the production of laboratory samples.
  • the container can be a permanent part of the laboratory centrifuge or, in particular, can be arranged temporarily on and / or in the laboratory centrifuge together with a sample for treating and / or generating the sample.
  • the laboratory centrifuge in particular a treatment device of the laboratory centrifuge, in particular has at least one rotor on and / or in which the at least one laboratory sample can be arranged.
  • the laboratory centrifuge, especially the Treatment device of the laboratory centrifuge has at least one drive device by means of which the rotational movement of the rotor about an assigned axis of rotation can be driven.
  • the samples can be arranged in the at least one rotor, in particular in laboratory containers, for example sample tubes, which are arranged in suitable holders in the rotor.
  • the laboratory centrifuge in particular the treatment device of the laboratory centrifuge, preferably has at least one heating / cooling device with which the temperature of the at least one sample arranged in the rotor can be controlled and / or regulated.
  • the laboratory centrifuge in particular the treatment device of the laboratory centrifuge, preferably has a timer device with which the temporal parameters of the rotation or temperature setting can be controlled.
  • a centrifuge can perform a separation process in which in particular the constituents of suspensions, emulsions and / or gas mixtures are separated.
  • the device-controlled treatment of the at least one laboratory sample corresponds in a laboratory centrifuge to a rotation treatment to which the at least one sample is subjected.
  • Possible parameters, in particular program parameters, in particular user parameters that are used to influence a rotational treatment, define in particular a temperature of the laboratory centrifuge, a rotational speed of the laboratory centrifuge, a time parameter of the rotation or temperature setting and / or at least one process parameter that defines the process, in particular the sequence , influences or defines a rotation program consisting of several rotation steps.
  • the temperature of the laboratory centrifuge can in particular be at least one temperature inside the at least one rotor, in particular at least one temperature of at least one sample.
  • laboratory centrifuges can therefore have at least one closure for closing an opening of the laboratory centrifuge.
  • the opening enables the mixture to be separated to be introduced into the laboratory centrifuge. Since laboratory centrifuges are operated at the high speeds mentioned above, personal protection must also be ensured.
  • direct or immediate external interaction with the rotor or parts and objects connected to it should be excluded. By closing the opening, such a direct or immediate interaction is prevented in any case through the opening.
  • a sensor that is used is defective and therefore generates a signal, for example, that indicates a closed seal on the laboratory centrifuge, although the seal is not yet closed or not fully closed. It is also possible that disruptive external influences influence the signal from a sensor. It is also possible to manipulate a sensor in order to still be able to operate the laboratory centrifuge with the lid open. E.g. a permanent magnet can be brought into the vicinity of a magnetic field sensor of the centrifuge by a manipulating person.
  • JP2016-193399 A describes a closure device, for example for a centrifuge.
  • a lid can be closed using a locking mechanism.
  • a detection device has four detection units which detect a state of the lid and the closure device at different locations. If a certain one of the detection units goes into a non-energized state, a time measurement is started and, on the basis of the elapsed time span, it can be determined to what extent the rotation of a main shaft of the centrifuge has slowed down.
  • a centrifuge whose lid is automatically secured when closed.
  • a control device uses a first sensor and a second sensor to identify the rotational position in which it is Disk element is located, which is attached to a drive shaft on the drive shaft of the centrifuge that it rotates concentrically therewith.
  • the cover can or cannot be opened.
  • the location of the detection is in particular the location at which the sensor is located, the use of which is used to detect the state or process.
  • the location of detection can be a location that the sensor monitors from a distance. This can be called remote monitoring.
  • the locations are each a local area that can be larger or smaller depending on the type of sensor.
  • the various locations are spaced from one another.
  • the local areas of different locations are not identical, even if, in the case of remote monitoring, they can partially overlap or directly adjoin one another. If the local areas overlap one another, however, it is impossible for the various sensors which are assigned to the overlapping local areas to detect the occurrence only in the common overlapping area when the event to be detected occurs.
  • the invention also includes configurations in which the local areas of the different locations do not overlap. The local areas can, however, directly adjoin one another.
  • the sensors that can be used include both active sensors, which independently output at least one signal, and passive sensors, the state of which is determined by a device external to the sensor.
  • Active sensors are, for example, magnetic field sensors, pressure sensors or brightness sensors, the invention not being restricted to these types of active sensors. Active sensors can, for example, output an electrical signal and / or a communication signal of another type (such as a radio signal).
  • An example of passive sensors are electrical switches. Depending on whether an electrical contact of the switch is closed or opened, an electrical current flow through the switch may or may not take place. The state of the respective sensor can be read out by applying or applying an electrical voltage and detecting the flow of electrical current through the switch. This detection can take place at a different location than at the location of the sensor.
  • At least one sensor is used at each of the plurality of locations of the laboratory centrifuge at which the start of the operational state or its emergence is or is to be recorded.
  • a sensor is moved from one of the locations to another of the locations and successively records the state or its emergence at one location and at the other.
  • the majority of locations are, in particular, locations that do not change due to the fact that the closure is in the process of closing the closure or the operation of opening the shutter is moved.
  • the detection sensors are preferably not arranged on the closure. However, this is not ruled out either.
  • a sensor arranged on the lock can detect the closed state of the lock by a magnet not arranged on the lock generating a magnetic field at the location of the sensor which only reaches or exceeds a threshold value in the closed state.
  • the operation of the laboratory centrifuge is only released if the beginning of the operational state of the closure and / or the emergence of the operational state is detected within a time interval of a predetermined length at the plurality of locations.
  • this is the case when the beginning of the operational state of the closure is detected by means of at least one sensor at each of the plurality of locations within the mentioned time interval.
  • this is not the case if the operational state of the closure is not detected within the specified time interval at one of the plurality of locations.
  • the operational state can also be monitored at one of the plurality of locations and the emergence of the operational state can be monitored at at least one other of the plurality of locations.
  • the combination of the monitoring measures at different locations of the laboratory centrifuge and the release of the operation of the laboratory centrifuge only if the beginning of the operational state of the closure and / or its creation has been recorded at the different locations has the advantage that monitoring and monitoring errors In particular, errors in a sensor do not lead to the unintentional release of operation or only with a low probability.
  • the combination also has the advantage that manipulation of the monitoring is made more difficult. The safety of the operation of the laboratory centrifuge is therefore increased.
  • sensors can be used for detection which, depending on the monitored state or process, generate a signal or themselves enter a state corresponding to the monitored state.
  • Various observation variables can thus be monitored with the respective sensor, such as magnetic field strength, pressure or brightness.
  • a closed cover can exert mechanical pressure on a sensor, a closed cover can switch a limit switch on or off, a closed cover can shield a light sensor from previously incident light, or a closing cover can use a magnet, in particular a permanent magnet, a magnetic field sensor (e.g. B. a Hall sensor).
  • the sensor can e.g. generate an electrical signal or establish an electrical contact (e.g. in the case of a reed switch) so that the process of closing the lid and / or the state of the closed closure can be detected.
  • the process of locking the lock and / or the locked state can be detected in the same way.
  • the above-described features of a detection can be implemented individually or in any combination in the laboratory centrifuge, occur when the method for operating a laboratory centrifuge is carried out, and can be provided in the manufacture of a laboratory centrifuge.
  • the closure can serve to close an opening as access to a container and / or space for receiving at least one laboratory sample.
  • the closure can in particular be a cover for closing an opening for introducing a sample into the centrifuge and / or for removing a sample from the centrifuge.
  • the closure can be designed as a lid, e.g. B. as a lid that delimits an interior space for receiving a laboratory sample to be treated by the laboratory centrifuge at the top.
  • the closure does not have to be arranged above or not completely above said interior space in its closed state.
  • the operational state of the closure can in particular be defined by one or both of the following states: (a) The closed state of the closure, e.g. when a seal on the edge of a lid rests around the opening closed by the lid on the edge of the opening, and ( b) the state of locking of the shutter in its closed position.
  • z. B. increasingly a mechanical pressure exerted by the closure on the housing and / or another part of the centrifuge, or is z. B. a lock, which can only be actuated after the closure of the lock, is actuated.
  • the creation can therefore be detected, for example, by a pressure sensor and / or by monitoring the actuation of the lock.
  • the operational state is monitored, then it is preferably determined repeatedly or continuously or not determined, depending on which is the case, that the event has occurred.
  • a sensor signal indicating the occurrence of the event can be waited for or a passive sensor is read continuously or repeatedly, e.g. by reading out data and / or by applying an electrical voltage to the sensor .
  • a passive sensor is read continuously or repeatedly, e.g. by reading out data and / or by applying an electrical voltage to the sensor .
  • the beginning of the state is therefore determined when the operational state of the closure is monitored.
  • a point in time of the beginning can be explicitly determined or the event occurs and the detection of the state leads to the execution of at least one further function of the state detection device, such as B. the output of a release signal to enable the operation of the laboratory centrifuge.
  • the event is the creation of the operational state
  • the same applies whereby the creation is a process and thus takes place over a period of time.
  • the start and / or the end of the process can be recorded. However, it can also be recorded at one or more times during the process that the process is running.
  • the state detection device detects the state or the emergence of the state at a plurality of locations of the laboratory centrifuge. This is equivalent to using a plurality of sensors, since two different copies of sensors cannot be in the same place.
  • the same sensor is used one after the other to determine the state or its occurrence at different locations. For example, the same sensor can be moved quickly from one location to the other or (e.g. by receiving measurement radiation from different locations) monitor different locations at the same time. In the latter case, however, the sensor can independently monitor the occurrence of the event for the various locations.
  • the sensor can therefore detect the occurrence of the event at one location and independently of this the occurrence of the event at the other location and, for example, when the event occurs, generate a signal in each case, it being possible for the signals to be distinguishable from one another.
  • the sensor is designed in this case in such a way that the occurrence of the event only at one of the two locations or generally only at some of the monitored locations does not lead to the operation of the laboratory centrifuge being released.
  • the monitoring at different locations means that it is e.g. possible to monitor the occurrence of the condition at one of the locations and (i.e. the occurrence of the event) and to monitor the occurrence of the condition at another of the locations.
  • the occurrence of the state can alternatively be monitored at all locations or the occurrence of the state can be monitored at all locations.
  • the various sensors are each spaced apart from one another.
  • the distance between the sensors and, if present, the associated activators is preferably so large that the sensors can monitor the occurrence of the respective event without influencing one another.
  • the distance between the various activators is so great that none of the activators influences a sensor to which it is not assigned with regard to the generation of the sensor signal.
  • the activators are magnets and the sensors are magnetic field sensors. If, for example, limit switches are provided as sensors, which in the closed state of the closure of material areas of the closure are actuated, then not the entire closure is the activator, but the material areas of the closure (for example protrusions).
  • optical sensors for example, do not necessarily need an associated activator.
  • the closed state of the closure can be monitored by an optical sensor by detecting the passage or non-passage of light from the environment through a space between the cover and the housing.
  • the status can be monitored at one or more of the locations and the development of the status can be monitored at one or more of the locations.
  • the emergence of the closed state and / or at least another of the locations the emergence of the locked state can be monitored at at least one of the locations.
  • the condition detection device only enables operation of the laboratory centrifuge or is configured accordingly or is configured accordingly if the event monitored at the plurality of locations (start of the operational state or emergence of the operational state) within a time interval of a predetermined length at the majority of Places.
  • operation is only released if the start of the operational state at both locations lies within the time interval and this is determined.
  • separate detection processes assigned to the respective location therefore take place for the respective monitored locations.
  • the occurrence of the event is determined individually by these detection processes.
  • the time at which the first event occurs is the start of the time interval.
  • the occurrence of the first event can trigger the start of a timer that outputs a signal at the end of the time interval.
  • the time interval does not start again if another event occurs.
  • the event as expressed above by “and / or”, can also consist of the detection that the closure is in the closed and in the locked state or that the process of closing and the process of Locking the Closure is detected. If the process of locking the closure only begins after the process of closing the closure or after the start of the process of closing the closure, in this case the time at which the event occurs can also be defined by the fact that the process of closing has already been recorded and then the process of locking is recorded. In this case, the detection of the locking process determines the time of the event on condition that the closing process has also been detected. If (e.g.
  • the locking process can only be started when the closed state of the lock has been reached, then monitoring the lock is sufficient of the lock, either the locked state or the locking process.
  • the time interval has, for example, a length of no more than 5 seconds, in particular no more than 3 seconds and preferably no more than 1 second.
  • the length range of a time interval of predetermined length also includes the length 0, so that it can be predetermined that the events must occur at the different locations at the same time so that the operation of the centrifuge is enabled. However, this is not preferred, since further processing of the sensor signals or reading out of the sensors can be carried out one after the other.
  • the closed state of the lock can possibly only be ascertained or recorded one after the other at different locations.
  • a closure which can be rotated about an axis of rotation running transversely to the normal to the opening to be closed in order to open and close the closure.
  • mechanical pressure for example, can build up earlier between the lock and the housing than further away from the axis of rotation.
  • a time interval of a predetermined length other than zero when monitoring various events e.g. shutter is closed at one location and shutter is locked at another location
  • the state detection device can have at least one sensor for detecting the operationally ready state and / or its emergence, the sensor being arranged at one of the plurality of locations.
  • at least one sensor can be arranged in such a way that it is not arranged at one of the plurality of locations or at least not at all locations at which it monitors the state and / or its development. Rather, in this case, the sensor monitors the state and / or its emergence from a distance from the location. Examples of sensors which are arranged at the location itself and which also monitor from a distance to the location have already been discussed.
  • the state detection device can have at least one electrical switch for detecting the operationally ready state and / or its emergence, the switch being arranged at one of the plurality of locations.
  • An electrical switch is an embodiment of a sensor, in particular a sensor, which is arranged at the location at which the state and / or its development is monitored.
  • the method for operating a laboratory centrifuge can be designed in accordance with the cases mentioned in the preceding paragraphs, i. H. use the sensor or switch for the stated purpose.
  • condition detection device of the laboratory centrifuge can be designed to enable operation of the laboratory centrifuge only if it continues the closed and / or locked, operational state of the closure detected at the plurality of locations of the laboratory centrifuge.
  • the state detection device of the laboratory centrifuge can no longer enable or disable the operation of the laboratory centrifuge if it no longer detects the existence of the closed and / or locked, operational state of the closure at one of the plurality of locations of the laboratory centrifuge.
  • the method for operating the laboratory centrifuge can be designed accordingly in order to detect the continued existence and / or the non-existence.
  • the persistence is detected in particular by the fact that the state is repeatedly or continuously monitored.
  • an active sensor that is used for monitoring can repeatedly and, in particular, cyclically or continuously output a signal from which it can be concluded whether the operational status is present or not.
  • the operational state can be that the shutter is closed, the shutter is locked, or the shutter is closed and locked.
  • a passive sensor can in particular be read out repeatedly, e.g. cyclically, or continuously, whereby, as mentioned above, e.g. the application of an electrical voltage to the sensor (e.g. an electrical switch) also represents a readout.
  • Persistence can be monitored before operation is enabled for the first time after the shutter has been closed.
  • the continuation of the operational status is an additional condition for the release of the operation.
  • the continuity can be monitored after the operation has been released. In this way, it can be determined, especially during operation, that operation must be stopped.
  • the state detection device no longer enables operation.
  • the no longer releasing can also be implemented in that the state detection device blocks the operation.
  • the state detection device can output a locking signal when it has detected that the operational state of the lock no longer exists.
  • the previous monitoring of persistence preferably takes place at the plurality of locations. If there are more than two locations, the continued existence can also be monitored only at two locations or at least at a plurality of locations, which are not all locations that can be monitored.
  • the laboratory centrifuge 1 shown has a housing 3 with side walls and a base, the housing 3 having an opening 6 at the top, which is closed or almost closed by a cover 5. Inside the housing 3 there is a rotor 7 which rotates via a motor shaft 9, driven by a drive 11, while the laboratory centrifuge 1 is in operation. The corresponding axis of rotation runs in Fig. 1 in the vertical direction through the center of the schematically illustrated motor shaft 9 and is not shown. The rotor 7 is used to receive the sample or samples that are to be centrifuged.
  • FIG. 1 The enlarged view of the area at the top left in Fig. 1 , what a Fig. 2 is shown reveals a part of the cover 5 while it is not yet completely closed and thus not yet resting on the wall of the housing 3.
  • One of these three protrusions 13 is in Fig. 2 shown.
  • the projection 13 In its course from the underside of the cover 5 downwards, the projection 13 has a groove 15 and ends in an area with a permanent magnet 17.
  • the projection 13 can be inserted into a corresponding recess 14 on the upper side of the wall of the housing 3 and is in the in Fig.
  • a locking pin 19 which is movable transversely to the course of the recess as indicated by an arrow with two oppositely oriented arrowheads.
  • the locking pin 19 can be actuated, for example, by an actuating device (not shown) and thereby moved into the recess 14 and the groove 15 in order to lock the projection 13 in the completely closed position of the cover 5. For unlocking, the locking pin 19 can be moved out of the groove 15 again.
  • a magnetic field sensor 21 is located below the bottom of the recess 14. When the permanent magnet 17 approaches, the magnetic field strength at the location of the magnetic field sensor 21 increases. In the in Fig. 3 The fully closed position of the cover 5 shown in the figure, the permanent magnet 17 is as close as possible to the magnetic field sensor 21 and the magnetic field strength at the location of the magnetic field sensor 21 has therefore reached its maximum value. When a threshold value of the magnetic field strength is reached, which is the maximum value or a value below but close to the maximum value, the magnetic field sensor 21 generates a signal that indicates the smallest possible distance from the permanent magnet 17 and thus the completely closed state of the cover 5.
  • the cover 5 Since the cover 5 has the three projections 13a, 13b, 13c which, as shown in FIGS. 2 and 3 and are each inserted into a recess 14 in the wall of the housing 3 in the completely closed state of the cover 5, the completely closed state of the cover 5 can be detected with the corresponding three magnetic field sensors at three different locations.
  • the magnetic field sensors 21 are advantageously Hall sensors, which thus also emit a signal when the magnetic field strength does not change. In this way, when the threshold value is reached, each of the three magnetic field sensors can generate the signal that indicates the maximum proximity of permanent magnet 17 and magnetic field sensor 21 and thus indicates the closed state of cover 5 at the location of the sensor.
  • a state detection device connected to the magnetic field sensors 21 for signaling purposes can detect that the cover 5 is now in the operational state and the cover 5 has been closed as expected . If, on the other hand, only one projection 13 of the cover 5 or only two projections 13 of the cover 5 were inserted into the corresponding recesses 14 and therefore the cover did not completely close the opening 6, then at least one of the magnetic field sensors would not generate the expected signal.
  • a person who nevertheless wanted to generate the third signal through undesired manipulation could insert a permanent magnet into the recess 14 into which none of the projections 13 of the cover 5 is inserted. This manipulation will therefore recognized when the manipulation is not carried out synchronously with the introduction of the two projections 13 into the recesses 14.
  • the manipulation described above can be detected or does not lead to the release of the centrifuge operation.
  • an additional sensor is provided on each of the recesses 14 in order to detect the locked state of the cover or the locking process on each of the projections 13.
  • the operation of the centrifuge is only enabled if the three additional sensors detect the occurrence of the event (beginning of the locked state or locking process) within a time interval of a predetermined length. This can be a different time interval and / or a time interval of a different length than the time interval mentioned in the preceding paragraph.
  • each of the locking pins 19 can only be actuated when the magnetic field sensor 21, which is provided in the same recess 14 as the locking pin 19, has detected the close position of the permanent magnet 17.
  • a manipulating person would therefore not only have to insert a permanent magnet with the expected magnetic field into the free recess 14, but would also have to insert the magnet on an object that has a groove that matches the locking pin 19 so that the locking pin 19 can be moved into the groove and the additional sensor assigned to the locking pin 19 detects the locking.
  • the additional sensors for detecting the locked state can be limit switches, for example.
  • the generation of the signals from the sensors within the time interval of a predetermined length can lead directly to the release of operation of the laboratory centrifuge.
  • FIG. 5 Based on Fig. 5 a sequence for monitoring the operational status and the release of the centrifuge operation will now be described. However, we will first refer to the structure shown in FIG Fig. 5 The arrangement shown was received.
  • sensors 21a, 21b, 21c which, for example, correspond to the three magnetic field sensors 21 FIGS. 2 and 3 combined with Fig. 4 are.
  • other sensors can also be involved; in particular, the sensors do not have to be of the same type and do not have to detect events of the same type.
  • one of the sensors can detect the operational state of the lock at its location, whereas at least one other of the sensors registers the emergence of the operational state (eg the locking process).
  • the sensors can be active or passive sensors, a combination of passive and active sensors also being possible. It is also possible that not three, but only two sensors or more than three sensors are provided and their signals are generated within the time interval of a predetermined length or have to be received by an evaluation device in order to enable operation of the centrifuge.
  • the sensors 21 are connected in terms of signaling to a state detection device 25, so that signals from the sensors 21 can be received by the state detection device 25.
  • a signal output of the condition detection device 25 is connected to a signal input of a controller 27 of the laboratory centrifuge.
  • the controller 27 is designed to control an operation of a motor M of the laboratory centrifuge, the motor M in turn having a motor shaft 9, for example the motor shaft 9 of the laboratory centrifuge 1 Fig. 1 rotates while the laboratory centrifuge is in operation.
  • the controller 27 If the signals generated by the sensors 21a, 21b, 21c, which, viewed individually, indicate the beginning of the operational state of the closure of the laboratory centrifuge or the emergence of the operational state of the closure, are received by the state detection device 25 within a time interval of a predetermined length, then this enables the operation of the laboratory centrifuge by outputting an enable signal to the controller 27.
  • the release signal is output continuously or repeatedly to the controller 27 as long as the state detection device 25 is continuously from each of the Sensors 21 receive the signal which indicates the operational state of the lock. In this case, the controller 27 ends the operation of the motor M when the release signal is no longer received by the state detection device 25 or is no longer received for a second time interval of a predetermined length.
  • the controller 27 controls the operation of the motor M, ie the motor M rotates and drives, for example via the motor shaft 9 in Fig. 1 the rotor 7 in Fig. 1 at.
  • the state detection device 25 can output the release signal to the controller 27 for the first time after the closure has been closed only under the additional condition that the signals from the sensors 21 are repeatedly or continuously received by the state detection device 25 over a third time interval of a predetermined length.
  • the signals of the sensors 21 must first be generated within a first time interval of a predetermined length and must be received by the state detection device 25 and then must continue to be received by the state detection device 25 over the third time interval of a predetermined length before it generates the release signal and outputs.
  • the state detection device 25 can be designed, for example, as a computing device for processing digital data. Specifically, it can be designed as computer hardware for executing one or more computer programs and / or with hardware that carries out predetermined processing of digital data without software.
  • the state detection device 25 can therefore be a microcomputer or an arrangement of microcomputers.
  • the state detection device can have at least one computer that is larger than a microcomputer, for example a mini-computer or a personal computer (PC).
  • the state detection device can also be a computer architecture with several of the computer types mentioned.
  • a microcomputer receives the signals from one of the sensors, subjects these signals to preprocessing and outputs the processing result to one or more larger computers of the state detection device 25. At least one of the computers or the computers can work in a controlled manner through the execution of one or more computer programs.
  • the computing unit can be, for example, an ASIC or ASSP or DSP.
  • the use of configurable computing units such as FPGA and CPLD or discrete standard logic modules for the state detection device 25 is also possible.
  • at least one microcontroller can be used.
  • Fig. 6 shows, it is possible to completely or partially dispense with integrated circuits and in particular software if a state detection device is to be implemented.
  • the embodiment of the Fig. 6 has only two sensors 31a, 31b, which generate a signal in accordance with the monitoring of the operationally ready state or its occurrence, which they each individually carry out.
  • Corresponding logic arrangements can, however, also be set up for processing the sensor signals from more than two sensors.
  • the state detection device 35 has a signal input for each of the sensors 31.
  • the signal connections are shown as solid straight lines, some of which are also angled.
  • each of the input signals is fed to both an AND circuit 33 and an OR circuit 36 via corresponding signal connections.
  • the output of the AND circuit 33 is connected to a first of two inputs of a second AND circuit 34 and is also connected to one of two inputs of a third AND circuit 39.
  • the output of the OR circuit 36 is connected to an input of a timer circuit 37, the output of which is connected to the second of two inputs of the third AND circuit 39.
  • An output of the third AND circuit 39 is connected to the set input of a flip-flop circuit 40.
  • the output of the flip-flop circuit 40 is connected to the second of two inputs of the second AND circuit 34.
  • the output of the second AND circuit 34 forms the output of the state detection device 35.
  • the timer circuit 37 is designed in such a way that a timer run lasts as long as the time interval of a predetermined length.
  • the two sensors 31a, 31b If the two sensors 31a, 31b generate and output their output signals for the first time within a time interval of a predetermined length, then these two signals are correspondingly received simultaneously or almost simultaneously at the first AND circuit 33.
  • the output signal of the first AND circuit 33 is therefore logic "1" as soon as the two signals are received simultaneously or the signal that is received later is applied to the first AND circuit 33 on the input side.
  • the sensor signals are also applied simultaneously or almost simultaneously at the input of the OR circuit 36.
  • the logic "1" signal is therefore present at the output of the OR circuit 36 as soon as the first of the sensor signals is present at its input.
  • both input signals of the second AND circuit 34 are logic "1" "and the enable signal is generated at the output of the second AND circuit 34.
  • the signal logic "1" is present at the output of the OR circuit 36, which is also due to the Edge change at the input of the timer circuit 37 that Time interval is output.
  • the output signal logic "1" at the output of the first AND circuit 33 is, however, only generated after the time interval of a predetermined length has elapsed. Therefore, at the inputs of the third AND circuit 39 is at no time simultaneously the signal of logic "1", as a result of which the enable signal is not generated and output in the second AND circuit 34.
  • the first AND circuit 33 also ensures that the release is immediately deleted, that is to say changed from logic “1” to “0”, as soon as at least one sensor signal has been reset, if a release has been issued.
  • Additional measures ensure that the circuits are switched off Fig. 6 after a timer run are initially brought into a state in which no release signal can be generated. This prevents the release signal from being generated after an excessively large time difference between the generation of the sensor signals when the sensor signals are continuously present at the input of the state monitoring device 35. It is also possible that only a further event (such as a complete opening of the lock so that none of the sensors detects the operational state anymore) puts the state monitoring device 35 back into the initial state in which it occurs again for the first time almost at the same time Sensor signals generated the release signal. In the ready-to-receive state of the state detection device 35, the output signals of the circuits are all logic "0" before the arrival of the sensor signals.
  • the circuit arrangement shown can be modified in such a way that it is ensured that the release signal is only output after the time interval of a predetermined length has elapsed. This ensures that the desired state actually exists after the time interval of a specified length has elapsed. Undesired processes that can be caused by possible signal changes of the sensors 31 during the time interval of a predetermined length, such as, for example, when switches bounce, thus do not affect the release signal.
  • the modification of the circuit arrangement consists in that the output of the timer circuit 37 is connected via a NOT gate to one of two inputs of a fourth AND circuit, the output of which is the output of the Condition monitoring device forms. The second input of the fourth AND circuit is connected to the output of the second AND circuit 34.
  • the OR circuit, the AND circuits, the flip-flop circuit and the timer circuit can, for. B. as DTL circuits (Diode-Transistor-Logic) circuits with diodes, transistors and resistors in particular constructed discretely, as thin-film circuits or thick-film circuits or as integrated circuits (e.g. as ASICS, ie application-specific integrated circuit) and implemented .
  • the time behavior of a timer in DTL circuit can e.g. B. can be implemented using the charging behavior and / or discharging behavior of at least one capacitor in an electrical circuit.
  • the use of a digital counter in combination with a digital comparator, or even without a comparator, is also conceivable. Based on the in Fig. 6 Alternatively, a computer program for processing the signals generated by means of the sensors can be implemented.
  • FIG. 7 a first signal level time diagram is shown, which represents a signal level S1 in the course of time t.
  • the signal can be the output signal of a first sensor, for example the sensor 31a Fig. 6 , or one of only two sensors of a variant of the embodiment of FIG Fig. 5 act.
  • FIG. 12 is a second signal level time diagram for the signal level S2 of a second sensor, for example the sensor 31b from FIG Fig. 6 , or a second sensor of the variant of the embodiment of Fig. 5 .
  • the signal levels S1, S2 have completed a level change within the time interval of a predetermined length, which indicates the beginning of the operational state of the closure or its creation. In the exemplary embodiment shown, this is the level change from the lower signal level to the higher signal level. Furthermore, the persistence of the higher signal level means that the operational state will continue to be detected by the corresponding sensor.
  • the signal level S1 rises at the time t1 from the lower signal level to the higher signal level and remains up for the period shown the higher signal level.
  • the first sensor therefore detects at time t1 (after a long period of time) for the first time that the closure is in the operational state or that the operational state of the closure is emerging.
  • the signal level S2 does not rise from the lower signal level to the higher signal level until time t2. In addition, the signal level S2 drops again to the lower signal level at a later point in time t3. This means that the second sensor detects for the first time at time t2 that the closure is in the operational state or that the operational state arises. Furthermore, from the point in time t3, the second sensor no longer detects that the closure is in the operational state.
  • the time interval of predetermined length is not shorter than the time difference between times t2 and t1
  • the increases in the signal level of signal levels S1 and S2 lead to the release of the laboratory centrifuge. Otherwise the operation of the laboratory centrifuge will not be released. It therefore depends on how long the time interval is specified whether the in Fig. 7 illustrated case is a case of the regular closing and / or locking of the shutter or not.
  • a non-regular case is, in particular, a case with a failure of a sensor or a case of manipulation.
  • the embodiment of the state detection device also includes the continuation of the signal level at the higher signal level as a condition for the continued release of the operation of the laboratory centrifuge, then in the case of regular closing and / or locking, the operation of the centrifuge is stopped again from time t3, since the second sensor no longer detects the operational state of the lock.
  • an enable signal is no longer sent to the controller 27 in FIG Fig. 5 output or a blocking signal is actively generated and output.
  • the locking signal does not necessarily have to be output to the controller 27.
  • the laboratory centrifuge can have at least one further device, such as an emergency stop device, which terminates the operation of the rotor in the shortest possible time.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Laborzentrifuge mit einem Verschluss zum Verschließen einer Öffnung der Laborzentrifuge, ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Laborzentrifuge und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Laborzentrifuge.
  • Zentrifugen, insbesondere Laborzentrifugen, werden dazu eingesetzt, um Bestandteile von in einem Behälter der Laborzentrifuge zentrifugierten Gemischen unter Ausnutzung der Massenträgheit zu trennen. Dabei treten hohe Rotationsgeschwindigkeiten auf.
  • Laborzentrifugen sind dabei Zentrifugen, deren Zentrifugen-Rotoren bei vorzugsweise mindestens 3.000, bevorzugt mindestens 10.000, insbesondere mindestens 15.000 Umdrehungen pro Minute arbeiten und zumeist auf gegenüber dem Boden erhöhten Arbeitsplätzen wie z. B. Tischen platziert werden. Um sie auf einem Arbeitstisch platzieren zu können, weisen sie insbesondere einen Formfaktor und/oder Außenabmessungen von weniger als 1 m × 1 m × 1 m auf. Ihr Bauraum ist also beschränkt. Vorzugsweise ist dabei die Gerätetiefe auf max. 70 cm beschränkt. Es sind jedoch auch Laborzentrifugen bekannt, die als Standzentrifugen ausgebildet sind und insbesondere eine Höhe von 1 m bis 1,5 m aufweisen, um sie auf dem Boden eines Raumes platzieren zu können. Laborzentrifugen sind insbesondere zur Entmischung mindestens einer Laborprobe und/oder zur Verwendung in einem Labor ausgebildet.
  • Bei diesem Labor kann es sich insbesondere um ein chemisches, biologisches, biochemisches, medizinisches, pharmazeutisches, lebensmitteltechnisches und/oder forensisches Laboratorium handeln. Solche Labors dienen der Forschung und/oder der Analyse von Laborproben, können aber auch zur Herstellung von Produkten mittels Laborproben oder der Herstellung von Laborproben dienen.
  • Der Behälter kann permanenter Bestandteil der Laborzentrifuge sein oder insbesondere gemeinsam mit einer Probe zur Behandlung und/oder Erzeugung der Probe vorübergehend an und/oder in der Laborzentrifuge angeordnet werden. Die Laborzentrifuge, insbesondere eine Behandlungseinrichtung der Laborzentrifuge, weist insbesondere mindestens einen Rotor auf, an und/oder in dem die mindestens eine Laborprobe anordenbar ist. Die Laborzentrifuge, insbesondere die Behandlungseinrichtung der Laborzentrifuge, weist mindestens eine Antriebseinrichtung auf, mittels der die Rotationsbewegung des Rotors um eine zugeordnete Drehachse antreibbar ist. Die Proben können in dem mindestens einen Rotor anordenbar sein, insbesondere in Laborbehältern, z.B. Probenröhrchen, die in geeigneten Halterungen im Rotor angeordnet werden. Vorzugsweise weist die Laborzentrifuge, insbesondere die Behandlungseinrichtung der Laborzentrifuge, mindestens eine Heiz-/Kühleinrichtung auf, mit der die Temperatur der mindestens einen im Rotor angeordneten Probe gesteuert und/oder geregelt werden kann. Vorzugsweise weist die Laborzentrifuge, insbesondere die Behandlungseinrichtung der Laborzentrifuge, eine Zeitgebereinrichtung auf, mit der zeitliche Parameter der Rotation oder Temperatureinstellung steuerbar sind. Eine Zentrifuge kann ein Trennverfahren durchführen, bei dem insbesondere die Bestandteile von Suspensionen, Emulsionen und/oder Gasgemischen getrennt werden. Die gerätegesteuerte Behandlung der mindestens einen Laborprobe entspricht bei einer Laborzentrifuge einer Rotationsbehandlung, der die mindestens eine Probe unterzogen wird. Mögliche Parameter, insbesondere Programmparameter, insbesondere Nutzerparameter, die zur Beeinflussung einer Rotationsbehandlung verwendet werden, definieren insbesondere eine Temperatur der Laborzentrifuge, eine Rotationsgeschwindigkeit der Laborzentrifuge, einen zeitlichen Parameter der Rotation oder Temperatureinstellung und/oder mindestens einen Ablaufparameter, der den Ablauf, insbesondere die Reihenfolge, eines aus mehreren Rotationsschritten bestehenden Rotationsprogramms beeinflusst oder definiert. Die Temperatur der Laborzentrifuge kann insbesondere mindestens eine Temperatur im Inneren des mindestens einen Rotors sein, insbesondere mindestens eine Temperatur mindestens einer Probe.
  • Insbesondere können Laborzentrifugen daher zumindest einen Verschluss zum Verschließen einer Öffnung der Laborzentrifuge aufweisen. Insbesondere ermöglicht es die Öffnung, das zu trennende Gemisch in die Laborzentrifuge einzubringen. Da Laborzentrifugen mit den oben erwähnten hohen Umdrehungszahlen betrieben werden, ist auch der Personenschutz zu gewährleisten. Während des Betriebes der Zentrifuge soll insbesondere eine direkte oder unmittelbare Interaktion von außen mit dem Rotor oder damit verbundenen Teilen und Objekten (wie der Probe) ausgeschlossen sein. Durch das Verschließen der Öffnung wird eine solche direkte oder unmittelbare Interaktion jedenfalls durch die Öffnung hindurch verhindert.
  • Aus den genannten Gründen ist es z.B. aus DE 298 06 972 U1 zudem bekannt, einen als Deckel ausgestalteten Verschluss in dessen geschlossenem Zustand zu verriegeln. Während der Rotor der Zentrifuge betrieben wird, greift ein Stift in eine an einem Halteelement vorgesehene Nut ein. Der Verriegelungsstift kann gesteuert durch die Gerätesteuerung über ein Betätigungselement, wie z.B. ein Magnetventil, in und außer Eingriff gebracht werden. Zusätzlich kann durch einen Sensor, beispielsweise ein Endschalter, der die Position des Halteelements ermittelt, gewährleistet werden, dass das Gerät bei geöffnetem Deckel nicht betrieben wird.
  • Allgemeiner formuliert ist es somit möglich, einen geschlossenen, betriebsbereiten Zustand des Verschlusses einer Laborzentrifuge durch einen Sensor zu erfassen und nach der Erfassung den Betrieb der Laborzentrifuge freizugeben. Unter einem "Betrieb der Laborzentrifuge" wird insbesondere verstanden, dass sich ein Zentrifugen-Rotor dreht.
  • Es kann vorkommen, dass ein verwendeter Sensor defekt ist und daher z.B. ein Signal erzeugt, das auf einen geschlossenen Verschluss der Laborzentrifuge hindeutet, obwohl der Verschluss noch nicht geschlossen oder nicht vollständig geschlossen ist. Auch ist es möglich, dass störende äußere Einflüsse das Signal eines Sensors beeinflussen. Ferner ist eine Manipulation eines Sensors möglich, um die Laborzentrifuge bei geöffnetem Deckel dennoch betreiben zu können. Z.B. kann ein Permanentmagnet von einer manipulierenden Person in die Nähe eines Magnetfeldsensors der Zentrifuge gebracht werden.
  • JP2016-193399 A beschreibt eine Verschlussvorrichtung zum Beispiel für eine Zentrifuge. Ein Deckel kann unter Verwendung eines Schließmechanismus verschlossen werden. Eine Detektionseinrichtung weist vier Detektionseinheiten auf, die einen Zustand des Deckels und der Verschlussvorrichtung an verschiedenen Orten detektieren. Wenn eine bestimmte der Detektionseinheiten in einen nicht mit Energie versorgten Zustand übergeht, wird eine Zeitmessung gestartet und kann anhand der abgelaufenen Zeitspanne ermittelt werden, zu welchem Grad sich die Rotation einer Hauptwelle der Zentrifuge verlangsamt hat.
  • DE 10 2008 010 640 A1 beschreibt eine Zentrifuge, dessen Deckel im geschlossenen Zustand automatisch gesichert ist. Eine Steuervorrichtung erkennt anhand eines ersten Sensors und anhand eines zweiten Sensors, in welcher Drehstellung sich ein Scheibenelement befindet, welches an einer Antriebswelle so an der Antriebswelle der Zentrifuge befestigt ist, dass es sich konzentrisch damit dreht. Abhängig von der anhand der beiden Sensoren festgestellten Drehstellung des Scheibenelements kann der Deckel geöffnet oder nicht geöffnet werden.
  • DE 298 06 972 U1 beschreibt einen Sicherheitsverschluss für Deckel von Zentrifugen, wobei ein hakenförmiges Halteelement durch die Deckelunterseite durchgeführt ist und innerhalb des Gehäuses lösbar befestigt ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Sicherheit des Betriebes einer Laborzentrifuge zu erhöhen.
  • Es wird vorgeschlagen, den betriebsbereiten Zustand eines Verschlusses der Laborzentrifuge und/oder das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes nicht nur an einem Ort der Laborzentrifuge zu erfassen, sondern an einer Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge. Der Ort der Erfassung ist dabei insbesondere der Ort, an dem sich der Sensor befindet, durch dessen Verwendung der Zustand oder Vorgang erfasst wird. Alternativ kann der Ort der Erfassung ein Ort sein, den der Sensor aus der Entfernung überwacht. Dies kann als Fernüberwachung bezeichnet werden.
  • Bei den Orten handelt es sich jeweils um einen örtlichen Bereich, der je nach Art des Sensors größer oder kleiner sein kann. Insbesondere sind die verschiedenen Orte voneinander beabstandet. In jedem Fall sind die örtlichen Bereiche verschiedener Orte nicht identisch, auch wenn sie sich im Fall der Fernüberwachung teilweise überlappen können oder unmittelbar aneinander angrenzen können. Wenn die örtlichen Bereiche einander überlappen, ist jedoch ausgeschlossen, dass die verschiedenen Sensoren, die den überlappenden örtlichen Bereichen zugeordnet sind, beim Eintreten des zu erfassenden Ereignisses lediglich in dem gemeinsamen überlappenden Bereich das Eintreten erfassen. Die Erfindung umfasst jedoch auch Ausgestaltungen, bei denen sich die örtlichen Bereiche der verschiedenen Orte nicht überlappen. Die örtlichen Bereiche können jedoch unmittelbar aneinander angrenzen.
  • Zu den verwendbaren Sensoren gehören sowohl aktive Sensoren, die selbständig zumindest ein Signal ausgeben, als auch passive Sensoren, deren Zustand von einer sensorexternen Einrichtung festgestellt wird. Aktive Sensoren sind z.B. Magnetfeldsensoren, Drucksensoren oder Helligkeitssensoren, wobei die Erfindung nicht auf diese Arten von aktiven Sensoren beschränkt ist. Aktive Sensoren können z.B. ein elektrisches Signal und/oder ein Kommunikationssignal anderer Art (wie z.B. ein Funksignal) ausgeben. Ein Beispiel für passive Sensoren sind elektrische Schalter. Abhängig davon, ob ein elektrischer Kontakt des Schalters geschlossen oder geöffnet ist, kann ein elektrischer Stromfluss durch den Schalter stattfinden oder nicht stattfinden. Der Zustand des jeweiligen Sensors kann ausgelesen werden, indem eine elektrische Spannung angelegt wird oder anliegt und der elektrische Stromfluss durch den Schalter detektiert wird. Diese Detektion kann an einem anderen Ort als an dem Ort des Sensors stattfinden.
  • Außer bei der Fernüberwachung wird daher insbesondere jeweils zumindest ein Sensor an jedem der Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge verwendet, an denen der Beginn des betriebsbereiten Zustandes oder dessen Entstehen erfasst wird bzw. erfasst werden soll. Es ist jedoch grundsätzlich nicht ausgeschlossen, dass ein Sensor von einem der Orte zu einem anderen der Orte bewegt wird und nacheinander den Zustand oder dessen Entstehen an dem einen Ort und an dem anderen Ort erfasst.
  • Bei der Mehrzahl von Orten handelt es sich insbesondere um Orte, die sich nicht dadurch ändern, dass der Verschluss bei dem Vorgang des Schließens des Verschlusses oder des Vorgangs des Öffnens des Verschlusses bewegt wird. Bevorzugt sind die Sensoren der Erfassung nicht an dem Verschluss angeordnet. Dies ist jedoch auch nicht ausgeschlossen. Z.B. kann ein an dem Verschluss angeordneter Sensor den geschlossenen Zustand des Verschlusses detektieren, indem ein nicht an dem Verschluss angeordneter Magnet an dem Ort des Sensors ein Magnetfeld erzeugt, welches nur im geschlossenen Zustand einen Schwellwert erreicht oder überschreitet.
  • Zusätzlich wird vorgeschlagen, dass der Betrieb der Laborzentrifuge nur dann freigegeben wird, wenn der Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses und/oder das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge an der Mehrzahl von Orten erfasst wird. Insbesondere ist dies der Fall, wenn mittels zumindest eines Sensors an jedem der Mehrzahl von Orten innerhalb des genannten Zeitintervalls der Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses erfasst wird. Z.B. ist dies nicht der Fall, wenn der betriebsbereite Zustand des Verschlusses innerhalb des genannten Zeitintervalls an einem der Mehrzahl von Orten nicht erfasst wird. Wenn statt des betriebsbereiten Zustandes dessen Entstehen überwacht wird, um den Betrieb der Laborzentrifuge freizugeben, gilt entsprechendes. Es kann auch an einem der Mehrzahl der Orte der betriebsbereite Zustand überwacht werden und an zumindest einem anderen der Mehrzahl von Orten das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes überwacht werden.
  • Die Kombination der Maßnahmen der Überwachung an verschiedenen Orten der Laborzentrifuge und der Freigabe des Betriebes der Laborzentrifuge nur dann, wenn an den verschiedenen Orten der Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses und/oder dessen Entstehen erfasst wurde, hat den Vorteil, dass Fehler der Überwachung und insbesondere Fehler eines Sensors nicht oder nur mit geringer Wahrscheinlichkeit zur unbeabsichtigten Freigabe des Betriebes führen. Die Kombination hat ferner den Vorteil, dass Manipulationen der Überwachung erschwert sind. Die Sicherheit des Betriebes der Laborzentrifuge ist daher erhöht.
  • Möglich ist es ferner, den Verschluss in seinem geschlossenen Zustand wie aus DE 298 06 972 U1 bekannt durch ein Magnetventil oder alternativ motorisch angetrieben zu verriegeln. Dies eröffnet weitere Möglichkeiten, den Betrieb der Zentrifuge abhängig von der Erfassung freizugeben. Z.B. kann in diesem Sinne der Beginn einer motorisch angetriebenen Verschlussverriegelung festgestellt werden. Der Beginn der motorisch angetriebenen Bewegung der Verriegelung kann z.B. aus Gründen der mechanischen Konstruktion nur dann möglich sein, wenn der Verschluss geschlossen ist. In diesem Fall kann aufgrund der Tatsache, dass die Verriegelung möglich ist, sicher davon ausgegangen werden, dass der Verschluss geschlossen ist. Alternativ oder zusätzlich kann der laufende Vorgang der Verriegelung und/oder dessen Ende und/oder Erfolg, d.h. die erfolgreiche Verriegelung, festgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, den Vorgang des Schließens des Verschlusses bis zu seinem Ende, d.h. dem geschlossenen Zustand des Verschlusses, zu erfassen.
  • Zur Erfassung können allgemeiner formuliert Sensoren verwendet werden, die abhängig von dem überwachten Zustand oder Prozess ein Signal erzeugen oder selbst in einen dem überwachten Zustand entsprechenden Zustand gelangen. Es können somit verschiedene Beobachtungsgrößen mit dem jeweiligen Sensor überwacht werden, wie z.B. Magnetfeldstärke, Druck oder Helligkeit. Z.B. kann ein geschlossener Deckel einen mechanischen Druck auf einen Sensor ausüben, ein geschlossener Deckel einen End-Schalter einschalten oder ausschalten, ein geschlossener Deckel einen Lichtsensor von bisher auftreffendem Licht abschirmen oder ein sich schließender Deckel einen Magneten, insbesondere einen Permanentmagneten, einem Magnetfeldsensor (z. B. einem Hall-Sensor) nahebringen. In all diesen Fällen kann der Sensor z.B. ein elektrisches Signal erzeugen oder einen elektrischen Kontakt herstellen (z.B. im Fall eines Reed-Schalters), sodass der Vorgang des Schließens des Deckels und/oder der Zustand des geschlossenen Verschlusses erfassbar ist. Der Vorgang des Verriegelns des Verschlusses und/oder der verriegelte Zustand können in gleicher Weise erfasst werden.
  • Die vorangehend beschriebenen Merkmale einer Erfassung können einzeln oder in beliebiger Kombination bei der Laborzentrifuge realisiert sein, bei der Ausführung des Verfahrens zum Betreiben einer Laborzentrifuge vorkommen und bei der Herstellung einer Laborzentrifuge vorgesehen werden.
  • Insbesondere wird vorgeschlagen: Eine Laborzentrifuge, die einen Verschluss zum Verschließen einer Öffnung der Laborzentrifuge aufweist, wobei die Laborzentrifuge eine Zustandserfassungseinrichtung aufweist, welche ausgestaltet ist,
    • einen geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustand des Verschlusses zu erfassen und/oder
    • ein Schließen und/oder Verriegeln des Verschlusses und damit ein Entstehen des betriebsbereiten Zustandes zu erfassen
    und bei erfasstem betriebsbereitem Zustand und/oder bei erfasstem Entstehen des betriebsbereiten Zustandes einen Betrieb der Laborzentrifuge freizugeben. Dabei ist die Zustandserfassungseinrichtung ausgestaltet, den betriebsbereiten Zustand und/oder dessen Entstehen an einer Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge zu erfassen und den Betrieb der Laborzentrifuge nur dann freizugeben, wenn sie den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses und/oder das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge an der Mehrzahl von Orten erfasst.
  • Ferner wird vorgeschlagen: Ein Verfahren zum Betreiben einer Laborzentrifuge, die einen Verschluss zum Verschließen einer Öffnung der Laborzentrifuge aufweist, wobei mittels einer Zustandserfassungseinrichtung
    • ein geschlossener und/oder verriegelter, betriebsbereiter Zustand des Verschlusses und/oder
    • ein Schließen und/oder Verriegeln des Verschlusses und damit ein Entstehen des betriebsbereiten Zustandes
    erfasst wird und bei erfasstem betriebsbereitem Zustand und/oder bei erfasstem Entstehen des betriebsbereiten Zustandes ein Betrieb des Laborgeräts freigegeben wird. Die Zustandserfassungseinrichtung gibt den Betrieb der Laborzentrifuge nur dann frei, wenn sie den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses und/oder das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge an einer Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge erfasst.
  • Zum Umfang der Erfindung gehört ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Laborzentrifuge, insbesondere einer Laborzentrifuge in einer beliebigen der in dieser Beschreibung beschriebenen Ausgestaltungen, mit folgenden Schritten:
    • Kombinieren eines Gehäuses mit einem Zentrifugen-Rotor und mit einem Verschluss zum Verschließen einer Öffnung der Laborzentrifuge,
    • Kombinieren und zumindest teilweises Integrieren einer Zustandserfassungseinrichtung mit bzw. in die Laborzentrifuge,
      wobei die Zustandserfassungseinrichtung ausgestaltet wird,
      • einen geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustand des Verschlusses zu erfassen und/oder
      • ein Schließen und/oder Verriegeln des Verschlusses und damit ein Entstehen des betriebsbereiten Zustandes zu erfassen
      und bei erfasstem betriebsbereitem Zustand und/oder bei erfasstem Entstehen des betriebsbereiten Zustandes einen Betrieb des Laborgeräts freizugeben. Dabei wird die Zustandserfassungseinrichtung ausgestaltet, den betriebsbereiten Zustand und/oder dessen Entstehen an einer Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge zu erfassen und den Betrieb der Laborzentrifuge nur dann freizugeben, wenn sie den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses und/oder das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge an der Mehrzahl von Orten erfasst.
  • Insbesondere kann der Verschluss dazu dienen, eine Öffnung als Zugang zu einem Behälter und/oder Raum zum Aufnehmen zumindest einer Laborprobe zu verschließen. Bei dem Verschluss kann es sich insbesondere um einen Deckel zum Verschließen einer Öffnung zum Einbringen einer Probe in die Zentrifuge und/oder zum Entnehmen einer Probe aus der Zentrifuge handeln. Z.B. kann der Verschluss als Deckel ausgestaltet sein, z. B. als Deckel, der einen Innenraum zur Aufnahme einer von der Laborzentrifuge zu behandelnden Laborprobe oben begrenzt. Es ist jedoch auch z. B. möglich, dass es sich um einen Stopfen oder einen anderen Verschluss handelt, z. B. um die Einbringungsöffnung und/oder Entnahmeöffnung zu verschließen. Insbesondere muss der Verschluss in seinem geschlossenen Zustand nicht oberhalb oder nicht vollständig oberhalb des genannten Innenraums angeordnet sein.
  • Der betriebsbereite Zustand des Verschlusses kann insbesondere durch einen oder beide der folgenden Zustände definiert sein: (a) Der geschlossene Zustand des Verschlusses, z.B. wenn eine Dichtung am Rand eines Deckels umlaufend um die von dem Deckel verschlossene Öffnung am Rand der Öffnung anliegt, und (b) der Zustand der Verriegelung des Verschlusses in seiner geschlossenen Stellung. Beim Entstehen des betriebsbereiten Zustandes wird z. B. zunehmend ein mechanischer Druck von dem Verschluss auf das Gehäuse und/oder einen anderen Teil der Zentrifuge ausgeübt, oder wird z. B. eine Verriegelung, die erst nach dem Schließen des Verschlusses betätigbar ist, betätigt. Das Entstehen ist daher zum Beispiel durch einen Drucksensor und/oder die Überwachung der Betätigung der Verriegelung erfassbar.
  • Im Folgenden wird auf den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses und auch auf das Entstehen des betriebsbereiten Zustands durch Verwendung des Begriffs "Ereignis" Bezug genommen. Insbesondere wenn das jeweilige Ereignis zu jeder Zeit oder mit geringer Verzögerung erfasst werden kann, wird auch von einer Überwachung gesprochen. Wenn daher der Verschluss im Fall der Überwachung des Beginns des betriebsbereiten Zustandes nicht geschlossen und/oder nicht verriegelt ist, oder im Fall der Überwachung des Entstehens des betriebsbereiten Zustandes der Prozess des Schließens oder Verriegelns nicht ausgeführt wird, dann kann die fehlerfrei funktionierende Zustandserfassungseinrichtung den Beginn des Zustandes bzw. sein Entstehen nicht erfassen und ist das Eintreten des Ereignisses jedenfalls zu dem betrachteten Zeitpunkt oder in dem betrachteten Zeitraum nicht feststellbar. Der Betrieb der Laborzentrifuge wird daher nicht freigegeben.
  • Wenn der betriebsbereite Zustand überwacht wird, dann wird vorzugsweise wiederholt oder fortlaufend festgestellt oder nicht festgestellt, je nachdem was zutrifft, dass das Ereignis eingetreten ist. Insbesondere abhängig davon, ob ein aktiver oder passiver Sensor verwendet wird, kann auf ein das Eintreten des Ereignisses anzeigendes Sensorsignal gewartet werden oder ein passiver Sensor wird fortlaufend oder wiederholt ausgelesen, z.B. durch Auslesen von Daten und/oder durch Anlegen einer elektrischen Spannung an den Sensor. Selbstverständlich ist es auch möglich, dass sowohl ein passiver als auch ein aktiver Sensor zur Überwachung des Eintretens des Ereignisses verwendet wird.
  • Insbesondere wird daher beim Überwachen des betriebsbereiten Zustands des Verschlusses der Beginn des Zustands festgestellt. Insbesondere kann dabei explizit ein Zeitpunkt des Beginns festgestellt werden oder das Ereignis tritt ein und die Erfassung des Zustands führt zu der Ausführung zumindest einer weiteren Funktion der Zustandserfassungseinrichtung, wie z. B. das Ausgeben eines Freigabesignals zur Freigabe des Betriebes der Laborzentrifuge.
  • Ist das Ereignis das Entstehen des betriebsbereiten Zustands, gilt entsprechendes, wobei das Entstehen ein Prozess ist und somit über einen Zeitabschnitt hinweg abläuft. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Entstehen zu erfassen. Z.B. kann der Beginn und/oder der Abschluss des Prozesses erfasst werden. Es kann aber auch während des Prozesses zu einem oder mehreren Zeitpunkten erfasst werden, dass der Prozess abläuft.
  • Oben wurde bereits beschrieben, dass die Zustandserfassungseinrichtung den Zustand oder das Entstehen des Zustandes an einer Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge erfasst. Dem äquivalent ist die Verwendung einer Mehrzahl von Sensoren, da sich zwei verschiedene Exemplare von Sensoren nicht an demselben Ort befinden können. Allerdings ist es, wie oben erwähnt, auch denkbar, dass derselbe Sensor nacheinander dazu verwendet wird, den Zustand oder dessen Eintreten an verschiedenen Orten festzustellen. Z.B. kann derselbe Sensor schnell von dem einem Ort zu dem anderen Ort bewegt werden oder (z.B. durch Empfang einer Messstrahlung von verschiedenen Orten) verschiedene Orte gleichzeitig überwachen. In dem zuletzt genannten Fall kann der Sensor aber das Eintreten des Ereignisses für die verschiedenen Orte unabhängig überwachen. Er kann daher das Eintreten des Ereignisses an dem einen Ort erfassen und unabhängig davon das Eintreten des Ereignisses an dem anderen Ort und zum Beispiel beim Eintreten des Ereignisses jeweils ein Signal erzeugen, wobei die Signale voneinander unterscheidbar sein können. Jedenfalls ist der Sensor in diesem Fall so ausgestaltet, dass das Eintreten des Ereignisses lediglich an einem der beiden Orte bzw. im allgemeinen lediglich an einem Teil der überwachten Orte nicht zur Freigabe des Betriebes der Laborzentrifuge führt.
  • Die Überwachung an verschiedenen Orten, die insbesondere voneinander beabstandet sind bedeutet, dass es z.B. möglich ist, an einem der Orte das Eintreten des Zustands zu überwachen und (d.h. das Eintreten des Ereignisses) und an einem anderen der Orte das Entstehen des Zustandes zu überwachen. Es kann jedoch alternativ an allen Orten das Eintreten des Zustandes überwacht werden oder an allen Orten das Entstehen des Zustandes überwacht werden.
  • Insbesondere haben die verschiedenen Sensoren jeweils einen Abstand zueinander. Der Abstand der Sensoren und, soweit vorhanden, zugehöriger Aktivatoren ist dabei vorzugsweise jeweils so groß, dass die Sensoren ohne gegenseitige Beeinflussung das Eintreten des jeweiligen Ereignisses überwachen können. Insbesondere ist der Abstand der verschiedenen Aktivatoren so groß, dass keiner der Aktivatoren einen Sensor, dem er nicht zugeordnet ist, in Hinblick auf die Erzeugung des Sensorsignals beeinflusst. Zum Beispiel handelt es sich bei den Aktivatoren um Magnete und bei den Sensoren um Magnetfeldsensoren. Sind zum Beispiel End-Schalter als Sensoren vorgesehen, die im geschlossenen Zustand des Verschlusses von Materialbereichen des Verschlusses betätigt werden, dann ist nicht der gesamte Verschluss der Aktivator, sondern die Materialbereiche des Verschlusses (zum Beispiel Vorsprünge). Z. B. optische Sensoren benötigen jedoch nicht zwangsläufig einen zugeordneten Aktivator. Zum Beispiel kann der geschlossene Zustand des Verschlusses von einem optischen Sensor überwacht werden, indem das Hindurchtreten oder Nicht-Hindurchtreten von Licht aus der Umgebung durch einen Zwischenraum zwischen dem Deckel und dem Gehäuse detektiert wird.
  • Bei mehr als zwei Orten, an denen erfasst wird, kann je nach Ausgestaltung der Zustandserfassung an einem oder mehreren der Orte der Zustand überwacht werden und an einem oder mehreren der Orte die Entstehung des Zustandes überwacht werden. Es ist jedoch auch möglich, an allen Orten den Zustand zu überwachen oder an allen Orten die Entstehung des Zustands zu überwachen. Ferner ist es möglich, an zumindest einem der Orte den geschlossenen Zustand des Verschlusses zu überwachen und zumindest an einem anderen der Orte den verriegelten Zustand des Verschlusses zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich kann an zumindest einem der Orte das Entstehen des geschlossenen Zustands und/oder zumindest an einem anderen der Orte das Entstehen des verriegelten Zustands überwacht werden.
  • Die Zustandserfassungseinrichtung gibt den Betrieb der Laborzentrifuge nur dann frei bzw. ist entsprechend ausgestaltet oder wird entsprechend ausgestaltet, wenn das jeweils an der Mehrzahl der Orte überwachte Ereignis (Beginn des betriebsbereiten Zustands oder Entstehen des betriebsbereiten Zustands) innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge an der Mehrzahl von Orten eintritt. Bei z.B. lediglich zwei überwachten Orten wird der Betrieb daher z.B. nur dann freigegeben, wenn der Beginn des betriebsbereiten Zustands an beiden Orten innerhalb des Zeitintervalls liegt und dies festgestellt wird. Insbesondere finden daher für die jeweiligen überwachten Orte separate, dem jeweiligen Ort zugeordnete Erfassungsvorgänge statt. Insbesondere wird durch diese Erfassungsvorgänge jeweils einzeln das Eintreten des Ereignisses festgestellt. Dabei ist der Zeitpunkt des Eintretens des jeweils ersten Ereignisses der Beginn des Zeitintervalls. Zum Beispiel kann das Eintreten des ersten Ereignisses den Start eines Timers auslösen, der am Ende des Zeitintervalls ein Signal ausgibt. Das Zeitintervall beginnt durch das Auftreten eines weiteren Ereignisses nicht von neuem. Anzumerken ist, dass das Ereignis, wie oben durch "und/oder" ausgedrückt, auch darin bestehen kann, dass erfasst wird, dass der Verschluss sich in dem geschlossenen und in dem verriegelten Zustand befindet bzw. dass der Prozess des Schließens und der Prozess des Verriegelns des Verschlusses erfasst wird. Sollte der Prozess des Verriegelns des Verschlusses erst nach dem Prozess des Schließens des Verschlusses oder nach dem Beginn des Prozesses des Schließens des Verschlusses beginnen, kann in diesem Fall auch der Zeitpunkt des Eintretens des Ereignisses dadurch definiert sein, dass der Prozess des Schließens bereits erfasst wurde und dann der Prozess des Verriegelns erfasst wird. In diesem Fall bestimmt somit die Erfassung des Prozesses des Verriegelns den Zeitpunkt des Ereignisses unter der Bedingung, dass auch der Prozess des Schließens erfasst wurde. Wenn (z.B. aus Gründen der mechanischen Ausführung der Verriegelung und/oder der separaten Feststellung des geschlossenen Zustands des Verschlusses als Vorbedingung) der Prozess des Verriegelns erst dann gestartet werden kann, wenn der geschlossene Zustand des Verschlusses erreicht ist, dann reicht auch die Überwachung der Verriegelung des Verschlusses aus, und zwar entweder des verriegelten Zustandes oder des Prozesses der Verriegelung.
  • In jedem der vorgenannten Fälle stellt es eine erhöhte Sicherheit und Zuverlässigkeit dar, dass das Eintreten des Ereignisses an einer Mehrzahl von Orten erfasst wird und die Ereignisse an allen Orten oder der Mehrzahl von Orten innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge eingetreten sein müssen, damit der Betrieb der Zentrifuge freigegeben wird. Das Zeitintervall hat z.B. eine Länge von nicht mehr als 5 Sekunden, insbesondere nicht mehr als 3 Sekunden und vorzugsweise nicht mehr als 1 Sekunde. Zu dem Längenbereich eines Zeitintervalls vorgegebener Länge gehört auch die Länge 0, sodass vorgegeben sein kann, dass die Ereignisse an den verschiedenen Orten gleichzeitig eintreten müssen, damit der Betrieb der Zentrifuge freigegeben wird. Dies wird jedoch nicht bevorzugt, da bei der Weiterverarbeitung der Sensorsignale bzw. beim Auslesen der Sensoren nacheinander vorgegangen werden kann. Ein weiterer Grund dafür besteht darin, dass z.B. der geschlossene Zustand des Verschlusses an verschiedenen Orten möglicherweise erst nacheinander festgestellt bzw. erfasst werden kann. Ein Beispiel ist ein Verschluss, der um eine quer zur Normalen der zu verschließenden Öffnung verlaufende Drehachse drehbar ist, um den Verschluss zu öffnen und zu schließen. An einem Ort näher an der Drehachse kann sich z.B. mechanischer Druck zwischen Verschluss und Gehäuse früher aufbauen als weiter entfernt von der Drehachse. Auch kann durch ein Zeitintervall vorgegebener Länge ungleich Null bei der Überwachung verschiedener Ereignisse (z.B. Verschluss ist geschlossen an einem Ort und Verschluss ist verriegelt an einem anderen Ort) berücksichtigt werden, dass auch im normalen Ablauf des Versetzens der Zentrifuge in dem betriebsbereiten Zustand die Ereignisse nicht gleichzeitig eintreten oder jedenfalls nicht gleichzeitig eintreten müssen.
  • Insbesondere kann die Zustandserfassungseinrichtung zumindest einen Sensor zum Erfassen des betriebsbereiten Zustandes und/oder dessen Entstehen aufweisen, wobei der Sensor an einem der Mehrzahl von Orten angeordnet ist. Alternativ kann zumindest ein Sensor derart angeordnet sein, dass er nicht an einem der Mehrzahl von Orten oder zumindest nicht an allen Orten angeordnet ist, an denen er den Zustand und/oder dessen Entstehen überwacht. Vielmehr überwacht der Sensor in diesem Fall den Zustand und/oder dessen Entstehen aus einer Entfernung zu dem Ort. Auf Beispiele für Sensoren, die an dem Ort selbst angeordnet sind und auch die aus einer Entfernung zu dem Ort überwachen, wurde bereits eingegangen.
  • Die Zustandserfassungseinrichtung kann zumindest einen elektrischen Schalter zum Erfassen des betriebsbereiten Zustandes und/oder dessen Entstehen aufweisen, wobei der Schalter an einem der Mehrzahl von Orten angeordnet ist. Ein elektrischer Schalter ist eine Ausgestaltung eines Sensors, insbesondere eines Sensors, der an dem Ort angeordnet ist, an dem der Zustand und/oder dessen Entstehen überwacht wird.
  • Insbesondere kann die Zustandserfassungseinrichtung derart ausgestaltet sein, dass sie anhand eines oder mehrerer der folgenden Zustände und Vorgänge:
    • der Schalter ist geschlossen;
    • der Schalter ist offen;
    • der Schalter wird geschlossen;
    • der Schalter wird geöffnet;
    den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses und/oder dessen Entstehen erfasst, und zwar an demjenigen der Mehrzahl von Orten erfasst, an dem der Schalter angeordnet ist.
  • Das Verfahren zum Betreiben einer Laborzentrifuge kann entsprechend den in den vorangegangenen Absätzen genannten Fällen ausgestaltet sein, d. h. den Sensor oder den Schalter zu dem genannten Zweck verwenden.
  • Insbesondere kann die Zustandserfassungseinrichtung der Laborzentrifuge ausgestaltet sein, den Betrieb der Laborzentrifuge nur dann freizugeben, wenn sie ein Fortbestehen des geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses an der Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge erfasst.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Zustandserfassungseinrichtung der Laborzentrifuge ausgestaltet sein, den Betrieb der Laborzentrifuge dann nicht mehr freizugeben oder zu sperren, wenn sie ein Bestehen des geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses an einem der Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge nicht mehr erfasst.
  • Das Verfahren zum Betreiben der Laborzentrifuge kann entsprechend ausgestaltet sein, um das Fortbestehen und/oder das Nicht-Bestehen zu erfassen.
  • Das Fortbestehen wird insbesondere dadurch erfasst, dass der Zustand wiederholt oder kontinuierlich überwacht wird. Z.B. kann ein aktiver Sensor, der für die Überwachung verwendet wird, wiederholt und insbesondere zyklisch oder kontinuierlich ein Signal ausgeben, aus dem auf das Bestehen oder Nichtbestehen des betriebsbereiten Zustands geschlossen werden kann. Wie zuvor erwähnt, kann der betriebsbereite Zustand darin bestehen, dass der Verschluss geschlossen ist, der Verschluss verriegelt ist oder der Verschluss geschlossen und verriegelt ist. Ein passiver Sensor kann insbesondere wiederholt, z.B. zyklisch, oder kontinuierlich ausgelesen werden, wobei wie oben erwähnt auch z.B. das Anlegen einer elektrischen Spannung an den Sensor (z.B. einen elektrischen Schalter) ein Auslesen darstellt.
  • Das Fortbestehen kann überwacht werden, bevor der Betrieb nach einem Schließen des Verschlusses zum ersten Mal freigegeben wird. Das Fortbestehen des betriebsbereiten Zustands ist in diesem Fall eine zusätzliche Bedingung für die Freigabe des Betriebes. Alternativ oder zusätzlich kann das Fortbestehen überwacht werden, nachdem der Betrieb freigegeben wurde. Auf diese Weise kann insbesondere während des Betriebes festgestellt werden, dass der Betrieb gestoppt werden muss. Z.B. gibt die Zustandserfassungseinrichtung in diesem Fall den Betrieb nicht mehr frei. Das Nichtmehrfreigeben kann auch dadurch realisiert werden, dass die Zustandserfassungseinrichtung den Betrieb sperrt. Z.B. kann die Zustandserfassungseinrichtung ein Sperrsignal ausgeben, wenn sie erfasst hat, dass der betriebsbereite Zustand des Verschlusses nicht mehr fortbesteht.
  • Die vorangegangene Überwachung des Fortbestehens findet vorzugsweise an der Mehrzahl von Orten statt. Wenn es sich dabei um mehr als zwei Orte handelt, kann das Fortbestehen auch lediglich an zwei Orten oder jedenfalls an einer Mehrzahl von Orten, die nicht alle überwachbaren Orte sind, überwacht werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch einen vertikalen Schnitt durch eine Ausführungsform einer Laborzentrifuge, wobei links oben in der Figur ein Bereich gestrichelt dargestellt ist und mit II bezeichnet ist, der in Fig. 2 und Fig. 3 vergrößert in verschiedenen Zuständen dargestellt ist,
    Fig. 2
    der vergrößerte Bereich aus Fig. 1 in einem Zustand, in dem der Deckel der Laborzentrifuge noch nicht ganz geschlossen ist,
    Fig. 3
    der vergrößerte Bereich aus Fig. 1 in einem Zustand, in dem der Deckel der Laborzentrifuge vollständig geschlossen ist,
    Fig. 4
    eine Ansicht von unten auf den Deckel der in Fig. 1 dargestellten Laborzentrifuge,
    Fig. 5
    schematisch ein Ausführungsbeispiel mit drei Sensoren zur Überwachung von Ereignissen, bei deren Eintreten der Betrieb einer Laborzentrifuge freigegeben und begonnen wird,
    Fig. 6
    ein Ausführungsbeispiel mit zwei Sensoren zur Überwachung des Eintretens von Ereignissen, die zur Freigabe des Betriebes führen können, wobei die Zustandserfassungseinrichtung aus diskreten Elementen wie Dioden, Widerständen, soweit erforderlich Transistoren, Standard Logik-Bauteilen und/oder programmierbarer Logik (FPGA, CPLD etc.) aufgebaut ist, und
    Fig. 7
    die zeitlichen Signalverläufe von zwei Sensoren, die das Eintreten eines Ereignisses überwachen.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Laborzentrifuge 1 weist ein Gehäuse 3 mit Seitenwänden und Boden auf, wobei das Gehäuse 3 oben eine Öffnung 6 aufweist, die durch einen Deckel 5 verschlossen oder nahezu verschlossen ist. Im Inneren des Gehäuses 3 befindet sich ein Rotor 7, der über eine Motorwelle 9 angetrieben von einem Antrieb 11 während des Betriebes der Laborzentrifuge 1 rotiert. Die entsprechende Rotationsachse verläuft in Fig. 1 in vertikaler Richtung durch die Mitte der schematisch dargestellten Motorwelle 9 und ist nicht dargestellt. Der Rotor 7 dient der Aufnahme der Probe oder der Proben, die zentrifugiert werden sollen.
  • Die vergrößerte Darstellung des Bereichs links oben in Fig. 1, welche in Fig. 2 dargestellt ist, lässt einen Teil des Deckels 5 erkennen, während dieser noch nicht vollständig geschlossen ist und somit noch nicht auf der Wand des Gehäuses 3 aufliegt. An der Unterseite des Deckels 5 befinden sich drei Vorsprünge 13a, 13b, 13c, die wie Fig. 4 zeigt gleichmäßig in Umfangsrichtung entlang dem Außenrand des Deckels 5 verteilt sind. Einer dieser drei Vorsprünge 13 ist in Fig. 2 dargestellt. In seinem Verlauf von der Unterseite des Deckels 5 nach unten weist der Vorsprung 13 eine Nut 15 auf und endet in einem Bereich mit einem Permanentmagneten 17. Der Vorsprung 13 ist in eine entsprechende Aussparung 14 an der Oberseite der Wand des Gehäuses 3 einführbar und ist in dem in Fig. 2 dargestellten Zustand bereits mit seinem Permanentmagneten 17 teilweise in die Aussparung 14 eingeführt. An der oberen Oberfläche der Wand des Gehäuses 3 können sich beidseits der Aussparung 14 Bereiche einer Dichtung 23 befinden, sodass in dem vollständig geschlossenen Zustand, der in Fig. 3 dargestellt ist, der Deckel 5 beidseits der Aussparung 14 an der Dichtung 23 anliegt.
  • Seitlich der Aussparung 14, in ihrem Verlauf von ihrem Boden bis zur oberen Oberfläche der Wand des Gehäuses 3, befindet sich ein Verriegelungsstift 19, der wie durch einen Pfeil mit zwei entgegengesetzt orientierten Pfeilspitzen angedeutet quer zum Verlauf der Aussparung beweglich ist. Der Verriegelungsstift 19 kann z.B. durch eine nicht dargestellte Betätigungseinrichtung betätigt werden und dadurch in die Aussparung 14 und die Nut 15 hinein bewegt werden, um den Vorsprung 13 in der vollständig geschlossenen Stellung des Deckels 5 zu verriegeln. Zum Entriegeln kann der Verriegelungsstift 19 wieder aus der Nut 15 heraus bewegt werden.
  • Unterhalb des Bodens der Aussparung 14 befindet sich ein Magnetfeld-Sensor 21. Bei Annäherung des Permanentmagneten 17 nimmt die Magnetfeldstärke am Ort des Magnetfeld-Sensors 21 zu. In der in Fig. 3 dargestellten vollständig geschlossenen Stellung des Deckels 5 ist der Permanentmagnet 17 dem Magnetfeld-Sensor 21 so nahe wie möglich und hat die Magnetfeldstärke am Ort des Magnetfeld-Sensors 21 daher ihren Maximalwert erreicht. Bei Erreichen eines Schwellwertes der Magnetfeldstärke, der der Maximalwert oder ein Wert unterhalb aber nahe des Maximalwertes ist, erzeugt der Magnetfeld-Sensor 21 ein Signal, das die kleinstmögliche Entfernung des Permanentmagneten 17 und somit den vollständig geschlossenen Zustand des Deckels 5 anzeigt.
  • Da der Deckel 5 die drei Vorsprünge 13a, 13b, 13c aufweist, die wie anhand von Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben ausgestaltet sind und im vollständig geschlossenen Zustand des Deckels 5 jeweils in eine Aussparung 14 der Wand des Gehäuses 3 eingeführt sind, kann mit den entsprechenden drei Magnetfeld-Sensoren an drei verschiedenen Orten der vollständig geschlossene Zustand des Deckels 5 erfasst werden. Bei den Magnetfeld-Sensoren 21 handelt es sich vorteilhafterweise um Hall-Sensoren, die somit auch dann ein Signal abgeben, wenn sich die Magnetfeldstärke nicht ändert. Auf diese Weise kann jeder der drei Magnetfeld-Sensoren bei Erreichen des Schwellwertes das Signal erzeugen, das die maximale Annäherung von Permanentmagnet 17 und Magnetfeld-Sensor 21 anzeigt und somit am Ort des Sensors den geschlossenen Zustand des Deckels 5 anzeigt.
  • Wenn der Beginn der Signalerzeugung aller drei Magnetfeld-Sensoren 21 innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge liegt, kann eine signaltechnisch mit den Magnetfeld-Sensoren 21 verbundene Zustandserfassungseinrichtung erkennen, dass der Deckel 5 nun in dem betriebsbereiten Zustand ist und der Deckel 5 in erwarteter Weise geschlossen wurde. Würde dagegen lediglich ein Vorsprung 13 des Deckels 5 oder würden lediglich zwei Vorsprünge 13 des Deckels 5 in die entsprechenden Aussparungen 14 eingesetzt werden und daher der Deckel die Öffnung 6 nicht vollständig verschließen, dann würde zumindest einer der Magnetfeld-Sensoren nicht das erwartete Signal erzeugen. Eine Person, die das dritte Signal durch unerwünschte Manipulation dennoch erzeugen wollte, könnte einen Permanentmagneten in die Aussparung 14 einführen, in die keiner der Vorsprünge 13 des Deckels 5 eingeführt wird. Diese Manipulation wird daher erkannt, wenn die Manipulation nicht synchron mit dem Einführen der zwei Vorsprünge 13 in die Aussparungen 14 durchgeführt wird.
  • Wenn außerdem die Verriegelung des geschlossenen Deckels 5 überwacht wird, kann die zuvor beschriebene Manipulation erkannt werden bzw. führt nicht zur Freigabe des Zentrifugen-Betriebes. Hierzu ist z.B. jeweils ein zusätzlicher Sensor an jeder der Aussparungen 14 vorgesehen, um den verriegelten Zustand des Deckels oder den Vorgang des Verriegelns an jedem der Vorsprünge 13 zu erkennen. Der Betrieb der Zentrifuge wird nur dann freigegeben, wenn die drei zusätzlichen Sensoren das Eintreten des Ereignisses (Beginn des verriegelten Zustandes oder Vorgang des Verriegelns) innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge erfassen. Dabei kann es sich um ein anderes Zeitintervall und/oder um ein Zeitintervall anderer Länge handeln als das in dem vorangegangenen Absatz genannte Zeitintervall.
  • Ferner kann bei dieser Ausführungsform mit zusätzlichen Sensoren vorgesehen sein, dass jeder der Verriegelungsstifte 19 nur dann betätigt werden kann, wenn der Magnetfeld-Sensor 21, der an derselben Aussparung 14 wie der Verriegelungsstift 19 vorgesehen ist, die nahe Position des Permanentmagneten 17 erfasst hat. Eine manipulierende Person müsste daher nicht nur einen Permanentmagneten mit dem erwarteten Magnetfeld in die freie Aussparung 14 einführen, sondern müsste außerdem den Magneten an einem Gegenstand einführen, der eine zu dem Verriegelungsstift 19 passende Nut aufweist, sodass der Verriegelungsstift 19 in die Nut hineinbewegt werden kann und der dem Verriegelungsstift 19 zugeordnete zusätzliche Sensor die Verriegelung erfasst. Bei den zusätzlichen Sensoren zur Erfassung des verriegelten Zustandes kann es sich z.B. um End-Schalter handeln.
  • Bei einer alternativen Ausgestaltung wird nicht erfasst, dass die Signale der Magnetfeld-Sensoren 21 innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge erzeugt wurden, sondern wird mittels Verriegelungs-Sensoren lediglich die Verriegelung überwacht und dadurch festgestellt, ob die Signale der Verriegelungs-Sensoren innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge erzeugt wurden.
  • In allen Fällen kann statt einer Auswertung z.B. mittels eines Computerprogramms das Erzeugen der Signale der Sensoren innerhalb des Zeitintervalls vorgegebener Länge unmittelbar zur Freigabe des Betriebes der Laborzentrifuge führen.
  • Anhand von Fig. 5 wird nun ein Ablauf bei der Überwachung des betriebsbereiten Zustandes und der Freigabe des Zentrifugen-Betriebes beschrieben. Es wird jedoch zunächst auf den schematisch dargestellten Aufbau der in Fig. 5 dargestellten Anordnung eingegangen.
  • Es sind drei Sensoren 21a, 21b, 21c vorhanden, die beispielsweise die drei Magnetfeld-Sensoren 21 entsprechend Fig. 2 und Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 4 sind. Es kann sich jedoch auch um andere Sensoren handeln, insbesondere müssen die Sensoren nicht vom gleichen Typ sein und müssen nicht gleichartige Ereignisse erfassen. Z.B. kann einer der Sensoren den betriebsbereiten Zustand des Verschlusses an seinem Ort erfassen, wohingegen zumindest ein anderer der Sensoren das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes (z.B. den Prozess der Verriegelung) erfasst. Die Sensoren können aktive oder passive Sensoren sein, wobei auch eine Kombination aus passiven und aktiven Sensoren möglich ist. Auch ist es möglich, dass nicht drei, sondern nur zwei Sensoren oder mehr als drei Sensoren vorgesehen sind und deren Signale innerhalb des Zeitintervalls vorgegebener Länge erzeugt werden oder bei einer Auswertungseinrichtung eingehen müssen, um den Betrieb der Zentrifuge freizugeben.
  • Die Sensoren 21 sind signaltechnisch mit einer Zustandserfassungseinrichtung 25 verbunden, sodass Signale der Sensoren 21 von der Zustandserfassungseinrichtung 25 empfangbar sind. Ein Signalausgang der Zustandserfassungseinrichtung 25 ist mit einem Signaleingang einer Steuerung 27 der Laborzentrifuge verbunden. Die Steuerung 27 ist ausgestaltet, einen Betrieb eines Motors M der Laborzentrifuge zu steuern, wobei der Motor M wiederum eine Motorwelle 9, z.B. die Motorwelle 9 der Laborzentrifuge 1 aus Fig. 1, während des Betriebes der Laborzentrifuge rotieren lässt.
  • Wenn die von den Sensoren 21a, 21b, 21c erzeugten Signale, die jeweils für sich allein betrachtet den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses der Laborzentrifuge oder das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses anzeigen, innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge von der Zustandserfassungseinrichtung 25 empfangen werden, dann gibt diese den Betrieb der Laborzentrifuge frei, indem sie ein Freigabesignal an die Steuerung 27 ausgibt. Insbesondere wird das Freigabesignal kontinuierlich oder wiederholt an die Steuerung 27 ausgegeben, solange die Zustandserfassungseinrichtung 25 andauend von jedem der Sensoren 21 das Signal empfängt, welches den betriebsbereiten Zustand des Verschlusses anzeigt. In diesem Fall beendet die Steuerung 27 den Betrieb des Motors M, wenn das Freigabesignal von der Zustandserfassungseinrichtung 25 nicht mehr, oder über ein zweites Zeitintervall vorgegebener Länge hinweg nicht mehr, empfangen wird.
  • Solange das Freigabesignal aber empfangen wird, steuert die Steuerung 27 den Betrieb des Motors M, d.h. der Motor M rotiert und treibt z.B. über die Motorwelle 9 in Fig. 1 den Rotor 7 in Fig. 1 an.
  • Optional kann die Zustandserfassungseinrichtung 25 das Freigabesignal erstmals nach einem Schließen des Verschlusses nur unter der zusätzlichen Bedingung an die Steuerung 27 ausgeben, dass die Signale der Sensoren 21 über ein drittes Zeitintervall vorgegebener Länge hinweg wiederholt oder kontinuierlich von der Zustandserfassungseinrichtung 25 empfangen werden. Dies bedeutet, dass die Signale der Sensoren 21 zunächst innerhalb eines ersten Zeitintervalls vorgegebener Länge erstmals erzeugt werden müssen und bei der Zustandserfassungseinrichtung 25 eingehen müssen und dann über das dritte Zeitintervall vorgegebener Länge hinweg auch weiterhin bei der Zustandserfassungseinrichtung 25 eingehen müssen, bevor diese das Freigabesignal erzeugt und ausgibt.
  • Die Zustandserfassungseinrichtung 25 kann z.B. als Recheneinrichtung zur Verarbeitung von digitalen Daten ausgeführt sein. Konkret kann sie als Computerhardware zur Ausführung eines oder mehrerer Computerprogramme und/oder mit Hardware ausgeführt sein, die ohne Software vorgegebene Verarbeitungsprozesse von digitalen Daten durchführt. Z.B. kann es sich daher bei der Zustandserfassungseinrichtung 25 um einen Mikrorechner oder eine Anordnung von Mikrorechnern handeln. Alternativ oder zusätzlich kann die Zustandserfassungseinrichtung zumindest einen Rechner aufweisen, der größer als ein Mikrorechner ist, z.B. ein Minirechner oder ein Personal Computer (PC). Wie erwähnt kann es sich bei der Zustandserfassungseinrichtung auch um eine Rechner-Architektur mit mehreren der genannten Rechnertypen handeln. Z.B. empfängt jeweils ein Mikrorechner die Signale von einem der Sensoren, unterzieht diese Signale einer Vorverarbeitung und gibt das Verarbeitungsergebnis an einen oder mehrere größere Rechner der Zustandserfassungseinrichtung 25 aus. Zumindest einer der Rechner oder der Rechner kann durch den Ablauf eines oder mehrerer Computerprogramme gesteuert arbeiten.
  • In dem Fall, dass zumindest einer der Rechner der Zustandserfassungseinrichtung 25 durch die Hardware fest vorgegebene Logik für die Verarbeitung der Signale aufweist, kann die Recheneinheit z.B. ein ASIC oder ASSP oder DSP sein. Auch die Verwendung von konfigurierbaren Recheneinheiten wie FPGA und CPLD oder diskrete Standard Logik-Bausteine für die Zustandserfassungseinrichtung 25 ist möglich. Ferner kann zumindest ein Mikrocontroller verwendet werden.
  • Wie das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 zeigt, ist es möglich, auf integrierte Schaltkreise und insbesondere auf Software ganz oder teilweise zu verzichten, wenn eine Zustandserfassungseinrichtung realisiert werden soll. Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 weist lediglich zwei Sensoren 31a, 31b auf, die entsprechend der von ihnen jeweils einzeln ausgeführten Überwachung des betriebsbereiten Zustandes oder dessen Eintreten ein Signal erzeugen. Entsprechende Logik-Anordnungen können jedoch auch für die Verarbeitung der Sensorsignale von mehr als zwei Sensoren aufgebaut werden.
  • Wenn das Signal des Sensors 31 (z.B. nach einem längeren Zeitraum) erstmals wieder erzeugt und ausgegeben wird, kann die im Folgenden beschriebene Verarbeitung mittels diskreter Bauelemente und Logikschaltungen realisiert werden. Zuerst wird jedoch der Aufbau der Zustandserfassungseinrichtung 35 aus Fig. 6 aus den Logikschaltungen erläutert.
  • Die Zustandserfassungseinrichtung 35 besitzt für jeden der Sensoren 31 je einen Signaleingang. Dargestellt sind die Signalverbindungen als durchgezogene gerade Linien, die teilweise auch abgewinkelt verlaufen. Über entsprechende Signalverbindungen wird jedes der Eingangssignale bei seinem Auftreten sowohl einer UND-Schaltung 33 als auch einer ODER-Schaltung 36 zugeführt. Der Ausgang der UND-Schaltung 33 ist mit einem ersten von zwei Eingängen einer zweiten UND-Schaltung 34 verbunden und ist außerdem mit einem von zwei Eingängen einer dritten UND-Schaltung 39 verbunden. Der Ausgang der ODER-Schaltung 36 ist mit einem Eingang einer Timer-Schaltung 37 verbunden, deren Ausgang mit dem zweiten von zwei Eingängen der dritten UND-Schaltung 39 verbunden ist. Ein Ausgang der dritten UND-Schaltung 39 ist mit dem Set-Eingang einer Flipflop-Schaltung 40 verbunden. Der Ausgang der Flipflop-Schaltung 40 ist mit dem zweiten von zwei Eingängen der zweiten UND-Schaltung 34 verbunden. Der Ausgang der zweiten UND-Schaltung 34 bildet den Ausgang der Zustandserfassungseinrichtung 35. Die Timer-Schaltung 37 ist so ausgestaltet, dass ein Timer-Lauf so lange wie das Zeitintervall vorgegebener Länge dauert.
  • Wenn die beiden Sensoren 31a, 31b ihre Ausgangssignale erstmals innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge erzeugen und ausgeben, dann gehen diese beiden Signale entsprechend gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig an der ersten UND-Schaltung 33 ein. Das Ausgangssignal der ersten UND-Schaltung 33 ist daher logisch "1", sobald die beiden Signale gleichzeitig eingehen bzw. das später eingehende Signal an der ersten UND-Schaltung 33 eingangsseitig anliegt.
  • Auch am Eingang der ODER-Schaltung 36 liegen die Sensorsignale gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig an. Am Ausgang der ODER-Schaltung 36 liegt daher das Signal logisch "1" an, sobald das erste der Sensorsignale an dessen Eingang anliegt.
  • Der Übergang des Ausgangssignals der ODER-Schaltung 36 von logisch "0" auf logisch "1" führt dazu, dass in der Timer-Schaltung 37 das Zeitintervall beginnt und sich somit dessen Ausgang von logisch "0" auf logisch "1" ändert. Nach Ablauf des Zeitintervalls vordefinierter Länge wechselt das Ausgangssignal wieder von logisch "1" auf logisch "0". Sobald die erste UND-Schaltung 33 die Ausgangssignale aller Sensoren 31 empfangen hat und das Zeitintervall der Timer-Schaltung 37 noch nicht abgelaufen ist, vollzieht der Ausgang von UND-Schaltung 39 einen Wechsel von logisch "0" auf logisch "1". Da nach Ablauf des Zeitintervalls der Timer-Schaltung 37, sich trotz der von den Sensoren 31 empfangenen Signale das Ausgangssignal der dritten UND-Schaltung 39 wieder auf logisch "0" ändert, muss das Ergebnis in der Flipflop-Schaltung 40 gespeichert werden.
  • Da in dem zuvor beschriebenen Fall beide Sensorsignale gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig erzeugt wurden und am Ausgang der dritten UND-Schaltung 39 daher während des Zeitintervalls vorgegebener Länge das Signal logisch "1" vorhanden ist, sind beide Eingangssignale der zweiten UND-Schaltung 34 logisch "1" und es wird das Freigabesignal am Ausgang der zweiten UND-Schaltung 34 erzeugt.
  • Wenn dagegen das Sensorsignal von einem der beiden Sensoren 31a, 31b um die Länge des Zeitintervalls vorgegebener Länge später als das Sensorsignal des anderen Sensors erzeugt wird, liegt zwar am Ausgang der ODER-Schaltung 36 das Signal logisch "1" an, wodurch auch aufgrund des Flankenwechsels am Eingang der Timer-Schaltung 37 das Zeitintervall ausgegeben wird. Das Ausgangssignal logisch "1" am Ausgang der ersten UND-Schaltung 33 wird jedoch erst nach Ablauf des Zeitintervalls vorgegebener Länge erzeugt. Daher liegt an den Eingängen der dritten UND-Schaltung 39 zu keinem Zeitpunkt gleichzeitig das Signal logisch "1" an, wodurch das Freigabesignal in der zweiten UND-Schaltung 34 nicht erzeugt und ausgegeben wird.
  • Die erste UND-Schaltung 33 sorgt weiterhin im Falle einer erteilten Freigabe dafür, dass die Freigabe umgehend gelöscht, also von logisch "1" auf "0" geändert wird, sobald sich mindestens ein Sensorsignal zurückgesetzt hat.
  • Durch zusätzliche Maßnahmen (wie zum Beispiel ein Abkoppeln der Signaleingänge der Zustandserfassungseinrichtung von den Sensoren mittels elektrischer Schalter) wird erreicht, dass die Schaltungen aus Fig. 6 nach einem Timer-Lauf zunächst in einen Zustand gebracht werden, in dem kein Freigabesignal erzeugt werden kann. Dadurch wird verhindert, dass nach einer zu großen Zeitdifferenz zwischen dem Erzeugen der Sensorsignale bei einem andauernden Anliegen der Sensorsignale am Eingang der Zustandsüberwachungseinrichtung 35 das Freigabesignal erzeugt wird. Es ist auch möglich, dass erst ein weiteres Ereignis (wie z. B. ein vollständiges Öffnen des Verschlusses, sodass keiner der Sensoren mehr den betriebsbereiten Zustand erfasst) die Zustandsüberwachungseinrichtung 35 wieder in den Ausgangzustand versetzt, in dem sie wieder bei nahezu gleichzeitig erstmals eintreffenden Sensorsignalen das Freigabesignal erzeugt. In dem empfangsbereiten Zustand der Zustandserfassungseinrichtung 35 sind die Ausgangssignale der Schaltungen vor dem Eintreffen der Sensorsignale sämtlich logisch "0".
  • Ferner kann insbesondere die in Fig.6 dargestellte Schaltungsanordnung so modifiziert werden, dass sichergestellt ist, dass das Freigabesignal erst nach Ablauf des Zeitintervalls vorgegebener Länge ausgegeben wird. Dies gewährleistet, dass der gewünschte Zustand nach Ablauf des Zeitintervalls vorgegebener Länge auch tatsächlich besteht. Unerwünschte Vorgänge, die während des Zeitintervalls vorgegebener Länge durch mögliche Signalwechsel der Sensoren 31 hervorgerufen werden können, wie zum Beispiel beim Prellen von Schaltern, wirken sich somit nicht auf das Freigabesignal aus. Die Modifikation der Schaltungsanordnung besteht darin, dass der Ausgang der Timer-Schaltung 37 über ein NICHT-Gatter mit einem von zwei Eingängen einer vierten UND-Schaltung verbunden ist, deren Ausgang den Ausgang der Zustandsüberwachungseinrichtung bildet. Der zweite Eingang der vierten UND-Schaltung ist mit dem Ausgang der zweiten UND- Schaltung 34 verbunden.
  • Die ODER- Schaltung, die UND-Schaltungen, die Flipflop-Schaltung und die Timer-Schaltung können z. B. als DTL-Schaltungen (Dioden-Transistor-Logik)-Schaltungen mit Dioden, Transistoren und Widerständen insbesondere diskret aufgebaut, als Dünnfilmschaltungen oder Dickschichtschaltungen oder als integrierte Schaltkreise (z. B. als ASICS, d. h. anwendungsspezifische integrierte Schaltung) realisiert und verwendet werden. Das Zeitverhalten eines Timers in DTL-Schaltung kann z. B. unter Nutzung des Aufladeverhaltens und/oder Entladeverhalten mindestens eines Kondensators in einer elektrischen Schaltung realisiert werden. Ebenso ist die Nutzung eines digitalen Zählers in Kombination mit einem digitalen Komparator, oder auch ohne Komparator möglich, denkbar. Basierend auf der in Fig. 6 dargestellten Logik kann alternativ ein Computer-Programm zur Verarbeitung der mittels der Sensoren erzeugten Signale implementiert werden.
  • Anhand von Fig. 7 wird nun noch auf ein Beispiel für die zeitlichen Abläufe von zwei Sensorsignalen eingegangen. Oben in Fig. 7 ist ein erstes Signalpegel-Zeitdiagramm dargestellt, das einen Signalpegel S1 im Verlauf der Zeit t darstellt. Bei dem Signal kann es sich um das Ausgangssignal eines ersten Sensors, z.B. des Sensors 31a aus Fig. 6, oder eines von lediglich zwei Sensoren einer Variante des Ausführungsbeispiels der Fig. 5 handeln. Unten in Fig. 7 ist ein zweites Signalpegel-Zeitdiagramm für den Signalpegel S2 eines zweiten Sensors, z.B. des Sensors 31b aus Fig. 6, oder eines zweiten Sensors der Variante des Ausführungsbeispiels der Fig. 5.
  • Es ist festzustellen, ob die Signalpegel S1, S2 innerhalb des Zeitintervalls vorgegebener Länge einen Pegelwechsel vollzogen haben, der den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses oder dessen Entstehen anzeigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies der Pegelwechsel von dem niedrigeren Signalpegelniveau zu dem höheren Signalpegelniveau. Ferner bedeutet das Fortbestehen des höheren Signalpegel-Niveaus, dass der betriebsbereite Zustand auch weiter von dem entsprechenden Sensor erfasst wird.
  • Der Signalpegel S1 steigt zum Zeitpunkt t1 von dem niedrigeren Signalpegelniveau auf das höhere Signalpegelniveau an und bleibt über den dargestellten Zeitraum hinweg auf dem höheren Signalpegelniveau. Der erste Sensor erfasst daher zum Zeitpunkt t1 (nach einem langen Zeitraum) erstmals, dass sich der Verschluss in dem betriebsbereiten Zustand befindet oder dass der betriebsbereite Zustand des Verschlusses entsteht.
  • Der Signalpegel S2 steigt dagegen erst zum Zeitpunkt t2 von dem niedrigeren Signalpegelniveau auf das höhere Signalpegelniveau an. Außerdem fällt der Signalpegel S2 zum späteren Zeitpunkt t3 wieder auf das niedrigere Signalpegelniveau ab. Dies bedeutet, dass der zweite Sensor erstmals zum Zeitpunkt t2 erfasst, dass sich der Verschluss in dem betriebsbereiten Zustand befindet oder der betriebsbereite Zustand entsteht. Ferner erfasst der zweite Sensor ab dem Zeitpunkt t3 nicht mehr, dass sich der Verschluss in dem betriebsbereiten Zustand befindet.
  • Wenn das Zeitintervall vorgegebener Länge nicht kürzer ist als die Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten t2 und t1, dann führen die Anstiege der Signalpegelniveaus der Signalpegel S1 und S2 zur Freigabe des Betriebes der Laborzentrifuge. Andernfalls wird der Betrieb der Laborzentrifuge nicht freigegeben. Es hängt somit davon ab, wie lang das Zeitintervall vorgegeben ist, ob der in Fig. 7 dargestellte Fall ein Fall des regulären Schließens und/oder Verriegelns des Verschlusses ist oder nicht. Ein nicht regulärer Fall ist insbesondere ein Fall mit einem Fehler eines Sensors oder ein Fall der Manipulation.
  • Wenn die Ausführungsform der Zustandserfassungseinrichtung auch das Fortbestehen der Signalpegel auf dem höheren Signalpegelniveau als Bedingung für die fortgesetzte Freigabe des Betriebes der Laborzentrifuge enthält, dann wird im Fall des regulären Schließens und/oder Verriegelns der Betrieb der Zentrifuge ab dem Zeitpunkt t3 wieder gestoppt, da der zweite Sensor nicht länger den betriebsbereiten Zustand des Verschlusses erfasst. Z.B. wird von der entsprechenden Zustandserfassungseinrichtung nicht länger ein Freigabesignal an die Steuerung 27 in Fig. 5 ausgegeben oder es wird aktiv ein Sperrsignal erzeugt und ausgegeben. Dabei muss das Sperrsignal nicht zwangsläufig an die Steuerung 27 ausgegeben werden. Die Laborzentrifuge kann zumindest eine weitere Einrichtung aufweisen, wie z.B. eine Not-Stopp-Einrichtung, die den Betrieb des Rotors in der kürzest möglichen Zeit beendet.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Laborzentrifuge
    3
    Gehäuse
    5
    Deckel
    6
    Öffnung
    7
    Rotor
    9
    Motorwelle
    11
    Antrieb
    13
    Vorsprung
    14
    Aussparung
    15
    Nut
    17
    Permanentmagnet
    19
    Verriegelungsstift
    21
    Magnetfeld-Sensor
    23
    Dichtung
    25
    Zustandserfassungseinrichtung
    27
    Steuerung
    31
    Sensor
    33, 34, 39
    UND-Schaltung
    35
    Zustandserfassungseinrichtung
    36
    ODER-Schaltung
    37
    Timer-Schaltung
    40
    Flipflop-Schaltung
    M
    Motor
    S
    Signalpegel
    t
    Zeit

Claims (13)

  1. Laborzentrifuge (1), die einen Verschluss (5) zum Verschließen einer Öffnung (6) der Laborzentrifuge (1) aufweist, wobei die Laborzentrifuge (1) eine Zustandserfassungseinrichtung (25) aufweist, welche ausgestaltet ist,
    • einen geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustand des Verschlusses (5) zu erfassen und/oder
    • ein Schließen und/oder Verriegeln des Verschlusses (5) und damit ein Entstehen des betriebsbereiten Zustandes zu erfassen
    und bei erfasstem betriebsbereitem Zustand und/oder bei erfasstem Entstehen des betriebsbereiten Zustandes einen Betrieb der Laborzentrifuge (1) freizugeben, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) ausgestaltet ist, den betriebsbereiten Zustand und/oder dessen Entstehen an einer Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge (1) zu erfassen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zustandserfassungseinrichtung (25) ausgestaltet ist den Betrieb der Laborzentrifuge (1) nur dann freizugeben, wenn sie den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses (5) und/oder das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge an der Mehrzahl von Orten erfasst.
  2. Laborzentrifuge nach Anspruch 1, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) zumindest einen Sensor (21) zum Erfassen des Beginns des betriebsbereiten Zustandes und/oder dessen Entstehen aufweist, wobei der Sensor (21) an einem der Mehrzahl von Orten angeordnet ist.
  3. Laborzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) zumindest einen elektrischen Schalter zum Erfassen des Beginns des betriebsbereiten Zustandes und/oder dessen Entstehen aufweist, wobei der Schalter an einem der Mehrzahl von Orten angeordnet ist.
  4. Laborzentrifuge nach Anspruch 3, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) derart ausgestaltet ist, dass sie anhand eines oder mehrerer der folgenden Zustände und Vorgänge: der Schalter ist geschlossen; der Schalter ist offen; der Schalter wird geschlossen; der Schalter wird geöffnet;
    den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses (5) und/oder dessen Entstehen erfasst, und zwar an demjenigen der Mehrzahl von Orten erfasst, an dem der Schalter angeordnet ist.
  5. Laborzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) den Betrieb der Laborzentrifuge (1) nur dann freigibt, wenn sie ein Fortbestehen des geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses (5) an der Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge (1) erfasst.
  6. Laborzentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) den Betrieb der Laborzentrifuge (1) dann nicht mehr freigibt oder sperrt, wenn sie ein Bestehen des geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses (5) an einem der Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge (1) nicht mehr erfasst.
  7. Verfahren zum Betreiben einer Laborzentrifuge (1), die einen Verschluss (5) zum Verschließen einer Öffnung (6) der Laborzentrifuge (1) aufweist, wobei mittels einer Zustandserfassungseinrichtung (25)
    • ein geschlossener und/oder verriegelter, betriebsbereiter Zustand des Verschlusses (5) und/oder
    • ein Schließen und/oder Verriegeln des Verschlusses (5) und damit ein Entstehen des betriebsbereiten Zustandes
    erfasst wird und bei erfasstem betriebsbereitem Zustand und/oder bei erfasstem Entstehen des betriebsbereiten Zustandes ein Betrieb des Laborgeräts freigegeben wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Zustandserfassungseinrichtung (25) den Betrieb der Laborzentrifuge (1) nur dann freigibt, wenn sie den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses (5) und/oder das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge an einer Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge (1) erfasst.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) zumindest an einem der Mehrzahl von Orten einen dort platzierten Sensor (21) zum Erfassen des Beginns des betriebsbereiten Zustandes und/oder dessen Entstehen verwendet.
  9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) zumindest an einem der Mehrzahl von Orten einen dort platzierten elektrischen Schalter zum Erfassen des Beginns des betriebsbereiten Zustandes und/oder dessen Entstehen verwendet.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) anhand eines oder mehrerer der folgenden Zustände und Vorgänge den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses (5) und/oder dessen Entstehen erfasst: der Schalter ist geschlossen; der Schalter ist offen; der Schalter wird geschlossen; der Schalter wird geöffnet.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) den Betrieb der Laborzentrifuge (1) nur dann freigibt, wenn sie ein Fortbestehen des geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses (5) an der Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge (1) erfasst.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) den Betrieb der Laborzentrifuge (1) dann nicht mehr freigibt oder sperrt, wenn sie ein Bestehen des geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses (5) an einem der Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge (1) nicht mehr erfasst.
  13. Verfahren zum Herstellen einer Laborzentrifuge (1), insbesondere einer Laborzentrifuge (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit folgenden Schritten:
    • Kombinieren eines Gehäuses mit einem Zentrifugen-Rotor und mit einem Verschluss (5) zum Verschließen einer Öffnung (6) der Laborzentrifuge (1),
    • Kombinieren und zumindest teilweises Integrieren einer Zustandserfassungseinrichtung (25) mit bzw. in die Laborzentrifuge (1),
    wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) ausgestaltet wird,
    - einen geschlossenen und/oder verriegelten, betriebsbereiten Zustand des Verschlusses (5) zu erfassen und/oder
    - ein Schließen und/oder Verriegeln des Verschlusses (5) und damit ein Entstehen des betriebsbereiten Zustandes zu erfassen
    und bei erfasstem betriebsbereitem Zustand und/oder bei erfasstem Entstehen des betriebsbereiten Zustandes einen Betrieb des Laborgeräts freizugeben, wobei die Zustandserfassungseinrichtung (25) ausgestaltet wird, den betriebsbereiten Zustand und/oder dessen Entstehen an einer Mehrzahl von Orten der Laborzentrifuge (1) zu erfassen und den Betrieb der Laborzentrifuge (1) nur dann freizugeben, wenn sie den Beginn des betriebsbereiten Zustandes des Verschlusses (5) und/oder das Entstehen des betriebsbereiten Zustandes innerhalb eines Zeitintervalls vorgegebener Länge an der Mehrzahl von Orten erfasst.
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