ES2250644T3 - Procedimiento y dispositivo para evaluar un proceso de dosificacion de liquido. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para evaluar un proceso de dosificacion de liquido.Info
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Abstract
Procedimiento para evaluar un proceso de dosificación de líquido en una pipeta llena al menos parcialmente de un gas, preferiblemente de aire, en particular un proceso de aspiración y/o de dispensación durante el pipeteado, en cuyo procedimiento se capta una evolución en el tiempo (40; 40'') de al menos una magnitud de estado (p) de un medio presente en la pipeta durante sustancialmente todo el tiempo del proceso de dosificación, y en el que se constata si la evolución en el tiempo (40; 40'') de la al menos una magnitud de estado (p) está situada dentro de un intervalo predeterminado de valor nominal (42; 42'') de la magnitud de estado que sigue una curva nominal, emitiéndose un resultado de evaluación (S6, S14, S16) en función del resultado de la constatación, caracterizado porque se capta la evolución en el tiempo de la al menos una magnitud de estado (p) durante la variación de la cantidad de líquido en la pipeta y se compara esta evolución con un intervalo asociado de valor nominal (42; 42'') de la magnitud de estado.
Description
Procedimiento y dispositivo para evaluar un
proceso de dosificación de líquido.
La presente invención concierne a un
procedimiento y un dispositivo para evaluar un proceso de
dosificación de líquido en una pipeta llena al menos parcialmente de
un gas.
Los procesos de dosificación de líquidos son con
frecuencia parte integrante de procedimientos de mezclado o análisis
en los que se toman dosis exactas de líquidos de cantidades de
líquidos y, por ejemplo, se mezclan estas dosis una con otra. Los
procesos de dosificación de líquidos están a la orden del día en
procedimientos químicos, farmacéuticos, médicos y biológicos
humanos. Muchos de estos procesos de dosificación son parte
integrante de un procedimiento de fabricación para obtener
sustancias activas farmacéuticas o médicas y medicamentos o bien
contribuyen al diagnóstico médico de enfermedades. Por tanto, las
dosificaciones de líquido erróneas y no reconocidas pueden conducir
a productos que resulten objetables o incluso peligrosos para la
salud de seres vivos, especialmente humanos. No obstante, aun cuando
se reconozcan dosificaciones erróneas de líquido en una etapa de
control de calidad industrial o clínica, sigue existiendo el riesgo
de que debido a dosificaciones de rechazo innecesariamente
numerosas se despilfarren sustancias valiosas y, en ciertas
circunstancias, existentes sólo en medida limitada.
Por tanto, es de gran importancia poder evaluar
procesos de dosificación de líquido tan pronto como sea posible con
la mayor seguridad posible para determinar si su desarrollo está
exento de errores.
Se conocen por el estado de la técnica, por
ejemplo para un proceso de aspiración, es decir, para la aspiración
de un líquido, y para un proceso de dispensación, es decir, para la
entrega de un líquido, diferentes procedimientos para evaluar un
proceso de dosificación de líquido durante el pipeteado del
mismo.
En un proceso de aspiración se sumerge primero la
punta de pipeteado en el líquido que se ha de recoger. De este modo,
se aísla una cantidad de gas presente en un recinto de recogida de
líquido limitado por la abertura de la punta de pipeteado, la pared
interior de la punta de pipeteado y el pistón y se separa dicha
cantidad del volumen de gas del entorno, con lo que la cantidad de
gas presente en la punta de pipeteado se mantiene constante
aproximadamente, es decir, prescindiendo de procesos de evaporación
y condensación. Mediante un movimiento de aspiración del pistón de
pipeteado en el sentido de alejarse de la punta de pipeteado se
agranda el volumen de la cantidad de gas aislada, con lo que
disminuye la presión del gas en el recinto de recogida de líquido. A
partir de una diferencia de presión determinada entre la presión del
gas en el recinto de recogida de líquido y la del entorno comienza a
entrar líquido en el recinto de recogida de líquido a través de la
abertura de la punta de pipeteado. Debido al líquido entrante
disminuye la velocidad de variación del volumen de gas y, por tanto,
la velocidad de variación de la presión del gas en el recinto de
recogida de líquido.
En los procedimientos conocidos para evaluar un
proceso de dosificación de líquido se vigila si la presión del gas
en el recinto de recogida de líquido cae por debajo de un valor
límite predeterminado. En algunos procedimientos, además de observar
que no se alcance un valor límite, se observa la velocidad de
variación de la presión del gas encerrado en el recinto de recogida
de líquido, es decir que se comprueba si la presión del gas en el
recinto de recogida de líquido varía en una cuantía predeterminada
durante un tiempo predeterminado. Esta comprobación se puede
realizar gráficamente por comparación de la pendiente de una curva
de presión-tiempo con una pendiente predeterminada o
bien analíticamente por comparación de pares de valores de
presión-tiempo correspondientes. Para el proceso de
dispensación en el que se reduce el volumen de una cantidad de gas
encerrada entre un líquido recogido y el pistón de pipeteado
mediante un movimiento de expulsión del pistón de pipeteado hacia la
abertura de pipeteado, se aplica de manera correspondiente el
procedimiento de evaluación anteriormente descrito. Se cumple en
general que el proceso de dosificación se evalúa como exento de
error cuando la presión del gas encerrado en el recinto de recogida
de líquido alcanza un valor límite determinado o bien se queda por
debajo del mismo o lo rebasa y/o cuando la variación en el tiempo de
la presión alcanza un valor límite determinado o bien se queda por
debajo de mismo o lo rebasa.
En este procedimiento del estado de la técnica es
desventajoso el hecho de que la evaluación de si el proceso de
dosificación de líquido se ha desarrollado o no sin errores, se basa
tan sólo en unos pocos valores de medida que son medidos en general
al comienzo del procedimiento de dosificación. Un error que se
presente después de alcanzar el valor límite de la presión del gas
no es ya captado por este procedimiento. Este error puede
presentarse, por ejemplo, cuando la abertura de la punta de
pipeteado sea obstruida por un cuerpo sólido existente en el líquido
durante la entrada de líquido en dicha punta de pipeteado. Esto
puede ocurrir en la dosificación de sangre cuando estén presentes,
por ejemplo, componentes coagulados en sangre líquida.
El documento WO 92/08545 A1 describe un
procedimiento para evaluar un proceso de dosificación de líquido que
está subdividido en un gran número de dosificaciones parciales.
Después de cada dosificación parcial, estando parado el pistón, se
mide la presión del gas en una tubería que conduce a una punta de
pipeteado y se compara esta presión con valores umbral superior e
inferior que dan como resultado en su secuencia un intervalo de
valor nominal que sigue una curva nominal. Se comprueba entonces si
un punto de medida está situado o no dentro del intervalo de valor
nominal.
El documento WO 98/53325 A1 revela un
procedimiento de dosificación de líquido en el que se vigila
continuamente una presión de un líquido en una tubería unida con una
pipeta durante el tiempo en el que se mueve el pistón de pipeteado.
Se cita la posibilidad de comparar un perfil de presión así obtenido
con un perfil de presión determinado para evaluar el desarrollo de
la dosificación. Se revelan para esto varios procedimientos de
evaluación en cada uno de los cuales se agrupan únicamente valores
individuales para formar un valor medio o un valor integral y se
aprovechan éstos para evaluar el proceso de dosificación.
Se conoce por el documento EP 0 982 593 A1 un
dispositivo para vigilar procesos de pipeteado de un líquido a otro
líquido. Este otro líquido es irradiado con luz que es captada en un
detector.
Se conoce por el documento EP 0 990 909 A1 un
procedimiento para vigilar procesos de pipeteado en el que se miden
con sensores de presión cuatro valores de presión durante un proceso
de dosificación y se comparan éstos con valores umbral. Mediante una
comparación con otros valores umbral se pueden captar y reconocer
errores característicos en el dispositivo de pipeteado o durante el
proceso.
El cometido de la presente invención consiste en
indicar una teoría que le permita al experto realizar con la mayor
rapidez posible procesos de dosificación de líquido y, no obstante,
evaluarlos con seguridad respecto de su desarrollo satisfactorio y
reconocer precozmente dosificaciones erróneas.
Según un primer punto de vista de la presente
invención, el problema se resuelve mediante un procedimiento para
evaluar un proceso de dosificación de líquido con las
características de la reivindicación 1.
Mediante la captación de al menos una magnitud de
estado de un medio presente en la pipeta durante sustancialmente
todo el tiempo del proceso de dosificación se tiene disponible
información sobre el estado de llenado de la pipeta sustancialmente
durante todo el proceso de dosificación y se puede aprovechar ésta
para su evaluación. Comparando la evolución en el tiempo
sustancialmente completa de la al menos una magnitud de estado con
un intervalo de valor nominal de la magnitud de estado se pueden
encontrar en instantes cualesquiera valores anormales de la al menos
una magnitud de estado que se presenten durante la dosificación y se
puede evaluar así el proceso de dosificación en forma fiable.
El intervalo de valor nominal de la magnitud de
estado se define siguiendo una curva nominal, a cuyo fin, para
evaluar el proceso de dosificación, se establece si la evolución en
el tiempo de la al menos una magnitud de estado está situada dentro
del intervalo de valor nominal de dicha magnitud de estado, y en
función del resultado del cálculo se emitirá un resultado de
evaluación. Se trata aquí de una comparación muy sencilla de
realizar con la que puede evaluarse fiablemente el proceso de
dosificación.
El intervalo de valor nominal de la magnitud de
estado puede ser, por ejemplo, un evolución idealizada de la
magnitud de estado provista, en ciertas circunstancias, de un
suplemento de tolerancia.
El término "recipiente" empleado en lo que
sigue designa exclusivamente pipetas.
La magnitud de estado puede ser captada en
cualquier medio presente en el recipiente. En las pipetas se puede
obtener un resultado especialmente exacto captando al menos una
magnitud de estado del gas presente en el recipiente, ya que, en
contraposición al líquido entrante o saliente, la cantidad de gas
encerrada en el recipiente es influenciada casi exclusivamente por
el líquido a dosificar y queda así excluida una influencia del
entorno del recipiente.
Otra ventaja de una captación de al menos una
magnitud de estado del gas presente en el recipiente reside en que
se pueden evaluar así también procesos de dosificación con menores
cantidades de dosificación que en el caso de una captación de la
magnitud de estado del propio líquido dosificado, ya que el líquido
está sometido en mayor medida que el gas a interacciones de
adherencia y/o rozamiento con la pared del recipiente. Estas
interacciones resultan despreciables únicamente a partir de cierta
cantidad mínima de líquido.
El procesamiento según la invención se puede
realizar con cualquier clase de gas, es decir, en cualquier clase de
atmósfera gaseosa. En el caso más sencillo y más frecuente se
realiza el proceso de dosificación en aire ambiente, por lo que los
recipientes están llenos de aire en este caso. Sin embargo, es
imaginable también que se tengan que dosificar líquidos cuyo
contacto con aire u oxígeno no sea deseable. En este caso, el
procedimiento según la invención puede utilizarse también para una
dosificación en una atmósfera inerte o casi inerte, tal como, por
ejemplo, una atmósfera de argón, nitrógeno o dióxido de carbono.
Como ya se ha descrito, como magnitud de estado
entran en consideración la presión hidrostática para una medición
en el líquido presente en el recipiente y la presión de gas y/o la
temperatura para una medición en el gas. Dado que la cantidad de gas
presente en el recipiente, es decir, la masa de gas, se mantiene
aproximadamente constante en muchos recipientes de dosificación
durante el proceso de dosificación, pero se modifica el volumen de
la cantidad de gas por efecto del movimiento de un pistón, se
modifican con el volumen la presión y, según la ejecución del
proceso de dosificación, también la temperatura del gas. En el caso
de variaciones de volumen de gas especialmente lentas en el
recipiente se puede partir aproximadamente de una variación de
volumen isoterma. En este caso, tiene sentido la medición de
solamente la presión. En el caso de variaciones de volumen
especialmente rápidas se puede partir aproximadamente de una
variación de estado adiabática, por lo que, en conocimiento del
exponente adiabático asignado al gas, se puede captar como magnitud
de estado la presión o la temperatura. Sin embargo, se obtiene la
más alta precisión y seguridad cuando se captan tanto la presión
como la temperatura del gas, puesto que así se puede efectuar un
control mutuo de la aptitud funcional de los sensores de captación
de la magnitud de estado.
Para la captación de una magnitud de estado es
suficiente captar una magnitud que varíe en una relación conocida
con la magnitud de estado.
Ventajosamente, el intervalo de valor nominal de
la magnitud de estado está definido al menos para toda la duración
del proceso de dosificación de líquido. En este caso, es posible
evaluar el proceso de dosificación de líquido no sólo en
determinados periodos de tiempo, sino realmente en cualquier
instante del proceso de dosificación.
Sin embargo, esto no significa que el intervalo
de valor nominal de la magnitud de estado esté definido solamente
para el tiempo que dura la variación de la cantidad de líquido en el
recipiente. Además, puede ser conveniente captar también la magnitud
de estado antes y/o después de la fase de variación de la cantidad
de líquido en el recipiente y, por consiguiente, ampliar el
intervalo de valor nominal de la magnitud de estado también a estos
periodos de tiempo. Así, puede vigilarse una eventual fase de
transporte entre la fase de aspiración y la fase de dispensación,
por ejemplo en cuanto a pérdida de líquido por formación de gotas y
pérdida de gotas o incluso a pérdida de la punta de pipeteado (punta
de la pipeta).
El proceder exacto para captar tales procesos
antepuestos y pospuestos a la dosificación de líquido será descrito
más abajo haciendo referencia a un ejemplo de ejecución.
Por motivos de una claridad lo mayor posible y
una sencilla comprensión de los resultados de evaluación obtenidos,
el intervalo de valor nominal de la magnitud de estado puede estar
definido ventajosamente de tal manera que se evalúe el proceso de
dosificación de líquido como exento de errores en tanto la evolución
captada en el tiempo de la al menos una magnitud de estado esté
dentro del intervalo de dicha magnitud de estado, y dicho proceso se
evalúe como erróneo cuando se establezca que la evolución captada en
el tiempo de la al menos una magnitud de estado está al menos en
ciertos segmentos por fuera del intervalo nominal de dicha magnitud
de estado.
Por ejemplo, una abertura de la pipeta puede
estar transitoriamente obstruida o estrechada en su sección
transversal por un cuerpo sólido, siendo el cuerpo sólido arrastrado
después de un tiempo de permanencia por el líquido entrante o
saliente. En este caso, la presión del gas en el interior de la
punta de la pipeta puede disminuir fuertemente (y/o disminuiría
fuertemente la temperatura del gas), por ejemplo en un proceso de
aspiración, de modo que la magnitud de estado se sale de su
intervalo de valor nominal. Después de eliminada la perturbación la
magnitud de estado puede adoptar nuevamente valores que estén dentro
del intervalo de valor nominal. Sin embargo, dado que durante la
presencia de la perturbación existían condiciones de flujo
indefinidas en la punta de la pipeta, es conveniente evaluar ya como
erróneo un pipeteado cuando se establezca que la evolución captada
en el tiempo de la al menos una magnitud de estado está en algunos
segmentos por fuera del intervalo de valor nominal de dicha magnitud
de estado.
Otra ventaja del procedimiento según la invención
reside en la posibilidad de que, además de evaluar un desarrollo
correcto del proceso de dosificación, se realice, en caso de que
aparezca un error, el diagnóstico de éste en cuanto a su naturaleza.
Es ventajoso para ello que, cuando la evolución en el tiempo de la
al menos una magnitud de estado es captada como situada al menos en
ciertos segmentos por fuera del intervalo nominal de dicha magnitud
de estado, se establezca si la evolución de la al menos una magnitud
de estado está al menos en ciertos segmentos en al menos un
intervalo de error de entre una pluralidad de intervalos de error de
un intervalo de valores de la magnitud de estado situado por fuera
del intervalo nominal de dicha magnitud de estado. Se emite entonces
un aviso de error en función del al menos un intervalo de error
recorrido.
Si la evolución en el tiempo de la al menos una
magnitud de estado se sale del intervalo nominal de dicha magnitud
de estado, la evolución en el tiempo de la al menos una magnitud de
estado se encuentra en un intervalo de valores de la magnitud de
estado situado por fuera del intervalo de valor nominal de dicha
magnitud de estado. En este caso, se presentan usualmente clases de
error diferentes en tiempos diferentes y/o éstas conducen a
desviaciones diferentes del valor de la magnitud de estado respecto
del intervalo de valor nominal de dicha magnitud de estado. Por
tanto, es posible subdividir el intervalo de valores de la magnitud
de estado que rodea al intervalo de valor nominal de dicha magnitud
de estado en al menos un intervalo de error, preferiblemente una
pluralidad de intervalos de error. En este caso, se efectúa
ventajosamente una asignación exacta de un error a cada intervalo de
error, pero en cierta circunstancia se asigna también una pluralidad
de errores. En el caso de varios intervalos de error, éstos están
delimitados uno respecto de otro en el tiempo y/o por medio de
valores umbral de la magnitud de estado eventualmente variables en
el tiempo.
Asimismo, el intervalo de valor nominal de la
magnitud de estado puede estar delimitado por medio de una curva de
umbral superior y una curva de umbral inferior con respecto al
restante intervalo de valores de la magnitud de estado. Como curva
de umbral superior se denomina aquí la curva de umbral que limita el
intervalo de valor nominal de la magnitud de estado hacia valores
más altos de dicha magnitud de estado. Por consiguiente, la curva de
umbral inferior es la curva de umbral que limita el intervalo de
valor nominal de la magnitud de estado hacia valores más bajos de
dicha magnitud de estado. Las curvas de umbral pueden ser funciones
del tiempo y esto es lo que son también regularmente, ya que el
intervalo de valor nominal de la magnitud de estado sigue casi
siempre a una curva nominal no trivial. En este caso, el
establecimiento de si la evolución en el tiempo de la al menos una
magnitud de estado está dentro del intervalo predeterminado de valor
umbral de dicha magnitud de estado, puede realizarse de manera
sencilla mediante una comparación de la evolución en el tiempo con
la curva de umbral superior y con la curva de umbral inferior.
Como alternativa a esto, la constatación de si la
evolución en el tiempo de la al menos una magnitud de estado está
dentro del intervalo predeterminado de valor umbral de dicha
magnitud de estado, puede realizarse también mediante procesamiento
de imágenes. Un procedimiento de constatación que procese imágenes
es favorecido por el procedimiento según la invención en cuanto que
los fundamentos de los datos empleados en el procedimiento, tales
como, por ejemplo, la evolución en el tiempo de al menos una
magnitud de estado, el intervalo de valor nominal de dicha magnitud
de estado y, en caso deseado, una pluralidad de intervalos de error,
son especialmente adecuados para una representación y evaluación
gráfica.
La calidad de la evaluación del proceso de
dosificación de líquido conseguida con el procedimiento según la
invención depende en gran medida del intervalo de valor nominal de
la magnitud de estado aprovechado para la evaluación. Cuando el
intervalo de valor nominal de la magnitud de estado está concebido
como muy amplio, existe el riesgo de que procesos de dosificación
que son ya erróneos se sigan evaluando como exentos de error.
Recíprocamente, un intervalo de valor nominal de la magnitud de
estado concebido como muy estrecho alberga el riesgo de que procesos
de dosificación exentos de error sean evaluados como erróneos.
Se puede obtener un intervalo de valor nominal de
la magnitud de estado -especialmente adecuado para evaluar procesos
de dosificación de líquido- de un proceso de dosificación de líquido
determinado realizando reiteradamente el proceso de dosificación de
líquido sustancialmente idéntico con el empleo de parámetros del
proceso sustancialmente idénticos y captando entonces la evolución
en el tiempo de la al menos una magnitud de estado. El empleo de
"parámetros del proceso sustancialmente idénticos" significa
aquí que, a ser posible, se dosifica el mismo líquido (o al menos un
líquido de sustancialmente la misma viscosidad, tensión superficial,
etc.) a una temperatura ambiente sustancialmente idéntica en el
recipiente sustancialmente idéntico, es decir, un recipiente de la
misma clase de construcción, por ejemplo del mismo número de pedido
del mismo fabricante, en la atmósfera gaseosa sustancialmente
idéntica con ajustes de funcionamiento sustancialmente idénticos de
un dispositivo de dosificación. Entre los ajustes de funcionamiento
de un dispositivo de dosificación se cuenta, por ejemplo, la
velocidad de dosificación en volumen de líquido por unidad de tiempo
o de peso de líquido por unidad de tiempo.
Por tanto, la dispersión de los parámetros del
proceso, tales como, por ejemplo, la temperatura de medida, la
velocidad de dosificación y, como ya se ha mencionado, la forma del
recipiente, que se presenta durante la utilización práctica de un
dispositivo de dosificación o que puede atribuirse también a una
dispersión ejemplar del dispositivo de dosificación, deberá
subsumirse bajo la expresión de "sustancialmente idéntico", con
lo que el intervalo de valor nominal así constatado tiene en cuenta
esta dispersión de parámetros.
Después de realizar varias veces el proceso de
dosificación de líquido se obtiene, a condición de que cada proceso
de dosificación individual haya transcurrido sin errores, una
familia de evoluciones en el tiempo de la al menos una magnitud de
estado, cuya envolvente puede servir de base como intervalo de valor
nominal de la magnitud de estado para otras realizaciones de este
proceso de dosificación de líquido. Según la relevancia de la
seguridad de la cantidad de líquido dosificada o según el valor del
líquido dosificado, la envolvente de la pluralidad de evoluciones en
el tiempo de la al menos una magnitud de estado puede incrementarse
o reducirse en una cuantía de tolerancia y la envolvente así
ampliada o reducida puede ser empleada como intervalo de
valor
nominal.
nominal.
Como alternativa a esto, la familia de
evoluciones en el tiempo de la al menos una magnitud de estado puede
agruparse también formando una curva de referencia, por ejemplo
mediante la formación del valor medio. Esta curva de referencia así
determinada, provista de un campo de tolerancia bilateral (\pm
n-6) puede servir también como intervalo de valor
nominal de la magnitud de estado.
El problema anteriormente citado se resuelve
también según otro aspecto de la presente invención por medio de un
procedimiento con las características de la reivindicación 6.
Según este procedimiento de la invención,
partiendo de la evolución en el tiempo de la al menos una magnitud
de estado se puede constatar mediante procedimientos de cálculo de
correlación un grado de coincidencia de la evolución en el tiempo de
la al menos una magnitud de estado con la curva de referencia
predeterminada y, en función del resultado de la constatación, se
puede emitir un resultado de evaluación concerniente al proceso de
dosificación. Debido a la utilización de procedimientos de cálculo
de correlación son posibles comparaciones muy exactas de la
evolución en el tiempo de la al menos una magnitud de estado con la
curva de referencia predeterminada. Además, mediante la ejecución de
un procedimiento de cálculo de correlación y el archivado de una
curva de referencia para parámetros de funcionamiento determinados
se puede reducir el espacio de memoria necesario para almacenar el
intervalo de valor nominal de la magnitud de estado y el tiempo de
cálculo necesario para la comparación con una evolución actual de la
magnitud de estado. De este modo, el proceso de dosificación a
evaluar puede desarrollarse también con más rapidez. El coeficiente
de correlación calculado puede servir de índice indicativo de la
calidad.
Como procedimientos de correlación entran en
consideración procedimientos conocidos tales como, por ejemplo, la
transformada rápida de Fourier, la regresión polinómica,
procedimientos de regresión en general, onditas y formación de
diferencia.
Tales procedimientos de cálculo de correlación
emiten el grado de coincidencia entre dos curvas o evoluciones de
puntos generalmente en forma de un valor numérico. El proceso de
dosificación a analizar puede evaluarse como erróneo, por ejemplo,
cuando el grado de coincidencia constatado esté fuera de un
intervalo predeterminado de valor nominal del grado de coincidencia.
Mediante esta comparación de un valor numérico con un intervalo de
valor predeterminado se puede obtener el resultado de la evaluación
con especial rapidez, lo que, en vista de los cortos tiempos
disponibles en los procesos de dosificación industriales, es de gran
importancia.
Asimismo, un error producido, que se presenta
cuando se capta el grado de coincidencia como situado por fuera del
intervalo predeterminado de valor umbral de dicho grado de
coincidencia, puede ser analizado con más detalle por un
procedimiento más avanzado de
diagnóstico-comparación. En particular, se constata
en este caso si el grado de coincidencia está situado dentro de un
intervalo de error de una pluralidad de intervalos de error de un
intervalo de valores del grado de coincidencia situado por fuera del
intervalo de valor nominal de dicho grado de coincidencia. En
función del intervalo de error en el que está situado el grado de
coincidencia, se emite entonces un aviso de error. De este modo, es
posible reconocer y subsanar con rapidez y fiabilidad un error
sistemático en la instalación de dosificación. A este fin, se
pueden constatar, por ejemplo en ensayos, intervalos de error dentro
del intervalo total de valores del grado de coincidencia y se pueden
asignar a éstos unos errores o grupos de errores determinados, con
lo que, en ciertas circunstancias, es posible una manifestación
referente a lo crítico que es el respectivo error.
Para poder ahorrar más tiempo de cálculo y más
sitio de memoria es suficiente que el procedimiento de cálculo de
correlación emplee como magnitud de entrada puntos de apoyo tomados
de la evolución en el tiempo de la al menos una magnitud de estado y
de la curva de referencia. En el caso de una distancia
suficientemente pequeña entre los puntos de apoyo, se pueden reducir
considerablemente el tiempo de cálculo y el sitio de memoria
necesario, sin que se merme la exactitud en el resultado de la
evaluación.
Según otro punto de vista de la invención, el
problema anterior se resuelve también por medio de un dispositivo
conforme a la reivindicación 14.
La captación de la evolución en el tiempo de la
al menos una magnitud de estado puede efectuarse continuamente o
bien en mediciones individuales realizadas a distancia en el tiempo
de una a otra, siendo pequeña la distancia entre dos mediciones
individuales en comparación con la duración total del proceso de
dosificación de líquido.
En la memoria de datos está almacenado el
intervalo predeterminado de valor nominal de la magnitud de estado.
Asimismo, en la memoria de datos están archivados los valores de la
magnitud de estado captados por el sensor.
A partir de una pluralidad de mediciones
individuales se puede formar una evolución en el tiempo, por
ejemplo, asignado a cada medición un estado de máquina o de
recipiente característico del proceso de dosificación, por ejemplo
la posición de un pistón móvil con relación al recipiente restante.
La posición del pistón es equivalente a un instante al menos durante
la fase en la que se mueve el pistón.
El dispositivo puede comprender también un reloj.
En caso deseado, pueden almacenarse entonces también, alternativa o
adicionalmente a los estados de máquina antes citados, los propios
instantes asignados a una captación de la magnitud de estado. Un
almacenamiento de magnitudes de estado junto con los instantes de
captación asignados a ellas o con estados de máquina equivalentes a
éstos es necesaria, por ejemplo, cuando la captación de valores de
la magnitud de estado por al menos un sensor no se realice a
intervalos de tiempo constantes. Por el contrario, si se captan
valores de la magnitud de estado a intervalos de tiempo constantes,
se puede prescindir del almacenamiento de instantes de captación, ya
que el instante de captación puede ser determinado a partir de la
posición correlativa de un valor de la magnitud de estado en una
serie de valores de dicha magnitud de estado.
Asimismo, el dispositivo comprende una unidad de
proceso de datos que está construida según la reivindicación 14.
Una unidad de salida sirve finalmente para emitir
un resultado de evaluación que se obtiene en función del resultado
de constatación de la unidad de proceso de datos. La unidad de
salida puede emplear símbolos alfanuméricos y/o elementos gráficos,
tales como, por ejemplo, líneas y/o superficies en color y/o
estructuradas, para la emisión del resultado de evaluación y, en
caso deseado, para la representación de la evolución en el tiempo de
la magnitud de estado, así como del intervalo de valor nominal de
dicha magnitud de estado.
Además del intervalo de valor nominal de la
magnitud de estado, en la memoria de datos puede estar almacenada
también una pluralidad de intervalos de error predeterminados,
estando asignado a cada intervalo de error al menos un error posible
del proceso de dosificación. De este modo, la unidad de proceso de
datos puede diagnosticar el error o los errores del proceso de
dosificación que entran en consideración.
Asimismo, el dispositivo para confeccionar el
intervalo nominal de la magnitud de estado puede comprender una
unidad de edición mediante la cual, por ejemplo partiendo de una
familia de evoluciones en el tiempo de magnitudes de estado, se
puede confeccionar un intervalo de valor nominal de la magnitud de
estado.
La unidad de edición puede comprender para ello
una unidad de entrada unida con ella. A través de esta unidad de
entrada pueden introducirse, por ejemplo, valores numéricos que
definen intervalos de tolerancia en la cuantía de los cuales se
ensancha o estrecha una envolvente de la familia de evoluciones en
el tiempo con respecto a dicha familia.
Como alternativa o adicionalmente a esto, la
unidad de salida del dispositivo puede ser una unidad de salida
gráfica, pudiendo establecerse entonces también gráficamente un
intervalo de valor nominal de la magnitud de estado a través de la
unidad de entrada. Este procedimiento gráfico, en el que se
representan conjuntamente de forma visible, por ejemplo, la familia
de evoluciones en el tiempo de la magnitud de estado y un intervalo
de valor nominal de dicha magnitud de estado, representa una
posibilidad especialmente sencilla, pero, no obstante, muy eficaz,
para confeccionar un intervalo de valor nominal de la magnitud de
estado. Sin embargo, con la unidad de edición se puede confeccionar
también por vía gráfica, a partir de la familia de evoluciones en el
tiempo, una evolución de referencia o una curva de referencia. Sin
embargo, esto puede realizarse con mayor exactitud por medio de
procedimientos de cálculo.
Según las formas de ejecución preferidas
anteriormente expuestas del procedimiento según la invención, la
unidad de proceso de datos puede constatar si la evolución en el
tiempo de la al menos una magnitud de estado está dentro del
intervalo predeterminado de valor nominal de dicha magnitud de
estado.
Según otro punto de vista de la presente
invención, el problema anteriormente citado se resuelve también con
un dispositivo según la reivindicación 19, en el que especialmente
la unidad de proceso de datos está construida para realizar un
procedimiento de cálculo de correlación para constatar un grado de
coincidencia de la evolución en el tiempo de la al menos una
magnitud de estado con una curva de referencia predeterminada tomada
como intervalo de valor nominal de dicha magnitud de estado. Es
ventajoso entonces que en la memoria de datos esté almacenado un
intervalo predeterminado de valor nominal del grado de coincidencia
con el cual se pueda comparar el grado de coincidencia constatado.
Así, se puede constatar si el grado de coincidencia constatado está
dentro del intervalo predeterminado de valor nominal de dicho grado
de coincidencia.
Los intervalos de error antes comentados, que
pueden estar archivados en la memoria de datos para el diagnóstico
de errores, pueden ser, por ejemplo, intervalos de valores del grado
de coincidencia. Un error determinado o un grupo de errores
determinado está asignado entonces a un intervalo determinado de
valores del grado de coincidencia.
Cabe consignar expresamente en este punto que las
dos formas de ejecución preferidas citadas pueden aplicarse también
combinadas a un mismo proceso de dosificación para aumentar la
seguridad de evaluación.
Como ya se ha dicho, el procedimiento según la
invención para evaluar un proceso de dosificación de líquido puede
utilizarse con líquidos cualesquiera, así como en una atmósfera
gaseosa cualquiera. Lo mismo se aplica para los dispositivos
anteriormente descritos.
Es imaginable a este respecto que el
procedimiento o el dispositivo, aparte de una simple evaluación en
el caso de una dosificación evaluada como errónea, induzca o adopte
también medidas. Se cuentan entre éstas, por ejemplo, la detención
de un proceso de dosificación determinado, el cambio de determinadas
puntas de pipeteado, el rechazo de un proceso de dosificación, por
ejemplo aspiración, y la repetición de este proceso de
dosificación.
En lo que sigue se explica la presente invención
con más detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos.
Representan:
Las Figuras 1a-1e, fases de un
proceso de aspiración durante el pipeteado,
La Figura 2, un procedimiento para evaluar un
proceso de dosificación de líquido según el estado de la
técnica,
La Figura 3, una representación gráfica de una
evolución en el tiempo de la presión de un gas presente en el
recinto de recogida de gas de una punta de pipeteado durante un
proceso de aspiración y un proceso de dispensación, un intervalo de
valor nominal de magnitud de estado según la primera forma de
ejecución preferida de la invención y zonas de error que rodean al
intervalo de valor nominal,
La Figura 4, un diagrama de flujo que describe la
primera forma de ejecución preferida del procedimiento según la
invención, y
La Figura 5, un diagrama que representa el
establecimiento de intervalos de valor nominal de magnitud de estado
de las formas de ejecución preferidas de la presente invención.
Con referencia a las Figuras 1a a 1e se explica
brevemente ayudándose de representaciones esquemáticas un proceso de
aspiración de un líquido durante el pipeteado que sirve de base al
ejemplo de ejecución de la presente invención.
La Figura 1a muestra una sección transversal
esquemática de una punta de pipeteado 10 que se mueve en la
dirección de la flecha 10 hacia el nivel 14a de un líquido 14. En el
recinto de recogida de líquido está dispuesto un sensor de captación
de presión 22 que capta la presión del gas presente en el recinto de
recogida de líquido 20.
En la Figura 1b la abertura 10a de la punta de
pipeteado 10 ha alcanzado el nivel 14a del líquido. De este modo, la
cantidad de gas presente en el recinto de recogida de líquido 20 de
la punta de pipeteado 10 es separada del aire ambiente y,
prescindiendo de procesos de evaporación y condensación, se mantiene
sustancialmente constante. La punta de pipeteado 10 es hecha
descender en mayor medida en la dirección de la flecha 12.
En la Figura 1c la punta de pipeteado 10 ha
alcanzado su punto de descenso y permanece sumergida en el líquido
14 con la abertura 10a. El pistón 16 es movido ahora en la dirección
de la flecha 18. A consecuencia de los efectos de rozamiento y de
tensión superficial, no entra todavía líquido alguno en el recinto
de recogida de líquido 20.
En la Figura 1d puede verse que ya ha comenzado
la recogida de líquido 14 por la punta de pipeteado 10 a través de
la abertura 10a. El pistón 16 no se mueve ya entonces adicionalmente
(Figura 1d'), de modo que no se sigue incrementando el volumen del
recinto de recogida de líquido 20 de la punta de pipeteado 10. Sin
embargo, a consecuencia de la depresión existente del recinto de
recogida de líquido 20 con respecto al entorno, sigue entrando
líquido 14 en el recinto de recogida de líquido 20 hasta que se haya
ajustado un equilibrio.
En la Figura 1e ha concluido el proceso de
aspiración. La punta de pipeteado 10 ha sido separada del líquido
14. En el recinto de recogida de líquido 20 de la punta de pipeteado
10 se encuentra un volumen determinado del líquido 14, el cual es
mantenido allí por la depresión del gas encerrado entre el pistón 16
y el volumen de líquido con respecto al entorno. Además, los efectos
de rozamiento y adherencia entre el volumen de líquido y la pared de
la punta de pipeteado 10 contribuyen también a que se mantenga el
volumen de líquido en la punta de pipeteado 10.
En la Figura 2 se ha designado con 30 un diagrama
de presión-tiempo de un procedimiento según el
estado de la técnica para evaluar un proceso de dosificación de
líquido. En el eje de abscisas del diagrama representado en la
Figura 2 se ha registrado el tiempo t y en el eje de ordenadas la
presión p de la cantidad de gas presente en el
\hbox{recinto de
recogida de líquido 20.}
Se efectúa una evaluación del proceso de
dosificación de líquido de tal manera que se constata si la curva de
evolución de presión-tiempo alcanza al menos en
algunos segmentos una pendiente \alpha, es decir si la velocidad
de variación de la presión del gas alcanza al menos en un segmento
un valor predeterminado proporcional a tg \alpha y/o si la presión
en el recinto de recogida de líquido de la punta de pipeteado se
queda por debajo de un valor límite predeterminado p_{*} durante
la aspiración. Si se alcanza la pendiente \alpha por el diagrama
de presión-tiempo en un período de tiempo próximo al
comienzo de la aspiración y/o no se alcanza el valor límite p_{*},
se evalúa el proceso de aspiración como exento de error. Si no se
cumple una de las condiciones citadas, se evalúa el proceso de
aspiración como erróneo.
En la Figura 3 se representa en el intervalo de
tiempo A, por medio de la línea de puntos 40, la presión del gas
-detectada con el sensor de captación de presión 22 de las Figuras
1a a 1e durante un proceso de aspiración- en el recinto de recogida
de líquido 20 de la punta de pipeteado 10. Esta evolución en el
tiempo de la presión está registrada en un sistema de coordenadas.
Sobre el eje de abscisas se ha registrado el tiempo t y sobre el eje
de ordenadas la presión p del gas del recinto de recogida de líquido
20.
En este sistema de coordenado se ha registrado
también un intervalo de valor nominal de presión 42 que sigue una
curva nominal. Por fuera del intervalo de valor nominal de presión
42 están situados en este diagrama los intervalos de error 44, 46,
48 que se encuentran por debajo del intervalo de valor nominal de
presión 42, así como los intervalos de error 50, 52, 54, 56 y 58 que
se encuentran por encima del intervalo de valor nominal de presión
42, es decir, hacia presiones más altas.
En la Figura 3, intervalo de tiempo A, la
evolución 40 en el tiempo de la presión del gas en todo el intervalo
de definición del intervalo de valor nominal de presión 42 está por
dentro del mismo, por lo que el proceso de dosificación considerado
se evalúa como exento de error.
Para entender mejor la evolución 40 en el tiempo
de la presión del gas en el recinto de recogida de líquido 20 de la
punta de pipeteado 10 de las Figuras 1a a 1e se explica brevemente
lo siguiente:
La evolución comienza en el instante t = 0 a la
presión ambiente p_{0}. En el primer segmento 40a permanece
constante la presión. Esto corresponde al estado mostrado en la
Figura 1a, en el que se mantiene constante el volumen del recinto de
recogida de líquido 20. Tan pronto como la abertura 10a de la punta
de pipeteado 10 alcanza el nivel de líquido 14a, como se muestra en
la Figura 1b, resulta primero momentáneamente una insignificante
reducción de la presión debido a la adherencia al contacto con la
superficie del líquido, la cual es superada después por la presión
dinámica creciente en la punta de pipeteado que se va sumergiendo
cada vez en mayor medida. Ambos efectos son relativamente pequeños
y, por tanto, no se han registrado en la Figura 3.
En un instante que corresponde a la Figura 1c, el
pistón 16 se mueve hacia arriba con velocidad constante en la
dirección de la flecha 18, con la consecuencia de que cae
drásticamente la presión. Esta fase de la fuerte caída de presión
representada por el segmento 40c termina en el punto 40d, en el que
el líquido comienza a entrar en el recinto de líquido 20 de la punta
de pipeteado. En la zona 40e adyacente al punto 40d se reduce por
medio del líquido entrante en el recinto de recogida de líquido 20
un aumento adicional
-originado por movimiento del pistón 16- del volumen de gas de la cantidad de gas encerrada en el recinto de recogida de líquido 20, es decir que una superficie límite de líquido sigue al pistón en fase de elevación. Se ajusta aproximadamente un equilibrio dinámico entre el aumento del volumen de gas ocasionado por el pistón y la reducción del volumen de gas ocasionada por el líquido entrante.
-originado por movimiento del pistón 16- del volumen de gas de la cantidad de gas encerrada en el recinto de recogida de líquido 20, es decir que una superficie límite de líquido sigue al pistón en fase de elevación. Se ajusta aproximadamente un equilibrio dinámico entre el aumento del volumen de gas ocasionado por el pistón y la reducción del volumen de gas ocasionada por el líquido entrante.
El movimiento del pistón y, por tanto, el aumento
del volumen del recinto de recogida de líquido terminan en el
instante t_{1} en el punto 40f (Figura 1d). La depresión del gas
con respecto al gas ambiente de la punta 10 de la pipeta, presente
todavía en el recinto de recogida de líquido 20, deja que siga
pasando líquido al recinto de recogida de líquido 20, con lo que,
como se representa en el segmento 40g, se reduce rápidamente el
volumen de la cantidad de gas encerrada en el recinto de recogida de
líquido y aumenta su presión con la correspondiente rapidez.
En el punto 40h la punta de pipeteado 10 se ha
separado ya del líquido (Figura 1e). Poco antes termina la entrada
del líquido en el recinto de recogida de líquido 20 de la punta de
pipeteado 10 (Figura 1d'). En el punto 40h la cantidad de gas
encerrada entre el pistón 16 y el líquido en el recinto de recogida
de líquido 20 está sometida a una diferencia de presión negativa
\Deltap que, para cantidades de líquido dosificadas
suficientemente grandes, es aproximadamente proporcional a la
cantidad de líquido dosificada. En el caso de cantidades de líquido
muy pequeñas, es decir, según el líquido, para cantidades menores
que aproximadamente 30 \mul, tienen una repercusión tan fuerte los
efectos de rozamiento y de adherencia entre el líquido y la pared de
la punta de la pipeta que no existe ninguna proporcionalidad directa
entre la diferencia de temperatura negativa y la cantidad de líquido
dosificada.
Los distintos intervalos de error 44, 46, 48, 50,
52, 54, 56 y 58 están delimitados entre sí en el tiempo y por medio
de valores de presión o evoluciones de valores de presión en el
tiempo. El intervalo de valor límite de presión 40 está limitado por
la curva de umbral inferior 60 hacia presiones más bajas y por la
curva de umbral superior 62 hacia presiones más altas. Las curvas de
umbral inferior y superior 60, 62 son funciones de la presión en
dependencia del tiempo y se pueden fijar individualmente. En este
caso, se pueden asignar, por ejemplo, los errores siguientes a los
diferentes intervalos de
error:
error:
Intervalo de error 44: Medición de presión
defectuosa,
Intervalo de error 46: Abertura de pipeteado
obstruida,
Intervalo de error 48: Tiempo de aspiración
demasiado largo,
Intervalo de error 50: Medición de presión
defectuosa,
Intervalo de error 52: Aspiración y dispensación
permutadas y abertura de pipeteado obstruida,
Intervalo de error 54: Punta de pipeteado no
estanca,
Intervalo de error 56: Proceso de aspiración
interrumpido o burbujas de aire en el líquido,
Intervalo de error 58: Demasiado poco líquido o
ningún líquido en la punta de pipeteado.
En el intervalo de tiempo B de la Figura 3 se han
representado la evolución en el tiempo de la presión de gas, el
intervalo de valor nominal de presión e intervalos de error que
rodean a la zona de valor nominal de presión durante el proceso de
dispensación. El proceso de dispensación puede desarrollarse, por
ejemplo, a continuación del proceso de aspiración anteriormente
descrito o bien a continuación de un proceso de transporte
intermedio (intervalo de tiempo C). Los mismos elementos que en el
intervalo de tiempo A del proceso de aspiración están provistos, en
el intervalo de tiempo B del proceso de dispensación, de símbolos de
referencia iguales, pero apostrofados. Los intervalos de error en
el intervalo de tiempo B están en este caso numerados de tal manera
que los intervalos con una asignación de error correspondiente están
designados con símbolos de referencia iguales, pero apostrofados.
Con 40'i se ha designado la presión en el instante de la última gota
de líquido y con 40'k la presión de equilibrio que se establece
después de la detención del pistón y que tiene su origen en la
presión ambiente P_{0}.
Se aplica en este caso la asignación siguiente de
avisos de error e intervalos de error:
Intervalo de error 46': Abertura de pipeteado
obstruida,
Intervalo de error 48': Tiempo de dispensación
demasiado largo,
Intervalo de error 52': Aspiración y dispensación
permutadas,
Intervalo de error 56': Punta de pipeteado o
sistema de pipeteado no estanco.
El empleo de los intervalos de error ha de
entenderse aquí en la forma siguiente: Cuando está obstruida la
abertura de pipeteado, por ejemplo en una dispensación, el líquido
presente en la punta de pipeteado no puede salir de esta punta o
sólo puede hacerlo en medida limitada. A consecuencia del movimiento
de expulsión del pistón durante la dispensación, mediante el cual se
reduce el volumen del recinto de recogida de líquido de la punta de
la pipeta, se comprime el volumen de gas encerrado en dicha punta de
la pipeta. Aumenta con ello la presión del gas. Esto conduce a que
la evolución en el tiempo de la presión abandone el intervalo de
valor nominal 42' al tiempo que se sobrepasa su valor umbral
superior 62' y entre entonces en el intervalo de error 46'. Esto se
ha representado mediante la línea de trazos 41' en el intervalo de
tiempo B de la Figura 3. De esta manera, no sólo se puede reconocer
fiablemente que se ha presentado un error durante el proceso de
dosificación de líquido, sino que, además, se puede diagnosticar
dicho error.
En el intervalo de tiempo intermedio puede tener
lugar también una vigilancia de la presión con un intervalo de valor
nominal de presión admisible 42'' algo incrementado hacia arriba y
hacia abajo para tener en cuenta fluctuaciones de presión admisibles
durante el transporte, especialmente durante un movimiento a
tirones. Cuando la presión sobrepasa el intervalo de presión nominal
(intervalo de error 70) o no alcanza el intervalo de presión nominal
(intervalo de error 72), se detecta un error.
En la Figura 4 se ha representado en un diagrama
de flujo del desarrollo de una evaluación de un proceso de
dosificación de líquido. En el paso S1 comienza el proceso de
pipeteado, por ejemplo el proceso de aspiración conocido por el
intervalo de tiempo A de la Figura 3. Al comienzo del proceso de
dosificación de líquido se inicializan los parámetros relevantes
para el desarrollo, es decir que se pone a cero y se arranca un
reloj, se pone a cero la presión p_{erf} captada por el sensor de
captación de presión en un instante de captación t_{erf} y
también se pone a cero el instante de captación t_{erf}.
Asimismo, se pone a cero una bandera F_Kl, que indica en caso de
error si se ha abandonado el intervalo de valor nominal de presión
hacia valores de presión más altos o más bajos. Se carga el valor
Relojmax, que indica la duración del proceso de dosificación de
líquido.
En el paso siguiente S2 se capta la presión del
gas presente en el recinto de recogida de líquido y se carga el
valor actual del reloj en la variable t_{erf} del instante de
captación. La presión p medida en el instante t_{erf} es cargada
en la variable p_{erf}, es decir que la captación de la presión se
ha realizado en el instante t_{erf}.
En el paso siguiente S3 se toman de una memoria y
se cargan los valores umbral asignados al respectivo instante de
captación t_{erf}. En este caso, USW designa el valor umbral
inferior del intervalo de valor nominal de presión (es decir, el
valor de la curva de umbral inferior 60 en el instante t_{erf} de
la Figura 3) y OSW designa el valor umbral superior. SW_{1} a
SW_{n} designan los valores umbral que separan los distintos
intervalos de error existentes uno respecto de otro. Si, por
ejemplo, se realiza la captación de presión en el instante t_{erf}
identificado por una línea 64 en la Figura 3, el punto SW_{1} es
entonces el valor umbral que separa el intervalo de error 56
respecto del intervalo de error 54 y el punto SW_{2} es el valor
umbral que separa el intervalo de error 54 respecto del intervalo
de error 52. El valor n indica en este caso el número máximo de
valores umbral situados entre dos intervalos de error. En el ejemplo
representado en la Figura 2 es n = 2.
En el paso siguiente S4 se comprueba si la
presión captada p_{erf} es igual o mayor que el valor umbral
inferior USW que limita al intervalo de valor nominal de presión
hacia valores de presión más bajos. Cuando ocurre esto, se comprueba
en el paso siguiente S5 si la presión captada p_{erf} es menor o
igual que el valor umbral superior OSW que limita el intervalo de
valor nominal de presión hacia valores de presión más altos. Cuando
también ocurre esto, se señala en un paso siguiente S6 que el
proceso se desarrolla correctamente.
El paso S7 representa un bucle de espera que hace
posible una captación adicional de la presión únicamente cuando ha
transcurrido el espacio de tiempo \Deltat desde la última
captación de presión.
En el paso S8 se comprueba si se ha alcanzado o
no el límite de tiempo Relojmax para el proceso de dosificación. En
caso de que se haya alcanzado el límite de tiempo, termina el
desarrollo, y en caso de que no se haya alcanzado, el desarrollo
vuelve al paso S2 y, por tanto, a una nueva captación de la presión
del gas en el recinto de recogida de líquido de la punta de
pipeteado.
En caso de que se constate en el paso S4 que la
presión captada p_{erf} es menor que el valor umbral inferior
USW, es decir que la evolución en el tiempo de la presión del gas
abandona el intervalo de valor nominal de presión hacia valores de
presión más bajos, se ajusta la bandera F_Kl al valor 1 en un paso
S9. En el paso siguiente S10 se fija la variable de funcionamiento k
= 1. En caso de que la evolución en el tiempo del valor de presión
abandone el intervalo de valor nominal de presión hacia valores de
presión más altos, es decir, en caso de que se constate en el paso
S5 que la presión captada p_{erf} es mayor que el valor umbral
superior OSW, se alcanza también el paso S10, pero la bandera F_Kl
permanece en su valor de inicialización cero.
Una vez que ya se ha constatado que se ha
presentado un error en el procedimiento de dosificación de líquido,
se diagnostica este error en los pasos que se describen a
continuación. Se aplica aquí la convención siguiente: Cada intervalo
de error lleva asignado al menos un aviso de error. Los avisos de
error se definen como un campo unidimensional (= vector), estando
asignados los asientos individuales de aviso de error (x) en el
campo de aviso de error a los intervalos de error en la dirección de
presión ascendente, es decir que el aviso de error (0) está asignado
al intervalo de error 46, el aviso de error (1) está asignado al
intervalo de error 56, el aviso de error (2) está asignado al
intervalo de error 54, y el aviso de error (3) está asignado al
intervalo de error 52. Por consiguiente, el campo de aviso de error
unidimensional contiene muchos asientos diferentes en función del
número de intervalos de error presentes en un instante
determinado.
En el paso S11 se constata ahora si la presión
captada p_{erf} es mayor que el k-ésimo valor umbral. Cuando
ocurre esto, se incrementa en uno la variable de funcionamiento k en
el paso S12 y se comprueba en el paso S13 si k ya sobrepasa o no el
número máximo n de valores umbral asignados al instante t_{erf}.
Si no se sobrepasa todavía el número n, se realiza de nuevo la
comprobación del paso S11, pero con una variable de funcionamiento
incrementada en uno.
Sin embargo, cuando k sobrepasa el valor n
después del incremento en uno, el valor de presión comprobado tiene
que estar situado entonces en el intervalo de error con el más alto
intervalo de valor de presión y en el paso S14 se emite el aviso de
error (k), es decir, en el presente ejemplo un aviso de error (3)
del intervalo de error (52).
Cuando la comprobación en el paso S11 arroja el
resultado de que la presión captada p_{erf} no sobrepasa el valor
umbral SW_{k}, se comprueba entonces en el paso S15 si la bandera
F_Kl posee el valor 1, es decir, si la evolución en el tiempo de la
presión hacia valores de presión más altos o bajos se han desgajado
del intervalo de valor nominal de presión. Cuando la bandera F_Kl
presenta el valor cero, es decir que el intervalo de valor nominal
de presión ha pasado a valores de presión más altos, se emite el
aviso de error (k). Sin embargo, cuando la comprobación del paso S15
arroja el resultado de que el valor de la bandera F_Kl presenta el
valor 1, es decir que la evolución en el tiempo de la presión ha
abandonado el intervalo de valor nominal de presión hacia valores de
presión más bajos, se emite entonces en el paso S16 el aviso de
error (k-1). Después de emitido el aviso de error,
el desarrollo del proceso salta en este ejemplo al bucle de espera
del paso S7. Sin embargo, es posible también que la emisión de un
aviso de error vaya seguida de otro procedimiento, por ejemplo una
desconexión de emergencia de una instalación de pipeteado o un
cambio de una punta de pipeteado. Sin embargo, es con frecuencia
interesante vigilar también en un proceso de dosificación erróneo la
evolución en el tiempo de la magnitud de estado captada hasta el
final de dicho proceso de dosificación, ya que la evolución en el
tiempo de la al menos una magnitud de estado puede alcanzar, en
ciertas circunstancias, varios intervalos de error.
El dispositivo en el que se desarrolla el
procedimiento según la invención puede ser, por ejemplo, una
instalación electrónica de proceso de datos, en particular un
ordenador personal o un microcontrolador que controle el proceso.
Esta instalación de proceso de datos está unida con al menos un
sensor en la punta de pipeteado para captar la evolución en el
tiempo de al menos una magnitud de estado, por ejemplo la presión.
La memoria de datos puede ser un disco duro, un
CD-ROM, una memoria RAM interna a la instalación de
cálculo o una memoria de un PC unido con el microcontrolador. Por
ejemplo, el intervalo de valor nominal de la magnitud de estado
puede estar almacenado en un CD-ROM. La CPU de la
instalación de proceso de datos forma la unidad de proceso de datos,
y una pantalla o una impresora representa la unidad de salida del
dispositivo. La CPU puede formar también una unidad de edición,
comprendiendo entonces la instalación de proceso de datos un teclado
o un ratón o similar como unidad de entrada para realizar una
edición del intervalo de valor nominal de la magnitud de estado.
La evaluación de la medición de la magnitud de
estado que acompaña al proceso de dosificación puede efectuarse, por
ejemplo, con arreglo al diagrama de flujo anteriormente descrito, en
el que se capta una salida numérica del valor de medida momentáneo
hacia fuera del intervalo de tolerancia. Es imaginable también una
evaluación gráfica (por ejemplo, técnica de reconocimiento de
patrones) para determinar si y donde se abandona la banda de
tolerancia por parte de la curva de medida actual.
En la Figura 5 se muestra la materialización de
intervalos de valor nominal de la magnitud de estado para las formas
de ejecución preferidas de la invención. En la Figura 5a se muestra
en un diagrama de presión-tiempo (el tiempo está
registrado en el eje de abscisas y la presión en el eje de
ordenadas) una familia estadísticamente significativa 60 de
evoluciones de presión-tiempo que se han medido en
un proceso de dosificación realizado con medios de funcionamiento
idénticos bajo ajustes idénticos de los parámetros de
funcionamiento. En la Figura 5b se muestra un intervalo de valor
nominal de la magnitud de estado o un intervalo 142 de valor nominal
de la presión que está limitado hacia valores de presión más altos y
más bajos, por ejemplo, por la envolvente de la familia 70 de la
Figura 5a. Frente a esto, en la Figura 5c se ha representado una
curva de referencia 242 que resulta de la familia 70, por ejemplo
por formación del valor medio.
Esta curva de referencia 242 puede comparar por
medio de procedimientos de cálculo de correlación, como, por
ejemplo, procedimientos de análisis espectral, preferiblemente
transformada rápida de Fourier, y/o procedimientos de onditas y/o
plegado numérico, con una evolución de
presión-tiempo actualmente medida que se haya medido
en un proceso de dosificación a evaluar. Dependiendo del grado de
coincidencia resultante de esto, se puede evaluar la calidad del
respectivo proceso de dosificación (Numerische Mathematik, H. R.
Schwarz, Teubner Verlag Stuttgart; "Ingenieur Analysis" 1 y 2
Christian Blatter, Springer Verlag 1996).
El grado de coincidencia es usualmente un número
que se normaliza de tal manera que presente un valor entre 0 y 1,
siendo 1 el valor para coincidencia idéntica. Un intervalo de valor
nominal del grado de coincidencia que se extienda, por ejemplo, de
0,9 a 1 indica el intervalo para cuyos valores del grado de
coincidencia se evalúa como exento de error un proceso de
dosificación. En un intervalo de valores de, por ejemplo, 0,4 a 0,9
se puede suponer una calidad objetable del pipeteado, debiendo
decidirse en cada caso particular si se ha de desechar o no el
pipeteado. En el intervalo de valores restante (en el ejemplo: 0 a
0,4) se establece un pipeteado erróneo muy serio.
Claims (22)
1. Procedimiento para evaluar un proceso de
dosificación de líquido en una pipeta llena al menos parcialmente de
un gas, preferiblemente de aire, en particular un proceso de
aspiración y/o de dispensación durante el pipeteado, en cuyo
procedimiento se capta una evolución en el tiempo (40; 40') de al
menos una magnitud de estado (p) de un medio presente en la pipeta
durante sustancialmente todo el tiempo del proceso de dosificación,
y en el que se constata si la evolución en el tiempo (40; 40') de la
al menos una magnitud de estado (p) está situada dentro de un
intervalo predeterminado de valor nominal (42; 42') de la magnitud
de estado que sigue una curva nominal, emitiéndose un resultado de
evaluación (S6, S14, S16) en función del resultado de la
constatación, caracterizado porque se capta la evolución en
el tiempo de la al menos una magnitud de estado (p) durante la
variación de la cantidad de líquido en la pipeta y se compara esta
evolución con un intervalo asociado de valor nominal (42; 42') de la
magnitud de estado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se evalúa el proceso de dosificación de
líquido como erróneo cuando se constata que la evolución en el
tiempo captada (40; 40') de la al menos una magnitud de estado (p)
está situada al menos en ciertos tramos por fuera del intervalo de
valor nominal (42; 42') de la magnitud de estado.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque, cuando la evolución en el tiempo (40;
40') de la al menos una magnitud de estado (p) está situada al menos
en ciertos tramos por fuera del intervalo de valor nominal (42; 42')
de la magnitud de estado, se constata si la evolución en el tiempo
de la al menos una magnitud de estado (p) está situada al menos en
ciertos tramos en al menos un intervalo de error de entre una
pluralidad de intervalos de error (44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58;
46', 48', 52', 56') de un intervalo de valores de la magnitud de
estado situado por fuera del intervalo de valor nominal (42; 42') de
dicha magnitud de estado, y en función del al menos un intervalo de
error recorrido (46') se emite un aviso de error.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
constatación de si la evolución en el tiempo de la al menos una
magnitud de estado (p) está situada dentro del intervalo
predeterminado de valor nominal (42; 42') de la magnitud de estado,
se realiza mediante una comparación de la evolución (40; 40') con
una curva de umbral superior (62; 62') que limita el intervalo de
valor nominal (42; 42') de la magnitud de estado hacia valores
mayores de dicha magnitud de estado y con una curva de umbral
inferior (60; 60') que limita el intervalo de valor nominal de la
magnitud de estado hacia valores más pequeños de dicha magnitud de
estado.
5. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la constatación de si la evolución en el
tiempo (40; 40') de la al menos una magnitud de estado (p) está
situada dentro del intervalo predeterminado de valor nominal (42;
42') de la magnitud de estado, se realiza por procesamiento de
imágenes.
6. Procedimiento para evaluar un proceso de
dosificación de líquido en una pipeta llena al menos parcialmente de
un gas, preferiblemente de aire, en particular un proceso de
aspiración y/o de dispensación durante el pipeteado, en cuyo
procedimiento se capta una evolución en el tiempo (40; 40') de al
menos una magnitud de estado (p) de un medio presente en la pipeta
durante sustancialmente todo el tiempo del proceso de dosificación y
se compara la evolución en el tiempo sustancialmente completa (40;
40') de la al menos una magnitud de estado (p) con un intervalo
predeterminado de valor nominal (242) de la magnitud de estado que
sigue a una curva nominal, caracterizado porque se capta la
evolución en el tiempo de la al menos una magnitud de estado (p)
durante la variación de la cantidad de líquido en la pipeta y se
compara esta evolución con un intervalo asociado de valor nominal
(242) de la magnitud de estado, constatándose por medio de
procedimientos de cálculo de correlación un grado de coincidencia de
la evolución en el tiempo de la al menos una magnitud de estado (p)
con una curva de referencia predeterminada tomada como intervalo de
valor nominal (242) de la magnitud de estado y emitiéndose, en
función del resultado de la constatación, un resultado de
evaluación.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque el grado de coincidencia como resultado
de la constatación es un valor numérico, evaluándose el proceso de
dosificación de líquido como erróneo cuando el grado de coincidencia
está por fuera de un intervalo predeterminado de valor nominal de
dicho grado de coincidencia.
8. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque, cuando se capta
el grado de coincidencia como situado por fuera del intervalo
predeterminado de valor nominal de dicho grado de coincidencia, se
constata si el grado de coincidencia está situado en un intervalo de
error de entre una pluralidad de intervalos de error de un intervalo
de valores del grado de coincidencia situado por fuera del intervalo
de valor nominal de dicho grado de coincidencia, y porque en función
del intervalo de error en el que esté situado el grado de
coincidencia se emite un aviso de error.
9. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 ó 8, caracterizado porque el procedimiento
de cálculo de correlación emplea como magnitud de entrada unos
puntos de apoyo tomados de la evolución en el tiempo de la al menos
una magnitud de estado (p) y de la curva de referencia.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el medio
es el gas presente en la pipeta.
11. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
magnitud de estado es la presión (p) y/o la temperatura del
medio.
12. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
intervalo de valor nominal (42; 42'; 242) de la magnitud de estado
está definido al menos para toda la duración del proceso de
dosificación de líquido y preferiblemente también para la duración
de un proceso de transporte intermedio.
13. Procedimiento según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
intervalo de valor nominal (42; 42'; 242) de la magnitud de estado
de un proceso de dosificación de líquido se basa en una pluralidad
de realizaciones (70) del proceso de dosificación de líquido
sustancialmente idéntico empleando los parámetros del proceso
sustancialmente idénticos.
14. Dispositivo para evaluar un proceso de una
dosificación de líquido en una pipeta llena al menos parcialmente de
gas, preferiblemente de aire, empleando el procedimiento según una
las reivindicaciones 1 a 5 ó 10 a 13 con referencia de estas últimas
a al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, comprendiendo el
dispositivo:
- al menos un sensor que está diseñado para
captar la evolución en el tiempo (40; 40') de al menos una magnitud
de estado (p) de un medio presente en la pipeta, preferiblemente del
gas, durante la variación de la cantidad de líquido en la
pipeta,
- una memoria de datos para almacenar un
intervalo predeterminado de valor nominal (42; 42'; 242) de la
magnitud de estado que sigue a una curva nominal, así como para
almacenar valores de la magnitud de estado (p) captados por el
sensor,
- una unidad de proceso de datos que está
diseñada para comparar la evolución en el tiempo (40; 40') de la al
menos una magnitud de estado (p) durante la variación de la cantidad
de líquido en la pipeta con el intervalo predeterminado de valor
nominal (42; 42') de la magnitud de estado y para constatar si la
evolución en el tiempo (40; 40') de la al menos una magnitud de
estado (p) está situada dentro del intervalo predeterminado de valor
nominal (42; 42') de dicha magnitud de estado, y
- una unidad de salida para entregar el resultado
de evaluación (S6, S14, S16) en función del resultado de la
constatación obtenida por la unidad de proceso de datos.
15. Dispositivo según la reivindicación 14,
caracterizado porque en la memoria de datos está almacenada,
además, una pluralidad de intervalos de error predeterminados (44,
46, 48, 50, 52, 54, 56, 58; 46', 48', 52', 56'), estando asociado a
cada intervalo de error (44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58; 46', 48',
52', 56') al menos un posible error del proceso de dosificación.
16. Dispositivo según una de las reivindicaciones
14 ó 15, caracterizado porque el dispositivo comprende,
además, una unidad de edición para confeccionar el intervalo de
valor nominal de la magnitud de estado.
17. Dispositivo según la reivindicación 16,
caracterizado porque el dispositivo comprende una unidad de
entrada unida con la unidad de edición.
18. Dispositivo según la reivindicación 17,
caracterizado porque la unidad de salida es una unidad de
salida gráfica, y porque a través de la unidad de entrada se puede
establecer gráficamente el intervalo de valor nominal de la magnitud
de estado.
19. Dispositivo para evaluar un proceso de una
dosificación de líquido en una pipeta llena al menos parcialmente de
gas, preferiblemente de aire, empleando el procedimiento según una
de las reivindicaciones 6 a 9 ó 10 a 13 con referencia de estas
últimas a al menos una de las reivindicaciones 6 a 9, comprendiendo
el dispositivo:
- al menos un sensor que está diseñado para
captar la evolución en el tiempo (40; 40') de al menos una magnitud
de estado (p) de un medio presente en la pipeta, preferiblemente del
gas, durante la variación de la cantidad de líquido en la
pipeta,
- una memoria de datos para almacenar un curva de
referencia predeterminada (242) como intervalo de valor nominal
(242) de la magnitud de estado, así como para almacenar valores de
la magnitud de estado (p) captados por el sensor,
- una unidad de proceso de datos que está
diseñada para comparar la evolución en el tiempo (40; 40') de la al
menos una magnitud de estado (p) durante la variación de la cantidad
de líquido en la pipeta con un intervalo asociado de valor nominal
(242) de la magnitud de estado, estando diseñada también la unidad
de proceso de datos para realizar un procedimiento de cálculo de
correlación para determinar un grado de coincidencia de la evolución
en el tiempo de la al menos una magnitud de estado con la curva de
referencia predeterminada tomada como intervalo de valor nominal
(242) de dicha magnitud de estado, y
- una unidad de salida para entregar un resultado
de evaluación (S6, S14, S16) en función del resultado de la
comparación efectuada por la unidad de proceso de datos.
20. Dispositivo según la reivindicación 19,
caracterizado porque en la memoria de datos está almacenado
un intervalo predeterminado de valor nominal del grado de
coincidencia.
21. Dispositivo según las reivindicaciones 19 y
20, caracterizado porque la unidad de proceso de datos
constata si el grado de coincidencia está situado dentro del
intervalo predeterminado de valor nominal de dicho grado de
coincidencia.
22. Instalación de pipeteado con un dispositivo
de evaluación según una de las reivindicaciones 14 a 18 y/o 19 a
21.
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