JP2018504576A - 流量計及び流量計用カセットモジュール - Google Patents

Abstract

流量差計（３０５、４１５）のためのカセットモジュール（３２、４６）を開示し、カセットモジュール（３２、４６）は、第１のチャネル（３０、４５）及び第２のチャネル（３１、４４）を形成し、これらのチャネルは、流量差計の作動中に流体を搬送し、かつ流量差計の作動中に磁場（３３、４３）が透過し、その各々は、第１のチャネル（３０、４５）及び第２のチャネル（３１、４４）に配置された電極対（３０１、３０２、４０３、４０５）を有する。第１の流体搬送チャネル（３０、４４）と第２の流体搬送チャネル（３１、４５）の間の流れの差は、第１の電極対（３０１、４０３）及び第２の電極対（３０２、４０５）の信号を比較することによって決定することができる。第１のチャネル（３０、４５）は、作動中に磁場が透過する追加のセクション（３４、４１）を形成する。別の電極対（３０３、４０２）が、第１の電極対（３０１、４０３）及び追加の電極対（３０３、４０２）の信号を比較することによって測定条件の変化を検出することができるように追加のセクション（３４、４１）に配置される。【選択図】図４ａ

Description

本発明は、流量計に関し、特に、第１の流体ストリームと第２の流体ストリームの間の差を測定するための流量差計に関する。本発明はまた、流量差計に使用するための第１及び第２の流体ストリームのためのチャネルを有するカセットモジュールに関する。

慢性腎不全の患者から尿内に除去しなければならない流体及び物質を取り除くための機械による血液の浄化及び／又は血液の処理のために様々な方法が使用される。拡散性物質輸送が血液透析（ＨＤ）では主流であり、血液濾過法（ＨＦ）は、膜を通した対流式物質輸送である。血液透析濾過法（ＨＤＦ）は、これら２つの方法の組合せである。腹膜透析（ＰＤ）では、体外循環は必要とされず、腹膜が接触膜として使用される。

上述の方法による、並びに連続的動静脈ＨＦ、連続的静静脈ＨＦ、及び血漿濾過（ＰＦ）における大きい交換容積に起因して、一方では引き出される流体を、供給される流体と正確に平衡させることと、他方ではその量が全処理時間にわたって限外濾過されることが必要である。重量測定及び容積測定平衡システムが従来技術で公知である。

これに加えて、透析器に流入する流体及び透析器から流出する流体の流体ストリームを連続的に測定して平衡させる方法も公知である。様々な設計の流量計センサ又は流量計が、それを行うために使用される。

電磁流量計又は誘導流量計としても公知の磁気流量計は、誘導電圧の測定による既知の又は制御された磁場を通る導電性流体の流れの速度の測定に基づいている。既知の流れ断面の場合に、流れの速度から流量又は容積流れを推測することが可能であり、これは、以下の議論における流体流れの概念によって説明される。流れが通過する磁場において、導電性流体に存在するイオンの電荷分離によって電圧が発生し、これは誘導電圧として測定することができる。電圧は、典型的に、導電性流体と電気的に接触しているか又は流体と容量結合をしている１対の電極に誘起された電圧を捕捉することによって測定される。この電圧は、流れの速度に比例し、かつ磁場強度に依存する。電荷は、流れの方向及び磁場の方向と垂直な方向に分離される。磁気流量計の磁場は、従って、好ましくは、対応する流体チャネル内の流れの方向に対して直角に配置され、誘導電圧を捕捉するための電極対は、好ましくは、磁場に対して及び同じく流体チャネル内の流れの方向に対して直角に配置される。

典型的な電磁流量計は、内側を電気絶縁材料で裏打ちした非磁性かつ磁化不能なチューブから構成される。

磁場は、典型的に、流体が貫流するチューブの外側に配置された１又は２以上のコイルによって発生される。流体流れにより誘起された電圧は、典型的に、電圧計により決定され、電圧測定の結果は、測定電圧に基づく流体ストリーム、すなわち、流量又は容積流れの決定のために評価ユニットに送られる。

電磁流量計が第１及び第２の流体搬送チャネル間の流れの差を測定するための流量差計として設計されると、共通磁場が第１及び第２の流体搬送チャネルを透過するので有利である。

第１及び第２の流体搬送チャネルが、それらの幾何学的寸法に関して互いに適合すると、第１の流体搬送チャネルに配置された第１の電極対と第２の流体搬送チャネルに配置された第２の電極対との間の電圧差が、第１のチャネル内の流れと第２のチャネル内の流れとの差を直接に示すことになる。この電圧差は、第１及び第２の電極対が直列に接続されている場合に直接に捕捉することができる。

電磁流量差計は、流体搬送チャネルが設計され、その各々が電極対と、電極対間に磁場を発生させるための電磁石又は永久磁石と、電極対間の電圧又は差動電圧を評価するための評価ユニットとを有する１つのカセットモジュールから形成されることが有利である。

電磁気の原理に従う流量差計は、流体搬送チャネルの位置（磁場に対する）の変化に対して高い感度を有する。

本発明の目的は、改良された流量差計を利用可能にすることである。

この目的は、請求項１によるカセットモジュールにより、並びに請求項３よる流量差計によって達成される。有利な精緻化は、従属請求項に定められている。

本発明の教示により、流量差計のためのカセットモジュールが利用可能にされる。第１のチャネル及び第２のチャネルは、カセットモジュール内に形成され、流量差計の作動中に、これらのチャネルは、流体を搬送し、各１つは、流量差計の作動中に磁場が透過する。１つの電極対、すなわち、第１のチャネルの第１の電極対及び第２のチャネルの第２の電極対は、それぞれ、第１及び第２のチャネルに配置される。第１の電極対及び第２の電極対の信号を比較することにより、第１及び第２の流体搬送チャネル間の流れの差を決定することができ、それは、第１のチャネル及び第２のチャネル内の流量の差とそれぞれのチャネル形状の知識とに基づく第１のチャネルを流れる流体と第２のチャネルを流れる流体の間での容積流れ間の近似的な差である。作動中の第１の流体搬送チャネルは、流体が予め決められた方向に流れる第１のセクションを有し、かつ別のセクション、好ましくは戻りセクション、すなわち、流体が本質的に予め決められた方向と反対の方向に流れるセクションを有する。もう一つの電極対が、戻りセクションに配置される。測定条件の変化は、第１の電極対の信号を第２の電極対のものと比較することによって検出することができる。

カセットモジュールの有利な実施形態において、作動中の第２の流体搬送チャネルは、作動中に磁場が透過する追加のセクション、好ましくは戻りセクションを有し、すなわち、第２のチャネルは、第１のセクションと戻りチャネルを形成し、第１のセクション及び追加のセクション内の流れの方向は、実質的に反対方向を指す。第４の電極対が、第２のセクションに配置される。測定条件の変化は、従って、第２の電極対の電圧と第４の電極対の電圧を比較することによって検出することができる。

測定条件を点検するための追加の可能性は、このようにして提供される。

本発明の教示により、流量差計には、上述のようにカセットモジュールが供給される。流量差計は、第１、第２、及び追加の電極対に接続した評価ユニットを有する。評価ユニットは、第１及び第２の電極対の信号を比較することによって第１及び第２の流体搬送チャネル間の流れの差を決定することができるように構成され、それは、第１の電極対及び追加の電極対の信号を比較することによって測定条件の変化を検出することができるように更に構成される。一実施形態において、流量差計は、磁場を発生させるための永久磁石又は電磁石を有する。

流量差計の精緻化において、評価ユニットは、第１の電極対及び追加の電極対の信号を比較することによって磁場内のカセットモジュールの位置の変化を検出することができるように構成される。

換言すれば、測定条件の変化は、それを磁場内のカセットモジュールの位置の変化まで戻って追跡することができるという意味として解釈される。

流量差計の有利な精緻化において、評価ユニットは、第２及び第４の電極対の信号を比較することによって測定条件の変化を検出することができるように構成される。

測定条件を点検するための追加の可能性は、このようにして提供される。

流量差計の一実施形態において、評価ユニットは、第２の電極対の信号と第４の電極対のものとを比較することによって磁場内のカセットモジュールの位置の変化を検出することができるように構成される。

測定条件の変化は、すなわち、それが磁場内のカセットモジュールの位置の変化に帰するという意味として解釈される。

流量差計の１つの有利な実施形態において、第２の流体搬送チャネルは、第１のセクションと戻りセクションを有し、第１のセクションと戻りセクションは、磁場の方向に対して並んで配置される。

すなわち、磁場内の不均一性の事象において、カセットモジュールの位置の変化は、高い感度で検出することができる。

流量差計の有利な精緻化において、第１及び第２の流体搬送チャネルは、磁場の方向に対して交互に配置される。

このようにして、流量差計は、磁場内のカセットモジュールの位置の変化に対してごく僅かな感度しかないように設計される場合がある。

流量差計の別の有利な精緻化において、第１の流体搬送チャネルは、第１のセクションと戻りセクションを有し、第１のセクションと戻りセクションは、磁場の方向に対して並んで配置される。

このようにして、磁場内に不均一性がある時に、カセットモジュールの位置の変化は、高い感度で検出することができる。

流量差計の１つの有利な精緻化において、評価ユニットは、測定条件の変化の発見に対する応答として再較正を開始する及び／又は実行するように調節される。

測定精度は、このようにして再較正によって回復することができる。

流量差計の別の実施形態において、短絡ライン及び遮断デバイスが、第１及び第２のチャネルを短絡させるために与えられ、遮断デバイスは、第１及び第２のチャネルが再較正において短絡するように制御可能である。

カセットモジュールを有する流量差計の典型的な設計を示す図である（従来技術）。 理想的な位置にある図１に示すカセットモジュールにおける幾何学的な位置関係を示す図である。 理想的な位置とは異なる位置にある図１に示すカセットモジュールにおける幾何学的な位置関係を示す図である。 理想的な位置とは異なる別の位置にある図１に示すカセットモジュールにおける幾何学的な位置関係を示す図である。 理想的な位置とは異なる第３の位置にある図１に示すカセットモジュールにおける幾何学的な位置関係を示す図である。 磁場内のカセットモジュールの流体搬送チャネルの配置を示す図である。 磁場内のカセットモジュールの流体搬送チャネルの別の配置を示す図である。 本発明の教示による流量差計の一実施形態を示す図である。 本発明の教示による流量差計の別の実施形態を示す図である。 本発明の教示による磁場内のカセットモジュールの流体搬送チャネルの配置を示す図である。 第１の作動モードにある較正ユニットを有する流量差計の実施形態を示す図である。 別の作動モードにある較正ユニットを有する流量差計の実施形態を示す図である。

図１は、流体平衡を決定するための電磁流量差計１０５の典型的な設計を示している。流量差計１０５は、流体搬送チャネル１０、１１が設計され、かつその間で流体を平衡させることになるカセットモジュール１２を有する。流量差計の使用中に、流体搬送チャネル１０及び１１は、典型的には、例えば、透析機械の透析液循環内の流体平衡が決定される流体循環に接続される。

カセットモジュール１２には、磁力線で示された磁場１３が透過し、その磁場は、電磁石又は永久磁石（図示せず）によって発生される。

第１の流体搬送チャネル１０は、第２の流体搬送チャネル１１内の流れの方向１１１とは反対の方向に示された流れの方向１１０にそれを通って流れる流体を有する。

チャネル１０、１１内の流体に存在するイオンは、磁場１３に垂直な流れのために電荷分離を受け易く、この電荷分離は、流体搬送チャネルに各々配置された第１の電極対１０２、第２の電極対１０１での電位差として捕捉することができる。

第１の電極対１０２及び第２の電極対１０１は、測定ライン１２０を使用して評価ユニット１０３に接続される。

第１の流体搬送チャネル１０と第２の流体搬送チャネル１１の間の流体平衡又は差動流れは、例えば、第１の電極対１０２で捕捉された電圧と第２の電極対１０１で捕捉された電圧を比較することにより、第１の流体搬送チャネル１０及び第２の流体搬送チャネル１１内の容積流れ間の差として評価ユニット１０３で決定される。

図２ａは、磁場内の電極対１０２、１０１の配置と、図１に示す流量差計における幾何学的な寸法とを理想的な位置に示している。方向矢印は、流量差計における磁場の方向１３１と共に磁場の対称線を表している。電極対１０２、１０１は、磁場の方向１３１に垂直な想像線上に位置し、ここで、「ａ」は、第１の電極対１０２の電極と第２の電極対１０１のものとの間の−整合−距離を示し、「ｂ」は、中心に向くそれぞれの電極対１０２、１０１の電極と電極対間の想像中心線との間の−整合−距離を指す。図２ａに示す構成は、電極対１０２、１０１間の距離「ａ」が共に整合し、電極対１０２、１０１が磁場の対称線から各々同一距離「ｂ」であるという意味で理想的な構成である。従って、例えば、第１のチャネル内の容積流れと第２のチャネル内の容積流れ間の差のような第１のチャネル内の流れと第２のチャネル内の流れ間の流れの差は、例えば、第１及び第２の電極対で捕捉された電圧間の差を形成することによるなどで第１の電極対１０２で捕捉された電圧と第２の電極対１０１で捕捉された電圧を比較することによって推測することができる。従って、図２ａに示す理想的構成に対して、第１の電極対１０２の電圧と第２の電極対１０１の電圧間の電圧差ゼロは、流れの差ゼロに対応する。電極対１０２、１０１で捕捉された電圧とそれぞれの容積流れの間の関係は、較正測定を利用して確立することができ、その結果は評価ユニット１０３に保存される。

図２ｂは、磁場内の電極対１０２、１０１の配置と共に図１に示す流量差計における幾何学的な寸法を理想的な位置とは異なる位置に示している。方向矢印は、流量差計における磁場の方向１３２を表し、この方向は、磁場の対称線とは異なっている。電極対１０２及び１０１は、磁場の方向１３２に対して角度ｘ°の想像線上に位置し、ここで、「ａ１」は、第１の電極対１０２と第２の電極対１０１間の距離の磁場の方向１３２に対する垂直線上への−整合−射影を示し、「ｂ１」は、中心に向くそれぞれの電極対１０２、１０１の電極と電極対間の想像中心線との間の距離の磁場の方向に対する垂直線上への−整合−射影を示している。図２ｂに示す構成は、距離の射影「ａ１］が図２ａで電極対１０２、１０１の電極間の「ａ」と名付けた図２ａの距離と異なり、かつ電極対１０２、１０１の距離の射影「ｂ１」が図２ａで「ｂ」と名付けた距離と異なるという意味で理想的構成とは異なる。「ａ」から「ａ１」への距離の変化は、他の点では同一の流れ及び磁場の同一の大きさを有する電極対１０２、１０１において降下する電圧の変化をもたらす。磁場が不均一性を有する場合に、「ｂ」から「ｂ１」への距離の変化は、第１の電子［原文、電極］対１０２の位置及び第２の電子［原文、電極］対１０１の位置での磁場の有意な変化をもたらす。従って、容積流れに変化がない状況で、捕捉された電圧に基づく測定結果に対して、第１の電子［原文、電極］対１０２及び第２の電子［原文、電極］対１０１で捕捉される電圧に変化がある。

図２ｃは、磁場内の電極対１０２、１０１の配置と共に図１に示す流量差計における幾何学的な寸法を理想的な位置とは異なる別の位置に示している。方向矢印は、流量差計における磁場の方向１３３と共に磁場の対称線を表している。電極対１０２及び１０１は、磁場の方向１３３に垂直な想像線上に位置し、ここで、「ａ３」は、第１の電極対１０２と第２の電極対１０１間の−整合−距離を示し、「ｂ２」及び「ｂ３」は、中心に向くそれぞれの電極対１０２、１０１の電極の電極対間の想像中心線からの異なる距離を示している。図２ｃに示す構成は、電極対１０２及び１０１が磁場内に対称に配置されていないので、理想的構成からこの程度まで異なっている。磁場が不均一性又は非対称性を有する場合に、第１の電極対１０２及び第２の電極対１０１で捕捉される電圧は、条件が他の点では不変、例えば、不変の流体流れの時に変化する。

図２ｄは、磁場内の電極対１０２、１０１の配置と共に図１に示す流量差計における幾何学的な寸法を理想的な位置とは異なる第３の位置に示している。方向矢印は、流量差計における磁場の方向１３４を表し、この方向は、磁場の対称線とは異なっている。電極対１０２及び１０１は、磁場の方向１３４に対して角度ｘ°の想像線上に位置し、ここで、「ａ２」は、第１の電極対１０２と第２の電極対１０１間の距離の磁場の方向１３４に対する垂直線上への−整合−射影を示し、「ｂ４」及び「ｂ５」の各々は、それぞれの対の中心に向くそれぞれの電極対１０２、１０１の電極の距離の磁場の方向に対する垂直線への異なる射影を示している。図２ｄに示す構成は、図２ａの距離と比較すると距離の射影「ａ２」が図２ａで電極対１０２、１０１の電極間の「ａ」と名付けた距離と異なり、かつ電極対１０２、１０１が磁場内に対称に配置されていないという意味で理想的構成とは異なる。これは、図１の図解に基づいて第１のチャネル及び第２のチャネル内の容積流れが同じ場合に、電極対１０２、１０１で降下する電圧の変化と共に電極対１０２、１０１での異なる大きさの電圧をもたらす。

図３ａは、電磁流量差計におけるカセットモジュールの流体搬送チャネル１１、１０の配置の３次元図解を示している。この流量差計は、図１に関連して説明した流量差計とその機能において本質的に対応しており、従って、それを繰り返す代わりに図１を参照する。磁場の方向に対する流体搬送チャネルの配置は、図１に示す配置に対応し、すなわち、第１の流体搬送チャネル１０及び第２の流体搬送チャネル１１は、磁場の方向に関して並んで配置される。第１の流体搬送チャネル１０は、流れの方向１１０にそれを通って流れる流体を有し、流れの方向１１０は、第２の流体搬送チャネル１１内の流れの方向１１１とは本質的に反対である。電極対６０１、６０２は、第１の流体搬送チャネル１０及び第２の流体搬送チャネル１１に配置される。磁場１３に対する電極の位置、及びチャネル内の流れの方向１１０、１１１に関して、これは、図１に示す状況に実質的に対応する。

図３ｂは、電磁流量差計内の磁場５３に対するカセットモジュールの流体搬送チャネル５１１、５１０の配置の３次元図解を示している。その機能に関して、この流量差計は、図１に関連して説明した流量差計に本質的に対応しており、従って、それを繰り返す代わりに図１を参照する。磁場５３の方向に対する図３ｂに示す流体搬送チャネル５１１、５１０の配置は、図１及び３ａの配置とは異なり、すなわち、第１の流体搬送チャネル５１０及び第２の流体搬送チャネル５１１は、磁場の方向に関して交互に配置される。この配置により、磁場内の流体搬送チャネル５１０、５１１の位置が変化した時の流量差計センサの感度はごく僅かである。第１の流体搬送チャネル５１０は、第２の流体搬送チャネル５１１内の流れの方向５１６とは本質的に反対の流れの方向５１５にそれを通って流れる流体を有する。電極対５０１、５０２は、第１の流体搬送チャネル５１０と第２の流体搬送チャネル５１１に配置され、電極対５０１、５０２の電極間の接続ラインの各々は、磁場の方向５３、流れの方向５１５、及び流れの方向５１６に対して実質的に垂直に配置される。

図４ａは、本発明の教示に一致する一例示的実施形態において、流体平衡を決定するための電磁流量差計３０５の設計を示している。流量差計３０５は、第１の流体搬送チャネル３０及び第２の流体搬送チャネル３１がそれらの間で平衡化される流体を有して与えられたカセットモジュール３２を有する。第１の流体搬送チャネルは、第１のセクションと戻りセクション３４を有し、すなわち、平衡化される流体は、第１のセクション内を予め決められた方向に流れ、戻りセクション内の流体は、本質的に予め決められた方向とは反対方向に流れる。

流体搬送チャネル３０及び３１は、典型的には、例えば、流量差計の使用中に透析機械の透析液循環内の流体平衡が決定されることになる流体循環に接続される。

カセットモジュール３２は、磁力線で示されて電磁石又は永久磁石（図示せず）によって発生される磁場１３が透過する。

第１及び戻りセクション３４内の流れの方向は、磁場３３の方向に垂直である。

第１のセクションでは、第１の流体搬送チャネル３０は、第２の流体搬送チャネル３１内の流れの方向３１１とは反対方向に流れる図示の流れの方向３１０にそれを通過する流れを有する。

第１のチャネル３０内の流体に存在するイオンは、磁場３３に垂直な流れのために電荷分離を受け易い。この電荷分離は、第１のチャネルの第１のセクション及び戻りセクションに配置された第１の電極対３０１及び追加の電極対３０３からの電位差として捕捉することができる。

第２のチャネル３１に存在するイオンの電荷分離は、第２の電極対３０２での電位差として捕捉することができる。

第１の電極対３０１、第２の電極対３０２、及び追加の電極対は、測定ライン３２０を使用して評価ユニット３０４に接続される。

評価ユニットは、第１の流体搬送チャネル３０及び第２の流体搬送チャネル３１内の容積流れ間の流体平衡を決定するように、かつ他方では測定条件の変化、特に磁場３３内におけるカセットモジュールの位置の変化を検出するように構成される。

第１の電極対３０１で捕捉された電圧と第２の電極対３０２で捕捉された電圧を比較することにより、第１の流体搬送チャネル３０と第２の流体搬送チャネル３１間の流体平衡又は差動流れは、例えば、第１の流体搬送チャネル３０内の容積流れと第２の流体搬送チャネル３１内の容積流れの間の差として評価ユニット３０４で決定することができる。

較正デバイスを制御することによって等しい容積流れが第１の流体搬送チャネル３０内及び第２の流体搬送チャネル３１内で支配することができる場合に、第１の電極対３０１で捕捉された電圧を第２の電極対３０２で捕捉された電圧と比較することによって流体平衡の零点を決定することができる。対応する較正デバイスは、図６ａ及び６ｂに関連して説明する。

第１の電極対３０１で捕捉された電圧を追加の電極対３０３捕捉された電圧と比較することにより、測定条件の変化、特に磁場内のカセットモジュール３２の位置の変化を評価ユニット３０４で決定することができる。

測定条件の変化が検出された場合に、較正を開始して上述したように実行することが好ましい。

図４ｂは、本発明の教示に一致する追加の例示的実施形態において、流体平衡を決定するための電磁流量差計４１５の設計を示している。流量差計４１５は、作動中に流体を搬送する第１のチャネル４５と作動中に流体を搬送する第１のチャネル４４が形成され、その間で流体平衡が決定されるカセットモジュール４６を有する。第１の流体搬送チャネル４５及び第２の流体搬送チャネル４４の各々は、第１のセクションと戻りセクションを有し、すなわち、第１のチャネル４５は戻りセクション４１を有し、第２のチャネル４４は戻りセクション４２を有する。第１のセクションでは、平衡化される流体が第１のチャネル４５内と更に第２のチャネル４４内を特定の方向に流れ、戻りセクションでは、流体は本質的にこの方向とは反対方向に流れる。

流量差計の使用中に、流体搬送チャネル４５、４４は、典型的には、流体循環に接続され、従って、流体循環内で、例えば、透析機械の透析液循環内の流体平衡が決定される。

カセットモジュール４６を透過する磁場４３は、電磁石又は永久磁石（図示せず）によって発生される。

第１のチャネル４５及び第２のチャネル４４に関して、第１のセクション４１及び第２のセクション４２内の流れの方向は、磁場の方向と実質的に垂直である。

第１のセクション４１では、第１の流体搬送チャネル４５は、第２の流体搬送チャネル４４の第１のセクション内の流れの方向３１５とは反対である図示の流れの方向３１０にそれを通過する流れを有する。

第１のチャネル４５内の流体に存在するイオンは、磁場４３に垂直な流れのために電荷分離を受け易い。この電荷分離は、第１のチャネルの第１のセクション及び戻りセクションに各々配置された第１の電極対４０３及び追加の電極対４０２の電位差として捕捉することができる。

同様に、第２のチャネル４４内の流れは電荷分離をもたらし、それは、第２のチャネルの第１のセクション及び戻りセクション４２に配置された第２の電極対４０５及び第４の電極対４０１の電位差として捕捉することができる。

第１の電極対４０３、第２の電極対４０５、追加の電極対４０２、及び第４の電極対４０１は、測定ライン４２０によって評価ユニット４０４に接続される。

評価ユニット４４０は、一方では第１の流体搬送チャネル４５及び第２の流体搬送チャネル４４内の容積流れ間の流体平衡を決定するように、他方では測定条件の変化、特に磁場４３内におけるカセットモジュール４６の位置の変化を検出するように構成される。

第１の流体搬送チャネル４５と第２の流体搬送チャネル４４の間の流体平衡又は差動流れは、第１の電極対４０３で捕捉された電圧と第２の電極対４０５で捕捉された電圧の比較に基づいてユニット４０４で決定される。

第１及び第２の流体搬送チャネル間の流体の差は、第１の流体搬送チャネル４５内の容積流れと第２の流体搬送チャネル４４内の容積流れの間の差として表すことができる。

較正デバイスを制御することによって等しい容積流れが第１の流体搬送チャネル４５及び第２の流体搬送チャネル４４で支配する場合に、第１の電極対４０３で捕捉された電圧を第２の電極対４０５で捕捉された電圧と比較することによって流体平衡の零点を決定し、較正値として保存することができる。対応する較正デバイスは、図６ａ及び６ｂに関連して説明する。

測定条件の変化又は位置の変化は、同じチャネルに配置された電極対の電圧を比較することにより、すなわち、第１の電極対４０３で捕捉された電圧と追加の電極対４０２で捕捉された電圧とを比較することにより、及び／又は第２の電極対４０５で捕捉された電圧と第４の電極対４０１で捕捉された電圧とを比較することによって決定される。

測定条件の変化が検出された場合に、較正を開始して上述したように実行することが好ましい。

図５は、電磁流量差計内の磁場７３に対するカセットモジュールの流体搬送チャネル７１２及びそれらのセクション７１３、７１１の配置の３次元図解を示している。機能に関して、この流量差計は、図４ａに関連して説明した流量差計に実質的に対応しており、ここでそれを繰り返す代わりにその説明を参照する。これは、第１のチャネルの第１のセクション７１３、第１のチャネルの戻りセクション７１１、及び第２のチャネル７１２を示しており、それらの各々は、カセットモジュール内に設計されている。作動中に流体を搬送するチャネル及び／又はそれらのセクション７１３、７１２、及び７１１の磁場７３の方向に対する配置は、図４ａの配置とは異なる。図５の実施形態において、第１のチャネルの第１のセクション７１３と第２のチャネル７１２は、磁場の方向に関して交互に配置される。この配置により、磁場内の流体搬送チャネル７１２、７１３、７１１の位置が変化した時に、流量差計センサの感度は低い。その一方、第１のチャネルの第１のセクション７１３及び戻りセクション７１１は、磁場の方向に関して並んで配置される。磁場に不均一性又は非対称性が存在する場合に、磁場内のカセットモジュールの位置の変化は高い感度で検出することができる。

第１の流体搬送チャネルの第１のセクション７１３は、第２の流体搬送チャネル７１１内の流れの方向とは本質的に反対の流れの方向にそれを通過する流れを有する。

同様に、第１の流体搬送チャネルの第１のセクション７１３及び戻りセクション７１１は、本質的に反対の流れの方向にそれらを通過する流体を有する。

電極対７０３、７０１は、第１の流体搬送チャネルの第１のセクション及び第２のセクションに配置され、１つの電極対７０２は、第２の流体搬送チャネルに配置される。電極対７０１、７０２、７０３の電極間の接続ラインの各々は、磁場７３の方向と流体搬送チャネル内の流れに対して本質的に垂直に配置される。

図６ａは、較正ユニット６０２を有する流量差計６０１の実施形態を示している。流量差計６０１は、図４ａに関して説明した流量差計３０５に従って又は図４ｂに関して説明した流量差計４１５に従って設計することが有利である。流量差計６０１は、評価及び制御ユニット６４を有し、それは、評価ユニットとしてのその機能に関して図４ａに関連して説明した評価ユニット３０４の機能、及び／又は図４ｂに関連して説明した評価ユニット４０４の機能を実行する。

この図はまた、流量差計６０１の第１のチャネルへの流入６５及び流量差計の第１のチャネルからの流出６７と共に第２のチャネルからの流入６８及び第２のチャネルからの流出６６を示している。

流出６７と流入６８の間に、遮断デバイス６１を有する短絡ライン６９が存在する。これに加えて、遮断デバイス６２及び６３が、流出６７及び流入６８内に配置される。

制御ユニット６４は、制御ライン６６を通して遮断デバイス６１、６２、６３に接続される。

基本的に、流量差計には、２つの作動モード、「平衡化」作動モード及び「較正」作動モードが与えられる。「平衡化」作動モードでは、短絡ライン６９の遮断デバイス６１が閉じられ又は閉じられたままにされ、流量差計は、図４ａの流量差計３０５又は図４ｂの流量差計４１５に関連して上述したように流体平衡を決定する。「平衡化」作動モードにおける遮断デバイス６１の閉鎖位置は、図６ａに遮断デバイス６１の完全にベタ一色の表現により示されている。

「平衡化」作動モードでは、遮断デバイス６２及び６３は、開放されるか又は開放されたままにされ、これは、図６ａに遮断デバイス６２及び６３の透明な表現により示されている。

「較正」作動モードでは、流量差計、特に評価及び制御ユニット６４が較正される。評価及び制御ユニットの較正は、流体平衡の零点、すなわち、図４ａ及び図４ｂに関連して上述したように第１のチャネル内の液体流れと第２のチャネル内の流体流れとが対応する作動点を決定するのに役立つ。

「較正」作動モードでは、評価及び制御ユニットは、流出６７と流入６８の間の短絡、及び従って第１及び第２のチャネル間の短絡が確立されるように遮断デバイス６１、６２、６３を制御する。そうするために、短絡ライン６９内の遮断デバイス６１は、開放されるか又は開放されたままにされ、遮断デバイス６２及び６３は、閉じられるか又は閉じたままにされる。

短絡ライン６９内の遮断デバイス６１の開放位置は、図６ｂに遮断デバイス６１の透明な表現で示されている。遮断デバイス６２、６３の閉鎖位置は、ベタ一色の位置で表現されている。

Claims (13)

1. 流量差計（３０５、４１５）用カセットモジュール（３２、４６）であって、
   流量差計の作動中に流体を搬送し、流量差計（３０５、４１５）の作動中に磁場（３３、４３）が透過する第１のチャネル（３０、４５）及び第２のチャネル（３１、４４）を形成し、各チャネルが、該第１のチャネル（３０、４５）及び該第２のチャネル（３１、４４）に配置された電極対（３０１、３０２、４０３、４０５）を有し、前記第１の流体搬送チャネル（３０、４４）及び第２の流体搬送チャネル（３１、４５）の流れの差が、前記第１の電極対（３０１、４０３）及び第２の電極対（３０２、４０５）の信号を比較することによって決定することができる流量差計（３０５、４１５）用カセットモジュール（３２、４６）において、
   前記第１のチャネル（３０、４５）は、作動中に前記磁場が透過する追加のセクション、好ましくは戻りセクション（３４、４１）を形成し、もう一つ電極対（３０３、４０２）が、前記追加のセクション（３４、４１）に配置され、前記第１の電極対（３０１、４０３）及び前記追加の電極対（３０３、４０２）の前記信号を比較することによって測定条件の変化を検出することができる、
   ことを特徴とする流量差計（３０５、４１５）用カセットモジュール（３２、４６）。
2. 作動中に流体を搬送している前記第２のチャネル（４４）は、作動中に前記磁場が透過する追加のセクション（４２）、好ましくは戻りセクションを形成し、第４の電極対（４０１）が、前記第２の電極対（４０５）及び前記第４の電極対（４０１）の電圧を比較することによって前記測定条件の変化を検出することができるように前記追加のセクション（４２）に配置されている、
   請求項１に記載の流量差計（４１５）用カセットモジュール（４６）。
3. 請求項１に記載のカセットモジュール（３２、４６）を有し、前記第１の電極対（３０１、４０５）と前記第２の電極対（３０２、４０３）と前記追加の電極対（３０３、４０２）とに接続された評価ユニット（３０４、４０４）を有する流量差計（３０５、４１５）であって、
   前記評価ユニット（３０４、４０４）は、前記第１の電極対（３０１、４０３）及び前記第２の電極対（３０２、４０５）の信号を比較することによって前記第１の流体搬送チャネル（３０、４５）と前記第２の流体搬送チャネル（３１、４４）の間の流れの差を決定することができるように構成され、
   前記評価ユニット（３０４、４０４）はまた、前記第１の電極対（３０１、４０３）及び前記追加の電極対（３０３、４０２）の前記信号を比較することによって測定条件の変化を検出することができるように構成される、
   ことを特徴とする流量差計（３０５、４１５）。
4. 前記評価ユニット（３０４、４０４）は、前記第１の電極対（３０１、４０３）及び前記追加の電極対（３０３、４０２）の前記信号を比較することによって磁場（３３、４３）内の前記カセットモジュールの長さの変化を検出することができるように構成される、
   請求項３に記載の流量差計（３０５、４１５）。
5. 前記評価ユニット（４０４）は、前記第２の電極対（４０５）及び第４の電極対（４０１）の前記信号を比較することによって前記測定条件の変化を検出することができるように構成される、
   請求項２に記載のカセットモジュールを有する請求項３又は４に記載の流量差計（４１５）。
6. 前記評価ユニット（４０４）は、前記第２の電極対（４０５）及び前記第４の電極対（４０１）の前記信号を比較することによって磁場（４３）内の前記カセットモジュール（４６）の長さの変化を検出することができるように構成されている、
   請求項５に記載の流量差計（４１５）。
7. 前記第２の流体搬送チャネル（４４）は、第１のセクション及び戻りセクション（４２）を有し、
   前記第１のセクション及び前記戻りセクション（４２）は、前記磁場（４３）の方向に対して並んで配置されている、
   請求項５又は６に記載の流量差計（４１５）。
8. 前記第１の流体搬送チャネル（７１３）及び前記第２の流体搬送チャネル（７１２）は、前記磁場（７３）の方向に対して交互に配置されている、
   請求項３ないし７のいずれか１項に記載の流量差計（３０５）。
9. 前記第１の流体搬送チャネルは、第１のセクション（７１３）及び戻りセクション（７１１）を有し、
   前記第１のセクション（７１３）及び前記戻りセクション（７１１）は、前記磁場（７３）の方向に対して並んで配置される、
   請求項３ないし８のいずれか１項に記載の流量差計（３０５）。
10. 前記評価ユニットは、前記測定条件の変化の発見に応答して再較正を開始するように構成されている、
    請求項３ないし９のいずれか１項に記載の流量差計。
11. 前記測定条件の変化の前記発見に応答して再較正を実行するように構成されている、
    請求項１０に記載の流量差計。
12. 前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルを短絡させるための短絡ライン（６９）及び遮断デバイス（６１、６２、６３）を有し、
    再較正のために、前記遮断デバイスは、前記第１のチャネル及び前記第２のチャネルが短絡するように制御することができる、
    請求項１１に記載の流量差計。
13. 遮断デバイスが、流入（６３）に、流出（６２）に、かつ短絡ライン（６１）に配置されている、
    請求項１２に記載の流量差計。

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