用于液體的自動(dòng)化分類的方法和設(shè)備以及用于電容性液位測(cè)量的預(yù)設(shè)置的自動(dòng)化適應(yīng)的 ...的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及用于設(shè)備中的液體的自動(dòng)化分類的方法，所述設(shè)備被設(shè)計(jì)成對(duì)填充有 所述液體的容器作出電容性液位測(cè)量。本發(fā)明還設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的設(shè)備。
[0002] 本發(fā)明還設(shè)及用于電容性液位測(cè)量的預(yù)設(shè)置的自動(dòng)化適應(yīng)的方法和設(shè)備，其中優(yōu) 選地，所述預(yù)設(shè)置通過參考自動(dòng)化分類來作出。
【背景技術(shù)】
[0003] 存在設(shè)及液體的處理和使用的多種醫(yī)療、生物、化學(xué)W及藥劑學(xué)設(shè)備。因而，例如， 存在自動(dòng)化處理系統(tǒng)，W執(zhí)行醫(yī)療、生物、物理W及化學(xué)調(diào)查或執(zhí)行對(duì)應(yīng)的技術(shù)或科學(xué)領(lǐng)域 中的過程。
[0004] 當(dāng)今，大多數(shù)自動(dòng)化液體處理系統(tǒng)是所謂的計(jì)算機(jī)控制處理系統(tǒng)。
[0005] 典型的計(jì)算機(jī)控制處理系統(tǒng)包括例如用于放置液體容器的工作區(qū)（工作臺(tái)或表 面）、電動(dòng)移液機(jī)器人、W及控制器（通常是基于處理器的控制器）。移液機(jī)器人包括用于 吸入和排出液體樣本的至少一個(gè)移液管。通過實(shí)現(xiàn)在控制器中執(zhí)行的順序程序，移液機(jī)器 人可被移至特定位置W在那里執(zhí)行特定處理。因而，例如，移液管可被降至容器中W吸取其 中的液體或排出液體。
[0006] 現(xiàn)代處理系統(tǒng)通常包括使得可能確定處理系統(tǒng)的容器中的液體的液位的裝置。液 位的確定對(duì)許多處理序列而言是基本重要的。例如，如果希望防止在吸取液體時(shí)意外地吸 入氣體，必須在先確保移液管浸入液體足夠深。為了在自動(dòng)化序列中獲得足夠深的浸入，容 器中液體的即時(shí)液位必須被確定。
[0007] 還存在其中液體的液位必須被確定的序列的多個(gè)其他示例。
[000引容器中的液體的液位可W例如通過電容性液位測(cè)量（也稱為電容性液位檢測(cè)cLLD)來確定。因?yàn)闅怏w和液體具有顯著不同的介電常數(shù)，所W氣-液相邊界可通過電容的 變化來確定。
[0009] 相邊界的檢測(cè)通常W電容性的方式來作出，如參考圖1示意性地示出的。圖1示出 了在此被設(shè)計(jì)成用于檢測(cè)液位的已知實(shí)驗(yàn)裝置10的結(jié)構(gòu)。容器5中液體1的存在或空氣和 液體1之間的相邊界在此被檢測(cè)，例如通過觀察Ctip/。。化及串聯(lián)電容的電容變化。充 電/放電電路2允許交替充電和放電，W能夠測(cè)量傳感器（移液管尖端3的形式）與接地 底盤4之間的有效電容。信號(hào)處理可通過例如由控制器7支撐的信號(hào)處理電路6來實(shí)現(xiàn)。
[0010] 取決于實(shí)驗(yàn)裝置10從寄生電容、通過傳感器或移液管尖端3的電禪合、液體1的 電導(dǎo)率W及相鄰測(cè)量通道之間的串?dāng)_（在圖1中稱為下一尖端）而得到的有效電容非常 小。它通常在幾皮法（P巧的范圍內(nèi)。在從空氣插入液體中時(shí)造成的電容變化更小，約為其 100到1000分之一。
[0011] 具有電容性液位測(cè)量的設(shè)備的細(xì)節(jié)可例如從本申請(qǐng)人的已公布專利申請(qǐng)EP2530440A1 和W02011080199A2 之一獲得。
[0012] 在具有電容性液位測(cè)量的處理系統(tǒng)中，用戶必須作出基本設(shè)置，使得電容性液位 測(cè)量可被該系統(tǒng)可靠地且精確地作出。換言之，檢測(cè)參數(shù)的正確設(shè)置必須之前被手動(dòng)地作 出，然后電容性液位測(cè)量才能被成功作出。
[0013] 檢測(cè)參數(shù)的設(shè)置尤其依賴于要確定其液位的液體的物理屬性。然而，液體的要被 調(diào)查或測(cè)量的該些物理屬性通常是不知道的或只W估計(jì)值的形式為人所知。顯然，檢測(cè)參 數(shù)的不正確或不準(zhǔn)確的指定可導(dǎo)致液位測(cè)量中的不準(zhǔn)確或甚至不正確的檢測(cè)結(jié)果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 目標(biāo)是提供一種允許處理系統(tǒng)中的檢測(cè)參數(shù)的自動(dòng)化確定和/或自動(dòng)化設(shè)置的 方法。
[0015] 具體而言，本發(fā)明設(shè)及液體的自動(dòng)化分類和/或通過應(yīng)用先前作出的對(duì)液體的分 類來應(yīng)用電容性液位測(cè)量cLLD。
[0016] 具體而言，將提供一種用于液體的自動(dòng)化分類的方法和設(shè)備。
[0017] 將提供一種用于設(shè)置的自動(dòng)化指定或用于設(shè)備的設(shè)置W使得電容性液位測(cè)量可 被成功實(shí)現(xiàn)的方法和設(shè)備。還將提供一種對(duì)應(yīng)地裝備的設(shè)備。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于設(shè)備中液體的自動(dòng)化分類的方法，其中所述設(shè)備還 被設(shè)計(jì)成作出填充液體的容器中的電容性液位測(cè)量。
[0019] 本發(fā)明的方法包括W下步驟：
[0020] -在容器中提供所述液體，
[0021] -在W下情況下對(duì)該一液體執(zhí)行電容性測(cè)量
[0022] 0在執(zhí)行傳感器到所述容器中的所述液體的浸入移動(dòng)時(shí)，或者
[0023] 0在執(zhí)行所述傳感器從所述容器中的所述液體的脫出移動(dòng)時(shí)，
[0024] 其中所述電容性測(cè)量的信號(hào)被處理，W作出所述液體的自動(dòng)化分類。
[0025] 優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，處理電容性測(cè)量的信號(hào)的信號(hào)跳躍，其中信號(hào)跳躍是在 傳感器到液體的浸入移動(dòng)期間或在傳感器從液體的脫出移動(dòng)期間產(chǎn)生的。液體的自動(dòng)化分 類通過對(duì)信號(hào)跳躍的分析或處理來作出。
[0026] 優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，因液體而異的闊值通過在執(zhí)行浸入移動(dòng)或脫出移動(dòng)時(shí) 對(duì)該一液體的電容性測(cè)量來確定，其中電容性測(cè)量的信號(hào)被處理W確定該闊值。
[0027] 優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，闊值與浸入或脫出期間發(fā)生的電容跳躍（信號(hào)跳躍）相 關(guān)。
[0028] 優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，在確定闊值時(shí)，W下細(xì)節(jié)或參數(shù)或因素中的一者或多者 被指定/預(yù)定義/已知：
[0029]0容器的類型（幾何形狀、壁厚度、材料），
[0030] 0容器中所述液體的液體體積，
[003。 0傳感器的類型（例如，固定鋼套管、由導(dǎo)電塑料制成的具有不同額定容積的可任 意使用的移液管尖端），
[0032] 0所述容器的載體的類型，
[0033] 0在其上放置載體的工作臺(tái)的類型。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明，將液體自動(dòng)化分類或劃分成各敏感度范圍（此后稱為敏感度類別）， 其中該通過使用電容性測(cè)量來實(shí)現(xiàn)。在該種情況下，液體的該分類/分組是按電容性的方 式通過W下來作出的：
[00巧]-通過可被遞送入液體的傳感器和/或
[0036] -通過可從液體中移出的傳感器。
[0037] 液體的該一分類/分組是通過確定因液體而異的值、因液體而異的離散值序列、 或與一個(gè)或多個(gè)預(yù)定義闊值或比較準(zhǔn)則相關(guān)的值函數(shù)來作出的。隨后通過與一個(gè)或多個(gè)預(yù) 定義闊值或比較準(zhǔn)則進(jìn)行相關(guān)來將液體分類成一個(gè)或多個(gè)敏感度類別或分組。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，確定多個(gè)信號(hào)跳躍或強(qiáng)度值并且根據(jù)信號(hào)跳躍或強(qiáng)度值來 形成平均值。
[0039] 各有利實(shí)施例可根據(jù)相應(yīng)子權(quán)利要求來導(dǎo)出。
[0040] 具體而言，本發(fā)明設(shè)及一種用于將設(shè)備中的液體分類/分組的方法，所述設(shè)備包 括被設(shè)計(jì)成檢測(cè)相邊界的電容性操作測(cè)量設(shè)備（在此，簡稱為電容性液位測(cè)量或CLLD)。
[0041] 通過使用本發(fā)明，適于快速且可靠地作出后續(xù)電容性液位測(cè)量（cLLD)的敏感度 設(shè)置可被預(yù)定義。
[0042] 優(yōu)選地，所有實(shí)施例關(guān)注于闊值的自動(dòng)化指定，具體而言，所述闊值優(yōu)選地被指定 為自適應(yīng)闊值。
[0043] 優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，闊值與在浸入和/或脫出期間預(yù)測(cè)的信號(hào)強(qiáng)度相關(guān)。
[0044] 優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，闊值具有與要通過cLLD檢測(cè)的液體體積的依存關(guān)系。
[0045] 特別優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，闊值具有與在要被測(cè)量的液體與所述容器之間獲 得的界面的大小的依存關(guān)系，即與所謂的濕潤面積的依存關(guān)系。
[0046] 優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，敏感度設(shè)置可被跟蹤和/或動(dòng)態(tài)地適應(yīng)，其中具體而 言，該優(yōu)選地被實(shí)現(xiàn)為濕潤面積的函數(shù)。
[0047] 優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，兩個(gè)或=個(gè)敏感度分組被預(yù)定義，其中該些分組中的每 一個(gè)具有其自己的作為液體體積和/或濕潤面積的函數(shù)的特定敏感度簡檔。
[0048] 特別優(yōu)選的實(shí)施例是敏感度類別中的每一個(gè)具有其自己的特定闊值簡檔（適應(yīng) 于或?qū)С鲇诿舾卸群啓n）。
[0049] 容器的形狀（幾何形狀）和要被檢測(cè)的液體體積也是相關(guān)的。因此，優(yōu)選地，在所 有實(shí)施例中，敏感度依賴于容器的形狀（幾何形狀）或由液體覆蓋的壁表面（稱為濕潤面 積）。
[0050] 被指派為液體的因液體而異的值的闊值或液體的分類或分組可根據(jù)本發(fā)明來例 如應(yīng)用于其他系統(tǒng)布置或配置中，通過例如轉(zhuǎn)換該闊值或通過經(jīng)由表查詢從表中或存儲(chǔ)器 中檢索對(duì)應(yīng)條目。該一原理可被應(yīng)用于本發(fā)明的所有實(shí)施例。
[0051] 被指派為液體的因液體而異的值的闊值或液體的分類或分組可W結(jié)合其他實(shí)驗(yàn) 器具來使用。該一原理可被應(yīng)用于本發(fā)明的所有實(shí)施例。
[0052] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，W下聲明/規(guī)則中的一者或多者被實(shí)現(xiàn)：
[0053] -敏感度不是恒定的；
[0054] -敏感度至少依賴于要被檢測(cè)的液體體積和/或濕潤面積（可能還依賴于其他參 數(shù)）；
[0055] -優(yōu)選地，不同的敏感度或敏感度曲線是依賴于液體體積和/或濕潤面積來預(yù)定 義的；
[0056] -優(yōu)選地，根據(jù)傳感器的浸入或脫出期間電容跳躍的強(qiáng)度來作出到敏感度類別的 分類；
[0057] -合適的闊值、合適的闊值序列、或合適的闊值函數(shù)通過敏感度類別來預(yù)定義；
[0058] -不同的闊值序列或不同的闊值函數(shù)依賴于液體的敏感度類別（目P，依賴于電導(dǎo) 率和介電常數(shù)）來應(yīng)用。
[0059] 要被測(cè)量的液體的敏感度的確切預(yù)設(shè)置特別重要，因?yàn)殡娙菪砸何粶y(cè)量（cLLD) 是非常敏感的。不正確的設(shè)置可能導(dǎo)致不正確或非常不準(zhǔn)確的結(jié)果。本發(fā)明提供了作為自 動(dòng)化分類的結(jié)果的、cLLD中的更高可靠性。
[0060]對(duì)于成功的電容性液位測(cè)量（cLLD)，合適的敏感度設(shè)置的選擇或指定因此可能根 據(jù)本發(fā)明來被作出，優(yōu)選地在所有實(shí)施例中作出。優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，合適的敏感度 設(shè)置的指定通過該設(shè)備來自動(dòng)執(zhí)行。
[0061] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備的用戶不必關(guān)屯、要被使用的液體的詳細(xì)信息。另外，優(yōu)選地， 在任一實(shí)施例中，他不必作出任何手動(dòng)輸入，因?yàn)楸景l(fā)明的設(shè)備被設(shè)計(jì)成將一個(gè)或多個(gè)液 體自動(dòng)分類，例如在檢索對(duì)應(yīng)的過程和/或預(yù)定義后續(xù)電容性液位測(cè)量（cLLD)的預(yù)設(shè)置之 后。
[0062] 在所有實(shí)施例中，本發(fā)明使配置序列和該樣的設(shè)備的處理更加簡單且更不易出 錯(cuò)。
[0063] 取決于實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明允許在執(zhí)行電容性液位測(cè)量（cLLD)時(shí)對(duì)誤差的更智能的檢 測(cè)和反應(yīng)。
[0064] 本發(fā)明允許當(dāng)今液體處理系統(tǒng)的機(jī)械和物理限制被進(jìn)一步提升并進(jìn)入最小的體 積。
[0065] 本發(fā)明的電容性液位測(cè)量（cLLD)與任何當(dāng)前實(shí)驗(yàn)器具（容器）一起應(yīng)用，如具有 阱的微盤、塑料或玻璃試管或托盤。
[0066] 優(yōu)選地，在所有實(shí)施例中，針對(duì)電容性液位測(cè)量（cLLD)來優(yōu)化的特殊載體被用于 接收或攜帶實(shí)驗(yàn)器具（容器）。該樣的載體應(yīng)當(dāng)滿足W下準(zhǔn)則中的一者或多者：
[0067] -載體壁被設(shè)計(jì)成非導(dǎo)電性的；
[0068] -載體底被設(shè)計(jì)成導(dǎo)電性的且接地（例如，與工作臺(tái)在一起）；
[0069] -載體底被