CN102338653B - 用于填充液位检测的电容测量方法和装置以及相应配置的试验设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电容式确定一组(10)按规则设置的相同尺寸的容器中独立容器(5.1，5.2)中的填充液位的装置(100)，其中装置(100)包括发射电极(201.1)和接收电极(201.2，201.3)以及执行电容测量的电路。测量电路包括发射电路(57)和接收电路(58)，所述装置(100)包括水平基板(200)，其具有多个电极(201.1，201.2，201.3)，所述电极在一个方向上伸出由基板(200)确定的水平面，并且相互统一间隔分开，从而形成多个尺寸相同的工作区。通过多个连接线(202)，部分电极(201.1)与发射电路(57)相连并由所述电路控制，部分电极(201.2，201.3)连接到接收电路(58)并由所述电路读取。在水平面上的每个工作区，至少分别具有两个彼此相对设置的电极(201.1，201.2，201.3)。借助于各自的连接线(202)，两个电极中的一个(201.1)用作发射器，另外一个电极(201.2，201.3)用作接收器。

Description

用于填充液位检测的电容测量方法和装置以及相应配置的试验设备
技术领域
本发明涉及填充液位检测的电容式测量方法和装置及其相应配置的试验设备。特别的，本发明涉及设计为用于确定多个容器填充液位的试验设备。
背景技术
电容式传感器在某些情况下用于测量例如压力，填充液位，体积，或者相关的介电指数的物理量。这些传感器检测独立的电容或者整个电容网络的电容值的变化，获得所述电容值的变化作为被测物理量的响应。通过测量传感器的电容，被测物理量能够因此被观察到。电容式传感器既可单独使用，也可以排列为空间上紧密相邻的多个传感器。电容式单传感器用于例如压力，加速度，位置的测量。电容式排列多传感器***用于例如电容式触摸板或电容式指纹传感器。
图1示出具有多个电容式(测量)传感器的电容式传感器排列1例子的图解说明，所述传感器排列由一个公用的发射电极S和多个接收电极E1，E2，......形成。公用发射电极S供所有传感器使用。接收电极E1，E2......与发射电极S间隔开设置。信号源2用来激活或者操作传感器排列1。使用这样的具有多个电容式传感器的传感器排列1，可检测和扫描三维绝缘或导体结构。例如，用于硬币上的压花图案(导体结构的例子)或者例如在移液自动装置中使用的微量盘的填充液位(绝缘体的例子)的检测和扫描。该方式的具体细节可通过WO2008/064500A2中所公开的内容获得。
在许多试验***和医疗以及制药设备中，在试管，微量盘或类似装置中确定含量或填充液位都是很重要的。特别是引入了自动化测量或实验程序后这种确定更为重要。填充液位的确定通常借助于液位的检测，例如确定空气和液体间相界面的位置。这一方法也被称为液面检测(LLD)。而在所谓的液体到达检测(LAC)中，确定液体是否进入容器或者液体的体积或总量是否发生变化。
在过去的几年中，试验设备越来越精确和复杂。向高度集成，自动化和并 行的趋势发展。由此产生了空间上高度压缩的独立器件。这种压缩带来的不仅是机械和其他技术问题，还包括由于邻近的测量通道间的串扰或其他方面造成的相互影响所导致电子评估能力的精确度问题。
多种装置与盘或者在一个非常狭窄的空间具有大量液体容器的容器一起操作。这里特别涉及微量盘或多井板或微量滴定板(cf.ANSI/SBS标准1-2004)，其例如具有96个紧密相邻设置的液体容器(被称为“井”)。有时，这些微量盘不能从后侧进入，因为微量盘被设计成固定在后侧，或者由于其具有多个网络以及其它元件而为微量盘处理提供稳定性。然而，发明有意地使电极对设置在后侧而实现非接触式的填充液位测量。
现有的确定填充液位的方法，例如基于超声波的操作，往往需要几分钟来测量一个微量盘。此外，超声波方法相对地不够精确并且其分辨率只有25μl。泡沫，弯液面效应，以及其它几何效应都不能由这种超声波方法可靠的确定或识别。
一些解决方法利用电极来进行容器中填充液位的电容式测量。已知一个典型的解决方法，例如，文献GB2040464A中所公开的内容。在这种方法中，两个平行的电极板牢牢固定在容器中。所述文献涉及例如水罐和其他类似罐的储罐中的液位测量。进一步的确定容器中填充液位的电容式测量方法由未经审查的专利申请公开文本DE19645970A1所公开。根据这一未经审查的专利申请，一个发射电极和一个接收电极彼此对立设置。电极由测量电路连接。另一个使电极和容器牢固连接的方法可由例如JP11014430A(申请号为JP19970166153)而获知。JP11014430A所公开的解决方法涉及确定容器中液体表面的位置。
这些方法并不适于复杂的试验***和医学及制药设备的情形，或者仅勉强适用。特别的，这些方法对于紧密相邻的容器的填充液位的单独确定都无法获得足够的分别率。此外，如果将所指示解决方法应用于具有大量容器的组，则成本过于昂贵。另外，可达到的测量精度不够。
随着试验设备自动化程度越来越高，需要配置相应的工艺步骤，从而只要很少的人工干预。与此同时，必须考虑到，例如，在自动化的试验设备中，会出现利用之前的自动化试验设备无法自动解决的情况。
文献WO2008/064500A2是最接近的现有技术。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于在多个紧密相邻的容器中确定填充液位或者检测介质总量(如液体总量)的装置和方法。该装置或方法应在任何时候甚至是测量一组容器填充液位时也能提供可靠及精确的结果。此外，还涉及提供相应的试验设备。
方法或装置或试验设备优选的设计成不需要人工干预。
装置应尽可能设计为使得它可集成为其它(试验)设备中的一个模块或组件或可附连到其上。
这些目标由本发明权利要求1所述的装置，权利要求13的方法和权利要求权利12所述的试验设备来实现。
本发明的所述装置按权利要求1所述的技术特征实现。本发明所述方法按权利要求13所述特征实现，本发明的试验设备按权利要求12所述特征实现。
本发明基于利用多个电极的电容网或网络的测量。在一些实施例中，电极设计成独立电极，其不与容器连接，甚至不集成在容器中。在另一些实施例中，电极可牢固设置在容器内或上。在所有的实施例中，电容网或网络优选地在执行测量方法期间或之前通过调整例如电极接线来配置。
在所有的实施例中，本发明基于在发射电极和接收电极之间的每一介质影响接收信号的原理。信号影响的强度取决于可在介质中累积或转移的电荷的数量。这些电荷起源于绝缘介质(束缚极化电荷)，所述绝缘介质例如蒸馏水或塑料。电荷以自由表面电荷的形式在导电介质中产生。这是例如在盐水，血液，金属等等中的情况。在非导电介质中，电容量的增加是通过相应的介电常数获得。电容效应的增加与电极间介质的体积相关联。另一方面，在导电介质中，其只具有前面提及的表面电荷。因此，还有涉及介质的几何形状(例如整个表面的尺寸)的问题而不仅是体积。进一步的，应该意识到，导电介质在高于特定频率(即麦克斯韦频率)时会转化为非导体。
在优选实施例中，本发明进一步地基于下述方法，至少一些电极通过线路的配置能获得多种需要的预定电压值，作为结果，在电极的电容网络中的各种寄生电容可无效。
本发明同样基于以下发现，在电容式填充液位测量中，接收信号直接取决于电阻或电容，也即是液体的介电常数，以及因此取决于液体总量。此外，容 器和电极的几何排列在此发挥作用。
因此，本发明可提供通用的装置和试验设备，在最多样化情况下其提供可靠的检测结果，并满足最多样化的要求。
根据本发明的装置，本发明的试验设备，和本发明的测量方法，在具体实施例和附图中详细说明，但本发明的范围并不仅限于此。
附图说明
附图1是根据现有技术的试验设备一部分的侧视图；
附图2A根据本发明的具有两个直径上对置电极的单个容器的俯视图；
附图2B根据本发明的由3个电极和两个容器组成线性组的俯视图；
附图2C根据本发明的由4个电极和3个容器组成的线性组的俯视图；
附图2D根据本发明的由5个电极和4个容器组成的二维组的俯视图；
附图2E根据本发明的由8个电极和9个容器组成的二维组的俯视图；
附图3根据本发明的由10个电极和7个容器组成的进一步的二维组的俯视图；
附图4A根据本发明的第一电极的侧视图；
附图4B根据附图4A中第一电极的剖面图；
附图5A根据本发明的第二电极的侧视图；
附图5B根据附图5A中第二电极的剖面图；
附图6A根据本发明的第三电极的侧视图；
附图6B根据附图6A中第三电极的剖面图；
附图7A另一个电极的剖面图；
附图7B另一个电极的剖面图；
附图7C另一个电极的剖面图；
附图8根据本发明的具有基板的另一个电极的剖面图；
附图9根据本发明的具有一体成型的电极的基板的剖面图；
附图10根据本发明的3个电极的基板和由2个容器组成的容器组以及电气布线的侧视图；
附图11根据本发明的3个电极的基板和由3个容器组成的容器组的侧视图；
附图12根据本发明的根据附图2A的容器和电气布线的俯视图；
附图13根据本发明的8个电极，9个容器以及电气布线组的俯视图；
附图14根据本发明的4个电极，5个容器及电气布线组的等效电路图；
附图15根据本发明的一个优选实施例的等效电路图；
附图16A根据本发明的具有117个电极和8×12个容器组的俯视图；
附图16B根据本发明的具有59个电极和8×12个容器组的俯视图；
附图17A根据本发明的具有8×12个容器和具有电极的基板组的俯视图；
附图17B根据附图17A的的组件的剖视图；
附图18根据本发明的有4×5个容器的组及电极排列的俯视图；
附图19根据本发明的4×5个容器的组及另一种电极排列的俯视图；
附图20根据本发明的4×5个容器的组及另一种电极排列的俯视图。
附图标记清单
传感器排列      1
信号源          2
液体            3
容器            5，5.1，5.2-5.N
周边液体容器    6
组              10
(微量)盘        11
网络            12
基本模块        20
锯齿线          21
发射器          51
接收器          52；52.1至52.N
有效发射器      53
有效接收器      54
(正弦)发生器    55
输出端          56
发射电路        57
接收电路               58；58.1-58.N
电容液体检测装置       60
评估模块               70
多路转换器             71
存储器                 72
串扰模块               73
装置                   100
中间部                 101
水平基板               200
柱状电极               201；201.1，201.2
电连接线               202
绝缘区域               203
导电区域               204
销                     205
导电表面               206
通孔                   207
实验设备               400
行距                   AR
列距                   AS
矩形宽度，接地端       BG
电容                   C
电容                   CG
容器电容               CW
电容                   CX
圆形电极直径 
容器阻抗               RW
接收器电极             E1，E2，......
地                     G
电极总数               K
长度                   L 
容器数量           N
有效可用容器数量   N1
行                 R
电阻               RA
输出信号           r(t)；r1(t)至rN(t)
发射器电极         S
列                 Sp
输入信号           s(t)
深度               T
矩形接地端深度     TG
电源正极           V+
接地阻抗           ZG
容器阻抗           ZW
串扰阻抗           ZX
复阻抗             Ztot，Z1tot到ZNtot
具体实施方式
以下描述了本发明的有利实施例，这些包括示例性实施例。这些既包括整个发明的多种配置，还包括本发明的组件和个别零件。原则上，多个实施例描述的组件和个别零件可相互结合使用，或者某个实施例的组件和个别零件可被其它实施例中的组件和个别零件所替换。任何本领域技术人员都熟悉实现这些结合可能需要的小调整，例如使组件和个别零件协作或相互结合，因此不再进行描述。
在下文中通过使用相应的没有索引或添加的附图标记来整体地引用多个结构单元或元件。例如，电极整体的附图标记设定为201。另一方面，单独的电极，设定为201.1-201.K(这里K为大于等于3的整数)。其它的附图标记与此类似。
结合本发明，试验设备400涉及很多方面。包括装备有如液体探测手段的设备，***，安装，装置，处理中心(也可指定为“工作站”或“液体处理平台”以及现有的，例如Tecan Trading AG公司的产品Freedom )以及类似物。根据本发明的装置100是试验设备400的一个单元，一个组件或一个元件。一 个试验设备400本身可具有如多个相同的装置100或多个不同的装置100。根据本发明的装置100，可不仅用来检测液体，还可用来检测其它介质(如粉末，颗粒，薄片等类似物质)。
术语模块在此用来描述功能组，所述功能组可由硬件，软件或硬件与软件的结合来实现。
术语“组”10在此用来描述多个相同的或类型相同的容器5的规则性排列。容器5设置为彼此横向紧密相邻的规则排列，即容器5设置为均匀分布在一个平面上。优选的，所有容器5具有相同的形状和大小且都是竖直的。组10中的容器5优选的设置在具有多行R和多列Sp的网格网络中。在行R与列Sp的交叉区域，具有空位(称为工作区)，在完全占据网格中所有空位分别由一个容器5占据。然而，组中也可以不是所有空位都被占据。
网格网络同时定义了工作区。这些工作区就本发明的意义上而言，具有中央区，中央区在每个作为发射器S的电极201和空间分开(临近)的作为接收器的电极201之间。基于电极201的一个实施例，工作区具有圆形截面(相对于由基板200定义的水平面E)，所述圆形截面大致与容器5的外部截面相对应。工作区的三维形状可以例如具有圆柱形或者可包括圆锥或截锥形(如附图11所公开的实施例)。在一个优选实施例中，工作区的形状与容器5的外形(贝壳形)相对应。
在图2A-2E，3，12，13，14，15，17A，17B，18，19，20中，水平面E在图中平面上放置。
图2A示出了根据本发明的组10的基本模块20。图2A显示了具有一行R.1(R＝1)一列Sp.1(Sp＝1)的网格，所述网格只具有一个空位。单个容器5设置在所述一个空位中。图2A也示出了两个直径上相互对置的柱状电极201.1，201.2。第一电极201.1设置在左上角，第二电极201.2设置在右下角。
图2B至2E示出了根据本发明的组10的一些例子，每个都具有柱状电极201。但是如下面将要描述的，电极201也可具有不同的形状。
以下术语用来表现和描述组10：R给出行的数量；Sp给出列的数量，网格具有行和列，所述行列相互垂直，所述网格的列宽(称为列间隔AS)和行高(称为行间隔AR)优选为相同值。如果AS＝AR，空位为正方形。N给出容器5的总数，K给出电极201的总数。每个列的区别方法如下：Sp.1定义为第一列， Sp.2定义为第二列，以此类推。每个行的区别方法如下：R.1定义为第一行，R.2定义为第二行，以此类推。
图2B示出第一个线性组10，其定义如下：R＝2，Sp＝2，N＝2，K＝3。因此，具有这样一个组10，其空位并未全部占据。
图2C示出第二个线性组10，其定义如下：R＝3，Sp＝3，N＝3，K＝4。因此，具有这样另一个组10，其空位并未全部占据。
更大线性组10的示例数值可根据下面的表1来推导。电极201的活动和被动之间有差别。活动电极作为发射器(S)和/或接收器(R)和/或虚拟接地。被动电极接地，即放在地电位。
表1：线性组10
图2D和2E示出两个所谓二维组10。
图2D示出第一二维组10，其定义如下：R＝2，Sp＝2，N＝4，K＝5。在这样的组10中，所有的4个空位都被占据。这种类型的组因此成为完整二维组。根据图2D所示的组10，如果电极没有设置在角上而是集中在外圆周上，可设置K＝4个电极。
图2E示出一个第二完整二维组，其定义如下：R＝3，Sp＝3，N＝9，K＝8。这样的组10中，所有的空位都被占据。
更大二维组10的数值可根据下面的表2来推导。取决于电极在组外圆周的排列，在必备电极的总数上可获得一个电极的差异。电极的节省只在具有偶数个行和列的完全占满组10的组中实现。例如，这里以具有4，64，96和348个构件的组的情况予以显示。
表2：不具有空位的二维组10
 容器数量(N)  活动电极201的总数  每个容器5所具有的活动
 
      电极201的数量
  4   4或5   1或1.25
  9   8   0.88
  12   10   0.833
  20   15   0.75
  64   40或41   0.625或0.641
  96   117   1.22
  96   58或59   0.6042或0.61458
  99   68   0.687
  132   85   0.644
  384   212或213   0.609或0.612
根据表1，表2以及附图中的例子，显然大量的不同排列是可行的。实际应用中，尽可能使必备电极201的数量K减小，而不丧失整个装置的灵活性。自然地，可提供多个电极201，使得每个容器5上有例如4个电极，彼此间隔90度。无论如何，如表1和2以及给出的实施例，可用明显减少的电极201。用于在电极201处触发或利用信号的连接线202的数量同样也减少了。
特别优选的实施例中，电极201中作为接收器的数量尽可能少，因为接收器相对于作为发射器的电极201来说更昂贵/更复杂。
在所有的实施例中，都满足在每个容器5中，具有两个对置的活动电极201这一条件。电极201优选在每个容器5中彼此在直径上对置，这样能提供最大程度的对称性。然而，在各自容器5中，电极201也可以按其它方式设置。根据实施例，一些电极可被相邻容器共享或共同使用。电极(参见图16B所示例子)优选地可沿齿状路径或齿状线21设置(参见图16B)。
术语“相对设置”在此用来表述一个事实，即至少2个电极201在每种情况下都设置为与容器5或用来接收容器5的工作区相关，以这样一种方式，电极201中某个电极发射的电场在该电场被作为接收器的电极201接收前至少穿过部分容器5。优选地，在所有实施例中，电极201在容器5中彼此在直径方向上对置。
本发明基于依靠电极201的电容耦合网络的(液体)测量。这一原理用在 所有实施例中。网络可设计为实体网络，即硬接线，或者部分实体网络，即部分硬接线，或者完全灵活的或可配置的，即非硬接线。例如，可使用无线连接(如IR或RF连接)。
基于本发明的装置100特别设计为检测容器5中的液体3，如图10所示，但同样可用来检测其他介质。为了检测的目的，装置100包括一个由容器5.1，5.2至5.N(根据本发明N为大于等于2的整数)组成的组10，所述容器在水平上设置为行R和/或列Sp彼此间隔一定距离。装置100进一步地包括一个在容器5的下面的水平基板200。此外，还包括电极201.1，201.2至201.K(如柱状电极)，其由基板200支撑或是基板200的一部分。电极201由基板200向上延伸至组10的容器5中的中间部101。提供多个电连接线202，从而使部分电极可被有选择地单独触发。
根据本发明，在水平面E上的每个容器5处，至少两个电极201.1，201.2彼此对立设置，如图2A的俯视图中所示。因为电极201可被有选择地单独触发，分别地两个电极中的电极201.1可作为发射器(S)，另一个电极201.2可作为接收器(R)，例如图12所示。
在微量盘(组10)上具有96个容器5(称为“井”)的情况下，最多需要96个发射器/接收器对作为电极201(即总数最多为192个电极201)。然而，为了能够测量具有96个容器5的微量盘，例如9×13＝117个电极201也是足够的。然而，对于具有8×12个容器5的组10使用(9×13)-6＝111个电极201，同样能获得很好的测量结果。表2显示对于具有8×12个容器5的组10，它甚至可只设置58或59个电极201。
图3示出根据本发明的另一个二维组的平面图，该组具有7个容器5，10个电极210。这里，每个单独的容器在间隙中设置。这里电极201例如具有圆形截面。
术语“柱状电极”特别地用于柱状或杆状的元件201。然而，电极可被指定为更通用的突出的或凸起的电极，因为它们从基板200向上延伸。电极如图11所示可以例如具有个圆锥形或截锥形。电极201的横截面可具有多边形形状(例如正方形)或椭圆形或圆形。
依赖于实施例或排列，柱状电极201可***中间部101中(例如参见图10)或者例如锥形电极201可***中间部101中(例如参见图11)。
电极201无论具有什么形状，都设计为至少部分导电或者镀层。图4A，4B，5A，5B，6A，6B，7A-7C，8，9，10，11，12，13，14，15，17A，17B，18及图19和20示出根据本发明的电极201的部分可行方案。这些电极201可用在所有实施例中。当电极201作为发射器(S)或接收器(R)时，这种电极201的导电部分204作为发射和/或接收表面。
电极201优选的垂直立于水平基板200上。然而，电极201同样可以是倾斜的，从而例如适应容器5外壁的轮廓。
电极优选的具有近似对应于容器5的深度T的长度L(垂直于基板200测量)，如图10所示例子。长度L优选地稍微大于深度T。图11所示电极201稍短于深度T。
在具体的优选实施例中，包括容器5的组10的微量盘设置在电极201的上侧上。具有两个容器5.1和5.2的微量盘部分，可如图10所示，例如通过网12，连接件或表面在上侧互相连接。在网12，连接件，或表面的区域，微量盘搁置在电极201上。
图4A示出柱状电极201的侧视图解细节图。电缆形式的电连接线202如图所示在基板200下部。图4B示出通过图4A的柱状电极的截面(平行于水平基板200)。这里，柱状电极的截面是正方形。
图5A示出柱状电极201的侧视图解细节图。只有电极201的上端区域设计为导电区域204。电缆形式的电连接线202如图所示在基板200下部。图5B示出通过图5A的柱状电极201的导电区域204的截面(平行于水平基板200)。这里，导电区域204配置为实心的，如图4B所示。柱状电极201的截面是正方形。代替电连接线202，例如可使用无线连接(如IR或RF连接)。
图6A示出柱状电极201的侧视图解细节图。这里，电极201只有2个(或更多)条形区域设计为导电区域204。电缆形式的电连接线202如图所示在基板200下部。图6B示出通过图6A的柱状电极201的截面(平行于水平基板200)。这里，导电区域204嵌入柱状电极201。柱状电极具有一个整体上为正方形的截面。
在所有的实施例中，导电区域204也可设计为金属化层形式(例如气相沉积或溅射成外层)。
图7A至7C示出类似电极201的截面，在每一种情况下，截面都是圆形。 与图7A相关的描述参照图4A，4B。与图7B相关的描述参照图5A，5B。与图7C相关的描述参照图6A，6B。
如图9所示，电极201与基板200可为一体成型的元件。图9是截面图解图。根据图11，基板200与柱或截锥通过模塑成为一体，例如用塑料材料。在柱或截锥内部具有导电芯，所述芯可作为电极201的导电区域204。导电芯沿基板200的后侧(下侧)延伸，并且连接到导电路径形式的电连接线202。导电芯在这里半密封。当操作不当时，这密封有助于防止短路。例如，甚至当导电液体3意外地弄湿若干个柱，或者如果两个柱之间意外地由金属物质接触，灵敏的发射器S或接收器R也不会短路。
其它这里未示出的实施例中，柱转为与基板200的一体成型的元件。这种条件下，导电区204适用于在柱的表面(如通过气相沉积或溅射)。这一实施例也适用于图11所示电极。
如图8所示，电极201同样可作为单个元件制造并连接到基板200。电极201优选的用螺丝拧紧和/或焊接至基板200。与电连接线202的连接例如也可使用焊接。
电连接线202也可与基板200一体成型或者以导电路径的形式设置在基板的上侧或下侧。
如图8所示基板200可用绝缘材料制造并具有导电表面206。然而，基板200也可包括金属或由金属构成。
基板200优选接地即设置在地电位。在这种情况下，基板200具有导电表面206，其设置在地电位。图8示为相应实施例的截面图。根据所述截面图，可看出，电极201具有一个底销205，其为导体且延伸穿过基板200的通孔207至其下侧。在基板200的下侧，设有导电路径形式的电连接线202，其与销205电连接。导电表面206在通孔207处具有一开口，这样电极201与导电表面206之间不会发生短路。活动电极201作为发射器(S)和/或接收器(R)时必须避免短路。另一方面，被动电极接地。优选这种排列类型。
优选的，至少在(填充液位)测量的时刻，不作为活动电极201的所有电极201在那一时刻接地，这样分别只有一个发射器电极S和一个接收器电极R是活动的。这一原理如图13所示。在所示时刻，电极201.1作为发射器S，电极201.2作为接收器R。所有的其它电极201瞬时或永久地接地。事实上，在两 个活动电极201.1和201.2之间具有复阻抗Z。复阻抗Z如图13所示。电极201.1虚接地并且因此完全或基本上无电压。
从纯数学角度考虑，整个组10可被例如数个复阻抗值的矩阵描述。每次在包括发射器S和接收器R的电极对之间进行测量时，都获得具有不同复阻抗值的矩阵。在每次测量中，通过在当前情况下测量的容器5.5或填充度与其它容器5.1，5.2，5.3，5.4，5.6，5.7，5.8，5.9以及电极201的交互作用(参见图13中的快照)获得不同的复阻抗值。
图14示出复阻抗的相应网络。下述阻抗模型在此用于电极设置。在容器5.N和电极201.K之间是复阻抗，其同样被设计为耦合阻抗。为了简化，图14中的复阻抗被组合成为离散阻抗元件(交叉的电阻符号)。位于容器5.N中的是容器阻抗Zw，其由容器电容Cw和容器电阻Rw组成。为了区分水平面E(图中的平面)的8个方向，每个容器5.N的分布式总阻抗都分成8个阻抗部分，这会在旋转对称的容器5.N的中心产生一个共同节点。当容器5.N中有不良导电液体3或介质的情况下，并联电阻(容器电阻Rw)可忽略。在每个容器5.N(这里是5.3)和它的四个相邻电极201(这里是电极201.1，201.2，201.3，201.4)之间会产生4个接地阻抗ZG，每个基本由电容CG组成。在相邻容器5.N之间(这里，例如，容器5.3和5.1之间)，都分别具有直接串扰阻抗Zx，其可描述成电容CX。
在每一情况下，当前阻抗Z，或电容C在当时作为发射器S的电极201(这里是电极201.1)以及相对的接收电极201(这里是电极201.2)之间确定。
根据图14的图标，可确定，阻抗Z的网络展示出明显的几何和电路对称。由于这种对称，串扰的影响部分叠加，从而它们彼此补偿，优选地完全抵消，或者串扰的影响可更容易地用数学方法确定。
这使得数学计算和使用的相应算法用来计算串扰“衰减”(从补偿意义上说)更为简单。
可选择各自的几何排列以及每个电极201的布线，这样串扰可完全或大部分减少或者通过排列和布线产生的场叠加来消除。这种说法至少适用于组10的内部区域的容器5。***的容器5具有轻微不对称环境，就会导致串扰更显著地出现。
调查研究和仿真显示，通过让被动电极201接地可使串扰减少几个百分点。 依靠组10，多达50％的电极201永久或暂时接地。这样，只有大约50％的电极201需要设计成活动电极201。从而明显减少电路开支。
基板200可为连续板，其大小近似地对应于组10表面的延伸或组10的网格。然而，基板200同样可以由多个元件如单独的长带组成。基板200优选地设计为接地或电屏蔽。即使基板200不是一个整体，也能实现这种接地或者电屏蔽。
优选地，被动或活动驱动屏蔽应用于所有实施例。这里屏蔽未在图中示出。
如上文提到，具有活动和被动电极201。被动电极201永久或暂时接地或它们设置于预先确定的不同电势。活动电极201或者只作为发射器或者只作为接收器或者时而作为发射器时而作为接收器。根据实施例，活动电极201可暂时接地。活动电极201的特征在于它们可由发射电路57单独或者共同被激发，和/或由接收电路58单独或共同读取。每个活动发射器电极201都具有连接线202，这样他们至少能暂时连接到发射电路57的输出端56(参加图10)。每个活动接收器电极201都具有连接线202这样他们能至少暂时连接到接收电路58的输入端59。电路原理以图解形式在图12中显示。发射放大器51作为发射电路57的一部分，用来放大信号发生器55提供的输入信号s(t)，并将其施加到电极201.1。与此同时，径向对置的电极201.2作为接收电极，并且为此连接到接收放大器52。接收放大器52提供输出信号r(t)，其提供关于当时在两个电极201.1和201.2之间的容器5中的液体总量或介质总量。
根据本发明，优选的实施例设计使接收器电极201或那些临时作为接收器电极201的电极201虚接地。这样，相邻电极间的电容串扰可完全或几乎降为零。只保留小信号部分，其来自容器5到容器5(井对井)间的串扰。
如前所述优选的一些电极201永久或暂时接地。可使串扰显著降低。借助于预先计算过的几何尺寸(如大小，间距，队列等)和/或电极201的布线，串扰可减到最小甚至完全降到零。这种最优化/最小化可实现，因为组10包括具有按规律设置的容器5的组10，以及电极201，其相互间距，几何形状，导电率和其他特性已知。
根据这种情况，相邻的容器5也可对串扰产生消极影响。例如，直接相邻的容器5.1，其内装有液体3，可对正在测量的容器5.2(参见图10)产生负面串扰。
图10显示了装置100的部分截面图。示意性截面图示出两个直接相连的容器5.1和5.2。一个电极201.1设置在两个容器5.1和5.2的中央。进一步的，电极201.2设置在左侧，另一个电极201.3设置在右侧。在这一实施例中，中心电极201.1作为发射器电极，其可例如由具有输入信号s(t)的发射放大器51所激活。与此同时，两个电极201.2和201.3作为接收器电极。接收器电极201.2接收信号r1(t)，与由接收器电极201.3所接收的信号r2(t)不同。两个信号r1(t)和r2(t)之间的不同源于不同的填充液位情况。在容器5.1含有少量的液体3或其它介质。另一方面容器5.2是空的。如果两个容器5.1和5.2内填充了同样的液体或同样的介质，则两个信号r1(t)和r2(t)由于对称性而是相同的。
装置100的电极排列既可借助时钟电信号(所谓的定时操作)操作也可借助正弦信号(所谓的线性或模拟操作)操作。如果图中所示的接收电路58之一被使用，则接收器电极201接收并提供电信号r(t)，其优选的包括电流。电流强度是当时电容值(这里指定为复阻抗Ztot)的度量也即是容器5中的填充液位的度量。在线性操作中，优点是没有谐波产生并且因此没有不期望的干扰产生。进一步的，窄频滤波器(未示出)可用在接收电路58中来进行信号处理。这会改进信噪比和装置100的灵敏度或者使电极以简单的方式设置。明显地，电极排列的电容的较小变化可因此被确定或测量。
本发明特别涉及用于测量填充液位的装置100，其由正弦信号操作于线性模式。
周期的输入信号s(t)优选地用于各种实施例中。特别优选地正弦信号s(t)的频率在100KHz至5MHz之间。发射电路57包括一个发生器。如果采用正弦信号s(t)，则正弦发生器55作为发射电路57的一部分。作为示例，这样的正弦发生器55在图10，11和13中显示。
作为发射器S的电极201在测量时不接地，而是连接到信号电压源(即相应的发射器放大器的输出端)。另一方面，作为接收器R的电极201设置为虚接地。
图15示出装置100的电极设置布线的优选实施例。这一实施例使用一个发射电路57，其发送(正弦)输入信号s(t)到多路转换器71。多路转换器71具有总数为N个输出并将输入信号s(t)逐个切换到N个输出的每一个。如果 N个容器5.1至5.N被测量，则输入信号s(t)相继地应用到每个作为发射器S的电极201。每个单独的复阻抗，都单独代表一测量通道1至N，每一个都如图15中具有参考编号Z1tot至ZNtot的阻抗符号所示。在这一实施例中，接收电路58.1至58.N用于每个通道。每个接收电路58.1至58.N传送一个输出信号r1(t)至rN(t)，其能够生成即时测量阻抗Z1tot至ZNtot。在输出方面，提供一个中心评估模块70，其处理输出信号r1(t)至rN(t)。在给定时间，所有活动发射器电极(未在图15中示出)正在或即将连接到信号电压源(即连接到相应发射器放大器的输出端)。根据图15的布线可应用于所有实施例。
根据图14的网络模块可用于例如确定单独的复阻抗Z1tot至ZNtot。形成网络模型时考虑的阻抗ZG，Zw，ZX(来自寄生电容和电阻)的数量取决于模型的精确程度。在图14中，只包括了直接相邻的元件，因为其它元件的效应或影响随着间距的增大而显著减小。自然地，不只是能够包含直接相邻的元件。
相对于模型的剩余阻抗，空间设置相距较远的接收器电极201之间的串扰阻抗(串扰电容)通常较小并因此经常被忽略。从空间上看(如图14所示)，通常只考虑(数学)模型中相邻两个接收器电极的串扰阻抗就足够了。
寄生电容具有如下的影响，会对测量结果产生负面影响。发射器S和接收器R之间的并联电容及相关的电容，每一个都形成分压器，导致流入接收器电极R以及通过电流-电压转换器58的电流减小，导致输出信号r(t)的减小，并因此导致信噪比和测量精度的降低。串扰电容CX代表相临容器5.N间的耦合。由发射器电极发出的电流不只通过被测容器到达接收器电极，而且通过相邻容器，而这些相邻容器会对输出信号r(t)产生不良影响。因为电容CX取决于相邻容器的填充液位，接收的电流不仅取决于被测容器的填充液位，还有相邻容器的填充液位，其被认为是串扰并导致装置100的分辨率的空间损失。
因为已经精确的知道根据本发明的单独元件(电极201和容器5)的几何排列，图14所示的模型的阻抗值可用有限元法(FEM)计算得出。如果模型的阻抗值和接收电路58.1-58.N的构造已知，由接收电路58.1-58.N准备的信号r1(t)-rN(t)可通过分析或借助于电路模拟器来计算。这种分析测定或计算可在评估模块70中进行。优选地，至少部分测定或计算由软件来执行。
优选地，由多个接收电路58.1-58.N(预)处理的信号r1(t)至rN(t)通过评估模块70进行相互对比。
根据实施例，为了消除例如采用不同构造而造成的环境干扰量(温度，空气湿度，压力)，除了作为测量传感器的电极对外还可提供参考传感器。发射器侧的信号发生器55在这种情况下给当时活动电极对的发射器和参考传感器的发射器提供信号。这一方法可用于所有实施例。
接收电路58的输出信号r(t)被进一步处理，例如，通过如图15所示的评估模块70。
优选地，在所有实施例中发射器运行的频率低于麦克斯韦频率。
根据本发明的装置100极其灵敏，它可实现高灵敏度填充液位测量。为了防止任何测量的损害，优选的所有实施例中的导电元件(例如移液针)在进行填充液位测量前从容器5的区域移除。
根据本发明的装置100，在所有实施例中，优选的具有一个评估模块70，其通过算法将相邻容器5的影响降低到最小。优选的，在这种情况下形成所谓的“群组”(就子群意义来说)，从而“消除”所有因测量条件和状态导致的不良影响。
容器5和/或电极201排列的结果是可部分消除由于相邻容器的电场(交变场)叠加产生的相互干扰影响(串扰)。此外，如前所述，可以使用相应的算法进行数学上的补偿。
相应的算法可对测量结果进行智能评估和/或对扰动影响进行数学补偿。
在一个优选实施例中，算法适应于各自的情形。为此，例如从与评估模块70相连接的可任选存储器72(参见图15)读出比较值或校准值。
借助于机器可读编码，可描述所有实施例的容器5，从而装置100可选择相应的算法(例如从存储器72)来识别具体的容器5。根据容器5，可使用不同的测量方法或触发方案。
例如，组10的条形码(例如电容式条码)RFID(射频识别)或其它标签可被用作机器可读编码。
在优选实施例中，测量前先确定是否实际放置组10，和/或是否正确放置组10，也就是，例如电极201是否正确位于中间部101。这些步骤适于所有实施例。
在优选实施例中，在测量前或校准装置100时，执行所谓基线测量，从而确定空的以及干燥微量盘或容器5的组10的影响。然后，在测量过程中去除存储的信息。这样的基线测量能够例如消除由与理想形状相当小偏差所导致的影 响。基线测量结果可存储在例如可任选存储器72中。这些步骤适于所有的实施例。
在所有的实施例中，本发明应用了空容器5与液体填充的容器5电容不同这一事实。空容器5使发射器电极S与接收器电极R之间的电容较低，填充容器5具有较高的电容。
根据本发明放大器52优选的作为装置100的一部分，设计或布线所述放大器，使其电流值可评估，但放大器输入端52的电压值为零或接近零(虚接地)。这些可通过使用适当的有线运算放大器52实现。
优选的，作为电路58的一部分的锁相放大器作为根据本发明的装置100的一部分，从而评估接收电极201输送的信号r(t)。采用锁相放大器，来自连接线202的噪音不会共同放大。因此噪声很小。优选的使用正弦信号对锁相放大器进行操作。
用于振幅解调的同步解调器或者锁相放大器优选地作为根据本发明的装置100的一部分，用于评估接收器电极201输送的信号r(t)。测量信号的相移可由锁相环来补偿。
为了进一步处理接收放大器52传输的电流值，优选在评估模块70中使用A/D转换器。这样，中央评估模块70具有A/D转换器，其将信号r1(t)至rN(t)转换为数字值，这种情况下，整个处理由数字电路执行。
依据实施例，每个接收器电极201都配备一个专用的接收放大器52或一个专用的接收电路58。这样，测量可部分并行，但是需要注意测量同时发生时串扰导致的影响。这种方式的缺点是，必须使用很多的接收放大器52或接收电路58。
然而，可通过在输出端使用多路技术来减少接收放大器52或接收电路58的数量。可时间上接续地执行所有通道，也就是，所有的液位填充测量。这样，只使用一个发射器电路57和一个接收器电路58，它们暂时地连接到待被激活的发射器电极201和接收器电极201。
如图15所示，优选地通过输入端的多路转换器71进行电极201的电极网路的触发。
图16A示出根据本发明的具有9×13个电极201和8×12个容器的组的示意图。图16B示出根据本发明的只有59个电极201和8×12个容器的组的示意图。 对图17A和17B的直接对比显示，如果需要，电极的数量可以显著减少。图中所示锯齿线21示出电极201优选地沿锯齿线21设置。根据图16A或16B所示组10，最佳设置中甚至58个电极201就足够(参见表2)。
不同实施例的组10优选地设计为可从上方***或设置在具有电极201的基板200上。
图17A示出具有58个活动电极201(图中所示白色填充圆圈)，8×12个容器(图中所示黑色填充圆圈)，以及49个永久接地电极(图中所示白色填充菱形)组的示意图。图17B示出组10的截面图。参考这一截面图，能够看出在所有情况下一个活动电极(如电极201.6)都跟随一个接地电极(如电极201.15)。这里，与活动电极相比，接地电极具有不同的截面。接地电极能够例如具有正方形截面，而活动电极例如具有圆形截面。根据其它实施例，电极201的形式也可以具有不同形状。接地电极的方形截面具有宽度BG和深度TG，其中TG＝BG。宽度BG和深度TG范围为1-10mm。在一个统一的网格结构中，列距AS与行距AR相同。列距AS和行距AR范围为5-20mm。活动电极的直径优选为2-10mm。
图17A中发射器用S描述，接收器用R描述。发射或接收功能在各种情况下固定地分配给这些电极，也即，布线或连接可固定设计。总体具有28个接收器R和30个发射器S。
然而电极201也可具有任意其它形状，只要适合中间部101(未在图17A中示出)。
发射器和接收器也可相反地划分。总体具有28个发射器S和30个接收器R。
图18示出具有20个活动电极201(图中所示白色填充圆圈)和3×4个容器(图中所示黑色填充圆圈)组的示意图。这里没有接地电极。这个实施例具有正向串扰，但是同时具有更显著的对容器中填充液位的信号的依赖。在这个实施例中，串扰可从数学上大量补偿(通过使用合适的算法)。优选地，执行一系列的测试来获得校准值。确定的校准值用于在“真实”测量中进行补偿。这一原理适用于所有实施例。主要适用于如图18所示没有接地电极的实施例。
因为接地电极的大小和/或形状和/或位置会影响串扰，所以通过为接地电极选择合适的尺寸，位置，可最小化串扰。图19示出具有15个活动电极201(图 中所示白色填充圆圈)和3×4个容器(图中所示黑色填充圆圈)组10的示意图。接地电极用小白色填充圆圈显示。确定接地电极的直径使得串扰最小。这种设置的缺点是有用的信号r(t)弱于图18所示的设置。
图20示出具有15个活动电极201(图中所示白色填充圆圈)和3×4个容器(图中所示黑色填充圆圈)组10的示意图。接地电极由稍大的白色填充圆圈表示。接地电极的直径比图19中的稍大。结果串扰是负的。这种设置的缺点是有用的信号r(t)弱于如图19所示的设置。
在进一步的实施例中，使用了两个平板，其可设置为在基板200下面或者与基板成为一体。其中一个平板可具有导电路径202用于连接电极201至发射电路57或者接收电路58，而电子元件，放大器，处理器(例如评估模块70)和电压源设置在第二平板上。在这种情况下，可提供一个具有基板200和所述平板的组装件，其包括装置100用于确定填充液位所需的所有元件。在这种情况下，只有一个接口用于传输液位填充结果至其它组装件或装置的其它模块。这一原理适用于所有实施例。
在进一步的优选实施例中，参考结构被用于“消除”环境影响，其特性已精确了解。参考结构优选地具有参考电极对，用来确定如当前空气湿度和并从中去除。这样的参考结构可用于补偿如老化和温度漂移。
在多个实施例中，选择永久接地电极的形式，尽可能减少串扰。
在多个实施例中，在每个电极对使用反向测量从而识别和/或消除不对称性。在反向测量方法第一步骤中，第一电极201.1用作发射器S，与其径向对立设置的第二电极用作接收器R。输入信号s(t)应用于第一电极201.1且信号r(t)分流至第二电极201.1之后，在第二步骤中线路反向，输入信号s(t)应用于第二电极201.2。在第二步骤中，信号r(t)分流至第一电极201.2。借助于叠加或不同的形成，可识别和/或消除不对称性。
在所有的实施例中，设置并联电容使其与电阻RA并联，其将放大器52的负输入端连接到放大器52的输出端。并联电容用于补偿频率响应并消除振荡。电阻RA(连接或未连接并联电容)形成反馈或负反馈。
在所有实施例中，如图所示，放大器52优选反向放大器。在这种情况下，放大器52的反向输入端(也即标记为负号的输入端)形成虚接地。
如果同时测量多个相邻容器5，两次测量采用不同频率的信号是有利的，这 样可借助于滤波或同步解调或者借助于两次测量来分别确定接收器侧的两个信号的贡献，并且最小化串扰。具有不同相位的相同频率或者调制方法可用来代替不同频率，其能够分离两个信号的贡献。这些方法适用于所有实施例。
设计优选的装置100，其可单独测量两个或多个基本垂直的容器5中介质的填充液位。这个装置100包括电极201，其设置在至少一个容器5的外部。装置100特别地配置为测量多个容器5中的填充液位，多个容器5设置或定位成组。具有一个基本水平设置的基板200和多个统一设置的电极201，所述电极201基本垂直立于由基板200定义的水平面E，所述电极201彼此间隔一定距离设置，从而在各两个电极之间获得用于分别接收组10的一个容器5的工作区。这些电极201的一部分配置和/或布线，这样能被作为发射器元件触发，部分电极201配置和/或布线，这样能被作为接收器元件触发。每个容器5可引入或设置在单独两个电极201之间的工作区。电气连接线202用于触发作为发射器元件的电极201和/或读取作为接收器元件的电极。触发模块(例如具有发射电路57)设计为用信号s(t)通过连接线202激励作为发射器元件S的电极201。评估模块(例如模块70)设计为通过连接线202接收且评估来自作为接收器元件R的电极201的信号r(t)。
优选地，在接收器侧，例如作为评估模块70一部分的串扰模块73(参见图15)用于计算消除串扰。相应的模块73基于串扰的算法补偿或消除。优选地借助于算法利用串扰模块73来在计算上抑制串扰，算法包括存储的参考测量的参考值。这些参考值能够例如从可任选存储器72中获得(参见图15)。
本发明适用于实验板，微量盘，带状架，排管(例如根据图2B或2C中带状设置的容器5)，以及其它前述组10。由于容器5的形状，当填充量少时会测量不精确。
在特别优选实施例中，具有电极201的基板200不仅用于前述填充液位的电容测量，也作为被测量的独立小管或导管(容器5)的支持架。这种“支架功能”适用于组10由独立容器5组成的所有实施例。
在本发明的所有实施例中，电极201独立于容器5。即电极201既不紧固与容器上，也不例如与容器5成为一整体。
本发明的任何实施例都不具有公共的，大面积的天线或电极板，但是本发明使用在共同基板20上独立的，至少部分独立触发的电极201。
包括具有V形底或圆形底的容器5的组尤其适合。
本发明同样适用于所谓的“深井”，其中容器5的直径与容器5的深度T之比非常小。
进行评估期间，如利用评估模块70，要考虑容器5的形状，以便更好的分类或分配所确定的输出信号r(t)的属性。为此，如前述的组10的机器可读编码是恰当的。
由于电极201不是必须设置在所有位置的这个事实，本发明的一个优点是适用于具有网络或其它类似的形式的某些不对称性的板。如果需要，这种不对称性可用计算的方式去除或甚至完全补偿。然而，前提条件是装置100精确识别当前条件下被测组10的类型。这里编码可提供相应信息。
被测液体3或介质的属性了解得越精确，填充液位的测量就越精确。为此，装置具有人工或自动调整预设相应值的设备。
本发明具有的优点是可在几百毫秒内测量具有大量N个容器5的整个组10(例如微量盘)。现有的基于超声波工作的解决方法，例如通常需要几分钟来实现这种测量。
本发明的优点在于非接触式工作和免于污染，因为没有传感器，探针，或类似物体***容器5中的液体3或者介质中。
本发明进一步的优点是装置100的成本相对较低。
本发明不仅能借助于伴随的(同时的)填充液位测量来评估正确的吸入和/或分配，还能够确定液体的绝对数量。
因为装置100的元件设置在组10下面，组10上方的空间可完全由其它组件或元件利用。
根据本发明的装置100或方法可用于多种设备和装置。显然，根据环境需要进行适当调整。
本发明容许在组10的每个独立容器5中进行填充液位测量，也即是尽可能的单独测量。
本发明也可实时监控单独容器5中的填充液位。
本发明实现了约1μl液体的分辨率，这明显好于已知的现有方法。就实际电容变化来说，例如在移液应用中，这些电容变化范围为少量毫微微法。装置100能可靠地测量小变化，尽管所有元件直接接近以及空间紧密地封装设置。
本发明可特别有利地用于洗脱/固相萃取的监控，其中过滤器可能会破裂或 堵塞。通过检测或观察填充液位，可监控萃取是否在按照期望进行。根据本发明，通过用装置100来观察填充液位，例如过滤器是否堵塞可被监控，因为在此情况下只有少量或没有液体3进入容器5。如果过滤器破裂，因为容器5中液体的量突然增加而可由装置100确认。
在一个优选实施例中，借助于后侧面的电极201执行的填充液位检测利用传递和***导电针来辅助。当针到达容器5中液体3的液位时，这将导致可清楚测量出的场干扰。如果需要，这种结合可被用于获得可能在任何其它方式下无法获得的进一步说明。

Claims (20)

1.实验设备(400)，包括用于电容式检测一组(10)按规则设置的具有相同尺寸的容器(5)中独立容器(5)中的填充液位的至少一个装置(100)，其中所述装置(100)包括发射电极(S)和接收电极(R)以及用于执行电容测量的测量电路，其中所述测量电路包括发射电路(57)和接收电路(58)，所述装置(100)包括：
具有多个电极(201)的水平基板(200)，所述电极在一个方向上伸出由基板(200)确定的水平面(E)，并且所述多个电极中的相邻电极彼此统一间隔分开，从而形成多个尺寸相同的工作区，
多个连接线(202)，通过所述多个连接线(202)，部分电极(201)与发射电路(57)相连并由所述发射电路(57)控制从而充当发射电极，部分电极(201)连接到接收电路(58)并由所述接收电路(58)读取从而充当接收电极，
其中，所述多个电极中的相邻电极彼此统一间隔分开使得相邻电极之间形成一工作区，每个工作区被配置为接收一容器，
在水平面(E)上的每个工作区，至少分别具有两个彼此相对设置的电极(201)，并且借助于各自的所述多个连接线(202)，两个电极(201)中的一个用作发射器，两个电极(201)中的另外一个用作接收器。
2.根据权利要求1的实验设备(400)，其特征在于，所述测量电路包括用于补偿或最小化相邻电极(201)之间串扰的模块。
3.根据权利要求1的实验设备(400)，其特征在于，所述多个电极(201)中的至少部分总是作为发射器(S)，所述多个电极(201)中的另一部分总是作为接收器(R)。
4.根据权利要求1的实验设备(400)，其特征在于，所述多个电极(201)与所述基板(200)成为一体，或者所述多个电极(201)紧固在所述基板(200)上。
5.根据权利要求1的实验设备(400)，其特征在于，所述装置(100)包括评估模块(70)，其设置为评估作为接收器(R)的所述多个电极(201)的信号(r(t))。
6.根据权利要求1的实验设备(400)，其特征在于，对于每个容器(10)，控制一个电极(201)暂时作为发射器(S)，另一个电极作为接收器(R)被读出，这样基于先前已知的相邻容器(10)的电极(201)的规则几何排列，通过叠加电场来几何抑制串扰。
7.根据权利要求1的实验设备(400)，其特征在于，至少一个电极(201)是暂时或永久接地的。
8.根据权利要求5的实验设备(400)，其特征在于，在所述评估模块(70)中，通过执行算法以计算的方式来抑制相邻容器(5)之间的串扰。
9.根据权利要求2的实验设备(400)，其特征在于，在所述模块中，通过执行算法以计算的方式来抑制相邻容器(5)的所述多个电极(201)之间的串扰。
10.根据权利要求1的实验设备(400)，其特征在于，所述工作区的大小和形状配置为每个工作区可接收实验板，微量盘，带状架，多井板或微量滴定板的容器(5)。
11.根据权利要求1的实验设备(400)，其特征在于，所述装置(100)包括能在装置(100)上放置的实验板或微量盘或带状架或多井板或微量滴定板。
12.一种用于执行一组(10)容器(5)的独立填充液位测量的电容测量方法，容器(5)彼此间隔规则距离水平设置成多行(R)和/或多列(Sp)，包括以下步骤：
a.将包括该组(10)容器(5)的实验板、微量盘、带状架、多井板或微量滴定板放置在具有多个柱状电极(201)的水平基板(200)上，所述多个柱状电极在一个方向上伸出由基板(200)确定的水平面(E)，并且所述多个柱状电极中的相邻电极彼此统一间隔分开，从而在相邻电极之间形成一工作区，每个工作区被配置为接收一容器(5)；
b.用发射器信号(s(t))控制所述多个柱状电极(201)中临近第一容器(5.1)的第一柱状电极(201.1)；
c.评估由相对第一电极(201.1)具有一定距离的第二电极(201.2)接收的接收信号(r(t))，其中第二电极(201.2)相对于第一容器(5.1)与第一柱状电极(201.1)对立设置；
d.对组(10)的每个容器(5.x)重复步骤b和c，其中临近各个容器(5.x)的各个电极(201.1)作为发射器(S)，临近相同容器(5.x)的对立设置的电极(201.1)作为接收器(R)。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，除了作为发射器(S)或接收器(R)的电极(201.1，201.2)，进一步提供暂时或永久接地的电极(201)。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，电极(201.1，201.2)中的至少一个在某一步骤作为发射器(S)而在另一步骤用作接收器(R)。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在准备步骤，该组(10)容器(5)从上方放入具有电极(201)的装置(100)，其中在附连时电极(201)浸入连接的容器(5)的中间部(101)。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，采用多路转换方法以用发射信号(s(t))连续地加载所有作为发射器(S)的电极(201.1)。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，采用多路转换方法以连续读取所有作为接收器(R)的电极(201.2)。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，借助于算法，用数学方式最小化或补偿串扰，其中该算法因素包括存储的参考测量的参考值。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，一些电极可接收预定电压电位并且从而消除寄生电容。
20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，相继地激活电极对(201)，或者同时激活两个或多个电极对(201)，其中在此情况下选择非直接相邻的电极对(201)。
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