DE10038569C2 - Repetierend manuell zu betätigende Abgabe- und/oder Aufnahmeeinrichtung für Flüssigkeiten - Google Patents
Repetierend manuell zu betätigende Abgabe- und/oder Aufnahmeeinrichtung für FlüssigkeitenInfo
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Description
Die vorliegende Patentanmeldung betrifft eine repetierend manuell zu betäti
gende Abgabe- und/oder Aufnahmeeinrichtung für Flüssigkeiten mit den
Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Die Lehre der Erfindung bezieht sich allgemein auf die Handhabung von
Flüssigkeiten. Dabei kann es sich zunächst um die Abgabe von Flüssigkeiten
mittels einer entsprechenden Abgabeeinrichtung in dosierter Weise aus einem
zuvor aufgenommenen größeren Flüssigkeitsvolumen oder aus einem ander
weit gespeicherten Flüssigkeitsvolumen handeln. Es kann sich aber auch um
die gesteuerte Aufnahme von Flüssigkeits-Teilmengen aus Flüssigkeitsvolu
mina handeln. Schließlich kann es sich auch um eine Kombination beider Ver
fahren handeln, also sowohl Aufnahme als auch Abgabe von Flüssigkeits-
Teilmengen. Letzteres kann auch in einem wiederkehrenden Zyklus Auf
nahme/Abgabe oder Aufnahme/Bewegung/Abgabe ablaufen.
In erster Linie wird die Lehre der vorliegenden Patentanmeldung anhand von
Abgabeeinrichtungen beschrieben. Das dient dem einfacheren Verständnis
der Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung. Ungeachtet dessen ist
die Lehre der vorliegenden Patentanmeldung breit für alle Arten von Flüssig
keits-Handhabung bei Abgabe und/oder Aufnahme von Flüssigkeiten ein
setzbar.
Abgabeeinrichtungen der in Rede stehenden Art sind beispielsweise direkt
verdrängende oder mit Luftpolster verdrängende Repetierpipetten für ein Pi
pettensystem oder direktverdrängende oder mit Luftpolster verdrängende
Dosiergeräte eines Dosiersystems.
Handbetätigte Repetierpipetten sind von Hand zu bedienende Pipetten mit
einer daran angebrachten, großvolumigen Spritze, aus der durch Betätigen
des Betätigungselementes jeweils eine kleine Teilmenge in ein Aufnahmege
fäß dosiert werden kann. Man benutzt Repetierpipetten für Reihenuntersu
chungen insbesondere in Verbindung mit einer Vielzahl von Aufnahmege
fäßen, häufig mit sogenannten Titerplatten.
Es gibt handbetätigte Repetierpipetten, bei denen eine Kolbenstelleinrich
tung über eine Stufenmechanik betätigt wird und den Kolben der Spritze in
jedem Dosierschritt um das gewünschte bestimmte Maß vorschiebt. Gegen
stand der Erfindung ist jedoch u. a. eine elektromotorisch betriebene Repe
tierpipette, bei der bei Betätigen des Betätigungselementes am Pipettenge
häuse der elektromotorische Antrieb jeweils angesteuert wird und die Kol
benstelleinrichtung um das gewünschte Maß bewegt.
Übliche zu pipettierende Volumina, also Dosiermengen, liegen beispielsweise
bei 100 µl bis 500 µl, wobei eine typische Spritze dann beispielsweise eine
Füllmenge hat, die dem 10- bis 100-fachen der gewünschten Dosiermenge
entspricht.
Eine elektromotorisch betriebene Repetierpipette Eppendorf Multipette pro, Bedienungsanleitung vom 04.12.1998 hat aufgrund des elektro
motorischen Antriebs einen besonders guten Bedienungskomfort. Die zur
Steuerung des elektromotorischen Antriebs vorhandene Steuerelektronik
bietet dabei die Möglichkeit, nicht nur die Dosiermenge genau vorzugeben,
sondern auch ein Dosierintervall für eine Vielzahl von nacheinander auszu
führenden Dosierungen identischer Dosiermengen vorgeben zu können.
Dazu wird bei einer solchen, aus der Praxis bekannten Repetierpipette (Di
rektverdränger) mittels Programmiertasten des Programmierelementes das
gewünschte Dosierintervall in einem Einstellbereich von 0,1 bis 1,0 sec einge
stellt, wobei Einstellschritte von 0,1 sec vorgegeben sind. Bei einem anderen
aus der Praxis bekannten System ist eine als Luftpolsterpipette ausgeführte
Repetierpipette vorgesehen, zu der ein Dosierintervall zwischen 0,1 sec und
10,0 sec eingegeben werden kann.
Hat eine Bedienungsperson aus früherer Tätigkeit den Eindruck, daß bei
spielsweise ein Dosierintervall von 0,4 sec praktikabel ist, so stellt diese Be
dienungsperson dieses Dosierintervall mittels des Programmierelementes ein.
Beginnt die Bedienungsperson dann die Dosierung, so kann die Bedie
nungsperson das Betätigungselement nach Beginn des Dosierzyklus anhal
tend betätigt halten. Die einzelnen Dosierungen erfolgen dann automatisch
jeweils im Abstand des eingestellten Dosierintervalls, im Beispiel also im Ab
stand von 0,4 sec. Die Bedienungsperson muß nur noch dafür sorgen, daß sie
die Repetierpipette tatsächlich in diesem Takt immer über ein neues Aufnahmegefäß
bewegt. Das jeweils notwendige einzelne Betätigen des Betäti
gungselementes zum Auslösen der Einzeldosierung entfällt. Die Arbeitsge
schwindigkeit steigt stark an.
Es hat sich gezeigt, daß die zuvor geschilderte Automatik
funktion bei der bekannten elektromotorisch betriebenen Repetierpipette in
der Praxis nicht so oft verwendet wird wie man vermuten sollte. Die Schwie
rigkeit besteht wohl darin, daß die Bedienungsperson nicht sicher vorherse
hen kann, welche Länge das Dosierintervall haben sollte, um den persönli
chen Besonderheiten zu entsprechen. Selbst ein und dieselbe Bedienungs
person kann an einem Tag einen anderen Rhythmus haben als am Vortag. Je
nach Anspannung und Ermüdungszustand fällt es der Bedienungsperson
leichter oder weniger leicht den Rhythmus zu finden, der dem in der Steuer
elektronik eingestellten Dosierintervall entspricht. Eine Verstellung des Do
sierintervalls erfolgt häufig aus Bequemlichkeit nicht. Tatsächlich wird dann,
wenn die Bedienungsperson merkt, daß sie mit dem eingestellten Dosierinter
vall aktuell nicht richtig arbeiten kann, doch wieder auf die Einzeldosierung
durch Betätigung des Betätigungselements zurückgegriffen.
Ähnliche Fragen wie bei Repetierpipetten treten auch bei elektromotorisch
betriebenen, jedoch von hand zu betätigenden Dosiergeräten allgemein auf,
wenn man eine automatische mehrfache Dosierung aus dem Dosiergerät ver
wirklichen möchte. Für Dosiergeräte wird auf die DE 195 13 023 C2 als
Stand der Technik hingewiesen. Sie sind insbesondere als Flaschendosierer
oder Flaschentitrierer bekannt.
Wie bereits oben angesprochen worden ist, stellt sich eine ähnliche Frage
stellung auch bei manuell zu betätigenden Aufnahmeeinrichtungen für Flüs
sigkeiten und bei kombinierten Einrichtungen, die Aufnahme und Abgabe
von Flüssigkeiten kombinieren.
Bekannt ist ein Pipettiergerät mit Speicherfunktion (DE 44 36 595 A1). Die
ses Pipettiergerät hat ein Programmierelement, das eine Handstellung, eine
Speichereinstellung und eine Speicherbetriebsstellung einnehmen kann. Be
findet sich das Programmierelement in der Speichereinstellstellung, so führt
eine Betätigung des Betätigungselements von Hand dazu, daß ein von der
Bedienungsperson zu bestimmendes Speichervolumen aufgenommen (oder ab
gegeben) werden kann. Dieses so von der Bedienungsperson vorgegebene Spei
chervolumen wird im Speicher der Steuerelektronik abgespeichert. Wird an
schließend das Programmierelement in die Speicherbetriebsstellung geschaltet,
so führt eine nachfolgende Betätigung des Betätigungselements von Hand dazu,
daß die Abgabe (oder Aufnahme) einer Flüssigkeitsmenge des zuvor gespei
cherten Wertes automatisch erfolgt. Die Betätigung des Betätigungselements
dient also dann nur der Auslösung des Abgabeschrittes oder Aufnahmeschrittes,
nicht mehr der Bestimmung seiner Dauer.
Das Auslösen des einzelnen Prozeßschrittes erfolgt bei dem zuvor erläuterten
Pipettiergerätes jeweils durch die manuelle Betätigung des Betätigungselemen
tes. Ein automatisches, mehrfaches, aufeinander folgendes Auslösen von Prozeß
schritten in einem bestimmten, voreinstellbaren Prozeßintervall ist hier nicht
vorgesehen.
Bekannt ist ferner eine elektromotorisch betriebene Repetierpipette (WO 00/51739 A
und WO 00/51738 A), die eine besonders ergonomisch günstige
Anordnung von Betätigungselementen nahe einem Display aufweist. Über die
Funktionsweise hinsichtlich der Aufnahme und Abgabe von Flüssigkeits-Teil
mengen wird hier kein Detail erläutert.
Schließlich ist ein repetierend zu betätigendes Dosiergerät bekannt (Prospekt
Compudil, 12.04.1984), das mittels einer Programmiereinrichtung in verschie
denen Programmen programmiert werden kann. Hinsichtlich der Abgabe von
Flüssigkeits-Teilmengen entspricht die Funktionsweise der Funktionsweise des
oben erläuterten Pipettiergerätes (DE 44 36 595 A1).
Der Lehre liegt das Problem zugrunde, eine Abgabe- und/oder Aufnahmeein
richtung für Flüssigkeiten der in Rede stehenden Art anzugeben, die hinsichtlich
der Handhabung weiter verbessert ist.
Die zuvor aufgezeigte Problemstellung wird bei einer Einrichtung mit den
Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Der Kern der Lehre besteht darin, die Steuerelektronik als selbstlernendes Sy
stem auszugestalten. Die Steuerelektronik erfordert keine Voreinstellung des
Prozeßintervalls durch die Bedienungsperson. Die Bedienungsperson muß
vielmehr nur mit der Handhabung beginnen, einfach in Form von einzeln
ausgelösten Prozeßschritten, und zwar solange, bis die Bedienungsperson ih
ren zu diesem Zeitpunkt gegebenen, persönlichen Rhythmus gefunden hat.
Wechselt die Bedienungsperson dann von der ersten Art der Betätigung des
Betätigungselementes zu der zweiten Art der Betätigung des Betätigungs
elementes, so setzt die Steuerelektronik automatisch die Prozeßschritte mit
dem Prozeßintervall fort, das sich aus den Zeitabständen der vorherigen ein
zelnen Prozeßschritte ergibt.
Die zuvor erläuterte Selbstlernfunktion der Steuerelektronik führt dazu, daß
das Prozeßintervall sich dem Rhythmus der Bedienungsperson anpaßt, nicht
umgekehrt. Damit ist die Akzeptanz der Benutzung dieser Funktion bei der
erfindungsgemäßen Einrichtung sehr hoch. Es hat sich gezeigt, daß die Ar
beitsgeschwindigkeit mit der erfindungsgemäßen Einrichtung deutlich erhöht
ist.
Im folgenden wird die Lehre der Erfindung anhand einer Abgabeeinrichtung
für Flüssigkeiten weiter erläutert, mit der bei Betätigen des Betätigungsele
mentes eine bestimmte Dosiermenge in ein Aufnahmegefäß motorisch dosier
bar ist. Ungeachtet dessen gilt die bereits mehrfach erwähnte allgemeine An
wendbarkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung für die Handhabung von
Flüssigkeiten für alle Arten von Abgabe und Aufnahme von Flüssigkeiten.
Der Begriff des Betätigens des Betätigungselementes ist allgemein zu verste
hen. Beispielsweise bei einem als Drucktaste ausgeführten Betätigungsele
ment soll er einerseits den Normalfall umfassen, daß das Drücken der Betäti
gungstaste der Betätigung entspricht. Andererseits soll aber auch ein Loslas
sen der Betätigungstaste bei entsprechender Gestaltung der Steuerelektronik
die Funktion des Betätigens des Betätigungselementes erfüllen. Man hätte
dann also das Betätigungselement während der Einzeldosierungen ständig
gedrückt und würde es für die einzelne Dosierung nur kurz loslassen, bei an
dauerndem Betätigen dann andauernd loslassen.
Weiter wäre auch eine Doppeltaste als Betätigungselement denkbar mit einer
Taste für Einzeldosierung und einer zweiten Taste für automatisches Dosie
ren. Auch eine Betätigung nach Art des Computers mit Klick (für Einzelbetä
tigung) und Doppelklick (für anhaltende Betätigung) kann man sich vorstel
len.
Schließlich sind auch nicht mechanische, sondern elektronische Betäti
gungselemente denkbar, bei denen dann das Betätigen gleichbedeutend ist
mit Beeinflussen oder Nicht-Beeinflussen. So kann man beispielsweise auch
an kapazitive Annäherungsschalter oder Streufeldsensoren etc. als Betäti
gungselemente denken.
Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre der vorliegen
den Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im folgenden wird die Erfindung mit der Erläuterung eines bevorzugten Aus
führungsbeispiels anhand der Zeichnung auch im allgemeinen weiter erläu
tert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht als bevorzugtes Ausführungsbei
spiel einer Einrichtung der in Rede stehenden Art ein Pipetten
system aus einer Repetierpipette und einer daran angebrachten
Spritze oberhalb einer Anordnung von Aufnahmegefäßen, näm
lich einer Titerplatte,
Fig. 2 das Pipettensystem aus Fig. 1, das Gehäuse von der anderen
Seite gesehen,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung und
Fig. 4 ein Ablaufschema für ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer
Repetierpipette.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Einrichtung ist eine Abgabeeinrichtung in
Form einer Repetierpipette 1. Sie ist bestimmt für ein von Hand zu bedienen
des Pipettensystem mit einer solchen Repetierpipette 1 und einer daran aus
wechselbar angebrachten Spritze 2, deren Füllmenge so groß ist, daß aus die
ser Spritze 2 in einer Vielzahl von Einzelschritten kleine Dosiermengen her
aus in eine Vielzahl von Aufnahmegefäßen dosiert werden können.
Fig. 3 zeigt nach Art eines Blockschaltbildes das Schema der erfindungsge
mäßen Abgabeeinrichtung 1. Fig. 3 soll zum Verständnis bei der Erläuterung
von Fig. 1 und 2 mit herangezogen werden.
Bei der Einrichtung 1 gemäß der Erfindung kann es sich um Repetierpipetten
1 als Direktverdränger oder als Luftpolsterpipetten ebenso handeln wie um
Dosiergeräte wie beispielsweise Flaschendosierer oder Flaschentitrierer.
Nachfolgend wird die Abgabeeinrichtung 1 am Beispiel einer Repetierpipette
1 in Form eines Direktverdrängers erläutert, ohne daß dies einschränkend zu
verstehen ist. Es gelten die im allgemeinen Teil der Beschreibung erläuterten
Anwendungen bei Aufnahme und/oder Abgabe von Flüssigkeiten.
Die dargestellte Abgabeeinrichtung 1 hat zunächst ein Gehäuse 3 - Pipetten
gehäuse - und darin eine Stelleinrichtung 4. Bei einer Repetierpipette als Ab
gabeeinrichtung 1, ausgeführt als Direktverdränger, handelt es sich bei der
Stelleinrichtung 4 um eine Kolbenstelleinrichtung, mit der ein nicht darge
stellter Kolben der Spritze 2 zum Zwecke der Einzeldosierung bestimmter
Dosiermengen schrittweise vorgeschoben werden kann. Zur Betätigung der
Stelleinrichtung 4 dient ein elektromotorischer Antrieb S. der seinerseits von
einer Steuerelektronik 6 gesteuert wird. Grundsätzlich sind auch andere mo
torische Antriebe einsetzbar, ein elektromotorischer Antrieb 5 ist jedoch be
sonders praxisgerecht.
In Fig. 1 erkennt man am Gehäuse 3 Handgriffausformungen 7 zum sicheren
Erfassen der Repetierpipette 1, sowie ein Betätigungselement 8, das von einer
die Repetierpipette 1 haltenden Hand einer Bedienungsperson zu betätigen
ist. Dieses Betätigungselement 8 hat im dargestellten Ausführungsbeispiel die
Form einer Betätigungstaste. Man kann aber auch andere Betätigungsele
mente 8, beispielsweise einen Betätigungswippschalter o. dgl. realisieren. Das
Betätigungselement 8 dient der Betätigung der Steuerelektronik 6. Wird es
betätigt, so wird der elektromotorische Antrieb 5 von der Steuerelektronik 6
kurz angesteuert und bewirkt die gewünschte Verstellung der Stelleinrich
tung 4.
Am Gehäuse 3 befindet sich ferner ein Programmierelement 9 für die Steuer
elektronik 6. Dieses befindet sich im dargestellten Ausführungsbeispiel auf
der dem Betätigungselement 8 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 3.
Das Programmierelement 9 für die Steuerelektronik 6 hat im dargestellten
Ausführungsbeispiel einerseits eine Anzeigefläche in Form des Displays 10,
andererseits mehrere Programmiertasten 11. Im einzelnen kommt es nur darauf
an, daß diese Programmiereinrichtung vorhanden ist, wie diese im einzelnen
ausgestaltet wird, ergibt sich für einen Fachmann durchschnittlichen Kön
nens aus seinem Fachwissen. Unterhalb der Repetierpipette 1 in Fig. 1 und
Fig. 2 erkennt man mehrere Aufnahmegefäße 12, die im dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel in einer 8 × 12 (96) Titerplatte 13 zusammengefaßt sind. Auch
hier gibt es natürlich viele verschiedene Varianten.
Die Ausgestaltung der Steuerelektronik 6 der Repetierpipette 1 ist nun so ge
troffen, daß in der Steuerelektronik 6 mittels des Programmierelementes 9 eine
bestimmte Dosiermenge, die hier einen Bruchteil der Füllmenge der Spritze 2
beträgt, einstellbar ist, die bei jedem Betätigen des Betätigungselementes 8
aus der Spritze 2 in ein Aufnahmegefäß 12 automatisch dosierbar ist. Das ist
charakteristisch für die Funktion einer Repetierpipette 1. Grundsätzlich ist
diese Funktion auch mit unterschiedlichen Dosiermengen realisierbar. Ent
sprechendes gilt für eine Abgabeeinrichtung 1 in Form eines Dosiergerätes.
Wesentlich ist ferner, daß in der Steuerelektronik 6 zumindest ein Prozeßin
tervall für eine Mehrzahl von nacheinander auszuführenden Prozeßschritten
einstellbar ist. Im konkreten Ausführungbeispiel handelt es sich beim Pro
zeßintervall um ein Dosierintervall für eine Vielzahl von nacheinander auszu
führenden Dosierungen. Aufgrund der allgemeinen Anwendbarkeit der er
findungsgemäßen Lehre kann ein Prozeßschritt auch aus mehreren Einzel
schritten bestehen, beispielsweise aus der Folge eines Aufnahmeschrittes, ei
nes Transportschrittes und eines Abgabeschrittes. Bei dem vorliegenden Aus
führungsbeispiel bleibt es bei der Erläuterung eines Abgabe-Dosierschrittes.
Eine erste Art der Betätigung des Betätigungselementes 8, im dargestellten
Ausführungsbeispiel eine kurzzeitige Betätigung des Betätigungselementes
8, bewirkt eine Einzeldosierung. Eine zweite Art der Betätigung des Betäti
gungselementes 8, im dargestellten Ausführungsbeispiel eine anhaltende Be
tätigung des Betätigungselementes 8, bewirkt eine automatische mehrfache
Dosierung im Dosierintervall - Prozeßintervall tp.
Bei der Lehre der Erfindung geht es darum, wie das Prozeßintervall tp gefun
den wird. Im den Ausgangspunkt bildenden Stand der Technik wird das Pro
zeßintervall tp mittels des Programmierelementes 9 eingestellt, beispielsweise
auf einen Wert von 0,4 sec. Es stehen dazu Einstellschritte von 0,1 sec bis 1,0 sec
in Abständen von jeweils 0,1 sec zur Verfügung. Alternativen hierzu sind
im allgemeinen Teil der Beschreibung bereits erläutert worden.
Die dargestellte, erfindungsgemäße Einrichtung 1 zeichnet sich nun dadurch
aus, daß das Prozeßintervall tp von der Steuerelektronik 6 selbst durch Aus
wertung des beim vorherigen einzelnen oder mehrfachen Einzelauslösen ei
nes Prozeßschrittes auftretenden Zeitabstandes bzw. der Zeitabstände zwi
schen den einzelnen Betätigungen des Betätigungselementes 8 bestimmt
wird. Die Steuerelektronik 6 der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 ist also in
diesem Sinne selbstlernend. Aus den Zeitabständen vorhergehender Prozeß
schritte ermittelt die Steuerelektronik 6 den Rhytmus, in dem die Bedie
nungsperson konkret dosiert. Das gibt dann das Prozeßintervall tp vor. Die
Bedienungsperson selbst muß also kein Prozeßintervall tp am Programmiere
lement 9 einstellen, das Prozeßintervall tp folgt vielmehr automatisch dem
Bedienungsrhythmus der Bedienungsperson. Im konkreten Fall wird als Pro
zeßintervall tp ein Dosierintervall der Einzeldosierungen der Abgabeeinrich
tung 1 ermittelt.
Eine erste Möglichkeit zur Ermittlung des Prozeßintervalls tp besteht nun
darin, daß von der Steuerelektronik 6 der Zeitabstand der letzten Einzeldosie
rung vor Beginn der anhaltenden Betätigung des Betätigungselementes 8 als
Prozeßintervall tp übernommen wird.
In Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm dargestellt, das eine weiter bevorzugte Aus
führung der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 wiedergibt. Hier ist vorgesehen,
daß von der Steuerelektronik 6 ein Mittelwert der letzten n (n < 1), hier
und vorzugsweise der letzten zwei Zeitabstände der Einzeldosierungen vor
Beginn der anhaltenden Betätigung des Betätigungselementes 8 als Pro
zeßintervall tp übernommen wird. Im Extremfall kann n einfach alle vorher ab
gelaufenden Einzeldosierungen umfassen.
Das Ablaufdiagramm in Fig. 4 zeigt Einzeldosierungen 1, 2, 3, 4, 5, wobei das
automatische Dosieren mit dem Schritt 6 beginnt und sich dann über die
Schritte 7, 8, 9 fortsetzt. Erfaßt werden die letzten zwei Zeitabstände, hier tp3
und tp4 vor Beginn der anhaltenden Betätigung des Betätigungselementes 8
im Dosierschritt 5. Das ist durch die gestrichelte Linie dargestellt.
Die gewünschte Mittelwertbildung kann rein arithmetisch erfolgen, also nach
der Formel tp = (tp3 + tp4)/2. Es kann bei der Mittelwertbildung aber auch
eine Gewichtung der Zeitabstände der letzten n Einzeldosierungen erfolgen.
Dies kann beispielsweise dergestalt geschehen, daß insgesamt die letzten drei
Einzeldosierungen erfaßt werden, bei der Mittelwertbildung aber der Zeitab
stand zwischen der letzten und der vorletzten Einzeldosierung doppelt ge
wichtet wird.
Eine Möglichkeit der Auswertung der Einzeldosierungen mittels der Steuer
elektronik 6 besteht auch darin, daß von der Steuerelektronik 6 ein Mittel
wert einer Mehrzahl von Einzeldosierungen vor Beginn der automatischen
Dosierung nach einem statistischen Auswerteverfahren ermittelt wird. Ein
solches statistisches Auswerteverfahren kann auch voneinander beabstan
dete Gruppen von Einzeldosierungen bei einer längerdauernden Einlern
phase erfassen. Eine Möglichkeit der Realisierung einer statistischen Auswer
tung ist beispielsweise ein Filter in der Steuerelektronik 6, das atypisch große
und/oder atypisch kleine Zeitabstände eliminiert.
Die Steuerelektronik 6 der erfindungsgemäßen Abgabeeinrichtung 1 kann
weiter so ausgelegt sein, daß ein vorermitteltes oder durch anhaltendes Betä
tigen des Betätigungselementes 8 übernommenes Prozeßintervall tp in der
Steuerelektronik 6 bis zu einer eventuellen aktiven Löschung und/oder bis
zum Abschalten der Abgabeeinrichtung 1 gespeichert bleibt und bei er
neutem anhaltenden Betätigen des Betätigungselementes 8 wieder wirksam
ist. Damit wird das einmal ermittelte Prozeßintervall tp auch bei Unterbre
chung der Dosiertätigkeit erhalten, so daß die Bedienungsperson den einmal
gefundenen Rhythmus weiter aufrechterhalten kann.
Eine aktive Löschung des gespeicherten Prozeßintervalls tp sollte auch durch
Betätigen einer Programmiertaste 11 des Programmierelementes 9 und/oder
durch erneutes mehrfaches Einzeldosieren erfolgen. Durch mehrfaches Ein
zeldosieren wird der Steuerelektronik 6 durch die Bedienungsperson signali
siert, daß die Bedienungsperson eine neue Ermittlung des Prozeßintervalls tp
wünscht. Möglicherweise hat die Bedienungsperson ja auch gewechselt, die
neue Bedienungsperson möchte ihren eigenen Rhythmus finden und im Pro
zeßintervall tp berücksichtigt wissen. Dem dient diese Ausgestaltung der
Steuerelektronik 6.
Es hat sich gezeigt, daß die Zeitabstände zwischen den einzelnen Betätigun
gen des Betätigungselementes 8 bei Einzeldosierung unter Berücksichtigung
der Zeit, die das Betätigen des Betätigungselementes 8 selbst benötigt, ge
ringfügig größer sind als die Zeitabstände, die bei anhaltender Betätigung des
Betätigungselementes 8, also beim automatischen Dosieren auftreten. Diesem
Effekt kann man elektronisch-steuerungstechnisch dadurch gerecht werden,
daß das tatsächlich genutzte Prozeßintervall tp von der Steuerelektronik 6 et
was kürzer bemessen wird als das von der Steuerelektronik 6 aus den vorhe
rigen Einzeldosierungen ermittelte Prozeßintervall tp. Einen ähnlichen Effekt
erzielt man dann, wenn man die eigentliche Betätigungszeit des Betäti
gungselementes 8 bei der Ermittlung des Prozeßintervalls tp nicht oder nur
zum Teil berücksichtigt.
Die Korrektur des Prozeßintervalls tp im zuvor erläuterten Sinne kann bei
spielsweise mittels eines vorzugsweise fest eingestellten Korrekturfaktors er
folgen. Die Wahl des Korrekturfaktors und die Genauigkeit der Bestimmung
des Prozeßintervalls tp insgesamt ist natürlich von der Einstellgenauigkeit für
das Prozeßintervall tp generell bestimmt. Sind ohnehin nur Einstellschritte
von 0,1 sec möglich, so kann man hier mit einem größeren Fehler arbeiten als
wenn man eine kleinere Teilung für die Einstellschritte des Prozeßintervalls tp
in der Steuerelektronik zur Verfügung hat.
Die Veränderung des Betätigungsrhythmus der Bedienungsperson nach Be
ginn der anhaltenden Betätigung des Betätigungselementes 8 kann man
auch dadurch berücksichtigen, daß die Steuerelektronik auch bei anhalten
dem Betätigen des Betätigungselementes 8 den Takt der Bewegung der Ab
gabeeinrichtung 1 erfaßt und zur Korrektur des Prozeßintervalls tp heran
zieht. Da in diesem Fall die Betätigung des Betätigungselementes 8 selbst
nicht mehr als Steuergröße für die Steuerelektronik 6 herangezogen werden
kann, muß man die Bewegung der Abgabeeinrichtung 1 durch die Bedie
nungsperson von Aufnahmegefäß 12 zu Aufnahmegefäß 12 anderweitig er
fassen. Das kann man beispielsweise über einen Beschleunigungssensor tun,
der die Seitwärtsbewegung der Abgabeeinrichtung 1 durch Auswertung der
Querbeschleunigung erfaßt, und dessen Signal von der Steuerelektronik 6
entsprechend ausgewertet wird.
Für die erste Art der Betätigung des Betätigungselementes 8 und die zweite
Art der Betätigung des Betätigungselements 8 gibt es verschiedene vorteil
hafte Ausführungen. Im Stand der Technik, Eppendorf Multipette pro, ist bereits die Kombination einer
kurzzeitigen Betätigung und einer anhaltenden Betätigung des Betäti
gungselementes 8 vorgeschlagen worden. Alternativen ergeben sich aus den
Ansprüchen 16 bis 20, auf die zur Vermeidung von Wiederholungen verwie
sen wird.
Die zuvor erläuterten besonderen Merkmale einer besonders bevorzugten
Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung sind in entsprechen
der, angepaßter Weise auch bei Aufnahmeeinrichtungen oder kombinierten
Abgabe- und Aufnahmeeinrichtungen für Flüssigkeiten realisierbar wie das
weiter oben mehrfach angesprochen worden ist.
Insgesamt schafft die erfindungsgemäße Einrichtung 1 mit der selbstlernen
den Steuerelektronik 6 ein bedienungsfreundliches System, mit dem auch um
fangreiche Arbeiten mit einer von Hand zu bedienenden Einrichtung 1 kom
fortabel und individuell angenehm und damit äußerst schnell ausgeführt wer
den können.
Claims (20)
1. Repetierend manuell zu betätigende Abgabe- und/oder Aufnahmeeinrich
tung (1) für Flüssigkeiten,
mit einer Stelleinrichtung (4), einem motorischen Antrieb (5) für die Stellein richtung (4) und einer Steuerelektronik (6) für den Antrieb (5),
mit einem manuell betätigbaren Betätigungselement (8) für die Steuerelek tronik (6) und
mit einem Programmierelement (9) für die Steuerelektronik (6),
wobei in der Steuerelektronik (6) mittels des Programmierelementes (9) zu mindest eine Flüssigkeitsmenge einstellbar ist, die bei Betätigen des Betäti gungselementes (8) motorisch förderbar ist,
wobei in der Steuerelektronik (6) zumindest ein Prozeßintervall (tp) für eine Mehrzahl von nacheinander auszuführenden Prozeßschritten einstellbar ist und
wobei eine erste Art der Betätigung des Betätigungselementes (8) einen ein zelnen Prozeßschritt auslöst und eine zweite Art der Betätigung des Betäti gungselementes (8) automatisch ein mehrfaches, aufeinander folgendes Auslösen von Prozeßschritten jeweils im Prozeßintervall (tp) bewirkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Prozeßintervall (tp) von der Steuerelektronik (6) selbst durch Aus wertung des beim vorherigen einzelnen oder mehrfachen Einzelauslösen ei nes Prozeßschrittes auftretenden Zeitabstandes bzw. der Zeitabstände zwi schen den einzelnen Betätigungen des Betätigungselementes (8) bestimmt wird.
mit einer Stelleinrichtung (4), einem motorischen Antrieb (5) für die Stellein richtung (4) und einer Steuerelektronik (6) für den Antrieb (5),
mit einem manuell betätigbaren Betätigungselement (8) für die Steuerelek tronik (6) und
mit einem Programmierelement (9) für die Steuerelektronik (6),
wobei in der Steuerelektronik (6) mittels des Programmierelementes (9) zu mindest eine Flüssigkeitsmenge einstellbar ist, die bei Betätigen des Betäti gungselementes (8) motorisch förderbar ist,
wobei in der Steuerelektronik (6) zumindest ein Prozeßintervall (tp) für eine Mehrzahl von nacheinander auszuführenden Prozeßschritten einstellbar ist und
wobei eine erste Art der Betätigung des Betätigungselementes (8) einen ein zelnen Prozeßschritt auslöst und eine zweite Art der Betätigung des Betäti gungselementes (8) automatisch ein mehrfaches, aufeinander folgendes Auslösen von Prozeßschritten jeweils im Prozeßintervall (tp) bewirkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Prozeßintervall (tp) von der Steuerelektronik (6) selbst durch Aus wertung des beim vorherigen einzelnen oder mehrfachen Einzelauslösen ei nes Prozeßschrittes auftretenden Zeitabstandes bzw. der Zeitabstände zwi schen den einzelnen Betätigungen des Betätigungselementes (8) bestimmt wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich
tung (1) eine Repetierpipette - direktverdrängend oder mit Luftpolster ver
drängend - für ein Pipettensystem mit Repetierpipette und daran auswech
selbar angebrachter Spritze (2) ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrich
tung (1) ein Dosiergerät - direktverdrängend oder mit Luftpolster verdrän
gend - für ein Dosiersystem mit Dosiergerät und Dosierflüssigkeits-Vorratsbe
hälter ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Steuerelektronik (6) der Zeitabstand der letzten Einzelauslösung
vor Beginn der automatischen Auslösung als Prozeßintervall (tp) übernom
men wird.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Steuerelektronik (6) ein Mittelwert der letzten n (n < 1), vor
zugsweise der letzten zwei Zeitabstände der Einzelauslösungen vor Beginn
der zweiten Art der Betätigung des Betätigungselementes (8) als Prozeßin
tervall (tp) übernommen wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Mit
telwertbildung eine Gewichtung der Zeitabstände der letzten n Einzelauslö
sungen erfolgt.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß von der Steuerelektronik (6) ein Mittelwert einer Mehrzahl von Ein
zelauslösungen vor Beginn der automatischen Auslösung nach einem stati
stischen Auswerteverfahren ermittelt wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer
elektronik (6) ein Filter zum Ausscheiden von atypisch großen und/oder klei
nen Zeitabständen aufweist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß ein vorermitteltes oder durch Betätigen des Betätigungselementes (8)
übernommenes Prozeßintervall (tp) in der Steuerelektronik (6) bis zu einer
eventuellen aktiven Löschung und/oder bis zum Abschalten der Einrichtung
(1) gespeichert bleibt und bei erneutem Betätigen des Betätigungselementes
(8) wieder wirksam ist.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine aktive Löschung eines gespeicherten Prozeßintervalls (tp) durch Be
tätigen des Programmierelementes (9) und/oder durch erneutes mehrfaches
Einzelauslösen erfolgt.
11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß das tatsächlich genutzte Prozeßintervall (tp) von der Steuerelektronik (6)
etwas kürzer bemessen wird als das von der Steuerelektronik (6) aus den
vorherigen Einzelauslösungen ermittelte Prozeßintervall (tp).
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrek
tur mit einem vorzugsweise fest eingestellten Korrekturfaktor oder einer an
deren Konstante erfolgt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerelektronik auch bei der zweiten Art der Betätigung den Takt
der Bewegung der Einrichtung (1) zwischen den Auslösevorgängen erfaßt
und zur Korrektur des Prozeßintervalls (tp) heranzieht.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer
elektronik (6) einen Sensor, vorzugsweise einen Beschleunigungssensor, zur
Ermittlung der Bewegung der Einrichtung (1) zwischen den Auslösevorgän
gen aufweist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Art der Betätigung des Betätigungselementes (8) eine kurzzei
tige Betätigung und die zweite Art eine anhaltende Betätigung ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigung des Betätigungselementes (8) ein Drücken einer Betäti
gungstaste ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigung des Betätigungselementes (8) ein Loslassen einer zuvor
gedrückten Betätigungstaste ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungselement (8) ein Doppelelement ist mit einem ersten Ele
ment für Einzelauslösung und einem zweiten Element für automatisches
Auslösen.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungselement (8) nach Art einer Computermaus mit Klick (für
Einzelbetätigung) und Doppelklick (für anhaltende Betätigung) arbeitet.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Betätigungselement (8) als nicht mechanisches, rein elektronisches,
vorzugsweise berührungslos arbeitendes Element ausgeführt ist.
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