DE10215270A1 - Micro-dispensing method for liquids in which a marker is fixed in a known position relative to the end of the dispensing needle so that the effects of dirt or wetting of the needle end on droplet volume determination are negated - Google Patents
Micro-dispensing method for liquids in which a marker is fixed in a known position relative to the end of the dispensing needle so that the effects of dirt or wetting of the needle end on droplet volume determination are negatedInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung eines Meniskusvolumens oder einer Meniskushöhe eines Flüssigkeitströpfchens am unteren Ende einer Kanüle. The invention relates to a method for measuring a Meniscus volume or a meniscus height of one Droplets of liquid at the bottom of a cannula.
Beim Mikrodispensen von Flüssigkeiten und Klebstoffen mit einem Tröpfchenvolumen im Bereich kleiner 100 nl ist es für eine hohe Reproduzierbarkeit der aufgetragenen Menge wichtig, dass immer dasselbe Volumen vor dem Flüssigkeits- /Klebstoffübertrag auf die Substratoberfläche am Ende der Kanüle hängt. When microdispensing liquids and adhesives a droplet volume in the range of less than 100 nl is suitable for high reproducibility of the applied quantity important that always the same volume before the liquid / Transfer adhesive to the substrate surface at the end of the Cannula hangs.
Ein besonderes Problem ist die Reproduzierbarkeit des aufgetragenen Volumens, wenn Volumina im Bereich von 1 nl oder kleiner aufgetragen werden sollen, da Luftblasen im Flüssigkeits- bzw. Klebstofftröpfchen das Meniskusvolumen variieren lassen. Es kann auch vorkommen, dass gar keine Flüssigkeit bzw. kein Klebstoff austritt, sondern zeitweise nur Luft. A particular problem is the reproducibility of the applied volume if volumes in the range of 1 nl or smaller should be applied because air bubbles in the Liquid or adhesive droplets the meniscus volume vary. It can also happen that none at all Liquid or no adhesive escapes, but temporarily only air.
Die beiliegende Fig. 1 zeigt schematisch einen Mikrodispenser in Form einer dünnen Kanüle 2 mit einer in der Regel vertikal ausgerichteten Mittellängsachse I. Am unteren Ende der Kanüle 2 ist ein Flüssigkeitsmeniskus 1 gebildet. Die Flüssigkeit mit dem durch den Meniskus 1angegebenen Volumen wird dann, wie der rechte Teil der Fig. 1 zeigt, auf die Oberfläche eines Substrats SUB aufgetragen. Die Flüssigkeit kann z. B. ein Klebstoff und ein anderes dispensierbares Fluid sein. Bei sehr geringem Durchmesser der Kapillare der Kanüle 2 kann es passieren, daß nach einer Vielzahl (z. B. bis zu 50) hintereinander dosierten Punkten kein Klebstoff mehr, sondern Luft austritt. Vor und hinter diesem Aussetzer können die dosierten Punkte ebenfalls unregelmäßig sein und beispielsweise eine unerwünschte Vergrößerung des Punktvolumens verursachen. Diese Vergrößerungen werden durch die Komprimierung der Luftblase hervorgerufen, die sich dann kurz vor Verlassen der Dosierkanüle 2 ausdehnt und dadurch ein größeres Materialvolumen erzeugt. Das gewünschte gleichbleibende Meniskusvolumen erfährt ebenfalls Beeinträchtigungen durch Schwankungen in der Viskosität der aufzutragenden Flüssigkeit, der Temperatur oder im Dosierdruck. The accompanying FIG. 1 schematically shows a microdispenser in the form of a thin cannula 2 with a generally longitudinally oriented central longitudinal axis I. A liquid meniscus 1 is formed at the lower end of the cannula 2 . The liquid with the volume indicated by the meniscus 1 is then applied to the surface of a substrate SUB, as the right part of FIG. 1 shows. The liquid can e.g. B. An adhesive and another dispensable fluid. With a very small diameter of the capillary of the cannula 2 , it can happen that after a large number (for example up to 50) doses in succession, air no longer escapes, but instead. The dosed points in front of and behind this dropout can also be irregular and, for example, cause an undesirable increase in the point volume. These enlargements are caused by the compression of the air bubble, which then expands shortly before leaving the dosing cannula 2 and thereby generates a larger volume of material. The desired constant meniscus volume is also affected by fluctuations in the viscosity of the liquid to be applied, the temperature or the dosing pressure.
Somit ist es für ein reproduzierbares Tröpfchenvolumen notwendig, das Volumen oder die Tröpchenhöhe des Meniskus 1, der vor dem Dispensen auf das Substrat SUB am unteren Ende der Kanüle 2 hängt, zu messen, um bei einem falschen Volumen gegebenenfalls weitere Schritte einleiten zu können, wie z. B. Änderung des Dosierdrucks, Putzen oder Wechsel der Kanüle 2. It is therefore necessary for a reproducible droplet volume to measure the volume or the droplet height of the meniscus 1 , which hangs before the dispensing onto the substrate SUB at the lower end of the cannula 2 , in order to be able to initiate further steps if necessary, such as z. B. Changing the dosing pressure, cleaning or changing the cannula 2 .
Fig. 1 zeigt einen Vorschlag, wie mittels einer als Lichtschranke fungierenden Anordnung eines Lichtsenders S und eines Lichtempfängers (z. B. Photodiode) E die Abschattungszunahme, die durch den Austritt des Klebstoffs, d. h. die Bildung des Meniskus 1 aus der Dosierkanüle entsteht, gemessen werden könnte. Die Abschattungszunahme, die zweidimensional ist, und das zweidimensionale Klebstoffvolumen des Meniskus 1 sind proportional, jedoch nicht linear. Nachteil dieser Vorrichtung ist die Voraussetzung, dass das untere Kanülenende frei von Verschmutzungen ist. Sobald sich Klebstoff an der Außenwand der Kanüle befindet, kann das Meniskusvolumen mit diesem Verfahren nicht mehr genau bestimmt werden. In Fig. 1 geben Pfeile H und V jeweils die horizontale und vertikale Richtung an, in der die Kanüle 2 mit dem anhängenden Meniskus 1 zum Klebstoffauftrag auf das Substrat SUB verfahren werden muss. Fig. 1 shows a proposal, as means of functioning as light barrier arrangement of a light transmitter S and a light receiver (eg. B. photodiode) E is the Abschattungszunahme that through the exit of the adhesive, ie the formation of the meniscus 1 arises from the discharge tube, measured could be. The increase in shadowing, which is two-dimensional, and the two-dimensional adhesive volume of meniscus 1 are proportional, but not linear. The disadvantage of this device is the requirement that the lower end of the cannula is free of dirt. As soon as there is adhesive on the outer wall of the cannula, the meniscus volume can no longer be precisely determined using this method. In FIG. 1, arrows H and V each indicate the horizontal and vertical direction in which the cannula 2 with the attached meniscus 1 must be moved to apply the adhesive to the substrate SUB.
Im US-Patent 05,588,963 "A Liquid Flow Rate Determination By Optical Image Processing - Involves Calculating Volume Of Drops Forming At Dispenser Outlet In Unit And Calculating Continuously Real Time Instantaneous Volume" wird ein Messverfahren beschrieben, das das Tropfenvolumen misst, wenn sich der Tropfen schon vom Kanülenende gelöst hat. Dies hat den Nachteil, dass man dann keine weiteren Schritte zur Änderung des Tropfenvolumens an der Kanüle mehr einleiten kann. In U.S. Patent 05,588,963 "A Liquid Flow Rate Determination By Optical Image Processing - Involves Calculating Volume Of Drops Forming At Dispenser Outlet In Unit And Calculating Continuously Real Time Instantaneous Volume " a measurement method is described that the drop volume measures when the drop is already detached from the end of the cannula Has. This has the disadvantage that you don't have any more Steps to change the drop volume on the cannula can initiate more.
Weiterhin wurde ein Messverfahren zur Messung des Meniskusvolumens mittels einer Bildverarbeitung vorgeschlagen. Diesem Verfahren liegt das Prinzip zu Grunde, ein mit einer hoch auflösenden Kamera aufgenommenes digitalisiertes Bild von der tropfenfreien Kanüle von dem mit derselben Kamera aufgenommenen und digitalisierten Bild vom hängenden Tropfen an der Kanüle abzuziehen, um so das Tropfenvolumen bestimmen zu können. Jedoch muss zur exakten Ermittlung eines derartig kleinen Volumens die Kamera eine sehr hohe Auflösung haben. Ebenso muss gewährleistet sein, dass die Kamera die Position nicht ändert, da die Bilder zu einer erfolgreichen Bildverarbeitung genau aufeinander liegen müssen. Ein Nachteil der Bildverarbeitung liegt auch darin, dass sie langsam ist, da sie einen hohen Rechenaufwand benötigt. Furthermore, a measuring method for measuring the Meniscus volume by means of image processing proposed. The principle lies with this procedure Basically, a picture taken with a high-resolution camera digitized image of the drip-free cannula of that Image captured and digitized with the same camera subtract from the hanging drop on the cannula so as to To be able to determine drop volume. However, the exact Determining such a small volume the camera have very high resolution. It must also be guaranteed that the camera does not change position since the pictures are too successful image processing exactly on top of each other must lie. There is also a disadvantage of image processing in that it's slow because it's high Computational effort required.
Das Patent DE 197 48 317 C1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung des Abstands einer Kapillare zu einem Substrat. Dazu wird das untere Ende der Kapilare einem Ultraschallwellenfeld ausgesetzt und das Dämpfungs- und/oder Reflexionsverhalten der sich im flüssigen Medium ausbreitenden Ultraschallwellen erfasst und bei Änderung dieses Verhaltens, die sich bei der Berührung zwischen fluidem Medium und der Substratoberfläche einstellt, ein Stoppsignal generiert, das die Kapillarenbewegung stoppt. The patent DE 197 48 317 C1 describes a method for Control of the distance between a capillary and a substrate. For this, the lower end of the capillary is one Exposed to ultrasonic wave field and the damping and / or reflection behavior in the liquid medium propagating ultrasound waves detected and in the event of change of this behavior that occurs when touching between fluid medium and the substrate surface Stop signal generated that stops the capillary movement.
Aufgabe und Vorteile der ErfindungObject and advantages of the invention
Nach dem oben Gesagten ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Messung eines Meniskusvolumens oder einer Meniskushöhe eines Flüssigkeitströpfchens am unteren Ende einer Kanüle anzugeben, das die oben geschilderten Nachteile der bisherigen Verfahren vermeidet und eine sehr genaue Bestimmung auch sehr kleiner Meniskusvolumina oder - höhen möglichst in Echtzeit ermöglicht. According to the above, it is an object of the invention to Method of measuring a meniscus volume or a Meniscus height of a liquid droplet at the lower end a cannula to indicate that the above Avoids disadvantages of the previous methods and a very exact determination of even very small meniscus volumes or - heights possible in real time.
Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst. This task is solved according to the requirements.
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist an der Außenseite der Kanüle eine mit ihr fest verbundene Marke insbesondere in Form eines Vorsprungs vorgesehen, die wenigstens eine Kante in einem definierten Abstand zum unteren Ende der Kanüle aufweist. Mittels mindestens einer Lichtschranke, die ein linear ausgerichtetes Messbündel erzeugt, wird die Gesamtstrecke von der Kante der Marke bis zum untersten Punkt des Meniskus gemessen. Das tatsächliche Meniskusvolumen oder die tatsächliche Meniskushöhe wird an Hand einer Ermittlung der Strecke vom untersten Punkt des Meniskus zum untersten Kanülenende aus dem Messergebnis der Gesamtstrecke und zuvor empirisch ermittelten Parametern ermittelt, welche Werte des Meniskusvolumens oder der Meniskushöhe abhängig von Art und Größe der verwendeten Kanüle und der Art und Viskosität der zu spendenden Flüssigkeit definieren. According to one aspect of the method according to the invention is on the outside of the cannula is firmly connected to it Brand provided in particular in the form of a projection that at least one edge at a defined distance from the has lower end of the cannula. Using at least one Photoelectric sensor, which is a linearly aligned measuring beam is generated, the total distance from the edge of the mark to measured to the lowest point of the meniscus. The real one Meniscus volume or the actual meniscus height is on Hand determining the route from the lowest point of the Meniscus to the lowest end of the cannula from the measurement result of Total distance and previously empirically determined parameters determines which values of the meniscus volume or the Meniscus height depending on the type and size of the used Cannula and the type and viscosity of the donated Define liquid.
Für das vorliegende Meßverfahren geeignete Lichtschrankenmessinstrumente können entweder mit der Abtastmethode (mit einem Laser-Scan-Mikrometer) oder mit der Photodiodenmessmethode arbeiten und messen, wie oben erwähnt, aufgrund der an der Kanüle angebrachten Marke die Gesamtstrecke von der Kante der Marke bis zum untersten Punkt des Meniskus, woraus die Messapparatur dann die Strecke vom untersten Punkt der Kanüle bis zum untersten Punkt des Meniskus und daraus das Meniskusvolumen ermittelt. Die erfindungsgemäß an der Kanüle angebrachte Marke, bzw. die Kante der Marke, soll sich an einer Position befinden, die weder von Flüssigkeit noch von Schmutz erreicht werden kann. Suitable for the present measuring method Photoelectric sensors can either be used with the Scanning method (with a laser scan micrometer) or with the photodiode measurement method work and measure as above mentions, due to the brand attached to the cannula Total distance from the edge of the mark to the bottom Point of the meniscus, from which the measuring apparatus then the Distance from the lowest point of the cannula to the lowest Point of the meniscus and from this the meniscus volume determined. The one attached to the cannula according to the invention Brand, or the edge of the brand, should be on a Position that are neither of liquid nor of Dirt can be reached.
Die Marke kann verschiedene Formen haben. Falls die Marke z. B. ein rechteckiger Vorsprung an der Kanüle ist, spielt lediglich die Position der Unterkante des Vorsprungs eine Rolle, die von der Lichtschranke in einer Dimension, insbesondere in vertikaler Richtung, erfasst wird, wenn diese Unterkante in die Lichtschranke ragt. The brand can take various forms. If the brand z. B. is a rectangular projection on the cannula plays only the position of the lower edge of the projection one Role by the light barrier in one dimension especially in the vertical direction, is detected when this lower edge protrudes into the light barrier.
Falls der die Marke bildende Vorsprung Dreiecksform hat, kann an Hand der bekannten Geometrie der Dreieckspitze ein Bezugspunkt in zwei Dimensionen, insbesondere vertikal und horizontal, bestimmt werden. Somit kann einerseits der untere Endpunkt der Kanüle bestimmt und gleichzeitig gewährleistet werden, dass die Kanüle mittig gemessen wird. If the protrusion forming the brand has a triangular shape, can be based on the known geometry of the triangle tip Reference point in two dimensions, especially vertical and horizontal, to be determined. Thus, on the one hand, the lower end point of the cannula is determined and at the same time ensure that the cannula is measured in the center.
Wenn das Tröpfchenvolumen, d. h. das Volumen des Meniskus immer größer wird und die Oberflächenenergie der Kapillaroberfläche zu groß ist, besteht der Drang zur Benetzung der äußeren Kanülenmantelfläche. Dies bewirkt, dass das Tröpfchen an der Außenwand der Kanüle hoch kriecht. Dieser unerwünschte seitlich umlaufende Meniskus kann durch eine entsprechende Oberflächenbehandlung der äußeren Kanülenoberfläche, die die Oberflächenenergie der so modifizierten Kanüle absenkt, verringert werden. Damit hat die Außenoberfläche der Kanüle hydrophobe und/oder oleophobe Wirkung. Eine gängige Methode, die Oberflächenenergie auf der Außenseite der Kanüle zu verringern, ist eine Teflonisierung der Kanüle, d. h. eine Beschichtung mit Fluorpolymer oder das Auftragen einer silanhaltigen Oberflächenschicht. If the droplet volume, i.e. H. the volume of the meniscus is getting bigger and the surface energy of the Capillary surface is too large, there is an urge to Wetting the outer surface of the cannula. This causes, that the droplet is up on the outer wall of the cannula creeps. This undesirable lateral meniscus can be treated with an appropriate surface treatment outer cannula surface, which is the surface energy of the modified cannula can be reduced. In order to has the outer surface of the cannula hydrophobic and / or oleophobic effect. A common method that Surface energy on the outside of the cannula too decrease is teflonization of the cannula, i.e. H. a Coating with fluoropolymer or applying a surface layer containing silane.
Eines der weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt auch eine Prüfung zu, ob die Kanüle an ihrer Außenoberfläche beschmutzt oder mit Flüssigkeit/Klebstoff benetzt ist. One of the embodiments described below the method according to the invention also leaves an examination whether the cannula is dirty on its outer surface or is wetted with liquid / adhesive.
Voranstehend wurde als Beispiel einer zu spendenden Flüssigkeit Klebstoff erwähnt. Selbstverständlich kann das Fluid, das sich durch die Kanüle bewegt und den Meniskus am Kanülenende ausbildet, auch ein anderes Fluid, wie Öl, gefüllter oder ungefüllter Klebstoff oder andere Fluide aller Art sein. Above was an example to be donated Liquid glue mentioned. Of course it can Fluid that moves through the cannula and on the meniscus End of the cannula also forms another fluid, such as oil, filled or unfilled adhesive or other fluids of all kinds.
Der Querschnitt der Kanüle kann rotationssymmetrisch (kreiszylindrisch) oder auch oval sein. The cross section of the cannula can be rotationally symmetrical (circular cylindrical) or oval.
Bei der Erfindung können nach dem Prinzip der Abtastmethode oder nach der Photodiodenmethode arbeitende Lichtschranken verwendet werden. Ein Lichtschrankenmessinstrument, das nach der Abtastmethode arbeitet, weist einen ein Objekt abtastenden Laserstrahl auf. Die Objektmaße werden nach der Zeit berechnet, für die der Laserstrahl durch den Objektschatten unterbrochen ist. Die Position(en) einer oder mehrerer Unterbrechung(en) kann oder können ganz genau berechnet werden. Außerdem können Durchmesser und Position mehrerer Objekte gleichzeitig gemessen werden, die das linear ausgedehnte Messbündel des nach der Abtastmethode arbeitenden Lichtschrankenmessinstruments mehrmals unterbrechen. Eine andere Bezeichnung für ein derartiges, nach der Abtastmethode arbeitendes Lichtschrankenmessinstrument ist "Laser-Scan-Mikrometer". In the invention, the principle of the scanning method or light barriers working according to the photodiode method be used. A photoelectric sensor that works according to the scanning method, assigns an object scanning laser beam. The object dimensions are according to the Calculates the time for which the laser beam passes through the Object shadow is broken. The position (s) of a or more interruption (s) can or can be very precise be calculated. You can also change the diameter and position of several objects can be measured at the same time linearly extended measuring bundle of the according to the scanning method working light barrier measuring instrument several times interrupt. Another name for such a working according to the scanning method Photoelectric sensor is "laser scan micrometer".
Bei dem einfacheren, nach der Photodiodenmethode arbeitenden, Lichtschrankenmessinstrument wird der Schatten, der von einem Objekt durch Unterbrechung des Licht- bzw. Laserstrahls erzeugt wird, von einer Photodiode erfasst. Die Photodiodenmethode erfasst den Schatten als Veränderung der Empfangslichtmenge und wandelte ihn in eine Analogspannung um, um die Objektmaße zu ermitteln. Demnach kann der Durchmesser eines Objekts nur gemessen werden, wenn das Objekt von dem Messlichtbündel des nach der Photodiodenmethode arbeitenden Lichtschrankenmessinstruments "eingeschlossen" wird. The simpler one, using the photodiode method working, light barrier measuring instrument Shadow from an object by interrupting the Light or laser beam is generated by a photodiode detected. The photodiode method captures the shadow as Change the amount of received light and converted it into one Analog voltage around to determine the object dimensions. Therefore the diameter of an object can only be measured if the object from the measuring light beam of the after Working photodiode method Light barrier measuring instrument is "enclosed".
Die oben zuerst erwähnten, nach der Abtastmethode arbeitenden, Lichtschrankenmessinstrumente versprechen genauere Messergebnisse. The first mentioned above, according to the scanning method promise working photocell measuring instruments more accurate measurement results.
Mehrere Lichtschranken können in bestimmter Weise zueinander ausgerichtet sein, z. B. so, dass ihre linearen Messlichtbündel im Abstand parallel zueinander liegen oder . so, dass ihrer linearen Messlichtbündel senkrecht aufeinander stehen. Several light barriers can be used in a certain way be aligned with each other, e.g. B. so that its linear Measuring light bundles are parallel to each other at a distance or. so that their linear measurement light beam is perpendicular stand on each other.
Für den Fall, dass nur eine Lichtschranke zur erfindungsgemäßen Meniskusvolumenbestimmung benutzt wird, muss die Kanüle beim Messvorgang mit einem Achssystem verfahren werden. In the event that only one light barrier is used meniscus volume determination according to the invention is used, the cannula must have an axis system during the measurement process be moved.
Das durch die Erfindung vorgeschlagene Verfahren zur Messung des Meniskusvolumens oder der Miniskushöhe hat gegenüber einem bildverarbeitenden Verfahren den Vorteil, dass es weder eine hochauflösende und deshalb teuere Messkamera benötigt und dass es im Vergleich mit der bildverarbeitenden Methode in Echtzeit arbeitet und deshalb schnelle Messzyklen erlaubt, was z. B. für eine Feed-Back- Regelung des Meniskusvolumens wichtig sein kann. The method proposed by the invention for Measurement of meniscus volume or miniscus height the advantage over an image processing method, that it is neither a high resolution and therefore expensive Measurement camera needed and that it compared with the image processing method works in real time and therefore fast measuring cycles allowed, which z. B. for a feedback Regulation of the meniscus volume can be important.
Eine Verwendung des erfindungsgemäßen Messverfahrens ist die Ausregelung des Meniskusvolumens bzw. der Menikushöhe zum gewünschten Volumen/zur gewünschten Höhe. Als Stellglied für die Ausregelung des Meniskusvolumens zum gewünschten Volumen/zur gewünschten Höhe kann im Falle eines Kolbendispensers ein Piezostapel verwendet werden. One use of the measuring method according to the invention is the regulation of the meniscus volume or meniscus height to the desired volume / height. As Actuator for adjusting the meniscus volume to desired volume / height can be in the case of a piston dispenser a piezo stack can be used.
Die obigen und weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Messverfahrens werden in der nachstehenden Beschreibung noch deutlicher, die bezugnehmend auf die Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele und vorteilhafte Varianten davon erläutert. The above and other advantageous features of measurement method according to the invention are in the the description below more clearly, the referring to the drawing several embodiments and explained advantageous variants thereof.
Fig. 1 zeigt schematisch die bereits oben beschriebene grundsätzliche Anordnung eines Klebstoffmikrodispensers. Fig. 1 shows schematically the basic arrangement of an adhesive microdispenser already described above.
Fig. 2 zeigt schematisch und perspektivisch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Messverfahrens, das zwei parallel ausgerichtete Lichtschrankenmessinstrumente verwendet. Fig. 2 shows schematically and in perspective a first embodiment of the measuring method according to the invention, the two collimated light sensors Measuring instruments used.
Fig. 3 zeigt schematisch und perspektivisch ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Messverfahrens, bei dem ebenfalls zwei parallel ausgerichtete Lichtschrankenmessinstrumente Verwendung finden, und das zusätzlich eine Bestimmung der vertikalen Mittelachse der Kanüle ermöglicht. Fig. 3 shows schematically and in perspective a second embodiment of the measuring method according to the invention, in which also two collimated light barriers measuring instruments are used, and in addition allows determination of the vertical center axis of the cannula.
Fig. 4A und 4B zeigen schematisch und perspektivisch ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Messverfahrens, bei dem das Meniskusvolumen mittels eines einzigen Lichtschrankenmessinstruments bestimmt werden kann; und FIGS. 4A and 4B show schematically and in perspective a third embodiment of the measuring method according to the invention, in which the meniscus volume can be determined by means of a single light barrier measurement instrument; and
Fig. 5A und 5B zeigen schematisch und perspektivisch ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Messverfahrens, bei dem zwei Lichtschrankenmessinstrumente Verwendung finden, deren Messlichtbündel senkrecht zueinander ausgerichtet sind und das außer der Bestimmung des Meniskusvolumens die Ermittlung der vertikalen Kanülenmittelachse und einer verschmutzten oder mit Flüssigkeit benetzten Außenwand der Kanüle erlaubt. Fig. 5A and 5B show schematically and in perspective a fourth embodiment of the measuring method according to the invention in which two light barriers measuring instruments are used, the measuring light beam vertically aligned with each other and the other than the determination of the meniscus volume to determine the vertical cannula central axis and a soiled or wetted with liquid outside wall of the Cannula allowed.
Gemäß Fig. 2, die schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, sind zwei Lichtschrankenmessinstrumente übereinander so angeordnet, dass ihre linearen (eindimensionalen) Messlichtbündel 21 und 22 parallel zueinander ausgerichtet sind. Das erste (untere) Lichtschrankenmessinstrument weist einen Lichtsender S1 und einen Lichtempfänger E1 zum Aussenden und Empfangen eines linearen vertikal ausgerichteten Messlichtbündels 21 auf. Das zweite (obere) Lichtschrankenmessinstrument besteht aus einem Lichtsender S2 und einem Lichtempfänger E2 zum Aussenden und Empfangen eines linearen Messlichtbündels 22, welches ebenfalls vertikal ausgerichtet ist. Die beiden Lichtschrankenmessinstrumente können nach der Abtastmethode oder nach der Photodiodenmethode arbeiten. Die parallelen Messlichtbündel 21 und 22 des oberen und unteren Lichtschrankenmessinstruments können einen konstanten und bekannten horizontalen Abstand f voneinander haben. Referring to FIG. 2 schematically illustrates a first embodiment of the invention, two light barriers measuring instruments are superposed so that their linear (one-dimensional) measurement light bundle are aligned parallel to one another 21 and 22. The first (lower) light barrier measuring instrument has a light transmitter S1 and a light receiver E1 for transmitting and receiving a linear, vertically aligned measuring light beam 21 . The second (upper) light barrier measuring instrument consists of a light transmitter S2 and a light receiver E2 for transmitting and receiving a linear measuring light bundle 22 , which is also oriented vertically. The two light barrier measuring instruments can work according to the scanning method or the photodiode method. The parallel measuring light bundles 21 and 22 of the upper and lower light barrier measuring instrument can have a constant and known horizontal distance f from one another.
An einer Kanüle 2 ist eine Marke M angebracht, die eine lineare Unterkante 10 aufweist. Die Strecke a von der Unterkante 10 der Marke M bis zum untersten Ende der Kanüle 2 ist zuvor präzise ausgemessen und bekannt. Die Kanüle 2 und die Marke M bilden eine Einheit. A mark M is attached to a cannula 2 and has a linear lower edge 10 . The distance a from the lower edge 10 of the brand M to the lowermost end of the cannula 2 has been precisely measured and known beforehand. The cannula 2 and the mark M form a unit.
Zur Messung des Volumens oder der Höhe eines am unteren Ende der Kanüle 2 zu bildenden Meniskus 1 wird zunächst die Kanüle 2 mit der Marke M so lange nach unten in Richtung des Pfeils V gefahren, bis die obere Lichtschranke S2, E2 mit ihrem Messlichtbündel 22 die Marke M, d. h.. deren Unterkante 10 erfasst. Aus der so erfassten Position der Unterkante 10 der Marke M und dem bekannten Abstand a zwischen dieser Unterkante 10 und dem untersten Ende der Kanüle 2 ergibt sich die Position des untersten Endes der Kanüle 2. Dieses unterste Ende der Kanüle 2 befindet sich im Messlichtbündel 21 der unteren Lichtschranke S1, E1. Bildet sich nun ein Meniskus 1 aus, wird mit der unteren Lichtschranke S1, E1 die Strecke b vom zuvor ermittelten untersten Ende der Kanüle zum untersten Ende U des Meniskus 1 gemessen. Aus der so gemessenen Strecke b lässt sich das Meniskusvolumen oder die Meniskushöhe an Hand zuvor empirisch ermittelter Parameter, die Sollwerte des Meniskusvolumens bzw. der Meniskushöhe in Abhängigkeit von der Art und Größe der verwendeten Kanüle 2 und der Art und Viskosität der zu spendenden Flüssigkeit angeben, durch bestimmte Algorithmen berechnen. Diese Parameter können in Form von Tabellen oder Funktionen in einer das erfindungsgemäße Verfahren ausführenden Apparatur, z. B. in einem Mikroprozessor, gespeichert sein. To measure the volume or the height of a meniscus 1 to be formed at the lower end of the cannula 2 , the cannula 2 with the mark M is first moved downward in the direction of the arrow V until the upper light barrier S2, E2 with its measuring light bundle 22 Brand M, ie. the lower edge 10 detected. The position of the lowermost end of the cannula 2 results from the position of the lower edge 10 of the mark M and the known distance a between this lower edge 10 and the lowermost end of the cannula 2 . This lowermost end of the cannula 2 is located in the measurement light bundle 21 of the lower light barrier S1, E1. If a meniscus 1 now forms, the distance b from the previously determined lowest end of the cannula to the lowest end U of the meniscus 1 is measured with the lower light barrier S1, E1. From the distance b measured in this way, the meniscus volume or the meniscus height can be specified on the basis of previously empirically determined parameters, the target values of the meniscus volume or the meniscus height depending on the type and size of the cannula 2 used and the type and viscosity of the liquid to be dispensed, compute through certain algorithms. These parameters can be in the form of tables or functions in an apparatus performing the method according to the invention, e.g. B. stored in a microprocessor.
Damit die untere Lichtschranke S1, E1 mittig der Kanüle 2 misst, kann es notwendig sein, die horizontale Position der Kanüle 2 zu bestimmen. Dies geschieht bei dem in Fig. 3 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Messverfahrens mittels einer Marke M, die ein dreieckförmiges Profil hat. Die beiden Lichtschranken, d. h. die untere Lichtschranke, die aus dem Lichtsender S1 und dem Lichtempfänger E1 besteht und ein in vertikaler Richtung ausgerichtetes lineares (eindimensionales) Messlichtbündel 21 aussendet und die obere Lichtschranke, bestehend aus Lichtsender S2 und Lichtempfänger E2, die ebenfalls ein vertikal ausgerichtetes lineares (eindimensionales) Messlichtbündel 22 aussendet, sind auch hier, wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, parallel in einem konstanten und bekannten Abstand f zueinander ausgerichtet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der horizontale Abstand f idealerweise gleich oder fast gleich dem Abstand d. Wie nachstehend noch deutlicher wird, muss bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel das obere Lichtschrankenmessinstrument nach der Abtastmethode arbeiten, um die Strecke c an der Spitze der dreieckförmigen Marke M, die sich in der Mitte des Messlichtbündels 22 der oberen Lichtschranke befindet, zu messen. So that the lower light barrier S1, E1 measures the center of the cannula 2 , it may be necessary to determine the horizontal position of the cannula 2 . In the second exemplary embodiment of the measuring method according to the invention shown in FIG. 3, this is done by means of a mark M which has a triangular profile. The two light barriers, i.e. the lower light barrier, which consists of the light transmitter S1 and the light receiver E1 and emits a linear (one-dimensional) measuring light beam 21 aligned in the vertical direction and the upper light barrier, consisting of light transmitter S2 and light receiver E2, which is also a vertically aligned one linear (one-dimensional) measuring light beam 22 emits are aligned here, as in the first exemplary embodiment according to FIG. 2, parallel to one another at a constant and known distance f. In this embodiment, the horizontal distance f is ideally equal to or almost equal to the distance d. As will become clearer below, in the present exemplary embodiment the upper light barrier measuring instrument has to operate according to the scanning method in order to measure the distance c at the tip of the triangular mark M, which is located in the middle of the measuring light beam 22 of the upper light barrier.
Die Marke M weist eine lineare, auf der Mittelachse I der Kanüle 2 senkrecht stehende Unterkante 10 und eine im Winkel dazu verlaufende obere Kante 11 auf, die zusammen die Dreieckspitze der Marke M bilden. The mark M has a linear lower edge 10 which is perpendicular to the central axis I of the cannula 2 and an upper edge 11 which runs at an angle thereto, which together form the triangular tip of the mark M.
Beim Messverfahren wird zunächst die Kanüle 2 mit der Marke M in horizontaler Richtung H verfahren, bis die Dreieckspitze der Marke M in das Messlichtbündel 22 des oberen Lichtschrankenmessinstruments S2, E2 ragt. Dann wird mittels der oberen Lichtschranke die Strecke c gemessen, die in linearer Abhängigkeit zu dem Abstand d des Messlichtbündels 22 zur vertikalen Mittellinie I der Kanüle 2 steht. Aus der sich ergebenden Strecke d kann durch einfache Rechnung die Position der vertikalen Mittelachse I der Kanüle 2 berechnet und die Kanüle 2 so weit horizontal verfahren werden, dass die untere Lichtschranke S1, E1 die Kanüle 2 mittig vermisst. In the measuring method, the cannula 2 with the mark M is first moved in the horizontal direction H until the triangular tip of the mark M protrudes into the measuring light bundle 22 of the upper light barrier measuring instrument S2, E2. Then the distance c is measured by means of the upper light barrier, which is linearly dependent on the distance d of the measuring light beam 22 from the vertical center line I of the cannula 2 . The position of the vertical central axis I of the cannula 2 can be calculated from the resulting distance d and the cannula 2 can be moved horizontally to such an extent that the lower light barrier S1, E1 measures the cannula 2 in the center.
Die weitere Verfahrensweise zur Ermittlung des Meniskusvolumens oder der Meniskushöhe des am unterstenen Ende der Kapillare 2 gebildeten Meniskus 1 ist identisch mit den schon an der Fig. 2 beschriebenen, dem ersten Ausführungsbeispiel entsprechenden, Verfahren und muss deshalb hier nicht weiter erläutert werden. The further procedure for determining the meniscus volume or the meniscus height of the meniscus 1 formed at the lowest end of the capillary 2 is identical to the method corresponding to the first exemplary embodiment already described in FIG. 2 and therefore need not be explained further here.
In den Fig. 4A und 4B ist schematisch eine Anordnung mit einem einzigen vertikal ausgerichteten Lichtschrankenmessinstrument zur Erläuterung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt. Das Lichtschrankenmessinstrument besteht aus einem Lichtsender S und einem Lichtempfänger E, die ein vertikal ausgerichtetes lineares (eindimensionales) Messlichtbündel 20 erzeugen und empfangen. An einer Kanüle 2 ist eine Marke M mit rechteckförmigem Profil angebracht, die eine lineare Unterkante 10 hat, so wie bei dem in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel. Die Kanüle 2 mit der daran fest angebrachten Marke M wird von links nach rechts in Richtung des Pfeils H verfahren, bis die Lichtschranke die Unterkante 10 der Marke M erfasst. Mit der so erfassten Position der Unterkante 10 der Marke M und der bekannten Strecke a wird der unterste Endpunkt der Kanüle 2 berechnet. Dann wird die Kanüle 2 weiter in Richtung des Pfeils H nach rechts verfahren, bis die Kanüle 2 von der Lichtschranke erfasst wird und dann noch bis zur Mitte der Kapillare(Fig. 4B). Dann wird mit der Lichtschranke die Strecke b gemessen, aus der dann, wie zuvor an Hand des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben, das Meniskusvolumen bzw. die Meniskushöhe an Hand von zuvor empirisch ermittelten Parametern berechnet wird. In Figs. 4A and 4B shows an arrangement having a single vertically aligned photoelectric measuring instrument for explaining a third embodiment of the invention schematically. The light barrier measuring instrument consists of a light transmitter S and a light receiver E, which generate and receive a vertically aligned linear (one-dimensional) measurement light bundle 20 . On a cannula 2 , a mark M with a rectangular profile is attached, which has a linear lower edge 10 , as in the first exemplary embodiment shown in FIG. 2. The cannula 2 with the mark M attached to it is moved from left to right in the direction of the arrow H until the light barrier detects the lower edge 10 of the mark M. The lowest end point of the cannula 2 is calculated with the position of the lower edge 10 of the mark M and the known distance a thus determined. The cannula 2 is then moved further to the right in the direction of the arrow H until the cannula 2 is detected by the light barrier and then up to the center of the capillary ( FIG. 4B). Then the distance b is measured with the light barrier, from which, as previously described with reference to the first and second exemplary embodiments, the meniscus volume or the meniscus height is then calculated on the basis of previously empirically determined parameters.
Falls die Marke M so lang ist, dass ihr oberes Ende über die Lichtschranke hinaus ragt, kann ein nach der Photodiodenmessmethode arbeitendes Lichtschrankenmessinstrument benutzt werden. Dann ist nämlich gewährleistet, dass nur die Unterkante 10 der Marke M im Bereich des Messlichtbündels 20 liegt. If the mark M is so long that its upper end protrudes beyond the light barrier, a light barrier measuring instrument working according to the photodiode measuring method can be used. This then ensures that only the lower edge 10 of the mark M lies in the area of the measurement light bundle 20 .
Die Fig. 5A und 5B zeigen schematisch eine Anordnung mit zwei im rechten Winkel zueinander ausgerichteten Lichtschrankenmessinstrumenten zur Veranschaulichung eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erste (untere) Lichtschrankenmessinstrument besteht aus einem Lichtsender S1 und einem Lichtempfänger E1, die ein lineares (eindimensionales), vertikal orientiertes Messlichtbündel 21 aussenden bzw. empfangen. Das zweite (obere) Lichtschrankenmessinstrument weist einen Lichtsender S2 und einen Lichtempfänger E2 auf, die ein horizontal orientiertes lineares (eindimensionales) Messlichtbündel 22 aussenden bzw. empfangen. FIGS. 5A and 5B schematically show an arrangement with two perpendicularly aligned photoelectric measuring instruments for illustrating a fourth embodiment of the inventive method. The first (lower) light barrier measuring instrument consists of a light transmitter S1 and a light receiver E1, which emit or receive a linear (one-dimensional), vertically oriented measurement light bundle 21 . The second (upper) light barrier measuring instrument has a light transmitter S2 and a light receiver E2, which emit or receive a horizontally oriented linear (one-dimensional) measurement light bundle 22 .
Diese Anordnung eignet sich für eine Positionsermittlung der vertikalen Mitte der Kanüle 2, wie sie durch die Mittellängsachse I veranschaulicht ist, eine Prüfung, ob die Kanüle 2 von außen benetzt oder verschmutzt ist, und die Messung des Meniskusvolumens durch Bestimmung einer Bezugshöhe mit Hilfe einer Unterkante 10 der Marke M, die in diesem Ausführungsbeispiel ein Dreieckprofil hat. This arrangement is suitable for determining the position of the vertical center of the cannula 2 , as illustrated by the central longitudinal axis I, checking whether the cannula 2 is wetted or dirty from the outside, and measuring the meniscus volume by determining a reference height with the aid of a lower edge 10 of the brand M, which has a triangular profile in this exemplary embodiment.
Das Messverfahren läuft wie folgt ab: Zuerst fährt die Kanüle 2 nach unten in Richtung des Pfeils V. In dieser Position wird geprüft, ob die Kanüle 2 von außen verschmutzt oder benetzt ist, indem die aufgrund der Unterbrechung des Messlichtbündels 22 der oberen Lichtschranke erfasste maximale Strecke g von der bekannten den Kanülendurchmesser angebenden Strecke j abgezogen wird. Falls sich dabei ergibt, dass die Kanüle 2 außen benetzt oder beschmutzt ist, müssen weitere Schritt eingeleitet werden. Z. B. wird die Kanüle 2 zu einer Putzstation gefahren oder ausgewechselt. Sobald gemäß Fig. 5B die dreieckförmige Unterkante 10 der Marke M in das Messlichtbündel 22 der oberen Lichtschranke eintaucht, lässt sich an Hand der von dem oberen Lichtschrankenmessinstrument erfassten Strecke i und der bekannten Strecken a und u das unterste Ende der Kanüle 2 ermitteln. The measuring procedure is as follows: First, the cannula 2 moves downward in the direction of the arrow V. In this position, it is checked whether the cannula 2 is dirty or wetted from the outside by the maximum detected due to the interruption of the measuring light beam 22 of the upper light barrier Distance g is subtracted from the known distance j indicating the cannula diameter. If it turns out that the cannula 2 is wetted or dirty on the outside, further steps must be initiated. For example, the cannula 2 is moved to a cleaning station or replaced. As soon as shown in FIG. 5B, the triangular-shaped lower edge 10 of the mark M is immersed into the measuring light beam 22 of the upper light barrier, can be made on the information detected by the upper photoelectric meter range i and the known distances a and u, the lowermost end of the cannula 2 determined.
Da durch die Kanüle 2 selbst und die dreieckförmige Unterkante 10 der Marke M das Messlichtbündel 22 der oberen Lichtschranke mehrfach unterbrochen wird, muss das obere Lichtschrankenmessinstrument nach dem Abtastverfahren arbeiten, um die exakte Position der Mittellinie I der Kanüle 2 feststellen zu können. Since the measuring beam 22 of the upper light barrier is interrupted several times by the cannula 2 itself and the triangular lower edge 10 of the M brand, the upper light barrier measuring instrument must work according to the scanning method in order to be able to determine the exact position of the center line I of the cannula 2 .
Wie Fig. 5B zeigt, taucht das untere Ende der Kanüle 2 mit dem daran gebildeten Flüssigkeitsmeniskus 1 in die untere Lichtschranke mit dem vertikal orientierten Messlichtbündel 21 ein. Mit der an Hand der gemessenen Strecke i und der bekannten Strecken a und u bekannten Position des unteren Endes der Kanüle 2 lässt sich die Position des unteren Endes U des Meniskus 1 bestimmen, indem die untere Lichtschranke, die durch die Bildung des Meniskus 1 verursachte Abschattung misst. Dann lässt sich mit den oben bereits beschriebenen Schritten auch das Volumen oder die Höhe des anhängenden Meniskus 1 berechnen. Das zuvor an Hand der Fig. 5A und 5B beschriebene, vierte Ausführungsbeispiel zeigt auch, dass die untere Lichtschranke, da sie nur einfach unterbrochen wird, auch als ein nach der Photodiodenmessmethode arbeitendes Lichtschrankenmessinstrument implementiert sein kann. As, FIG. 5B, the lower end of the cannula 2 with the liquid meniscus formed thereon 1 is immersed in the lower light barrier with the vertically oriented measuring light beam 21. With the position of the lower end of the cannula 2 known from the measured distance i and the known distances a and u, the position of the lower end U of the meniscus 1 can be determined by the lower light barrier, the shadowing caused by the formation of the meniscus 1 measures. The volume or the height of the attached meniscus 1 can then also be calculated using the steps already described above. The fourth exemplary embodiment described above with reference to FIGS. 5A and 5B also shows that the lower light barrier, since it is only interrupted once, can also be implemented as a light barrier measuring instrument that works according to the photodiode measuring method.
Claims (12)
die Kanüle (2) verfahren wird, bis die obere (S2, E2) der beiden Lichtschranken die Unterkante (10) der Marke (M) erfasst;
dabei die Position der Unterkante (10) gemessen; und
mit der unteren Lichtschranke (S1, E1) bei ausgebildetem Meniskus (1) die Strecke (b) vom untersten Punkt (U) des Meniskus (1) zum unteren Kanülenende gemessen wird. 4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that on the mark (M) a linear lower edge ( 10 ) is provided which is perpendicular to the longitudinal axis of the cannula (I);
the cannula ( 2 ) is moved until the upper (S2, E2) of the two light barriers detects the lower edge ( 10 ) of the mark (M);
the position of the lower edge ( 10 ) measured; and
with the lower sensor (S1, E1) the distance (b) from the lowest point (U) of the meniscus (1) is measured at the bottom of tube at trained meniscus (1).
die Marke (M) einen dreieckigen Vorsprung mit einer linearen Unterkante (10), die rechtwinklig zur Kanülenlängsachse (I) steht und mit einer im Winkel dazu verlaufenden schrägen linearen Oberkante (F) bildet;
die Kanüle (2) in horizontaler Richtung (H) so verfahren wird, dass die Marke (M) mit ihrer Dreieckspitze in die obere Lichtschranke (S2, E2) ragt,
die obere Lichtschranke (S2, E2) nach der Abtastmethode die Position der Unterkante (10) der Marke (M) und einen vertikalen Abstand (c) von der Markenunterkante (10) zur schrägen Markenoberkante (11) misst;
daraus die momentane Position der Längsmittelachse (I) der Kanüle (2) bestimmt wird;
dann die Kanüle (2) in horizontaler Richtung (H) verfahren wird, bis sich ihre Längsmittelachse (I) in der Mitte der unteren Lichtschranke (S1, E1) befindet; und
mit der unteren Lichtschranke (S1, E1) bei ausgebildetem Meniskus (1) die Strecke (b) vom untersten Punkt (U) des Meniskus (1) zum unteren Kanülenende gemessen wird. 5. The method according to claim 2 or 3, characterized in that
the mark (M) has a triangular projection with a linear lower edge ( 10 ) which is perpendicular to the longitudinal axis of the cannula (I) and forms an oblique linear upper edge (F) running at an angle thereto;
the cannula ( 2 ) is moved in the horizontal direction (H) in such a way that the mark (M) protrudes with its triangular tip into the upper light barrier (S2, E2),
the upper light barrier (S2, E2) measures the position of the lower edge ( 10 ) of the mark (M) and a vertical distance (c) from the lower mark edge ( 10 ) to the oblique upper edge edge ( 11 ) according to the scanning method;
the current position of the longitudinal central axis (I) of the cannula ( 2 ) is determined therefrom;
then the cannula ( 2 ) is moved in the horizontal direction (H) until its longitudinal central axis (I) is in the middle of the lower light barrier (S1, E1); and
with the lower sensor (S1, E1) the distance (b) from the lowest point (U) of the meniscus (1) is measured at the bottom of tube at trained meniscus (1).
zwei Lichtschranken (S1, E1 und S2, E2) im Abstand übereinander angeordnet sind;
das eindimensionale Messlichtbündel (22) der oberen Lichtschranke (S2, E2) horizontal und das eindimensionale Messlichtbündel (21) der unteren Lichtschranke (S1, E1) vertikal ausgerichtet ist;
die obere Lichtschranke (S2, E2) nach der Abtastmethode arbeitet;
die Unterkante (10) der Marke (M) eine nach unten ragende dreieckförmige Spitze bildet;
die Kanüle (2) nach unten verfahren wird, bis die Dreieckspitze (10) der Marke (M) das Messlichtbündel (22) der oberen Lichtschranke (S2, E2) unterbricht und das untere Ende der Kapillare (2) in das Messlichtbündel (21) der unteren Lichtschranke (S1, E1) kommt;
mit der oberen Lichtschranke (S2, E2), die von der Dreieckspitze (10) der Marke (M) unterbrochene Breite (i) ihres Messlichtbündels (22) gemessen und aus dem bekannten Abstand (a) die Position des untersten Endes der Kanüle (2) bestimmt wird;
mit der unteren Lichtschranke (S1, E1) bei festgehaltener Kanüle (2) und ausgebildetem Meniskus (1) die Strecke (b) vom untersten Punkt (U) des Meniskus (1) zum untersten Kanülenende bestimmt wird. 6. The method according to claim 1, characterized in that
two light barriers (S1, E1 and S2, E2) are arranged one above the other at a distance;
the one-dimensional measurement light bundle ( 22 ) of the upper light barrier (S2, E2) is aligned horizontally and the one-dimensional measurement light bundle ( 21 ) of the lower light barrier (S1, E1) is aligned vertically;
the upper light barrier (S2, E2) works according to the scanning method;
the lower edge ( 10 ) of the mark (M) forms a triangular tip which projects downwards;
the cannula ( 2 ) is moved down until the triangular tip ( 10 ) of the mark (M) interrupts the measuring light bundle ( 22 ) of the upper light barrier (S2, E2) and the lower end of the capillary ( 2 ) into the measuring light bundle ( 21 ) the lower light barrier (S1, E1) comes;
with the upper light barrier (S2, E2), the width (i) of its measuring light beam ( 22 ), which is interrupted by the triangular tip ( 10 ) of the mark (M), and the position of the lowest end of the cannula ( 2 ) is determined;
with the lower sensor (S1, E1) determining the distance (b) from the lowest point (U) of the meniscus (1) to the lowermost end of the cannula at a fixed cannula (2) and trained meniscus (1).
die Kanüle (2) weiter nach unten bewegt wird;
mit der oberen Lichtschranke (S2, E2) die Breite (j) der durch das Eintauchen der Kanüle (2) bewirkten Unterbrechung ihres Messlichtbündels (22) gemessen und daraus und aus der zuvor gemessenen Breite (i) der in das Messlichtbündel eingetauchten Dreieckspitze der Marke (M) die Position der Längsmittellachse (I) der Kanüle (2) ermittelt wird; die Kanüle (2) horizontal verfahren wird, bis sich ihre Längsmittelachse (I) in der Mitte des Messlichtbündels (21) der unteren Lichtschranke (S1, E1) befindet und dann mit der unteren Lichtschranke (S1, S2) bei ausgebildetem Meniskus (1) die Strecke (b) vom untersten Punkt (U) des Meniskus (1) zum untersten Punkt der Kanüle (2) gemessen wird. 8. The method according to claim 6 or 7, characterized in that
the cannula ( 2 ) is moved further down;
with the upper light barrier (S2, E2) the width (j) of the interruption of its measuring light beam ( 22 ) caused by the immersion of the cannula ( 2 ) is measured and from this and from the previously measured width (i) of the triangular tip of the brand immersed in the measuring light beam (M) the position of the longitudinal central axis (I) of the cannula ( 2 ) is determined; the cannula ( 2 ) is moved horizontally until its longitudinal central axis (I) is in the center of the measuring light beam ( 21 ) of the lower light barrier (S1, E1) and then with the lower light barrier (S1, S2) with a formed meniscus ( 1 ) the distance (b) from the lowest point (U) of the meniscus ( 1 ) to the lowest point of the cannula ( 2 ) is measured.
eine einzige Lichtschranke (S, E) mit einem vertikal ausgerichteten eindimensionalen Messlichtbündel (20) verwendet wird;
die Marke (M) einen rechteckförmigen Vorsprung bildet, dessen Unterkante (10) rechtwinklig zur vertikalen Kanülenlängsachse (I) verläuft;
die Kanüle in horizontaler Richtung (H) so verfahren wird, dass zuerst die Unterkante (10) der Marke in das Messlichtbündel (20) der Lichtschranke (S, E) kommt;
dabei die Position der Markenunterkante (10) gemessen und an Hand des bekannten Abstands (a) die Position des untersten Kanülenendes ermittelt wird;
die Kanüle (2) anschließend in derselben horizontalen Richtung (H) weiter verfahren wird, bis sie in das Messlichtbündel (20) der Lichtschranke (S, E) kommt; und
nach der Bildung des Meniskus (1) die Breite der Unterbrechung des Messlichtbündels (20) gemessen und daraus die Strecke (b) vom untersten Punkt (U) des Meniskus (1) zum untersten Ende der Kanüle (2) gemessen wird. 9. The method according to claim 1, characterized in that
a single light barrier (S, E) with a vertically aligned one-dimensional measuring light bundle ( 20 ) is used;
the mark (M) forms a rectangular projection, the lower edge ( 10 ) of which is perpendicular to the vertical cannula longitudinal axis (I);
the cannula is moved in the horizontal direction (H) in such a way that the lower edge ( 10 ) of the mark first comes into the measuring light beam ( 20 ) of the light barrier (S, E);
the position of the lower edge of the mark ( 10 ) is measured and the position of the lowest end of the cannula is determined on the basis of the known distance (a);
the cannula ( 2 ) is then moved in the same horizontal direction (H) until it comes into the measuring light bundle ( 20 ) of the light barrier (S, E); and
after the formation of the meniscus ( 1 ), the width of the interruption of the measurement light bundle ( 20 ) is measured and the distance (b) from the lowest point (U) of the meniscus ( 1 ) to the lowest end of the cannula ( 2 ) is measured therefrom.
die Lichtschranke (S, E) nach dem Fotodiodenprinzip arbeitet, und
das obere Ende der Marke (M) über das Messbündel (20) der Lichtschranke (S, E) hinausragt. 11. The method according to claim 9, characterized in that
the light barrier (S, E) works on the photodiode principle, and
the upper end of the mark (M) protrudes beyond the measuring beam ( 20 ) of the light barrier (S, E).
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011117310A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Torsten Matthias | Apparatus and method for controlling a volume of a sample |
| DE102011117323A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Torsten Matthias | Method for controlling volume of e.g. blood in analyzer, involves arranging mark in image field of camera such that mark and portions of pipettes are captured on image, and evaluating whether mark lies on height of border line in image |
| WO2013060483A3 (en) * | 2011-10-28 | 2013-08-15 | Torsten Matthias | Method and device for inspecting the volume and the composition of at least one sample |
| WO2013060480A3 (en) * | 2011-10-28 | 2013-08-15 | Torsten Matthias | Device and method for inspecting a volume of a sample |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4330412A1 (en) * | 1993-09-08 | 1995-03-09 | Boehringer Mannheim Gmbh | Method and device for dosing liquids |
| US5588963A (en) * | 1991-10-30 | 1996-12-31 | Roelofs; Bernardus J. G. M. | Method for liquid flow measuring and apparatus to practice this method |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4404276C1 (en) * | 1994-02-10 | 1995-03-30 | D & R Ferstl Gmbh | Method and device for measuring the interfacial surface tension from the drop profile of a sample |
| DE19748317C1 (en) * | 1997-10-31 | 1999-06-02 | Fraunhofer Ges Forschung | Surface contact detection method for fluid dispenser |
-
2002
- 2002-04-06 DE DE2002115270 patent/DE10215270B4/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-03-13 CH CH3992003A patent/CH696558A5/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5588963A (en) * | 1991-10-30 | 1996-12-31 | Roelofs; Bernardus J. G. M. | Method for liquid flow measuring and apparatus to practice this method |
| DE4330412A1 (en) * | 1993-09-08 | 1995-03-09 | Boehringer Mannheim Gmbh | Method and device for dosing liquids |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011117310A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Torsten Matthias | Apparatus and method for controlling a volume of a sample |
| DE102011117323A1 (en) * | 2011-10-28 | 2013-05-02 | Torsten Matthias | Method for controlling volume of e.g. blood in analyzer, involves arranging mark in image field of camera such that mark and portions of pipettes are captured on image, and evaluating whether mark lies on height of border line in image |
| WO2013060483A3 (en) * | 2011-10-28 | 2013-08-15 | Torsten Matthias | Method and device for inspecting the volume and the composition of at least one sample |
| WO2013060480A3 (en) * | 2011-10-28 | 2013-08-15 | Torsten Matthias | Device and method for inspecting a volume of a sample |
| DE102011117310B4 (en) * | 2011-10-28 | 2013-12-19 | Torsten Matthias | Apparatus and method for controlling a volume of a sample |
| DE102011117323B4 (en) * | 2011-10-28 | 2013-12-19 | Torsten Matthias | Method and device for controlling the volume of at least one sample |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10215270B4 (en) | 2007-04-19 |
| CH696558A5 (en) | 2007-07-31 |
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