DE3219251C2 - Restmengenfeststellvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Feststellen der Reagenz-Restmengen in Reagenzbehältern einer automatischen Analysier­ vorrichtung durch Messung des jeweiligen Flüssigkeitspegels, bei der zur Analyse nacheinander Reagenz-Einheitsmengen aus (unterschiedliche Mengen enthaltenden) Reagenzbehältern abge­ saugt werden, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patent­ anspruchs 1.

Automatische chemische Analysiervorrichtungen haben die ver­ schiedensten Ausbildungen und lassen sich grob in zwei Klassen unterteilen, je nachdem ob sie mit einem oder mehreren Reagen­ zien arbeiten. Bei der zuerst genannten Gruppe werden die be­ nötigten Reagenzien jeden Tag in die Analysiervorrichtung ge­ füllt, während bei der zweiten Gruppe die Reagenzien in aus­ wechselbaren Reagenzvorratsbehältern enthalten sind, die in eine Kühlvorrichtung der Analysiervorrichtung eingesetzt sind. Neuerdings findet die zweite Gruppe von Analysiergeräten weite Verwendung, da die Reagenzien besonders leicht zu handhaben sich. Bei einer derartigen Analysiervorrichtung müssen bei Beginn der Analysearbeit oder während einer Analyse die Mengen der noch in den Reagenzflaschen oder Reagenzbehältern vorhan­ denen Reagenzmengen überwacht und festgestellt werden. Wenn die Restmenge eines bestimmten Reagenzes geringer ist als eine im voraus festgelegte Mindestmenge, muß Reagenz nachgefüllt werden.

In der offengelegten japanischen Patentanmeldung 2 966/80 ist eine Meßvorrichtung beschrieben, mit der die Reagenz-Restmenge in einem Reagenzbehälter festgestellt wird. Diese weist dazu einen im Reagenzbehälter anzuordnenden Schwimmkörper und zwei Reihen von Detektorgruppen auf, die die Stellung des Schwimm­ körpers im Reagenzbehälter feststellen. Diese Vorrichtung hat insofern Nachteile, als ihr Aufbau kompliziert ist und sie sich nicht zur Feststellung geringer Restmengen eignet. Insbesondere bei einer Analysiervorrichtung für Mehrfachuntersuchungen, bei der je Analyse mehrere Reagenzien erforderlich sind, muß eine Vielzahl von Detektorvorrichtungen vorgesehen sein, was die Ausbildung, Steuerung und den Betrieb der Analysiervorrichtung noch komplizierter macht.

Aus der US-PS 42 28 831 ist eine Analysiervorrichtung mit einer automatischen Dosiereinrichtung bekannt, die mit einer Saugdüse arbeitet, die in ein eine Reagenzflüssigkeit enthaltenden Reagenzbehälter abwärts bewegbar ist und parallel zu der ein Pegelsensor vorgesehen ist, mit welchem der Pegel der Flüssig­ keit feststellbar ist. Sie dient dazu, bestimmte Flüssigkeits­ mengen zu entnehmen und erreicht dies dadurch, daß der Pegel­ sensor gegenüber der Spitze der Saugdüse um das Maß zurückver­ setzt ist, um das sich der Flüssigkeitspegel beim Absaugen der gewünschten Einheits-Reagenzmenge bis zur Saugdüsenspitze senkt. Mit einer solchen Dosiereinrichtung läßt sich zwar die zu entnehmende Flüssigkeitsmenge exakt bestimmen, doch ist kein Meßwert über die noch verbliebene Restflüssigkeitsmenge im Reagenzbehälter erzielbar, um nach unterschiedlichen Gesichts­ punkten ausgewertet zu werden. Wenn der Reagenzbehälter weit­ gehend geleert ist, kann auch vergebens versucht werden, noch einmal eine Reagenz-Einheitsmenge zu entnehmen.

Es ist denkbar, eine Restmenge einer Flüssigkeit in einem Behälter durch die Messung des Flüssigkeitspegels gegenüber einem Bezugspegel zu messen, der der Gefäßboden sein kann. Die Höhe des Pegels kann mit Hilfe eines auf den Flüssigkeitspegel ansprechenden Sensors ermittelt werden, der in Richtung auf den Flüssigkeitspegel, also üblicherweise abwärts bewegt wird, bis der Pegelsensor in die Flüssigkeit eintaucht. Zur Berechnung der Flüssigkeitsmenge aufgrund des wahrgenommenen Abstands des Flüssigkeitspegels vom Bezugspegel läßt sich eine Rechenein­ richtung verwenden.

Mit den bekannten Vorrichtungen läßt sich aber nicht bei einer automatischen Analysiervorrichtung, die je Analyse mehrere Reagenzien verwendet, verhindern, daß eine bestimmte Untersu­ chung mit zunächst ausreichender Reagenzmenge begonnen, aber wegen unzureichender Reagenzmenge eines weiteren erforderlichen Reagenzes nicht zu Ende geführt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend fortzuentwickeln, daß bei der Durch­ führung automatischer Analysen mit gegebenenfalls mehreren Reagenzien festgestellt werden kann, ob noch für eine nächste Analyse die zur Verfügung stehenden Reagenzien vorhanden sind.

Eine diese Aufgabe lösende Vorrichtung ist mit ihren Ausge­ staltungen in den Patentansprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung ermöglicht die Verhinderung der Einleitung einer Analyse, die mangels ausreichender Reagenzien nicht zu Ende ge­ führt werden kann. Dadurch wird die Vergeudung von Proben, die häufig nicht ein zweites Mal gezogen werden können, und von Reagenzien vermieden.

Die Erfindung ermöglicht auch einen sehr einfachen Aufbau der Restmengenfeststellvorrichtung, da ein dem jeweiligen Flüssig­ keitspegel entsprechendes Signal der Steuereinrichtung, welche üblicherweise der Saugdüse zugeordnet ist, auch zur Bestimmung der Restmenge herangezogen werden kann, so daß keine gesonderte Einrichtung nötig ist. Da jedesmal bei Abgabe einer Reagenz- Einheitsmenge die entsprechende Restmenge festgestellt wird, steht nicht nur Information darüber zur Verfügung, ob mehr Flüs­ sigkeit als eine gegebene Einheitsmenge vorhanden ist, sondern die Restmenge selbst wird exakt festgestellt. Die Gesamtsteue­ rung des Betriebes der Analysiervorrichtung, beispielsweise das Nachfüllen von Reagenzien in die Reagenzbehälter, und die ana­ lytischen Verfahren selbst können exakt und einfach durchge­ führt werden. Durch die Abgabe einer Vielzahl von Reagenzien mit Hilfe einer einzigen Saugdüse werde die Restmengen aller Reagenzien mittels einer einzigen Einrichtung festgestellt, was zu einer einfachen Konstruktion führt.

Die Erfindung ist anhand eines schematisch dargestellten Aus­ führungsbeispiels anhand von Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt

Fig. 1 ein Schema des Grundaufbaus einer Restmengenfest­ stellvorrichtung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels,

Fig. 3 einen Schaltkreis eines Schwingungserzeugers der Vorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4 einen Schaltkreis eines anderen Schwingungser­ zeugers, und

Fig. 5 und 6 Draufsichten auf zwei Ausführungsbeispiele von Anzeigetafeln einer Anzeigeeinheit.

In Fig. 1, die den Grundaufbau einer erfindungsgemäßen Restmen­ genfeststellvorrichtung zeigt, entnimmt man, daß ein Reagenz­ behälter 1 ein Reagenz 2 enthält, das mittels einer Saugdüse 3 abgegeben werden soll. Das Reagenz 2 wird im Rahmen der Analyse von Proben in einem chemischen Analysegerät eingesetzt. Die Saugdüse 3 wird mit gleichbleibender Geschwindigkeit von einem Bezugspegel 4 in die Flüssigkeit 2 nach unten bewegt. An der Saugdüse 3 ist eine als Pegelsensor dienende Elektrode 5 zum Feststellen des Flüssigkeitspegels so befestigt, daß die Spitze der Saugdüse 3 geringfügig über die Spitze der Elektrode 5 hinausragt. Wenn die Spitze der Saugdüse 3 in das Reagenz 2 eintaucht, wird ein Signal entsprechend der Wahrnehmung des Flüssigkeitspegels erzeugt. Gemäß der Erfindung wird der Abstand l gemessen, um den die Saugdüse 3 vom Bezugspegel 4 aus abwärtsbewegt wird, bis die Spitze der Saugdüse 3 in das Reagenz 2 eintaucht. Wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ent­ spricht dieser Abstand l dem Flüssigkeitspegel und damit der noch im Behälter 1 verbliebenen Reagenz-Restmenge. Das bedeu­ tet, daß der Abstand l kleiner ist, wenn eine große Reagenz­ menge im Behälter 1 vorhanden ist, während, wenn das Gefäß 1 eine kleinere Menge Reagenz 2 enthält, der Abstand l größer wird. Ferner ist ein Mindest-Flüssigkeitspegel 6 für das rest­ liche Reagenz 2 festgelegt, der einer vorherbestimmten maxi­ malen Abwärtsbewegungsstrecke L entspricht, und wenn der gemes­ sene Abstand l dem maximalen Abstand L entspricht, wird davon ausgegangen, daß im Behälter 2 kein Reagenz mehr enthalten ist. Der festgelegte Mindest-Flüssigkeitspegel 6 ermöglicht eine exakte Restmengen-Feststellung ohne daß es auf die genaue Lage des Bodens des Behälters 1 oder dessen Aufstellfläche ankommt.

Im Blockschaltbild der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel des Schaltkreises der erfindungsgemäßen Restmengenfeststellvorrich­ tung gezeigt. Wenn eine Steuereinrichtung 10 von einer hier nicht gezeigten zentralen Steuereinheit einen Abgabebefehl er­ hält, erzeugt sie ein Startsignal, welches an einen Schwin­ gungserzeuger 11 angelegt wird, der in Abhängigkeit von dem Startsignal Taktimpulse erzeugt, welche an eine Motorsteuerein­ richtung 12 gegeben werden. Diese steuert einen Motor 13, der die Saugdüse 3 mit gegebener, gleichbleibender Geschwindigkeit abwärtsbewegt. Die vom Schwingungserzeuger 11 erzeugten Taktim­ pulse werden außerdem einem Zähler 14 zugeleitet, der durch das von der Steuereinrichtung 10 gelieferte Startsignal zurück­ gestellt wurde, um mit dem Aufwärtszählen der Taktimpulse be­ ginnen zu können, sobald die Saugdüse 3 abwärtsbewegt wird. Der Zähler 14 kann die Taktimpulse auch abwärts zählen. In diesem Fall kann ein geeigneter Zählwert im Zähler in Abhängigkeit vom Startsignal im voraus eingestellt werden.

Wenn der Pegelsensor 5 der abwärtsbewegten Saugdüse 3 das Reagenz berührt und die Düsenspitze um ein gegebenes geringes Maß in das Reagenz 2 eintaucht, erzeugt ein Flüssigkeitspegel­ detektor 15, zu dem der Pegelsensor 5 gehört, ein Stoppsignal. In Abhängigkeit vom Stoppsignal wird der Schwingungserzeuger 11 gesperrt und liefert keine Taktimpulse mehr. Der Zähler 14 hat also die Taktimpulse gezählt, die vom Startsignal entsprechend dem Beginn der Abwärtsbewegung der Saugdüse 3 bis zum Stoppsig­ nal entsprechend dem Eintauchen der Saugdüsenspitze in das Reagenz abgegeben wurden. Deshalb entspricht die Zahl der vom Zähler 14 gezählten Taktimpulse dem Abstand l, um die die Saugdüse 3 vom Bezugspegel 4 abwärtsbewegt worden ist. Der erhaltene Zählwert wird an einen Eingang eines Vergleichers 16 angelegt, dessen anderer Eingang einen maximalen Zählwert ent­ sprechend der maximalen Abwärtsbewegungsstrecke L von einer Einstelleinheit 17 für diese maximale Strecke erhält. Wie oben erwähnt, entspricht die maximale Abwärtsbewegungsstrecke L dem Mindest-Flüssigkeitspegel 6. Anhand der vom Vergleicher 16 erhaltenen Differenz zwischen dem tatsächlichen Zählwert und dem maximalen Zählwert kann also die Tiefe (L - 1) der noch im Behälter 1 verbliebenen Reagenz-Restmenge festgestellt werden. Die genannte Differenz wird ferner einer Recheneinrichtung 18 zugeführt, die die Reagenz-Restmenge im Behälter 1 bzw. der aus der Reagenz-Restmenge noch absaugbaren Reagenz-Einheitsmengen errechnet, für die noch Reagenz 2 vorhanden ist, ohne daß nach­ gefüllt werden muß. Die errechnete Anzahl von Reagenz-Einheits­ mengen wird auf einer Anzeigetafel einer Anzeigeeinrichtung 19 angezeigt.

Da die in einem Behälter 1 verbliebene Reagenz-Restmenge 2 jedesmal bei Abgabe von Reagenz gemessen werden kann, werden ständig die erforderlichen Daten zur Steuerung der Analysier­ vorrichtung für chemische Analysen zur Verfügung gestellt.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Schwingungserzeugers 11. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Motor 13 zum Antrieb der Saugdüse 3 ein Schrittschalt­ motor. Der Schwingungserzeuger 11 umfaßt einen Taktimpuls­ generator 11 a, ein Flipflop 11 b sowie ein UND-Gatter 11 c. Das Flipflop 11 b wird durch das von der Steuereinrichtung 10 ge­ lieferte Startsignal so gestellt, daß es das UND-Gatter 11 c aufsteuert, damit die vom Taktimpulsgenerator 11 a kontinuier­ lich erzeugten Taktimpulse hindurchgelassen werden. Wenn der Flüssigkeitspegeldetektor 15 ein Stoppsignal erzeugt, um das Flipflop 11 b zurückzusetzen, wird das UND-Gatter 11 c gesperrt und läßt keine Taktimpulse mehr durch. So kann das UND-Gatter 11 c die Taktimpulse vom Startsignal bis zum Stoppsignal durch­ lassen. Die Anzahl der durchgelassenen Taktimpulse entspricht der Strecke l, um die die Saugdüse 3 abwärtsbewegt wurde.

Fig. 4 zeigt einen Schaltkreis eines anderen Ausführungsbei­ spiels eines Schwingungserzeugers 11. Bei diesem Ausführungs­ beispiel ist der Motor 13 ein Gleichstrom- oder Wechselstrom­ motor. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt der Schwin­ gungserzeuger 11 einen Taktimpulsgenerator 11 a, ein Flipflop 11 b sowie ein UND-Gatter 11 c. Allerdings werden die durch das UND-Gatter 11 c durchgelassenen Taktimpulse nicht an die Motor­ steuereinrichtung 12, sondern nur an den Zähler 14 gelie­ fert. Ein Q-Ausgangssignal des Flipflops 11 b wird an die Motorsteuereinrichtung 12 gelegt.

Die Reagenz-Restmenge kann also in der oben beschriebenen Weise festgestellt werden. Da die Einheitsmenge an zum Durchfüh­ ren einer bestimmten einzelnen Analyse benötigtem Reagenz be­ kannt ist, kann die Anzahl der mit dem restlichen Reagenz noch durchzuführenden Analysen dadurch festgestellt werden, daß in der Recheneinrichtung 18 die Restmenge durch die Einheitsmenge dividiert wird.

Fig. 5 zeigt in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel der Anzeige­ tafel der Anzeigeeinrichtung 19, auf der die Anzahl mehrerer, mit den Restmengen mehrerer Reagenzien durchführbarer Analysen angezeigt werden kann. In einer ersten Spalte 19 a sind Unter­ suchungsposten, wie GOT, GPT, TP, ALB, CRE angegeben, während in einer zweiten Spalte 19 b die Restmengen erster Ragenzien in Form der Anzahl von Analysen bzw. Einheitsmengen und in einer dritten Spalte 19 c die Restmengen zweiter Reagenzien in Form der Anzahl von Analysen bzw. Restmengen angezeigt sind, die unter Verwendung der noch verbliebenen zweiten Reagenzien durch­ geführt werden können. Es sei noch erwähnt, daß das Zeichen "-" in der dritten Spalte 19 c angibt, daß der zugehörige Untersu­ chungsposten kein zweites Reagenz erfordert. Sollte für irgend­ einen Untersuchungsposten ein drittes Reagenz nötig sein, kann auf der Anzeigetafel eine vierte Spalte angeordnet werden.

Fig. 6 ist eine Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel einer Anzeigetafel der Anzeigeeinrichtung 19. Bei diesem Aus­ führungsbeispiel zeigt eine erste Spalte 19 a′ nicht die Unter­ suchungsposten, sondern Indizes, die die Anzahl von Proben, Rea­ genzien oder Abkürzungen darstellen. In einer zweiten Spalte 19 b′ sind die Restmengen der Reagenzien in Form der Anzahl von Analysen angegeben, die unter Verwendung der Reagenz-Rest­ mengen durchgeführt werden können. An die Anzeigeeinrichtung 19 kann ein Drucker angeschlossen sein, der die angezeigte Anzahl der mit der Restmenge noch durchzuführenden Analysen aus­ druckt. Außerdem kann, wenn die Restmenge unter eine vorherbe­ stimmte Mindestmenge absinkt, mittels einer Warnlampe oder eines Summers eine Warnung abgegeben werden.

Wie schon erwähnt, können die Restmengen vieler Reagenzien auf der Anzeigeeinrichtung 19 angezeigt werden. Wenn dabei irgend­ eines einer Vielzahl von Reagenzgefäßen wahlweise an einer ein­ zigen Abgabestelle angeordnet und ein beliebiges, gewünschtes Reagenz mittels einer einzigen Abgabedüse abgegeben wird, können die Restmengen aller Reagenzien mittels einer einzigen Restmengenfeststellvorrichtung wahrgenommen werden, was die Konstruktion außerordentlich einfach macht.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Feststellen der Reagenz-Restmengen in Reagenzbehältern einer automatischen Analysiervorrichtung durch Messung des jeweiligen Flüssigkeitspegels, bei der zur Analyse nacheinander Reagenz-Einheitsmengen aus Reagenzbehältern abge­ saugt werden, mit

• - einer Saugdüse (3) und einem mit ihr verbundenen Pegel­ sensor (5), über den die Saugdüse nur geringfügig vor­ steht, die gemeinsam in einen Reagenzbehälter (1) abwärts­ bewegbar sind, und
• - einer Steuereinrichtung (10), die ein Stoppsignal erzeugt, wenn der Pegelsensor (5) aufgrund seines Eintauchens in ein Reagenz (2) ein Signal abgibt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (10) den gegenüber einem Bezugspegel (4) mittels eines elektronischen Abstandsmessers festgestellten Abwärtsbewegungsweg (l) mit einem einstellbaren, dem leeren Reagenzbehälter (1) entsprechenden Mindest-Flüssigkeitspegel (6) (maximale Abwärtsbewegungsstrecke (L)) vergleicht und aus der Differenz und der Reagenz-Einheitsmenge mittels einer Recheneinrichtung die Anzahl der aus der Reagenz-Restmenge noch absaugbaren Reagenz-Einheitsmengen ermittelt und zur Anzeige bringt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Abstandsmesser einen Schwingungserzeuger (11), der in Abhängigkeit vom Beginn der Abwärtsbewe­ gung der Saugdüse (3) erregt wird und Taktimpulse von gege­ bener, gleichbleibender Periode erzeugt, bis die Spitze der Saugdüse (3) in das Reagenz (2) eintaucht, sowie einen Zähler (14), der die Taktimpulse zählt und einen dem Abstand (l) entsprechenden Zählwert erzeugt, aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger (11) von einem von der Steuereinrichtung (10) in Abhängigkeit von einem Abgabebefehl erzeugten Startsignal aktiviert und in Abhängigkeit von einem Stoppsignal gesperrt wird, welches vom Pegelsensor (5) bei Eintauchen in die Flüssigkeit (2) erzeugt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungserzeuger (11) einen Taktimpulsgenerator (11 a) zum Erzeugen der Taktimpulse, ein Flipflop (11 b), welches in einen ersten Zustand zum Erzeugen eines Ansteuersignals in Abhängigkeit von dem Startsignal und in einen zweiten Zustand zum Erzeugen eines Sperrsignals in Abhängigkeit vom Stoppsignal versetzbar ist, und ein UND-Gatter (11 c) aufweist, dessen erster Eingang mit einem Ausgang des Taktimpulsgenerators (11 a) und dessen zweiter Eingang mit einem Ausgang des Flipflops (11 b) verbunden ist, und daß die Taktimpulse in der Zeit zwischen Startsignal und Stoppsignal durchlaßbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugdüse (3) mit einem durch die Taktimpulse ange­ steuerten Schrittschaltmotor (13) abwärtsbewegt wird.