DE4211003A1

DE4211003A1 - Vorrichtung und verfahren zum detektieren des volumens einer ausgetragenen fluessigkeit

Info

Publication number: DE4211003A1
Application number: DE19924211003
Authority: DE
Inventors: Masaichi Kitajima
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Beckman Coulter Inc
Priority date: 1991-04-04
Filing date: 1992-04-02
Publication date: 1992-10-08
Anticipated expiration: 2012-04-03
Also published as: DE4211003C2; JPH05223830A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 7 zum Detektieren des Volumens einer ausge tragenen Flüssigkeit in Form einer Reagenz oder Probe, wel che von einer flüssigkeitsaustragenden oder -verteilenden Düse abgegeben wird, wobei die Vorrichtung zur Verwendung in biochemischen, chemischen und immunologischen Analyse-Appa raten in Krankenhäusern oder dergleichen vorgesehen ist.

Eine Vorrichtung zum Überprüfen, ob eine tropfenförmige In jektion einer Reagenz oder Probe korrekt durchgeführt wird oder nicht ist in biochemischen, chemischen und immunologi schen Analyse-Vorrichtungen von erheblicher Bedeutung, um die Analysengenauigkeit dieser Vorrichtungen zu erhalten und um sie korrekt zu bedienen und zu warten. Wenn das Reagenz oder die Probe nicht als Tropfen mit korrekten Volumen aus getragen, verteilt oder ausgegeben wird, da beispielsweise eine Undichtigkeit und ein leeres Ansaugen in einem Lei tungssystem der Analyse-Vorrichtung vorliegt, kann eine kor rekte Analyse nicht durchgeführt werden, so daß die Verläß lichkeit der gemessenen Ergebnisse verloren geht. Wenn wei terhin infektiöse Krankheiten und Bluttypen falsch bestimmt werden, besteht Lebensgefahr für eine Person, wenn dieser Person nicht ihr eigener Bluttyp sondern ein falscher Blut typ übertragen wird. Techniken zum Überprüfen, ob die trop fenförmige Injektion korrekt durchgeführt worden ist oder nicht sind bekannt.

So zeigt die JP-OS 58-1 65 015 (published unexamined Japanese Patent) eine Volumenmeßvorrichtung, bei der eine Lichtquelle und ein lichtempfindliches Element einander gegenüberliegend unter einer Verteilerdüse angeordnet sind, um den Schatten des Lichtes zu detektieren, der entsteht, wenn das Licht durch einen Tropfen der Flüssigkeit, der aus der Düse aus tritt, abgeschattet wird. Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die Querbreite des Schattens, der verur sacht wird, wenn der Flüssigkeitstropfen aus der Düse fällt und einen Lichtblitz von der Lichtquelle durchquert, detek tiert wird und daß das Volumen des Tropfens durch das detek tierte Ergebnis experimentell und durch Erfahrungswerte be stätigt wird. Im Falle dieser Vorrichtung kann das Volumen einer Flüssigkeit, also beispielsweise eines Tropfens an genähert werden, aber ein jeder der Tropfen der Flüssigkeit, die kontinuierlich von der Düse abgegeben werden kann nicht gemessen werden.

Die JP-OS 58-11 859 (published unexamined Japanese Patent) beschreibt eine weitere Vorrichtung, bei der eine Lichtfluß- Erzeugungsvorrichtung mit einer Lichtquelle und ein opti scher Detektor zum Empfang des Lichtflusses an einem Pfad angeordnet sind, durch den die Flüssigkeitstropfen hindurch treten. Der Lichtfluß ändert sich, wenn der Flüssigkeits tropfen den Lichtfluß durchquert. Das Fallen eines Flüssig keitstropfens wird durch diese Änderung im Lichtfluß detek tiert. Im Falle dieser Vorrichtung kann nur bestätigt wer den, ob der Flüssigkeitstropfen von der Düse durch den Lichtfluß hindurch geht oder nicht, das Volumen des Flüssig keitstropfens, der von der Düse abgegeben wird, kann nicht gemessen werden. Zusätzlich kann das Volumen eines jeden Tropfens aus einer Reihe von kontinuierlich von der Düse ab gegebenen Tropfen nicht gemessen werden.

Die US-PS 4,399,711 beschreibt eine Technik zum Erfassen, ob eine beabsichtigte Menge einer Flüssigkeitsprobe in eine Düse eingesaugt wird oder nicht. Bevor die Probenflüssigkeit in Tropfenform injiziert wird, kann in diesem Fall bestätigt werden, ob die Probenflüssigkeit, die in die Düse eingesaugt worden ist, die beabsichtigte Menge erreicht oder nicht. Es kann jedoch nicht bestimmt werden, ob die beabsichtigte Menge der Probenflüssigkeit von der Düse korrekt in Tropfen form injiziert bzw. abgegeben wird oder nicht.

Die JP-OS 59-17 161 (published unexamined Japanese Patent) beschreibt eine Technik zum Erfassen, ob eine Probenflüssig keit in einem Becher vorhanden ist oder nicht, nachdem sie in Tropfenform in den Becher injiziert oder eingebracht wor den ist. Dies ist jedoch nur eine fotoelektrische Bestäti gung nach der Probeninjektion in den Becher und die Volumina jeder Flüssigkeitstropfen, welche von einer Düse injiziert werden, können nicht gemessen und bestätigt werden.

Es ist von daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 7 derart zu schaffen, daß das Volumen eines Reagenz- oder Probentrop fens, der von einer Düse abgegeben wird meßbar ist, wobei weiterhin das Volumen eines jeden Tropfens meßbar ist, selbst wenn die Reagenz- oder Probenflüssigkeit kontinuier lich tropfenweise von der Düse abgegeben wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 bzw. 7 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 teilweise schematisch vereinfacht den gesamten Auf bau einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Detektieren des Volumens eines jeden Flüssigkeitstropfen, welche von einer Düse abgegeben werden;

Fig. 2 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung, wie die Quantität von Licht, die von einem optischen Detektor erfaßt wird sich ändert, wenn ein Flüssig keitstropfen, der von einer Düse abgegeben wird, den Lichtfluß durchquert;

Fig. 3 wie ein Tropfen, der von der Düse abgegeben wird, den Lichtfluß durchquert;

Fig. 4 wie ein Tropfen, der von der Injektionsdüse abgege ben wird, den Lichtfluß durchquert, wobei der Licht fluß einen anderen Querschnitt hat als derjenige aus Fig. 3;

Fig. 5 einen Ausschnitt aus einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der der Lichtfluß auf den Flüssigkeitstropfen geschossen oder geblitzt wird; und

Fig. 6 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung, wie sich die Quantität von Licht, welches von einem optischen Detektor in der zweiten Ausführungsform erfaßt wird sich ändert, wenn ein Tropfen von der Düse den Lichtfluß durchquert.

Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erfassen oder Detek tieren des Volumens einer verteilten oder abgegebenen Flüs sigkeit. Mit dem Bezugszeichen 1 ist eine flüssigkeits-ver teilende oder flüssigkeits-abgebende Düse bezeichnet. Ein offenes rückwärtiges Ende 1a der Düse 1 ist über eine Lei tung 3 mit einer Spritze 2 verbunden. Die Spritze 2 weist einen Kolben 2a und eine Kolbenstange 2b auf, welche über eine Zahnstange 6 und ein Ritzel 7, welches mit der Zahn stange 6 in Eingriff ist von einem Motor 5 betreibbar ist; Das Ritzel 7 dreht mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit oder intermittierend mit einer Geschwindigkeit im wesentli chen gleich der gleichförmigen Geschwindigkeit aufgrund des Antriebs über den Motor 5 und der Kolben 2a kann somit hin und herbewegt werden. Die Leitung 3 ist mit einer Flüssig keit wie beispielsweise Wasser gefüllt, welche einen relati ven geringen Kompressionsgrad hat. Wenn die Spritze 2 ihren Saugvorgang durchführt, wird eine Reagenz oder eine Probe (nachfolgend als Probe bezeichnet) durch ein offenes Vorder ende 1b in die Düse 2 eingesaugt, wobei ein Luftpolster zwi schen der eingesaugten Reagenz oder der Flüssigkeit oder dem Wasser in der Leitung 3 eingeschlossen ist. Die so in die Düse 1 eingesaugte Probe kann dann durch das offene Vor derende 1b tropfenweise von der Düse 1 in einen Behälter 4 abgegeben werden, der unterhalb in der Düse 1 angeordnet ist, wobei dieses Abgeben unter Einwirkung der Spritze 2 er folgt.

Unterhalb und benachbart dem offenen Vorderende 1b der Düse 1 ist eine Lichtquelle 10 angeordnet. Ein Lichtblitz oder - strahl von der Lichtquelle 10 wird durch eine Linse 11 par allel gemacht und dann mittels einer Schlitzblende 12 zu ei nem platten- oder streifenförmigen Strahl oder Lichtfluß 9 gemacht. Dieser Lichtfluß oder Lichtstrom 9 durchquert im rechten Winkel einen Tropfen 8 der Probe, welcher von der Düse 1 im Bereich des dortigen offenen Endes 1b austritt. Der Lichtfluß 9, der auf diese Art und Weise die tropfenför mige Probe oder das tropfenförmige Reagenz durchquert hat wird von einem optischen Detektor 13 erfaßt, der gegenüber oder Lichtquelle 10 angeordnet ist.

Wenn der optische Derektor 13 den Lichtfluß 9 erfaßt, lie fert er ein Signal an einen Zeitmeßschaltkreis 14, von dem ein Signal an einen arithmetischen Schaltkreis 15 geht, der eine Zeit/Einspritzvolumen-Umwandlung durchführt. Von dem arithmetischen Schaltkreis 15 geht dann ein Signal an einen Entscheidungsschaltkreis 16.

Wenn im Falle der bisher beschriebenen Detektionsvorrichtung der Tropfen 8 von der Düse 1 abgegeben wird und in den Be hälter 4 fällt, durchquert er den Lichtfluß 9, wie in Fig. 3 dargestellt. Von daher ändert sich die Quantität oder Menge des Lichtes, das von dem optischen Detektor 13 empfangen wird. Fig. 2 zeigt die Änderung der Lichtquantität, die von dem optischen Detektor 13 erfaßt wird, wenn der Tropfen 8 den Lichtfluß 9 durchquert. Die Quantität des Lichtes (d. h. der entsprechende Ausgang des Detektors 13) ist hochpegelig, bevor der Tropfen 8 den Lichtfluß 9 durchquert. Zu der Zeit, zu der die vordere Spitze des Tropfens 8 zum ersten Mal den Lichtfluß 9 schneidet und die mit T₁ bezeichnet wird, wird die Quantität des Lichtes niedrigpegelig. Die Quantität des Lichtes verbleibt dann für eine Zeitdauer beginnend bei der Zeit T₁ und endend bei einer Zeit T₂ auf niedrigen Pegel, wobei zur Zeit T₂ das rückwärtige Ende oder die rückwärtige Spitze des Tropfens 8 den Lichtfluß 9 verläßt. Wenn der Tropfen 8 seine Durchquerung des Lichtflusses 9 beendet hat, wird die Quantität des Lichtes wieder hochpegelig.

Die Differenz zwischen den Zeiten T₁ und T₂ oder die Zeit dauer, während der der Tropfen 8 sein Durchqueren des Licht flusses 9 beendet, wird als Zeit T von dem Zeitmeßschalt kreis 14 dem arithmetischen Schaltkreis 15 für die Zeit/Einspritzvolumen-Umwandelung durchgeführt. Das Volumen des Tropfens 8, der von der Düse 1 abgegeben worden ist kann so erhalten werden. Wenn das Volumen des abgegebenen oder injizierten Tropfens normal ist, gibt der Entscheidungs schaltkreis 16 ein Signal aus, welches "JA" anzeigt, wenn jedoch das Volumen nicht normal ist, wird von dem Entschei dungsschaltkreis 16 ein Signal entsprechend "NEIN ausgege ben.

Das Volumen des Tropfens 8 von der Düse 1 wird wie folgt er halten: es sei angenommen, daß der vordere Enddurchmesser des Tropfens mit d bezeichnet ist, der Innendurchmesser der Spritze mit D und die Betätigungsgeschwindigkeit der Spritze mit v, so daß die Gesamtlänge L des Tropfens 8, der von der Spitze der Düse 1 abgegeben wird als

L = D²/d² · v · T

ausgedrückt werden kann. Das Volumen V1 der Reagenz oder Probe, welche von der Düse 1 abgegeben worden ist kann somit ausgedrückt werden, als

V1 = L · d²/4 · π = π/4 · D² · v · t.

Allerdings ist das Volumen V1, das so berechnet worden ist kein korrekter Wert. Da eine Zeitdifferenz zwischen dem Be tätigen der Spritze und dem Abgabevorgang der Reagenz oder der Probe verursacht werden kann und da der Durchmesser der Spritze und die Betätigungsgeschwindigkeit hiervon sich ge ringfügig ändern können, abhängig von der Kompressibilität der Flüssigkeit in der Leitung 3, welche die Spritze 2 mit der Düse 1 verbindet, ergeben sich Fehlerquellen. Das echte oder wahre Volumen V2 der abgegebenen Reagenz oder Probe kann wie folgt ausgedrückt werden:

V2 = π/4 · D² · v · T · α (1)

Hierbei ist α ein Korrekturfaktor zur Korrektur der Zeit T und dieser Korrekturfaktor kann experimentel ermittelt wer den.

Wenn der Wert V2 aus der zuletzt genannten Gleichung (1) von dem Wert V des vorab gesetzten Volumens der abgegebenen Rea genz subtrahiert wird, kann das überschüssige oder fehlende Volumen ΔV der Reagenz, welches tatsächlich in Tropfenform abgegeben worden ist erhalten werden:

ΔV = V - V2 (2)

Der Entscheidungsschaltkreis 16 überprüft, ob das Volumen eines Tropfens, der abgegeben worden ist normal ist oder nicht, in dem ΔV mit einem gesetzten Schwellenwert vergli chen wird. Zusätzlich können die obigen Gleichungen (1) und (2) sowohl im Falle von denjenigen Vorrichtungen herangezo gen werden, bei denen die Spritze durch den Motor konstanter Geschwindigkeit betrieben wird, als auch im Falle einer gleichförmigen Bewegung, die durch einen Schrittmotor er zeugt wird.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachfolgend erläutert.

Es sei angenommen, daß ein Befehl "abgeben der Reagenz nur mit einem Volumen V" der Vorrichtung eingegeben wird. Der Motor 5 wird daraufhin von einer nicht dargestellten Steuer einrichtung so betrieben, daß die Volumenänderung in der Spritze 2 gleich V wird. Wenn der Motor 5 auf diese Weise betrieben wird, wird der Kolben 2a über das Ritzel 7 und die Zahnstange 6 bewegt, um das Volumen in der Spritze 2 zu kom primieren. Im Ergebnis wird der Tropfen 8 mit dem Volumen V von der Düse 1 am dortigen offenen Vorderende 1b mittels der Leitung 3 abgegeben, welche beispielsweise mit Wasser, also einem Fluid mit einer relativ geringen Kompressibilität ge füllt ist. Wenn dieser Vorgang intermittierend wiederholt wird, läßt sich eine Folge von Tropfen 8 kontinuierlich vom offenen Ende 1b der Düse abgeben.

Der Tropfen 8 von der Düse 1 durchquert den Lichtfluß 9 be vor er in den Behälter 4 gelangt. Von daher läßt sich die Durchquerungszeit T mittels des optischen Detektors 13 und des Zeitmeßschaltkreises 14 messen. Diese Zeit T wird in der obigen Gleichung (1) eingesetzt, um das Volumen V2 der Rea genz, welches tatsächlich von der Düse 1 abgegeben worden ist zu berechnen. ΔV wird ebenfalls aus der Gleichung (2) durch den arithmetischen Schaltkreis 15 zur Zeit/Einspritzvolumen-Wandelung berechnet. Dieses ΔV wird mit einem vorab gesetzten Schwellenwert im Entscheidungs schaltkreis 16 verglichen und wenn das Volumen des von der Düse 1 abgegebenen und in den Behälter 4 eingebrachten Trop fens 8 normal ist, wird von dem Entscheidungsschaltkreis 16 ein "JA"-Signal ausgegeben und wenn das Volumen nicht normal ist, wird von dem Schaltkreis 16 ein "NEIN"-Signal ausgege ben. Wenn das "JA"-Signal vom Schaltkreis 16 ausgegeben wird und einem nicht dargestellten Steuerschaltkreis zugeführt wird, der dem Motor 5 zugeordnet ist, wird die Abgabe des nächsten Tropfens durchgeführt, also der Tropfenabgabevor gang wiederholt und wenn das "NEIN"-Signal ausgegeben wird, wird dieses einer Meßvorrichtung 17 zugeführt.

Obwohl der Motor 5, der zum Antrieb des Kolbens 2a der Spritze 2 vorgesehen ist, im Falle der beschriebenen Ausfüh rungsform mit gleichmäßiger Drehzahl rotiert, ist es nicht unbedingt nötig, einen Motor dieses Typs zu verwenden. Es kann auch ein System vorgesehen werden, bei dem ein Be schleunigungs- und Verzögerungsmotor oder eine Nocke verwen det wird, um den Kolben 2a mit einer sinusförmigen Geschwin digkeit zu bewegen. Ein Grund hierfür ist, daß die Betäti gungszeit des Kolbens 2a grundsätzlich mit der Tropfenabga bezeit zusammenfällt, wenn der Tropfen 8 kontinuierlich von der Düse 1 abgegeben wird. Weiterhin kann experimentel und durch Erfahrungswerte berechnet werden, ob das Volumen des Tropfens 8, welches tatsächlich abgegeben wird, zu hoch oder zu gering ist, in dem die Antriebszeit des Kolbens 2a mit der Zeit verglichen wird, welche der Tropfen 8 benötigt, den Lichtfluß 9 zudurchqueren. Die zuletzt genannte Bestimmung erfolgt auf der Grundlage, daß die Charakteristiken der Be tätigungsgeschwindigkeit des Kolbens 2a vorab bereits be kannt sind.

Wenn das Volumen des abgegebenen Tropfens nicht in Ordnung ist, wird von dem Entscheidungsschaltkreis 16 das Signal "NEIN" an die Meßeinrichtung 17 abgegeben, wie beschrieben. Im Ergebnis wird der Analysenprozeß angehalten, die nicht korrekte Tropfeneingabe wird angezeigt oder eine automati sche Neu-Untersuchung wird durchgeführt. Dies ermöglicht es, daß die Vorrichtung im wesentlichen fehlerfrei arbeitet und betrieben werden kann und der von der Vorrichtung durchge führte Analysenprozeß hat eine höhere Sicherheit und Verläß lichkeit.

Im Falle der beschriebenen Ausführungsform hat der Licht blitz oder Lichtstrahl von der Lichtquelle 10, der durch die Linse 11 parallel gemacht wurde gemäß Fig. 3 den streifen förmigen Querschnitt in Fallrichtung des Tropfens 8, wobei der streifenförmige Querschnitt des Lichtstromes 9 durch die Schlitzblende 12 erzeugt worden ist. Diese Schlitzblende 12 ist jedoch nicht unbedingt nötig. Wenn die Schlitzblende 12 nicht verwendet wird, bekommt der Lichtfluß 9 einen Quer schnitt 9a mit einer kreisförmigen Kontur mit einem Durch messer e, wie in Fig. 4 dargestellt. Im Vergleich zum Quer schnitt des Lichtflusses gemäß Fig. 3 wird die Durchlaufzeit des Tropfens 8 durch den Lichtfluß 9 gemäß Fig. 4 nur um eine Zeit länger entsprechend der Breite des Durchmessers e. Die Breite des Lichtflusses in Fig. 3 kann vernachlässigt werden, da sie extrem gering ist. Es kann jedoch herausge funden werden, ob das Volumen des abgegebenen Tropfens zu hoch oder zu gering ist, wenn das Volumen des abgegebenen Tropfens bei der arithmetischen Berechnung korrigiert wird, wobei der Durchmesser e des Lichtflusses 9 und die Beziehung zwischen der Zeit, während der der tropfen den Lichtfluß durchläuft, die Gesamtlänge und die Geschwindigkeit (Fallge schwindigkeit) des Tropfens zueinander berücksichtigt wer den. Weiterhin ist es nicht zwingend notwendig, den Licht fluß parallel zu machen, sondern der verwendete Lichtfluß kann jede beliebige Form haben, vorausgesetzt die Breite oder der Durchmesser des Lichtflusses, der von dem Tropfen 8 durchquert wird, ist bekannt.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Fig. 5 zeigt, wie Licht in Richtung auf den Tropfen 8 abgegeben wird, der von der Düse 1 fällt. Es sei festgehalten, daß in der nachfolgenden Beschreibung der zweiten Ausführungsform nur diejenigen Elemente näher erläutert werden, welche sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden oder neu hinzugekommen sind; eine Erläuterung von Elementen oder Bauteilen, die in der ersten Ausführungs form ebenfalls vorhanden sind, erfolgt nicht.

Gemäß Fig. 5 wird in einer Lichterzeugungseinrichtung 17 Licht von der Lichtquelle 10 abgegeben und mittels der Linse 11 und der Schlitzblende 12 in den streifenförmigen Strahl oder Lichtfluß 9 geformt und dann in Richtung des Tropfens 8 abgegeben, der von der Düse 1 austritt. Die Lichterzeugungs einrichtung 17 richtet hierbei den Lichtfluß 9 schräg von oben auf den Tropfen 8. Wenn der Lichtfluß 9 den Tropfen 8 erreicht, wird zumindest ein Teil des Lichtflusses 9 von dem Tropfen 8 reflektiert. Der optische Detektor 13 ist in der Fortpflanzungsrichtung dieses reflektierten Lichtanteiles angeordnet und der von dem Tropfen 8 reflektierte Lichtfluß 9 wird somit von dem Detektor 13 erfaßt. Die Lichtmenge des in dem optischen Detektor 13 eintretenden Lichtflusses ist Null, wenn der Tropfen 8 und der Lichtfluß 9 nicht zusammen treffen. Wenn der Lichtfluß 9 den Tropfen 8 trifft, kann zwar nicht bestimmt werden, welchen Pegel die eintretende Lichtmenge hat, es versteht sich jedoch, daß die in den De tektor 13 eintretende Lichtmenge einen Pegel hat, der zumin dest etwas über Null liegen muß.

Fig. 6 zeigt, wie der Tropfen 8 zum Zeitpunkt T₁ damit be ginnt, den Lichtfluß 9 zu durchqueren, wobei die Lichtmenge, die in dem optischen Detektor 13 eintritt ansteigt. Der Tropfen 8 beendet das Durchqueren des Lichtflusses 9 zu ei ner Zeit T₂, wo die Lichtmenge, die in dem optischen Detek tor 13 einfällt wieder auf 0 zurückkehrt. Wird T₁ von T₂ subtrahiert und wie im Falle der ersten Ausführungsform eine arithmetische Berechnung durchgeführt, kann herausgefunden werden, ob das Volumen des Tropfens 8 ausreichend, zu hoch oder zu gering ist.

Somit kann bei der vorliegenden Erfindung das Volumen eines Reagenz- oder Probentropfens, der momentan von der Düse ab gegeben wird gemessen werden. Auch wenn Tropfen kontinuier lich hintereinander abgegeben werden, kann das Volumen eines jeden einzelnen Tropfens mit großer Genauigkeit gemessen werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Detektieren des Volumens einer ausge tagenden Flüssigkeit, mit:
einer Spritze (2),
einer Einrichtung (5) zum Betreiben der Spritze (2), und
einer Abgabedüse (1), welche in der Lage ist, kontinu ierlich Tropfen (8) abzugeben, wobei eine Volumenände rung in der Spritze (2), welche von Antriebseinrichtung (5) betrieben wird, verwendet wird, gekennzeichnet durch Einrichtungen (10, 11, 12) zur Erzeugung eines Licht flusses (9) derart, daß der Lichtfluß den Tropfen (8), der von der Düse (1) abgegeben wird, durchquert oder schneidet;
eine optische Detektoreinrichtung (13) zum Empfang des Lichtflusses (9) von den Lichtfluß-Erzeugungseinrich tungen (10, 11, 12);
eine Einrichtung (14) zum Messen der Zeit, während der sich in der Lichtfluß ändert, während der Tropfen (8) durchquert wird auf der Grundlage eines Detektionssi gnales von der optischen Detektoreinrichtung (13); und eine Einrichtung (15) zum Erfassen des Volumens des ab gegebenen Tropfens auf der Grundlage der gemessenen Zeit.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumen-Detektoreinrichtung (15) eine Einrich tung zum Vergleichen des Volumens des abgegebenen Trop fens (8) mit einem vorab festgesetzten Volumen auf weist, um zu detektieren, ob das Volumen des abgegebe nen Tropfens zu hoch oder zu gering ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumen-Detektoreinrichtung (15) einen Ent scheidungsschaltkreis (16) zur Erzeugung eines abnorma len Signals aufweist, wenn das zu hohe oder zu geringe Volumen des Tropfens, welches von der Vergleichsein richtung detektiert wurde einen bestimmten Wert über steigt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entscheidungsschaltkreis (16) eine Meßeinrich tung (17) zum Anhalten der Tropfenabgabe aufweist, wenn das Abnormal-Signal anliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtfluß-Erzeugungseinrichtungen (10, 11, 12) und die optische Detektoreinrichtung (13) so angeordnet sind, daß sie dem von der Düse (1) abgegebenen Tropfen gegenüberliegen, wobei die optische Detektoreinrichtung (13) einen optischen Detektor zum Erfassen jeglicher Änderungen der Lichtmenge aufweist, die verursacht wer den, wenn der Lichtfluß (9) durch den von der Düse (1) abgegebenen Tropfen (8) abgeschattet wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Detektoreinrichtung (13) einen opti schen Detektor aufweist zum Erfassen eines Teils des Lichtflusses, der von dem von der Düse (1) abgegebenen Tropfen (8) reflektiert wird.

7. Verfahren zum Detektieren des Volumens einer ausgetra genen Flüssigkeit, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
kontinuierliches Abgeben von Tropfen mittels einer Ver teilerdüse (1) unter Verwendung der Volumenänderung in einer Spritze (2);
Richten eines Lichtflusses (9) auf den von der Düse (1) abgebenen Tropfen (8);
Erfassen der Zeit, während der sich der Lichtfluß än dert, während der Tropfen (8) durchquert wird; und
Erfassen des Volumens des Tropfens (8) auf der Grund lage der Zeit, während der sich der Lichtfluß ändert.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozeß des Detektierens des Volumens den Schritt des Erzeugens eines Abnormal-Signales aufweist, wenn das Volumen des detektierten Tropfens einen bestimmten Wert im Vergleich mit dem Volumen eines vorher bestimm ten Tropfens unterschreitet oder übersteigt.