WO2002064254A2 - Digitalbürette und verfahren zum anzeigen des dosiervolumens einer solchen digitalbürette - Google Patents

Digitalbürette und verfahren zum anzeigen des dosiervolumens einer solchen digitalbürette Download PDF

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WO2002064254A2
WO2002064254A2 PCT/DE2002/000064 DE0200064W WO02064254A2 WO 2002064254 A2 WO2002064254 A2 WO 2002064254A2 DE 0200064 W DE0200064 W DE 0200064W WO 02064254 A2 WO02064254 A2 WO 02064254A2
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digital
processor
sensors
display device
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Hans-Jürgen BIGUS
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Hirschmann Laborgeräte Gmbh & Co.Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/0203—Burettes, i.e. for withdrawing and redistributing liquids through different conduits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02—Burettes; Pipettes
    • B01L3/021—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids
    • B01L3/0217—Pipettes, i.e. with only one conduit for withdrawing and redistributing liquids of the plunger pump type
    • B01L3/0227—Details of motor drive means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
    • Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
    • Y10T436/2575—Volumetric liquid transfer

Definitions

  • the invention relates to a digital burette with the features of the preamble of claims 1 or 4 and to a method for displaying the metering volume of such a digital burette.
  • Digital burettes are used in a large number of measurement analysis determinations, such as titrations, for the exact dosing of defined liquid volumes.
  • measurement analysis determinations such as titrations
  • the presetting and the reproducibility of the metering volume to be dispensed which is displayed by a digital display device, such as a display.
  • the operation of such digital burettes is based on a reciprocating piston guided in a pipetting channel for drawing in the liquid to be dosed, the reciprocating piston usually being connected to the liquid via an air cushion.
  • the reciprocating piston is manually driven, e.g. B. means of a rotary handle can be actuated, the rotary movement being transmitted to the reciprocating piston via a mechanical gear in order to draw in or deliver the desired volume of liquid.
  • an increment encoder that is operatively connected to the gearbox and a sensor for detecting the signals generated by the increment encoder are provided.
  • the sensor is connected to a processor, which uses the signals to calculate the dosing volume, which is determined by means of a digital display device, e.g. B. is displayed with a liquid crystal display, LEDs or the like.
  • a slotted disk with slots arranged one behind the other in the circumferential direction can be provided as the increment encoder.
  • an optical sensor e.g. B. a light barrier that detects the number of slots passing through the sensor.
  • a second optical sensor e.g. B. a second light barrier, or a fork light barrier can be provided so that the direction of rotation of the slotted disc results from the order of the signals generated by the two sensors.
  • Sector disks with two groups of sectors of different magnetic field strengths are also known as increment encoders, the sectors of the two groups being arranged alternately in the direction of rotation of the sector disk.
  • the sectors can be formed, for example, by permanent magnets which alternately induce different and / or oppositely directed magnetic fields.
  • only every second sector of the sector disk can be formed by a magnet, while the sectors arranged between the magnets do not are table.
  • a magnetic field-dependent sensor is provided, which operates in the manner of a magnetic switch and opens or closes exclusively on the basis of the magnetic field induced by the respective magnet.
  • These sensors have the advantage of low power consumption, since they only require the voltage supply required to detect the opening or closing position, while the opening and closing process is per se purely mechanical due to the field force induced by the magnets of the sector disk.
  • the sensor thus generates an essentially rectangular voltage or current signal when the sector disk is rotated.
  • Replacing the cells means removing or replacing the entire board and is therefore complex and expensive. Loss of use also occurs because the circuit boards cannot be kept in stock for a long time without affecting the lithium cells.
  • the object of the invention is to remedy this.
  • the invention is based on a digital burette with a manual drive for aspirating and dispensing an adjustable dosing volume, a downstream transmission and a digital display device controlled by the latter for setting the desired dosing volume, the control unit comprising an increment encoder, which is operatively connected to the transmission, and at least one sensor for detecting the signals generated by the increment encoder and a processor connected to the sensor for calculating the metering volume corresponding to the number of signals, and the processor is connected to the digital display device.
  • the object of the invention is achieved in that at least one solar cell is provided for the power supply of the control.
  • the solar cell expediently also serves to supply power to the digital display device.
  • the configuration according to the invention makes any exchange of batteries, accumulators or the like unnecessary.
  • the solar cells always ensure safe and reliable operation of the digital burette. You are advantageous on a side facing away from the discharge organ of the digital burette, z. B. arranged on the back or top.
  • Increment encoder a sector disk with two groups of sectors of different magnetic field strength, which are arranged alternately in the direction of rotation of the sector disk, and at least one magnetic field-dependent sensor, preferably a reed sensor, is provided for detecting the number of revolutions of the sector wheel.
  • the invention further relates to a digital burette with a manual drive for sucking in and dispensing an adjustable metering volume, a downstream transmission and a digital display device controlled by the latter for setting the metering volume, the control unit having an incremental encoder in the form of a sector disk that is operatively connected to the transmission with two groups of sectors of different magnetic field strength, which are arranged alternately in the direction of rotation of the sector disk, comprises at least one magnetic field-dependent sensor for detecting the number of revolutions of the sector disk and a processor connected to the sensor for calculating the metering volume corresponding to the number of revolutions of the sector disk and the processor on the digital display device is connected.
  • the object of the invention is achieved in that two magnetic field-dependent sensors, preferably reed sensors, arranged at a distance in the direction of rotation of the sector disk are provided for calculating the metering volume as a function of the number of revolutions of the sector disk, the angular spacing of the sensors being different from an integer Is a multiple of the angle between the sectors of the sector disk.
  • This configuration makes it possible to considerably reduce the clock frequency of the processor with the same measuring accuracy, e.g. B. to reduce by about half, which is accompanied by a significant power saving, so that in the case of a supply from batteries or accumulators, the replacement intervals are considerably increased or - in the preferred case of using solar cells - the surface area of the solar cells required for the necessary current is considerably reduced, so that the solar cells can be arranged directly on a surface section of the housing of the digital burette ,
  • Digital burettes with a different sensor system namely a slotted disc and two light barriers, are known, but the second light barrier is used exclusively to detect the direction of rotation of the slotted disc or the stroke direction of the reciprocating piston and thus a reduction in the clock frequency of the processor inevitably leads to an intolerable reduction the measuring accuracy.
  • both sensors are used to calculate the metering volume as a function of the number of revolutions of the sector disk, in that the signals of the switching on and off processes of both sensors are sent to the processor to calculate the metering volume.
  • the processor to calculate the metering volume.
  • the exact position of the sector disk corresponding to the metering volume can then be determined on the basis of the relative position of the sector disk with respect to the two sensors or on the basis of both signals generated by the sensors, eg. B. the switching on and off of both sensors can be determined.
  • the clock frequency of the processor and thus the current required for operation can be correspondingly reduced even with a rapid action of the reciprocating piston with the same measuring accuracy.
  • any sensors come into question as sensors, due to the low power consumption, however, reed sensors in particular are of primary interest, which do not require any current for the switching process themselves and only require a low voltage to detect the opening and closing position.
  • the power supply of at least some electrical and / or electronic components of the control is controlled as a function of the action of the transmission.
  • the power supply of the sensors can be switched off when the transmission is at a standstill or when the transmission is operating, for. B. can be switched on again by means of a mechanical pulse.
  • the power supply of the digital display device can be switched off with a preset delay when the transmission is at a standstill. B. goes out after a certain time.
  • the processor preferably has a minimum operating voltage of at most 2 V.
  • These known processors operate reliably up to a minimum operating voltage of 2 V and currently have the lowest power consumption, with efforts being made in the electronics industry to further miniaturize the processors and to further reduce the minimum operating voltage. It goes without saying that it is expedient to equip the digital burette according to the invention with such commercially available processors which require the lowest possible minimum operating voltage in order to keep the power consumption as low as possible. In the case of further developments, the processors currently envisaged are to be replaced by new, even more energy-efficient processors.
  • the display device is assigned an electroless memory for storing at least the last selected metering volume.
  • the last selected dosing volume can be recognized even after the digital burette has been standing for a long time, which is particularly desirable when using the digital burette for test series.
  • the invention also relates to a method for displaying the metering volume of a digital burette with a manual drive for sucking in and discharging an adjustable metering volume, a downstream transmission and a digital display device controlled by the latter for adjusting the metering volume, the control in the form of an increment encoder which is operatively connected to the transmission a sector disk with two groups of sectors of different magnetic field strength, which are arranged alternately in the direction of rotation of the sector disk, at least one sensor, preferably a reed sensor, for detecting the number of revolutions of the sector disk and a processor connected to the sensor for calculating the number of revolutions of the Sector disk corresponding dosing Olumens includes and the processor is connected to the digital display device.
  • the method according to the invention is characterized in that the signals from two sensors arranged in the direction of rotation of the sector disk with a spacing not equal to an integer multiple of the angle of the sectors of the sector disk are output to the processor and the metering volume is calculated on the basis of both signals, at least when the transmission is acting more slowly becomes.
  • the direction of rotation of the sector wheel is also expediently recognized on the basis of the two signals.
  • the metering volume is advantageously determined, at least in the case of slow action of the transmission, on the basis of the number of times the two sensors are switched on and off, that is to say, for example, from the sum of the number of times the sensors switch on and off Current or voltage pulses emitted by the processor, calculated.
  • the processor is programmed with a presettable value of the number of revolutions of the sector disk, so that if the number of revolutions of the sector disk is less than the predetermined value, the metering volume is calculated on the basis of the number of times the sensors are switched on and off, while If the number of revolutions of the sector disk is greater than the predetermined value, the metering volume is calculated exclusively on the basis of the switching on and / or switching off processes of one of the two sensors.
  • the metering volume is expediently calculated exclusively on the basis of the switch-on processes or also exclusively on the basis of the switch-off processes of one of the two sensors.
  • a small metering volume can also be determined very precisely on the basis of the number of times the two sensors are switched on and off or from the sum of the current or voltage pulses emitted by the two sensors when the processor is switched on and off, the maximum error being less than the stroke of the reciprocating piston of the digital burette corresponding to one revolution of the sector disk by half a sector.
  • the processor can be programmed with two different presettable values for the number of revolutions of the sector disk.
  • the dosing volume is calculated based on the number of times the sensors are switched on and off. If the number of revolutions of the sector disk between the two specified values is determined, the dosing volume is then determined on the basis of the number of switch-on and switch-off processes of one of the two sensors, whereas if the number of revolutions of the sector disk is greater than the predetermined higher value, it is determined exclusively on the basis of the switch-on or switch-off processes of one of the two Sensors is determined. In this way, an even finer gradation of the operating states or the clocking of the processor is possible.
  • the power supply of at least some electrical and / or electronic components of the control is preferably controlled as a function of the action of the transmission, it being possible in particular to switch off the power supply to the sensors when the transmission is at a standstill.
  • the clock frequency of the processor is preferably reduced when the transmission is at a standstill.
  • Another preferred energy-saving measure is that the power supply to the digital display device is switched off with a preset delay when the transmission is at a standstill.
  • a minimum operating voltage of at most 2 V is advantageously applied to the processor, the voltage applied to the processor during operation being able to be selected, for example, between approximately 2 and 3.5 V.
  • At least the metering volume last displayed by the display device is stored without current, so that even after the digital library has been idle for a long time, save the last selected dosing volume.
  • control and the digital display device are advantageously supplied with current by at least one solar cell ,
  • FIG. 1 shows a perspective of an embodiment of the drive block of a digital burette
  • FIG. 2 shows a schematic view of the incremental encoder of the digital burette according to FIG. 1 with two sensors
  • Fig. 3 shows the waveform on the one sensor
  • FIG. 4 shows the signal curve on the other sensor according to FIG. 2;
  • 6 shows the processor's slow action to calculate small do- signals from the sensors.
  • the drive block 10 which is arranged in the head of a digital burette.
  • the drive block 10 has a manual drive 11 in the form of a rotary handle 12. If necessary, an identical twist grip is arranged on the opposite side, which sits on a common axis.
  • the axis is connected to a piston rod 16 of a reciprocating piston 17 via a mechanical gear 15 formed from gear wheels 13 and pinions 14.
  • the piston rod 16 is designed as a toothed rack 18 on its upper section facing the driven side of the transmission 15.
  • the reciprocating piston 17 is guided in a pipetting channel 19 and sealed against it by means of a sealing lip 20 in order to draw in or dispense the desired volume of liquid.
  • a control with an incremental encoder 21 in the form of a sector disk 1 (FIG. 2) with two groups, which is operatively connected to the gear 15, is provided
  • sectors 2, 3 of different magnetic field strength are provided, which are arranged alternately in the direction of rotation u of the sector disk 1.
  • Sectors 2, 3 are equipped, for example, with permanent magnets of different polarities (north pole / south pole), so that the magnets of two adjacent sectors 2, 3 of sector disk 1 each induce a magnetic field with oppositely directed field lines.
  • Sector disk 1 can also be provided with unipolar magnets, while the sectors 3 are not magnetic.
  • the sector disk 1 has a total of eight sectors 2, 3.
  • the angular spacing ⁇ z. B. is about 2/3 of the angle ⁇ between the sectors 2, 3 of the sector disk 1.
  • the sensors S1, S2 are connected to a processor (not shown), which calculates the corresponding metering volume from the signals generated by the sensors S1, S2 when the sensor disk 1 acts, which can be determined by means of a digital display device 23 (FIG. 1), e.g. B. a liquid crystal display is displayed.
  • the processor and the display device 23 are supplied with current by a solar cell 22 (FIG. 1).
  • the sensors S1, S2 are also subjected to a low operating voltage from the solar cell 22, so that each sensor S1, S2 generates an essentially rectangular signal when the sector disk 1 rotates (FIGS. 3, 4).
  • the rectangular signal comes about by opening and closing the reed sensors S1, S2 acting in the manner of a magnetic switch, with the opening of the sectors S1, S2 z. B. caused by the magnetic field of the sectors 2 and the closing by the magnetic field of the sectors 3 different therefrom.
  • the angle ⁇ of the sectors 2, 3 is represented by the width of a signal and the angular distance ⁇ of the two sensors S1, S2 by the phase shift of the two signals II, 12 from which the direction of rotation of the sector disk 1 can be determined.
  • control in the present exemplary embodiment differentiates between large and small metering volumes or between fast and slow action of the rotary handle, in that the processor is programmable with a preset value for the number of revolutions of the sector disk 1 and an input of the Processor the actual rotational speed of the sector Disc 1 is monitored and compared with the specified value.
  • FIG. 5 shows the signals I s of the sensors S1, S2 used by the processor when the rotary handle 12 acts quickly to calculate the metering volume displayed by the display device 23.
  • the switch-on processes that is to say only the rising edge of the signal from the sensor S1 (FIG. 3) are registered in the present exemplary embodiment when the action is rapid.
  • Such a switching operation occurs once after the sector disk 1 has been rotated by two sectors 2, 3. Consequently, when the number of revolutions of the sector disk 1 is greater than the predetermined value, only every fourth switching operation of both sensors S1, S2 is used to calculate the metering volume. So corresponds to an increment z. B. 1 ⁇ l, each of the signals I s shown in FIG. 5 corresponds to 4 ⁇ l.
  • the clock frequency and thus the power consumption of the processor can be reduced in this way if the gearbox acts quickly.
  • the two sensors S1, S2 thus ensure increased measurement accuracy when the transmission 15 is slow, by generating four signals I s per revolution of the sector disk 1 by the angle ⁇ of a sector 2, 3. In this way, for example, even after an abruptly ended rapid rotation of the sector disk 1, an exact determination of the metering volume is ensured on the basis of the total signal I L.
  • the current saving resulting from the lower power consumption of the processor as a result of the reduction of its clock frequency as a function of the action of the transmission 15 amounts to approximately 30% compared to the demand for a digital burette equipped with only one sensor.

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Abstract

Es wird eine Digitalbürette mit einem manuellen Antrieb zum Ansaugen und Ausbringen eines einstellbaren Dosiervolumens, einem nachgeschalteten Getriebe und einer von diesem gesteuerten digitalen Anzeigeeinrichtung zum Einstellen des Dosiervolumens vorgeschlagen. Die Steuerung umfasst einen mit dem Getriebe wirkverbundenen Inkrementgeber, wenigstens einen Sensor zum Erfassen der von dem nkrementgeber, wenigstens einen Sensor zum Erfassen der von dem Inkrementgeber erzeugten Signale und einen mit dem Sensor und der Anzeigeeinrichtung verbundenen Prozessor zum Berechnen des mit der Anzahl der Signale korrespondierenden Dosiervolumens. Als Inkrementgeber ist insbesondere eine Sektorenscheibe mit zwei Grouppen von Sektoren unterschiedliche magnetischer Feldstärke vorgesehen, die in Umlaufrichtung der Sektorenscheibe alternierend angeordnet sind. Ein Sensor erfasst die Umdrehungszahl der Sektorescheibe. Aus Gründen der Energieersparnis ist die Stromversorgung der Bürette durch eine Solarzelle sichergestellt bzw. sind zwei mit Abstand angeordnete Sensoren zum Erfassen der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe vorgesehen, um die Taktfrequenz des Prozessors bei gleicher Messgenauigkeit herabsetzen zu können. Ferner wird ein Verfahren zum Anzeigen des Dosiervolumens einer solchen Digitalbürette vorgeschlagen.

Description

Digitalburette und Verfahren zum Anzeigen des Dosiervolumens einer solchen Digitalburette
Die Erfindung betrifft eine Digitalburette mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Ansprüche 1 oder 4 sowie ein Verfahren zum Anzeigen des Dosiervolumens einer solchen Digi- talbürette.
Digitalburetten kommen bei einer Vielzahl von maßanalytischen Bestimmungen, wie Titrationen, zum exakten Dosieren definierter Flüssigkeitsvolumina zum Einsatz. Von Interesse ist insbesondere die Voreinstellbarkeit und die Reproduzierbarkeit des auszubringenden Dosiervolumens, welches von einer digitalen Anzeigeeinrichtung, wie einem Display, angezeigt wird.
Die Wirkungsweise solcher Digitalburetten beruht auf einem in einem Pipettierkanal geführten Hubkolben zum Ansaugen der zu dosierenden Flüssigkeit, wobei der Hubkolben mit der Flüssigkeit in der Regel über ein Luftpolster in Verbindung steht. Der Hubkolben ist manuell angetrieben, z. B. mittels eines Drehgriffs betätigbar, wobei die Drehbewegung über ein mechanisches Getriebe auf den Hubkolben übertragen wird, um das gewünschte Flüssigkeitsvolumen anzusaugen bzw. abzugeben. Zum Erfassen des mit der Umdrehungszahl des Drehgriffs korrespondierenden Dosiervolumens ist ein mit dem Getriebe wirkverbundener Inkrementgeber und ein Sensor zum Erfassen der von dem Inkrementgeber erzeugten Signale vorgesehen. Der Sensor ist an einen Prozessor angeschlossen, der aus den Signalen das Dosiervolumen errechnet, wel- ches mittels einer digitalen Anzeigeeinrichtung, z. B. mit einer Flüssigkristallanzeige, Leuchtdioden oder dergleichen, angezeigt wird.
Als Inkrementgeber kann eine Schlitzscheibe mit in Umfangs- richtung hintereinander angeordneten Schlitzen vorgesehen sein. Zum Erfassen der Umdrehungszahl der Schlitzscheibe dient ein optischer Sensor, z. B. eine Lichtschranke, der die Anzahl der den Sensor passierenden Schlitze erfaßt. Zum Erkennen der Drehrichtung der Schlitzscheibe und damit der Hubrichtung des Hubkolbens (Saug- oder Druckhub) kann ein zweiter optischer Sensor, z. B. eine zweite Lichtschranke, oder auch eine Gabellichtschranke vorgesehen sein, so daß sich die Drehrichtung der Schlitzscheibe aus der Reihenfolge der von den beiden Sensoren erzeugten Signale ergibt.
Als Inkrementgeber sind ferner Sektorenscheiben mit zwei Gruppen von Sektoren unterschiedlicher magnetischer Feldstärke bekannt, wobei die Sektoren der beiden Gruppen in Umlaufrichtung der Sektorenscheibe alternierend angeordnet sind. Die Sektoren können beispielsweise von Permanentmagneten gebildet sein, welche alternierend unterschiedliche und/oder entgegengesetzt gerichtete Magnetfelder induzieren. Alternativ kann auch nur jeder zweite Sektor der Sektorenscheibe von einem Magnet gebildet sein, während die zwischen den Magneten angeordneten Sektoren nicht magne- tisch sind. Zum Erfassen der Umdrehungszahl der Sektoren- Scheibe ist ein magnetfeldabhängiger Sensor vorgesehen, der nach Art eines Magnetschalters arbeitet und ausschließlich aufgrund des von dem jeweiligen Magneten induzierten Ma- gnetfeldes öffnet bzw. schließt. Diese Sensoren haben den Vorteil eines geringen Stromverbrauchs, da sie nur die zum Erkennen der Öffnungs- bzw. Schließstellung erforderliche Spannungsversorgung benötigen, während der Öffnungs- und Schließvorgang an sich rein mechanisch aufgrund der von den Magneten der Sektorenscheibe induzierten Feldkraft erfolgt. Der Sensor erzeugt somit beim Drehen der Sektorenscheibe ein im wesentlichen rechteckför iges Spannungs- bzw. Stromsignal .
Der Stromverbrauch von Digitalburetten ist verhältnismäßig hoch, da sowohl die digitale Anzeigeeinrichtung als auch die gesamte Steuerung mit den Sensoren und insbesondere dem Prozessor Strom benötigt, wobei der Strombedarf des Prozessors in Abhängigkeit seiner Taktfrequenz am höchsten ist. Als Stromversorgung werden einerseits austauschbare Trok- kenbatterien oder wiederaufladbare Akkumulatoren eingesetzt. Von Nachteil sind die Ausfallzeiten für den Austausch oder das Aufladen derselben. Hinzukommt, daß sie unter den oft korrosiven Bedingungen im Labor unzeitig versa- gen und insbesondere beim Austritt des Elektrolyten die Burette beschädigen können. Es sind ferner Digitalburetten mit Lithiumzellen bekannt, die zusammen mit den elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen auf einer Platine aufgelötet sind. Derartige Lithiumzellen sind zwar verhält - nismäßig widerstandsfähig, doch erfordert der regelmäßige
Austausch der Zellen einen Ausbau bzw. Austausch der gesamten Platine und ist somit aufwendig und teuer. Ferner entstehen Nutzungsausfälle, da die Platinen nicht längere Zeit auf Vorrat gehalten werden können, ohne die Lithiumzellen zu beeinträchtigen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.
Die Erfindung geht aus von einer Digitalburette mit einem manuellen Antrieb zum Ansaugen und Ausbringen eines einstellbaren Dosiervolumens, einem nachgeschalteten Getriebe und einer von diesem gesteuerten digitalen Anzeigeeinrichtung zum Einstellen des gewünschten Dosiervolumens, wobei die Steuerung einen mit dem Getriebe wirkverbundenen Inkrementgeber, wenigstens einen Sensor zum Erfassen der von dem Inkrementgeber erzeugten Signale und einen mit dem Sensor verbundenen Prozessor zum Berechnen des mit der Anzahl der Signale korrespondierenden Dosiervolumens umfaßt und der Prozessor an die digitale Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist. Bei einer solchen Digitalburette wird die Erfindungsaufgäbe dadurch gelöst, daß zur Stromversorgung der Steuerung wenigstens eine Solarzelle vorgesehen ist. Die Solarzelle dient hierbei zweckmäßig zugleich zur Stromversorgung der digitalen Anzeigeeinrichtung.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird jeglicher Austausch von Batterien, Akkumulatoren oder dergleichen entbehrlich. Die Solarzellen sorgen stets für einen siche- ren und zuverlässigen Betrieb der Digitalburette. Sie sind mit Vorteil an einer dem Austragsorgan abgewandten Seite der Digitalburette, z. B. an deren Rückseite oder Oberseite, angeordnet.
Da die zur Verfügung stehende Oberfläche des Gehäuses der
Digitalburette klein und die Anordnung der Solarzellen lokal begrenzt ist, muß für eine möglichst kleine Oberfläche der Solarzellen gesorgt werden. Dies wiederum führt zu der Notwendigkeit, den Stromverbrauch der Digitalburette nied- rig zu halten. Es ist daher in bevorzugter Ausführung als Inkrementgeber eine Sektorenscheibe mit zwei Gruppen von Sektoren unterschiedlicher magnetischer Feldstärke, die in Umlaufrichtung der Sektorenscheibe alternierend angeordnet sind, und zum Erfassen der Umdrehungszahl des Sektorenrads wenigstens ein magnetfeldabhängiger Sensor, vorzugsweise ein Reed- Sensor, vorgesehen.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Digitalburette mit einem manuellen Antrieb zum Ansaugen und Ausbringen ei- nes einstellbaren Dosiervolumens, einem nachgeschalteten Getriebe und einer von diesem gesteuerten digitalen Anzeigeeinrichtung zum Einstellen des Dosiervolumens , wobei die Steuerung einen mit dem Getriebe wirkverbundenen Inkrementgeber in Form einer Sektorenscheibe mit zwei Gruppen von Sektoren unterschiedlicher magnetischer Feldstärke, die in Umlaufrichtung der Sektorenscheibe alternierend angeordnet sind, wenigstens einen magnetfeldabhängigen Sensor zum Erfassen der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe und einen mit dem Sensor verbundenen Prozessor zum Berechnen des mit der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe korrespondierenden Dosiervolumens umfaßt und der Prozessor an die digitale Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist. Bei einer solchen Digitalburette wird die Erfindungsaufgabe dadurch gelöst, daß zwei in Umlaufrichtung der Sektorenscheibe mit Abstand an- geordnete magnetfeldabhängige Sensoren, vorzugsweise Reed- Sensoren, zum Berechnen des Dosiervolumens in Abhängigkeit der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe vorgesehen sind, wobei der Winkelabstand der Sensoren ungleich einem ganzzahligen Vielfachen des Winkels zwischen den Sektoren der Sek- torenscheibe beträgt.
Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, die Taktfrequenz des Prozessors bei gleicher Meßgenauigkeit erheblich, z. B. etwa um die Hälfte herabzusetzen, was mit einer deutlichen Stromersparnis einhergeht, so daß im Falle einer Versorgung aus Batterien oder Akkumulatoren die Austauschintervalle erheblich vergrößert werden oder - im bevorzugten Fall des Einsatzes von Solarzellen - die für den notwendigen Strom erforderliche Oberfläche der Solarzellen erheblich verrin- gert wird, so daß eine Anordnung der Solarzellen unmittelbar auf einem Oberflächenabschnitt des Gehäuses der Digitalburette möglich ist.
Es sind Digitalburetten mit einer anderen Sensorik, nämlich einer Schlitzscheibe und zwei Lichtschranken bekannt, doch dient die zweite Lichtschranke hierbei ausschließlich zum Erkennen der Drehrichtung der Schlitzscheibe bzw. der Hubrichtung des Hubkolbens und führt eine Erniedrigung der Taktfrequenz des Prozessors somit zwangsweise zu einer nicht tolerierbaren Verringerung der Meßgenauigkeit.
Erfindungsgemäß dienen hingegen beide Sensoren zum Berechnen des Dosiervolumens in Abhängigkeit der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe, indem die Signale der Ein- und Aus- schaltvorgänge beider Sensoren zum Errechnen des Dosiervolumens an den Prozessor abgegeben werden. Auf diese Weise finden beispielsweise bei einer Umdrehung der Sektorenscheibe um einen dem Winkel eines Sektors entsprechenden Winkel insgesamt zwei Ein- und Ausschaltvorgänge statt, d.h. die Anzahl der Signale pro Umdrehung der Sektoren- scheibe wird erhöht, was mit einer Erhöhung der Meßgenauigkeit einhergeht. Gleichzeitig ist anhand des Gesamtsignals erkennbar, in welcher Position sich die Sensoren bezüglich der Sektoren der Sektorenscheibe befinden, so daß es bei schneller Aktion des Hubkolbens der Digitalburette bzw. bei schneller Umdrehung der Sektorenscheibe zum sicheren Erkennen der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe z. B. ausreicht, wenn der Prozessor nur registriert, wenn sich beide Sensoren in der Öffnungs- und/oder Schließstellung befinden, was bei einer Umdrehung der Sektorenscheibe um zwei Sektoren jeweils nur einmal vorkommt. Ebenfalls ist es möglich, daß der Prozessor bei schneller Aktion der Sektorenscheibe nur eines der beiden von den Sensoren erzeugten Signale, z. B. nur die Ein- und/oder Ausschaltvorgänge des einen Sensors, zur Bestimmung des korrespondierenden Dosiervolumens auswertet. Bei langsamer Umdrehung der Sektorenscheibe oder bei Stillstand derselben kann dann die dem Dosiervolumen entsprechende exakte Stellung der Sektorenscheibe anhand der Relativposition der Sektorenscheibe bezüglich der bei- den Sensoren bzw. anhand beider von den Sensoren erzeugten Signale, z. B. der Ein- und Ausschaltvorgänge beider Sensoren ermittelt werden. Auf diese Weise kann die Taktfrequenz des Prozessors und damit der zum Betrieb erforderliche Strom auch bei einer schnellen Aktion des Hubkolbens bei gleicher Meßgenauigkeit entsprechend vermindert werden.
Darüber hinaus ist anhand der Reihenfolge der Signale der beiden Sensoren bzw. anhand des Gesamtsignals selbstverständlich auch die Drehrichtung der Sektorenscheibe und somit die Hubrichtung des Hubkolbens erkennbar, wie es an sich bei mit zwei optischen Sensoren ausgestatteten Digi- •talbüretten bekannt ist.
Während als Sensoren im Prinzip beliebige Sensoren in Frage kommen, sind aufgrund des geringen Stromverbrauchs aber insbesondere Reed- Sensoren von vorrangigem Interesse, die für den Schaltvorgang selbst keinen Strom und lediglich zum Erkennen der Öffnungs- und Schließstellung eine geringe Spannung benötigen, wobei z. B. die Gesamtspannung oder der Gesamtstrom beider Sensoren an den Prozessor übermittelt wird.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stromversorgung zumindest einiger elektrischer und/oder elektronischer Bauteile der Steuerung in Abhängigkeit von der Aktion des Getriebes gesteuert ist. Hierbei kann beispielsweise die Stromversorgung der Sensoren bei Stillstand des Getriebes abschaltbar bzw. bei Aktion des Getriebes, z. B. mittels eines mechanischen Im- pulses, wieder zuschaltbar sein. Des weiteren ist es insbesondere möglich, die Stromversorgung des Prozessors bei Stillstand des Getriebes durch Absenken seiner Taktfrequenz zu verringern und bei Aktion des Getriebes wieder zu erhöhen, was ebenfalls mittels eines mechanischen Impulses oder unmittelbar beim Empfang des Signals wenigstens eines der beiden Sensoren geschehen kann.
Ferner kann die Stromversorgung der digitalen Anzeigeeinrichtung bei Stillstand des Getriebes mit voreinstellbarer Verzögerung abschaltbar sein, wobei die Anzeige dann z. B. nach einer bestimmten Zeit erlischt.
Der Prozessor weist mit Vorzug eine Mindestbetriebsspannung von höchstens 2 V auf. Diese bekannte Prozessoren arbeiten bis zu einer Mindestbetriebsspannung von 2 V betriebssicher und weisen gegenwärtig den geringsten Stromverbrauch auf, wobei die Bestrebungen in der Elektronikindustrie dahingehen, die Prozessoren weiter zu miniaturisieren und die Mindestbetriebsspannung weiter zu reduzieren. Selbstverständ- lieh ist es zweckmäßig, die erfindungsgemäße Digitalburette mit solchen kommerziell erhältlichen Prozessoren auszustatten, welche eine kleinstmögliche Mindestbetriebsspannung erfordern, um den Stromverbrauch so gering wie möglich zu halten. Hierbei ist im Falle von Weiterentwicklungen eine Substitution der gegenwärtig vorgesehenen Prozessoren durch neue, noch stromsparendere Prozessoren angedacht.
In vorteilhafter Ausführung ist vorgesehen, daß der Anzeigeeinrichtung ein stromloser Speicher zum Ablegen zumindest des zuletzt gewählten Dosiervolumens zugeordnet ist. Auf diese Weise ist auch nach längerer Standzeit der Digitalburette das zuletzt gewählte Dosiervolumen erkennbar, was insbesondere beim Einsatz der Digitalburette für Versuchs- Serien erwünscht ist.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Anzeigen des Dosiervolumens einer Digitalburette mit einem manuellen Antrieb zum Ansaugen und Ausbringen eines einstellbaren Dosiervolumens, einem nachgeschalteten Getriebe und einer von diesem gesteuerten digitalen Anzeigeeinrichtung zum Einstellen des Dosiervolumens, wobei die Steuerung einen mit dem Getriebe wirkverbundenen Inkrementgeber in Form einer Sektorenscheibe mit zwei Gruppen von Sektoren unterschiedlicher magnetischer Feldstärke, die in Umlaufrichtung der Sektorenscheibe alternierend angeordnet sind, wenigstens einen Sensor, vorzugsweise einen Reed- Sensor, zum Erfassen der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe und einen mit dem Sensor verbundenen Prozessor zum Berechnen des mit der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe korrespondierenden Dosier- olumens umfaßt und der Prozessor an die digitale Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Signale von zwei in Umlaufrichtung der Sektorenscheibe mit einem Abstand ungleich einem ganzzahligen Vielfachen des Winkels der Sekto- ren der Sektorenscheibe angeordneten Sensoren an den Prozessor abgegeben und das Dosiervolumen zumindest bei langsamerer Aktion des Getriebes anhand beider Signale berechnet wird. Zweckmäßig wird anhand der beiden Signale zusätzlich die Drehrichtung des Sektorenrads erkannt.
Mit Vorteil wird das Dosiervolumen zumindest bei langsamer Aktion des Getriebes anhand der Anzahl der Ein- und Aus- schaltvorgänge beider Sensoren, also beispielsweise aus der Summe der von den Sensoren beim Ein- und Ausschalten an den Prozessor abgegebenen Strom- oder Spannungsimpulse, berechnet.
In Weiterbildung ist hierbei vorgesehen, daß der Prozessor mit einem voreinstellbaren Wert der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe programmiert wird, so daß bei einer Umdrehungszahl der Sektorenscheibe kleiner als der vorgegebene Wert das Dosiervolumen anhand der Anzahl der Ein- und Aus- schaltvorgänge beider Sensoren berechnet wird, während bei einer Umdrehungszahl der Sektorenscheibe größer als der vorgegebene Wert das Dosiervolumen ausschließlich anhand der Ein- und/oder Ausschaltvorgänge eines der beiden Sensoren berechnet wird. Zweckmäßigerweise wird bei einer Umdrehungszahl der Sektorenscheibe größer als der vorgegebene Wert das Dosiervolumen ausschließlich anhand der Einschalt- Vorgänge oder auch ausschließlich anhand der Ausschaltvorgänge eines der beiden Sensoren berechnet. Auf diese Weise wird bei einer Umdrehung der Sektorenscheibe um zwei Sektoren nur ein Schaltvorgang ausgenutzt und reicht folglich zum Erfassen dieser Zustände eine verhältnismäßig geringe und stromsparende Taktfrequenz am Prozessor aus. Bei langsamer Umdrehung oder Stillstand der Sektorenscheibe hingegen kann auch ein kleines Dosiervolumen anhand der Anzahl der Ein- und Ausschaltvorgänge beider Sensoren bzw. aus der Summe der von beiden Sensoren beim Aus- und Einschalten an den Prozessor abgegebenen Strom- oder Spannungsimpulse sehr exakt ermittelt werden, wobei der maximale Fehler kleiner als der einer Umdrehung der Sektorenscheibe um einen halben Sektor entsprechende Hubweg des Hubkolbens der Digitalbü- rette ist.
Darüber hinaus kann es von Vorteil sein, daß der Prozessor mit zwei verschiedenen voreinstellbaren Werten der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe programmiert wird. In diesem Fall ist vorgesehen, daß bei einer Umdrehungszahl der Sek- torenscheibe kleiner als der vorgegebene niedrige Wert das Dosiervolumen anhand der Anzahl der Ein- und Ausschaltvorgänge beider Sensoren berechnet wird. Bei einer Umdrehungszahl der Sektorenscheibe zwischen den beiden vorgegebenen Werten wird dann das Dosiervolumen anhand der Anzahl der Ein- und Ausschaltvorgänge eines der beiden Sensoren ermittelt, während bei einer Umdrehungszahl der Sektorenscheibe größer als der vorgegebene höhere Wert ausschließlich anhand der Ein- oder Ausschaltvorgänge eines der beiden Sen- soren ermittelt wird. Auf diese Weise ist eine noch feinere Abstufung der Betriebszustände bzw. der Taktung des Prozessors möglich.
Wie bereits angedeutet, wird vorzugsweise die Stromversor- gung zumindest einiger elektrischer und/oder elektronischer Bauteile der Steuerung in Abhängigkeit von der Aktion des Getriebes gesteuert, wobei insbesondere die Stromversorgung der Sensoren bei Stillstand des Getriebes abgeschaltet werden kann. Weiterhin wird die Taktfrequenz des Prozessors bei Stillstand des Getriebes vorzugsweise abgesenkt.
Eine weiterhin bevorzugte Energiesparmaßnahme besteht darin, daß die Stromversorgung der digitalen Anzeigeeinrichtung bei Stillstand des Getriebes mit voreinstellbarer Ver- zögerung abgeschaltet wird.
Der Prozessor wird mit Vorteil mit einer Mindestbetriebsspannung von höchstens 2 V beaufschlagt, wobei die während des Betriebs an dem Prozessor anliegende Spannung bei- spielsweise zwischen etwa 2 und 3,5 V gewählt werden kann.
In vorteilhafter Ausführung wird zumindest das von der Anzeigeeinrichtung zuletzt angezeigte Dosiervolumen stromlos gespeichert, um auch nach längerer Standzeit der Digitalbü- rette das zuletzt gewählte Dosiervolumen zugänglich zu machen.
Während grundsätzlich zur Stromversorgung der elektrischen und/oder elektronischen Bauteile der Digitalburette auch Batterien oder Akkumulatoren vorgesehen sein können, deren Betriebsdauer durch das erfindungsgemäße Verfahren erheblich erhöht wird, wird die Steuerung wie auch die digitale Anzeigeeinrichtung mit Vorteil von wenigstens einer Solar- zelle mit Strom versorgt.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische einer Ausführungsform des Antriebsblocks einer Digitalburette;
Fig. 2 eine schematische Ansicht des Inkrementge- bers der Digitalburette gemäß Fig. 1 mit zwei Sensoren;
Fig. 3 den Signalverlauf an dem einen Sensor gemäß
Fig. 2;
Fig. 4 den Signalverlauf an dem anderen Sensor gemäß Fig. 2;
Fig. 5 die von dem Prozessor bei schneller Aktion des Getriebes zur Berechnung großer Dosier- olumina verwerteten Signale der Sensoren und
Fig. 6 die von dem Prozessor bei langsamer Aktion des Getriebes zur Berechnung kleiner Do- siervolumina verwerteten Signale der Sensoren.
Fig. 1 zeigt einen Antriebsblock 10, der im Kopf einer Di- gitalburette angeordnet ist. Der Antriebsblock 10 weist einen manuellen Antrieb 11 in Form eines Drehgriffs 12 auf. Gegebenenfalls ist auf der gegenüberliegenden Seite ein gleicher Drehgriff angeordnet, die auf einer gemeinsamen Achse sitzen. Die Achse steht über ein aus Zahnrädern 13 und Ritzeln 14 gebildetes mechanisches Getriebe 15 mit einer Kolbenstange 16 eines Hubkolbens 17 in Verbindung. Die Kolbenstange 16 ist zu diesem Zweck an ihrer der Abtriebs - seite des Getriebes 15 zugewandten oberen Abschnitt als Zahnstange 18 ausgebildet. Der Hubkolben 17 ist in einem Pipettierkanal 19 geführt und gegen diesen mittels einer Dichtlippe 20 abgedichtet, um das gewünschte Flüssigkeits - volumen anzusaugen bzw. abzugeben.
Zum Erfassen des mit der Umdrehungszahl des Drehgriffs 12 korrespondierenden Dosiervolumens ist eine Steuerung mit einem mit dem Getriebe 15 wirkverbundenen Inkrementgeber 21 in Form einer Sektorenscheibe 1 (Fig. 2) mit zwei Gruppen
I von Sektoren 2, 3 unterschiedlicher magnetischer Feldstärke vorgesehen, die in Umlaufrichtung u der Sektorenscheibe 1 alternierend angeordnet sind. Die Sektoren 2, 3 sind beispielsweise mit Permanentmagneten jeweils unterschiedlicher Polarität (Nordpol/Südpol) ausgestattet, so daß die Magnete zweier benachbarter Sektoren 2, 3 der Sektorenscheibe 1 jeweils ein Magnetfeld mit entgegengesetzt gerichteten Feld- linien induzieren. Alternativ können die Sektoren 2 der
Sektorenscheibe 1 auch mit unipolaren Magneten versehen sein, während die Sektoren 3 nicht magnetisch sind. In der gezeigten Ausführungsform weist die Sektorenscheibe 1 insgesamt acht Sektoren 2 , 3 auf . Im Umlaufbereich der Sektorenscheibe 1 sind zwei in Umlauf - richtung derselben hintereinander angeordnete Reed- Sensoren Sl, S2 vorgesehen, deren Winkelabstand α z. B. etwa 2/3 des Winkels ß zwischen den Sektoren 2, 3 der Sektorenscheibe 1 beträgt. Die Sensoren Sl, S2 sind an einen Prozessor (nicht dargestellt) angeschlossen, der aus den bei Aktion der Sensorenscheibe 1 von den Sensoren Sl, S2 erzeugten Signalen das entsprechende Dosiervolumen errechnet, welches mittels einer digitalen Anzeigeneinrichtung 23 (Fig. 1), z. B. ei- ner Flüssigkristallanzeige, angezeigt wird. Der Prozessor und die Anzeigeeinrichtung 23 sind von einer Solarzelle 22 (Fig. 1) mit Strom versorgt. Auch die Sensoren Sl, S2 sind von der Solarzelle 22 mit einer geringen Betriebsspannung beaufschlagt, so daß jeder Sensor Sl, S2 bei Drehung der Sektorenscheibe 1 ein im wesentlichen rechteckförmiges Signal erzeugt (Fig. 3, 4). Das rechteckförmige Signal kommt dabei durch Öffnen und Schließen der nach Art eines Magnet- Schalters wirkenden Reed- Sensoren Sl, S2 zustande, wobei das Öffnen der Sektoren Sl, S2 z. B. durch das Magnetfeld der Sektoren 2 und das Schließen durch das hiervon verschiedene Magnetfeld der Sektoren 3 bewirkt wird. Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, wird der Winkel ß der Sektoren 2, 3 dabei durch die Breite eines Signals und der Winkelabstand α der beiden Sensoren Sl, S2 durch die Phasen- Verschiebung der beiden Signale II, 12 repräsentiert, aus der sich die Umlaufrichtung der Sektorenscheibe 1 bestimmen läßt.
Wie den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, differenziert die Steuerung beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zwischen großem und kleinem Dosiervolumen bzw. zwischen schneller und langsamer Aktion des Drehgriffs, indem der Prozessor mit einem voreinstellbaren Wert der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe 1 programmierbar ist und ein Eingang des Pro- zessors die tatsächliche Drehgeschwindigkeit der Sektoren- Scheibe 1 überwacht und mit dem vorgegebenen Wert vergleicht.
Fig. 5 zeigt die von dem Prozessor bei schneller Aktion des Drehgriffs 12 zur Berechnung des von der Anzeigeeinrichtung 23 angezeigten Dosiervolumens verwerteten Signale Is der Sensoren Sl, S2. Wie aus der Fig. 5 ersichtlich, werden bei schneller Aktion im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur die Einschaltvorgänge, also nur die jeweils ansteigende Flanke des Signals des Sensors Sl (Fig. 3) registriert. Ein solcher Schaltvorgang tritt nach Drehung der Sektorenscheibe 1 um jeweils zwei Sektoren 2, 3 einmal auf. Es wird folglich bei einer Umdrehungszahl der Sektorenscheibe 1 größer als der vorgegebene Wert nur jeder vierte Schaltvor- gänge beider Sensoren Sl, S2 zur Berechnung des Dosiervolumens verwertet. Entspricht also ein Inkrement z. B. 1 μl, so entspricht jedes der in Fig. 5 wiedergegebenen Signale Is 4 μl . Die Taktfrequenz und somit der Stromverbrauch des Prozessors kann auf diese Weise bei schneller Aktion des Getriebes verringert werden.
Während bei schneller Aktion des Getriebes 15 (großes Dosiervolumen) eine verhältnismäßig grobe Auflösung (Registrierung der Einschaltvorgänge nur eines der beiden Senso- ren Sl, S2) ausreicht, sollte die Auflösung bei langsamer
Aktion des Getriebes 15 (kleines Dosiervolumen) verhältnismäßig fein sein, um den Dosierfehler gering zu halten. Aus diesem Grund ist bei einer Umdrehungszahl der Sektoren- scheibe 1 kleiner als der vorgegebene Wert vorgesehen, daß das Dosiervolumen anhand der Ein- und Ausschaltvorgänge beider Sensoren Sl, S2 berechnet wird. Dies ist in Fig. 6 gezeigt. Wie hieraus ersichtlich, werden bei langsamer Aktion des Getriebes 15 sowohl die Ein- als auch die Aus- schaltvorgänge beider Sensoren Sl, S2, also sowohl die an- steigenden als auch die abfallenden Flanken der Signale der Sensoren Sl und S2 (Fig. 3 und 4) , registriert, also insgesamt vier Signale verwertet. Entspricht also ein Inkrement z. B. 4 μl , so entspricht jedes der in Fig. 6 wiedergegebenen Signale Is 1 μl bzw. entsprechen jeweils vier Signale Is 4 μl. Die beiden Sensoren Sl, S2 sorgen somit bei langsamer Aktion des Getriebes 15 für eine erhöhte Meßgenauigkeit, indem pro Umdrehung der Sektorenscheibe 1 um den Winkel ß eines Sektors 2, 3 vier Signale Is erzeugt werden. Auf diese Weise ist beispielsweise auch nach einer abrupt beendeten schnellen Umdrehung der Sektorenscheibe 1 eine exakte Ermittlung des Dosiervolumens anhand des Gesamtsignals IL sichergestellt.
Die aus dem geringeren Stromverbrauch des Prozessors infol- ge der Verringerung seiner Taktfrequenz in Abhängigkeit der Aktion des Getriebes 15 resultierende Stromersparnis beträgt etwa 30% gegenüber dem Stormbedarf bei einer mit nur einem Sensor ausgestatteten Digitalburette.

Claims

Patentansprüche
1. Digitalburette mit einem manuellen Antrieb (11) zum Ansaugen und Ausbringen eines einstellbaren Dosiervolumens, einem nachgeschalteten Getriebe (15) und einer von diesem gesteuerten digitalen Anzeigeeinrichtung (23) zum Einstellen des Dosiervolumens, wobei die Steuerung einen mit dem Getriebe (15) wirkverbundenen Inkrementgeber (21), wenigstens einen Sensor (Sl, S2) zum Erfassen der von dem Inkrementgeber (21) erzeugten Signale und einen mit dem Sensor verbundenen Prozessor zum Berechnen des mit der Anzahl der Signale korrespondierenden Dosiervolumens umfaßt und der Prozessor an die digitale Anzeigeeinrichtung (23) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Stromversorgung der Steuerung wenigstens eine Solarzelle (22) vorgesehen ist.
2. Digitalburette nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Solarzelle (22) zugleich zur Stromversorgung der digitalen Anzeigeeinrichtung (23) dient.
3. Digitalburette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Inkrementgeber (21) eine Sektorenscheibe (1) mit zwei Gruppen von Sektoren (2, 3) unterschiedlicher magnetischer Feldstärke, die in Umlauf - richtung (u) der Sektorenscheibe' (1) alternierend angeordnet sind, und zum Erfassen der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe (1) wenigstens ein magnetfeldabhängiger Sensor (Sl, S2) , vorzugsweise ein Reed-Sensor, vorgesehen ist.
4. Digitalburette mit einem manuellen Antrieb (11) zum Ansaugen und Ausbringen eines einstellbaren Dosiervolumens, einem nachgeschalteten Getriebe (15) und einer von diesem gesteuerten digitalen Anzeigeeinrichtung (23) zum Einstellen des Dosiervolumens, wobei die
Steuerung einen mit dem Getriebe (15) wirkverbundenen Inkrementgeber (21) in Form einer Sektorenscheibe (1) mit zwei Gruppen von Sektoren (2, 3) unterschiedlicher magnetischer Feldstärke, die in Umlaufrichtung (u) der Sektorenscheibe (1) alternierend angeordnet sind, wenigstens einen magnetfeldabhängigen Sensor (Sl, S2) zum Erfassen der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe (1) und einen mit dem Sensor (Sl, S2) verbundenen Prozessor zum Berechnen des mit der Umdrehungszahl der Sektorenschei- be (1) korrespondierenden Dosiervolumens umfaßt und der Prozessor an die digitale Anzeigeeinrichtung (23) angeschlossen ist, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in Umlaufrichtung (u) der Sektorenscheibe (1) mit Abstand angeordnete Senso- ren (Sl, S2) , vorzugsweise Reed-Sensoren, zum Berechnen des Dosiervolumens in Abhängigkeit der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe (1) vorgesehen sind, wobei der Winkelabstand (α) der Sensoren (Sl, S2) ungleich einem ganzzahligen Vielfachen des Winkels (ß) zwischen den Sektoren (2, 3) der Sektorenscheibe (1) beträgt.
5. Digitalburette nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung zumindest einiger elektrischer und/oder elektronischer Bauteile der Steuerung in Abhängigkeit von der Aktion des Getriebes (15) gesteuert ist.
6. Digitalburette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Sensoren (Sl, S2) bei
Stillstand des Getriebes (15) abschaltbar ist.
7. Digitalburette nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung des Prozessors bei Stillstand des Getriebes (15) durch Absenken seiner Taktfrequenz verringerbar ist.
8. Digitalburette nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der digi- talen Anzeigeeinrichtung (23) bei Stillstand des Getriebes (15) mit voreinstellbarer Verzögerung abschalt- bar ist.
9. Digitalburette nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da- durch gekennzeichnet, daß der Prozessor eine Mindestbetriebsspannung von höchstens 2 V aufweist.
10. Digitalburette nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzeigeeinrichtung (23) ein stromloser Speicher zum Ablesen zumindest des zuletzt eingestellten Dosiervolumens zugeordnet ist.
11. Verfahren zum Anzeigen des Dosiervolumens einer Digitalburette mit einem manuellen Antrieb (11) zum Ansau- gen und Ausbringen eines einstellbaren Dosiervolumens, einem nachgeschalteten Getriebe (15) und einer von diesem gesteuerten digitalen Anzeigeeinrichtung (23) zum Einstellen des Dosiervolumens, wobei die Steuerung einen mit dem Getriebe (15) wirkverbundenen Inkrementge- ber (21) in Form einer Sektorenscheibe (1) mit zwei
Gruppen von Sektoren (2, 3) unterschiedlicher magnetischer Feldstärke, die in Umlaufrichtung (u) der Sektorenscheibe (1) alternierend angeordnet sind, wenigstens einen magnetfeldabhängigen Sensor (Sl, S2) zum Erfassen der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe (1) und einen mit dem Sensor (Sl, S2) verbundenen Prozessor zum Berechnen des mit der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe (1) korrespondierenden Dosiervolumens umfaßt und der Prozessor an die digitale Anzeigeeinrichtung (23) ange- schlössen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale von zwei in Umlaufrichtung (u) der Sektorenscheibe (1) mit einem Abstand ungleich einem ganzzahligen Vielfachen des Winkels (ß) zwischen den Sektoren (2,3) der Sektorenscheibe (1) angeordneten Sensoren (Sl, S2) an den Prozessor abgegeben werden und das Dosiervolumen zumindest bei langsamer Aktion des Getriebes (15) anhand beider Signale berechnet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Dosiervolumen zumindest bei langsamer Aktion des
Getriebes (15) anhand der Anzahl der Ein- und Aus - schaltvorgänge beider Sensoren (Sl, S2) berechnet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Prozessor mit einem voreinstellbaren
Wert der Umdrehungszahl der Sektorenscheibe (1) programmiert wird, so daß bei einer Umdrehungszahl der Sektorenscheibe (1) kleiner als der vorgegebene Wert das Dosiervolumen anhand der Anzahl der Ein- und Aus- schaltvorgänge beider Sensoren (Sl, S2) berechnet wird, wahrend bei einer Umdrehungszahl der Sektorenscheibe (1) größer als der vorgegebene Wert das Dosiervolumen ausschließlich anhand der Ein- und/oder Ausschaltvorgänge eines der beiden Sensoren (Sl, S2) berechnet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Umdrehungszahl der Sektorenscheibe (1) größer als der vorgegebene Wert das Dosiervolumen ausschließ - lieh anhand der Einschaltvorgänge eines der beiden Sensoren (Sl, S2) berechnet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung zumindest eini- ger elektrischer und/oder elektronischer Bauteile der Steuerung in Abhängigkeit von der Aktion des Getriebes (15) gesteuert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Sensoren (Sl, S2) bei Stillstand des Getriebes (15) abgeschaltet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz des Prozessors bei Stillstand des Ge- triebes (15) abgesenkt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der digitalen Anzeigeeinrichtung (23) bei Stillstand des Getriebes (15) mit voreinstellbarer Verzögerung abgeschaltet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor mit einer Mindestbe- tπeJosSpannung von höchstens 2 V beaufschlagt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das von der Anzeigeein- richtung (23) zuletzt angezeigte Dosiervolumen stromlos gespeichert wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung von wenigstens einer Solarzelle (22) mit Strom versorgt wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Anzeigeeinrichtung (23) von wenigstens einer Solarzelle (22) mit Strom versorgt wird.
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