用于檢測液體計量裝置的填充期間的異常的過程和液體計量裝置制造方法
【專利摘要】一種用于檢測在利用待配量液體填充液體計量裝置期間的異常的方法，所述計量裝置包括：至少一個吸入構(gòu)件和被配置為測量關(guān)于所述吸入構(gòu)件的壓力的至少一個壓力監(jiān)測設(shè)備。該檢測方法包括：執(zhí)行裝置的填充的在先壓力校準(zhǔn)；基于在先壓力校準(zhǔn)，計算期望體積的具有上限和下限的公差范圍；并且在利用待配量液體填充該計量裝置期間檢查壓力是否保持在公差范圍。
【專利說明】用于檢測液體計量裝置的填充期間的異常的過程和液體計量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及精確液體計量的領(lǐng)域。
[0002]在醫(yī)學(xué)、藥理學(xué)和化學(xué)領(lǐng)域，通常需要對待配量液體進行精確并可重復(fù)的計量。實際上，該精確度將確定最終方案的正確化學(xué)計算法，從而確定其效率、化學(xué)分析或生理分析的正確值以及在藥理學(xué)領(lǐng)域的醫(yī)藥產(chǎn)品制備的效率和安全。
[0003]目前，通常使用自動化計量裝置來實現(xiàn)該精確度。在需要該精確度可驗證的和/或需要保證該精確度的一些情況中，這些計量裝置可以使用這樣一種系統(tǒng)，其中，該系統(tǒng)利用待配量液體來檢測液體計量裝置的填充期間的異常。
[0004]更具體地，本發(fā)明涉及一種用于檢測在利用待配量液體來填充液體計量裝置期間的異常的方法和一種使用該方法的液體計量裝置。
【背景技術(shù)】
[0005]諸如自動化吸液管或自動化化學(xué)分析器的自動化計量裝置基本上是包括還被稱為錐體的至少一個吸入構(gòu)件和自動化填充設(shè)備的計量裝置，該吸入構(gòu)件適用于容納待配量液體，該自動化填充設(shè)備適合于以自動化方式填充吸入構(gòu)件。這些自動化計量裝置還可以包括被配置為測量填充設(shè)備或錐體中的壓力的壓力傳感器；和被配置為控制自動化填充設(shè)備和監(jiān)測由壓力傳感器測量的壓力的處理系統(tǒng)。
[0006]最近幾年中，隨著自動化液體計量裝置的普及化,在對計量中的精確度和可復(fù)制性的需要增長的同時，已實施用于檢測填充期間的異常的方法。
[0007]歐洲專利申請EP0571100A描述了這樣一種用于檢測異常的方法。該方法包括在計量期望體積的待配量液體之前記錄在同一體積處的參考壓力曲線。這樣，在利用待測量液體的期望體積填充計量裝置期間，處理系統(tǒng)適合于比較測量壓力曲線與參考壓力曲線。在實施該方法之后的任何顯著的偏差導(dǎo)致在計量裝置的填充期間由處理系統(tǒng)檢測異常。
[0008]在該方法適合于檢測期望體積的待配量液體的異常時，該方法在其實施期間需要對所述期望體積的在先壓力校準(zhǔn)。這樣，使用該方法的計量裝置僅能夠適合于檢測少量體積的待配量液體的異常，任何非預(yù)先校準(zhǔn)的體積需要在先壓力校準(zhǔn)操作。
[0009]相似地，在美國專利US6938504B中所述的用于檢測異常的方法與專利申請EP0571100A的方法相似，該檢測方法包括用于計算公差范圍的另外的步驟以便限制“誤報(false positive)”的風(fēng)險,即檢測到不存在的異常。在實施該方法時，還必需想到計量裝置對期望體積的在先壓力校準(zhǔn)。
[0010]這樣，實施該方法的計量裝置僅可以適合于利用少量體積的待配量液體檢測異常，任何非預(yù)先校準(zhǔn)的體積需要在先壓力校準(zhǔn)操作。
[0011]專利申請EP2302397A描述了一種用于在填充吸入構(gòu)件期間基于使用壓力傳感器的壓力變化的連續(xù)記錄檢測異常的方法和在記錄的壓力變化測量基礎(chǔ)上的壓力值外推法。這樣，利用該方法，每次基于由壓力傳感器測量的最新壓力值和測量的瞬間壓力變化兩者計算壓力公差范圍的限值，測量壓力與該公差范圍的偏差被解釋為關(guān)于計量裝置的填充的異常。
[0012]從而，在不需要計量裝置對所述體積的在先壓力校準(zhǔn)的情況下，不管待配量液體的期望體積是什么該方法都適合于檢測異常。然而，該方法具有僅在與填充設(shè)備的致動的真空增加階段起作用的缺點，該方法在隨后的真空松弛階段或松弛階段中不運行。此外，該方法不適合于檢測可能源于例如不足夠的填充設(shè)備速度導(dǎo)致的壓力變化曲線的逐漸轉(zhuǎn)變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明適用于改正這些缺陷。
[0014]從而本發(fā)明的一個目的是提供用于檢測在利用待配量液體填充液體計量裝置期間的異常的方法，在不需要利用待配量液體的所述任何體積進一步進行在先壓力校準(zhǔn)的情況下，所述方法適合于測量利用任何體積的待配量液體填充液體計量裝置期間的異常，該方法至少在對應(yīng)于致動填充設(shè)備的真空增加階段之后的松弛階段期間是有效的。
[0015]本發(fā)明的另一個目的是提供用于檢測在利用待配量液體填充液體計量裝置期間的異常的方法，所述方法適合于利用少量在先壓力校準(zhǔn)步驟來檢測大量體積的待配量液體的異常，該方法至少在與該填充設(shè)備的致動相對應(yīng)的真空增加階段之后的松弛階段期間是有效的。
[0016]為此目的，本發(fā)明涉及一種用于檢測在利用待配量液體填充液體計量裝置期間的異常的方法，所述裝置包括:
[0017]至少一個吸入構(gòu)件，其適用于接觸待配量液體并且在計量裝置的填充期間容納待配量液體；
[0018]至少一個填充設(shè)備，其被配置為以自動化方式填充吸入構(gòu)件，填充設(shè)備包括與吸入構(gòu)件連通的至少一個區(qū)域，所述區(qū)域容納氣體；和
[0019]至少一個壓力監(jiān)測設(shè)備，其被配置為測量填充設(shè)備的區(qū)域中的壓力或者容納有氣體的吸入構(gòu)件的區(qū)域中的壓力，
[0020]該檢測方法包括以下步驟:
[0021]a)執(zhí)行計量裝置的填充的在先壓力校準(zhǔn)，利用至少兩個參考體積執(zhí)行壓力校準(zhǔn)以便確定至少兩個體積的每一個的參考填充曲線；
[0022]b)定義待配量液體的期望體積；
[0023]c)計算期望體積的具有上限和下限的公差范圍，基于參考填充曲線計算公差范圍的上限和下限；
[0024]d)在時間dt期間持續(xù)將待配量液體填充到吸入構(gòu)件；
[0025]e)使用壓力監(jiān)測設(shè)備測量壓力；
[0026]f)檢查壓力是否在公差范圍內(nèi)并且如果壓力在公差范圍內(nèi)，則返回步驟d)直至達到與待配量液體的期望體積相對應(yīng)的填充時間為止；
[0027]g)如果壓力在所述公差范圍之外，則報告已檢測異常。
[0028]該方法適合于利用具有少數(shù)參考體積(可選擇地等于二)的壓力校準(zhǔn)來檢測任何體積的待配量液體的異常。
[0029]在該方法中，步驟d)和e)還可以同樣是依次的、同時的或顛倒的。[0030]該方法進一步包括步驟h)和步驟i)，步驟h)包括在計量裝置的填充期間測量的壓力基礎(chǔ)上計算在吸入構(gòu)件中的待配量液體的體積，以及步驟i)包括如果待配量液體的期望體積和計算體積之間的差的絕對值地大于門限值，那么報告已檢測異常。
[0031]這些步驟能夠另外檢查已正確填充檢查計量裝置從而正確配量待配量液體。
[0032]步驟c)可以包括步驟c’)和步驟c’ ’)，步驟c’)包括在參考填充曲線基于計算出為期望體積計算的填充曲線，并且在步驟c’ ’ )期間公差范圍的上限和下限的計算包括用于分別對于上限和下限從計算填充曲線減去和向計算填充曲線增加壓力值ΛΡ的計算步驟。
[0033]術(shù)語“基于參考填充曲線來計算”同樣地指示為基于參考填充曲線本身來計算、基于這些參考填充曲線的特征值來計算或基于參考填充曲線和其一些特征值兩者來計算。
[0034]這些步驟c’)和c’ ’)適合于為待配量液體的期望體積計算最優(yōu)公差范圍，其中，在為所述期望體積計算的填充曲線和公差壓力值ΛP兩者基于計算該公差范圍。
[0035]步驟c)可以包括步驟c’ )和步驟c’ ’ ’)，步驟c’ )包括在參考填充曲線基于計算出為給定體積的計算填充曲線；并且在步驟c’ ’ ’)期間公差范圍的上限和所述下限的計算包括用于分別對于上限和下限通過時間值Λ t創(chuàng)建正時滯和負時滯的計算步驟。
[0036]這些步驟c’)和c’ ’ ’)適合于為待配量液體的期望體積獲得最優(yōu)公差范圍，其中，在為所述期望體積計算的填充曲線和時間值A(chǔ)t的時滯兩者基于計算該公差范圍。
[0037]步驟a)可以包括步驟a’)和步驟a’ ’ )，步驟a’)包括在利用參考體積的液體來填充吸入構(gòu)件期間記錄使用壓力監(jiān)測設(shè)備所測量的壓力值；以及步驟a’ ’ )包括確定對應(yīng)于在步驟a’ )中獲得的壓力曲線的填充曲線，步驟a’ ’)還選擇地包括確定對應(yīng)于所述壓力曲線的特征值，對每一個參考體積執(zhí)行步驟a’)和a’ ’)。
[0038]這些步驟適合于為每個參考體積確定特征值，從而對公差范圍計算來說促進了參考曲線的處理。
[0039]在步驟a’ ’ )期間確定的壓力曲線的特征值可以包括在這樣一種群組中選擇的至少一個特征值，該群組包括:
[0040]最大真空壓力值Pniax,其對應(yīng)于在填充期間達到的最大真空壓力值；
[0041]最大真空壓力時間t_，其對應(yīng)于達到最大真空壓力的時間；
[0042]殘余真空壓力Pa，其對應(yīng)于填充計量裝置之后的殘余真空壓力；和
[0043]特征時間τ，其表示已達到真空壓力Pmax之后真空壓力的下降率。
[0044]對每個參考體積來說，這些特征值適用于壓力變化曲線的最佳特征描述。這些值還可以適合于在為待配量液體的期望體積計算時為待配量液體的所述期望體積確定理論填充曲線。
[0045]步驟c’)可以包括用于在至少兩個參考體積的至少兩個參考體積填充曲線和/或壓力曲線的特征值基于，在期望體積處線性地內(nèi)插填充曲線和/或填充曲線的特征值的步驟。
[0046]在期望體積處的該填充曲線和/或在期望體積處的填充曲線的該特征值適合于計算所述體積的填充曲線，適合于定義和/或獲得在參考填充曲線和/或所述曲線的特征值基礎(chǔ)上計算的填充曲線，所述參考填充曲線大體上接近于基于期望體積處的參考曲線可以獲得的填充曲線。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，在步驟c’ ’)和c’ ’ ’)期間，使用以下方程式在計算填充曲線基于計算公差范圍的上限和下限:
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測在利用待配量液體來填充液體計量裝置期間的異常的方法，所述計量裝置包括: 至少一個吸入構(gòu)件，其適用于接觸所述待配量液體并且在所述計量裝置的填充期間容納所述待配量液體； 至少一個填充設(shè)備，其被配置為以自動化方式填充所述吸入構(gòu)件，所述填充設(shè)備包括與所述吸入構(gòu)件連通的至少一個區(qū)域(22a)，所述區(qū)域(22a)容納氣體；和 至少一個壓力監(jiān)測設(shè)備，其被配置為測量所述填充設(shè)備的所述區(qū)域(22a)中的壓力或者容納有氣體的所述吸入構(gòu)件的區(qū)域中的壓力， 所述檢測方法包括以下步驟: a)執(zhí)行所述計量裝置的所述填充的在先壓力校準(zhǔn)，利用至少兩個參考體積執(zhí)行所述壓力校準(zhǔn)以便確定所述至少兩個參考體積中的每一個的參考填充曲線； b)定義待配量液體的期望體積； c)計算所述期望體積的具有上限和下限的公差范圍，所述公差范圍的所述上限和所述下限是基于所述參考填充曲線計算的，； d)在時間dt期間利用所述待配量液體填充所述吸入構(gòu)件； e)使用所述壓力監(jiān)測設(shè)備測量所述壓力； f )檢查所述壓力是否在所述公差范圍內(nèi)，并且如果所述壓力在所述公差范圍內(nèi)，則返回步驟d)，直至達到與所述待配量液體的所述期望體積相對應(yīng)的填充時間為止； g)如果所述壓力在所述公差范圍之外，則報告已檢測異常。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括:步驟h)，其中，所述步驟h)包括基于在所述計量裝置的所述填充期間測量的所述壓力，計算所述吸入構(gòu)件中的待配量液體的所述體積；以及步驟i)，其中，所述步驟i)包括如果所述待配量液體的所述期望體積和所述計算體積之間的差的絕對值大于門限值，那么報告已檢測異常。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，步驟c)包括:步驟c’)，其中，所述步驟c’)包括基于所述參考填充曲線，計算出為所述期望體積計算的填充曲線；以及步驟c’’)，其中，在所述步驟C’ ’ )期間，所述公差范圍的所述上限和所述下限的所述計算包括用于分別對于所述上限和所述下限從所述計算填充曲線減去和向所述計算填充曲線增加壓力值ΛP的計算步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，步驟c)包括:步驟c’)，其中，所述步驟c’)包括基于所述參考填充曲線，計算用于所述給定體積的計算填充曲線；以及步驟c’ ’ ’)，其中，在所述步驟c’ ’ ’)期間，所述公差范圍的所述上限和所述下限期間的所述計算包括用于分別對于所述上限和所述下限通過時間值△ t創(chuàng)建正時滯和負時滯的計算步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中，步驟a)包括:步驟a’)，其中，所述步驟a’)包括在利用參考體積的液體填充所述吸入構(gòu)件期間記錄使用所述壓力監(jiān)測設(shè)備所測量的壓力值；以及步驟a’ ’)，其中，所述步驟a’ ’ )包括確定與在步驟a’ )中獲得的壓力曲線相對應(yīng)的所述填充曲線，所述步驟a’ ’)還選擇性地包括確定與所述壓力曲線相對應(yīng)的特征值，對每一個所述參考體積執(zhí)行所述步驟a’)和a’ ’)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，在步驟a’’ )期間確定的所述壓力曲線的所述特征值包括在這樣一種群組中選擇的至少一個特征值，其中，所述群組包括:最大真空壓力值Pniax，其對應(yīng)于在填充期間達到的最大真空壓力值； 最大真空壓力時間t_，其對應(yīng)于達到所述最大真空壓力的時間； 殘余真空壓力Pa，其對應(yīng)于在填充所述計量裝置之后的所述殘余真空壓力；和 特征時間τ，其表示已達到所述真空壓力Pmax之后所述真空壓力的下降率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6結(jié)合3或4所述的方法，其中，步驟c’)包括用于基于至少兩個參考體積的至少兩個參考體積填充曲線和/或壓力曲線特征值，在所述期望體積處線性地內(nèi)插所述填充曲線和/或所述填充曲線的特征值的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7所述的方法，其中，在步驟c’’)和c’ ’ ’)期間，使用以下方程式，基于步驟c’)處的所述計算填充曲線，計算所述公差范圍的所述上限和所述下限:
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其中，所述方法進一步包括在步驟c)和d)之間的步驟c*)，其中，所述步驟c*)包括在為所述期望體積所計算的時間tmax期間操作所述填充設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求7和9所述的方法，其中，所述參考填充曲線和所述計算填充曲線是在相應(yīng)的時間t_之后的壓力變化曲線。
11.根據(jù)權(quán)利要求7和9所述的方法，其中，所述參考填充曲線和所述計算填充曲線是
因子Pcot在時間tmax之后的變化曲線，所述因子Pcot (t)等于
12.根據(jù)權(quán)利要求7和9所述的方法，其中，所述參考填充曲線和所述計算填充曲線是因子P’ cor在時間tmax之后取決于時間變量的變化曲線，所述因子P’ cor(tcor)等于
13.根據(jù)權(quán)利要求7和9所述的方法，其中，所述參考填充曲線和所述計算填充曲線是因子P’’ 在時間tmax之后取決于時間變量的變化曲線，所述因子P’’ (t_)等于
14.一種液體計量裝置，其特征在于，適合于實施根據(jù)權(quán)利要求1至13中的任一項所述的方法，所述計量裝置包括: 至少一個吸入構(gòu)件，其適用于接觸所述待配量液體并且在所述計量裝置的所述填充期間容納所述待配量液體；至少一個填充設(shè)備，其被配置為以自動化方式填充所述吸入構(gòu)件，所述填充設(shè)備包括與所述吸入構(gòu)件連通的至少一個區(qū)域(22a)，所述區(qū)域(22a)容納氣體； 至少一個壓力監(jiān)測設(shè)備，其被配置為記錄所述填充設(shè)備的所述區(qū)域(22a)中的壓力或者容納有氣體的所述吸入構(gòu)件的區(qū)域中的壓力； 警告設(shè)備，其適合于報告異常的出現(xiàn)； 控制和計算設(shè)備，其被配置為控制所述填充設(shè)備和至少一個壓力監(jiān)測設(shè)備，所述控制和計算設(shè)備適合于:利用至少兩個參考體積執(zhí)行所述計量裝置的所述填充的壓力校準(zhǔn)，并且定義所述至少兩個體積中的每一個的參考曲線，基于所述參考曲線計算所述期望體積的公差范圍的上限和下限；并且檢查所述壓力在填充期間是否保持在所述公差范圍中；所述控制和計算設(shè)備進一步被配置為與所述警告設(shè)備通信。
15.根據(jù)權(quán)利 要求14所述的計量裝置，其中，所述計量裝置還實施用于檢測關(guān)于所述待配量液體時的釋放的異常的方法。
【文檔編號】G01F11/02GK103619480SQ201280032096
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月28日
【發(fā)明者】弗雷德里克·米勒 申請人:吉爾松有限合伙公司