-
Beschreibung
-
Die Erfindung betrifft eine Probenverteilungsvorrichtung der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Art.
-
Bei automatierten Analysegeräten besteht das Problem, die für die
Analyse zusammenzuführenden Substanzen derart innig zu durchmischen, daß für das
Durchführen der Probe ein homogenes Gemisch zur Verfügung steht. Die Verhältnisse
sind meist noch dadurch erschwert, daß kleine Mengen von Substanzen miteinander
vermischt werden sollen ober aber verhältnismäßig kleine Mengen in verhältnismäßig
großen Volumina gleichmäßig verteilt werden sollen. Als zusätzliches Hindernis kommt
hinzu, daß das flüssige Substanzgemisch aus dem Gefäß, in dem die Vermischung erfolgte,
zur Durchführung der Analyse oder des Tests möglichst rückstandsfrei entfernt werden
muß, um das zur Verfügung stehende Volumen möglichst vollständig als Probe nutzen
zu können.
-
Der im Anspruch 1 der angegebenen Erfindung liegt damit die Aufgabe
zugrunde, eine Anordnung anzugeben, welche eine zuverlässige Durchmischung von Substanzen,
von denen mindestens ein Partner flüssig ist, wobei die Durchmischung in einem Gefäß
erfolgen soll, aus dem das gemischte Volumen möglichst rückstandsfrei durch Absaugen
entfernbar ist.
-
Bei dieser Lösung ist besonders vorteilhaft, daß sie in ein Gerät
einbezogen werden kann, bei der eine fortlaufen-
de automatsierte
Untersuchung von Proben erfolgt, ohne daß zusätzliche Maßnahmen - wie Rührgeräte
oder dergleichen -erforderlich sind. Derartige Rührer würden - als Einmalartikel
ausgeführt - zur Erhöhung der Kosten pro zu analysierende Probe beitragen, während
eine wiederverwendbare Rührvorrichtung bei Benutzung für aufeinanderfolgende Proben
zur Verunreinigung und damit zur Verschleppung von Probensubstanz führen kann.
-
Bei vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung erfolgt die Zugabe
der kleinen Substanzmenge vor der größeren, mit der sie vermischt werden soll, wobei
die Probensubstanz beim Zuführen bevorzugt auf den oberen Bereich der abgeschrägten
Boden- oder Leitfläche gerichtet ist, so daß die nachfolgende Substanz mit größerem
Volumen die kleine Substanzmenge "abwäscht" und beim Einströmen des Volumens in
sich aufnimmt. Diese Ausbildung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn durch Zugabe
der zweiten oder weiteren Substanz eine Reaktion gestartet werden soll, deren Zeitablauf
für die weitere Auswertung von Bedeutung ist.
-
Auf diese Weise wird nämlich erreicht, daß der Beginn der Reaktion
durch diesen Mischungsvorgang bestimmbar ist, weil nämlich die Durchmischung in
einem verhältnismäßig kurzen Zeitraum erfolgt.
-
Die erfindungsgemäße Anordnung findet insbesondere vorteilhaft in
einem Gerät Anwendung, das eine Inkubationszeit in der Weise ermöglicht, daß die
vermischten Substanzen auf einem Träger für die Probengefäße nacheinander einen
gemeinsamen Weg durchlaufen, wobei dieser Weg insbesondere kreisförmig ist und die
abgeschrägte Fläche den
maximalen Höhenunterschied in radialer Richtung
aufweist, so daß das Zuführen von Substanz und das Absaugen mit Armen oder Geräten
erfolgen, welche auf einer oder mehreren Kreisbahnen angeordnet sind, die einen
gemeinsamen Mittelpunkt mit der Kreisbahn der-Gefäßebewegung aufweisen. Auf diese
Weise wird erreicht, daß eine Verstellung der Inkubationszeit bzw. der Punkte zu
denen eine Substanzbeimengung oder Entnahme auf dem Weg der Gefäße erfolgt durch
ein einfaches Verschwenken der die Zuführung oder Entnahmeröhrchen aufweisenden
Trägerarme vorgenommen werden kann.
-
Wenn die Probengefäße zur einmaligen Verwendung vorgesehen sind, so
ist es günstig, diese mit einer von einer Kanüle durchstechbaren Kunststoffolie
zu versehen, wobei die verschiedenen Durchstoßpunkte bei unterschiedlichen Kanülen
räumlich voneinander entfernt angeordnet sind, um eine getrennte Reinigungswirkung
für jede einzelne Kanüle zu erzielen.
-
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend
anhand eines Analysensystems beschrieben, in das die erfindungsgemäße Lösung integriert
ist. Dieses System enthält mit seinen Einzelheiten gleichzeitig eine Anzahl bevorzugter
Weiterbildungen der Erfindung, welche geeignet sind, die die Erfindung ausmachenden
Maßnahmen zu fördern. Es wird insoweit auf die gleichzeitig eingereichten Patentanmeldungen
der selben Anmelderin bezug genommen. Günstige Ausbildungen det Erfindung sind auch
in den Unteransprüchen dargestellt. Es zeigen:
Figur 1 eine Gesamtansicht
der Probenverteileranordnung, Figur la eine Einzelheit des Probenverteilertellers
mit eingesetzten Trägersegmenten für die Probengefäße, Figur Ib ein einzelnes Probengefäß,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel des Analysatorteils neben dem (nur teilweise wiedergegebenen)
Probenverteiler, Figur 2a den Transferarm als Einzelheit -des Analysatorteils nach
Figur 2 mit einem zur Aufnahme mehrerer Teilproben ausgebildeten Inkubatorgefäß,
Figur 3 eine Prinzipdarstellung des Steuerteils für Probenverteiler- und Analysatorteil
sowie Figur 3a eine Einzelheit der Darstellung gemäß Figur 3.
-
In Figur 1 ist in perspektivischer Darstellung ein Probenverteiler
100 wiedergegeben, welcher auf einem runden scheibenförmigen Teller 101 eine Anzahl
von Trägern 102 für Probengefäße 103 aufweist, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit
in der Figur lediglich ein Trägerelement wiedergegeben ist. Eine nähere Beschreibung
der Trägerelemente und Probengefäße wird weiter unten vorgenommen.
-
Der Antrieb des Tellers 101 erfolgt durch einen in dieser Figur nicht
dargestellten Antriebsmotor. Die Beschreibung des Antriebs erfolgt gleichfalls weiter
unten anhand einer separaten Prinzipdarstellung.
-
Der Probenverteiler 100 ist dergestalt aufgebaut, daß die Bedienungs-,
Anzeige- und Ausgabeelemente sich im hinteren Bereich befinden, wo sie durch Schrägstellung
bzw. erhabene Anordnung gut ablesbar und erreichbar sind - die Handhabungen zum
Einsetzen und Entnehmen der Probengefäße bzw.
-
zum Entnehmen der Proben aber nicht behindern.
-
Im einzelnen sind vorgesehen ein Netzschalter 104, verschiedene Steuertasten
105, ein Anzeigefeld 106 sowie ein Drucker 107 als Ausgabeteil für Analysenergebnisse
und Protokolle. Während die Tasten 105 im wesentlichen zum Inbetriebsetzen und zum
Starten des nächsten Verfahrensschrittes nach zwischenzeitlizh erforderlichen manuellen
Handhabungen dienen, werden die für die Probenverteilung (und ggf. auch die für
Analysenvorgänge) notwendigen Daten über Markierungskarten (oder ähnliche Datenträger)
eingegeben, wofür eine Eingabeöffnung 108 vorgesehen ist. In dem Gehäuse des Probenverteilers
sind auch die für die Steuerung eines daran anschließbaren Analysatorteils enthalten,
dessen Funktion gleichfalls über die vorgenannten Eingabeelemente steuer- und kontrollierbar
ist. Der Probenverteiler 100 weist eine Abdeckung 109 auf, welche im geöffneten
Zustand den Zugriff zu einem größeren Teil des Tellers 101 zuläßt, so daß die Trägerelemente
102 mitsamt den darin enthaltenen Probengefäßen leicht in die entsprechenden Positionen
einsetzbar sind. Die Abdeckung 109 ist transparent gestaltet, so daß der Betriebsablauf
und die Tellerbewegungen jederzeit kontrolliert werden können.
-
Der Teller 101 hat Raum für bis zu zehn Trägerelementen mit je zehn
Probengefäßen. Er ist so ausgebildet, daß die Probengefäße über seinen Rand hinausragen,
so daß die Bauhöhe des Tellers mit den Gefäßen ein Minimum ist.
-
Die Anordnung der Trägerelemente 102 auf den Teller 101 wird ebenfalls
anhand einer separaten Figur noch näher beschrieben werden Von besonderer Bedeutung
bei dem erfindungsgemäßen Probenverteiler ist die Tatsache, daß eine Beschickungs-
unb Entnahmeöffnung 110 im unmittelbaren Bereich der Frontseite angeordnet ist,
wobei der hier befindliche Teil der Außenwandung des den Teller 101 aufnehmenden
Teils sich geringfügig über die Frontfläche des Gerätes in erhabener Form hinauserstreckt.
Damit ist einerseits der Vorteil verbunden, daß die Beschickungs- und Entnahmeöffnung
110 besonders leicht erreichbar ist. Weiterhin gestattet es diese Gestaltung auch,
den Durchmesser des Tellers für die Trägerelemente derart zu vergrößern, daß eine
maximale Zahl von Trägerelementen darauf angeordnet werden kann.
-
Die öffnung 110 ist derart im Querschnitt hantelförmig gestaltet,
daß ein Probengefäß mit zwei Fingern an seinem oberen Rand ergreifbar ist und in
die entsprechende Position des Trägerelementes eingefügt werden kann. Seitliche
Begrenzungsstege 111 und 112, deren Breite auf die Querabmessung der Probengefäße
103 abgestimmt ist, stellen sicher, daß beim Einsetzen lediglich diejenige Öffnung
des Trägerelementes 102 zum Einsetzen eines Probeelementes erreichbar ist, für welches
eine parallele Dateneingabe zu einer Gruppe von dieser Position des Tellers zugeordneten
Speicherplätzen eines Eingabespeichers freigegeben ist.
-
Die Begrenzungsflächen der Stege 111 und 112 bilden dabei einer Verengung,
wohingegen die zur Frontseite und in Richtung der Tellermitte 101 vorgesehenen Aussparungen
erweitert
ausgebildet sind, so daß für Daumen und Zeigefinger der Bedienungsperson der erforderliche
Spielraum verbleibt, um die Position des betreffenden Probengefäßes zu ertasten
und dieses sicher zu ergreifen. Die Öffnung 110 gestattet weiterhin den Zugriff
zu dem im Bereich der Öffnung befindlichen Probengefäß mittels einer Pipette zum
manuellen Entnehmen von Probensubstanz.
-
Um einen vorgegebenen Winkel (entsprechend einem Vielfachen der sich
durch die Verteilung der Probengefäße auf dem Tellerumfang ergebenden Teilung) versetzt
angeordnet ist eine weitere Öffnung 113 mit vorzugsweise Kreisquerschnitt, die einen
ausschließlich mechanischen Zugriff erlaubt. Die öffnung 113 in der Nähe einer Seitenwand
des Gehäuses des Probenverteiler angeordnet, so daß ein entsprechender Analysatorteil,
der zur Entnahme von Probenflüssigkeit in diese Öffnung eingreift und dem Gehäuse
des Probenverteilers (100) seitlich benachbart angeordnet ist, mittels eines Schwenkarms
geringer Länge eine hohlnadelartige Kanüle zu Entnahmezwecken in die Öffnung 113
einführen kann.
-
In Figur la ist ein Teil des Probenverteilers 101 mit einem segmentförmigen
Trägerelement 102 und einer Anzahl von Probengefäßen 103 vergrößert wiedergegeben.
Das Element 102 weist zehn Öffnungen 114 auf, welche rechteckig ausgebildet und
an den Querschnitt der Probengefäße 103 angepaßt sind. Das Trägerelement 102 hat
eine Auflagefläche 115, die horizontal auf dem Teller 101 aufliegt. Zwischen verschiedenen
benachbarten Aufnahmeöffnungen 114 sind Stege 116 vorgesehen, die sich in senkrechter
Rich-
tung bis über den Bodenteil der Gefäße 116 hinaus erstrecken
und eine gerade Standfläche aufweisen. Damit kann jedes die Probengefäße enthaltende
Trägerelement 102 geschlossen vom Teller 101 entfernt werden bei längeren Arbeitsunterbrechungen
außerhalb des Tellers abgestellt werden. Das Trägerelement 102 weist eine Gewichtsverteilung
auf, welche es auch ohne Probengefäße standsicher macht.
-
Um nach dem Zurückführen der Trägerelemente auf den Teller im Probenverteiler
ihre ordnungsgemäße Position sicher zur stellen, welche der Programmsteuerung und
der gespeicherten Probenzuordnung entspricht, sind in dem Auflagebereich 115 öffnungen
117 vorgesehen, welche die Aufnahme von Codierungselementen 118 gestatten. Die Codierungselemente
bilden Stifte, die in die Öffnungen 117 einfügbar sind und deren Stiftende sich
durch die Öffnung 117 hindurch erstreckt und bei korrekter Zuordnung der Position
des Trägerelementes auf dem Teller 101 in eine entsprechende Codierungsöffnung 119
eingreift. Die Codierungsöffnungen 119 befinden sich jeweils in unterschiedlichen
Positionen, so daß eine eindeutige Zuordnung der die Codierungsstifte 118 entsprechend
angeordnet enthaltenden Trägerelemente möglich ist.
-
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zehn Codierungspositionen
für den Stift 118 vorgesehen, wobei die entsprechend numerierten Bohrungen 117 mit
den Ziffern 1 bis 10 bezeichnet sind, welche gleichzeitig die entsprechende Zahl
der Aufnahmeöffnungen 114 für die Probengefäße 103 kennzeichnen. Damit läßt sich
die Position des jewei-
ligen Probengefäßes innerhalb der Gesamtmenge
der Probengefäße ohne besonderes Nachdenken erkennen. Während die durch den Codierungsstift
gekennzeichnete Position die Zehnerdezimalstelle bezeichnet, bildet die Position
des Probengefäßes innerhalb des Trägerelementes die Einerdezimalstelle. Das mit
der Bezugsziffer 103 versehene Probengefäß in Figur la hätte damit die Position
"31".
-
Die Arretierung der Trägerelemente 102 aus Kunststoff auf dem Teller
101 erfolgt mittels hohler und geschlitzter Zentriersäulen 120, welche an die Trägerelemente
102 angespritzt sind. Sie greifen über mit dem Teller verbundene federnde Lagerklemmelemente
121. Die Klemmelemente tragen in ihrem unteren Bereich eine Nase 122, die im ausgefahrenen
Zustand der Klemmelemente 121 in eine entsprechende Aussparung (in Figur la nicht
dargestellt) eingreifen. Die Klemmelemente 121 sind in einer Nut der in einem Pfosten
123a derart geführt, daß sie durch eine von außen aufgebrachte Druckkraft gegen
die Wirkung einer inneren Druckfeder in den Pfosten 123a hineinbewegbar sind.
-
Soll der auf den Pfosten 123a aufgeschobene Träger 102, aus seiner
Position entfernt werden, so braucht das Klemmelement 121 lediglich in seinem Griffbereich
123 niedergedrückt zu werden, um die Nase 122 auszurasten und das Trägerelement
102 freizugeben. Diese Manipulation läßt sich ohne weiteres mit einer Hand ausführen,
d.h. während das Trägerelement 102 mit einigen Fingern ergriffen wird, drückt ein
weiterer Finger oder der Daumen das Element 123 nieder, wenn das Trägerelement 102
nach oben abgehoben wird. Ein Entfernen und Einfügen der einzelnen Trägerele-
mente
mit den Probengefäßen ist damit ohne besondere Schwierigkeiten schnell und sicher
möglich. Die Position der Säulenträger 120 stellt gleichzeitig die Bezugsposition
der Trägerelemente in Bezug auf die Codierungsöffnungen 119 sicher.
-
In Figur Ib ist ein einzelnes Probegefäß 103 vergrößert wiedergegeben.
Das Probengefäß hat einen rechteckigen Querschnitt und weist in seinem oberen Teil
einen erweiterten Randbereich auf, der an den einander gegenüberliegenden Schmalseiten
mit Profilierungen 124 und 125 versehen ist. Diese Profilierungen sind korreliert
zur Gestaltung der Öffnung 110 (in Figur 1) angeordnet. Sie bilden diejenigen Bereiche,
in denen das Probengefäß 103 ergriffen wird, wenn es durch die Aussparung 110 hindurch
in den Probenverteiler 100 eingesetzt wird. Nur wenn es in diesen Bereichen von
Daumen und Zeigefinger gehalten ist, läßt es sich in seiner korrekten Position in
eine Öffnung 114 des Trägerelementes einsetzen. Die Abmessungen des Probengefäßes
103 sind derart gewählt, daß es in übliche Reagenzglasständer nicht einsetzbar ist
und nicht in der Lage ist, auf einer ebenen Unterlage selbständig zu stehen.
-
Dazu ist die Bodenfläche 126 in einer Ebene mit einem V-förmig verrundetern
Querschnitt versehen, während in der senkrecht dazu gerichteten Schnittebene, die
die Schmalseite des Gefäßes umfaßt, eine in etwa halbkreisförmige Verrundung vorgesehen
ist. Damit wird gleichzeitig erreicht, daß eine Pipette zur Entnahme der in dem
Gefäß befindlichen Probensubstanz in der Lage ist, auch geringfügige Reste, die
sich im tiefsten Punkt des V-förmigen Bereiches sammeln, zu entnehmen.
-
Aussparungen 127 und 128, welche die Form von Kreissegmenten aufweisen,
dienen zur Zentrierung einer Pipette, welche eine kegelförmige Erweiterung zwischen
seinem in das Gefäß eindringenden verengten Bereich und dem das Probenvolumen aufnehmenden
zylindrischen Teil enthält, und gestatten ihr ein tiefes Eindringen in das Gefäß
103. Sie bilden gleichzeitig eine zweckmäßige Auflage für ein rundes Gefäß zum Dekantieren.
-
In Figur 2 ist ein Analysatorteil 200 dargestellt, der dem Probenverteiler
100 gemäß Figur 1 benachbart aufgestellt ist. Der Probenverteiler ist in dieser
Figur nur zum Teil wiedergegeben.
-
Es ist ersichtlich, daß Probenverteiler 100 und der Analysatorteil
200 modulartig aufeinander abgestimmt sind, wobei mittels eines Transferarmes 201
in die Entnahmeöffnung 113 für mechanische Entnahme des Probenverteilers 100 eingegriffen
und eine Überführung der Probensubstanz in ebenfalls kreisförmig auf einem Teller
202 angeordnete Inkubationsgefäße 203 erfolgen kann. Der Inkubatorteller 202 weist
einen geringeren Durchmesser auf als der entsprechende Teller des Probenverteilers,
da die Inkubatorgefäße schmaler gehalten sind, zumal die jeweils zu entnehmende
Probenteilmenge in der Regel ein geringeres Volumen aufweist als die Gesamtmenge
der Probe. Die Inkubationsgefäße ragen über den Rand des Tellers 202 hinaus und
tauchen in ein Wasserbad zwecks Temperierung ein.
-
Bevorzugt wird eine dem Analysator mittels Schwenkarm zugeführte Teilprobe
vor dem Ausstoßen in ein Teilproben-
gefäß mit einer großen thermisch
wirksamen Oberfläche des Temperaturbades in einem Wärmeaustauscher ausgesetzt, so
daß eine schnelle Temperaturangleichung der Teilprobe erfolgt. Der Analysatorteil
ist damit unmittelbar einsatzbereit.
-
Der Transferarm 201 trägt an seinem Ende eine hohlnadelförmige Kanüle
204, welche durch die Öffnung eines Absaugarms 205 geführt wird, der zur Verringerung
des Verschleppungsfehlers eine äußere Reinigung der Kanüle 204 bewirkt. Die Arme
201 und 205 werden jeweils gleichsinnig bewegt, wobei nach jeder Schwenkbewegung
und dem überführen einer Teilprobe ein Weiterrücken des Inkubatortellers 202 um
eine Position erfolgt, während der Teller des Probenverteilers dasjenige Probengefäß,
welches die nächste Probe enthält, für die der betreffende Test durchzuführen ist,
enthält in den Bereich der Öffnung 113 transportiert.
-
Die Probenentnahme erfolgt durch die Einwirkung eines Kolbendosierers
206, welcher die Dilutoreinheit bildet. Nachdem ein Teil der Probenflüssigkeit angesaugt
wurde, wird eine vorgegebene Menge einer ersten Reagenz aus einem Gefäß 207 angesaugt
und (durch eine entsprechende Position von nicht dargestellten Steuerventilen) über
die Schlauchverbindung 209 und die Hohlnadel 204 zusammen mit der Teilprobe in dasselbe
Inkubatorgefäß ausgestoßen. Durch das nachfolgende Ausstoßen der Reagenz werden
die Transportwege für die Probe gereinigt (wobei das Ansaugen der Probenflüssigkeit
nur bis in den Schlauchbereich und nicht bis in den Dosierer erfolgte), so daß auch
durch diese Maßnahme der VerschleppungsTehler klein gehalten
wird.
Der Kolbendosierer 296 bildet eine handelsübliche Einheit, welche die erforderlichen
Dosierungen mit großer Präzision auszuführen in der Lage ist.
-
Im Zentrum des Inkubatortellers 202 ist eine Trägeranordnung 210 vorgesehen,
die mit zwei radialen Tragarmen 211 und 212 verbunden ist, die in verschiedenen
relativen Winkelpositionen einstellbar sind. Ein in dem Trägerelement 210 vorgesehener
Positionsgeber erfaßt die relative Winielposition der Arme 211 und 212 und wandelt
diese in ein elektrisches Kennungssignal um. Eine Skala ermöglicht eine reproduzierbare
Einstellung.
-
Noch bevor der Transferarm im Drehsinn (gegen die Uhrzeigerrichtung)
des Tellers 202 zuerst von den Teilprobengefäßen erreicht wird (Arm 211) wird mittels
eines zweiten Kolbendosierers 213 (Dispenser) aus einem weiteren Behälter 214 eine
Reagenz in kleiner Menge eingespritzt, welche nach dem Zusetzen der Teilprobe beispielsweise
als Startreagenz für die Inkubationsphase dient. Der Reagenzientransport erfolgt
dabei durch Schlauchverbindungen 215 und 216.
-
Der Vorschub des Inkubatortellers um jeweils die Breite eines Inkubatorgefäßes
wird durch eine feste Taktsteuerung kontrolliert, die sicherstellt, daß die Inkubatorgefäße
pro Zeiteinheit um einen vorgegebenen Betrag voranbewegt werden. Nach Ablauf der
Inkubationszeit (bezogen auf das Einfüllen der Teilprobe) erreicht das die betreffende
Teilprobe enthaltende Inkubatorgefäß eine an dem Tragarm 211 befindliche Kanüle
217, welche die Entnahme der
inkubierten Probe gestattet. Während
des Transports des Inkubatortellers 202 wird der Träger 210 mitsamt den Armen 211
und 212 vertikaler Richtung angehoben gehalten, während ein Absenken jeweils erfolgt,
wenn der Inkubatorteller in einer erreichten Zielposition verharrt.
-
Die Entnahme der nunmehr für den nachfolgenden Test vorbereiteten
Teilprobe erfolgt durch Absaugen mittels einer Kanüle 217 am Arm 212 und einer Schlauchverbindung
218 in den Photometerteil, welcher unter einer Abdeckung 219 im Gehäuse des Analysatorteils
200 angeordnet ist.
-
In Figur 2a ist der Transferarm 201 mit dem Reinigungsarm 205 in einer
Prinzipdarstellung detailliert wiedergegeben.
-
Der die Kanüle 204 tragende Teil des Transferarms 201 ist in Bezug
auf den Reinigungsarm 205 in vertikaler Richtung verschieblich. Die Antrieb hierfür
ist in der Zeichnung nicht näher dargestellt. Die Arme 201 und 205 sind gemeinsam
um die Vertikalachse verschwenkbar, wofür die Antriebsmittel ebenfalls nicht näher
dargestellt sind.
-
Der Reinigungsarm 205 enthält in seinem (geschnitten dargestellten)
Endbereich ein schwimmend gelagertes" Element 226 mit einer Durchlaßöffnung 227
für die Kanüle 204. Diese Durchlaßöffnung ist in Ihrem oberen Bereich 228 trichterförmig
erweitert, so daß die von oben her eingeführte Nadel sicher in den Öffnungsbereich
227 hineingelangt und dabei das Element 226 zentriert, das seinerseits in einer
mittels einer umlaufenden Kante 225 in einer entsprechenden ringförmigen Aussparung
224 höhenmäßig geführt ist.
-
Die Öffnung 227 steht mit einem Absaugkanal 229 in Ver-
bindung,
welcher an einen seitlichen Stutzen angeschlossen ist. Die Absaugöffnung ist wiederum
über eine flexible Schlauchleitung 230 an einen (nicht dargestellten) Unterdruckerzeuger
angeschlossen.
-
Während das Innere der Kanüle 204 zwischen dem überführen aufeinanderfolgender
Teilproben durch die zwischenzeitlich hindurchgeführte - für die Teilproben identische
- Reagenz derart gereinigt wird, daß eine Verschleppung von einer vorangehenden
Probe zu einer nachfolgenden praktisch ausgeschlossen ist, besteht die Gefahr, daß
Reste einer Teilprobe der Nadelspitze von außen anhaften. Um auch hier eine weitgehende
Reinigung zu ermöglichen, wird nach dem Ausstoßen der Teilprobe in ein Inkubationsgefäß
203 der Arm 201 so weit angehoben, daß das Ende der Kanüle 204 gerade noch nicht
die Öffnung 227 passiert. Hiermit wird erreicht, daß nicht durch den in der Nähe
des Absaugkanals 229 herrschenden Unterdruck Probensubstanz aus der Kanüle 204 herausgezogen
wird, welche die Öffnung 227 verunreinigen würde. Durch den auf den Kanülenaußendurchmesser
abgestimmten Innendurchmesser der öffnung 227 und den im verbleibenden Hohlraum
bestehenden Unterdruck wird erreicht, daß an der Nadel anhaftende Probenreste sicher
entfernt werden.
-
Eine zusätzliche Reinigungswirkung des Kanülenäußeren wird noch dadurch
erzielt, daß das Inkubatorgefäß 203 im Bereich seiner Öffnung mit einer Folie 231
verschlossen ist, die vor dem Einfüllen der Teilprobe von der Spitze der Kanüle
204 durchstochen werden muß. Die sich beim Durchstich an die Kanüle anschmiegende
Folie verhindert, daß die
außen anhaftend verbleibenden Reste in
das Inkubatorgefäß gelangen, weil sie an der Kanüle 204 entlang in einen Bereich
nach oben geschoben werden, der nicht mit Proben in Verbindung kommt, der aber noch
von der Reinigungswirkung der Absaugöffnung des Reinigungsarms 205 erfaßt wird.
Diese Restebefreiung durch die Abstreifwirkung der Folie 231 dient vornehmlich der
Reinigung vor dem nachfolgenden Eintauchen der Kanüle 204 in ein Probengefäß. Ein
Eintauchen der Kanüle in die Flüssigkeit ist ersichtlicherweise nur beim Entnehmen
von Probenflüssigkeit erforderlich, während das Ausstoßen der Teilprobe in das Teilprobengefäß
203 aus einer derartigen Höhe erfolgt, die sicherstellt, daß das Ende der Kanüle
204 nicht mit dem Flüssigkeitsspiegel in Kontakt kommt.
-
Das Teilprobengefäß 203 ist als Einmalartikel ausgebildet, weil aus
Kostengründen jeweils eine Anzahl von Teilprobengefäßen 231 zu einem gemeinsamen
Spritzteil verbunden ist.
-
Die Befestigung auf dem Inkubatorteller 202 erfolgt entsprechend der
Befestigung des Trägers 102 für die Probengefäße auf dem Teller 109 des Probenverteilers
100. Eine Codierung der einzelnen Positionen ist hierbei jedoch entbehrlich. Der
zylinderförmige Bereich 234, welcher einen vertikalen Schlitz aufweist, dient als
Zugriffsbereich bei manueller Handhabung, wobei das durch den Schlitz 235 hindurchtretende
Verriegelungselement auf dem Teller 20 2 entsprechend nahezu zwangsläufig mit dem
Daumen betätigt wird, wenn das Inkubatorgefäß 203 zur Entnahme mit den Fingern im
Zylinderbereich 234 ergriffen wird. Der Boden der einzelnen Gefäßteile 232 weist
eine Abschrägung 236 auf, welche einerseits zum Erzeugen eines "tiefsten Be-
reichs"
mit kleinem Querschnitt dient, der beim Entnehmen mittels Pipette das Entnehmen
bis auf ein verhältnismäßig kleines Restvolumen sicherstellt. Die auf diese Weise
erzeugte abgeschrägte Fläche auf den Boden der Behälter bildet eine in Bezug auf
die Einströmrichtung schräg gestellte Prallfläche, welche eine optimale Durchmischung
der Teilproben mit den Reagenzien garantiert. Die abgeschrägte Fläche 236 wirkt
auch in dem Fall in Richtung auf eine gute Durchmischung der Flüssigkeiten, wenn
der Flüssigkeitspegel bereits einen Bereich dieser Fläche erreicht hat.
-
Bevorzugt befinden sich die Eingriffspunkte der Kanülen für Entnahme
und Einfüllen auf unterschiedliche Radien, wie es durch die strichpunktierten Linien
237 (Einfüllen) und 238 (Entnehmen) angedeutet ist. Die beim Einströmen auf die
geneigte Fläche auftretende Turbulenz bewirkt ein inniges Vermischen der Teilprobenmenge
mit der gemeinsam damit eingefüllten Reagenz. Die - wie weiter oben beschrieben
- vorher erfolgte Abgabe einer weiteren Reagenz in kleiner Menge wurde bevorzugt
auf einem dritten Radius (strichpunktierte Linie 239). Dieser Radius ist mindestens
geringfügig gegenüber dem inneren 237 nach außen versetzt, damit die kleine Flüssigkeitsmenge
von der nachfolgenden größeren sicher erfaßt und mit ihr durchmischt wird. Unterschiedliche
Radien werden auch deshalb gewählt, damit bei mit Folie verschlossenen Inkubationsbehältern,
die Einstichpunkte von einander entfernt liegen und somit eine Reinigung der Kanülen
beim Einstich ohne gegenseitige Beeinträchtigung erfolgt.
-
In Figur 2a ist im oberen Bereich ein Wärmetauscher 250 schematisch
wiedergegeben, welcher bewirkt, daß die einen an die Kanüle 204 angeschlossenen
Schlauch 251 passierende Teilprobenmenge einem Flüssigkeitsvolumen 253, welches
dem zur Thermostatisierung des Inkubatortellers 202 dienenden Wasserbad entstammt,
eine kurzfristige Temperaturangleichung vor dem Ausstoßen der Teilprobe (und dem
zugemischten Reagenz) bewirkt wird, so daß die Analyse ohne Verzögerung begonnen
werden kann.
-
In Figur 3 ist die Steuerschaltung für den Probenverteiler schematisch
dargestellt. Die wiedergegebenen Logikelemente sollen lediglich die prinzipielle
Funktion andeuten, wobei zur Realisierung mit handelsüblichen Bauelementen eine
Reihe von zusätzlichen Bauelementen erforderlich ist, welche Steuer- und Taktfunktionen
ausführen, die bei dieser prinzipiellen Darstellung außer Betracht gelassen werden.
-
Bei einer Realisierung mittels Mikroprozessor bilden die Speicher
und Zähler Teile des zugehörigen RAMs, wobei die wiedergegebenen Logikelemente durch
einen entsprechenden seriellen Programmablauf ersetzt sind, bei dem die erforderlichen
logischen Entscheidungen nacheinander getroffen und in Abhängigkeit von den vorgefundenen
Bedingungen ausgewertet werden.
-
Die dargestellten Verbindungen arbeiten mit positiver Logik, d.h.
Eingabemittel lösen positive Signale aus, welche bei ihrem Vorhandensein die betreffenden
Schaltelemente aktivieren. Bei bistabilen Schaltelementen wird lediglich die Signalvorderflanke
ausgewertet.
-
Einbezogen in die Darstellung ist die Steuerung des Analysatorteils
200, welcher jedoch nicht in Einzelheiten dargestellt ist. Die Steuerung des Analysatorteils
beschränkt sich darauf, die für einzelne Analyse anzugebenden Parameter (Filter,
Inkubationszeiten, Reagenzien, Mengen, Badtemperatur, etc.) anzugeben, woraufhin
dort die entsprechenden Einstellungen vorgenommen werden. Von Bedeutung ist hier
lediglich die relative Verstellung von Dilutor-und Dispenserarm zur Festlegung der
Inkubationszeit sowie der sich daraus ergebende Takt für das überfüllten von Teilproben
vom Probenverteiler her.
-
Die Bedienung von Probenverteiler und Analysatorteil erfolgt über
Bedienungstasten 301 bis 303, mit denen jeweils eine von unterschiedlichen Betriebsfunktionen
auswählbar ist. Die übrige Dateneingabe und die Festlegung der Analysenparameter
erfolgt mittels Programmkarten in Form von Markierungskarten.
-
Auf eine Betätigung der Taste 301 hin wird damit der Betriebszustand
" "Probeneingabe" ausgelöst. über diese Taste wird unter der Voraussetzung, daß
gegenwärtig kein anderer Betriebszustand ausgeführt wird, über ein UND-Gatter 304
ein Flip-Flop 305 gesetzt. Wenn einer der anderen Betriebszustände aktiviert wäre,
würde über einen der invertierenden Eingänge das UND-Gatter 304 gesperrt und damit
die Betätigung der Taste 301 wirkungslos gemacht werden.
-
Durch das Setzen des Flip-Flops 305 wird die Eingabe des ersten Probengefäßes
mit den zugehörigen Patientendaten angefordert. Dazu gelangt das Ausgangssignal
des gesetzten
Flip-Flops 305 zu einem ODER-Gatter 306 und einem
Impulsformer 307, welcher aus der Vorderflanke des Ausgangssignals des Flip-Flops
305 einen kurzzeitigen Impuls erzeugt, der zu einem weiteren Flip-Flop 308 gelangt,
welches daraufhin ebenfalls in seinen gesetzten Zustand überführt wird. Durch das
Setzen dieses Flip-Flops 308 wird über ein ODER-Gatter 309 eine Anzeige 310 zum
Aufleuchten gebracht, welche dem Kartenleser zugeordnet ist und bei diesem Betriebszustand
zur Eingabe eines Satzes von Patientendaten für die erste Probe auffordert. Diese
Aufforderung kann entsprechend in Form einer alphanumerischen Mitteilung vorgenommen
werden, was über das Anzeigefeld 311 erfolgen würde, das in dem vorliegenden Prinzipbild
ohne Verdrahtung wiedergegeben ist Das Anzeigefeld 311 dient - insbesondere bei
einer durch einen Mikroprozessor gesteuerten Ausführung - zur Bedienerführung und
zur Ausgabe von Statusmeldungen. Die dazu notwendigen Schaltungen und Programmbefehle
können jedoch aus den hier beschriebenen Programmzuständen ohne weiteres hergeleitet
und zum Auslösen der Darstellung von alphanumerischen Mitteilungen herangezogen
werden.
-
Wird jetzt durch die Bedienungsperson eine Markierungskarte 312 in
einen Kartenleser 313 eingegeben, so wird das darauf enthaltene Signal einem Decoder
314 zugeführt. Zu jeder Probe ist es erforderlich, einen Datenträger zuzuführen,
der Angaben darüber enthält, welche von einer Anzahl möglicher Tests für die jeweils
vorliegende Probe - in der Regel eine Untersuchung des Bluts eines Patienten - vorgenommen
werden soll. Der Programmträger enthält dazu eine zusätzliche Kennung, welche die
Vorrichtung in den
Zustand zur Eingabe von Patientendaten setzt.
Weiterhin enthalten die Daten ein Signal bit, welches in der Probenverteileranordnung
der nachfolgenden Analyseneinheit die eingegebenen Daten als Testdaten für ein Bezugsserum
(Testserum) ausweist.
-
Ist die Eingabe einer richtigen, Patientendaten enthaltenden Karte
erkannt worden, so gibt der Decoder 314 über eine Ausgangsleitung, welche das Erkennen
der Daten als Patientendaten anzeigt, ein Ausgangssignal an ein UND-Gatter 315 ab,
welches bei gesetztem Flip-Flop 308 dieses Signal an ein ODER-Gatter 316 weiterleitet.
Das Ausgangssignal rades ODER-Gatters 316 bildet ein Taktsignal zum Heraufsetzen
eines Zählers 317, dessen Zustand die Nummer des Probengefäßes kennzeichnet, welches
sich im Bereich der manuell erreichbaren Öffnung des Probenverteilers befindet.
Das Ausgangssignal des Zählers 317 gelangt zum Tellerantrieb 318 und löst dort eine
entsprechende Einstellung des Probenverteilertellers aus, der beispielsweise durch
einen Schrittmotor angetrieben wird. (Einzelheiten der Schaltung dieses Blocks werden
noch weiter unten angegeben.) Über das mittels eines Verzögerungsglieds 326 verzögertes
Quittungssignal des Decoders 314 wird das Flip-Flop 308 zurückgesetzt, so daß die
Anzeige 310 erlischt.
-
Die Bedienungsperson wird - gegebenenfalls durch einen entsprechenden
Hinweis in dem Anzeigefeld 311 - dazu aufgefordert, ein Probengefäß mit dem Serum
des ersten Patienten in die entsprechende der Eingabeöffnung zugeordne-
te
Aussparung des Probenverteilertellers einzugeben. Die Handlung wird unter anderem
auch dadurch für die Bedienungsperson zwangsläufig, weil die Probengefäße derart
ausgebildet sind, daß sie im Bereich des Probenverteilers und des Analysators lediglich
in der vorgesehenen Aussparung abgestellt werden können. Eine Aufbewahrung an anderen
Orten ist ohne zusätzliche Hilfsmittel nicht möglich.
-
Nach dem ordnungsgemäßen Positionieren des ersten Probengefäßes wird
dieser Zustand dem Gerät durch Betätigung einer Starttaste 319 mitgeteilt. Die Betätigung
der Starttaste 319 wird mittels eines UND-Gatters 320 vom gesetzten Zustand des
Flip-Flops 301, d.h. von der laufenden Funktion der Probeneingabe abhängig gemacht.
Das Ausgangssignal des UND-Gatters 320 gelangt zu dem ODER-Gatter 306 und veranlaßt
dort denselben Funktionsablauf, wie er nach dem Setzen des Flip-Flops 305 für die
Eingabe der ersten Probe ausgelöst wurde. Es wird also erneut eine Patientenkarte
angefordert und nach Erkennen des korrekten Inhalts der Karte der Zähler 317 um
eine Position vorangesetzt.
-
Die die auszuführenden Tests bzw. Analysen betreffenden Daten werden
vom Decoder 314 entziffert und an einen Datenumsetzer 321 weitergegeben. (über ein
UND-Gatter 328 wird diese Dateneingabe freigegeben, wenn sowohl die Eingabe von
WProbendaten" erkannt als auch der entsprechende Betriebszustand eingeschaltet (Flip-Flop
305 gesetzt) ist.
-
Die Ausgangssignale dieses Datenumsetzers, welche einzelne Bits darstellen,
die die Ausführung eines bestimmten Tests kennzeichnen, gelangen zu einem Speicher
322, der nach Art einer Matrix organisiert ist, d.-h. in Zeilen und Spalten
die
für den Betrieb des Probenverteilers relavanten Daten aufnimmt. (Die dargestellte
Organisation bezieht sich nicht auf die geometrische Anordnung, sondern lediglich
auf die Art der Adressierung, welche zweidimensional erfolgt.) In den Zeilen der
Matrix werden jeweils die für einen Patienten maßgeblichen Daten abgespeichert.
Jede Speicherzelle der Matrix umfaßt dabei einerseits eine Information darüber,
ob ein betreffender Test (Spalten der Matrix) ausgeführt werden soll (beispielsweise
Speicherzelle 323 für einen ersten Test) und weiterhin Speicherraum für das Testergebnis
selbst (Speicherzelle 324).
-
Zusätzlich enthält jede Zeile des Speichers eine weitere Speicherzelle
325, welche die betreffenden Daten als Bestandteil eines Testserums kennzeichnen,
so daß hier ein entsprechender Ausdruck oder aber ein Vergleich mit Soll-Daten und
gegebenenfalls eine entsprechende Fehlerkennzeichnung erfolgen kann.
-
Die Adressierung der einzelnen Zeilen des matrixartigen Speichers
erfolgt durch einen Zeilendecoder 327, welcher vom Stand des Zählers 317 angesteuert
wird. Damit ist einer jeden Position des Probenverteilertellers und damit jeder
Probe eine Zeile des Speichers zugeordnet. (In der Zeichnung ist aus Vereinfachungsgründen
lediglich eine verminderte Anzahl dargestellt - was entsprechend auch für die Anzahl
der Spalten gilt.) Ist der Teller des Probenverteilers vollständig mit Proben angefüllt,
so erreicht der Zähler 317 wieder seine Ausgangsposition, was durch ein Signal "Null"
gekennzeichnet
wird, welches über ein Verzögerungsglied 330 unter
anderem dem Rücksetzeingang des Flip-Flops 305 zugeführt wird, welches damit in
seinen Ausgangszustand zurückgesetzt wird, so daß die Anwahl anderer Betriebszustände
über eine der Eingabetasten möglich wird.
-
Sollte die Anzahl der einzugebenden Probengefäße nicht der Anzahl
der vorgesehenen Aussparungen im Probenverteilerteller entsprechen, so wird nach
Eingabe des letzten Gefäßes durch Betätigen einer Taste 331 "Eingabe Ende" ein Flip-Flop
332 gesetzt, dessen Ausgangssignal zu einem UND-Gatter 333 gelangt. Zum anderen
Eingang dieses UND-Gatters 333 wird das Ausgangssignal eines Taktgenerators 334
geführt, dessen Taktimpulse schneller Frequenz vom Ausgang des Gatters 333 über
ein ODER-Gatter 316 zum Takteingang des Zählers 317 übertragen werden, woraufhin
der Zählerantrieb 318 im Schnellgang vorangeführt wird bis durch das Ausgangssignal
"Null" des Zählers 317 das Flip-Flop 332 zurückgesetzt wird, weil der Zähler 317
- und damit der Tellerantrieb 318 seine Ausgangsposition erreicht haben.
-
Nach Beendigung der Probeneingabe erfolgt mit dem verzögerten Rücksetzsignal
für das Flip-Flop 305 (Ausgangssignal "Null") des Zählers 317 bei noch gesetztem
Flip-Flop 305 (Verknüpfung über ein UND-Gatter 335) die Aktivierung eines Druckerbausteins
336, welcher seinerseits einen Drucker 337 zu einem Protokollausdruck über die Anzahl
der insgesamt pro Analyse angeforderten Tests veranlaßt.
-
Durch die Aktivierung mit dem unverzögerten Ausgangssignal "Null"
des Zählers 317 bei noch gesetztem Flip-Flop 305
(UND-Gatter 338)
wird über einen entsprechenden Eingang der Druckersteuerung bei dieser ein Zyklus
ausgelöst, welcher bei aufeinanderfolgender spaltenweiser Adressierung der einzelnen
Zeilenspeichers 322 die Ausgangssignale der Speicherzelle 323 (und der entsprechenden
den Ausführungsbefehl für einen betreffenden Test für eine Probe festhaltenden Speicherzellen)
ein ODER-Gatter 339 zu einem Signal geformt, welches ebenfalls per Druckersteuerung
336 zugeführt wird. Aufgrund erhaltenen Signale wird die Druckersteuerung 336 die
Anzahl jeweils in einer Spalte erhaltenen binären "Eins"-Signale addiert und der
entsprechende Wert ausgedruckt, so daß in einer Tabelle nacheinander ersichtlich
wird, wieviele Proben ein Test jeweils auszuführen ist. Diese Angaben sind für die
Bedienungsperson insofern von Bedeutung, als daß daraufhin- die Entscheidung gefällt
werden kann, ob es lohnend ist, diesen automatisiert mittels der Analysefleinheit
auszuführen, oder aber es rationeller ist, wegen der geringen Zahl entsprechenden
Tests kurzfristig manuell vorzunehmen. Dieses ist bei Blutuntersuchungen beispielsweise
bei Bestimmungen sinnvoll, welche den Nachweis von Eisen zum Gegenstand haben.
-
Es ist einer der Hauptvorteile des hier dargestellten Geräts, daß
die Entscheidung, ob ein Test manuell oder automatisiert durchgeführt werden soll,
äußerst flexibel handhabbar ist und den jeweiligen Erfordernissen in der Ausführung
optimal entsprechen kann.
-
Nach erfolgter Probeneingabe kann nunmehr mit der Analysenausführung
begonnen werden. Dabei kann in beliebiger
Reihenfolge vorgegangen
werden. Diese Reihenfolge bestimmt sich ausschließlich aus Zweckmäßigkeits- und
Handhabungserwägungen.
-
Zum Aktivieren der Analysenfunktion wird die Taste 302 betätigt, welche
ein Setzen des Flip-Flops 340 auslöst. Dadurch wird über das UND-Gatter 309 - entsprechend
wie bei der Eingabe der Patientendaten - das Eingeben einer Markierungskarte über
den Kartenleser 313 gefordert. Wurde diese Dateneingabe vorgenommen und vom Decoder
314 eine Kennzeichnung erkannt, welche die Karte als Träger von Analysendaten (Testparametern)
ausweist, so wird über ein UND-Gatter 341 bei noch gesetztem Flip-Flop 340 das Flip-Flop
342 über ein UND-Gatter 343 gesetzt, um diesen Betriebszustand festzuhalten. Das
UND-Gatter 343 wird über seine invertierenden Eingänge - entsprechend dem Setzeingang
des Flip-Flops 342 - gesperrt-, wenn bereits ein anderer Betriebszustand gestellt
wurde, welcher noch nicht abgeschlossen ist. Über das Verzögerungsglied 344 wird
anschließend das Flip-Flop 340 zurückgesetzt und damit die Anforderung der Datenträgereingabe
beendet.
-
Durch das Ausgangssignal des Flip-Flops 342 wird weiterhin ein UND-Gatter
345 aktiviert, welches an seinem anderen Eingang dann ein Signal erhält, wenn ein
Probengefäß zur Entnahme einer Probe in die entsprechende Position geführt werden
soll. Für die dazu erforderliche Steuerung ist es erforderlich, festzustellen, für
welche der Probengefäße eine Entnahme für die vorzunehmende Analyse bzw. den vorzunehmenden
Test erfolgen mußt und ob die Entnahme durch den Analysatorteil automatisch oder
per Hand erfolgen
wird. Mit dem Eingeben der für die auszuführende
Analyse kennzeichnenden Karte wurden die für diesen Test relevanten Daten, gesteuert
durch das UND-Gatter 350, welches einerseits durch das Ausgangssignal des Flip-Flops
342 und andererseits durch das das Erkennen einer Analysekarte kennzeichnende Ausgangssignal
des Decoders 314 aktiviert wird, über einen Analysedatendecoder 351 in einen Analysedatenspeicher
352 überführt. Die ersten drei Speicherzellen (in der Figur links) des Analysedatenspeichers
352 kennzeichnen eine interne Nummer für die betreffende Analyse, die den Spaltendecoder
353 ansteuert und mittels eines Spaltenadressierers 354 festlegt, welchen "Proben
speicherplätzen" im Speicher 322 eine Information zugeführt wird. Die Codebezeichnung
der betreffenden Analyse identifiziert im Speicher 322 diejenige Spalte, für die
bei den zu den Proben gehörigen Daten jeweils das Ausführen der betreffenden Analyse
gekennzeichnet ist. Durch die im Analysedatenspeicher festgehaCtenen Informationen
wird beimgegangen werden. Diese Reihenfolge bestimmt sich ausschließlich aus Zweckmäßigkeits-
und Handhabungserwägungen.
-
Eine der auf dem die betreffende Analyse kennzeichnenden Datenträger
festgehaltene Codierung legt fest, ob die Analyse von Hand oder automatisch ausgeführt
werden soll, wobei die geeignete Auswahl der betreffenden Karte durch die Bedienungsperson
vorgenommen wird. Soll die Ausführung von Hand vorgenommen werden, so entfallen
weitere Daten zur Ansteuerung des Analysenteils 200 (die den Handbetrieb kennzeichnende
Datenleitung ist in der Zeichnung rechts außen dargestellt).
-
Diejenigen Fälle, bei denen die Analyse durch den Analysatorteil 200
vorgenommen wird, sind im Analysedatenspeicher die zur Ausführung notwendigen Parameter
in Form von Datenwerten festgehalten, welche der Beeinflussung des Steuerteils 353
des Analysenteils dienen. Einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Kennzeichnung
der Ausführung durch Handbetrieb auf dem die Analysenparameter enthaltende Informationsträger
nicht erforderlich, falls nämlich die Auswertung in der Weise erfolgt, daß das Fehlen
sämtlicher Parameterdaten als Ausführung von Hand intepretiert wird. Der Analysensteuerteil
enthält neben den Vorrichtungen zur Einstellung der Analyseparameter auch die notwendigen
Kontrollmittel, welche die Analysendurchführung betreffen, wie Kontrolle der Inkubationsstrecke
377 und Überwachung der Photometerstrecke, beispielsweise durch optische-Kontrollen
378.
-
Anschließend soll nun der Beschreibung der Steuerung zur Entnahme
der Teilproben fortgefahren werden: Das weitere dem UND-Gatter 345 zugeführte Signal
wird nun - je nachdem ob die Analyse von Hand oder durch den Analysenteil automatisch
ausgeführt - entweder ausgelöst von dem Bediener oder aber vom Analysatorteil erzeugt.
Bei Handbetrieb verläuft der Signalweg der das Positionieren des Tellers des Probenverteilers
für die erste Teilprobenentnahme folgendermaßen: Das Setzen des Flip-Flops 342 gelangt
zu einem Verzögerungsglied 354 und anschließend zu einem ODER-Gatter 355, dessen
Ausgangssignal einem UND-Gatter 356 zugeführt wird, dessen Ausgangssignal wiederum
zu einem UND-Gatter 357 gelangt, an dessen weiterem Ein-
gang das
den Handbetrieb kennzeichnende Ausgangssignal des Analysedatendecoders 351 anliegt,
so daß es durchgeschaltet ist und seinen Ausgangssignal an ein ODER-Gatter 358 weitergibt.
Das Ausgangssignal dieses ODER-Gatters wird dem weiteren Eingang des UND-Gatters
345 zugeführt, welches ein Flip-Flop 359 setzt. Durch das Ausgangssignal des gesetzten
Flip-Flops 359 wird ein Eingang eines UND-Gatters 360 aktiviert, dessen weiterem
Eingang Taktimpulse des Taktgenerators 334 zugeführt werden und dessen Ausgang mit
dem ODER-Gatter 316 verbunden ist. Die Taktimpulse gelangen nunmehr in schneller
Folge an den Zähler 317, welcher den Zeilendecoder mit dem Zeilenadressierer des
Speichers 322 solange heraufsetzt und das aufeinanderfolgende Ansteuern der einzelnen
Zeilen einer Spalte des matrixartigen Speichers 322 veranlaßt, bis nun das Ausführen
der Analyse kennzeichnenden Speicherplätze ausführen des betreffenden Tests kennzeichnet.
Dieses Signal gelangt über das ODER-Gatter 339, (nur die Signale der adressierten
Spalte werden ausgelesen) zum Rücksetzeingang des Flip-Flops 359, welches daraufhin
zurückgesetzt wird und das weitere Heraufsetzen des Zählers 317 unterbricht. Der
Tellerantrieb 318 folgt dem Zähler 317 und stellt den Probenverteiler zur Entnahme
entsprechend ein. Der Zugriff zu dem betreffenden Probengefäß ist über die vordere
Öffnung erreichbar.
-
Erfolgt die Überführung der Teilprobe jedoch mechanisch, so ist die
Kennzeichnung "Handbetrieb" des Analysendatenspeichers 352 inaktiv. Dieser Zustand
wird über einen Inverter 361 in einen positiven Signalzustand umgeformt und das
Ausgangssignal dem Steuerteil für den Teller-
antrieb 381 über
einen separaten Eingang geführt. Die Aktivierung dieses Eingangs bewirkt ein Verstellen
des Tellerantriebs umd einen vorbestimmten Winkel, so daß die Teilprobenentnahme
aus dem gewünschten Probengefäß über die seitliche Öffnung zur mechanischen Probenentnahme
erfolgen kann. Auf das betreffende Signal hin wird also das der Antriebssteuerung
für den Probenverteilerteller zugeführte Ausgangssignal des Zählers 317 um einen
vorbestimmten Betrag herauf- oder herabgesetzt, so daß die Einstellung mit der gewünschten
Winkeländerung erfolgt.
-
Im Betrieb mit Handentnahme wird nach Abfüllen der Teilprobenmenge
die Starttaste 319 betätigt, welche über das ODER-Gatter einen entsprechenden Signalzyklus
auslöst, welcher zum Aufsuchen des nächsten Probengefäßes führt, bis das Ausgeben
des Signals "Null" anzeigt, daß der Zähler 317 seinen Endzustand erreicht und damit
alle Probengefäße zur Teilprobenentnahme erfaßt worden sind.
-
Im Falle der automatischen Analysenausführung folgt das Weiterbewegen
des Probenverteilertellers zur nächsten Teilprobenentnahme in Synchronisation mit
dem Analysatorteil, da dessen Taktfolge die einzuhaltenden Inkubationszeiten festliegen,
bis ebenfalls eine vollständige Abarbeitung erfolgt ist.
-
Ist der Betriebszustand "HandentnahmeW nicht aktiviert, so wird das
UND-Gatter 362 über seinen invertierenden Eingang für vom Analysentaktausgang des
Steuerteils des Analysatorteils an seinen anderen Eingang gelangende Signale freigegeben,
welche an das ODER-Gatter 358 gelangen und in
entsprechender Weise
eine Weiterscha-ltung des Probenverteilertellers ohne manuelle Einwirkung veranlassen.
-
Das Erreichen der Endposition des Verteilertellers und die entsprechende
Ausgabe des Signals "Null" von Zähler 317 bewirkt vor dem Rücksetzen des Flip-Flops
342 über das Verzögerungsglied 330 eine Druckerfunktion. Zwar wird über ein UND-Gatter
363 ein weiterer Eingang der Druckersteuerung 336 in der Weise aktiviert, daß im
Falle der Probenverteilung von Hand eine Liste der Proben ausgedruckt wird, der
die entnommene Teilprobenmenge angehört, wobei noch nähere Daten für den auszuführenden
Test sowie Leerstellen für die einzutragenden Daten vorgesehen sein können.
-
Auch für die automatisch durchgeführten Analysen wird mit dem Fortgang
der Analyse eine Arbeitsplatzliste ausgedruckt, welche fortlaufend die für die einzelnen
Proben ermittelten Analysenergebnisse angibt, wobei die dazu erforderlichen Steuerungen
nicht im einzelnen wiedergegeben sind.
-
Soll die Analysentätigkeit unterbrochen werden, bevor alle Tests für
die im Probenverteiler vorhandenen Proben abgearbeitet sind, so besteht die Möglichkeit,
nach Durchlauf des Probenverteilertellers die Ausgangsstellung die Taste "Betriebsunterbrechung"
303 zu betätigen, welche mittels eines UND-Gatters 370 nur dann ein Flip-Flop 371
setzt, wenn die beiden Flip-Flops 305 sowie 342 zurückgesetzt sind, also keine Probeneingabe
und keine Probenverteilung zur Analyse stattfindet.
-
Durch Setzen des Flip-Flops 371 gelangt ein Ausgangssignal an einen
Pulssequenzgeber 372, welcher über das ODER-Gatter 316 den Zähler 317 in einer derartigen
Folge taktet, daß bei geöffneter Abdeckung die Segmentträger leicht entnehmbar sind
und für die Zeit einer längeren Arbeitsunterbrechung in einem thermostatisierten
Schrank verwahrt werden können. Bevorzugt erfolgt - bei entsprechend bemessener,
durch die Abdeckung freigegebener Öffnung - eine Drehung des Tellers um zweimal
1800.
-
Nach Durchlauf eines vollständigen Tellerumlaufs, wird durch das Signal
"Null" des Zählers 317 das Flip-Flop 371 entsprechend zurückgesetzt und über ein
UND-Gatter 373 durch den Rücksetzimpuls bei noch gesetztem Flip-Flop 371 ein dritter
Bereich der Druckersteuerung 336 adressiert, welche eine Liste der noch auszuführenden
Tests erstellt, wobei unterstellt wird, daß im matrixartigen Speicher 322 pro Spalte
eine Kennung vorhanden ist, welche die nach der Probeneingabe bereits zur Probenverteilung
adressierten Spalten kennzeichnet.
-
Nach Durchführung aller Tests, d.h. wenn alle Spalten als einmal adressiert
gekennzeichnet sind, erfolgt durch die Druckersteuerung 336 ein Ausdrucken der in
dem matrixartigen Speicher in den dem Speicherplatz 324 entsprechenden Plätzen enthaltenen
Informationen über die Testergebnisse.
-
Dabei werden die Ergebnisse jeweils für eine Probe untereinander ausgedruckt.
Bei Testseren wird ein entsprechender Hinweis auf Grund der in den Speicherplätzen
325 enthaltenen Kennzeichnung ausgedruckt, so daß die Bedienungsperson die Genauigkeit
der übrigen Analysenergebnisse beurteilen kann.
-
In Figur 3a ist ein Ausführungsbeispiel einer Steuerungsanordnung
für den Antrieb des Probenverteilertellers 101 im Prinzip dargestellt. Der Stand
des Zählers 317 gelangt zu einem Decoder 380 und wird dort in ein binäres Signal
umgewandelt, dessen einzelne Stellen an eine Addierschaltung 381 übertragen werden,
von der vorzugsweise eine Bit durch ein von außen zugeführtes Signal veränderbar
ist.
-
Dieses Bit ist in seiner binären Postion so gewählt, daß ein Umsetzen
jeweils eine Veränderung des Zählerstands bewirkt, der zu einer Drehung des Zählers
um einen Winkel gehört, welcher erforderlich, ein Probengefäß von der Position "Handentnahme"
in die Position "Automatisierte Entnahme" zu überführen. Während die normalen Positionen
auf die Probenentnahme per Handbetrieb eingestellt ist, wird die geänderte Position
bei automatsierter Probenverteilung (Ausgangssignal "Handbetrieb" invertiert) die
beschriebene Umkehrstellung erfolgt. Das Ausgangssignal der Schaltung 381 wird einer
Summierschaltung 382 zugeführt, dessen anderen Eingang das Ausgangssignal eines
Positionsabtasters 383 gelangt. Diese beiden Signale werden miteinander verglichen
und - wenn eine Postionsabweichung ermittelt wird - erfolgt die Abgabe eines entsprechenden
Korrektursignals an eine Treiberschaltung 384 für den Antriebsmotor 385 des Probenverteilertellers.
Der Probenverteilerteller 101 weist auf seinem Rand eine geeignete Codierung auf,
welche der Lesevorrichtung 383 das Erkennen der aktuellen Position ermöglicht. Derartige
Codierungen können optischer oder mechanischer Art sein. (Die Elemente 382 und 383
können auch gegebenenfalls entfallen, wenn nämlich als Antriebsmotor 385 ein Schrittmotor
Verwendung findet, der impulsweise angesteuert wird und jeweils in
Abhängigkeit
von der Zahl der übermittelten Impulse schrittweise Winkelbewegungen in den entsprechenden
Richtungen ausführt.) Die Ausführung der Erfindung ist nicht an die dargestellten
Ausführungsbeispiele gebunden. Es ergeben sich vielmehr zahlreiche Varianten, welche
vom Fachmann unter Nutzung der der erfindungsgemäßen Lehre gefunden werden.