劑量分配設備和劑量分配方法

2023-07-27 22:12:51

專利名稱：劑量分配設備和劑量分配方法
技術領域：
本發明涉及一種劑量分配設備，包括導管、在導管中可移動地插入的活塞以及用於容納需分配劑量的介質的腔室，其中，需分配劑量的介質可根據活塞的移動吸入或排出。本發明還涉及一種在使用這種劑量分配設備的情況下的劑量分配方法。
背景技術：
屬於此類劑量分配設備的有比如具有玻璃管的移液管，在其一個端部處可移動地引入活塞並且在其另一個端部處設置噴嘴，通過噴嘴可將需分配劑量的介質根據活塞的移動吸入或排出。在活塞和需分配劑量的介質之間還可以設置液態或氣態的擠壓介質，從而也可以將需分配劑量的介質完全從腔室中壓出，或者說連最小的量也可以被吸出。為了在導管中操作活塞，公知有操作裝置，其與活塞連接且比如將調節元件的旋 轉運動轉換成活塞的移動運動中。這裡，調節元件的旋轉運動可以手動地或在使用電動馬達的情況下實施，其中，旋轉的某個角度值或調節元件的某個迴轉數量被轉換成活塞的某個移動行程且因此被轉換成需分配劑量的介質的某個吸入的或排出的體積(劑量)中。針對一些應用，特別是在實驗室領域中，精確的劑量分配，即吸入或排出的介質量的精確測量具有重要意義。這樣，藉助於相對昂貴的機械減速傳動裝置或在採用精密電動馬達的情況下在公知的劑量分配設備中力求活塞的儘可能精確的定位以及活塞的儘可能均勻的運動。此外，雖然可以利用減速傳動裝置實現相對較高的定位精確度，但以相同的程度影響了劑量分配進程的動力學，這是因為減速傳動裝置僅非常遲緩地工作。此外，這種傳動裝置的成本和維護費用很高。通過電動馬達的驅動同樣大多需要使用減速傳動裝置或由於在活塞的直接馬達操控的情況下馬達的間隙使得精確度受到影響。常見的劑量分配設備的另一個公知的問題在於在活塞和導管之間所需的精確配合，從而一方面將活塞相對於導管足夠地密封，用以防止需分配劑量的介質或擠壓介質排出或者防止空氣進入，另一方面活塞不太緊地置於導管中，以可靠地實現活塞以一定移動行程移動。

發明內容
在該背景下本發明的目的在於，提出一種文章開頭所述類型的劑量分配設備以及一種在使用這種劑量分配設備的情況下的劑量分配方法，利用該劑量分配設備和劑量分配方法能夠將需分配劑量的介質以更高的劑量分配精確度吸入或排出，並且優選可以簡單和成本低廉地實現。按照本發明的第一個方面，該目的通過一種劑量分配設備實現，該劑量分配設備包括導管、在導管中可移動地插入的活塞、用於施加力到活塞上以使活塞在導管中移動的操作裝置，以及用於容納需分配劑量的介質的腔室，其中，需分配劑量的介質根據活塞的移動吸入或排出且根據本發明操作使裝置設置用於與活塞磁性地相互作用。因此，本發明的一個重要方面在於，通過磁性的相互作用操作活塞。這意味著，用於使活塞在導管中移動的力是由磁場引起的磁力。因此與常見的劑量分配設備不同，活塞的運動不是通過調節元件和活塞之間的機械的力傳遞實現，而是通過無接觸的、磁性的相互作用實現。在操作裝置和活塞之間缺失的機械連接消除了故障源，故障源在常見的劑量分配設備中由於操作傳動裝置或馬達的間隙或由於摩擦是無法避免的。這樣，根據本發明的劑量分配設備可以針對如下情況，即藉助於由減速傳動裝置移動的磁場產生裝置來產生且改變磁場，在很大程度上防止了傳動裝置的震動、由間隙引起的顛簸等等傳遞到活塞上。相應地，根據本發明的劑量分配設備允許以特別高的劑量分配精確度吸入或排出需分配劑量的介質。此外，藉助於磁力的活塞運動允許計量分配的較高的動力。如果磁場在劑量分配進程期間以電氣的或電子的裝置移位，比如通過接通線圈，則可以以特別小的延遲完成活塞的運動。原則上活塞本身可以產生磁場，比如具有永磁鐵，這樣其可以進入與操作裝置的磁性或可磁化的(特別是鐵磁性的)元件的相互作用中並且可以通過操作裝置的磁性或可磁化的元件相對於導管的運動引起活塞的移動。但在用於分配介質劑量的磁場操控方面有 利的是，操作裝置具有用於產生磁場的磁場產生裝置。這樣可以將用於產生和用於操控磁場的裝置以磁性有效的間距設置在導管以外。為了與磁場產生裝置相互作用優選的是，活塞至少在一些分段上由可磁化的材料或由永磁性材料形成。可磁化的材料優選被理解為鐵磁性材料。但該術語還涵蓋永磁性的、反磁性的(超導體)或鐵磁性的材料，只要其在磁場中具有足夠的可磁化能力，用以將對於在導管中的移動有重要意義的力施加到活塞上。在另一個優選的實施方式中，活塞可以由可磁化的液體、優選由鐵磁流體形成。該實施方式由於活塞和導管之間的特別低的摩擦力允許活塞以特別高的動力運動。此外鐵磁流體自然地非常可靠地以及容易地相對於導管密封，這樣可以確保以簡單的裝置可靠地運行劑量分配設備。在磁場中，可磁化的液體具有一種趨勢，保留在磁性場強更高的區域中，從而使得可磁化的液體一方面可靠地密封地分布在導管中並且另一方面能夠相應於外部的磁場在導管中運動。優選根據本發明的劑量分配設備的磁場產生裝置產生磁場，其磁力線基本上在導管的軸向上穿過活塞。在磁力線的這種定向中，磁場和活塞之間的相互作用朝活塞的移動方向對準，從而可以引起將力在活塞的移動方向上高效地作用到活塞上。為了最終實現用於分配介質劑量的活塞運動，需要改變磁場的大小、定向或位置。在最簡單的情況下這可以通過接通或切斷磁場實現，這樣活塞比如針對某個時間段被磁鐵吸引或推開且同時以某個行程移動。可替換的或附加的是，磁場可以通過磁場產生裝置相對於導管的運動而運動，從而活塞跟隨該運動。作為另一種替換的或附加的可能性來說，可以改變磁場的磁力線的方向或強度或者通過磁力線的方向或強度的局部改變進行磁場的「變形」，根據該變形來改變作用在活塞上的磁力並且(比如在具有多個磁鐵和/或線圈的結構中通過控制/運動一個個磁鐵/線圈)導致活塞移動。在一個特別簡單的實施方式中，磁場產生裝置包括環形的永磁鐵，其共軸地包圍導管。然後，為了使得活塞運動可以使永磁鐵在導管的軸向上移動，其中活塞特別是力求處於環形的永磁鐵的中央。可替換的是，永磁鐵也可以具有這樣一種磁化，使得活塞被其推開。在另一個優選的實施方式中設置成，磁場產生裝置包括具有至少個線圈的線圈結構，其繞匝(Windungen)共軸地環繞導管。這種線圈可以通過控制向其輸入的電流強度構建可變的磁場，用以將活塞以可調節的力朝線圈軸向中心的方向牽拉。該線圈可以可替換地或額外地與導管共軸地移動，用以移動活塞。用於靈活地或精確劑量分配的特別的可能性在一種實施方式中得出，在該實施方式中，磁場產生裝置包括具有大量線圈的線圈結構，其繞匝分別共軸地環繞導管，其中，線圈相互之間軸向地錯開。通過調節向一個個線圈輸入的電流強度，可以改變在導管中存在的磁場的總強度以及其軸向的磁力線分布，用以將活塞朝導管中定義的位置牽拉。在一種簡單的情況下可以交互地操作兩個以軸向間距設置的線圈，用以使活塞在兩個位置之間來回運動。具有大量線圈的線圈結構在本發明的意義中也包括以自耦變壓器類型的結構，其包括具有端側觸頭和中間插接觸頭的連貫的線圈繞組，從而可以單個地操控端部觸頭和中間插接觸頭之間的線圈段。在這種線圈結構的另一種變型中，中間差接觸頭可以沿線圈軸·線在端部觸頭之間移動，用以改變兩個線圈段的繞匝數的比例。本領域技術人員已知大量其它的可能性，用以產生磁場以及將根據本發明的劑量分配設備的活塞布置在磁場中並且通過改變磁場或通過劑量分配設備的其它元件的運動引起活塞在導管中所需的移動。本發明的劑量分配設備優選還包括用於控制磁場的大小或/和位置或/和方向的控制裝置，從而可操控活塞的運動以及活塞在導管中的位置。電子的控制裝置允許活塞的可靠的、快速的以及精確的運動和定位並且需要時也允許通過比如由位置探測器或探測吸入或排出的介質量的天平探測到的、給出活塞的運動和位置的探測值的反饋來調節活塞位置。按照本發明的第二個方面，本發明的目的通過一種劑量分配設備實現，該劑量分配設備包括導管、可在導管中移動地插入的活塞以及用於容納需分配劑量的介質的腔室，其中，需分配劑量的介質可根據活塞的移動吸入或排出，其中，根據本發明在活塞和導管之間設置由可磁化的液體形成的滑動膜，並且該劑量分配設備包括用於產生作用在滑動膜上的磁場的磁場產生裝置。這樣，本發明的第二方面的特徵性特徵是在劑量分配設備的活塞的區域中採用可磁化材料，用以通過磁性相互作用輔助用於分配介質劑量的活塞運動。按照本發明的第二方面，磁場產生裝置的磁場使得由可磁化的液體形成的滑動膜可靠地保留在活塞和導管之間的間隙中。其一方面優點在於，實現了活塞的具有高動力的低摩擦的運動。另一方面可以通過本發明的第二方面實現腔室相對於劑量分配設備的周邊的大大提高的密封性。特別優選的是在本發明的劑量分配設備中將本發明的第一方面的特徵和第二方面的特徵相互組合，也就是說，磁場不僅負責活塞和導管之間的可磁化的液體的穩固的滑動膜，而且活塞同時在導管中運動以分配介質劑量。此外有利的是，如果滑動膜位於活塞的地點處並且隨活塞一起在磁場中運動，則可以特別可靠地避免滑動膜漏出。為了能夠可靠地預設滑動膜的位置，磁場產生裝置應優選設置用於產生磁場，其磁力線在活塞的地點處基本上在導管的軸向上定向。如果該實施方式也與本發明的第一方面的特徵組合，則可以同時可靠地調節活塞在磁場中的位置，因為活塞的移動方向基本上與磁場方向在活塞的地點處落到一起。按照本發明的第三個方面，本發明的目的通過一種用於在採用劑量分配設備、特別是按照本發明的第一或/和第二個方面的劑量分配設備的情況下分配介質劑量的劑量分配方法實現，其中，該劑量分配設備包括導管、可在導管中移動地插入的活塞以及用於容納需分配劑量的介質的腔室，其中，需分配劑量的介質根據活塞的移動吸入或排出並且該劑量分配方法包括以下步驟提供磁場並且通過活塞與磁場的磁性相互作用將力施加到活塞上。利用這種劑量分配方法也可以實現具有高動力的簡單和精確的劑量分配，其中，基本上無機械連接地將磁力施加到活塞上，該磁力由活塞與磁場的相互作用產生。這樣，通過改變磁場的位置、方向或大小或通過磁場的變形可以實現活塞在導管中的運動以分配介質劑量。該劑量分配方法優選可以在採用按照本發明的第一或/和第二方面的實施方式的劑量分配設備的情況下實施，用以實現針對本發明的第一或第二方面的各實施方式所描 述的效果和優點。如果利用一種劑量分配設備實施該劑量分配方法，該劑量分配設備包括具有大量線圈的線圈結構，這些線圈的繞匝分別共軸地環繞導管，其中，這些線圈相互之間軸向地錯開，則可以根據需吸入或排出的劑量的量度控制分別向這些線圈輸入的電流強度，用以利用電子裝置快速且精確地吸入或排出需分配劑量的介質的所需的量。按照本發明的第四方面，本發明的目的通過一種劑量分配設備實現，該劑量分配設備包括導管、可在導管中移動地插入的活塞、用於將力施加到活塞上的操作結構，用以使活塞在導管中移動，以及用於容納需分配劑量的介質的腔室，其中，需分配劑量的介質可根據活塞的運動吸入或排出，其中，操作結構設置用於與活塞磁性地相互作用並且活塞具有永磁鐵。本發明的第四方面的活塞的永磁鐵在沒有持續輸入能量的情況下還保留定義的磁化，該磁化可以用於通過操作結構定位活塞或使活塞運動。因此永磁鐵的使用實現了減少為運行劑量分配設備所需的能量。第四方面的劑量分配設備的活塞優選包括至少兩個相互鄰接的永磁鐵分段，它們的磁化在導管的軸向上延伸，其中，相鄰的永磁鐵分段的磁化相互反向。在這種結構中，可以在磁化方向交變的位置處，也就是說在相鄰的永磁鐵分段的過渡區域中產生相對較強的、徑向延伸的磁場，其實現了活塞的特別精確的定位以及活塞的軸向位置的較高的地點解析度。以劑量分配設備的改進的劑量分配精確度表現出來的精確度的獲得歸因於在活塞軸向位移中磁場的更大的相對變化。儘管前述的效果已經在提供僅兩個相互鄰接的具有相互反向的磁化的永磁鐵分段的情況下實現，按照第四方面在本發明的一個優選的實施方式中設置成，在導管的軸向上設置多於兩個永磁鐵分段，其中，各相鄰的永磁鐵分段具有相互反向的磁化。由於每個永磁鐵分段可以理解為，其在其一個軸向端部處具有磁性北極以及在其另一個軸向端部處具有磁性南極，根據本發明的第四方面的具有交變的磁化方向的永磁鐵分段的設置可以描述為，相鄰的永磁鐵分段要麼分別以其南極要麼分別以其北極相互面對。這樣，特別強地以及顯著地在徑向上延伸的磁場的效果始終剛好在過渡區域中出現，相鄰的永磁鐵分段的北極或南極在該過渡區域處相遇。
在第四方面的本發明的一個特別簡單的實施方式中設置成，永磁鐵分段通過永磁鐵形成，其如下相互固定，即相鄰的永磁鐵的磁性北極相互面對地並且相鄰地布置以及相鄰的永磁鐵的磁性南極相互面對地並且相鄰地布置。以這種方式構建的活塞可特別簡單地由大量公知的、圓柱形永磁鐵製造，它們在交變的定向中相互固定，優選相互粘接。但可替換的是，按照本發明的第四方面的活塞也可以通過鐵磁性材料在相應成形的磁場的作用下的磁化實現。在本發明的另一個實施方式中設置成，活塞包括至少一個密封體，其設置在導管的內壁和永磁鐵分段或永磁鐵分段之間。由此實現的優點是，活塞的永磁鐵本身不一定非要匹配精確地對應於導管的內部尺寸來製造並且可以確保永磁鐵和導管之間的可靠的密封。此外特別是考慮到，該至少一個密封體以罩的形式設計並且放到永磁鐵的軸向上端部或/和軸向下端部上或者放到軸向上最上面的或/和軸向上最下面的永磁鐵分段上。以這種方式可以將罩的形式的密封件如此放到永磁鐵體的端部上，即其分別包圍永磁鐵體的端 部一側的圓周分段以及端部一側的端面並且可以避免需分配劑量的介質和永磁鐵體之間的接觸。本發明按照第四方面獨立自主地以及獨立於本發明的第一至第三方面的技術方案實現本發明的目的。但優選將第四方面的劑量分配設備的特徵與第一至第三方面的一個或多個特徵組合，用以實現前面結合第至第三方面分別記載的優點和效果。根據前述第一至第四方面中的一個或多個方面的本發明的一個實施方式設置成，操作結構具有用於產生磁場的磁場產生裝置，其中，磁場產生裝置包括具有至少一個線圈的線圈結構，該線圈具有至少一個繞匝，其中，該至少一個繞匝僅包圍導管的圓周的一個分段。這樣，在該實施方式中線圈的至少一個繞匝不是完全地環繞，也就是說不是完全(以360度的圓周角)圍繞導管卷繞，而是僅在導管的圓周的一個分段上(以小於360度的圓周角)延伸，從而使導管的圓周的另一個分段不具有繞匝。由此使得導管在不被繞匝覆蓋的圓周分段處還是可以接近的，比如用以實現劑量分配進程的視覺上的控制或設置用於探測活塞在導管處的位置或運動的位置探測元件。根據不被繞匝覆蓋的分段的大小以及繞匝走向的不同還可以產生在結構方面、特別是多個相鄰的移液管的結構的密度或相鄰的線圈的結構上的優點，如稍後還將詳細描述的那樣。與前述實施方式類似的一種方式遵循按照第一至第四方面的本發明的另一個有利的實施方式，在該實施方式中操作結構具有用於產生磁場的磁場產生裝置，其中，該磁場產生裝置包括具有至少一個線圈的線圈結構，該線圈具有至少一個繞匝，其中，該至少一個繞匝完全在包含導管的縱向中軸線的縱向中面的一側上延伸。以這種方式可以實現線圈基本上僅佔據圍繞導管存在的結構空間的一半，而另一半完全是可接近的，確切地說比如用於相同類型的第二線圈、用於位置探測元件或也用於將多個移液管的有益地接合。這裡特別是考慮到，該線圈結構包括具有至少一個第一繞匝的第一線圈和具有至少一個第二繞匝的第二線圈，其中，該至少一個第一繞匝完全在縱向中面的一側上延伸以及該至少一個第二繞匝完全在縱向中面的另一側上延伸。通過從相對立的側部放到導管上的線圈可以在導管內部產生特別均勻的以及良好定義的軸向的磁場或特別可靠地完成磁場的探測。此外優選在縱向中面的區域中仍然還有導管的圓周的一個分段既不被第一線圈的繞匝也不被第二線圈的繞匝覆蓋且因此實現了接近導管，比如用於位置探測元件或劑量分配進程的視覺上的控制。在兩個最後描述的實施方式的一個優選的變型中設置成，線圈的至少一個繞匝完全在導管的兩個接觸導管外壁的、相互平行的切向平面之間延伸。在該變型中可以特別是在將多個導管接合時實現高的組裝密度(Packdichte)，因為相鄰的導管可以以相對較小的相互間距設置。特別是大量完全圍繞導管的繞匝很快導致提高的位置需求，而在相鄰的導管之間的最小間距在採用根據本發明的變型的線圈結構的情況下不是通過線圈的至少一個繞匝的厚度確定。替代的是可以根據本發明的變型將一排並排設置的導管相互接合，使得上面描述的相鄰的導管的切向面基本上相互平行地延伸。這樣這些導管可以緊密地並排設置，使得相鄰的導管的外壁接觸或近似接觸。優選圍繞導管的圓周的僅一個分段的繞匝的一個繞匝段沿導管的外壁延伸，確切地說在導管的圓周方向上延伸。這種繞匝段可以在導管內部產生在軸向上延伸的磁場，其可以與活塞相互作用。此外，至少一個繞匝的繞匝段可以在軸向上沿導管的外壁延伸。這種軸向的繞匝 段優選與上面描述的、相同的繞匝內部在圓周方向上延伸的繞匝段連接，從而由軸向的繞匝段產生的磁場展現出與活塞的相互作用大大減小，並且軸向的繞匝段主要用作向/從在圓周方向上延伸的繞Bi段輸入/輸出電流。結合上面描述的本發明的第四方面得到在圓周方向上延伸的繞匝段和軸向的繞匝段的一種特別有利的組合，其中，活塞具有至少一個永磁鐵、特別是大量相互鄰接的具有交變的磁化方向的永磁鐵分段。這樣可以有利地將軸向延伸的繞匝段的軸向長度與永磁鐵分段或永磁鐵的長度相匹配。在本發明的另一個變型中設置成，至少一個、僅圍繞導管的圓周的一個分段的繞匝具有一個繞匝段，該繞匝段朝導管延伸，隨後沿導管延伸且隨後從導管離開延伸。在該變型中，不是有助於在活塞的地點產生所需的磁場起的繞匝部分以間距相對於導管引導，從而其磁場不會干擾沿導管延伸的有效的繞匝部分的磁場。這樣可以在導管內部構建可較好定義的以及相對均勻的磁場，儘管該至少一個繞匝與正常的線圈繞匝的情況不同不完全圍繞導管。如前所述，可以在導管的不被至少一個繞匝圍繞的圓周分段處設置位置探測元件。該位置探測元件可以是位置探測器的部件，該位置探測器藉助於位置探測元件探測說明活塞的運動或位置的探測值。該探測值可以特別用於已經結合本發明的第一方面所提到的活塞位置的調節，其中，控制裝置通過探測值的反饋調節活塞位置。以這種方式實現了特別精確的以及自動化的劑量分配。位置探測元件同樣可以設置用於與活塞磁性相互作用，也就是說，活塞的位置或/和運動特別是通過探測由活塞產生的磁場來確定。這樣，由活塞產生的磁場可以同樣不僅用於控制活塞(力傳遞到活塞上)也用於探測活塞的位置/運動，由此得出簡化的構造。


下面，藉助於優選的實施例參照附圖詳細描述本發明。其中圖I示出了按照本發明的第一實施例的移液管的橫截面示圖，包括局部放大圖，圖2示出了按照本發明的第二實施例的移液管的橫截面示圖，包括局部放大圖，
圖3示出了按照本發明的第三實施例的移液管的示意性側視圖，圖4示出了按照本發明的第三實施例的移液管的側視圖，圖5a至5c示出了在圖4中展示的移液管的活塞的永磁鐵體的磁化示圖，圖6示出了在圖5a至5c中展示的永磁鐵體的磁場的磁力線走向的示圖，圖7示出了按照本發明的第四實施例的移液管的局部透視圖，圖8示出了按照本發明的第五實施例的移液管的局部透視圖，圖9示出了在圖4中展示的移液管在垂直於軸線的截面中的橫截面示圖，以及圖10示出了在圖7中展示的移液管在垂直於軸線的截面中的橫截面視圖。
具體實施例方式在圖I中示出的第一實施例的移液管10包括由玻璃材料製成的圓柱形導管20，在該導管的敞開的上端部22中可移動地插入活塞24並且在其相對立的下端部26上插上噴嘴段28。在活塞24和噴嘴段28之間的噴嘴段28的內部以及導管20的內部形成腔室30，其在該實施例中部分地通過擠壓介質32以及另一部分通過需吸移的介質34填充。擠壓介質32鄰接在活塞24上，而需吸移的介質鄰接在噴嘴段28的噴嘴開孔36上。活塞24在導管20的軸向上、即沿導管20的縱向中軸線A的運動引起腔室30的容積的改變以及相應地引起需吸移的介質從噴嘴開孔36中壓出(排出)或需吸移的介質34通過噴嘴開孔36吸入到腔室30中。活塞24至少在某些分段上由可磁化的材料形成並且在該實施例中完全由鐵磁性金屬製成。在活塞24的外圓周和導管2的內壁之間設置由鐵磁流體形成的滑動膜38，從而該鐵磁流體膜38完全圍繞活塞24並且朝所有側面方向相對於導管密封。這樣滑動膜38不僅用作密封還用作使活塞24在導管20中低摩擦地引導。導管20同心地通過環形的永磁鐵40引導。永磁鐵40如此磁化，即其磁性北極40N以及其磁性南極40S在軸向上相互錯開。在該實施例中北極40N面向噴嘴段28，以及南極40S面嚮導管20的敞開的端部22。當然可以將環在另一個定向上放到導管20上，這樣其磁性南極40S面向噴嘴段28。永磁鐵環40在其中央、即在活塞24的地點處產生近似均勻的磁場，其磁力線平行於縱向中軸線A延伸。活塞24的鐵磁性材料通過磁場磁化。這樣,在磁化的活塞24和永磁體環40的磁場之間產生以活塞24和永磁體環40之間的吸引力形式的磁性相互作用。相應地，活塞24始終力求在永磁體環40的中心定位。如果永磁體環40在導管20的軸向上運動，則活塞24跟隨該運動且相應地通過噴嘴開孔36吸入或排出需吸移的介質34。永磁體環40可以手動地或通過合適的運動控制裝置自動化地運動，其中，該運動可藉助於電子的控制裝置以對於本領域技術人員已知的方式操控、監控或調節。與永磁體環40如何運動的方式和方法無關，運動從永磁體環40到活塞24上的傳遞無接觸地僅通過磁性的相互作用實現，從而可以去除活塞24以及導管20的震動、由間隙引起的顛簸、機械的不精確性等等且因此實現了特別精確的劑量分配。通過該去除作用還可以防止通過需吸移的介質汙染操作結構以及在某些情況下汙染控制裝置或反過來比如通過永磁鐵40的運動方向的潤滑物質汙染需吸移的介質。此外，永磁體環40可以以較高的速度運動，用以實現具有較高的動力學的劑量分配。此外，滑動膜38有助於以極小的摩擦損失實現活塞24的快速運動。由鐵磁流體形成的滑動膜38在永磁體環的磁場中同樣被磁化且因此也進入與外部磁場的磁性的相互作用中。通過由此造成的在滑動膜38和永磁體環40之間的吸引力將滑動膜38可靠地與活塞24 一起保持在與永磁體環40相同的軸向高度上，從而滑動膜38始終保留在活塞24和導管20的內壁之間的空隙中。下面參照附圖2闡述本發明的第二實施例。第二實施例相對於第一實施例的相同的或對應的元件以相同的附圖標記表示並加上後綴「a」並且下面僅鑑於其與第一實施例的不同之處進行闡述，其中，其餘細節請參考第一實施例的描述。第二實施例的移液管IOa包括導管20a以及可移動地插入其中的活塞24a，該活塞完全由可磁化液體、特別是由鐵磁流體形成。
如在第一實施例中那樣，在第二實施例中也將移液管20a的導管20a共軸地通過永磁體環40a引導，從而將活塞24a設置在永磁體環40a的磁場中。該磁場在第二實施例中負責兩個功能。一方面其防止鐵磁流體流出，因為鐵磁流體始終力求保留在磁性場強最高的區域中，也就是說，向永磁體環40的中心牽引且因此導管20a在其內壁處通在整個圓周上可靠地密封。另一方面可以通過磁場的運動、特別是通過永磁體環40在導管20a的軸向上的移動將鐵磁流體-活塞24a沿導管20a的縱向中軸線A移動，用以根據該移動行程吸入或排出一定量的需吸移的介質。該吸移可以如在第一實施例中那樣以非常高的動力實現，因為鐵磁流體低摩擦地在導管20a中滑動。在第一以及第二實施例中，磁場通過永磁體環40或40a產生。一般來說,在本發明的實施方式中可以以各種各樣的方式提供磁場，特別是通過電磁鐵。下面作為本發明的第三實施例參照圖3詳細闡述針對一種通過電磁鐵產生磁場的結構的例子。這裡僅詳細描述相對於第一實施例(圖I)不同的特徵，其餘的在下文中不再次詳細描述的特徵明確地參考第一實施例的描述。在圖3中相對於圖I相同或對應的兀件以相同的附圖標記表不並加上後綴「b」。在第三實施例的移液管Iob中，嚮導管20b可移動地插入與第一實施例的活塞24類似的活塞24b，其由可磁化的金屬形成。在活塞24b的外圓周和導管20b的內壁之間設置由鐵磁流體構成的滑動膜38b。與第一實施例不同,在第三實施例中為活塞24b的運動所需的磁場不是通過永磁鐵產生，而是通過線圈結構42產生，該線圈結構包括三個在導管20b的軸向A上先後設置的線圈44-1、44-2、44-3。線圈44_1、44_2、44_3中的每一個包括大量繞匝46，這些繞匝與縱向中軸線A共軸地圍繞導管20b的外圓周卷繞。每個線圈44-1、44-2、44-3的起始繞匝和終止繞匝分別連接到單獨的電流迴路48-1、48-2、48-3上，利用這些電流迴路可以單獨地且獨立於其它線圈對每個線圈44-1、44-2、44-3供應電壓。在該實施例中，電流迴路48_1、48_2、48_3中的每一個都包括一個電壓源50以及與該電壓源串聯的開關52。電壓源50可以相互連接或由共同的能量供應裝置供電。不受電流迴路48-1、48-2、48-3的各開關52的開關狀態的影響，線圈44_1、44_2、44-3可以在其內部構建具有平行於縱向中軸線A延伸的磁力線的磁場或線圈44-1、44-2、44-3的內部保持無磁場。之後根據開關52的開關狀態的不同，活塞24b被線圈44-1、44-2、44-3中的一個線圈的磁場或被通過線圈44-1、44-2、44-3中的兩個或三個線圈構建的磁場吸引並且被牽拉到該磁場的中心，從而可以通過開關52操控活塞24b在導管20b中的運動。開關52與未示出的控制裝置連接，該控制裝置基於由使用者調節的需吸移的介質的量有目的性地操控向線圈44-1、44-2、44-3的電流輸入。在一個簡單的控制例子中可以接通線圈44-1(電流迴路48-1的開關52閉合)，而兩個其它的線圈44_2、44_3被切斷(電流迴路48-2、48-3的開關52斷開)，從而僅線圈44_1產生磁場並且活塞24b被拉入線圈44-1中。之後為了將需吸移的介質的量從噴嘴段中排出，可以接通線圈44-2，同時切斷第一線圈44-1。這樣，活塞24b被拉入第二線圈44-2的中心並且擠出擠壓介質的相應的量或將需吸移的介質從導管20b中擠出。相應地，隨後可以接通第三線圈44-3並且可以切斷第二線圈44-2。線圈44-1、44-2、44_3不僅可以接通也可以切斷。針對輸出的精確劑量分配，可以·向線圈分別輸入在O和最大值之間的某個電流強度。如果向兩個相鄰的線圈44-1/44-2或44-2/44-3輸入不同的電流強度，則本領域技術人員可以從電流強度的比例關係中容易地計算出實際在活塞地點處作用的疊加磁場並且通過調節某個電流強度將活塞24b在導管20b中沿縱向中軸線A非常精確地定位。以這種方式在控制單元和活塞24b之間沒有機械的相互作用的情況下就可以實現精確地分配需吸移的介質的劑量。此外可以在一個個電流迴路48-1、48-2、48-3中以較高的速度接通電流，從而可以實現劑量分配的高動力。下面參照圖4至6闡述本發明的第三實施例。第三實施例相對於第一實施例的相同的或對應的元件以相同的附圖標記表示並且加上後綴「c」並且下面僅闡述其與第一實施例的不同之處，其中，其餘部分可以明確參照第一實施例的描述。第三實施例的移液管IOc包括圓柱形導管20c、活塞24c可移動地插入該導管中。與第一和第二實施例不同，第三實施例的活塞24c包括永磁鐵體54，其產生持續的磁場。永磁鐵體54的構造在圖5a至5c中詳細示出。在圖5b和5c中可見，永磁鐵體54包括大量(這裡是5個)永磁鐵分段56-1、56-2、56-3、56-4、56-5，其以該編號的順序在導管20c的軸向上一個接一個地設置。每個永磁鐵分段56-1……56-5都具有磁化M1……M5，其磁化方向在圖5b中分別通過箭頭說明。相應地，所有永磁鐵分段56-1……56-5的磁化M1……M5軸向對齊(平行於縱向中軸線A)，但相鄰的永磁鐵分段56-1……56-5的磁化
M1......M5的方向分別相互反向，從而從永磁鐵分段到永磁鐵分段的磁化沿軸向交替地朝一
個方向或朝另一個方向示出。因此在根據圖5的實施例中M1向上，M2向下，M3向上，M4向下以及M5向上。在該實施例中，所有永磁鐵分段56-1......56-5都具有相同的軸向長度Lm。因此，
在永磁鐵體54中在軸向上以分別為Lni的間距改變磁化方向。磁化M1......M5也可以通過一個個永磁鐵分段56-1......56_5的磁性北極或磁性南
極的指示來表示，如在圖5c中所示。這樣，通過將永磁鐵分段56-1......56-5以如下方式
相互接合來獲得永磁鐵體54，即相鄰的永磁鐵分段56-1……56-5分別以其同名的極相互鄰接。在該實施例中永磁鐵分段56-1的南極鄰接永磁鐵分段56-2的南極,而永磁鐵分段56-2的北極鄰接永磁鐵分段56-3的北極，以此類推。
永磁鐵體54可以以簡單的方式製成，其中，大量單個的永磁鐵相應於永磁鐵分段56-1……56-5以它們同名的極相互接合併且比如相互粘接。因此在根據圖5a至5c的實施例中，永磁鐵體54可以通過連接五個單個的永磁鐵的連接來形成。以前述方式構建的永磁鐵體54具有特徵性的、在軸向上強烈變化的磁場，其在圖6中以磁力線描繪出。圖中可見，特別是在磁化札……M5的定向改變的位置處，即在相鄰的永磁鐵分段56-1……56-5之間的過渡區域處出現強烈的徑向延伸的、較高的磁場，其交變地向外或向內定向。特徵性的磁場特性可以用於精確地控制或探測活塞，如在下文中還將描述。原則上永磁鐵體54可以具有這樣一種形狀，即永磁鐵體可以匹配精確地以及足夠密封地插入導管20c的內部並且自身可以直接以活塞作用。但該活塞24c優選還具有至少一個密封體58、59，其設置在永磁鐵體54和導管20c的內壁之間。在該實施例中設置兩個密封體58、59，它們分別放到永磁鐵體54的端部段上，從而它們分別包圍永磁鐵體54的端部一側的圓周分段以及端部一側的端面。密封體58、59可以比如作為合適的橡皮帽放到 永磁鐵體54的端部上。圖4展示了具有大量線圈44c的線圈結構42c，線圈的繞匝分別環形地圍繞導管20c的外壁。線圈44c中的每一個可以在導管20c內部中的相應的軸向位置處產生在軸向上定向的磁場，該磁場可以與活塞24c發生相互作用。通過控制/調節流經線圈44c的電流可以藉助於這裡產生的線圈磁場與永磁鐵體54的磁場的相互作用將力在導管20c的軸向上施加到活塞24c上,用以移動活塞24c用於吸入或排出需吸移的介質。線圈44c具有軸向的線圈長度I並且相互以間距s設置。這裡相鄰的線圈44c之間的間距s可以有益地在每個線圈44c的軸向中間位置(在1/2處)之間測得。在相鄰的線圈44c之間的間距s優選根據永磁鐵分段56-1……56_5的軸向長度Lffl以及根據線圈44c的相位操控來設置。根據具有交替的磁化方向的永磁鐵分段56-1……56-5的設置(參見圖5)得到，磁場在軸向上具有2xLm的周期。如果活塞24c在周期長度上的移動應通過順次操控大量的η個軸向上一個接一個的線圈44c完成，則這可以通過線圈44c的η-相運行實現，前提是相鄰的線圈44c之間的間距為s = l/nx2xLm(I)。根據該方程式比如針對三相運行選擇線圈間距為s = 2/3xLm,而針對四相運行線圈間距應為s = l/2xLm。為了特別精確地或自動化地分配介質的劑量，可以根據探測到的活塞24c的運動或位置來調節流經線圈44c的電流。如在圖4中所示，線圈44c可以分別與一個控制裝置45連接，該控制裝置能夠控制分別流經線圈44c的電流或者說分別加到線圈44c上的電壓。控制裝置45是調節迴路的一部分並且由位置探測元件47接收說明活塞24c的運動或/和位置的探測值。該位置探測元件47可以沿導管20c延伸。在根據圖4的實施例中，位置探測元件47是光學探測器，比如由一維的、沿導管20c延伸的、由圖像探測器構成的陣列形成的光學線陣傳感器((XD-線陣傳感器、CMOS線陣傳感器等等)。光學地探測活塞24c的位置或運動的優點在於，在位置探測/運動探測與通過線圈44c的磁性的活塞控制之間僅出現極小的幹擾或完全沒有幹擾。在運行中控制裝置45連接到電壓源50c以及連接到輸入單元52c上。使用者可以通過輸入單元52c (比如電子輸入單元、特別是計算機)輸入所需的劑量。使用者的輸入被轉交給控制裝置45，其由此計算出對應於劑量的、針對活塞24c的額定位置或額定運動。控制裝置根據由位置探測元件47輸入的探測值在劑量分配進程期間反覆地確定探測到的活塞24c的位置或運動與活塞24c的額定運動或額定位置之間的偏差並且根據該偏差的大小控制線圈44c的電流強度。控制裝置45優選如此控制線圈電流，即探測到的活塞運動/活塞位置與活塞的額定運動/額定位置之間的調節偏差越大，則作用到活塞24c上的力越聞。下面參照圖7闡述本發明的第四實施例。第四實施例可以視為第三實施例的變型，這樣下面僅闡述不同之處並且沒有重新描述的移液管的元件明確參照第三實施例的描述。第四實施例的移液管IOd包括導管20d、在導管中可移動地容納未示出的活塞。為了藉助於磁性的相互作用控制活塞的位置或運動，在導管20d的外圓周上設置具有大量線圈44-ld、44-2d、44-3d、44-4d的線圈結構42d。在根據圖7的局部視圖中展示的線圈中， 線圈44-ld和44-2d設置在導管20d的第一軸向位置處，而線圈44_3d和44_4d設置在導管20d的第二(另一個)軸向位置處。優選其它的、在圖7中未示出的線圈對軸向分布地設置在導管20d上。作為所有線圈44-ld……44-4d的代表，線圈44-ld包括大量繞匝60d，其中，每個繞匝60d大致具有矩形的形狀，其緊貼在導管20d的圓柱形外壁上。相應地，每個繞匝60d包括兩個在圓周方向上延伸的繞匝段62d以及兩個軸向的繞匝段64。大量這種矩形的繞匝60d相互圍繞著或者說螺旋形地一個套個地在導管20d的外壁上延伸。此外，這種類型的繞匝也可以以多個層設置在導管20d的外側面上，如在圖7中以附圖標記66表示。直接設置在導管20d的外側面上的大量繞匝60d以及必要時設置在外層66中的額外的繞匝優選由唯一一根貫穿的金屬線捲成，在其端部處供應或輸出線圈電流，從而使線圈44-ld產生磁場。軸向的繞匝段64的軸向長度優選選擇為，通過軸向的繞匝段64相互連接的、在圓周方向上延伸的繞匝段62d相互在軸向上具有間距S，其可以按照上面結合本發明的第三實施例所描述的在軸向相鄰的線圈之間的間距s來選擇，特別是根據活塞的永磁鐵體的永磁鐵分段的長度Lm來選擇。這樣，線圈44-ld的平均軸向長度S，即軸向的繞匝段64的平均軸向長度按照上面記載的方程式(I)來確定。在圓周方向上延伸的繞匝段62d在該實施例中設計成，其不是完全作為環來圍繞導管20d的外圓周，而是僅在小於360°，優選小於180° (參見圖7和10)的圓周角上延伸。在該實施例中，由在圓周方向上延伸的繞匝段62d覆蓋的圓周角位於大約80和120°之間。在不被線圈44-ld覆蓋的、裸露的圓周分段68d處可以從外部接近導管20d，用以實現對劑量分配進程可能的監控或設置稍後還將描述的位置探測元件，不會被線圈44-ld妨礙。如果在圓周方向上延伸的繞匝段62d在小於180°的圓周角上延伸，這意味著，線圈44-ld的繞匝60d完全設置在包含導管20d的縱向中軸線A的縱向中面E的一側上(圖10)。由此實現了將與線圈44-ld對稱的第二線圈44-2d設置在與第一線圈44-ld相同的軸向位置處。這樣，在導管20d的縱向中面E和外壁之間的相交線的區域中，裸露的圓周分段68d以及另一個相對立的裸露的圓周分段70d在線圈44-ld、44-2d之間延伸。在該實施例中，線圈44-ld和44-2d的繞匝60d還設置成，兩個線圈44_1 d和44_2d的所有繞匝60d基本上位於兩個切向面I\、T2之間，這兩個切向面切向地貼靠在導管20d的相對立的外側面(這裡在裸露的圓周分段68d、70d的區域中)上並且相互平行。在這樣一種設置中獲得了額外的優點，在多個導管20d的級聯的情況下可以實現比在線圈的繞匝完全圍繞導管的移液管中更高的組裝密度。如從圖9和10的比較中可較好看到，在根據圖10的第四實施例的情況下線圈44-ld、44-2d在垂直於縱向中軸線A並且平行於縱向中面E的方向上的寬度Y1小於環形地圍繞導管的線圈44c (比如第三實施例的線圈44c)的對應的寬度y2。因此，特別是可以將大量的根據本發明的第四實施例的導管20d(其在其裸露的圓周分段68d或70d處相互接合)緊密地組裝，使得線圈44-ld至44-4d基本上不會妨礙該結構。因此具有多個導管20d的劑量分配設備可以至少在一個尺寸設計上具有緊湊的構造。圖8展示了作為本發明的第四實施例的變型的本發明的第五實施例，其中，線圈結構42e的線圈44-le、44-2e同樣不完全地圍繞移液管IOe的導管20e，用以實現結合第四 實施例描述的可從外部接近導管20e以及多個導管20e的更高的組裝密度的優點和效果。但與第四實施例不同的是，在第五實施例中線圈44-le、44_2e的繞匝60e的繞匝段中不是所有的繞匝段都在導管20e的外壁處或平行於該外壁延伸。可替換的是，第五實施例的繞匝60e的繞匝段72從導管20e的外壁出發朝遠離導管20e的方向延伸並且在遠離導管20e的位置處再次相互連接。在圓周方向上延伸的繞匝段20e產生導管20e內部的軸向磁場，這些繞匝段的端部與從導管20e離開延伸的繞匝段72連接。如在圖8中可見，在第五實施例中繞匝60e特別是可以基本上在與縱向中面A垂直的平面中延伸。在第五實施例中也優選將兩個對稱的線圈44-le、44_2d在導管20e的縱向中面E的兩側在相同的軸向位置處放到導管20e上，從而使其共同在導管20e的內部產生比較均勻的軸向磁場，與具有環形地圍繞導管的繞匝的線圈的磁場類似(比如根據圖4)。此外，在圖8中在由兩個相對立的裸露的圓周分段68e、70e(在這些圓周分段處，導管20e的外圓周不被線圈44-le、44-2e的繞匝60e覆蓋)處設置位置探測元件74，特別是磁性測量系統，其允許軸向地探測由插入導管20e中的活塞產生的磁場。位置探測元件74可以比如是可磁化的條帶，其在軸向上在裸露的圓周分段68e或/和70e處延伸並且其軸向磁化輪廓可由磁性讀取單元讀取，用以探測活塞的位置/運動。如此探測到的活塞的運動/位置優選作為調節信號返回給控制裝置，控制裝置基於該調節信號發出控制信號，基於該控制信號向線圈44-le、44-2e輸入一定電流強度的電流。這樣，線圈44-le、44-2e、控制裝置以及位置探測元件74形成封閉的調節迴路的主要組成部分，該調節迴路用於調節引入導管20e中的活塞的位置或運動且因此精確地、自動化地調節移液管IOe的劑量分配進程。即便在第四和第五實施例中的裸露的圓周分段減輕了用於置入和用於運行位置探測元件的技術耗費，這樣也可以在本發明的其它實施例中、特別是在前述的實施例I至3中有利地設置用於探測活塞的位置或運動的位置探測元件或其它措施。比如可以將第五實施例的在軸向上延伸的位置探測元件74應用到外部線圈完全圍繞導管的移液管中，其中，比如將可磁化的條帶引入導管的外壁和線圈的繞匝之間。這樣由於由線圈產生的磁場需要相應地校正位置探測元件的探測信號。
本領域技術人員已知的其它用於探測活塞的位置/運動的裝置，比如光學探測或 基於其它電磁信號或聲學信號的探測同樣也可以考慮並且具有如下優點，為探測活塞的位置/運動所使用的電磁波的或聲波不被或僅以極小的程度被線圈或活塞的磁場幹擾。
權利要求
1.一種劑量分配設備(10 ；10a......e),包括 導管(20 ;20a......e), 在導管(20 ；20a,......e)中能夠移動地插入的活塞(24 ；24a ；24b ；24c)， 用於將力施加到活塞(24 ；24a ；24b ； 24c)上的操作結構(40 ；40a ；42 ；42c......e)，用以使活塞(24 ；24a ；24b ；24c)在導管(20 ；20a,......e)中移動，以及 用於容納需分配劑量的介質(34)的腔室(28，30)，其中，需分配劑量的介質(34)能夠根據活塞(24 ；24a ；24b ；24c)的移動吸入或排出， 其特徵在於，所述操作結構(40 ；40a ；42 ；42c......e)設置用於與活塞(24 ；24a ；24b ；24c)磁性地相互作用，其中，所述劑量分配設備(10；10a......e)包括用於控制磁場的大小或/和位置或/和方向的控制裝置，其中，所述控制裝置設置用於通過反饋說明活塞(24 ；24a ；24b ；24c)的運動或位置的探測值來調節活塞位置。
2.根據權利要求I所述的劑量分配設備(10；10a......e)，其特徵在於，設置位置探測器(74)或探測吸入或排出的介質的量的天平，其中，所述位置探測器(74)或所述天平提供說明活塞(24 ；24a ；24b ；24c)的運動或位置的探測值用於調節活塞位置。
3.一種劑量分配設備(10c ；10d ;10e)，特別是根據權利要求I或權利要求2所述的劑量分配設備，包括導管(20c ；20d ；20e)， 在導管(20c ;20d ;20e)中能夠移動地插入的活塞(24c)， 用於將力施加到活塞(24c)上的操作結構(42c;42d;42e)，用以使活塞(24c)在導管(20c ；20d ；20e)中移動，以及 用於容納需分配劑量的介質(34)的腔室(28，30)，其中，需分配劑量的介質(34)能夠根據活塞(24c)的移動吸入或排出， 其特徵在於，所述操作結構(42c ;42d ;42e)設計用於與活塞(24c)磁性地相互作用，其中，活塞(24c)具有永磁鐵(54)。
4.根據權利要求3所述的劑量分配設備(10c;10d;10e)，其特徵在於，所述活塞(24c)包括至少兩個相互鄰接的永磁鐵分段(56-1，......，56-5)，所述永磁鐵分段的磁化(M1,......，M5)在導管(20c ；20d；20e)的軸向上延伸，其中，相鄰的永磁鐵分段(56-1,......,56-5)的磁化((M1,......,M5)的方向相反。
5.根據權利要求4所述的劑量分配設備(10C;10d;10e)，其特徵在於，所述永磁鐵分段(56-1，......,56-5)通過永磁鐵形成，所述永磁鐵以如下方式相互固定，即相鄰的永磁鐵的磁性北極(N)相互面對地以及相鄰地設置或者相鄰的永磁鐵的磁性南極(S)相互面對地以及相鄰地設置。
6.根據權利要求3-5中任一項所述的劑量分配設備(10c；10d ;10e)，其特徵在於，所述活塞(24c)包括至少一個密封體(58，59)，所述密封體設置在導管(20c ;20d ;20e)的內壁與永磁鐵分段(56-1,......,56-5)或永磁鐵之間。
7.根據權利要求6所述的劑量分配設備(10C;10d;10e)，其特徵在於，所述至少一個密封體以帽的形式設計並且放到永磁鐵的軸向上端部或/和軸向下端部上或者放到軸向上最上面的或/和軸向上最下面的永磁鐵分段(56-1，......,56-5)上。
8.一種劑量分配設備(10 ；10a......e),包括導管(20 ;20a......e), 在導管(20 ；20a,......e)中能夠移動地插入的活塞(24 ；24a ；24b ；24c)， 用於將力施加到活塞(24 ；24a ；24b ；24c)上的操作結構(40 ；40a ；42 ；42a......e)，用以使活塞(24 ；24a ；24b ；24c)在導管(20 ；20a,......e)中移動，以及 用於容納需分配劑量的介質(34)的腔室(28 ;30)，其中，需分配劑量的介質(34)能夠根據活塞(24 ；24a ；24b ；24c)的移動吸入或排出， 其特徵在於，所述操作結構(40 ；40a ；42 ；42c......e)設置用於與活塞(24 ；24a ；24b ；24c)磁性地相互作用。
9.根據前述權利要求中任一項所述的劑量分配設備(10;10a......e)，其特徵在於，所述操作結構(40 ；40a ；42 ；42c......e)具有用於產生磁場的磁場產生裝置。
10.根據前述權利要求中任一項所述的劑量分配設備(10;10a......e)，其特徵在於，所述活塞(24 ；24a ；24b ；24c)至少在一些分段上由能夠磁化的材料形成。
11.根據前述權利要求中任一項所述的劑量分配設備(10a)，其特徵在於，所述活塞(24a)由能夠磁化的液體、特別是由鐵磁流體形成。
12.根據前述權利要求中任一項以及根據權利要求9所述的劑量分配設備(10;IOa......e)，其特徵在於，所述磁場產生裝置(40;40a ；42 ；42c......42e)設置用於產生磁場，所述磁場的磁力線基本上在導管(20 ;20a......e)的軸向上穿過活塞(24 ；24a ；24b ；24c)。
13.根據前述權利要求中任一項所述的劑量分配設備(10;10a......e)，其特徵在於，所述操作結構(40;40a ；42 ；42c......e)設置用於產生能夠基本上在導管(20;20a......e)的軸向(A)上運動的磁場。
14.根據前述權利要求中任一項以及根據權利要求9所述的劑量分配設備(10;10a)，其特徵在於，所述磁場產生裝置(40 ；40a)包括環形的永磁鐵，所述永磁鐵共軸地包圍導管(20 ；20a) ο
15.根據前述權利要求中任一項以及根據權利要求9所述的劑量分配設備(10b；10c),其特徵在於，所述磁場產生裝置(42 ；42c)包括具有至少一個線圈(44-1，44-2，44-3 ；44c)的線圈結構，所述線圈的繞匝共軸地圍繞導管(20b ;20c)。
16.根據權利要求I至8或10至14中任一項以及根據權利要求9所述的劑量分配設備(IOb ; 10c)，其特徵在於，所述磁場產生裝置(42 ；42c)包括具有大量線圈(44_1，44_2，44-3 ；44c)的線圈結構，所述線圈的繞匝分別共軸地圍繞導管(20b;20c)，其中，所述線圈(44-1，44-2，44-3 ；44c)在軸向上相互錯開。
17.根據前述權利要求中任一項所述的劑量分配設備(10d;10e)，其特徵在於，所述操作結構(42d ；42e)具有用於產生磁場的磁場產生裝置，其中，所述磁場產生裝置包括具有至少一個線圈(44-ld,44-2d ;44_le,44_2e)的線圈結構,所述線圈具有至少一個繞阻(60d ;60e)，其中，所述至少一個繞匝(60d;60e)僅圍繞導管(20d ;20e)的圓周的一個分段。
18.根據前述權利要求中任一項所述的劑量分配設備(10d;10e)，其特徵在於，所述操作結構(42d;42e)具有用於產生磁場的磁場產生裝置，其中，所述磁場產生裝置包括具有至少一個線圈(44-ld,44-2d ;44_le,44_2e)的線圈結構,所述線圈具有至少一個繞阻(60d ;60e)，其中，所述至少一個繞匝(60d ；60e)完全在包含導管(20d ；20e)的縱向中軸線(A)的縱向中面(E)的一側延伸。
19.根據權利要求17或權利要求18所述的劑量分配設備(IOd;10e)，其特徵在於，所述至少一個繞匝(60d;60e)完全在導管(20d;20e)的兩個接觸導管(20d ;20e)的外壁的、相互平行的切向面(TnT2)之間延伸。
20.根據權利要求18或權利要求19所述的劑量分配設備(10d;10e)，其特徵在於，所述線圈結構(42d ；42e)包括具有至少一個第一繞匝的第一線圈(44-ld ;44-le)和具有至少一個第二繞匝的第二線圈(44-2d ;44-2e)，其中，所述至少一個第一繞匝完全在縱向中面(E)的一側延伸以及所述至少一個第二繞匝完全在縱向中面(E)的另一側延伸。
21.根據權利要求17至19中任一項所述的劑量分配設備(IOd; IOe)，其特徵在於，所述至少一個繞匝(60d;60e)具有在圓周方向上沿導管(20d;20e)的外壁延伸的繞匝分段(62d ；62e)。
22.根據權利要求17至20中任一項所述的劑量分配設備(IOd)，其特徵在於，所述至少一個繞匝(60d)具有在軸向上沿導管(20d)的外壁延伸的繞匝分段(64)。
23.根據權利要求22以及根據權利要求3至7中任一項所述的劑量分配設備(IOd)，其特徵在於，軸向延伸的繞阻分段(64)的軸向長度(s)與永磁鐵分段(56-1,......,56-5)或永磁鐵的長度(Lm)相匹配。
24.根據權利要求17至23中任一項所述的劑量分配設備(IOe)，其特徵在於，所述至少一個繞匝(60e)具有朝導管(20e)延伸、隨後沿導管(20e)延伸且隨後離開導管(20e)延伸的繞匝分段(72)。
25.根據權利要求17至24中任一項所述的劑量分配設備(IOe)，其特徵在於，在導管(20e)的不被所述至少一個繞匝^Oe)圍繞的圓周分段(68e、70e)上設置位置探測器的位置探測元件(74)，其中，所述位置探測器藉助於位置探測元件(74)探測說明活塞的運動或位置的探測值。
26.根據權利要求25所述的劑量分配設備(IOe)，其特徵在於，所述位置探測元件(74)設置用於與活塞磁性地相互作用。
27.根據前述權利要求中任一項所述的劑量分配設備(10;10a......e)，其特徵在於，設置用於控制磁場的大小或/和位置或/和方向的控制裝置。
28.一種劑量分配設備(10 ;10b)，特別是根據前述權利要求中任一項所述的劑量分配設備，包括 導管(20 ；20b), 在導管(20 ；20b)中能夠移動地插入的活塞(24 ；24b)以及 用於容納需分配劑量的介質(34)的腔室(28，30)，其中，需分配劑量的介質(34)能夠根據活塞(24 ；24b)的移動吸入或排出， 其特徵在於，在活塞(24 ；24b)和導管(20 ；20b)之間設置由能夠磁化的液體形成的滑動膜(38 ;38b)，所述劑量分配設備(10 ；10b)包括用於產生作用到滑動膜(38 ；38b)上的磁場的磁場產生裝置(40;42)。
29.根據權利要求28所述的劑量分配設備(10;10b)，其特徵在於，所述磁場產生裝置(40,42)設置用於產生磁場，所述磁場的磁力線在活塞(24;24b)的地點處基本上在導管(20 ；20b)的軸向上定向。
30.一種用於在使用劑量分配設備(10;10a......e)、特別是根據前述權利要求中任一項所述的劑量分配設備(10 ;10a......e)的情況下分配介質(34)的劑量的劑量分配方法，其中，所述劑量分配設備(10;10a......e)包括導管(20 ;20a......e)、在導管(20;20a......e)中能夠移動地插入的活塞(24 ；24a ；24b ；24c)以及用於容納需分配劑量的介質(34)的腔室(28，30)，其中，需分配劑量的介質(34)能夠根據活塞(24 ；24a ；24b ；24c)的移動吸入或排出， 其特徵在於，所述方法具有下列步驟 提供磁場以及 通過活塞(24 ；24a ；24b ；24c)與磁場的磁性相互作用將力施加到活塞(24 ；24a ；24b ；24c)上。
31.根據權利要求30所述的劑量分配方法，其特徵在於，所述劑量分配設備(10b......IOe)包括具有大量線圈(44-1，44-2，44-3 ；44c ;44_ld ;44_2d ;44_le，44_2e)的線圈結構(42;42c......42e)，所述線圈的繞匝分別共軸地圍繞或部分圍繞導管(20b......20e)，其中，所述線圈(44-1，44-2，44-3 ；44c ;44_ld ;44_2d ;44_le，44_2e)在軸向上相互錯開並且分別向所述線圈(44-1，44-2，44-3 ；44c ;44_ld ；44~2d ;44_le，44_2e)輸入的電流強度按照需吸入或排出的劑量來控制。
全文摘要
本發明涉及一種劑量分配設備(10；10a；10b)，包括導管(20；20a；20b)；在導管(20；20a；20b)中能夠移動地插入的活塞(24；24a；24b)；用於將力施加到活塞(24；24a；24b)上的操作結構(40；40a；42)，用以使活塞(24；24a；24b)在導管(20；20a；20b)中移動；以及用於容納需分配劑量的介質(34)的腔室(28，30)，其中，需分配劑量的介質(34)能夠根據活塞(24；24a；24b)的移動吸入或排出，所述操作結構(40；40a；42)設置用於與活塞(24；24a；24b)磁性地相互作用。
文檔編號B01L3/02GK102892507SQ201180005448
公開日2013年1月23日 申請日期2011年1月5日 優先權日2010年1月5日
發明者麥恩拉德·霍夫斯泰特爾, 維恩岑茨·基爾斯特 申請人:哈美頓博納圖斯股份公司