用於自動確定分析物的方法

2023-12-06 16:24:26

專利名稱：用於自動確定分析物的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於自動確定在液體分析設備內的圓形試管內的液體樣品分析物的方法。
背景技術：
本發明尤其涉及確定水溶液樣品分析物。由DE 41 09 118 Al已知這種方法。在此，試管具有I維條形碼，其包含關於要確定的分析物的信息。試管是適合用於光度測量的器皿，該器皿對於測量光束是透明的，並且在該器皿內加入液體樣品並且與試劑混合。液體分析設備具有轉動裝置，藉助該轉動裝置能夠將置入該液體分析設備內的試管轉動。試管通過該轉動裝置不僅在讀取安置在試管外周方向上的條形碼時，也在光度測量時被轉動。為了精確定量確定分析物，必須藉助與每個分析物對應的標準數據，將由光度計測定的測量信號轉換為相應的量化測量值。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種用於定量確定在液體分析設備內的液體樣品分析物，其中，保證可無誤地使用標準數據。所述技術問題根據本發明、藉助具有權利要求1所述特徵的方法而解決。根據本發明的方法關於自動確定在液體分析設備內的圓形或圓柱形試管內的液體樣品分析物。該試管具有與分析物可產生顏色變化反應的試劑。此外，該試管在試管外表面上還具有I維或者2維條形碼和單獨的2維圖形標誌。該圖形標誌能夠例如是物品標誌、商標、標牌或者該用試劑填充的試管的製造商以及供貨商的其他平面標誌。液體分析設備除了光度計和用於轉動所置入的試管的轉動裝置外，還具有用於讀入條形碼和圖形標誌的線陣照相機或者面陣照相機。設置唯一一個照相機既用於讀入條形碼也用於讀入圖形標誌，原則上是有利的。但原則上也可以為此設置兩個單獨的照相機。此外，液體分析設備還具有用於存儲試劑批次標準數據的電子標準數據存儲器。所述試劑批次例如是所有用具有相同標準數據的試劑填充的試管的總稱。此外，液體分析設備還具有用於存儲圖形標誌樣本的電子存儲器。最後，該液體分析設備還具有用於手動輸入試劑標準數據的輸入裝置。該輸入裝置能夠例如是鍵盤、按鍵、旋鈕、觸控螢幕或者其他手動輸入裝置。根據本發明的方法，置入液體分析設備內的試管通過轉動裝置被轉動，其中，以這種方式將圖形標誌旋轉地對準照相機，使得圖形標誌能夠被在液體分析設備內的照相機作為照片而讀入。接著，該讀入的圖形標誌照片與存儲的圖形標誌樣本相比較。若該讀入的圖形標誌照片與存儲的圖形標誌樣本不一致，則激活用於手動輸入試劑標準數據的輸入裝置，並且必要時要求操作者手動輸入標準數據。在手動輸入標準數據後對液體樣品進行光度測量，並且在此藉助輸入的標準數據將測量信號轉換為相應的測量值。若所讀入的圖形標誌照片與存儲的圖形標誌樣本在確定的公差範圍內一致，則藉助存儲在標準數據存儲器內的標準數據，將由光度測量得到的測量信號轉換為相應的測量值。若試管具有顯示試管生產商或者供貨商的圖形標誌，則使用由標準數據存儲器提供的標準數據來確定測量值。以這種方式保證了，在使用陌生生產商或者供貨商的試管時，不會使用原始生產商或者供貨商的標準數據，反之必然會導致產生錯誤的測量值。以這種方式保證了在測定測量值時無誤地使用標準數據。根據優選實施例，條形碼能夠包含分析物批次標記，其中，首先藉助照相機讀入在所置入的試管的條形碼上的批次標記，然後檢查，被照相機讀入的批次標記是否與已經被存儲在標準數據存儲器內的標準數據一致。如果被讀入的批次標記已經是存儲在標準數據存儲器內的標準數據，則繼續進行液體樣品的光度測量。如果被讀入的批次標記與存儲在標準數據存儲器內的標準數據都不一致，則輸出讀取新的批次標記的標準數據的要求。所述標準數據的讀取例如可以這樣進行，分配給試管的RFID (無線射頻識別技術)標籤固定在液體分析設備相應的讀取設備上，在該標籤內存儲有關批次標記的標準數據，其中，所述讀取設備從RFID標籤中自動讀取相應的標準數據，並且將這些標準數據(與有關的批次標記對應地)存儲在標準數據存儲器內。根據可選的或者補充的實施方式，條形碼能夠包含有關的試管以及批次的標準數據，其中，藉助照相機讀入具有該標準數據的條形碼，並且最後將該標準數據存儲在標準數據存儲器內。讀取條形碼的標準數據能夠在每次測量時都進行，但是，優選只有當還未在標準數據存儲器內存儲標準數據的一批新試管第一次裝入液體分析設備時，才進行讀取條形碼的標準數據。根據優選實施例，在所有的試管中，以一貫已知的幾何上的位置關係相互安置條形碼和圖形標誌，其中，首先藉助照相機測定條形碼在試管上轉動的和必要時高度尺寸上的位置，然後藉助已知的幾何上的位置關係由條形碼的位置確定圖形標誌的位置。因為，從條形碼的位置就可已知圖形標誌在試管上的位置，所以不必再尋找在試管上的圖形標誌，而是可以利用轉動裝置將試管上的圖形標誌精確地轉動到照相機面前，由此能夠節省時間地進行整個圖形標誌讀取過程。液體分析設備優選具有附帶光源的用於對試管上的圖形標誌進行照明的照明裝置。通過對該試管進行照明，照相機的使用信號可被放大，由此可改進圖形標誌照片的質量。此外，能夠相應地減少照相機所謂的曝光時間，由此能夠甚至在試管旋轉運動期間拍攝圖形標誌的照片。根據優選實施例，脈衝式地運行照明裝置或者該照明裝置的光源。該照明裝置或者光源在脈衝式運行中比在持續運行中短時間內提供明顯更高的光功率。因此，也相應地縮短了照相機的曝光時間。所述照明裝置優選具有光導體，該光導體使光線從光源導向所置入的試管。所述光源、例如是發光二極體可以布置在具有液體分析設備的全部電子件的主板上。用於光源和其控制件的獨立主板不是必需的。所述光線通過光導體從在主板上的光源導向照相機附近的試管井。所述照明裝置優選具有亮度傳感器和亮度調節器。該亮度傳感器被固定在試管井上，並且在空間上這樣地與所置入的試管的條形碼和圖形標誌對應，使得該亮度傳感器可測定被條形碼和圖形標誌反射的光線的亮度，即用於照相機使用信號的亮度。藉助該亮度傳感器這樣地調節光源的功率，使得儘可能最佳地設置被照相機接收的使用信號的對比度。


下面結合附圖詳細闡述根據本發明的方法。附圖中:圖1示出用於執行根據本發明的方法的液體分析設備的示意圖，以及圖2示出具有RFID標籤和一批多個試管的試管容器。
具體實施例方式圖1不出具有放置在試管井14內的試管12的液體分析設備10。該液體分析設備是所謂的實驗裝置，並且可用於分析不同的光度測量確定的、在水中，例如在廢水中、淨化水中或者飲用水中的分析物。所述試管12由圓柱形玻璃體16構成，該玻璃體16具有貼在它上面的2維條形碼18和鄰接在該條形碼18外周方向上的2維圖形標誌20。在該玻璃體16內由試管生產商裝入指定容量、濃度和質量的用於確定指定的液體樣品分析物的試劑。因此，試管12由玻璃體16、條形碼18、圖形標誌20和試劑組成。試管12在不被使用的情況下藉助液體密封地封閉的螺旋蓋13來封閉，正如圖2所示。條形碼18以編碼的形式包含關於測試類型的信息，即，關於具有試劑的可確定的分析物的信息，還包含關於製造和保存以及對於同批次所有的試管都相同的批次標記的信息。一批試管的試劑是完全相同的。試管批次配有唯一一組用於由光度測量信號計算出要確定的分析物的準確定量的測量值的標準數據。圖形標誌20能夠例如顯示製造商所有試管的相同的產品標誌或者製造商標誌，並且可以，但不是必須，還具有字碼部分。在此，該圖形標誌20應該具有儘可能強烈的對比度，例如只是黑白色。條形碼18和圖形標誌20設置在玻璃體16的這種高度上，使得在將試管12放入試管井14的情況下它們的高度在試管井內部，並且徑向與安置在試管井14壁上的線性照相機22對齊。條形碼18和圖形標記20在幾何形狀上以一貫固定的已知的位置關係相互布置。因此，能夠根據首先必須被照相機22發現和讀取的條形碼18的位置，從而推斷出圖形標誌20的正確位置。因此，圖形標誌20不必再被搜尋，而是能夠通過轉動裝置44直接與照相機22對準。照相機22是具有解析度例如320像素的垂直定向的線陣照相機。照相機22也能夠可選地設計為面陣照相機。在這種情況下，為了分析照相機照片必須進行對該照相機照片相應的校正。在照相機22下面設有光度計24，該光度計24由光度計發射器24a和光度計接收器24b構成。該光度計24用於利用光度測量確定吸移入試管16內的液體樣品的分析物，該液體樣品在指定的光譜範圍內與在試管16內的試劑作出顏色變化的反應。在相關的光譜範圍內透射的變化通過光度計24以測量信號的形式來確定，該測量信號可傳送給設備控制器30。
液體分析設備10具有帶有轉盤的轉動裝置44，藉助該轉盤能夠使放置在試管井14內的試管12繞著試管縱軸線限定地逐步轉動。液體分析設備10具有照明裝置23，該照明裝置23安裝在試管井14的壁上並且在空間上與照相機22對應，並且該照明裝置按照需求對在試管-玻璃體16上的條形碼18和圖形標誌20進行照明。照明裝置23由安置在設備控制器30的主板31上的LED光源26、和將光源26的光線導向試管井14的塑料光導體28組成。在工作中，脈衝式運行光源26,以避免在有短暫的較高光功率的情況下光源26的過熱。液體分析設備10具有以鍵盤形式的手工輸入裝置32和以屏幕形式的顯示裝置34。此外，該液體分析設備還具有RFID發射器/接收器36，該RFID發射器/接收器36能夠從試管包裝體40上的RFID標籤42中讀取標準數據。中央單元30具有數字標準數據存儲器33，在該存儲器中存儲一批或者多批試管的標準數據。在圖2中示出試管包裝單元50，其由試管包裝體40、同一批次的多個試管12和具有相應試管批次標準數據的RFID標籤42組成。用於自動確定液體樣品的分析物的方法如下這樣進行:首先，從包裝體40中取出試管12，並且將螺旋蓋13從試管玻璃體16上擰下。然後，藉助滴管將液體樣品定量地滴入試管12內。要實驗的液體樣品的分析物與在試管12內的試劑產生顏色變化的反應。接著，將試管12放入試管井14中，其中，通過光度計24確定透射跳躍式的減少量，由此再觸發測量循環。接著，設備控制器30促使打開照明裝置23和通過轉動裝置44轉動試管12，以便條形碼18藉助照相機21與照相機22對齊。照相機22拍下會被設備控制器30評估和讀取的條形碼照片。在此，藉助亮度傳感器25如此調整光源26的功率，使得該條形碼照片具有最佳的對比度。在照相機22拍下條形碼照片後，轉動裝置44使試管12進一步轉動已知的偏差轉角，從而使圖形標誌20與照相機22對準。圖形標誌20會被照相機22讀入，這意味著，該照相機22拍下圖形標誌照片。設備控制器30將圖形標誌照片與長久保存的圖形標誌樣本進行對比，並且在該圖形標誌照片與圖形標誌樣本一致時繼續進行批次確認。在此，由被讀入的條形碼18確定放入的試管12的批次身份。若這種批次身份的標準數據已經被保存在標準數據存儲器33內，則繼續進行光度測量。若在標準數據存儲器33內沒有關於這種批次身份的相關標準數據，則通過聲音信號和通過顯示裝置34請求操作者讀取關於這種批次身份的標準數據。這通過使在試管包裝體40上的RFID標籤42直接被液體分析設備10的RFID發射器/接收器得到而實現。一旦在RFID標籤42和RFID發射器/接收器之間建立起無線連接，這個試管批次的標準數據就被傳遞到標準數據存儲器33內，並且在那被保存。最後，繼續進行光度測量。在圖形標誌照片與圖形標誌樣本不一致的情況下，通過顯示裝置34要求使用者通過手動輸入裝置32手動輸入標準數據。一旦使用者通過輸入裝置32輸入標準數據，就繼續進行光度測量。為了進行光度測量，設備控制器30觸發光度計24，其中，轉動裝置44在不同的試管轉角下間歇式地轉動試管12以便多次測量。以這種方式由光度計24得到的多個測量信號，在設備控制器內藉助存儲在標準數據存儲器33內的或者手動輸入的標準數據轉換為相應的測量值，該測量值給出在液體樣本內分析物的濃度。由多個測量值可刪去所謂的異常測值，並且由保留的測量值構成平均值，該平均值由顯示裝置34示出。
權利要求
1.一種用於自動確定在液體分析設備(10)的圓柱形試管(12)內的液體樣品分析物的方法，其中，所述試管(12)具有與所述分析物可產生顏色變化反應的試劑和在所述試管外表面上的I維或2維條形碼(18)以及2維圖形標誌(20)，並且其中，所述液體分析設備(10)具有光度計(24)、用於轉動所置入的所述試管(12)的轉動裝置(44)、用於讀入所述條形碼(18)和圖形標誌(20)的線陣照相機或面陣照相機(21)、標準數據存儲器(33)以及用於手動輸入與所述試劑對應的標準數據的輸入裝置(32)，所述方法具有如下方法步驟: 轉動所述試管(12)，並且將所述圖形標誌(20)與所述照相機(22)對準， 藉助所述照相機(22)讀入所述圖形標誌(20)， 將被讀入的所述圖形標誌與存儲在所述液體分析設備(10)內的圖像標誌樣本對比，在被讀入的所述圖形標誌與所述圖形標誌樣本不一致的情況下:激活用於手動輸入所述標準數據的輸入裝置(32)，並且 基於手動輸入的或者存儲在所述標準數據存儲器(33)內的所述標準數據對所述試管(12)進行光度測量。
2.根據權利要求1所述的用於自動確定液體樣品分析物的方法，其中，所述條形碼(18)具有標準數據，該方法具有如下方法步驟: 藉助所述照相機(22)讀取在所述條形碼(18)上的標準數據，並且 將讀取的標準數據存儲在所述標準數據存儲器(33)內。
3.根據權利要求1或2所述的用於自動確定液體樣品分析物的方法，其中，所述條形碼(18)包含分析物批次標記，該方法具有如下方法步驟: 讀入在所述條形碼(18)上的批次標記， 檢查，在所述標準數據存儲器(33)內是否存儲了關於讀入的批次標記的標準數據，若未存儲關於讀入的批次標記的標準數據，則輸出讀入有關新的批次標記的標準數據的要求。
4.根據上述權利要求之一所述的用於自動確定液體樣品分析物的方法，其中，所述條形碼(18)和所述圖形標誌(20)相互以固定的位置關係位於所述試管(I)上，該方法具有如下方法步驟: 藉助所述照相機(22)測定所述條形碼(18)在所述試管(12)上的轉動位置， 根據所述條形碼(18)的位置計算出所述圖形標誌(20)在所述試管上的位置。
5.根據上述權利要求之一所述的用於自動確定液體樣品分析物的方法，其中，所述液體分析設備(10)具有用於對在所述試管(12)上的條形碼(18)和/或圖形標誌(20)進行照明的照明裝置(23)，該方法具有如下方法步驟: 在讀入所述條形碼(18)和/或圖形標誌(20)時對所述試管(12)進行照明。
6.根據權利要求5所述的用於自動確定液體樣品分析物的方法，其中，脈衝式地運行所述照明裝置(23)。
7.根據權利要求5或6所述的用於自動確定液體樣品分析物的方法，其中，所述照明裝置(23)具有光導體(28)，所述光導體(28)使光線從光源(26)導向所置入的所述試管(12)。
8.根據權利要求5至7之一所述的用於自動確定液體樣品分析物的方法，其中，所述照明裝置(23)具有亮度傳感器(25)和亮度調節器，該亮度傳感器在空間上與被置入的所述試管的條形碼(18)和圖形標誌(20)對應，該方法具有如下方法步驟:依據由所述亮度傳感器( 25)測得的亮度調節所述光源(26)的光功率。
全文摘要
本發明涉及一種用於自動確定在液體分析設備(10)的圓柱形試管(12)內的液體樣品分析物的方法。所述試管(12)具有與所述分析物可產生顏色變化反應的試劑和在試管外表面上的1維或2維條形碼(18)以及2維圖形標誌(20)。所述液體分析設備(10)具有光度計(24)、用於轉動所置入的試管(12)的轉動裝置(44)、用於讀入所述條形碼(18)和圖形標誌(20)的線陣照相機或面陣照相機(21)、標準數據存儲器(33)以及用於手動輸入與所述試劑對應的標準數據的輸入裝置(32)。按本發明的方法具有如下方法步驟轉動所述試管(12)，並且將所述圖形標誌(20)與所述照相機(22)對準，藉助所述照相機(22)讀入所述圖形標誌(20)，將所述被讀入的圖形標誌與存儲在所述液體分析設備(10)內的圖像標誌樣本對比，在所被述讀入的圖形標誌與圖形標誌樣本不一致的情況下激活用於手動輸入標準數據的輸入裝置(32)，並且基於所述手動輸入的或者存儲在所述標準數據存儲器(33)內的標準數據對液體樣品進行光度測量。所述圖形標誌可以是產品標記或者生產商標記。由此保證了，當涉及相關生產商的試管時，使用存儲在標準數據存儲器(33)內的標準數據。
文檔編號G01N35/00GK103221827SQ201180056368
公開日2013年7月24日 申請日期2011年8月9日 優先權日2010年9月23日
發明者M.倫哈德, M.巴特菲爾德, B.加斯納, B.德黑傑, C.漢施克 申請人:哈克蘭格有限責任公司