本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種劑量分配設(shè)備(10；10a；10b)，包括導(dǎo)管(20；20a；20b)；在導(dǎo)管(20；20a；20b)中能夠移動(dòng)地插入的活塞(24；24a；24b)；用于將力施加到活塞(24；24a；24b)上的操作結(jié)構(gòu)(40；40a；42)，用以使活塞(24；24a；24b)在導(dǎo)管(20；20a；20b)中移動(dòng)；以及用于容納需分配劑量的介質(zhì)(34)的腔室(28，30)，其中，需分配劑量的介質(zhì)(34)能夠根據(jù)活塞(24；24a；24b)的移動(dòng)吸入或排出，所述操作結(jié)構(gòu)(40；40a；42)設(shè)置用于與活塞(24；24a；24b)磁性地相互作用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種劑量分配設(shè)備，包括導(dǎo)管、在導(dǎo)管中可移動(dòng)地插入的活塞以及用于容納需分配劑量的介質(zhì)的腔室，其中，需分配劑量的介質(zhì)可根據(jù)活塞的移動(dòng)吸入或排出。本專利技術(shù)還涉及一種在使用這種劑量分配設(shè)備的情況下的劑量分配方法。
技術(shù)介紹
屬于此類劑量分配設(shè)備的有比如具有玻璃管的移液管，在其一個(gè)端部處可移動(dòng)地引入活塞并且在其另一個(gè)端部處設(shè)置噴嘴，通過噴嘴可將需分配劑量的介質(zhì)根據(jù)活塞的移動(dòng)吸入或排出。在活塞和需分配劑量的介質(zhì)之間還可以設(shè)置液態(tài)或氣態(tài)的擠壓介質(zhì)，從而也可以將需分配劑量的介質(zhì)完全從腔室中壓出，或者說(shuō)連最小的量也可以被吸出。為了在導(dǎo)管中操作活塞，公知有操作裝置，其與活塞連接且比如將調(diào)節(jié)元件的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成活塞的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)中。這里，調(diào)節(jié)元件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)可以手動(dòng)地或在使用電動(dòng)馬達(dá)的情況下實(shí)施，其中，旋轉(zhuǎn)的某個(gè)角度值或調(diào)節(jié)元件的某個(gè)回轉(zhuǎn)數(shù)量被轉(zhuǎn)換成活塞的某個(gè)移動(dòng)行程且因此被轉(zhuǎn)換成需分配劑量的介質(zhì)的某個(gè)吸入的或排出的體積(劑量)中。針對(duì)一些應(yīng)用，特別是在實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域中，精確的劑量分配，即吸入或排出的介質(zhì)量的精確測(cè)量具有重要意義。這樣，借助于相對(duì)昂貴的機(jī)械減速傳動(dòng)裝置或在采用精密電動(dòng)馬達(dá)的情況下在公知的劑量分配設(shè)備中力求活塞的盡可能精確的定位以及活塞的盡可能均勻的運(yùn)動(dòng)。此外，雖然可以利用減速傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)相對(duì)較高的定位精確度，但以相同的程度影響了劑量分配進(jìn)程的動(dòng)力學(xué)，這是因?yàn)闇p速傳動(dòng)裝置僅非常遲緩地工作。此外，這種傳動(dòng)裝置的成本和維護(hù)費(fèi)用很高。通過電動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)同樣大多需要使用減速傳動(dòng)裝置或由于在活塞的直接馬達(dá)操控的情況下馬達(dá)的間隙使得精確度受到影響。常見的劑量分配設(shè)備的另一個(gè)公知的問題在于在活塞和導(dǎo)管之間所需的精確配合，從而一方面將活塞相對(duì)于導(dǎo)管足夠地密封，用以防止需分配劑量的介質(zhì)或擠壓介質(zhì)排出或者防止空氣進(jìn)入，另一方面活塞不太緊地置于導(dǎo)管中，以可靠地實(shí)現(xiàn)活塞以一定移動(dòng)行程移動(dòng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在該背景下本專利技術(shù)的目的在于，提出一種文章開頭所述類型的劑量分配設(shè)備以及一種在使用這種劑量分配設(shè)備的情況下的劑量分配方法，利用該能夠?qū)⑿璺峙鋭┝康慕橘|(zhì)以更高的劑量分配精確度吸入或排出，并且優(yōu)選可以簡(jiǎn)單和成本低廉地實(shí)現(xiàn)。按照本專利技術(shù)的第一個(gè)方面，該目的通過一種劑量分配設(shè)備實(shí)現(xiàn)，該劑量分配設(shè)備包括導(dǎo)管、在導(dǎo)管中可移動(dòng)地插入的活塞、用于施加力到活塞上以使活塞在導(dǎo)管中移動(dòng)的操作裝置，以及用于容納需分配劑量的介質(zhì)的腔室，其中，需分配劑量的介質(zhì)根據(jù)活塞的移動(dòng)吸入或排出且根據(jù)本專利技術(shù)操作使裝置設(shè)置用于與活塞磁性地相互作用。因此，本專利技術(shù)的一個(gè)重要方面在于，通過磁性的相互作用操作活塞。這意味著，用于使活塞在導(dǎo)管中移動(dòng)的力是由磁場(chǎng)引起的磁力。因此與常見的劑量分配設(shè)備不同，活塞的運(yùn)動(dòng)不是通過調(diào)節(jié)元件和活塞之間的機(jī)械的力傳遞實(shí)現(xiàn)，而是通過無(wú)接觸的、磁性的相互作用實(shí)現(xiàn)。在操作裝置和活塞之間缺失的機(jī)械連接消除了故障源，故障源在常見的劑量分配設(shè)備中由于操作傳動(dòng)裝置或馬達(dá)的間隙或由于摩擦是無(wú)法避免的。這樣，根據(jù)本專利技術(shù)的劑量分配設(shè)備可以針對(duì)如下情況，即借助于由減速傳動(dòng)裝置移動(dòng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置來(lái)產(chǎn)生且改變磁場(chǎng)，在很大程度上防止了傳動(dòng)裝置的震動(dòng)、由間隙引起的顛簸等等傳遞到活塞上。相應(yīng)地，根據(jù)本專利技術(shù)的劑量分配設(shè)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(zhì)。此外，借助于磁力的活塞運(yùn)動(dòng)允許計(jì)量分配的較高的動(dòng)力。如果磁場(chǎng)在劑量分配進(jìn)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(yùn)動(dòng)。原則上活塞本身可以產(chǎn)生磁場(chǎng)，比如具有永磁鐵，這樣其可以進(jìn)入與操作裝置的磁性或可磁化的(特別是鐵磁性的)元件的相互作用中并且可以通過操作裝置的磁性或可磁化的元件相對(duì)于導(dǎo)管的運(yùn)動(dòng)引起活塞的移動(dòng)。但在用于分配介質(zhì)劑量的磁場(chǎng)操控方面有 利的是，操作裝置具有用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置。這樣可以將用于產(chǎn)生和用于操控磁場(chǎng)的裝置以磁性有效的間距設(shè)置在導(dǎo)管以外。為了與磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置相互作用優(yōu)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(yōu)選被理解為鐵磁性材料。但該術(shù)語(yǔ)還涵蓋永磁性的、反磁性的(超導(dǎo)體)或鐵磁性的材料，只要其在磁場(chǎng)中具有足夠的可磁化能力，用以將對(duì)于在導(dǎo)管中的移動(dòng)有重要意義的力施加到活塞上。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，活塞可以由可磁化的液體、優(yōu)選由鐵磁流體形成。該實(shí)施方式由于活塞和導(dǎo)管之間的特別低的摩擦力允許活塞以特別高的動(dòng)力運(yùn)動(dòng)。此外鐵磁流體自然地非常可靠地以及容易地相對(duì)于導(dǎo)管密封，這樣可以確保以簡(jiǎn)單的裝置可靠地運(yùn)行劑量分配設(shè)備。在磁場(chǎng)中，可磁化的液體具有一種趨勢(shì)，保留在磁性場(chǎng)強(qiáng)更高的區(qū)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(dǎo)管中并且另一方面能夠相應(yīng)于外部的磁場(chǎng)在導(dǎo)管中運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選根據(jù)本專利技術(shù)的劑量分配設(shè)備的磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生磁場(chǎng)，其磁力線基本上在導(dǎo)管的軸向上穿過活塞。在磁力線的這種定向中，磁場(chǎng)和活塞之間的相互作用朝活塞的移動(dòng)方向?qū)?zhǔn)，從而可以引起將力在活塞的移動(dòng)方向上高效地作用到活塞上。為了最終實(shí)現(xiàn)用于分配介質(zhì)劑量的活塞運(yùn)動(dòng)，需要改變磁場(chǎng)的大小、定向或位置。在最簡(jiǎn)單的情況下這可以通過接通或切斷磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，這樣活塞比如針對(duì)某個(gè)時(shí)間段被磁鐵吸引或推開且同時(shí)以某個(gè)行程移動(dòng)。可替換的或附加的是，磁場(chǎng)可以通過磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置相對(duì)于導(dǎo)管的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，從而活塞跟隨該運(yùn)動(dòng)。作為另一種替換的或附加的可能性來(lái)說(shuō)，可以改變磁場(chǎng)的磁力線的方向或強(qiáng)度或者通過磁力線的方向或強(qiáng)度的局部改變進(jìn)行磁場(chǎng)的“變形”，根據(jù)該變形來(lái)改變作用在活塞上的磁力并且(比如在具有多個(gè)磁鐵和/或線圈的結(jié)構(gòu)中通過控制/運(yùn)動(dòng)一個(gè)個(gè)磁鐵/線圈)導(dǎo)致活塞移動(dòng)。在一個(gè)特別簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中，磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置包括環(huán)形的永磁鐵，其共軸地包圍導(dǎo)管。然后，為了使得活塞運(yùn)動(dòng)可以使永磁鐵在導(dǎo)管的軸向上移動(dòng)，其中活塞特別是力求處于環(huán)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(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中設(shè)置成，磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置包括具有至少個(gè)線圈的線圈結(jié)構(gòu)，其繞匝(Windungen)共軸地環(huán)繞導(dǎo)管。這種線圈可以通過控制向其輸入的電流強(qiáng)度構(gòu)建可變的磁場(chǎng)，用以將活塞以可調(diào)節(jié)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(dǎo)管共軸地移動(dòng)，用以移動(dòng)活塞。用于靈活地或精確劑量分配的特別的可能性在一種實(shí)施方式中得出，在該實(shí)施方式中，磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置包括具有大量線圈的線圈結(jié)構(gòu)，其繞匝分別共軸地環(huán)繞導(dǎo)管，其中，線圈相互之間軸向地錯(cuò)開。通過調(diào)節(jié)向一個(gè)個(gè)線圈輸入的電流強(qiáng)度，可以改變?cè)趯?dǎo)管中存在的磁場(chǎng)的總強(qiáng)度以及其軸向的磁力線分布，用以將活塞朝導(dǎo)管中定義的位置牽拉。在一種簡(jiǎn)單的情況下可以交互地操作兩個(gè)以軸向間距設(shè)置的線圈，用以使活塞在兩個(gè)位置之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)。具有大量線圈的線圈結(jié)構(gòu)在本專利技術(shù)的意義中也包括以自耦變壓器類型的結(jié)構(gòu)，其包括具有端側(cè)觸頭和中間插接觸頭的連貫的線圈繞組，從而可以單個(gè)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(jié)構(gòu)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(dòng)，用以改變兩個(gè)線圈段的繞匝數(shù)的比例。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知大量其它的可能性，用以產(chǎn)生磁場(chǎng)以及將根據(jù)本專利技術(shù)的劑量分配設(shè)備的活塞布置在磁場(chǎng)中并且通過改變磁場(chǎng)或通過劑量分配設(shè)備的其它元件的運(yùn)動(dòng)引起活塞在導(dǎo)管中所需的移本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：麥恩拉德·霍夫斯泰特爾，維恩岑茨·基爾斯特，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈美頓博納圖斯股份公司，
類型：
國(guó)別省市：
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