专利名称：用于自动确定分析物的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自动确定在液体分析设备内的圆形试管内的液体样品分析物的方法。
背景技术：
本发明尤其涉及确定水溶液样品分析物。由DE 41 09 118 Al已知这种方法。在此，试管具有I维条形码，其包含关于要确定的分析物的信息。试管是适合用于光度测量的器皿，该器皿对于测量光束是透明的，并且在该器皿内加入液体样品并且与试剂混合。液体分析设备具有转动装置，借助该转动装置能够将置入该液体分析设备内的试管转动。试管通过该转动装置不仅在读取安置在试管外周方向上的条形码时，也在光度测量时被转动。为了精确定量确定分析物，必须借助与每个分析物对应的标准数据，将由光度计测定的测量信号转换为相应的量化测量值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于定量确定在液体分析设备内的液体样品分析物，其中，保证可无误地使用标准数据。所述技术问题根据本发明、借助具有权利要求1所述特征的方法而解决。根据本发明的方法关于自动确定在液体分析设备内的圆形或圆柱形试管内的液体样品分析物。该试管具有与分析物可产生颜色变化反应的试剂。此外，该试管在试管外表面上还具有I维或者2维条形码和单独的2维图形标志。该图形标志能够例如是物品标志、商标、标牌或者该用试剂填充的试管的制造商以及供货商的其他平面标志。液体分析设备除了光度计和用于转动所置入的试管的转动装置外，还具有用于读入条形码和图形标志的线阵照相机或者面阵照相机。设置唯一一个照相机既用于读入条形码也用于读入图形标志，原则上是有利的。但原则上也可以为此设置两个单独的照相机。此外，液体分析设备还具有用于存储试剂批次标准数据的电子标准数据存储器。所述试剂批次例如是所有用具有相同标准数据的试剂填充的试管的总称。此外，液体分析设备还具有用于存储图形标志样本的电子存储器。最后，该液体分析设备还具有用于手动输入试剂标准数据的输入装置。该输入装置能够例如是键盘、按键、旋钮、触摸屏或者其他手动输入装置。根据本发明的方法，置入液体分析设备内的试管通过转动装置被转动，其中，以这种方式将图形标志旋转地对准照相机，使得图形标志能够被在液体分析设备内的照相机作为照片而读入。接着，该读入的图形标志照片与存储的图形标志样本相比较。若该读入的图形标志照片与存储的图形标志样本不一致，则激活用于手动输入试剂标准数据的输入装置，并且必要时要求操作者手动输入标准数据。在手动输入标准数据后对液体样品进行光度测量，并且在此借助输入的标准数据将测量信号转换为相应的测量值。若所读入的图形标志照片与存储的图形标志样本在确定的公差范围内一致，则借助存储在标准数据存储器内的标准数据，将由光度测量得到的测量信号转换为相应的测量值。若试管具有显示试管生产商或者供货商的图形标志，则使用由标准数据存储器提供的标准数据来确定测量值。以这种方式保证了，在使用陌生生产商或者供货商的试管时，不会使用原始生产商或者供货商的标准数据，反之必然会导致产生错误的测量值。以这种方式保证了在测定测量值时无误地使用标准数据。根据优选实施例，条形码能够包含分析物批次标记，其中，首先借助照相机读入在所置入的试管的条形码上的批次标记，然后检查，被照相机读入的批次标记是否与已经被存储在标准数据存储器内的标准数据一致。如果被读入的批次标记已经是存储在标准数据存储器内的标准数据，则继续进行液体样品的光度测量。如果被读入的批次标记与存储在标准数据存储器内的标准数据都不一致，则输出读取新的批次标记的标准数据的要求。所述标准数据的读取例如可以这样进行，分配给试管的RFID (无线射频识别技术)标签固定在液体分析设备相应的读取设备上，在该标签内存储有关批次标记的标准数据，其中，所述读取设备从RFID标签中自动读取相应的标准数据，并且将这些标准数据(与有关的批次标记对应地)存储在标准数据存储器内。根据可选的或者补充的实施方式，条形码能够包含有关的试管以及批次的标准数据，其中，借助照相机读入具有该标准数据的条形码，并且最后将该标准数据存储在标准数据存储器内。读取条形码的标准数据能够在每次测量时都进行，但是，优选只有当还未在标准数据存储器内存储标准数据的一批新试管第一次装入液体分析设备时，才进行读取条形码的标准数据。根据优选实施例，在所有的试管中，以一贯已知的几何上的位置关系相互安置条形码和图形标志，其中，首先借助照相机测定条形码在试管上转动的和必要时高度尺寸上的位置，然后借助已知的几何上的位置关系由条形码的位置确定图形标志的位置。因为，从条形码的位置就可已知图形标志在试管上的位置，所以不必再寻找在试管上的图形标志，而是可以利用转动装置将试管上的图形标志精确地转动到照相机面前，由此能够节省时间地进行整个图形标志读取过程。液体分析设备优选具有附带光源的用于对试管上的图形标志进行照明的照明装置。通过对该试管进行照明，照相机的使用信号可被放大，由此可改进图形标志照片的质量。此外，能够相应地减少照相机所谓的曝光时间，由此能够甚至在试管旋转运动期间拍摄图形标志的照片。根据优选实施例，脉冲式地运行照明装置或者该照明装置的光源。该照明装置或者光源在脉冲式运行中比在持续运行中短时间内提供明显更高的光功率。因此，也相应地缩短了照相机的曝光时间。所述照明装置优选具有光导体，该光导体使光线从光源导向所置入的试管。所述光源、例如是发光二极管可以布置在具有液体分析设备的全部电子件的主板上。用于光源和其控制件的独立主板不是必需的。所述光线通过光导体从在主板上的光源导向照相机附近的试管井。所述照明装置优选具有亮度传感器和亮度调节器。该亮度传感器被固定在试管井上，并且在空间上这样地与所置入的试管的条形码和图形标志对应，使得该亮度传感器可测定被条形码和图形标志反射的光线的亮度，即用于照相机使用信号的亮度。借助该亮度传感器这样地调节光源的功率，使得尽可能最佳地设置被照相机接收的使用信号的对比度。
下面结合附图详细阐述根据本发明的方法。附图中:图1示出用于执行根据本发明的方法的液体分析设备的示意图，以及图2示出具有RFID标签和一批多个试管的试管容器。
具体实施例方式图1不出具有放置在试管井14内的试管12的液体分析设备10。该液体分析设备是所谓的实验装置，并且可用于分析不同的光度测量确定的、在水中，例如在废水中、净化水中或者饮用水中的分析物。所述试管12由圆柱形玻璃体16构成，该玻璃体16具有贴在它上面的2维条形码18和邻接在该条形码18外周方向上的2维图形标志20。在该玻璃体16内由试管生产商装入指定容量、浓度和质量的用于确定指定的液体样品分析物的试剂。因此，试管12由玻璃体16、条形码18、图形标志20和试剂组成。试管12在不被使用的情况下借助液体密封地封闭的螺旋盖13来封闭，正如图2所示。条形码18以编码的形式包含关于测试类型的信息，即，关于具有试剂的可确定的分析物的信息，还包含关于制造和保存以及对于同批次所有的试管都相同的批次标记的信息。一批试管的试剂是完全相同的。试管批次配有唯一一组用于由光度测量信号计算出要确定的分析物的准确定量的测量值的标准数据。图形标志20能够例如显示制造商所有试管的相同的产品标志或者制造商标志，并且可以，但不是必须，还具有字码部分。在此，该图形标志20应该具有尽可能强烈的对比度，例如只是黑白色。条形码18和图形标志20设置在玻璃体16的这种高度上，使得在将试管12放入试管井14的情况下它们的高度在试管井内部，并且径向与安置在试管井14壁上的线性照相机22对齐。条形码18和图形标记20在几何形状上以一贯固定的已知的位置关系相互布置。因此，能够根据首先必须被照相机22发现和读取的条形码18的位置，从而推断出图形标志20的正确位置。因此，图形标志20不必再被搜寻，而是能够通过转动装置44直接与照相机22对准。照相机22是具有分辨率例如320像素的垂直定向的线阵照相机。照相机22也能够可选地设计为面阵照相机。在这种情况下，为了分析照相机照片必须进行对该照相机照片相应的校正。在照相机22下面设有光度计24，该光度计24由光度计发射器24a和光度计接收器24b构成。该光度计24用于利用光度测量确定吸移入试管16内的液体样品的分析物，该液体样品在指定的光谱范围内与在试管16内的试剂作出颜色变化的反应。在相关的光谱范围内透射的变化通过光度计24以测量信号的形式来确定，该测量信号可传送给设备控制器30。
液体分析设备10具有带有转盘的转动装置44，借助该转盘能够使放置在试管井14内的试管12绕着试管纵轴线限定地逐步转动。液体分析设备10具有照明装置23，该照明装置23安装在试管井14的壁上并且在空间上与照相机22对应，并且该照明装置按照需求对在试管-玻璃体16上的条形码18和图形标志20进行照明。照明装置23由安置在设备控制器30的主板31上的LED光源26、和将光源26的光线导向试管井14的塑料光导体28组成。在工作中，脉冲式运行光源26,以避免在有短暂的较高光功率的情况下光源26的过热。液体分析设备10具有以键盘形式的手工输入装置32和以屏幕形式的显示装置34。此外，该液体分析设备还具有RFID发射器/接收器36，该RFID发射器/接收器36能够从试管包装体40上的RFID标签42中读取标准数据。中央单元30具有数字标准数据存储器33，在该存储器中存储一批或者多批试管的标准数据。在图2中示出试管包装单元50，其由试管包装体40、同一批次的多个试管12和具有相应试管批次标准数据的RFID标签42组成。用于自动确定液体样品的分析物的方法如下这样进行:首先，从包装体40中取出试管12，并且将螺旋盖13从试管玻璃体16上拧下。然后，借助滴管将液体样品定量地滴入试管12内。要实验的液体样品的分析物与在试管12内的试剂产生颜色变化的反应。接着，将试管12放入试管井14中，其中，通过光度计24确定透射跳跃式的减少量，由此再触发测量循环。接着，设备控制器30促使打开照明装置23和通过转动装置44转动试管12，以便条形码18借助照相机21与照相机22对齐。照相机22拍下会被设备控制器30评估和读取的条形码照片。在此，借助亮度传感器25如此调整光源26的功率，使得该条形码照片具有最佳的对比度。在照相机22拍下条形码照片后，转动装置44使试管12进一步转动已知的偏差转角，从而使图形标志20与照相机22对准。图形标志20会被照相机22读入，这意味着，该照相机22拍下图形标志照片。设备控制器30将图形标志照片与长久保存的图形标志样本进行对比，并且在该图形标志照片与图形标志样本一致时继续进行批次确认。在此，由被读入的条形码18确定放入的试管12的批次身份。若这种批次身份的标准数据已经被保存在标准数据存储器33内，则继续进行光度测量。若在标准数据存储器33内没有关于这种批次身份的相关标准数据，则通过声音信号和通过显示装置34请求操作者读取关于这种批次身份的标准数据。这通过使在试管包装体40上的RFID标签42直接被液体分析设备10的RFID发射器/接收器得到而实现。一旦在RFID标签42和RFID发射器/接收器之间建立起无线连接，这个试管批次的标准数据就被传递到标准数据存储器33内，并且在那被保存。最后，继续进行光度测量。在图形标志照片与图形标志样本不一致的情况下，通过显示装置34要求使用者通过手动输入装置32手动输入标准数据。一旦使用者通过输入装置32输入标准数据，就继续进行光度测量。为了进行光度测量，设备控制器30触发光度计24，其中，转动装置44在不同的试管转角下间歇式地转动试管12以便多次测量。以这种方式由光度计24得到的多个测量信号，在设备控制器内借助存储在标准数据存储器33内的或者手动输入的标准数据转换为相应的测量值，该测量值给出在液体样本内分析物的浓度。由多个测量值可删去所谓的异常测值，并且由保留的测量值构成平均值，该平均值由显示装置34示出。
权利要求
1.一种用于自动确定在液体分析设备(10)的圆柱形试管(12)内的液体样品分析物的方法，其中，所述试管(12)具有与所述分析物可产生颜色变化反应的试剂和在所述试管外表面上的I维或2维条形码(18)以及2维图形标志(20)，并且其中，所述液体分析设备(10)具有光度计(24)、用于转动所置入的所述试管(12)的转动装置(44)、用于读入所述条形码(18)和图形标志(20)的线阵照相机或面阵照相机(21)、标准数据存储器(33)以及用于手动输入与所述试剂对应的标准数据的输入装置(32)，所述方法具有如下方法步骤: 转动所述试管(12)，并且将所述图形标志(20)与所述照相机(22)对准， 借助所述照相机(22)读入所述图形标志(20)， 将被读入的所述图形标志与存储在所述液体分析设备(10)内的图像标志样本对比，在被读入的所述图形标志与所述图形标志样本不一致的情况下:激活用于手动输入所述标准数据的输入装置(32)，并且 基于手动输入的或者存储在所述标准数据存储器(33)内的所述标准数据对所述试管(12)进行光度测量。
2.根据权利要求1所述的用于自动确定液体样品分析物的方法，其中，所述条形码(18)具有标准数据，该方法具有如下方法步骤: 借助所述照相机(22)读取在所述条形码(18)上的标准数据，并且 将读取的标准数据存储在所述标准数据存储器(33)内。
3.根据权利要求1或2所述的用于自动确定液体样品分析物的方法，其中，所述条形码(18)包含分析物批次标记，该方法具有如下方法步骤: 读入在所述条形码(18)上的批次标记， 检查，在所述标准数据存储器(33)内是否存储了关于读入的批次标记的标准数据，若未存储关于读入的批次标记的标准数据，则输出读入有关新的批次标记的标准数据的要求。
4.根据上述权利要求之一所述的用于自动确定液体样品分析物的方法，其中，所述条形码(18)和所述图形标志(20)相互以固定的位置关系位于所述试管(I)上，该方法具有如下方法步骤: 借助所述照相机(22)测定所述条形码(18)在所述试管(12)上的转动位置， 根据所述条形码(18)的位置计算出所述图形标志(20)在所述试管上的位置。
5.根据上述权利要求之一所述的用于自动确定液体样品分析物的方法，其中，所述液体分析设备(10)具有用于对在所述试管(12)上的条形码(18)和/或图形标志(20)进行照明的照明装置(23)，该方法具有如下方法步骤: 在读入所述条形码(18)和/或图形标志(20)时对所述试管(12)进行照明。
6.根据权利要求5所述的用于自动确定液体样品分析物的方法，其中，脉冲式地运行所述照明装置(23)。
7.根据权利要求5或6所述的用于自动确定液体样品分析物的方法，其中，所述照明装置(23)具有光导体(28)，所述光导体(28)使光线从光源(26)导向所置入的所述试管(12)。
8.根据权利要求5至7之一所述的用于自动确定液体样品分析物的方法，其中，所述照明装置(23)具有亮度传感器(25)和亮度调节器，该亮度传感器在空间上与被置入的所述试管的条形码(18)和图形标志(20)对应，该方法具有如下方法步骤:依据由所述亮度传感器( 25)测得的亮度调节所述光源(26)的光功率。
全文摘要
本发明涉及一种用于自动确定在液体分析设备(10)的圆柱形试管(12)内的液体样品分析物的方法。所述试管(12)具有与所述分析物可产生颜色变化反应的试剂和在试管外表面上的1维或2维条形码(18)以及2维图形标志(20)。所述液体分析设备(10)具有光度计(24)、用于转动所置入的试管(12)的转动装置(44)、用于读入所述条形码(18)和图形标志(20)的线阵照相机或面阵照相机(21)、标准数据存储器(33)以及用于手动输入与所述试剂对应的标准数据的输入装置(32)。按本发明的方法具有如下方法步骤转动所述试管(12)，并且将所述图形标志(20)与所述照相机(22)对准，借助所述照相机(22)读入所述图形标志(20)，将所述被读入的图形标志与存储在所述液体分析设备(10)内的图像标志样本对比，在所被述读入的图形标志与图形标志样本不一致的情况下激活用于手动输入标准数据的输入装置(32)，并且基于所述手动输入的或者存储在所述标准数据存储器(33)内的标准数据对液体样品进行光度测量。所述图形标志可以是产品标记或者生产商标记。由此保证了，当涉及相关生产商的试管时，使用存储在标准数据存储器(33)内的标准数据。
文档编号G01N35/00GK103221827SQ201180056368
公开日2013年7月24日 申请日期2011年8月9日 优先权日2010年9月23日
发明者M.伦哈德, M.巴特菲尔德, B.加斯纳, B.德黑杰, C.汉施克 申请人:哈克兰格有限责任公司
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