(57)【要約】  液体の計量装置を被計量液体で充填する間の異常の検出方法であって、該計量装置は、少なくとも一つの吸引部材と、該吸引部材に関連する圧力を計測するために配置される少なくとも一つの圧力モニター手段とを含む。この検出方法は、計量装置の充填の事前の圧力キャリブレーションを実施するステップと、事前の圧力キャリブレーションから所望の体積に対する上限及び下限を有する許容誤差範囲を算出するステップと、計量装置の被計量液体での充填中に圧力が許容誤差範囲内にあるか否かを確認するステップと、から成るステップを含む。【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の計量装置を被計量液体で充填する間の異常の検出方法であって、該計量装置が、
−前記被計量液体に接触し、該計量装置の充填の間に被計量液体を収容する、少なくとも一つの吸引部材、
−前記吸引部材を自動的に充填するために配置される、少なくとも一つの充填手段であり、該充填手段は、前記吸引部材と連通する少なくとも一つのゾーン（２２ａ）を含み、該ゾーン（２２ａ）がガスを収容する、充填手段、
−前記充填手段の前記ゾーン（２２ａ）またはガスを収容する前記吸引部材のゾーンにおける圧力を計測するために配置される、少なくとも一つの圧力モニター手段、
を含み、
該検出方法が、
−ａ）該計量装置の充填の事前の圧力キャリブレーションを実施するステップであり、この圧力キャリブレーションが、少なくとも二つの基準体積で実施され、少なくとも二つの該基準体積それぞれに対する基準充填曲線を規定するステップ、
−ｂ）被計量液体の所望の体積を規定するステップ、
−ｃ）該所望の体積に対して、上限及び下限を有する許容誤差範囲を算出するステップであり、該許容誤差範囲の該上限及び下限が、前記基準充填曲線に基づいて算出されるステップ、
−ｄ）時間dtの間、前記吸引部材に被計量液体を充填するステップ、
−ｅ）前記圧力モニター手段を用いて圧力を計測するステップ、
−ｆ）前記圧力が、前記許容誤差範囲内にあるか否かを確認するステップであり、該圧力が前記許容誤差範囲内にある場合、被計量液体の前記所望の体積に対応する充填時間に達するまで、ステップｄ）に戻るステップ、
−ｇ）前記圧力が前記許容誤差範囲外にある場合、異常が検出されたことを報告するステップ、
からなるステップを含む、方法。
【請求項２】
該計量装置の充填中に計測される前記圧力に基づいて、前記吸引部材における被計量液体の体積を算出することから成るステップｈ）と、前記所望の体積と被計量液体の算出された前記体積との差異が、閾値より絶対的に大きい場合、異常が検出されたことを報告することから成るステップｉ）と、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｃ）が、前記基準充填曲線に基づいて、前記所望の体積に対する算出充填曲線を算出することから成るステップｃ´）と、前記許容誤差範囲の前記上限及び下限の前記算出が、前記上限及び下限に対して、前記算出充填曲線に圧力値Δpをそれぞれ加算及び減算することから成る算出ステップを含む、ステップｃ´´）とを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
ステップｃ）が、前記基準充填曲線に基づいて、前記所与の体積に対する算出充填曲線を算出することから成るステップｃ´）と、前記許容誤差範囲の前記上限及び下限の前記算出が、前記上限及び下限に対して、時間値Δtによる正及び負のタイムラグをそれぞれ作ることから成る算出ステップを含む、ステップｃ´´´）とを含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
ステップａ）が、前記吸引部材を基準体積の液体で充填する間、前記圧力モニター手段を用いて計測される圧力値を記録することから成るステップａ´）と、ステップａ´）で得られる圧力曲線に対応する充填曲線を決定することから成るステップａ´´）とを含み、このステップａ´´）が、また、随意で、該圧力曲線に対応する特性値を決定することから成り、ステップａ´）及びステップａ´´）が、前記基準体積それぞれに対して実施される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
ステップａ´´）の間に決定される前記圧力曲線の前記特性値が、以下を含む選択肢において選択される少なくとも一つの特性値を含む、
請求項５に記載の方法。
−充填中に達する最大真空圧力値に一致する最大真空圧力値Pmax、
−前記最大真空圧力値に達する時間に一致する最大真空圧力時間tmax、
−該計量装置の充填後の残存真空圧力に一致する残存真空圧力Pa、
−前記最大真空圧力値Pmax到達後の真空圧力の減衰速度を表す特性時間τ。
【請求項７】
ステップｃ´）が、前記充填曲線、及び／または、少なくとも二つの基準体積の充填曲線に基づく前記所望の体積での前記充填曲線の特性値、及び／または、少なくとも二つの基準体積の前記圧力曲線の特性値の、線形補間から成るステップを含む、
請求項３または４に従属する請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ステップｃ´´）及びＣ´´´）の間に、前記許容誤差範囲の前記上限及び下限が、ステップｃ´）での前記算出充填曲線に基づいて、以下の式を用いて算出される、
請求項３から７に記載の方法。
2014528058.tif 000037
ここで、P+(t)及びP-(t)は、時間tでの前記許容誤差範囲の前記上限及び下限であり、Pref(t)は、前記算出充填曲線に基づいて時間tで算出される圧力であり、P(t)は、時間tで計測される圧力変化である。
【請求項９】
該方法が、ステップｃ）とステップｄ）との間に、前記所望の体積に対して算出される時間tmaxの間前記充填手段を作動することから成るステップｃ*）をさらに含む、
請求項６または７に記載の方法。
【請求項１０】
前記基準充填曲線及び前記算出充填曲線が、対応する前記時間tmax後の圧力変化曲線である、
請求項７に従属する請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記基準充填曲線及び前記算出充填曲線が、前記時間tmax後の係数Pcorの変化曲線であり、該係数Pcor(t)が、
2014528058.tif 000038
に等しい、
請求項７に従属する請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記基準充填曲線及び前記算出充填曲線が、時間変数tcorの関数としての前記時間tmax後の係数P'corの変化曲線であり、該係数P'cor(tcor)が、
2014528058.tif 000039
に等しく、該時間変数tcorが、
2014528058.tif 000040
に等しい、
請求項７に従属する請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記基準充填曲線及び前記算出充填曲線が、時間変数tcorの関数としての前記時間tmax後の係数P''corの変化曲線であり、該係数P''cor(tcor)が、
2014528058.tif 000041
に等しく、該時間変数tcorが、
2014528058.tif 000042
に等しい、
請求項７に従属する請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法を実施するのに適することを特徴とする液体の計量装置であって、該計量装置が、
−前記被計量液体に接触し、該計量装置の充填の間に被計量液体を収容する、少なくとも一つの吸引部材、
−前記吸引部材を自動的に充填するために配置される、少なくとも一つの充填手段であり、該充填手段は、前記吸引部材と連通する少なくとも一つのゾーン（２２ａ）を含み、該ゾーン（２２ａ）がガスを収容する、充填手段、
−前記充填手段の前記ゾーン（２２ａ）またはガスを収容する前記吸引部材のゾーンにおける圧力を計測するために配置される、少なくとも一つの圧力モニター手段、
−異常の存在の報告に適した警告手段、
−前記充填手段および少なくとも一つの圧力モニター手段を制御するために配置される制御及び算出手段であり、該制御及び算出手段は、少なくとも二つの基準体積による該計量手段の充填の圧力キャリブレーションの実施及び少なくとも二つの前記基準体積それぞれに対する基準曲線の規定に適し、前記基準曲線に基づく前記所望の体積に対する前記許容誤差範囲の前記上限及び下限の算出に適し、充填の間に圧力が該許容誤差範囲にあるか否かの確認に適し、さらに、該制御及び算出手段が、前記警告手段と通信するために配置される、制御及び算出手段、
を含む計量装置。
【請求項１５】
該計量装置が、前記被計量液体の放出時の異常の検出方法をも実施する、
請求項１４に記載の計量装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正確な液体の計量分野に関する。
【０００２】
医学、薬理学、化学の分野では、被計量液体の正確で再現性のある計量の必要性は、一般的である。実際に、正確性は、最終的な溶液の正しい化学量を決定し、従って、その有効性、化学的または物理学的解析の正しい値、薬理学の分野では、医薬品の調合の有効性及び安全性を決定する。
【０００３】
今日では、この正確性は、一般的に、自動計量装置を用いることで実現されている。正確性が検証可能であり、及び／または、保証される必要のある幾つかのケースでは、これらの計量装置は、液体の計量装置を被計量液体で充填する間の異常を検出するシステムが用いられてもよい。
【０００４】
本発明は、より具体的には、液体の計量装置を被計量液体で充填する間の異常の検出方法と、そのような方法を用いる液体の計量装置とに関する。
【背景技術】
【０００５】
自動ピペット、または自動化学分析器等の、自動計量装置は、一般に、コーンとして知られ、被計量液体を収容する少なくとも一つの吸引部材と、該吸引部材を自動的に充填するのに適した自動充填手段とを含む、計量装置である。これらの自動計量装置は、また、充填手段またはコーンにおいて圧力を計測するために配置される、圧力センサーと、自動充填手段を制御し、圧力センサーにより計測される圧力をモニターするために配置される、処理システムとを含んでもよい。
【０００６】
近年、自動液体計量装置の普及と、計量における正確性及び再現性の必要性の増加により、充填の間の異常の検出方法が実現されている。
【０００７】
特許文献１は、そのような異常の検出方法を記載している。この方法は、被計量液体を所望の体積まで計量する前に、同じ体積での基準圧力曲線を記録することから成る。これにより、計量装置を所望の体積の被計量液体で充填する間に、処理システムは、計測される圧力曲線と基準圧力曲線とを比較することができる。そのような方法の実施後の、有意な偏差は、計量装置の充填の間の、処理システムによる異常の検出をもたらす。
【０００８】
そのような方法は、所望の体積の被計量液体の異常の検出に適する一方、この方法は、その実施の際に、該所望の体積に対する事前の圧力キャリブレーションを必要とする。従って、そのような方法を用いる計量装置は、少数の体積の被計量液体での異常の検出にのみ適し、事前に圧力キャリブレーション作業を必要とする、事前にキャリブレーションされない体積には適さない。
【０００９】
同様に、特許文献２に記載される異常の検出方法は、特許文献１のものと同様であり、この検出方法は、“誤判定”の危険性、すなわち、存在しない異常の検出を制限するために、許容誤差範囲を算出するさらなるステップを含んでいる。この方法を実施する際も、所望の体積に対する計量装置の事前の圧力キャリブレーションの想定が必要である。
【００１０】
このように、このような方法を実施する計量装置は、少数の体積の被計量液体での異常の検出にのみ適し、事前に圧力キャリブレーション作業を必要とする、事前にキャリブレーションされない体積には適さない。
【００１１】
特許文献３は、吸引部材の充填の間の圧力センサーと、記録される圧力変化計測値に基づく圧力値の外挿とを用いた、圧力変化の連続的な記録に基づく、異常の検出方法を記載している。こうして、この方法により、圧力の許容誤差範囲の限界値が、圧力センサーにより計測される最新の圧力値と、計測される瞬時圧力変化とに基づいて、毎回算出され、計測される圧力のこの許容誤差からの偏差が、計量装置の充填に関して、異常として判断される。
【００１２】
従って、このような方法は、被計量液体の所望の体積にかかわらず、計量装置の該体積までの事前の圧力キャリブレーションの必要なく、異常を検出することを可能とする。にもかかわらず、このような方法は、充填手段の作動に対応する真空増強フェーズの間にのみ機能する不利点を有し、この方法は、弛緩フェーズと呼ばれる続く真空開放フェーズでは作動しない。さらに、このような方法は、例えば不十分な充填手段の速度から生じる、圧力変化曲線における漸次変化の検出を可能としない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、これらの欠点を改善することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
従って、本発明の目的の一つは、液体の計量装置を被計量液体で充填する間の異常の検出方法であり、該方法が、あらゆる体積の被計量液体でのさらなる事前の圧力キャリブレーションを必要とすることなく、あらゆる体積の被計量液体で液体の計量装置を充填する間の異常の検出に適する方法であり、該方法が、充填手段の作動に対応する真空増強フェーズに続く、少なくとも開放フェーズで作動する方法、を提供するものである。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、液体の計量装置を被計量液体で充填する間の異常の検出方法であり、該方法が、少数の事前の圧力キャリブレーションステップで、多数の被計量液体の体積での異常の検出に適する方法であり、該方法が、充填手段の作動に対応する真空増強フェーズに続く、少なくとも開放フェーズで作動する方法、を提供するものである。
【００１６】
この目的のために、本発明は、
液体の計量装置を被計量液体で充填する間の異常の検出方法であって、該計量装置が、
−前記被計量液体に接触し、該計量装置の充填の間に被計量液体を収容する、少なくとも一つの吸引部材、
−前記吸引部材を自動的に充填するために配置される、少なくとも一つの充填手段であり、該充填手段は、前記吸引部材と連通する少なくとも一つのゾーンを含み、該ゾーンがガスを収容する、充填手段、
−前記充填手段の前記ゾーンまたはガスを収容する前記吸引部材のゾーンにおける圧力を計測するために配置される、少なくとも一つの圧力モニター手段、
を含み、
該検出方法が、
−ａ）該計量装置の充填の事前の圧力キャリブレーションを実施するステップであり、この圧力キャリブレーションが、少なくとも二つの基準体積で実施され、少なくとも二つの該基準体積それぞれに対する基準充填曲線を規定するステップ、
−ｂ）被計量液体の所望の体積を規定するステップ、
−ｃ）該所望の体積に対して、上限及び下限を有する許容誤差範囲を算出するステップであり、該許容誤差範囲の該上限及び下限が、前記基準充填曲線に基づいて算出されるステップ、
−ｄ）時間dtの間、前記吸引部材に被計量液体を充填するステップ、
−ｅ）前記圧力モニター手段を用いて圧力を計測するステップ、
−ｆ）前記圧力が、前記許容誤差範囲内にあるか否かを確認するステップであり、該圧力が前記許容誤差範囲内にある場合、被計量液体の前記所望の体積に対応する充填時間に達するまで、ステップｄ）に戻るステップ、
−ｇ）前記圧力が前記許容誤差範囲外にある場合、異常が検出されたことを報告するステップ、
からなるステップを含む、方法、に関する。
【００１７】
この方法は、随意で２に等しい少数の基準体積での圧力キャリブレーションで、あらゆる体積の被計量液体での異常の検出を可能とする。
【００１８】
この方法では、ステップｄ）及びステップｅ）は、同様に、連続しても、同時でも、逆であってもよい。
【００１９】
この方法は、該計量装置の充填中に計測される前記圧力に基づいて、前記吸引部材における被計量液体の体積を算出することから成るステップｈ）と、前記所望の体積と被計量液体の算出された前記体積との差異が、閾値より絶対的に大きい場合、異常が検出されたことを報告することから成るステップｉ）と、をさらに含んでもよい。
【００２０】
このステップは、計量装置が正しく充填されたか否か、従って、被計量液体が正しく計量されたか否かの、さらなる確認を可能とする。
【００２１】
ステップｃ）は、前記基準充填曲線に基づいて、前記所望の体積に対する算出充填曲線を算出することから成るステップｃ´）と、前記許容誤差範囲の前記上限及び下限の前記算出が、前記上限及び下限に対して、前記算出充填曲線に圧力値Δpをそれぞれ加算及び減算することから成る算出ステップを含む、ステップｃ´´）とを含んでもよい。
【００２２】
基準充填曲線に基づく算出という表現は、基準充填曲線自体に基づく算出、これらの基準充填曲線の特性値に基づく算出、または、基準充填曲線及びその特性値の一部に基づく算出をも意味する。
【００２３】
このステップｃ´）及びｃ´´）は、所望の体積の被計量液体の最適な許容誤差範囲を算出することを可能とし、この許容誤差範囲は、該所望の体積に対して算出される充填曲線と、許容誤差圧力値ΔPとの双方に基づいて算出される。
【００２４】
ステップｃ）は、前記基準充填曲線に基づいて、前記所与の体積に対する算出充填曲線を算出することから成るステップｃ´）と、前記許容誤差範囲の前記上限及び下限の前記算出が、前記上限及び下限に対して、時間値Δtによる正及び負のタイムラグをそれぞれ作ることから成る算出ステップを含む、ステップｃ´´´）とを含んでもよい。
【００２５】
このステップステップｃ´）及びｃ´´´）は、所望の体積の被計量液体に対して最適な許容誤差範囲を算出することを可能とし、この許容誤差範囲は、該所望の体積に対して算出される充填曲線と、時間値Δtのタイムラグとの双方に基づいて算出される。
【００２６】
ステップａ）は、前記吸引部材を基準体積の液体で充填する間、前記圧力モニター手段を用いて計測される圧力値を記録することから成るステップａ´）と、ステップａ´）で得られる圧力曲線に対応する充填曲線を決定することから成るステップａ´´）とを含み、このステップａ´´）が、また、随意で、該圧力曲線に対応する特性値を決定することから成り、ステップａ´）及びステップａ´´）が、前記基準体積それぞれに対して実施されてもよい。
【００２７】
このステップは、基準体積それぞれに対する特性値の決定を可能とし、従って、許容誤差範囲を算出するための基準曲線の処理を容易にする。
【００２８】
ステップａ´´）の間に決定される前記圧力曲線の前記特性値は、以下を含む選択肢において選択される少なくとも一つの特性値を含んでもよい。
−充填中に達する最大真空圧力値に一致する最大真空圧力値Pmax、
−前記最大真空圧力値に達する時間に一致する最大真空圧力時間tmax、
−該計量装置の充填後の残存真空圧力に一致する残存真空圧力Pa、
−前記最大真空圧力値Pmax到達後の真空圧力の減衰速度を表す特性時間τ。
【００２９】
この特性値は、基準体積それぞれに対する圧力変化曲線の最適な特性化を可能とする。これらの値は、所望の体積の被計量液体に対して算出される場合、該所望の体積の被計量液体に対する理論充填曲線の決定も可能とする。
【００３０】
ステップｃ´）は、前記充填曲線、及び／または、少なくとも二つの基準体積の充填曲線に基づく前記所望の体積での前記充填曲線の特性値、及び／または、少なくとも二つの基準体積の前記圧力曲線の特性値の線形補間から成るステップを含んでもよい。
【００３１】
所望の体積でのこの充填曲線、及び／または、所望の体積での充填曲線の特性値は、同じ体積での充填曲線の算出を可能とし、基準充填曲線及び／または所望の体積での基準曲線に基づいて得られる充填曲線に実質的に近似する該曲線の特性値に基づいて算出される、充填曲線の規定及び／または獲得を可能とする。
【００３２】
この方法の第一の実施形態によれば、ステップｃ´´）及びＣ´´´）の間に、前記許容誤差範囲の前記上限及び下限が、前記算出充填曲線に基づいて、以下の式を用いて算出される。
2014528058.tif 000002
ここで、P+(t)及びP-(t)は、時間tでの前記許容誤差範囲の前記上限及び下限であり、Pref(t)は、前記算出充填曲線に基づいて時間tで算出される圧力であり、P(t)は、時間tで計測される圧力変化である。
【００３３】
本発明の一オプションによれば、
2014528058.tif 000003
は、ステップｃ´´´）において、以下の式を用いて、時間t-dtと時間tとの間のP(t)の変化の算出により、算出されてもよい。
2014528058.tif 000004
【００３４】
本発明のさらなるオプションによれば、ステップｃ´´）及びＣ´´´）の間に、前記許容誤差範囲の前記上限及び下限が、前記算出充填曲線に基づいて、以下の式を用いて算出される。
2014528058.tif 000005
ここで、P+(t)及びP-(t)は、時間tでの前記許容誤差範囲の前記上限及び下限であり、Pref(t)は、前記算出充填曲線に基づいて時間tで算出される圧力である。
【００３５】
上限及び下限を算出するこれらの式は、充填手段のフェーズの進みまたは遅れでの許容誤差と圧力計測エラーでの許容誤差の双方を考慮した、許容誤差範囲の限界値を規定することを可能とする。
【００３６】
本発明のさらなる一実施形態によれば、この方法は、ステップｃ）とステップｄ）との間に、前記所望の体積に対して算出される時間tmaxの間前記充填手段を作動することから成るステップｃ＊）をさらに含む。
【００３７】
この充填時間は、計量装置の所望の液体体積までの充填を要求された充填装置の作動を可能とする。
【００３８】
この方法のさらなる実施形態によれば、前記基準充填曲線及び前記算出充填曲線は、対応する前記時間tmax後の圧力変化曲線であってもよい。
【００３９】
この充填曲線は、充填手段の作動に続く充填期間に亘る、計量装置の充填の間のエラーの検出を可能とする。
【００４０】
この方法のさらなる実施形態によれば、前記基準充填曲線及び前記算出充填曲線は、前記時間tmax後の係数Pcorの変化曲線であり、該係数Pcor(t)は、
2014528058.tif 000006
に等しい。
【００４１】
この係数Pcorは、充填手段の作動に続く期間に、時間原点で同じ値を有し、計量装置の充填後に同じ限界値を有する基準曲線を得ることを可能とし、計測圧力は、特徴的な真空圧力値Pmaxにより除算され、残存真空圧力が、分子における計測真空圧力と、分母における最大真空圧力Pmaxの双方から減算される。
【００４２】
この方法のさらなる実施形態によれば、前記基準充填曲線及び前記算出充填曲線は、時間変数tcorの関数としての前記時間tmax後の係数P'corの変化曲線であり、該係数P'cor(tcor)が、
2014528058.tif 000007
に等しく、該時間変数tcorが、
2014528058.tif 000008
に等しい。
【００４３】
この係数P'cor及びこの時間変数tcorは、基準充填曲線または算出充填曲線と同様の充填曲線を得ることを可能とする。それらの間の僅かな変化は、算出充填曲線の決定において、より良い精度を可能とする。
【００４４】
この方法のさらなる実施形態によれば、前記基準充填曲線及び前記算出充填曲線は、時間変数tcorの関数としての前記時間tmax後の係数P' 'corの変化曲線であり、該係数P' 'cor(tcor)が、
2014528058.tif 000009
に等しく、該時間変数tcorが、
2014528058.tif 000010
に等しい。
【００４５】
この係数P' 'cor及びこの時間変数tcorは、略線形変化の充填曲線を提供することを可能とし、従って、充填が正しく行われたか否かの決定のための計測の回数を限定することができ、各充填曲線が１の原点値を有し、計量装置の充填全体が正しく行われたか否かを確認するために、単一の測定のみを要することを考慮することができる。
【００４６】
また、本発明は、本発明による方法を実施するのに適する液体の計量装置であって、該計量装置が、
−前記被計量液体に接触し、該計量装置の充填の間に被計量液体を収容する、少なくとも一つの吸引部材、
−前記吸引部材を自動的に充填するために配置される、少なくとも一つの充填手段であり、該充填手段は、前記吸引部材と連通する少なくとも一つのゾーンを含み、該ゾーンはガスを収容する、充填手段、
−前記充填手段の前記ゾーンまたはガスを収容する前記吸引部材のゾーンにおける圧力を計測するために配置される、少なくとも一つの圧力モニター手段、
−異常の存在の報告に適した警告手段、
−前記充填手段および少なくとも一つの圧力モニター手段を制御するために配置される制御及び算出手段であり、該制御及び算出手段は、少なくとも二つの基準体積による該計量手段の充填の圧力キャリブレーションの実施及び少なくとも二つの前記基準体積それぞれに対する基準曲線の規定に適し、前記基準曲線に基づく前記所望の体積に対する前記許容誤差範囲の前記上限及び下限の算出に適し、充填の間に圧力が該許容誤差範囲にあるか否かの確認に適し、さらに、該制御及び算出手段が、前記警告手段と通信するために配置される、制御及び算出手段、
を含む計量装置、に関する。
【００４７】
この装置は、該被計量液体での充填ステップが、異常の検出方法を用いてモニター可能であるため、正規の液体の計量の提供を可能とする。
【００４８】
この計量装置は、前記被計量液体の放出時の異常の検出方法をも実施可能である。
【００４９】
この装置は、吸引部材に収容されるすべての液体が放出され、この放出が、被計量液体の放出時の異常の検出方法を用いてモニターされることを保証することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
本発明は、添付図面を参照し、単に例示的で非限定的な目的として与えられる実施形態の例の説明を読むことで、より明快に理解されよう。
【００５１】
【図１】本発明による異常の検出方法を実施するのに適した液体の計量装置の一例を示す。
【図２】計量装置の様々な体積での圧力変化曲線を示す。
【図３】液体の計量装置に被計量液体を充填する間の、異常の検出方法を実施する様々なステップを説明する、簡易化されたフローチャートを示す。
【図４】液体の計量装置に被計量液体を充填する間の、異常の検出方法を実施する様々なステップを説明する、完全なフローチャートを示す。
【図５】本発明による装置の充填の間の異常の検出方法の実施で得られる、成功した充填に対する圧力変化曲線の一例を示す。
【図６】本発明による装置の充填の間の異常の検出方法の実施で得られる、異常を有する充填に対する圧力変化曲線の一例を示す。
【図７】時間変数が、値tmaxにより補正される時間変数である、充填曲線を示す。
【図８】本発明の一オプションによる異常の検出方法を実施する様々なステップを説明する、完全なフローチャートを示し、該方法が、所望の体積に対して算出される時間tmaxの間の充填手段の駆動から成るステップＣ*）を含む。
【図９】時間tmax後の補正係数Pcorに対する充填曲線を示す。
【図１０】時間変数tcorの関数としての補正係数P'corに対する充填曲線を示す。
【図１１】時間変数tcorの関数としての補正係数P''corに対する充填曲線を示す。
【図１２】計量装置による様々な液体体積に対する被計量液体の放出に対する曲線を示す。
【図１３】被計量液体の放出での異常の検出方法を実施する様々なステップを説明する、完全なフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図に示す様々な部分は、図の視認性を上げるために、共通のスケールで示される必要はない。
【００５３】
慣例により、図２、図５、図６、図７及び図１２に示されるグラフでは、曲線は、充填手段の吸引チャンバーに存在する真空圧力を示す圧力変化を示し、従って、正の値が、吸引チャンバーにおける減圧に相当し、負の値が加圧に相当し、圧力の原点は、大気圧に相当する。
【００５４】
図１は、自動ピペット２に被計量液体を充填する間の異常の検出方法の実施に適した、自動ピペット２を示す。
【００５５】
このピペット２は、以下を含む。
−ガスゾーン２２ａを有する吸引チャンバー２２。
−吸引チャンバー２２と連通し、吸引部材として機能する吸引コーン１０、該吸引コーン１０は、被計量液体を収容し、通常、使い捨ての着脱可能な吸引コーン１０である。
−吸引コーン１０を被計量液体で充填するのに適した、吸引チャンバー２２における電動プランジャー３０、このプランジャー３０は、吸引チャンバー２２と共に、自動充填手段として機能する。
−ガスゾーン２２ａにおける圧力を記録し、圧力モニター手段として機能するために配置される、圧力センサー３８。
−警告手段として機能するスクリーン１２。
−圧力センサー３８と通信し、プランジャー３０を作動するモーター１９及びスクリーン１２の表示の制御に適した、処理システム１６、該システムは、制御及び算出手段として機能する。
【００５６】
このピペット２は、処理システムのプログラミング以外は、特許文献４に全容が記載される、粘性計測を実施するピペット２と同等であり、図１における参照符号は、本発明から特許文献４への移行が容易であるように、該特許文献４におけるものと同一である。
【００５７】
図１に示すピペット２は、吸引コーン１０に大気圧を計測する第二の圧力センサー４０を有するが、この第二のセンサー４０は本発明には必要なく、被計量液体の粘性の計測を可能とする目的のみに存在することに留意されたい。
【００５８】
このピペット２で、ある体積の被計量液体で吸引コーン１０を充填する間、圧力センサー３８が、ガスゾーン２２ａにおける圧力値のモニターを可能とする。
【００５９】
図２は、様々な体積の被計量液体に対して得られる、時間の関数としての圧力変化曲線を示す。被計量液体の体積は、あらゆる体積の被計量液体に対するピペットの作動モードの可能性を説明する体積Ｖを除き、ピペット２の公称体積の百分率として表わされる。従って、図２では、図示される液体体積は、ピペット２の公称体積の10%、50%及び100%である。
【００６０】
これらの曲線では、圧力変化は、前述した体積それぞれに対して、以下の二つの異なる充填フェーズを備える同様の圧力変化を有することが確認できる。
−プランジャー３０の駆動に対応する、第一の真空増強フェーズａ）。
−プランジャー３０の駆動終了後の被計量液体の吸引に対応する、第二の真空開放フェーズｂ）。
【００６１】
図２は、第一のフェーズの間、各体積に対して圧力変化が実質的に同一であり、差異は、最大真空圧力Pmaxと、この最大真空圧力Pmaxに達する時間tmaxであることを示している。
【００６２】
従って、これらの二つの値、Pmax及びtmaxは、この第一のフェーズに対する、被計量液体の体積の特性値である。
【００６３】
真空の開放に相当する第二のフェーズは、図２に示すように、プランジャー３０の駆動終了後、残存真空圧力Paに達するまで、液体が吸引されるフェーズである。被計量液体の体積により変化するこの残存真空圧力Paは、被計量液体の体積の特性値である。
【００６４】
値Paの計測は、所与の体積でのピペット２の充填の間の、吸引チャンバー２２における圧力変化の計測と、真空圧力値がPaに達する基準圧力値の定義とにより、通常計測される。この閾値は、例えば、1 mbar/sであってもよい。
【００６５】
この第二のフェーズの間、圧力開放速度は、τと呼ばれる特性時間により、特徴付けされる。この特性時間τは、以下の式により、定義されてもよい。
2014528058.tif 000011
【００６６】
この計算は、圧力開放フェーズ中、いつでも実施可能である。これにより、十分な正確性を保証するために、真空開放フェーズ中の多数の異なる時間tでの平均を用いて、この特性時間が算出される。
【００６７】
これにより、これらのパラメータPmax、tmax、Pa及びτに基づいて、第二のフェーズに対応する、所与の液体体積に対する理論圧力変化曲線の算出が可能となる。この式は、以下の通りである。
2014528058.tif 000012
【００６８】
第一の充填フェーズ中の圧力変化は、被計量液体の体積に関わらず実質的に同一であり、第二のフェーズ中の理論圧力変化曲線は既知であり、あるフェーズから他のフェーズへの変化時間も既知であり、従って、所与の体積での様々な特性パラメータの情報は、該所与の体積に対応する圧力曲線の再現を可能とする。
【００６９】
基準体積での特性値に基づく線形外挿を行うことにより、所与の体積に対して、十分な精度で特性値を決定することができる。
【００７０】
これにより、体積Ｖに対する特性値Pmax、tmax及びPaが、この手続き及び以下の式により決定可能である。
2014528058.tif 000013
ここで、V1及びV2は、特性値が既知の基準体積であり、Pmax-V1及びPmax-V2は、それぞれ、V1及びV2の最大真空圧力であり、tmax-V1及びtmax-V2は、それぞれ、V1及びV2に対して、最大真空圧力値に到達した時間tmaxであり、Pa-V1及びPa-V2は、それぞれ、V1及びV2の残存真空圧力である。
【００７１】
これらの値V1及びV2は、これらの式及びこれらの値を用いる以降の全ての式に対して、所望の体積値を含むように選択されることが好ましく、すなわち、V、V1及びV2は、以下の不等式を満たす。
2014528058.tif 000014
【００７２】
特性値が既知の複数の基準体積が利用可能である場合、体積V1及びV2は、それぞれ、液体体積Vの真下及び真上であるように、選択されることが好ましい。例えば、図２に示すケースでは、体積V1は、ピペット２の公称体積の10%に相当し、体積V2は、ピペット２の公称体積の50%に相当する。
【００７３】
特性時間τに対して、単なる線形外挿は、十分な精度を得るには適さず、以下に示すより複雑な式を用いることが必要である。
2014528058.tif 000015
ここで、τV1及びτV1は、それぞれ、V1及びV2の特性時間である。
【００７４】
従って、これらの様々な式は、自動ピペット２の二つの基準体積の特性値に基づいて、特性値の算出を可能とし、従って、被計量液体の所望の体積に関わらず、自動ピペット２の充填に対する理論圧力変化を得るのに適している。
【００７５】
圧力曲線に基づき、充填後に吸引コーン１０に収容される液体の体積とピペット２の充填中の圧力変化の平方根の積分との間の比率の特性である、特性値Sを決定することもできる。
【００７６】
この特性値は、以下の式を用いて算出が可能である。
2014528058.tif 000016
ここで、ρは、液体の粘度である。
【００７７】
従って、このパラメータは、所与の体積の被計量液体に対して、ピペット２の充填中の圧力変化が所与の被計量体積に一致することの確認を可能とし、従って、吸引コーン１０に収容される被計量液体の体積が、実際に予期されたものであるか否かの確認を可能とする。
【００７８】
実際には、上述した式によれば、充填後に吸引コーン１０を充填する液体の体積は、以下と等しい。
2014528058.tif 000017
【００７９】
この体積Vcalは、被計量液体の体積と容易に比較し得る。
【００８０】
同様に、特性値Pmax、tmax及びPaに対して、以下の式による線形外挿を行うことにより、所与の体積でのSの値を決定することができる。
2014528058.tif 000018
ここで、SV1及びSV2は、それぞれ、基準体積V1及び基準体積V2に対する、特性値Sである。
【００８１】
これにより、あらゆる体積の被計量液体に対して、特性値Pmax、tmax、Pa、τ及びSの全部または一部が算出可能であり、該体積の被計量液体でピペット２を充填する間の異常の検出に用いることができる。
【００８２】
ピペット２の処理システム１６は、ピペット２の充填の間の異常の検出方法の実施において、この原理の実施に適している。
【００８３】
図３は、この方法の主なステップを示すフローチャートである。この方法は、以下から成るステップを含む。
Ａ）ピペット２の充填の事前の圧力キャリブレーションを実施するステップ、この事前の圧力キャリブレーションは、少なくとも二つの基準体積で実施され、充填曲線と、これらの少なくとも二つの体積それぞれに対する特性値Pmax、tmax、Pa、τ及びSの少なくとも幾つかが決定される。
Ｂ）ユーザーにより、被計量液体の所望の体積を定義するステップ。
Ｃ）所望の体積、及び／または、ステップＡ）で得られる基準体積に対して、上限及び下限を有する許容誤差範囲を算出するステップ、この許容誤差範囲の上限及び下限は、特性値を用いて、算出される。
Ｄ）時間dtの間、被計量液体で吸引コーン１０を充填するステップ。
Ｅ）エアゾーン２２ａの圧力センサー３８を用いた圧力を測定するステップ。
Ｆ）圧力が許容誤差範囲内であるか否かを確認するステップ。
Ｆ´）tが所望の体積に応じた充填時間以上であるか否かを確認するステップ。
Ｇ）異常が検出された旨をスクリーン１２上で報告するステップ。
Ｈ）吸引コーンに収容された被計量液体の体積を算出するステップ。
Ｉ）算出された被計量液体の体積と所望の体積との間の差異が、閾値より絶対的に大きいか否かを確認するステップ。
【００８４】
ピペット２の第一の実施形態では、処理システム１６はピペット２の充填中の圧力変化曲線に応じた充填曲線の処理に適している。
【００８５】
この実施形態によれば、圧力キャリブレーションステップＡ）は、少なくとも二つの基準体積に対して、基準圧力変化曲線を決定することができ、この曲線は、充填曲線として機能する。このステップ中、基準体積の一つは、ピペット２の公称容量に一致することが好ましい。
【００８６】
このステップ中、処理システムは、基準体積それぞれに対して、これらの基準体積での特性値Pmax、tmax、Pa、τ及びSを決定するために、基準体積曲線を処理する。
【００８７】
これらの特性値が一旦記録されると、ピペット２は、あらゆる体積の被計量液体で利用可能である。実際には、被計量液体の体積に関わらず、基準体積の特性値に基づいて、式（２）、式（３）、式（４）、式（５）及び式（６）が、対応する特性値の外挿を可能とする。
【００８８】
これにより、本実施形態では、図４に含まれるフローチャートにより説明されるように、ステップＡ）が、以下から成るサブステップＡ´）、Ａ´´）及びＡ´´´）を含む。
Ａ´）基準体積に対する圧力曲線を定義するために、基準体積の液体で吸引コーン１０を充填中に、圧力センサー３８を用いて計測された圧力値を記録するステップ。
Ａ´´）圧力曲線、すなわち、基準体積に対して得られた基準曲線に対応する、特性値Pmax、tmax、Pa、τ及びSを決定するステップ。
Ａ´´´）ピペット２が、全ての基準体積でキャリブレートされたか否かを確認するステップ。
【００８９】
本実施形態では、許容誤差範囲を算出するステップＣ）は、以下から成るステップを含む。
Ｃ´）所望の体積での、様々な特性値Pmax、tmax、Pa、τを算出するステップ。
Ｃ´´）所望の体積でのこれらの算出値に基づく、算出充填曲線Pref(t)、及び、ピペット２の公称容量に一致する体積の圧力曲線を算出するステップ。
Ｃ´´´）算出充填曲線Pref(t)に基づく許容誤差範囲の上限及び下限を算出するステップ。
【００９０】
ステップＣ´は、上述したように、基準体積の特性値に基づいて実施され、これらの特性値は、ステップＡ´´中に、対応する基準体積での充填曲線と、式（２）、式（３）、式（４）、式（５）及び式（６）とに基づいて、算出される。
【００９１】
ステップＣ´´中に、二つの状態で、充填曲線が算出される。0とtmaxとの間の第一のフェーズは、図２に示すように、これらの二つの状態の間で、ピペット２の公称容量に一致する圧力増強部分を含む。tmaxとτより大きい時間との間の第二のフェーズは、式（１）に基づいて算出される。
【００９２】
ステップＣ´´中に、以下の式を用いて、許容誤差範囲の上限P+(t)及び下限P-(t)が算出される。
2014528058.tif 000019
ここで、ΔP及びΔtは、製造者により規定される許容誤差偏差であり、dtは、二つの圧力計測の間の時間間隔である。
【００９３】
本発明の一オプションによれば、上限P+(t)及び下限P-(t)は、算出圧力に基づいて算出されてもよい。本実施形態では、このオプションは、以下の式を用いて得ることができる。
2014528058.tif 000020
2014528058.tif 000021
【００９４】
このように、あらゆる体積の被計量液体の計量の際の、ユーザーによるピペット２の使用は、好ましくはピペット２の公称容量に一致する体積を含む、少なくとも二つに等しい複数の基準体積でのピペット２の事前の圧力キャリブレーションステップの実施から成る。この圧力キャリブレーションステップは、被計量液体、または、好ましくは被計量液体と同じ粘性を有する基準液体で実施されてもよい。続いて、ピペット２は、自動ピペットに対する従来の方法で用いられ、すなわち、ユーザーは、以下から成るステップを実施する。
−ピペット２に被計量液体をセットするステップ。
−吸引コーン１０を被計量液体と接触させるステップ。
−制御システム１６が、吸引コーン１０を充填し、異常の検出方法を実施する、充填手段を制御するように、ピペット２を駆動するステップ。
−スクリーン１２に、ピペット中に異常が生じた旨を報告する警告が表示されるか否かを確認するステップ。
【００９５】
図５及び図６は、本実施形態によるピペット２の実施中に得られる充填曲線の例である。これらの図双方は、算出充填曲線Pref、算出充填曲線に対応する許容誤差範囲の上限P+及び下限P-、及び、それぞれ図５及び図６で、成功した充填及び欠陥のある充填を示す、計測された充填曲線Pmesを示す。
【００９６】
このように、図５では、充填中に、充填曲線に従う圧力は、常に許容誤差範囲の上限と下限との間に存在することが確認できる。従って、異常は検出されない。
【００９７】
一方、図６では、図示の充填中、時間tdefでの圧力Pmesが、許容誤差範囲内にない。従って、処理システム１６が、異常を検出し、充填に欠陥であった旨をユーザーに示す。処理システム１６は、その設定に従い、図６に示すように、プランジャー３０の駆動、従って充填を停止するか、充填を継続してもよい。
【００９８】
本発明の第二の実施形態によれば、図７に示すように、充填曲線は、プランジャー３０の駆動終了後、すなわち、時間tmax到達後の、圧力曲線であってもよく、従って、時間変数は、t-tmaxである。
【００９９】
この実施形態による方法は、第一の実施形態による方法と、プランジャー３０が駆動されるステップＣ´´´）とステップＤ）との間に、図８に示すようにステップＣ＊）を含む点と、特性値を決定するステップＡ´´）が、基準体積での特性値tmax、S及び充填曲線の少なくとも算出から成る点と、ステップＣ´´）で実施される充填曲線の算出が、二つの基準充填曲線に基づく線形外挿により得られる点とで異なる。
【０１００】
このように、本実施形態では、各充填曲線は、図７に示すように、異常がない場合に式（１）に従う変化を示す、tmax後の圧力変化曲線である。
【０１０１】
本実施形態では、ステップＡ´´）は、基準体積に対して、少なくとも特性値tmax及びSを決定すること、及び、第二のフェーズ中、すなわち、プランジャー３０の駆動の終了後に、圧力変化P(t-tmax)を記録することから成る。このステップでは、第二のフェーズ中の圧力変化曲線P(t-tmax)は、対応する基準体積での充填曲線である。
【０１０２】
ステップＣ´´）では、基準曲線は、以下のタイプの式に基づく線形外挿を用いて算出されてもよい。
2014528058.tif 000022
ここで、Prefは、所望の体積に対する算出充填曲線を規定する圧力であり、tmaxは、式（３）を用いて算出される特性値であり、PV2は、基準体積V2の充填曲線を規定する圧力であり、tmax-V2は、基準体積V2の特性値tmaxであり、PV1は、基準体積V1の充填曲線を規定する圧力であり、tmax-V1は、基準体積V1の特性値tmaxである。
【０１０３】
この算出は、図７に示すように、tmax以外の所望の体積での特性変数の算出を必要とすることなく、所望の体積に対する充填曲線の概算決定を可能とする。
【０１０４】
ステップＣ´´）では、許容誤差の上限及び下限が、ステップＣ´´）中に算出される充填曲線に基づき、式（７）、式（８）を時間変数t-tmaxと共に用いて、算出される。
【０１０５】
ステップＣ*）では、所望の体積に対応し、ステップＣ´´で算出される、圧力Pmaxに達するためのtmaxの間、吸引チャンバー２２においてプランジャー３０が駆動され、従って、圧力開放後、吸引コーン１０を充填し、所望の体積の被計量液体が得られる。
【０１０６】
圧力が、許容誤差範囲内に存在し、従って、算出基準曲線に対する実質的に同一な変化が続くことを確認するステップＦ）が、ステップＣ＊）の後、すなわち、プランジャー３０の駆動の終了後に、時間原点の変化、従って、時間変数の変化を伴い実施され、該変数は、本実施形態においてt-tmaxである。
【０１０７】
使用時、本実施形態によるピペット２の実施は、ユーザーに対して、第一の実施形態によるピペット２の実施と同様である。
【０１０８】
第三の実施形態によれば、充填曲線それぞれは、図９に示すように、プランジャー３０の駆動後の、すなわち、時間tmax到達後の、圧力曲線Pcorであってもよく、従って時間変数は、t-tmaxである。
【０１０９】
この圧力Pcorは、以下の式で得られる圧力である。
2014528058.tif 000023
【０１１０】
このように、本実施形態による方法は、第二の実施形態による方法と、基準充填曲線が、時間変数がt-tmaxであり、tmaxが基準体積に対応する、圧力曲線Pcorである点と、特性値を決定するステップＡ´´）が、特性値tmax、Pa及びSの少なくとも算出から成る点で、異なる。
【０１１１】
本実施形態のステップＣ´´）では、算出充填曲線は、式（９）におけるものと同様の線形外挿算出により算出され、圧力は、基準値であるか算出値であるかにかかわらず、式（１０）により、Pcorに一致する。従って、以下の式が得られる。
2014528058.tif 000024
ここで、Pref-corは、算出された補正圧力であり、PV1-corは、基準体積V1での補正圧力であり、PV2-corは、基準体積V2での補正圧力であり、tmax-V1及びtmax-V2は、それぞれ、基準体積V1及びV2に対応する特性値tmaxである。
【０１１２】
同様に、許容誤差範囲の限界値を算出するステップＣ´´´）中、これらの限界値は、式（７）及び式（８）と、それぞれ、Pref(t)及びPmes(t)に代わる、Pref-cor(t-tmax)及びPmes-cor(t-tmax)とにより、算出される。
【０１１３】
使用時、本実施形態の実施は、ユーザーに対して、第一の実施形態の実施と同様である。
【０１１４】
本方法の第四の実施形態によれば、充填曲線それぞれは、図１０に示すような、時間変数tcorでのプランジャー３０の駆動後の圧力曲線P'corである。
【０１１５】
この圧力P'corは、以下の式で得られる圧力である。
2014528058.tif 000025
ここで、
2014528058.tif 000026
である。
【０１１６】
本実施形態による方法は、第三の実施形態による方法と、基準充填曲線が圧力曲線P'corであり、時間変数が、基準体積に対応する特性値を備えるtcorである点と、特性値を決定するステップＡ´´）が、特性値tmax、Pa、PmaxおよびSを少なくとも算出することから成る点と、で異なる。
【０１１７】
本実施形態では、図１０に示すように、全ての充填曲線が、同様の下り勾配を有する。このように、第四の実施形態で用いられるものと同一の原理により、正確さを増して、ステップＣ´´）中に、算出充填曲線が、式（９）におけるものと同じタイプの線形外挿に基づいて、算出される。用いられる式は、以下の通りである。
2014528058.tif 000027
ここで、P'cal-corは、算出された補正圧力であり、P'V1-corは、基準体積V1での補正圧力であり、P'V2-corは、基準体積V2での補正圧力であり、tcorでのP'V1-corとP'V2-corとの関係は、対応する体積での特性値に基づいて算出され、すなわち、例えば、
2014528058.tif 000028
である。
【０１１８】
同様に、許容誤差範囲を算出するステップＣ´´´）の間に、これらの限界値は、式（７）及び式（８）と、それぞれ、Pref(t)及びPmes(t)に代わる、P'ref-cor(t-tmax)及びP'mes-cor(t-tmax)とにより、算出される。
【０１１９】
使用時、本実施形態によるピペット２の実施は、ユーザーに対して、第一の実施形態によるピペット２の実施と同様である。
【０１２０】
第五の実施形態によれば、充填曲線それぞれは、図１０に示すように、プランジャー３０の駆動後の圧力曲線P''corであり、時間変数tcorは、第四の実施形態で用いられるものと同一である。
【０１２１】
この圧力P''corは、以下の式で得られる圧力である。
2014528058.tif 000029
ここで、
2014528058.tif 000030
である。
【０１２２】
本実施形態による方法は、第三の実施形態による方法と、基準充填曲線がP''corであり、時間変数が、基準体積に対応する特性値に基づいて決定されるtcorである点で異なる。
【０１２３】
本実施形態では、図１１に示すように、全ての充填曲線が、実質的に同様の下り勾配を有する。このように、第三及び第四の実施形態で用いられるものと同一の原理により、正確さを増して、ステップＣ´´）の間に、算出充填曲線が、式（９）におけるものと同じタイプの線形外挿に基づいて、算出される。従って、用いられる式は、以下の通りである。
2014528058.tif 000031
ここで、P''ref-corは、算出された補正圧力であり、P''V1-corは、基準体積V1での補正圧力であり、P''V2-corは、基準体積V2での補正圧力である。
【０１２４】
第四の実施形態に関して、tcorでのP''V2-corとこの式におけるP''V2-corとの関係は、対応する体積での特性値に基づいて算出され、すなわち、例えば、
2014528058.tif 000032
である。
【０１２５】
使用時、本実施形態によるピペット２の実施は、ユーザーに対して、第一の実施形態によるピペット２の実施と同様である。
【０１２６】
本発明の一オプションによれば、処理システム１６は、吸引コーン１０に収容された液体の放出中の異常の検出に適合してもよい。
【０１２７】
そのような適合性は、充填中の異常の検出の適合性と同様に実行される。
【０１２８】
実際に、図１２は、いわゆる開放圧力曲線を示し、吸引コーンに収容される液体の開放時に、圧力センサー３８を用いて記録が可能である。
【０１２９】
これらの圧力曲線は、充填中に記録される圧力曲線と同様に、二つのフェーズである、反転し継続する圧力が生じるフェーズａ´）と、圧力を大気圧値に復帰するフェーズとを有する。
【０１３０】
第一のフェーズの開始時、圧力センサーで計測される圧力は、ピペット２の充填後に残存する残存真空圧力Paに一致する。液体を放出するためのプランジャーの作動は、過圧フェーズに続く大気圧への移行を伴う、真空圧力の漸次減少を生じる。このフェーズの間、圧力が大気圧に達した後、圧力変化は、ピペット２に収容される液体の量に関わらず、実質的に同一であり、圧力は、時間tmax-1で、圧力値Pmax-1に達する。Pmax-1及びtmax-1は、所与の液体体積での開放曲線の特性値である。
【０１３１】
液体を放出するためのプランジャーの駆動停止後の、第二のフェーズは、大気圧への復帰に相当する。この第二のフェーズは、以下の式を用いてモデル化可能な圧力変化に従う。
2014528058.tif 000033
ここで、τ1は、大気圧への復帰のためのフェーズのあらゆる時間tで、以下の式を用いて算出可能な特性値である。
2014528058.tif 000034
【０１３２】
充填フェーズと同様に、所与の体積に対する、開放フェーズに対応する特性値を、基準圧力曲線に基づく線形外挿の実施により、十分な正確さで、決定することができる。こうして、図１２に示す曲線の例によれば、体積Vに対する、すなわち、ピペット２の公称容量の10%及び50%に対応する曲線に対する特性値を、隣接する基準曲線により算出することができる。
【０１３３】
上述したピペットの充填中の異常の検出方法の知識を有する当業者は、該方法に対して記述したものと同様の論法を容易に適用することができ、従って、この外挿を可能とする算出は、被計量液体の開放中の異常の検出方法に対しては記述されない。
【０１３４】
図１２における圧力曲線に基づいて、吸引コーン１０に収容される放出前の液体の体積と該放出の間の圧力変化の積分との間の比率の特性である、特性値S1を決定することができる。
【０１３５】
この特性値は、以下の式を用いて算出されてもよい。
2014528058.tif 000035
ここで、ρは、液体の粘度である。
【０１３６】
従って、このパラメータは、所与の体積の被計量液体に対して、ピペット２による液体の放出中の圧力変化が、ピペットに収容される所与の体積に一致するか否かを確認し、従って、被計量液体の放出体積が、実際に期待するものであるか否かを確認することを可能とする。
【０１３７】
実際には、上述した式によれば、放出される液体の体積は、以下に等しい。
2014528058.tif 000036
【０１３８】
この体積Vcalは、吸引コーン１０に理論的に収容される被計量液体の体積と、容易に比較可能である。
【０１３９】
このように、ピペットによる液体の放出の特性値Pmin、tmin、τ1及びS1の全てまたは一部が、被計量液体の全ての体積に対して算出可能であり、従って、ピペットによる該体積の被計量液体の放出の間の異常の検出に利用可能である。
【０１４０】
ピペット２の処理システム１６は、被計量液体の放出中の異常の検出方法の実施の間の、この原理の実施に適している。
【０１４１】
図１３は、この方法のステップを示すフローチャートを示す。この方法は、以下から成るステップを含む。
Ａｄ´）吸引コーン１０に収容された基準体積の液体の開放中に、圧力モニター手段を用いて計測された、圧力値を記録するステップ。
Ａｄ´´）基準体積に対して得られる圧力曲線に対応する特性値を決定するステップ。
Ａｄ´´´）ピペット２が、全ての基準体積でキャリブレートされたことを確認するステップ。
Ｂｄ）被計量液体の所望の体積を定義するステップ。
Ｃｄ´）基準充填曲線に基づいて、所望の体積に対する算出開放曲線を算出するステップ。
Ｃｄ´´）算出開放曲線に対して圧力値ΔPをそれぞれ減算及び加算することにより、開放許容誤差範囲の上限及び下限を算出するステップを実施するステップ。
Ｃｄ´´´）時間値Δtにより、ステップＣｄ´´）の間に算出された上限及び下限のそれぞれ正及び負のタイムラグを作ることにより、開放許容誤差範囲の上限及び下限を算出するステップを実施するステップ。
Ｃｄ*）吸引チャンバー２２における圧力開放後、ステップＣｄ´´）で算出された所望の体積に対応し、吸引チャンバー２２において圧力Pmax-1に達するのを可能とし、従って、吸引コーン１０の排出を可能とする、時間tmax-1の間の、プランジャー３０を駆動するステップ。
Ｄｄ）時間dtの間、吸引コーン１０から被計量液体の一部を放出するステップ。
Ｅｄ）圧力センサー２８を用いて圧力を計測するステップ。
Ｆｄ）圧力が許容誤差範囲内であるか否かを確認するステップ。
Ｆｄ´）ｔが所望の体積に対応する放出時間以上であるか否かを確認するステップ。
Ｇｄ）異常が検出されたことを報告するステップ。
Ｈｄ）放出された被計量液体を算出するステップ。
Ｉｄ）算出された被計量液体の体積と所望の体積との間の差異が、閾値より絶対的に大きいか否かを確認するステップ。
【０１４２】
ピペット２の充填の間の異常の検出方法に関する上述した様々な実施形態と同様に、当業者は、同様に、処理システム１６を、被計量液体の排出における異常の検出方法の様々な実施形態の実施に適応することができる。
【０１４３】
ここで、開放曲線は、本発明の範囲内で、tmax-1後の圧力曲線であってもよく、Pcor(t-tmax)と同じタイプの補正圧力曲線であってもよく、tcorと同じタイプの時間変数を伴うP'cor(tcor)またはP''cor(tcor)と同じタイプの補正圧力曲線であってもよい。
【０１４４】
本発明の二つのオプションによれば、ステップＡ）及びステップＡｄ）における圧力キャリブレーションステップは、すぐに使えるピペット２を提供するために、ピペットの製造中に実施されてもよく、あるいは、ユーザーが、処理システムを、被計量液体の充填中及び／または放出中の異常の検出に適応できるように、ピペット２の利用の前に実施されてもよい。これらの二つのオプションは、両立可能であり、ユーザーは、高い精度を必要としない迅速な計測のための標準的な圧力キャリブレーションを用いるオプションと、特有の粘度を有する被計量液体に適した、及び／または、異常検出を必要とする計測に適した圧力キャリブレーションのオプションと、を有し、このオプションは、特有の実験条件（特有の充填及び／または放出速度、適切な基準体積の規定等）でリファインされ、及び／または、特有の実験条件に適合可能である。
【０１４５】
同様に、許容誤差範囲を算出するために用いられるΔP及びΔtは、ピペット２の製造中に、工場で設定されてもよく、あるいは、最初の使用時にユーザーにより入力されてもよい。これらの二つのオプションは、両立可能であり、この場合、ユーザーは、標準的な許容誤差範囲、または、要求に適合する許容誤差範囲で操作する選択肢を有する。
【０１４６】
本発明の一オプションによれば、処理システムは、充填または放出の異常の原因の特定と、ピペット２がスクリーン１２を備える場合、ユーザーに対するその報告にも適合することができる。
【０１４７】
ここで、充填中に、充填曲線が、総じて低い値のtmax、Pmax及び算出体積を示す場合、プランジャー３０のストロークが短か過ぎることを特定することができ、場合、処理システム１６は、この場合、オプションで、低い値を補正するために、プランジャー３０の駆動により、補正を行う。
【０１４８】
低いPmaxと共に高いtmaxが計測される場合は、処理システムは、プランジャー３０の速度が低過ぎることを報告することができ、処理システムは、この場合、オプションで、プランジャー３０の速度を増すことにより、補正を行う。
【０１４９】
同様に、ピペット２の充填中に、圧力信号が大気圧と実質的に等しい場合、処理システムは、吸引コーン１０が液体に浸されていないことを報告することができる。
【０１５０】
圧力信号が、開放フェーズｂを有しない場合、処理システムは、吸引コーン１０が詰まり、交換を必要とすることを報告することができる。
【０１５１】
tmaxが期待値を示し、Pmax及び算出体積Vcal双方が低い値を示す場合、処理システムは、プランジャー３０と吸引チャンバー２２との間の漏れと、ピペット２が点検を必要とすることを報告することができる。
【０１５２】
本発明のさらなるオプションによれば、処理システムは、ピペット２を用いて行われる計測の履歴管理が可能であるように、連続的な圧力曲線を記録可能であることに適合してもよい。このオプションは、自動化学分析器の自動ピペットシステム等の自動ピペットシステムに、特に有用である。
【０１５３】
同様に、上述した全ての実施形態は、自動ピペット２に関する一方、本発明は、単一の吸引コーン１０を有する自動ピペット２のみに限定されず、二つの吸引チャンバー２２と、二つの吸引コーン１０と、二つのプランジャー３０とを含む、デュアル吸引システム、または、多数の吸引コーン１０に適合する二つ以上の吸引チャンバー２２を含むとともに多数のプランジャー３０を含む、マルチ吸引システムを有する、例えば、自動化学分析器またはダブルピペット等の、自動充填システムを有する全ての計量装置に関する。
【０１５４】
上述したピペット２の本実施形態において、圧力モニター手段として機能する圧力センサー３８は、吸引チャンバー２２に存在する圧力センサー３８である一方、圧力センサー３８は、吸引コーン１０における圧力を計測するために配置されてもよいことに留意されたい。実際には、圧力センサー３８を用いて得られる圧力変化曲線は、吸引チャンバー２２に存在し、吸引コーン１０における圧力の計測に適合する圧力センサー３８は、実質的に同一の変化を示す。
【０１５５】
上述した全ての実施形態では、警告手段は、スクリーンから成る一方、本発明の範囲内で、ピペットが、スクリーンに代わりまたは加えて、ユーザーにピペットの充填中の異常の存在を知らせる、可聴警報を含むことを想定することもできる。このオプションによれば、警告手段が可聴警報のみで構成される場合、この警報からの音は、異常の種類をユーザーに報告するために、変調されてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１５６】
【特許文献１】EP 0571100 A
【特許文献２】US 6938504 B
【特許文献３】EP 2302397 A
【特許文献４】FR 2927999
【図１】
2014528058.tif 000043
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2014528058.tif 000052
【図１１】
2014528058.tif 000053
【図１２】
2014528058.tif 000054
【図１３】
2014528058.tif 000055
【国際調査報告】
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