丰旲块。
[0073]笔主要部分与模块之间的联接被设计成提供容易的附接和在正常使用期间的稳 定且牢固的夹持，然而，对于被与模块相组合地附接到笔时的帽而言的情况也应如此。相应 地，当帽被从笔移除时，指向远侧的力经由模块与帽之间的联接而被传送到模块与笔之间 的联接，其在这种情况下可导致模块无意中从笔脱掉。为了降低在其发生的风险，为模块联 接闩锁522提供"卡扣助力器"特征。更具体地，每个闩锁具有如参考图6所述的铰接设计， 这提供当近侧闩锁部分随着模块被安装在笔上而向外移动时，远侧闩锁部分(进一步）向内 移动到周向间隙中。由于近侧闩锁部分在模块被安装时不能进一步向内移动，远侧闩锁部 分由于帽到间隙214中的插入而引起的向外移动将导致经由闩锁中心部分在近侧闩锁部 分上施加指向内侧的力，这在帽被安装时确保模块与笔之间的增强夹持，这降低了模块在 帽被移除使无意中从笔脱掉的风险。用于帽的近侧止动由模块的周向止动表面提供。
[0074]已描述了系统的不同部件，接下来将参考图IA和IB来描述典型的使用情况。当用 户期望分配一定剂量的药物时，例如执行一定量的胰岛素配方的静脉注射，帽207被移除。 并且针组件(如果并未就位的话)被安装在药筒保持器联接机构215上。当帽被移除使记录 模块通过模块帽开关到其"开"位置的激活而被从其睡眠状态开启，例如，具有传感器系统 的电子电路被上电且显示器被开启，显示例如最后记录的剂量和从那时起的时间。用户然 后将转动可旋转剂量构件280以手动地设定显示窗202中所示的期望剂量的药物，并且其 然后可以在按钮290被致动时被排出。根据记录模块的设计，可登记对应于设定剂量、排出 剂量或两者的给定剂量。在其中检测到离合器元件的移动的所示实施例中，从而可以仅登 记排出剂量。相应地，模块显示器将不显示关于被设定的剂量的信息。当剂量已被设定时， 用户释放弹簧驱动排出机构，由此，离合器元件被释放，并且开始以与排出量的固定关系旋 转，这允许由记录模块来确定排出量。由于模块并未获取关于设定剂量的信息且由于可以 通过释放所述释放按钮上的压力来暂停设定剂量的排出，所以可将例如大剂量之类的给定 剂量划分成两个或更多量，这将导致两个或更多排出剂量的记录。相应地，为了将此类分离 剂量视为单个剂量，所示记录模块被设计成在给定情况下将单独的剂量组合并记录为单个 剂量，例如在给定时间窗内，例如5分钟，在那之后"组合特征"将超时。此类特征还将允许 模块移动到新的笔，如果给定期望剂量大于留在所使用笔的药筒中的药物量的话。如果由 于任何原因而期望将单独地记录的剂量分离，则可以通过将帽安装在笔上来关闭"组合窗 口"以从而使帽开关进入终止记录事件的其"关"位置上。相应地，在其中给定剂量被作为 单个量的药物而排出的正常操作期间，组合窗口在帽被安装时关闭，这导致确定剂量(单个 或组合）被连同时间值一起记录在存储器中以及在电子设备掉电且显示器被关闭之前在电 子显示器中显示给定时间量，例如30秒。
[0075] 转到记录模块的传感器系统，可将所示实施例设计成检测一个或多个磁性构件的 一个或多个移动。例如，可实现其中对离合器元件的增量旋转运动的数目、即15度的数目 增量的数目进行计数的"简单"设计，每个增量对应于1单位（IU)的胰岛素。该系统将被设 计成以足够高的频率扫描笔以安全地检测到离合器元件已移动到24个预定扇区中的每一 个，该扇区中的每一个对应于15度旋转和因此的I IU。使用同一基本传感器设计和传感器 位置，可以使用磁性驱动元件作为替代磁性元件。作为使用同一通常传感器设计的另一替 代方案，可以使用设定和排出剂量两者移动的部件作为磁性元件，例如棘轮管。随着棘轮管 轴向地延伸到被模块环包围的笔的部分外面，棘轮管的仅一部分可具有例如由单独元件提 供的磁性性质。
[0076] 作为另一替代方案，可将传感器系统设计成确定给定元件的绝对旋转位置，然而， 由于使用旋转排出机构的大多数笔被设计成排出要求给定元件的超过一个完全旋转的剂 量尺寸，所以必须对全转的数目进行计数。这可以使用同一磁性元件来实现以对增量移动 (在这里：旋转的数目）和绝对位置两者进行计数。可提供相同或不同的传感器系统以检测 两个类型的信息。绝对位置的确定将防止由于遗漏计数而引起的误差。替代地，可将传感 器系统设计成使用附加"次要"元件，其随着剂量被排出而轴向地移动以指示"主要"旋转 元件的完全旋转，例如磁性EOC构件，然而，由于此类元件的移动主要在被模块环包围的笔 的部分外面发生，所以可能必须提供更多传感器。
[0077] 下面将描述基于磁强计的检测系统，其基本上可以准确地检测以预定义方式移 动、例如相对于轴旋转的磁体的位置。系统因此在其中准确的非接触式位置传感相关的许 多技术领域中适用。下面将描述已经针对在包括磁性构件的药物输送系统中的应用而设置 的系统，该磁性构件被构造成执行旋转以及轴向运动，参见例如图4A，并且其将确定磁性构 件的绝对旋转位置。
[0078] 在图6中，传感器组件的示例性实施例被构造为包括等距地围绕着用于在笔形药 物输送的远侧部分内部旋转的上述环形离合器元件的预定轴的3个3D磁性传感器345。
[0079] 下面将描述用于估计磁体的当前取向的示例性"位置"算法。该算法对磁体的任 何移动是通用的，但是在本应用中，其被应用于具有磁体的旋转运动的系统。
[0080] 所述算法适合于与磁体的标称移动具有偏差的系统。因此，其要求磁体移动的预 定模型，从该预定模型可以到处导数。使^^§||表示具有系统的标称几何结构的场，其 中，n是轴向移位的位置且k是测量场的传感器。
[0081] 如果磁体具有给定几何结构且如果传感器与磁体之间的星对距离被假设为对于 所有位置而言在磁性远场中，则可以使用偶极子场模型来估计该预定模型。因此，我们可以 通过下式来估计到位置的:
其中，m是该给定位置n的偶极矩矢量，r是磁体与传感器k之间的距离矢量，并且r是 磁体与传感器k之间的距离。
[0082] 如果传感器位于磁性近场中，则可以使用磁体几何结构的有限元分析来估计
[0083] 本构思是具有估计非标称性质且如果发现非标称性质不可接受的话则补偿预定 标称模型两者的模型。为了这样做，定义预定模型的线性化模型：
此矩阵是恒定的。因此，可以将其存储在处理器上以节省计算功率。
[0084] 然后向线性化模型中插入参数偏移矢量芒^ :
这提供考虑到测量场与标称模型之间的差的标称模型的已更新版本。估计位置被法线 是具有最小差的位置，即使参数最小化：
以上算法的优点是： 该算法利用可以存储在处理器上的常数表，即其由Ifl JjPMn组成。该算法提供可 以用作故障安全措施的措施，即可以根据和参数的大小rn来估计拟合的质量。所示列 矢量E仅仅是所选偏差参数的示例。
[0085] 使用如上所述的相同原理，可以确定给定构件的轴向z位置，例如离合器构件。
[0086] 下面将基于与位置算法相同的原理来描述用于确定全离合器旋转的数目的"跟 踪"算法，但是其已被针对计算速度和功率消耗优化。位置算法使用来自所有可用磁性传感 器的输入，而个跟踪算法可基于例如来自三轴磁性传感器中的一个或多个的2-4个轴。在 下面，使用来自一个传感器的三个轴。跟踪算法可取测量场作为输入来自位置算法 的最近估计背景场B Mt。测量B场和标称B场、间的残余差被导出为：
[11] r(n) = [Bneas- Bext - Bnon (n)]2 其中，n表示表位置的数目。在示例中，48个位置被包括在8_中，用于剂量设定中的 24个离合器位置和定量给药位置上的24个位置的场。基于最低残数，跟踪算法输出二进制 轴向位置，z =[剂量设定；定量给药]和离散旋转位置，巾=[0 15 30. .. 345] °。 [0087] 跟踪算法将具有笔位置算法更低的准确度，例如±30°，但是由于较低功率消耗， 其可以被更频繁地采样。应将采样频率调整到离合器的最小旋转时间。例如，如果离合器 的最小旋转时间为500 ms且期望针对每次旋转具有至少10个跟踪样本，则跟踪算法的采 样速率应为至少20 Hz。这样，跟踪算法将能够用位置算法来对估计之间的离合器旋转的数 目进行计数，所述位置算法被以较低频率采样以节省功率。
[0088] 如果可以肯定地排除除地球磁场之外的外部磁场和由于附近的铁的存在而在内 部磁场中引起的干扰的风险，则可以将在表格中发现的实际位置的最可能候选作为实际位 置而中继或显示。然而，在大多数应用中，可能必须从多种源考虑磁场中的干扰风险，并且 在某些应用中，错误的位置确定的后果可能具有严重且不可接受的后果。在此类应用中，可 以采取许多故障安全措施，例如： (1)取许多读数，并且只有当读数之间的变化小于预定义水平时才使用来自每个传感 器的每个轴的平均轴。这可以防止由磁场中的波动干扰引起的来自传感器的错误读数。
[0089] (2)对来自直径上相对的传感器的读数做减法以消除磁场贡献和同质外场贡献， 并因此计算非同质外场的梯度。可使用针对阈值值的比较作为用于使用读数的准则。
[0090] (3)使用读数来计算外场。可使用针对阈值的比较作为用于使用读数的准则。
[0091] (4)使用来自超定传感器构造的读数来计算与预定标称机械几何结构和磁体特性 的偏差。可使用针对阈值的比较作为用于使用读数的准则。
[0092] (5)比较最可能位置的偏差和被拒位置(例如第二最可能位置）的偏差以确定最可 能位置的可信性。可使用针对阈值的比较作为用于使用读数的准则。
[0093] (6)比较最可能位置和被拒位置，例如前10个接下来最可能位置，以确定位置的 分布。可使用该分布、例如最小和最大位置之间的跨度作为用于使用读数的准则。
[0094] (7)使用最可能位置来计算来自磁体的场贡献并用读数