核磁共振设备及用于在核磁共振设备中输送样品管的方法与流程

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的核磁共振(nmr)设备以及根据权利要求12的前序部分的用于在这种nmr设备中输送样品管的方法。

背景技术：

通常以振动缓冲的方式来支承nmr装置，比如nmr谱仪。在nmr谱仪的正常操作期间，其可以在其静止位置周围移动至多达5cm。nmr谱仪的这种移动使储存有待测量的nmr样品管的储存系统的直接机械联接相当困难。储存系统被以振动缓冲的方式支承并被联接至nmr谱仪以便能够与nmr谱仪一起移动，或者需要提供机构来主动补偿nmr谱仪相对于储存系统的移动，以便能够将nmr样品管进给至nmr谱仪的限定位置。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种nmr设备，该nmr设备有助于将nmr样品管从储存系统输送至nmr装置以及将nmr样品管从nmr装置输送回储存系统。

该目的通过具有权利要求1的特征的nmr设备实现。这种nmr设备包括nmr装置、用于储存样品管的储存系统和用于将样品管从储存系统输送至nmr装置以及将样品管从nmr装置输送至储存系统的输送系统。该nmr设备的特征在于，储存系统与nmr装置机械地断开联接。因此，nmr装置的任何运动都不会传递至储存系统。而是，nmr装置可以以振动缓冲的方式被支承从而能够移动，而储存系统可以以固定的方式被支承。无论如何，nmr装置的位置变化是在没有主动控制的情况下(即，以完全被动的方式)自动补偿的。这是通过将输送系统的第一部分联接至储存系统并将输送系统的第二部分联接至nmr装置来实现的。因此，输送系统的两个部分彼此未机械地联接。

更确切地，输送系统包括机械地联接至储存系统的第一引导元件。输送系统还包括机械地联接至nmr装置的第二引导元件。第一引导元件和第二引导元件彼此机械地断开联接。输送系统还包括能够在第一引导元件与第二引导元件之间移动的样品管承载件。以这种方式，样品管承载件能够将样品管从储存系统输送(通常一次输送一个样品管)至nmr装置以及从nmr装置输送至储存系统。

通过第一引导元件和第二引导元件来实现对谱仪的位置的移动的补偿。更确切地，第一引导元件用于将样品管承载件引导至相对于储存系统限定的第一位置。因此，如果样品管承载件接近第一引导元件，则该样品管承载件被第一引导元件引导至相对于储存系统固定的限定位置。然后，特别容易将样品管从储存系统装载到样品管承载件中或将样品管从样品管承载件卸下到储存系统中。只需将储存系统的样品管抓持器移动至样品管承载件由第一引导元件定位到的限定位置即可，因此抓持器无需补偿样品管承载件或nmr装置的任何相对运动。

类似地，第二引导元件用于将样品管承载件引导至相对于nmr装置限定的第二位置。因此，当样品管承载件接近第二引导元件时，该样品管承载件自动被带入第二限定位置。然后，与nmr装置联接的样品管抓持器可以轻松地从样品管承载件上卸下样品管，并将该样品管输送至nmr装置的测量区域，比如nmr谱仪的nmr孔。类似地，由于样品管承载件因其先前与第二引导元件的相互作用而位于所限定的第二位置，因此nmr装置的这种样品管抓持器可以将已经测量过的样品管装载到样品管承载件中。第一引导元件和第二引导元件是仅通过它们的几何形状和由此实现的对样品管承载件的强制引导而将样品管承载件分别引导至第一位置或第二位置的纯被动部件。

在实施方式中，nmr装置是nmr谱仪。样品管也可以表示为nmr样品管。

如上所述，输送系统的一部分联接至nmr装置，而另一部分联接至储存系统。在实施方式中，输送系统的联接至nmr装置的部分形成或成为nmr装置的注入器的一部分。因此，注入器还能够将样品管进一步输送至nmr装置的nmr测量区，比如nmr谱仪的nmr孔。在实施方式中，输送系统的联接至储存系统的部分是升降装置，该升降装置负责将样品管承载件从(限定样品管承载件相对于储存系统的固定位置的)第一引导元件移动至(限定样品管承载件相对于nmr装置的固定位置的)第二引导元件，并且负责将样品管承载件从第二引导元件移动至第一引导元件。

在实施方式中，样品管承载件能够沿输送方向在第一引导元件与第二引导元件之间移动，并且能够在垂直于输送方向延伸的平面中移动。因此，输送方向可以是例如竖向方向，即沿笛卡尔坐标系的z轴的方向。在这种情况下，垂直于输送方向延伸的平面是沿笛卡尔坐标系的x方向和y方向延伸的水平平面。输送系统用于沿输送方向输送或移动样品管承载件。此外，样品管承载件(在限定边界内)能够在垂直于输送方向延伸的平面中自由移动，例如样品管承载件能够横向移动。如果样品管承载件沿输送方向从第一引导元件移动至第二引导元件，则样品管承载件在接触第二引导元件后无论其横向位置如何都被第二引导元件引导至第二位置，即引导至相对于nmr装置限定的位置。类似地，如果样品管承载件沿输送方向从第二引导元件移动至第一引导元件，则样品管承载件在接触第一引导元件后无论其横向位置如何都被第一引导元件引导至第一位置，即引导至相对于储存系统限定的位置。

在实施方式中，样品管承载件能够相对于第一引导元件和/或相对于第二引导元件以至少3个自由度移动。因此，在实施方式中，该运动是平移运动。在这种情况下，这三个自由度将对应于笛卡尔坐标系的x方向、y方向和z方向，从而使样品管承载件将能够沿竖向方向(特别是通过升降系统)移动并且在垂直于竖向方向的平面中(特别是通过第一引导元件和/或第二引导元件的强制引导)移动。

在实施方式中，第二引导元件包括漏斗形状的元件。该漏斗形状的元件用于接触样品管承载件的一部分，并且用于(强制性地)将样品管承载件引导至第二位置。由此，特别地由于漏斗形状的元件的内部空间与样品管承载件的一部分的接触而实现了对样品管承载件的引导。

在实施方式中，漏斗形状的元件包括入口开口，该入口开口也可以被表示为口部。入口开口用于接纳样品管保持器的意在与漏斗形状的元件接触的部分。因此，样品管保持器的至少该部分可以通过入口开口插入到漏斗形状的元件中。漏斗形状的元件还包括出口开口，该出口开口也可以表示为茎部。入口开口具有第一宽度，并且出口开口具有第二宽度。由此，第二宽度小于第一宽度。因此，如果样品管承载件的该部分通过入口开口插入到漏斗形状的元件的内部空间中，则该部分由漏斗形状的元件的壁朝向出口开口引导。由此，出口开口限定了第二位置，即相对于nmr装置恒定的位置。因此，漏斗形状的元件不论样品管承载件的具体的横向取向如何都可以捕获样品管承载件，并且将该样品管承载件强制地引导至漏斗形状的元件的出口开口，即引导至第二位置。

在实施方式中，漏斗形状的元件被布置成使得其入口开口面向下并且其出口开口面向上。于是，样品管承载件可以从漏斗形状的元件的下侧通过入口开口而插入漏斗形状的元件中，并且可以在漏斗形状的元件内被朝向出口开口引导，该出口开口在该实施方式中布置在漏斗形状的元件的顶部上。

在实施方式中，入口开口和/或出口开口具有矩形的底面、特别是正方形的底面。然后，可以通过四个成角度地布置的侧壁来构造漏斗形状的元件，其中，两个侧壁在每种情况下都被布置为彼此成矩形。在这样的实施方式中，漏斗形状的元件具有截头棱椎的形式。漏斗形状的元件的其他形状也是可能的，例如采用三角形或圆形底面的形状。

在实施方式中，样品管承载件的意在与第二引导元件接触以使得样品管承载件能够被第二引导元件引导的部分是沿输送方向延伸的样品管保持器，样品管承载件可以沿输送方向在第一引导元件与第二引导元件之间移动。由此，样品管保持器可以从样品管承载件的主平面突出，从而形成具有大致与待插入到样品管保持器中的样品管的长度相对应的长度的突出部。

在实施方式中，样品管保持器在样品管保持器的末端部段处包括圆形的定心元件。由此，该末端部段远离样品管承载件的主平面布置。在该实施方式中，圆形的定心元件是样品管保持器和样品管承载件的一部分，该部分在nmr设备的操作中直接接触第二引导元件、特别是直接接触漏斗形状的元件的内壁。

在实施方式中，圆形的定心元件围绕接纳开口，样品管可以通过该接纳开口插入到样品管保持器中，并且可以通过该接纳开口将位于样品管保持器内的样品管从样品管保持器上卸下。该实施方式使被接纳在样品管保持器内的样品管的相对于nmr装置的特定对准特别容易：样品管居中地定位在圆形的定心元件内部。如果圆形的定心元件接触第二引导元件并被第二引导元件引导至第二位置，则位于样品管承载件的样品管保持器内的样品管将自动定位到第二位置。然后可以例如通过nmr谱仪的注入器系统容易地抓持该样品管。

在实施方式中，第一引导元件包括第一带槽联接件。该第一带槽联接件用于接合被布置在样品管承载件上的第三引导元件。由于这种接合，起到了沿第一引导元件的第一带槽联接件对样品管承载件进行强制引导的效果。这导致了使样品管承载件沿垂直于运输方向延伸的平面的第一方向定位，样品管承载件能够沿运输方向在第一引导元件与第二引导元件之间移动。

为了允许通过第一引导元件不仅沿第一方向而且还沿第二方向精确定位样品管承载件，在实施方式中，第一引导元件包括第二带槽联接件，该第二带槽联接件用于接合被布置在样品管承载件上的第四引导元件。由于该接合，起到了沿垂直于输送方向延伸的平面的第二方向对样品管承载件进行强制引导的效果。由此，第二方向垂直于第一方向延伸。

在实施方式中，一方面上第三引导元件与第一引导元件的第一带槽联接件的接合以及另一方面上第四引导元件与第一引导元件的第二带槽联接件的接合用于沿笛卡尔坐标系的x方向和y方向将样品管承载件定位到第一位置。

本发明的目的还通过用于在根据前述说明的nmr设备中输送样品管的方法来实现。如上所述，这种nmr设备包括nmr装置、用于储存样品管的储存系统和用于将样品管从储存系统输送至nmr装置以及将样品管从nmr装置输送至储存系统的输送系统。由此，储存系统与nmr装置机械地断开联接。该方法包括以下说明的步骤。

首先，将样品管从储存有多个样品管的储存系统转移至样品管承载件中。由此，样品管承载件借助于第一引导元件布置在第一位置。第一引导元件机械地联接至储存系统。第一位置是限定位置。更确切地，第一位置是相对于储存系统限定的。因此，第一引导元件以及由此的第一位置相对于储存系统是恒定的。

然后，样品管在样品管承载件中沿输送方向朝向第二引导元件移动。该第二引导元件机械地联接至nmr装置。

第二引导元件接合样品管承载件，使得样品管承载件借助于第二引导元件而被引导至第二位置。因此，第二位置也是限定位置。更确切地，第二位置是相对于nmr装置限定的。因此，第二引导元件及由此的第二位置相对于nmr装置是恒定的。nmr装置的任何移动都会导致第二位置的移动。因此，第一引导元件与第二引导元件之间以及由此的第一位置与第二位置之间的相对布置可以在nmr设备的操作期间改变。尽管如此，样品管承载件以及包含在样品管承载件中的样品管可以在储存系统与nmr装置之间移动，并且可以借助于第二引导元件而安全地与第二位置相匹配。类似地，如果样品管再次从nmr装置移动回储存系统，则样品管可以借助于第一引导元件而安全地与第一位置相匹配。因此，第一引导元件和第二引导元件借助于对样品管承载件进行强制引导而以被动的方式补偿nmr装置与储存系统之间的相对运动。

在实施方式中，该方法包括附加的步骤，其中，通过nmr装置的样品管抓持器来抓持样品管。在实施方式中，该样品管抓持器可以是nmr装置的注入器系统的一部分。在样品管承载件到达第二位置后进行对样品管的抓持。然后，抓持器可以将样品管输送至nmr装置的nmr测量位置，比如nmr谱仪的nmr孔。

在实施方式中，该方法还包括附加的步骤，其中，将样品管承载件中的样品管从第二引导元件沿输送方向朝向第一引导元件移动。由此，样品管承载件借助于第一引导元件而被引导至第一位置。为此目的，在实施方式中，样品管承载件可以包括第三引导元件和/或第四引导元件，该第三引导元件和/或第四引导元件例如借助于第一引导元件的第一带槽联接件和/或第二带槽联接件而与第一引导元件相互作用。

在实施方式中，输送方向是基本上竖向的(即沿笛卡尔坐标系的z轴)。此外，在该实施方式中，第二引导元件位于第一引导元件下方。于是，如果要将样品管从储存系统输送至nmr装置则使样品管承载件向上移动。类似地，如果要将样品管从nmr装置输送至储存系统则使样品管承载件向下移动。

所描述的nmr设备的所有实施方式和变型可以以任何期望的方式组合并且可以转换为所描述的方法，并且所描述的方法的所有实施方式和变型可以以任何期望的方式组合且可以转换为所描述的nmr设备。

附图说明

将参照示例性实施方式和附图来对本发明的各方面的进一步细节进行说明。在附图中：

图1示出了包括输送系统的nmr设备的示意图；

图2示出了图1的nmr设备的输送系统的细节；

图3示出了图1的nmr设备的输送系统的储存模块引导件的细节视图；

图4示出了图1的nmr设备的输送系统的注入器引导件的细节视图；

图5示出了图1的nmr装置的输送系统的样品管保持器的细节视图；

图6示出了nmr设备的注入器的实施方式。

具体实施方式

图1示出了nmr设备1，该nmr设备包括作为nmr装置的nmr谱仪2、作为用于储存样品管的储存系统的储存模块3、提升装置4以及注入器5。提升装置4和注入器5是输送系统6的一部分，该输送系统用于将样品管从储存模块3输送至nmr谱仪2，并用于将样品管从nmr谱仪2输送至储存模块3。

输送系统6还包括储存模块引导件30，该储存模块引导件30机械地联接至储存模块3并用作第一引导元件。输送系统6还包括作为提升装置4的一部分的样品管承载件40。此外，输送系统6包括机械地连接至注入器5并用作第二引导元件的注入器引导件50。样品承载件40可以沿输送方向td在储存模块引导件30与注入器引导件50之间移动，以将nmr样品管从储存模块引导件30朝向注入器5的注入器引导件50输送。因此，样品管通过样品模块3的输送机构被预先输送至储存模块引导件30。然后，注入器5用于将样品管进一步输送至nmr谱仪2，从而可以在nmr谱仪2中测量相应样品管中包含的样品。

图2示出了图1的输送系统6的细节，其中，使用相同的附图标记表示与图1中的相同或相似的元件。这些附图标记还将在以下附图中使用。

如已经说明的，样品管承载件40可以经由提升装置4沿着输送方向td在储存模块引导件30与注入器引导件50之间移动。附加地，样品管承载件40能够沿垂直于输送方向td的平面的x方向和y方向移动。输送方向也可以称为z方向。

样品管承载件40包括样品管保持器41，该样品管保持器41沿输送方向td从样品管保持器40的主平面42突出并且具有杆状外观。该样品管保持器用于接纳和输送样品管7。

当储存模块引导件30紧密地连接至储存模块3(参见图1)时，注入器引导件50紧密地连接至注入器5(参见图1)。注入器5本身连接至nmr谱仪2(参见图1)，使得nmr谱仪2的任何运动都被传递至注入器引导件50。因此，在nmr设备的预期操作期间，将发生注入器引导件50与储存模块引导件30之间的相对运动。

输送系统6保证了被接纳在样品管承载件40的样品管保持器41内的样品管7无论如何都被样品管承载件40输送至相对于储存模块3(参见图1)的限定位置以及输送至注入器5(参见图1)。将参照以下附图对此进行更详细的说明。

图3示出了储存模块引导件30的细节视图。储存模块引导件30包括一对第一带槽联接件31和一对第二带槽联接件32。第一带槽联接件31接合样品承载件40的第一引导销43。第二带槽联接件32接合样品管承载件40的第二引导销44。第一引导销43用作第三引导元件，而第二引导销44用作第四引导元件。第一带槽联接件31通过接合第一引导销43而产生沿y方向强制性引导样品承载件40的效果。第二带槽联接件32通过接合第二引导销44而用于沿x方向强制性引导样品承载件40。因此，无论样品承载件40的具体横向定位如何，样品承载件40都将被引导到一个相对于储存模块3(参见图1)的特定限定位置。该限定位置如图3中所示。该限定位置对于储存模块3是恒定的，使得所述储存模块3的抓持器可以容易地抓持被接纳在样品管承载件40的样品管保持器41内的样品管7。

图4示出了注入器引导件50的细节视图。注入器引导件50是漏斗形状的元件；注入器引导件50具有截头棱锥的形状，其中，在该注入器引导件的底部上布置有较大的入口开口51，在该注入器引导件的顶部上布置有较小的出口开口52。当样品管承载件40接近注入器引导件50时，样品管保持器41与漏斗形状的注入器引导件50的侧壁的内表面接触。由于注入器引导装置50的形状，样品管保持器41被自动引导向注入器引导装置50的较小的出口开口52。然后，提升装置4使样品承载件40沿输送方向td的移动停止，从而可以通过注入器5(参见图1)的抓持机构轻松地将样品管7从样品管承载件40的样品管保持器41上卸下。由于通过注入器引导件50的内表面的引导而自动调节样品管承载件40在x方向和y方向上的位置，因此样品管承载件40以及样品管7总是被自动地带入相对于注入器5以及nmr谱仪的同一个被限定的恒定位置。

图5示出了作为样品管承载件40(参见图2)的一部分的样品管保持器41的远端端部的细节。样品管保持器41包括接纳开口45，样品管7可穿过该接纳开口插入到样品管保持器41中。围绕该接纳开口46布置有定心环45。该定心环45用作圆形的定心元件。如果样品管保持器41朝向第二位置移动，则定心环45与注入器引导件50(参见图4)的侧壁的内表面直接接触。因此，定心环45用作接触元件并且允许沿注入器引导件50的侧壁的内表面平滑地滑动。定心环45由诸如ptfe的低摩擦材料制成。

图6示出了注入器5的示例性实施方式的示意图。如上所述，注入器5包括注入器引导件50，该注入器引导件50具有其较大的入口开口51和其较小的出口开口52。该注入器还包括抓持器53，该抓持器53可以抓持样品管7并将该样品管输送至nmr谱仪2(参见图1)的nmr孔20。

当通过样品管承载件向注入器5提供nmr样品管7时，借助于注入器引导件50将该nmr样品管7自动引导至被限定的恒定位置，即引导至注入器引导件50的出口开口52的中心。然后，抓持器53可以容易地抓持样品管7，并将样品管7直接转移至nmr孔20或预热器54，在该nmr孔或该预热器中，样品管7以及包含在其中的样品经热平衡而达到期望的测量温度。为了能够使抓持器53在注入器引导件50与nmr孔20之间移动(或者可选地移动至预热器54)，抓持器53以可移动的方式安装在轨道55上，抓持器53可以借助于马达在该轨道上移动。