用于检测液体计量装置的填充期间的异常的过程和液体计量装置制造方法
【专利摘要】一种用于检测在利用待配量液体填充液体计量装置期间的异常的方法，所述计量装置包括：至少一个吸入构件和被配置为测量关于所述吸入构件的压力的至少一个压力监测设备。该检测方法包括：执行装置的填充的在先压力校准；基于在先压力校准，计算期望体积的具有上限和下限的公差范围；并且在利用待配量液体填充该计量装置期间检查压力是否保持在公差范围。
【专利说明】用于检测液体计量装置的填充期间的异常的过程和液体计量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及精确液体计量的领域。
[0002]在医学、药理学和化学领域，通常需要对待配量液体进行精确并可重复的计量。实际上，该精确度将确定最终方案的正确化学计算法，从而确定其效率、化学分析或生理分析的正确值以及在药理学领域的医药产品制备的效率和安全。
[0003]目前，通常使用自动化计量装置来实现该精确度。在需要该精确度可验证的和/或需要保证该精确度的一些情况中，这些计量装置可以使用这样一种系统，其中，该系统利用待配量液体来检测液体计量装置的填充期间的异常。
[0004]更具体地，本发明涉及一种用于检测在利用待配量液体来填充液体计量装置期间的异常的方法和一种使用该方法的液体计量装置。
【背景技术】
[0005]诸如自动化吸液管或自动化化学分析器的自动化计量装置基本上是包括还被称为锥体的至少一个吸入构件和自动化填充设备的计量装置，该吸入构件适用于容纳待配量液体，该自动化填充设备适合于以自动化方式填充吸入构件。这些自动化计量装置还可以包括被配置为测量填充设备或锥体中的压力的压力传感器；和被配置为控制自动化填充设备和监测由压力传感器测量的压力的处理系统。
[0006]最近几年中，随着自动化液体计量装置的普及化,在对计量中的精确度和可复制性的需要增长的同时，已实施用于检测填充期间的异常的方法。
[0007]欧洲专利申请EP0571100A描述了这样一种用于检测异常的方法。该方法包括在计量期望体积的待配量液体之前记录在同一体积处的参考压力曲线。这样，在利用待测量液体的期望体积填充计量装置期间，处理系统适合于比较测量压力曲线与参考压力曲线。在实施该方法之后的任何显著的偏差导致在计量装置的填充期间由处理系统检测异常。
[0008]在该方法适合于检测期望体积的待配量液体的异常时，该方法在其实施期间需要对所述期望体积的在先压力校准。这样，使用该方法的计量装置仅能够适合于检测少量体积的待配量液体的异常，任何非预先校准的体积需要在先压力校准操作。
[0009]相似地，在美国专利US6938504B中所述的用于检测异常的方法与专利申请EP0571100A的方法相似，该检测方法包括用于计算公差范围的另外的步骤以便限制“误报(false positive)”的风险,即检测到不存在的异常。在实施该方法时，还必需想到计量装置对期望体积的在先压力校准。
[0010]这样，实施该方法的计量装置仅可以适合于利用少量体积的待配量液体检测异常，任何非预先校准的体积需要在先压力校准操作。
[0011]专利申请EP2302397A描述了一种用于在填充吸入构件期间基于使用压力传感器的压力变化的连续记录检测异常的方法和在记录的压力变化测量基础上的压力值外推法。这样，利用该方法，每次基于由压力传感器测量的最新压力值和测量的瞬间压力变化两者计算压力公差范围的限值，测量压力与该公差范围的偏差被解释为关于计量装置的填充的异常。
[0012]从而，在不需要计量装置对所述体积的在先压力校准的情况下，不管待配量液体的期望体积是什么该方法都适合于检测异常。然而，该方法具有仅在与填充设备的致动的真空增加阶段起作用的缺点，该方法在随后的真空松弛阶段或松弛阶段中不运行。此外，该方法不适合于检测可能源于例如不足够的填充设备速度导致的压力变化曲线的逐渐转变。
【发明内容】
[0013]本发明适用于改正这些缺陷。
[0014]从而本发明的一个目的是提供用于检测在利用待配量液体填充液体计量装置期间的异常的方法，在不需要利用待配量液体的所述任何体积进一步进行在先压力校准的情况下，所述方法适合于测量利用任何体积的待配量液体填充液体计量装置期间的异常，该方法至少在对应于致动填充设备的真空增加阶段之后的松弛阶段期间是有效的。
[0015]本发明的另一个目的是提供用于检测在利用待配量液体填充液体计量装置期间的异常的方法，所述方法适合于利用少量在先压力校准步骤来检测大量体积的待配量液体的异常，该方法至少在与该填充设备的致动相对应的真空增加阶段之后的松弛阶段期间是有效的。
[0016]为此目的，本发明涉及一种用于检测在利用待配量液体填充液体计量装置期间的异常的方法，所述装置包括:
[0017]至少一个吸入构件，其适用于接触待配量液体并且在计量装置的填充期间容纳待配量液体；
[0018]至少一个填充设备，其被配置为以自动化方式填充吸入构件，填充设备包括与吸入构件连通的至少一个区域，所述区域容纳气体；和
[0019]至少一个压力监测设备，其被配置为测量填充设备的区域中的压力或者容纳有气体的吸入构件的区域中的压力，
[0020]该检测方法包括以下步骤:
[0021]a)执行计量装置的填充的在先压力校准，利用至少两个参考体积执行压力校准以便确定至少两个体积的每一个的参考填充曲线；
[0022]b)定义待配量液体的期望体积；
[0023]c)计算期望体积的具有上限和下限的公差范围，基于参考填充曲线计算公差范围的上限和下限；
[0024]d)在时间dt期间持续将待配量液体填充到吸入构件；
[0025]e)使用压力监测设备测量压力；
[0026]f)检查压力是否在公差范围内并且如果压力在公差范围内，则返回步骤d)直至达到与待配量液体的期望体积相对应的填充时间为止；
[0027]g)如果压力在所述公差范围之外，则报告已检测异常。
[0028]该方法适合于利用具有少数参考体积(可选择地等于二)的压力校准来检测任何体积的待配量液体的异常。
[0029]在该方法中，步骤d)和e)还可以同样是依次的、同时的或颠倒的。[0030]该方法进一步包括步骤h)和步骤i)，步骤h)包括在计量装置的填充期间测量的压力基础上计算在吸入构件中的待配量液体的体积，以及步骤i)包括如果待配量液体的期望体积和计算体积之间的差的绝对值地大于门限值，那么报告已检测异常。
[0031]这些步骤能够另外检查已正确填充检查计量装置从而正确配量待配量液体。
[0032]步骤c)可以包括步骤c’)和步骤c’ ’)，步骤c’)包括在参考填充曲线基于计算出为期望体积计算的填充曲线，并且在步骤c’ ’ )期间公差范围的上限和下限的计算包括用于分别对于上限和下限从计算填充曲线减去和向计算填充曲线增加压力值ΛΡ的计算步骤。
[0033]术语“基于参考填充曲线来计算”同样地指示为基于参考填充曲线本身来计算、基于这些参考填充曲线的特征值来计算或基于参考填充曲线和其一些特征值两者来计算。
[0034]这些步骤c’)和c’ ’)适合于为待配量液体的期望体积计算最优公差范围，其中，在为所述期望体积计算的填充曲线和公差压力值ΛP两者基于计算该公差范围。
[0035]步骤c)可以包括步骤c’ )和步骤c’ ’ ’)，步骤c’ )包括在参考填充曲线基于计算出为给定体积的计算填充曲线；并且在步骤c’ ’ ’)期间公差范围的上限和所述下限的计算包括用于分别对于上限和下限通过时间值Λ t创建正时滞和负时滞的计算步骤。
[0036]这些步骤c’)和c’ ’ ’)适合于为待配量液体的期望体积获得最优公差范围，其中，在为所述期望体积计算的填充曲线和时间值At的时滞两者基于计算该公差范围。
[0037]步骤a)可以包括步骤a’)和步骤a’ ’ )，步骤a’)包括在利用参考体积的液体来填充吸入构件期间记录使用压力监测设备所测量的压力值；以及步骤a’ ’ )包括确定对应于在步骤a’ )中获得的压力曲线的填充曲线，步骤a’ ’)还选择地包括确定对应于所述压力曲线的特征值，对每一个参考体积执行步骤a’)和a’ ’)。
[0038]这些步骤适合于为每个参考体积确定特征值，从而对公差范围计算来说促进了参考曲线的处理。
[0039]在步骤a’ ’ )期间确定的压力曲线的特征值可以包括在这样一种群组中选择的至少一个特征值，该群组包括:
[0040]最大真空压力值Pniax,其对应于在填充期间达到的最大真空压力值；
[0041]最大真空压力时间t_，其对应于达到最大真空压力的时间；
[0042]残余真空压力Pa，其对应于填充计量装置之后的残余真空压力；和
[0043]特征时间τ，其表示已达到真空压力Pmax之后真空压力的下降率。
[0044]对每个参考体积来说，这些特征值适用于压力变化曲线的最佳特征描述。这些值还可以适合于在为待配量液体的期望体积计算时为待配量液体的所述期望体积确定理论填充曲线。
[0045]步骤c’)可以包括用于在至少两个参考体积的至少两个参考体积填充曲线和/或压力曲线的特征值基于，在期望体积处线性地内插填充曲线和/或填充曲线的特征值的步骤。
[0046]在期望体积处的该填充曲线和/或在期望体积处的填充曲线的该特征值适合于计算所述体积的填充曲线，适合于定义和/或获得在参考填充曲线和/或所述曲线的特征值基础上计算的填充曲线，所述参考填充曲线大体上接近于基于期望体积处的参考曲线可以获得的填充曲线。
[0047]根据本发明的第一实施例，在步骤c’ ’)和c’ ’ ’)期间，使用以下方程式在计算填充曲线基于计算公差范围的上限和下限:
【权利要求】
1.一种用于检测在利用待配量液体来填充液体计量装置期间的异常的方法，所述计量装置包括: 至少一个吸入构件，其适用于接触所述待配量液体并且在所述计量装置的填充期间容纳所述待配量液体； 至少一个填充设备，其被配置为以自动化方式填充所述吸入构件，所述填充设备包括与所述吸入构件连通的至少一个区域(22a)，所述区域(22a)容纳气体；和 至少一个压力监测设备，其被配置为测量所述填充设备的所述区域(22a)中的压力或者容纳有气体的所述吸入构件的区域中的压力， 所述检测方法包括以下步骤: a)执行所述计量装置的所述填充的在先压力校准，利用至少两个参考体积执行所述压力校准以便确定所述至少两个参考体积中的每一个的参考填充曲线； b)定义待配量液体的期望体积； c)计算所述期望体积的具有上限和下限的公差范围，所述公差范围的所述上限和所述下限是基于所述参考填充曲线计算的，； d)在时间dt期间利用所述待配量液体填充所述吸入构件； e)使用所述压力监测设备测量所述压力； f )检查所述压力是否在所述公差范围内，并且如果所述压力在所述公差范围内，则返回步骤d)，直至达到与所述待配量液体的所述期望体积相对应的填充时间为止； g)如果所述压力在所述公差范围之外，则报告已检测异常。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括:步骤h)，其中，所述步骤h)包括基于在所述计量装置的所述填充期间测量的所述压力，计算所述吸入构件中的待配量液体的所述体积；以及步骤i)，其中，所述步骤i)包括如果所述待配量液体的所述期望体积和所述计算体积之间的差的绝对值大于门限值，那么报告已检测异常。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤c)包括:步骤c’)，其中，所述步骤c’)包括基于所述参考填充曲线，计算出为所述期望体积计算的填充曲线；以及步骤c’’)，其中，在所述步骤C’ ’ )期间，所述公差范围的所述上限和所述下限的所述计算包括用于分别对于所述上限和所述下限从所述计算填充曲线减去和向所述计算填充曲线增加压力值ΛP的计算步骤。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，步骤c)包括:步骤c’)，其中，所述步骤c’)包括基于所述参考填充曲线，计算用于所述给定体积的计算填充曲线；以及步骤c’ ’ ’)，其中，在所述步骤c’ ’ ’)期间，所述公差范围的所述上限和所述下限期间的所述计算包括用于分别对于所述上限和所述下限通过时间值△ t创建正时滞和负时滞的计算步骤。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，步骤a)包括:步骤a’)，其中，所述步骤a’)包括在利用参考体积的液体填充所述吸入构件期间记录使用所述压力监测设备所测量的压力值；以及步骤a’ ’)，其中，所述步骤a’ ’ )包括确定与在步骤a’ )中获得的压力曲线相对应的所述填充曲线，所述步骤a’ ’)还选择性地包括确定与所述压力曲线相对应的特征值，对每一个所述参考体积执行所述步骤a’)和a’ ’)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在步骤a’’ )期间确定的所述压力曲线的所述特征值包括在这样一种群组中选择的至少一个特征值，其中，所述群组包括:最大真空压力值Pniax，其对应于在填充期间达到的最大真空压力值； 最大真空压力时间t_，其对应于达到所述最大真空压力的时间； 残余真空压力Pa，其对应于在填充所述计量装置之后的所述残余真空压力；和 特征时间τ，其表示已达到所述真空压力Pmax之后所述真空压力的下降率。
7.根据权利要求6结合3或4所述的方法，其中，步骤c’)包括用于基于至少两个参考体积的至少两个参考体积填充曲线和/或压力曲线特征值，在所述期望体积处线性地内插所述填充曲线和/或所述填充曲线的特征值的步骤。
8.根据权利要求3至7所述的方法，其中，在步骤c’’)和c’ ’ ’)期间，使用以下方程式，基于步骤c’)处的所述计算填充曲线，计算所述公差范围的所述上限和所述下限:
9.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述方法进一步包括在步骤c)和d)之间的步骤c*)，其中，所述步骤c*)包括在为所述期望体积所计算的时间tmax期间操作所述填充设备。
10.根据权利要求7和9所述的方法，其中，所述参考填充曲线和所述计算填充曲线是在相应的时间t_之后的压力变化曲线。
11.根据权利要求7和9所述的方法，其中，所述参考填充曲线和所述计算填充曲线是
因子Pcot在时间tmax之后的变化曲线，所述因子Pcot (t)等于
12.根据权利要求7和9所述的方法，其中，所述参考填充曲线和所述计算填充曲线是因子P’ cor在时间tmax之后取决于时间变量的变化曲线，所述因子P’ cor(tcor)等于
13.根据权利要求7和9所述的方法，其中，所述参考填充曲线和所述计算填充曲线是因子P’’ 在时间tmax之后取决于时间变量的变化曲线，所述因子P’’ (t_)等于
14.一种液体计量装置，其特征在于，适合于实施根据权利要求1至13中的任一项所述的方法，所述计量装置包括: 至少一个吸入构件，其适用于接触所述待配量液体并且在所述计量装置的所述填充期间容纳所述待配量液体；至少一个填充设备，其被配置为以自动化方式填充所述吸入构件，所述填充设备包括与所述吸入构件连通的至少一个区域(22a)，所述区域(22a)容纳气体； 至少一个压力监测设备，其被配置为记录所述填充设备的所述区域(22a)中的压力或者容纳有气体的所述吸入构件的区域中的压力； 警告设备，其适合于报告异常的出现； 控制和计算设备，其被配置为控制所述填充设备和至少一个压力监测设备，所述控制和计算设备适合于:利用至少两个参考体积执行所述计量装置的所述填充的压力校准，并且定义所述至少两个体积中的每一个的参考曲线，基于所述参考曲线计算所述期望体积的公差范围的上限和下限；并且检查所述压力在填充期间是否保持在所述公差范围中；所述控制和计算设备进一步被配置为与所述警告设备通信。
15.根据权利 要求14所述的计量装置，其中，所述计量装置还实施用于检测关于所述待配量液体时的释放的异常的方法。
【文档编号】G01F11/02GK103619480SQ201280032096
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2011年6月28日
【发明者】弗雷德里克·米勒 申请人:吉尔松有限合伙公司