到可指定的稀释率的样品稀释的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及稀释装置、过程监控装置、稀释流体样品的方法和软件程序或产品。
【背景技术】
[0002]对于各种应用，例如在分析化学中，有必要通过实验研宄流体样品。然而，有可能发生的是检测器仅具有有限的强度范围，在该强度范围内能够递送有意义的输出结果。如果流体样品高度浓缩超过检测器的要求，则可能会发生检测器的溢出，使得检测器的输出结果不可用。对于这个和其它目的，可能需要稀释流体样品例如以将它的浓度减小到可以被检测器处理的值。
[0003]然而，为了能够正确地解释检测器信号，可能还需要知道对流体样品应用的稀释比，即，多大量的流体样品(以体积或质量计算)对应于流体样品与其混合以便稀释的多大量的稀释液(以体积或质量计算)。稀释液是被用于稀释流体样品的液体，即，具体来讲，不含有生成检测器信号的流体样品的成分，或者更一般地，是所分析的液体。
[0004]传统上，流体稀释可以按WO 1999/45364、WO 2009/111229、JP 2011-13045、WO2010/099005、US 4，244，919 或 WO 2011/106162 被执行。
[0005]通过稀释率在宽的范围内精确可定义并且操作简单的稀释液对流体样品进行稀释仍然是困难的。
【发明内容】
[0006]本发明的一个目标是提供简单可操作的系统，其允许用稀释率在宽的范围内精确可定义的稀释液对流体样品进行稀释。该目标被独立权利要求解决。其它的实施例通过从属权利要求被示出。
[0007]根据本发明的示例性实施例，用于(特别地根据可指定的稀释率，即，流体样品的体积或质量与稀释液的体积或质量之间的比率)稀释(特别是预定义量的)流体样品(比如，液体和/或气体介质，可选的还包括固体颗粒，其将被分析并且可以包括应当被分离的多种分子或颗粒组分)的稀释装置被提供，其中稀释装置包括被配置为以每时间(特别是预定义的)第一量(特别是以第一流速，即，每时间的流体体积或每时间的流体质量)供给稀释液的稀释液供给装置(特别是具有用于输送或泵送稀释液的输送或泵送单元的稀释液储存器)、被配置为以每时间(特别是预定义的)第二量(特别是以第二流速，即，每时间的流体体积或每时间的流体质量)供给携带液的携带液供给设备(特别是具有用于输送或泵送携带液的输送或泵送单元的携带液储存器)、被配置为容纳(特别是预定义的)第一流体体积的第一流体容纳单元(特别是具有容纳流体的预定义的第一容量的第一流体回路或缓冲容积)、被配置为容纳(特别是预定义的)第二流体体积的第二流体容纳单元(特别是具有容纳流体的预定义的第二容量的第二流体回路或缓冲容积)以及被配置为控制稀释液、携带液和流体样品的流动条件的控制设备，使得在第一操作模式下，被容纳在第一流体容纳单元中的流体样品被迫流动到第二流体容纳单元，同时通过与(特别是预定义的量的)稀释液(但最好不是与携带液)混合被稀释，在(随后的)第二操作模式中，被容纳在第二流体容纳单元中的稀释液和流体样品的混合物被迫从第二流体容纳单元流回第一流体容纳单元，同时通过与(特别是预定义的量的)其它的稀释液(但最好不是与携带液)混合被进一步稀释。
[0008]根据本发明的另一示例性实施例，用于监控对处理液进行处理的过程的过程监控装置被提供，其中过程监控装置包括被配置为供给来自处理液的(特别是预定义的量的)流体样品的流体样品供给设备、具有上述特征并被配置为被供给流体样品并用于(特别是根据可指定的稀释率)稀释被供给的流体样品的稀释装置、被配置为排出(特别是预定义的量的)稀释的流体样品的经稀释流体样品排放设备、被配置为分析所排出的稀释的流体样品分析以对过程进行监控的分析设备。
[0009]根据本发明的另一示例性实施例，对流体样品进行稀释(特别是根据可指定的稀释率)的方法被提供，其中该方法包括以每时间第一量供给稀释液、以每时间第二量供给携带液、供给液体样品(特别是预定义的量的流体样品，更特别地，预定义的体积或预定义的质量的流体样品)并控制稀释液、携带液和流体样品的流动，使得在第一操作模式下，被容纳在被配置为容纳第一流体体积的第一流体容纳单元中的流体样品被迫流动到被配置为容纳第二流体体积的第二流体容纳单元，同时通过与稀释液混合被稀释，在第二操作模式中，被容纳在第二流体容纳单元中的稀释液和流体样品的混合物被迫从第二流体容纳单元流回第一流体容纳单元，同时通过与其它的稀释液混合被进一步稀释。
[0010]根据本发明的另一示例性实施例，优选地存储在数据载体上的软件程序或产品被提供，用于在数据处理系统(比如，计算机)上运行时控制或者实施具有上述特征的方法。
[0011]本发明的实施例可以部分地或完全地被一个或多个合适的软件程序施行或支持，其可以被存储在任何种类的数据载体上或者由任何种类的数据载体以其它方式提供，并且其可以在任何合适的数据处理设备上被实施或被任何合适的数据处理设备实施。软件程序或例程可以被优选地应用于流体稀释控制的情况。根据本发明的实施例的流体稀释控制方案可以由计算机程序(即通过软件或者通过使用一个或多个专用的电子优化电路，即以硬件形式或混合(即，借助软件组件和硬件组件)形式)来执行或辅助。
[0012]根据本发明的示例性实施例，流体样品和稀释液的混合通过在流体网络(S卩，互连的流体导管的分叉布置)的稀释液接口处提供稀释液的来源以非常精确的方式被执行。稀释液可以被提供可调的每时间第一量(特别地，流速)，(在流体网络的携带液接口处被供给的)携带液可以被供给可调的每时间第二量(例如，流速)。携带液优选地不与样品或混合物混合，但是用限定的流速将它推向在该处发生样品或混合物与稀释液之间的混合的混合位置。通过交替地在稀释系统的两种操作模式间切换，两个每时间量之间的相对比值将对被提供给流体网络并被与稀释液混合的流体样品的稀释率有确定性影响。在该过程开始处，流体样品以第一容纳体积(其是预先知道的能够存储将被稀释的流体样品的缓冲容积)被输送或被供给。然后，流体样品(特别地，通过与相应的被切换的流体阀相结合的液压驱动)被向第二流体容纳单元方向驱动。如第一流体容纳单元，第二流体容纳单元也是定义良好的缓冲容积。第二流体容纳单元能够存储已经被稀释液稀释的流体样品，如将在下面被解释的。在第一操作模式中，当流体样品被从第一流体容纳单元向第二流体容纳单元驱动时，它在向同一方向流动的携带液的作用下开始向第二流体容纳单元流动。例如，在流体网络的流体分叉处，流体样品然后被与稀释液混合。这种分叉可以是T型件或者使流体样品与稀释液相结合的其它种类的集流阀。这些流体的混合物然后到达第二流体容纳单元并被暂时存储在那里。鉴于稀释液和携带液已知的每时间的量以及鉴于流体样品的量，第二流体容纳单元的位置处流体样品的稀释率(即，在第一稀释阶段后)由此可确定。现在，例如通过相应地切换流体阀(或多个阀)以改变(特别是反转)流体样品和稀释液的混合物的流动方向，稀释系统的第二操作模式可以被激活。这种切换的结果是，流体样品和稀释液的混合物向第一流体容纳单元回流，再次由携带液驱动。在集流阀处，已经被稀释的流体样品的混合物然后被与更多的稀释液混合直到所得的混合物再次到达第一流体容纳单元，即，在第二稀释阶段之后。鉴于定义良好的每时间第一量和每时间第二量，流体样品现在已经被进一步稀释到第二定义良好的稀释率。通过可选地重复第一和第二操作模式之间的这种切换过程，流体样品在第一和第二流体容纳单元之间进行往复的流运动，从而振荡并依次在各阶段以可预测的方式被稀释。
[0013]通过分出限定量的流体样品(作为将依照某个应用被处理的处理液的样品并通过在所提及的稀释之后对流体样品进行分析，简单而有效的过程监控可以被执行。特别地，稀释可以被执行以便将稀释的样品的浓度调节到适合分析路径中的检测器的需要。
[0014]在下面的内容中，稀释装置、过程监控装置、方法和软件程序或产品的其它的示例性实施例将被说明。
[0015]本领域技术人员将理解的是，实现多于两个流体容纳单元和/或多于两个稀释液供给单元和/或多于两种操作模式来进一步改善可预测的流体样品稀释过程也是可能的。例如，使用一种普通的稀释液容器作为稀释液和携带液二者的源和/或使用一种普通的泵用于泵送稀释液和携带液也是有可能的。
[0016]在实施例中，控制设备被配置为调整供给稀释液的每时间的量和/或供给携带液的每时间的量，从而将稀释率调节到可指定的(尤其是用户定义的或者预定义的)稀释率。例如，用户或者装置可以向稀释系统提供控制命令，指示后者将样品稀释到所需要的稀释率(例如，I: 1000) O当稀释液和携带液的混合体积之间的比率例如被选为9: I时，流体样品从一个流体容纳单元到另一流体容纳单元的各个运动将导致系数为10的进一步稀释，其中仅相应的混合物的一部分通常用于下一个稀释阶段。因此，有可能使用每时间第一量和每时间第二量作为调整某个稀释率的控制参数。每时间第一量和每时间第二量在一个实施例中可以是相同的，导致操作模式间的每次切换时流体样品的浓度减小一半。然而，每时间第一量和每时间第二量也可以是不同的，从而允许以极大的精确性调整明显更高的稀释率。
[0017]在实施例中，控制设备被配置为交替地改变或者在第一操作模式和第二操作模式之间切换可指定的次数，从而将稀释率调整到可指定的稀释率。因此，作为调整某个稀释率的另一控制参数，操作模式间的切换次数可以被系统使用以获得流体用户定义的或机器控制的流体样品的稀释率。也就是说，如果每操作模式间的每次切换的稀释率由每时间第一量和每时间第二量定义，则若η是两种操作模式间的切换次数，则这种一个阶段稀释率可以被增加为η倍。因此，通过简单地重复如上面所描述的简单的切换逻辑，甚至非常高的稀释率可以被获得。例如，当稀释液和携带液的混合体积之间的比率例如是9: 1，并且稀释阶段(即，第一操作模式和第二操作模式之间的切换)的次数是3时，稀释率将是10.10.10 = 1000。
[0018]因此，通过调整稀释液和携带液的每时间的量之间的比率结合流体样品在第一流体容纳单元和第二流体容纳单元之间振荡所依据的次数的选择，精确地可指定的稀释率可以用非常简单的流体系统获得。此外，极其小的稀释率可以在短时间并以高精度被调整。
[0019]在实施例中，稀释液供给设备和携带液供给设备被配置为供给同一种类的流体(特别地，同一化学品