ES2274349T3 - PIPETED DEVICE INSURANCE AGAINST DRIPPING AND PROCEDURE FOR PIPETED INSURANCE AGAINST DRIPPING. - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositivo pipeteado seguro contra goteo y procedimiento de pipeteado seguro contra goteo.Pipetting device safe against dripping and Drip safe pipetting procedure.
La presente invención concierne a un dispositivo de dosificación de líquido, especialmente un dispositivo de pipeteado para aspirar y dispensar líquidos, en donde el dispositivo comprende:The present invention concerns a device of liquid dosing, especially a device pipetting to aspirate and dispense liquids, where the device understands:
- un recipiente lleno al menos parcialmente de un gas, que presenta una abertura a través de la cual se recoge líquido en el recipiente o se le entrega desde éste, estando encerrada la cantidad del gas, con el líquido recogido, por medio de paredes del recipiente y por el propio líquido,- a container filled at least partially with a gas, which has an opening through which it is collected liquid in the container or delivered from it, being enclosed the amount of gas, with the liquid collected, by means of container walls and by the liquid itself,
- un dispositivo de variación de la presión del gas para variar la presión del gas en el recipiente,- a pressure variation device of the gas to vary the pressure of the gas in the container,
- un dispositivo de captación de magnitudes de estado para captar al menos una magnitud de estado del gas en el recipiente y- a device for capturing quantities of state to capture at least one magnitude of state of the gas in the container and
- un dispositivo de control que activa el dispositivo de variación de la presión del gas en función de la magnitud de estado captada por el dispositivo de captación de magnitudes de estado.- a control device that activates the gas pressure variation device depending on the magnitude of state captured by the capture device of status quantities.
Asimismo, la presente invención concierne a un procedimiento para evitar pérdidas de gotas en dispositivos de dosificación de líquido.Also, the present invention concerns a procedure to avoid loss of drops in devices liquid dosage.
Un dispositivo de la clase citada al principio es conocido por el documento DE 44 21 303 A1. Se revela allí un dispositivo de pipeteado que aspira una cantidad de líquido hacia adentro de un segmento de una punta de pipeteado o que la hace salir de éste. Esto se realiza variando la presión de un gas encerrado entre un pistón, paredes de cilindro y el líquido.A device of the class cited at the beginning It is known from DE 44 21 303 A1. It reveals there a pipetting device that aspirates a quantity of liquid into inside a segment of a pipetting tip or that makes it Get out of this one. This is done by varying the pressure of a gas enclosed between a piston, cylinder walls and the liquid.
Para poder recoger la cantidad de líquido con la mayor exactitud posible, se miden la presión de gas encerrado y la presión ambiente reinante. A partir de los valores medidos se calcula un valor de corrección teniendo en cuenta la configuración geométrica del cilindro y de la punta de pipeteado para obtener del modo más exacto posible el trayecto a recorrer por el pistón como valor nominal para el control del movimiento del pistón. El sistema de control induce seguidamente un movimiento del pistón sobre la base del valor nominal corregido.In order to collect the amount of liquid with the As accurately as possible, the enclosed gas pressure and the prevailing ambient pressure. From the measured values, calculates a correction value taking into account the configuration Geometric cylinder and pipetting tip to obtain from as precisely as possible the path to be traveled by the piston as nominal value for the control of the movement of the piston. The system of control then induces a movement of the piston on the basis of the corrected nominal value.
Asimismo, de conformidad con la descripción del documento DE 44 21 303 1, puede pensarse en vigilar también la presión del gas entre el pistón y la cantidad de líquido durante el periodo de tiempo comprendido entre la terminación de la recogida del líquido y el comienzo de la entrega del líquido para detectar faltas de estanqueidad en la pipeta o similares.Also, in accordance with the description of the Document DE 44 21 303 1, you can also consider monitoring the gas pressure between the piston and the amount of liquid during period of time between termination of collection of the liquid and the beginning of the delivery of the liquid to detect faults in the pipette or similar.
Además, se conocen por el documento WO 97/02893 A1 un procedimiento y un dispositivo para corregir un error dependiente de la temperatura en la dosificación de un líquido entregado por una pipeta. El dispositivo comprende dos cámaras unidas en serie una con otra por medio de un paso de gas, concretamente una primera cámara en la punta de pipeteado y una segunda cámara en el sistema de pistón-cilindro con el que está unida la punta de pipeteado. La punta de pipeteado provista de una abertura se sumerge en el líquido para recoger éste. Una pared del recipiente de la segunda cámara está formada por un pistón móvil. La segunda cámara está completamente llena de gas y la primera cámara está al menos en parte llena de gas. La cantidad de gas está encerrada en las dos cámaras entre el pistón y el líquido.In addition, they are known from WO 97/02893 A1 a procedure and a device to correct an error Temperature dependent on the dosage of a liquid delivered by a pipette. The device comprises two cameras connected in series with each other by means of a gas passage, specifically a first chamber in the pipetting tip and a second chamber in the piston-cylinder system with the one that is connected to the pipetting tip. Pipetting tip provided with an opening it is immersed in the liquid to collect it. A wall of the container of the second chamber is formed by a mobile piston The second chamber is completely full of gas and The first chamber is at least partly filled with gas. The amount of gas is enclosed in the two chambers between the piston and the liquid.
Para corregir un error de condicionado por la temperatura en el volumen del líquido aspirado, el documento WO 97/02893 A1 propone medir la variación de temperatura del gas que circula de la primera a la segunda cámara al recoger el líquido a consecuencia del movimiento del pistón y corregir la variación del volumen provocada por el movimiento del pistón en la segunda cámara sobre la base de la variación de temperatura medida durante el proceso de recogida de líquido. A este fin, está previsto al menos un sensor de temperatura. El procedimiento conocido por el documento WO 97/02893 A1 sirve únicamente para corregir el movimiento del pistón durante la recogida de líquido.To correct a conditioning error by the temperature in the volume of the aspirated liquid, WO 97/02893 A1 proposes to measure the temperature variation of the gas that circulates from the first to the second chamber when collecting the liquid to consequence of the movement of the piston and correct the variation of the volume caused by the movement of the piston in the second chamber based on the temperature variation measured during the liquid collection process. To this end, it is planned at least a temperature sensor The procedure known by the WO 97/02893 A1 serves only to correct the piston movement during liquid collection.
Como estado de la técnica adicional cabe remitirse al documento EP 0 747 689 B1. Este muestra un dispositivo y un procedimiento para extraer un líquido de un recipiente herméticamente cerrado. Además del líquido, el recipiente herméticamente cerrado contiene una cantidad de gas. Mientras se extrae el líquido del recipiente se vigila la presión del gas en el interior del recipiente por medio de un sensor de presión. Previamente, se lleva la presión de gas en el interior del recipiente sellado hasta la presión ambiente por perforación de la junta de sellado por una aguja hueca.As an additional state of the art it is possible refer to document EP 0 747 689 B1. This shows a device and a procedure to extract a liquid from a container tightly closed. In addition to the liquid, the container Hermetically sealed contains a quantity of gas. While I know withdraw the liquid from the container the gas pressure in the inside the container by means of a pressure sensor. Previously, the gas pressure is carried inside the sealed vessel up to ambient pressure by drilling the gasket sealed by a hollow needle.
La presente solicitud se basa en el problema siguiente:The present request is based on the problem next:
En recipientes en los que se entrega o se recoge una cantidad de líquido por variación de la presión de un gas encerrado por las paredes del recipiente y por el líquido, se mantiene el líquido en parte durante un tiempo considerable en el recipiente entre un proceso de recogida de líquido y un proceso de entrega de líquido, por ejemplo para superar trayectos de transporte. Durante este tiempo, la diferencia de presión entre la presión ambiente y la presión de la cantidad de gas encerrada, así como las fuerzas de rozamiento y de adherencia actuantes entre el líquido y la pared humedecida mantienen el líquido en el recipiente. La diferencia de presión entre la presión ambiente y la presión del gas en el interior del recipiente representa aquí la máxima proporción en la fuerza que mantiene el líquido en el recipiente.In containers in which it is delivered or collected an amount of liquid by varying the pressure of a gas enclosed by the walls of the container and by the liquid, it keeps the liquid partly for a considerable time in the container between a liquid collection process and a process of liquid delivery, for example to overcome paths of transport. During this time, the pressure difference between the ambient pressure and the pressure of the amount of gas enclosed as well as the friction and adhesion forces acting between the liquid and the moistened wall keep the liquid in the container. The pressure difference between the ambient pressure and the pressure of the gas inside the container here represents the maximum proportion in the force that holds the liquid in the container.
Mientras se mantiene el líquido en el recipiente, se puede variar la presión del gas encerrado en el recipiente debido a la evaporación o debido a procesos de compensación de temperatura.While keeping the liquid in the vessel, the pressure of the gas enclosed in the can be varied container due to evaporation or due to processes of temperature compensation
Si se evapora, por ejemplo, líquido recogido, aumenta entonces la presión del gas en el recipiente. La presión del gas aumenta entonces generalmente en mayor medida que aquélla en la que disminuye la fuerza del peso de líquido aún no evaporado.If it evaporates, for example, collected liquid, then the gas pressure in the container increases. The pressure of the gas then generally increases to a greater extent than that in which decreases the strength of the liquid weight not yet evaporated.
Si se recoge un líquido caliente en el recipiente, éste se enfría cediendo calor al gas encerrado en el recipiente. Este calentamiento conduce a su vez a un aumento de la presión del gas encerrado.If a hot liquid is collected in the container, it is cooled by giving heat to the gas enclosed in the container. This heating in turn leads to an increase in gas pressure locked.
Los procesos descritos pueden conducir a que una parte de la cantidad de líquido recogida sea expulsada de manera no deseada del recipiente por efecto de la presión del gas incrementada en medida no deseada. El líquido expulsado sale entonces del recipiente en forma de gotas. Como consecuencia, a pesar de cantidades de líquido inicialmente recogidas en forma correcta, se pueden entregar cantidades de líquido indeseablemente erróneas.The processes described can lead to a part of the amount of liquid collected is expelled in a manner not desired from the vessel due to the increased gas pressure In unwanted measure. The ejected liquid then leaves the container in the form of drops. As a consequence, despite quantities of liquid initially collected correctly, it they can deliver undesirably wrong amounts of liquid.
Por tanto, el cometido de la presente invención
consiste en proporcionar una enseñanza técnica con la cual un
líquido cargado dosificadamente en un recipiente se pueda mantener
en el recipiente durante largo tiempo sin pérdida de gotas. De este
modo, se pueden recorrer, por ejemplo, amplios trayectos de
transporte o bien el dispositivo de dosificación de líquido puede
mantenerse parado sin pérdida de líquido dosificado después de la
recogida del líquido para intervenciones importantes necesarias a
corto
plazo.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a technical teaching with which a liquid loaded in a container can be kept in the container for a long time without loss of drops. In this way, for example, ample transport paths can be traveled or the liquid dosing device can be kept standing without loss of dosed liquid after the collection of the liquid for important interventions necessary in the short term.
term.
Este problema se resuelve según un primer criterio por medio de un dispositivo de dosificación de líquido del género expuesto en que el dispositivo de control es un dispositivo de regulación que está concebido para activar el dispositivo de variación de la presión de gas en función de la magnitud de estado captada, al menos durante un segmento de tiempo de regulación entre la recogida de líquido y la entrega de líquido, de tal manera que se mantenga la presión real del gas en el recipiente sustancialmente a una presión de gas nominal predeterminada durante el intervalo de tiempo de regulación.This problem is resolved according to a first criterion by means of a liquid dosing device of the exposed gender in which the control device is a device of regulation that is designed to activate the device variation of gas pressure depending on the magnitude of state captured, at least during a regulation time segment between the collection of liquid and the delivery of liquid, in such a way that the actual gas pressure in the container is substantially maintained at a predetermined nominal gas pressure during the interval of regulation time
Con "sustancialmente" deberán quedar abarcadas en esta solicitud desviaciones insignificantes, por ejemplo desviaciones condicionadas por las tolerancias o desviaciones atribuibles al respectivo procedimiento de regulación empleado (por ejemplo, regulación de dos puntos).With "substantially" should remain insignificant deviations covered by this application, for example deviations conditioned by tolerances or Deviations attributable to the respective regulation procedure employee (for example, two-point regulation).
Es suficiente regular la presión del gas en el recipiente a una presión de gas nominal predeterminada solamente durante un intervalo de tiempo y no durante todo el tiempo entre la recogida de líquido y la entrega de líquido, ya que los procesos de evaporación o compensación de temperatura transcurren con lentitud. Además, en ambos procesos se ajusta con el tiempo un estado de equilibrio, de modo que la variación de la presión no regulada del gas por evaporación o variación de temperatura a lo largo del tiempo no se efectúa con velocidad constante, sino con velocidad decreciente.It is sufficient to regulate the gas pressure in the vessel at a predetermined nominal gas pressure only over a period of time and not for the entire time between the liquid collection and liquid delivery, since the processes of evaporation or temperature compensation proceed slowly. In addition, in both processes a status of equilibrium, so that the unregulated pressure variation of the gas by evaporation or temperature variation over time it is not done with constant speed, but with speed decreasing.
Preferiblemente, la presión del gas se mantiene durante un segmento de tiempo de regulación en una presión de gas nominal predeterminada, cuyo intervalo de tiempo de regulación comprende un intervalo de tiempo en la primera mitad, preferiblemente en el primer cuarto, del espacio de tiempo situado entre el instante final del proceso de recogida de líquido y el instante inicial del proceso de entrega de líquido. Los procesos de evaporación y de compensación de temperatura se desarrollan aquí con la máxima rapidez y provocan una variación más rápida de la presión del gas, en comparación con un segmento de tiempo posterior entre la recogida de líquido y la entrega de líquido. Por tanto, para impedir con seguridad un goteo, es también ventajoso que el segmento de tiempo de regulación comprenda el primer cuarto o en particular ventajosamente la primera mitad del espacio de tiempo situado entre el instante final del proceso de recogida de líquido y el instante inicial del proceso de entrega de líquido.Preferably, the gas pressure is maintained. during a regulation time segment in a gas pressure predetermined nominal, whose regulation time interval it comprises a time interval in the first half, preferably in the first quarter, of the space of time located between the final moment of the liquid collection process and the Initial moment of the liquid delivery process. The processes of evaporation and temperature compensation are developed here with maximum speed and cause faster pressure variation of gas, compared to a later time segment between the Liquid collection and liquid delivery. Therefore for safely prevent a drip, it is also advantageous that the regulation time segment comprise the first quarter or in advantageously the first half of the time space located between the final moment of the liquid collection process and the initial moment of the liquid delivery process.
En el caso de líquidos especialmente sensibles puede conseguirse la máxima seguridad posible durante la fase de retención entre el proceso de recogida de líquido y el proceso de entrega de liquido cuando el segmento de tiempo de regulación comprenda todo el espacio de tiempo situado entre el instante final del proceso de recogida de líquido y el instante final de entrega de líquido.In the case of especially sensitive liquids maximum security can be achieved during the phase of retention between the liquid collection process and the process of liquid delivery when the regulation time segment understand all the time between the final moment of the liquid collection process and the final delivery time of liquid
Dado que deberá suponerse que se ha recogido la cantidad correcta de líquido, se puede evitar de manera sencilla una pérdida de gotas de líquido durante la fase de retención entre el proceso de recogida de líquido y el proceso de entrega de líquido cuando la presión de gas nominal predeterminada sea menor o igual que una presión de gas reinante en el recipiente en o cerca del instante final del proceso de recogida de líquido.Since it must be assumed that the correct amount of liquid, can be avoided easily a loss of liquid drops during the retention phase between the liquid collection process and the delivery process of liquid when the predetermined nominal gas pressure is lower or same as a gas pressure prevailing in the container at or near of the final moment of the liquid collection process.
No obstante, puede ser ventajoso dejar que se atenúen primero los efectos dinámicos en el gas condicionados por el movimiento del líquido y emplear como presión de gas nominal una presión de gas posterior captada después del instante final del proceso de recogida de líquido. El grado de proximidad temporal entre la presión de gas reinante en el recipiente, empleada como presión de gas nominal, en el instante final del proceso de recogida de líquido depende de los parámetros presentes en el respectivo proceso de dosificación, por ejemplo de un grado de saturación del gas o de una diferencia de temperatura entre el gas y el líquido. Sin embargo, se puede partir de la consideración de que en la mayoría de los procesos de dosificación puede servir como presión de gas nominal cualquier presión del gas que se presente en los diez primeros segundos a partir del instante final del proceso de recogida de líquido en el recipiente.However, it may be advantageous to let it first attenuate the dynamic effects on gas conditioned by the movement of the liquid and use as nominal gas pressure a subsequent gas pressure captured after the final instant of liquid collection process. The degree of temporal proximity between the gas pressure prevailing in the container, used as nominal gas pressure, at the final moment of the collection process of liquid depends on the parameters present in the respective dosing process, for example a degree of saturation of the gas or a temperature difference between the gas and the liquid. However, one can start from the consideration that in the Most dosing processes can serve as pressure of nominal gas any gas pressure that occurs in the ten first seconds from the final moment of the process of collection of liquid in the container.
En principio, puede pensarse en captar cualquier magnitud de estado del gas, por ejemplo la temperatura, el volumen del gas o la presión del gas. Mediante ecuaciones correspondientes, como la ecuación de los gases ideales o ecuaciones correspondientes para describir variaciones de estado adiabáticas o politropas y similares, las magnitudes de estado captadas pueden ponerse en relación con la presión de gas reinante en el recipiente. Dado que, como ya se ha dicho más arriba, la diferencia de presión entre la presión ambiente y la presión del gas encerrado en el recipiente aporta la porción principal a la permanencia del líquido en el recipiente, es especialmente ventajoso captar la presión del gas en el recipiente por medio de una disposición sensora de presión. Esto proporciona la máxima exactitud de regulación. Por unidad sensora de presión se entiende en el sentido de la presente solicitud un equipo para medir la presión o al menos un sensor de presión.In principle, you can think of capturing any magnitude of state of the gas, for example temperature, volume of gas or gas pressure. By corresponding equations, such as the ideal gas equation or corresponding equations to describe variations of adiabatic or polytropic status and similar, the status quantities captured can be set to relationship with the pressure of gas prevailing in the container. Given the, as mentioned above, the pressure difference between the ambient pressure and gas pressure enclosed in the vessel contributes the main portion to the permanence of the liquid in the container, it is especially advantageous to capture the gas pressure in the container by means of a pressure sensing arrangement. This provides maximum regulation accuracy. Per sensor unit of pressure is understood within the meaning of the present application a equipment to measure the pressure or at least one pressure sensor.
El recipiente puede comprender una disposición de pistón-cilindro y una punta de pipeteado dispuesta en ésta, estando prevista entonces la disposición sensora de presión en la disposición de pistón-cilindro por motivos de costes. Por lo demás, cada punta de pipeteado tendría que estar provista de una disposición sensora de presión y la respectiva disposición sensora de presión tendría que acoplarse con el equipo de regulación después de recibida la punta de pipeteado. Esto representa un coste considerable.The container may comprise an arrangement piston-cylinder and a pipetting tip arranged therein, the sensor arrangement being then provided pressure in the piston-cylinder arrangement by cost reasons. Otherwise, each pipetting tip would have to be provided with a pressure sensing arrangement and the respective pressure sensor arrangement would have to be coupled with the regulation equipment after receiving the pipetting tip. This represents a considerable cost.
Se puede pensar teóricamente en prever como dispositivo de variación de la presión de gas una turbina que insufle gas en el recipiente o lo descargue de éste. Sin embargo, en la mayoría de los casos, el dispositivo de variación de la presión del gas es un dispositivo mecánico con un accionamiento y un componente accionado por éste que forma una parte de la pared del recipiente, de modo que un movimiento del componente conduce a un aumento o reducción del volumen de gas en el recipiente y, por tanto, va ligado a una caída o un aumento de la presión del gas en el recipiente. En este caso, una dirección de variación de la presión del gas, es decir, aumentando o disminuyendo, lleva asociada una dirección de movimiento del componente. Frecuentemente, hay que vencer una holgura de movimiento al invertirse la dirección de movimiento del componente.You can theoretically think about predicting how gas pressure variation device a turbine that blow gas into the container or discharge it from it. However, in In most cases, the pressure variation device of gas is a mechanical device with a drive and a component powered by it that forms a part of the wall of the container, so that a movement of the component leads to a increase or decrease in the volume of gas in the container and, by therefore, it is linked to a fall or an increase in gas pressure in the recipient. In this case, a direction of variation of the gas pressure, that is, increasing or decreasing, carries associated a direction of movement of the component. Frequently, a slack of movement must be overcome when the direction is reversed of component movement.
La holgura de movimiento mencionada puede ser a su vez causa de inexactitudes en la cantidad de líquido recogida o entregada, por ejemplo cuando la cantidad de líquida entregada o recogida se calcule con ayuda del movimiento de accionamiento o de otras magnitudes captadas relacionadas con el accionamiento. En efecto, debido a la holgura de movimiento están presentes actividades de accionamiento que no provocan realmente ninguna variación de la presión de gas ni, por tanto, ninguna variación de la cantidad de líquido existente en el recipiente.The aforementioned movement clearance can be a It also causes inaccuracies in the amount of liquid collected or delivered, for example when the amount of liquid delivered or collection is calculated using the drive movement or other magnitudes captured related to the drive. In effect, due to the movement slack are present drive activities that don't really cause any variation of the gas pressure or, therefore, no variation of the amount of liquid in the container.
La inexactitud que se presente así posiblemente en la cantidad de líquido recogida en el recipiente o entregada desde éste puede ser reducida o incluso eliminada de manera ventajosa construyendo el dispositivo de regulación para obtener la holgura de movimiento de tal manera que éste, después de una primera dirección de accionamiento, impulse el accionamiento en una segunda dirección de accionamiento opuesta hasta que el dispositivo de captación de magnitudes de estado capte una variación de la al menos una magnitud de estado.The inaccuracy that arises thus possibly in the amount of liquid collected in the container or delivered since it can be reduced or even eliminated in a way advantageous by building the regulating device to obtain the movement slack in such a way that this, after a first drive direction, drive the drive in a second opposite drive direction until the device capture of state quantities captures a variation of the minus a magnitude of state.
Para permitir una obtención de la presión de gas lo más exacta posible, el dispositivo de regulación puede estar construido para activar paso a paso el accionamiento durante la obtención de la holgura de movimiento. Es posible así dejar que se atenúen efectos dinámicos antes de una captación de la presión del gas en el interior del recipiente.To allow gas pressure to be obtained as accurately as possible, the regulation device can be Built to activate the drive step by step during Obtaining movement slack. It is possible to let it attenuate dynamic effects before a pressure capture of the gas inside the container.
La ventaja de un dispositivo de dosificación de líquido construido de esta manera reside también en que cada dispositivo de dosificación de líquido puede obtener individualmente su holgura de movimiento inmanente al sistema. Preferiblemente, el dispositivo de dosificación comprende un dispositivo de memoria, de modo que la holgura de movimiento individualmente obtenida puede ser archivada en el mismo y recuperada en el caso necesario. Cuando el dispositivo de dosificación de líquido está pensado para su utilización en condiciones ambiente variables, se pueden obtener holguras de movimiento junto con otras magnitudes, con lo que en el dispositivo de memoria se almacenan holguras de movimientos obtenidas en función de otras magnitudes. Así, la holgura de movimiento puede estar archivada en función de diferentes temperaturas ambiente o/y presiones ambiente o/y duraciones del funcionamiento o/y posiciones del componentes, etc. Es también ventajoso obtener primero la respectiva holgura de movimiento antes de una utilización creadora de valor con ayuda de una dosificación de líquidos de ensayo, como, por ejemplo, agua o similares, de modo que la holgura de movimiento sea entonces conocida durante el funcionamiento de dosificación real. Se evita así una pérdida de líquidos posiblemente valiosos para la determinación de la holgura de movimiento.The advantage of a dosing device liquid constructed in this way also resides in that each liquid dosing device can get individually its slack movement immanent to the system. Preferably, the Dosing device comprises a memory device, of so that the individually obtained movement clearance can be filed in it and recovered if necessary. When The liquid dosing device is designed for use in varying ambient conditions, can be obtained movement gaps along with other magnitudes, which in the memory device movement gaps are stored obtained according to other magnitudes. So, the slack of movement can be archived based on different ambient temperatures or / and ambient pressures or / and durations of operation or / and component positions, etc. It is also advantageous first obtain the respective movement clearance before of a creative use of value with the help of a dosage of test liquids, such as water or the like, so that the movement clearance is then known during the actual dosing operation. This prevents a loss of possibly valuable liquids for slack determination of movement.
El componente anteriormente mencionado, que puede ser movido por el accionamiento, puede ser un pistón móvil que forme un segmento de la pared del recipiente. Sin embargo, puede ser también una pared de un fuelle unido con el recipiente.The aforementioned component, which It can be moved by the drive, it can be a mobile piston that forms a segment of the vessel wall. However, it can be also a wall of a bellows attached to the container.
Según otro criterio, el problema antes citado se resuelve también por medio de un procedimiento para evitar pérdidas de gotas en dispositivo de dosificación de líquido, especialmente dispositivos de pipeteado, que presenta los pasos siguientes, los cuales se ejecutan al menos en un segmento de tiempo del espacio de tiempo situado entre el proceso de recogida de líquido y el proceso de entrega de líquido:According to another criterion, the problem mentioned above is also resolves through a procedure to avoid losses of drops in liquid dosing device, especially pipetting devices, which presents the following steps, the which are executed at least in a time segment of the space of time between the liquid collection process and the process Liquid delivery:
- captación de al menos una magnitud de estado de un gas que está sustancialmente encerrado en un recipiente de recogida de líquido del dispositivo de dosificación de líquido entre las paredes de dicho recipiente y el líquido, y- capture of at least one magnitude of state of a gas that is substantially enclosed in a container of collection of liquid from the liquid dosing device between the walls of said container and the liquid, and
- regulación de la presión del gas en función de la magnitud de estado captada de tal manera que la presión real del gas coincida sustancialmente con una presión de gas nominal predeterminada.- gas pressure regulation according to the magnitude of state captured in such a way that the actual pressure of the gas substantially matches a nominal gas pressure default
Dado que el procedimiento está en estrecha relación con el dispositivo anteriormente descrito, se hace referencia a la descripción anterior del dispositivo de dosificación de líquido según la invención para obtener una explicación complementaria del procedimiento y de las ventajas que pueden lograrse con éste.Since the procedure is in close relationship with the device described above, it is done reference to the previous description of the device liquid dosage according to the invention to obtain a complementary explanation of the procedure and the advantages that They can be achieved with this one.
Es cierto que el paso de regulación para regular la presión del gas llevándolo a una presión de gas nominal conocida de antemano puede comenzar ya antes del final del proceso de recogida de líquido. Sin embargo, para evitar pérdidas de gotas entre la recogida de líquido y la entrega de líquido es importante que el paso de captación y el paso de regulación se desarrollen entre el instante final del proceso de recogida de líquido y el instante inicial del proceso de entrega de líquido. Por los motivos anteriormente expuestos, la presión del gas puede regularse ventajosamente en un segmento de tiempo que comprenda un intervalo de tiempo en la primera mitad, preferiblemente en el primer cuarto del espacio de tiempo situado entre el instante final del proceso de recogida de líquido y el instante inicial del proceso de entrega de líquido. Se obtiene la máxima seguridad posible cuando el paso de captación y el paso de regulación se ejecutan durante todo el espacio de tiempo situado entre los instantes citados.It is true that the regulation step to regulate the gas pressure bringing it to a known nominal gas pressure You can start beforehand before the end of the process liquid collection However, to avoid loss of drops between the collection of liquid and the delivery of liquid is important that the acquisition step and the regulation step are developed between the final moment of the liquid collection process and the Initial moment of the liquid delivery process. For the reasons above, the gas pressure can be regulated advantageously in a time segment comprising an interval of time in the first half, preferably in the first quarter of the space of time between the final moment of the process of liquid collection and the initial moment of the delivery process of liquid You get the maximum security possible when the step uptake and regulation step are executed throughout the space of time located between the mentioned moments.
Cuando el dispositivo de dosificación de líquido es de la clase de construcción anteriormente descrita, en la que un componente que forma un segmento de la pared del recipiente puede ser puesto en movimiento por un accionamiento y un movimiento del componente provoca una variación de la presión del gas, el paso de regulación comprende ventajosamente en una ejecución concreta una activación del accionamiento en función de la magnitud de estado captada.When the liquid dosing device it is of the construction class described above, in which a component that forms a segment of the vessel wall can be set in motion by a drive and a movement of the component causes a variation of the gas pressure, the passage of regulation advantageously comprises in a specific execution a activation of the drive depending on the magnitude of state captured.
Con ayuda del procedimiento según la invención se puede determinar una holgura de movimiento anteriormente descrita haciendo para ello que, después de una primera dirección de accionamiento, el accionamiento sea activado en una segunda dirección de accionamiento opuesta hasta que el dispositivo de captación de magnitudes de estado capte una variación de la al menos una variación de estado. Para evitar efectos dinámicos posiblemente perturbadores durante la captación de la al menos una magnitud de estado, la activación del accionamiento en la segunda dirección de accionamiento pueda realizarse paso a paso, estando asociada a cada paso de activación una captación de la al menos una magnitud de estado, preferiblemente la captación de la al menos una magnitud de estado después de la activación del accionamiento.With the aid of the method according to the invention a movement slack can be determined previously described doing so that, after a first address of drive, the drive is activated in a second opposite drive direction until the device capture of state quantities captures a variation of the less a variation of state. To avoid dynamic effects possibly disturbing during the capture of the at least one magnitude of state, activation of the drive in the second drive direction can be performed step by step, being associated with each activation step a capture of the at least one magnitude of state, preferably the uptake of the at least one magnitude of state after activation of the drive.
Se puede lograr una exactitud lo más alta posible durante la determinación de la holgura de movimiento captando otras magnitudes durante la determinación de la holgura de movimiento, como, por ejemplo, la posición del componente con relación al recipiente o/y una temperatura, especialmente la temperatura ambiente, o/y la presión ambiente.The highest accuracy can be achieved possible during the determination of the movement clearance capturing other quantities during the determination of the clearance of movement, such as the position of the component with relation to the container or / and a temperature, especially the ambient temperature, or / and ambient pressure.
Ventajosamente, se archivan la al menos una holgura de movimiento obtenida, eventualmente junto con las demás magnitudes anteriormente citadas asociadas a la respectiva holgura de movimiento que ha de archivarse. En caso necesario, se puede recuperar de la memoria después la holgura de movimiento, eventualmente en función de parámetros de funcionamiento actualmente presentes, y se puede tener en cuenta dicha holgura para la activación del accionamiento.Advantageously, the at least one is archived movement clearance obtained, eventually together with the others previously mentioned magnitudes associated with the respective clearance of movement to be filed. If necessary, you can recover from memory after the movement slack, possibly depending on operating parameters currently present, and such slack can be taken into account to drive activation.
Por los motivos anteriormente citados, para una regulación de la presión del gas es de especial ventaja la captación directa de la misma sin rodeos a través de otras magnitudes de estado.For the reasons mentioned above, for a Gas pressure regulation is of particular advantage the direct capture of it without detours through others status quantities.
Además, no deberá quedar excluido que, para una captación redundante de la presión del gas, se capten otras magnitudes de estado, como, por ejemplo, la temperatura o el volumen de gas, y que el dispositivo de dosificación de líquido esté provisto de sensores correspondientes. Esto permite una comprobación recíproca de la aptitud funcional de los sensores empleados, especialmente de la disposición sensora de presión.In addition, it should not be excluded that, for a redundant collection of gas pressure, others are captured status quantities, such as temperature or volume of gas, and that the liquid dosing device is provided with corresponding sensors. This allows a check reciprocal of the functional aptitude of the sensors used, especially of the pressure sensing arrangement.
En lo que sigue, se explica la presente invención con más detalle haciendo referencia a los dibujos adjuntos. Representan:In the following, this is explained invention in more detail with reference to the drawings attached. They represent:
La figura 1, una representación esquemática de un dispositivo de dosificación de líquido según la invención,Figure 1, a schematic representation of a liquid dosing device according to the invention,
Las figuras 2a y b, un desarrollo esquemático de una regulación de la presión de gas reinante en el recipiente según la presente invención yFigures 2a and b, a schematic development of a regulation of the prevailing gas pressure in the container according to the present invention and
Las figuras 3a y b, gráficos que muestran la presión relativa de un gas encerrado en un recipiente en función de la posición de un componente móvil que influye sobre la presión del gas, durante la determinación de una holgura de movimiento.Figures 3a and b, graphs showing the relative pressure of a gas enclosed in a container depending on the position of a mobile component that influences the pressure of the gas, during the determination of a movement slack.
En la figura 1 se ha designado en general con 10 un dispositivo de dosificación de líquido según la invención. El dispositivo 10 de dosificación de líquido comprende un sistema 12 de pistón-cilindro con un pistón 14 que va guiado de forma móvil en un cilindro 16 en la dirección de la flecha doble K.In Figure 1 it has been designated in general with 10 a liquid dosing device according to the invention. He liquid dosing device 10 comprises a system 12 of piston-cylinder with a piston 14 that is guided by movable shape in a cylinder 16 in the direction of the double arrow K.
En el cilindro 16 está alojada una punta de pipeteado recambiable 18 en la que está presente un líquido 20. La punta de pipeteado 18 forma junto con el cilindro 16 y el pistón 14 un recipiente de recogida del líquido 20.A tip of replaceable pipetting 18 in which a liquid 20 is present. pipetting tip 18 forms together with cylinder 16 and piston 14 a liquid collection container 20.
En el extremo longitudinal 18a alejado del cilindro la punta de pipeteado 18 presenta una abertura 22 a través de la cual se ha recogido el líquido 20 en la punta de pipeteado 18 y se le puede entregar nuevamente desde ésta.At the longitudinal end 18a away from the cylinder pipetting tip 18 has an opening 22 through from which the liquid 20 has been collected in the pipetting tip 18 and can be delivered again from it.
El pistón 14 se aplica de manera sustancialmente hermética al gas a la pared interior 16a del cilindro 16. La superficie 14a del pistón que mira hacia la punta de pipeteado 18 forma una pared de limitación del recipiente.The piston 14 is applied substantially gas-tight to the inner wall 16a of the cylinder 16. The surface 14a of the piston facing the pipetting tip 18 It forms a wall limiting the container.
Entre la superficie 20 del líquido, la superficie 14a del pistón, la pared interior 16a del cilindro y la pared interior 18b de la punta de pipeteado está encerrado un gas 24, por ejemplo aire. En vez de aire, se puede emplear también otro gas cualquiera, por ejemplo nitrógeno o un gas noble, en caso de que, en cualquier circunstancia, deban evitarse reacciones con el líquido 20 que se ha de recoger.Between the surface 20 of the liquid, the surface 14a of the piston, the inner wall 16a of the cylinder and the inner wall 18b of the pipetting tip is enclosed a gas 24, for example air. Instead of air, you can also use another any gas, for example nitrogen or a noble gas, in case of that, under any circumstances, reactions with the liquid 20 to be collected.
El líquido 20 ha sido aspirado de manera en sí conocida hacia la punta de pipeteado 18 a través de la abertura 22 por inmersión de dicha abertura 22 en una reserva de líquido y movimiento del pistón 14 mientras está sumergida la abertura, de tal manera que se agrande el volumen del gas encerrado 24. La punta de pipeteado 18 de la figura 1, como también de las figuras 2a y b, ha concluido ya la recogida de líquido y no está ya sumergida en la reserva de líquido.The liquid 20 has been sucked in a manner in itself. known to pipetting tip 18 through opening 22 by immersing said opening 22 in a liquid reservoir and movement of the piston 14 while the opening is submerged, of such that the volume of the gas enclosed is enlarged 24. The tip pipetting 18 of Figure 1, as well as Figures 2a and b, The liquid collection has been completed and is not already submerged in the liquid reserve.
Con el espacio interior del recipiente está unido un sensor de presión 26 para captar la presión del gas encerrado 24. Es cierto que en principio puede pensarse en prever un sensor de presión en la punta de pipeteado, pero, por motivos de coste, es más ventajoso prever el sensor de presión 26 en el cilindro 16 -no cambiable en contraste con la punta de pipeteado 18- y hacer que dicho sensor funcione permanentemente.With the interior space of the container is attached a pressure sensor 26 to capture the gas pressure locked up 24. It is true that in principle one can think of foreseeing a pressure sensor on the pipetting tip, but, for reasons of cost, it is more advantageous to provide the pressure sensor 26 in the 16-cylinder not changeable in contrast to the pipetting tip 18- and make said sensor work permanently.
El sensor de presión 26 capta la presión del gas 24 y suministra por la línea 28 una señal representativa de la presión del gas a un dispositivo de regulación 30 que está concebido para hacer que funcione un accionamiento 32 para desplazar el pistón 14 en la dirección de la flecha doble K en función de una señal suministrada por el sensor de presión 26.Pressure sensor 26 captures gas pressure 24 and supplies on line 28 a signal representative of the gas pressure to a regulating device 30 that is designed to make a drive 32 work to move the piston 14 in the direction of the double arrow K as a function of a signal supplied by the pressure sensor 26.
El sensor de presión 26 puede suministrar entonces al equipo de regulación 30 un valor absoluto de la presión del gas 24 o bien puede suministrar un valor relativo, por ejemplo referido a la presión ambiente. El valor de presión captado por el sensor de presión 26 y suministrado por el equipo de regulación 30 está insinuado por una aguja 34.Pressure sensor 26 can supply then to the regulating equipment 30 an absolute value of the pressure of the gas 24 or it can supply a relative value, for example referred to the ambient pressure. The pressure value captured by the pressure sensor 26 and supplied by regulator 30 is hinted by a needle 34.
En la figura 2a se insinúa el modo en que se evaporan partículas de líquido V desde la superficie 20a hacia el espacio ocupado por el gas 24. Además, el líquido 20 cede calor W al gas 24. Aumenta así la presión del gas 24 en el recipiente formado por el cilindro 16, el pistón 14 y la punta de pipeteado 18. Este aumento de presión es captado por el sensor de presión 26, tal como se insinúa mediante la posición de la aguja 34 modificada en comparación con la figura 1. Sin ninguna intervención de regulación, este aumento de presión conduciría a una expulsión de líquido 24 hacia fuera de la abertura 22.Figure 2a suggests the way in which evaporate liquid particles V from surface 20a towards the space occupied by gas 24. In addition, liquid 20 gives heat W to gas 24. Thus increases the pressure of the gas 24 in the formed container by cylinder 16, piston 14 and pipetting tip 18. This pressure increase is captured by pressure sensor 26, such as it is suggested by the position of the needle 34 modified in comparison with figure 1. Without any regulatory intervention, this increase in pressure would lead to an expulsion of liquid 24 out of the opening 22.
El equipo de regulación 30 mueve al pistón en la dirección de la flecha 36 en la figura 2b en función del valor de presión suministrado a dicho equipo por el sensor de presión a través de la línea 28 y agranda el volumen del gas 24 en el recipiente formado por los elementos 14, 16, 18 hasta que se alcance una presión de gas nominal predeterminada explicada más adelante. Se reduce así el aumento de presión debido a evaporación y transmisión de calor. La presión del gas 24 alcanza nuevamente el valor que, inmediatamente después de la recogida de líquido 20 en la punta de pipeteado 18, ha reinado en el interior del recipiente constituido por el pistón 14, el cilindro 16 y la punta de pipeteado 18. El sitio original en el que se encontraba la pared 14a del pistón antes de la corrección se ha indicado con 14a'.The regulating equipment 30 moves the piston in the direction of arrow 36 in figure 2b as a function of the value of pressure supplied to said equipment by the pressure sensor a through line 28 and enlarge the volume of gas 24 in the container formed by elements 14, 16, 18 until it is reached a predetermined nominal gas pressure explained below. This increases the pressure increase due to evaporation and heat transmission The gas pressure 24 reaches again the value that, immediately after the collection of liquid 20 in pipetting tip 18 has reigned inside the container constituted by the piston 14, the cylinder 16 and the tip of pipetted 18. The original site where the wall was 14a of the piston before correction has been indicated with 14a '.
Como presión de gas nominal se emplea idealmente la presión que reina en el recipiente en el instante del final del proceso de recogida de líquido. Dado que el aumento de presión por evaporación o/y transmisión de calor no se produce comúnmente de forma súbita, se puede emplear en general como presión de gas nominal una presión de gas que reine en un espacio de tiempo de 10 segundos después del final del proceso de recogida de líquido en el recipiente.The nominal gas pressure is ideally used the pressure that reigns in the vessel at the moment of the end of liquid collection process. Since the pressure increase by evaporation or / and heat transmission does not commonly occur from sudden form, can be used in general as gas pressure nominal a gas pressure that reigns in a period of 10 seconds after the end of the liquid collection process in the container.
Los expertos entenderán que, al contrario del ejemplo expuesto, el pistón puede desplazarse también hacia la abertura 22 para aumentar la presión del gas 24, por ejemplo después de la recogida de líquidos especialmente fríos que sustraigan calor al gas encerrado 24 y reduzcan así la presión del mismo.Experts will understand that, contrary to The above example, the piston can also move towards the opening 22 to increase the pressure of the gas 24, for example after of collecting especially cold liquids that subtract heat to the enclosed gas 24 and thus reduce the pressure thereof.
En las figuras 3a y 3b se han representado evoluciones de señal como las que puede suministrar el sensor de presión 26 al equipo de regulación 30 a través de la línea de datos 28 para la determinación de una holgura mecánica del accionamiento 32 y del pistón 14. En este caso, se ha registrado la presión relativa del gas 24 en función de la posición relativa del accionamiento 32 durante el movimiento del pistón 14 en la dirección de la flecha doble K. Se puede apreciar fácilmente que, en lugar de valores relativos, se puede registrar también la presión absoluta del gas 24 en función de una posición absoluta del accionamiento 32. La presión relativa puede estar referida, por ejemplo, a la presión ambiente, que es captada con otro sensor. La posición relativa puede estar referida a una posición cualquiera del pistón, por ejemplo una posición de punto muerto superior o inferior.In figures 3a and 3b they have been represented Signal evolutions such as those provided by the sensor pressure 26 to the regulating equipment 30 through the data line 28 for the determination of a mechanical clearance of the drive 32 and piston 14. In this case, the pressure has been recorded relative of the gas 24 depending on the relative position of the drive 32 during movement of piston 14 in the direction of the double arrow K. You can easily see that, instead of relative values, the absolute pressure can also be recorded of the gas 24 as a function of an absolute position of the drive 32. The relative pressure may refer, for example, to the pressure environment, which is captured with another sensor. Relative position may be referred to any position of the piston, by example a top or bottom dead center position.
El origen de coordenadas de cada representación de las figuras 3a y 3b marca el punto de una inversión de la dirección de movimiento del pistón. En la figura 3a el pistón se mueve a lo largo del trayecto U en dirección a la abertura 22 de la punta 18 de la pipeta hasta que en la posición relativa U_{0} se puede captar un aumento de la presión relativa del gas 24 del recipiente sumergido en un líquido o cerrado de otra manera. Esto significa que un movimiento del accionamiento 32 produce un movimiento del pistón 14 y, por tanto, un aumento de la presión del gas 24 a partir del instante en el que el accionamiento, una vez realizado el movimiento de aspiración del pistón, ha superado el trayecto U al moverse en la dirección de expulsión.The origin of coordinates of each representation of figures 3a and 3b marks the point of an inversion of the direction of movement of the piston. In figure 3a the piston is moves along the path U in the direction of the opening 22 of the tip 18 of the pipette until in the relative position U 0 it can capture an increase in the relative pressure of the gas 24 of the vessel submerged in a liquid or otherwise closed. This means that a movement of the drive 32 produces a movement of the piston 14 and, therefore, an increase in the pressure of the gas 24 from the moment in which the drive once performed the piston suction movement, has exceeded the U path when moving in the eject direction.
En la figura 3b se representa la obtención de la holgura durante un movimiento de aspiración, es decir, durante una elevación del pistón 14 alejándose de la abertura 22 de la punta de pipeteado 18. En este caso, el accionamiento 32, después de impulsar el pistón 14 hacia fuera de la abertura 22, tiene que superar primeramente el trayecto de holgura H hasta que en un punto H_{0} el movimiento de accionamiento conduzca realmente también al movimiento del pistón, de modo que, después de sobrepasar el trayecto de holgura H, una actuación adicional del accionamiento conduce a un descenso de la presión del gas 24 en el recipiente sumergido o cerrado de otra manera.Figure 3b depicts obtaining the slack during an aspiration movement, that is, during a lifting the piston 14 away from the opening 22 of the tip of pipetted 18. In this case, drive 32, after push the piston 14 out of the opening 22, you have to first overcome the clearance path H until at one point H_ {0} the drive movement really also leads to piston movement, so that, after exceeding the slack path H, an additional actuation of the drive leads to a decrease in the pressure of the gas 24 in the container submerged or otherwise closed.
Los trayectos de holgura U y H que se puedan obtener así individualmente para cada dispositivo de dosificación 10 pueden archivarse en la memoria 34 del equipo de regulación 30. La exactitud del control del accionamiento puede incrementarse aún obteniendo holguras de movimiento en función de otras magnitudes y archivándolas en la memoria 34 de manera que puedan ser recuperadas. Por ejemplo, las holguras de movimiento pueden estar depositadas en la memoria 34 en función de la dirección o/y en función de la posición del pistón o/y en función de la temperatura o/y en función de la presión, etc.The clearance paths U and H that can be thus obtain individually for each dosing device 10 can be stored in the memory 34 of the regulation device 30. Drive control accuracy can be increased even obtaining movement gaps depending on other magnitudes and archiving them in memory 34 so that they can be recovered. For example, movement slacks may be deposited in memory 34 depending on the address or / and in function of the piston position or / and depending on the temperature or / and depending on the pressure, etc.
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