RU2353426C2 - Method and system for accurate measurement of liquid in pipette for liquid sampling - Google Patents

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: group of inventions is related to sampling and delivery of controlled liquid volumes. Method for control of required liquid volume in pipette designed for operation with liquid, by means of correction depending on current physical parametre of pipette, includes selection of required volume in pipette containing drive mechanism of piston arranged with the possibility of contact with piston unit to provide for displacement of piston stem of mentioned unit in cap holder to therefore provide for control of liquid amount in cap holder, at that required volume represents amount of controlled liquid; calculation of correction volume with application of volume characteristic that characterises difference of liquid amount controlled in cap holder as function of required volume, at that volume characteristic is defined with application of calibration process; and display of correction volume for pipette user. It is also presented a device for control of required volume of liquid in pipette by means of correction depending on current physical parametre in pipette.

EFFECT: accurate control of required liquid volume is achieved in pipette, as well as pipette manufacture simplification.

26 cl, 16 dwg

Description

Translated fromRussian

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится в основном к пипетке для забора и выдачи регулируемых объемов жидкости. Более точно, настоящее изобретение относится к пипетке для взятия проб жидкости для точного измерения объемов жидкости.The present invention relates generally to a pipette for collecting and dispensing controlled volumes of liquid. More specifically, the present invention relates to a liquid sampling pipette for accurately measuring liquid volumes.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

В фармацевтических, геномных, белковых исследованиях, биологических исследованиях, в лабораториях по разработке лекарств и других биотехнологических применениях для работы с лабораторными пробами во множестве лабораторных процедур используется пипетка для жидкости. При использовании пипетки в нее набирают объем жидкости. Этот объем жидкости может затем выдаваться в виде одного или нескольких выдаваемых объемов. Забором и выдачей жидкости в определенных объемах управляет приводной механизм поршня посредством передачи движения поршневому узлу. Пипетка может работать в ручном режиме, когда пользователь вручную управляет скоростью и объемом взятия или выдачи жидкости, используя чувствительную к давлению рукоятку. В альтернативном случае пипетка может работать в режиме с электроприводом, когда забором и выдачей жидкости управляет двигатель. В любом режиме пипетка может иметь электронные составные части, которые, например, отображают на дисплее требуемый объем для взятия жидкости. Пользователь может выбирать различные параметры, включая скорость, объем, число заборов жидкости, число выдачи жидкости и т.д., используя дисплей, выполненный на пипетке. Движение штока поршня управляется давлением, сообщаемым приводным механизмом поршня. В пипетке с электроприводом движение штока поршня обычно управляется небольшим процессором, помещенным в корпусе пипетки.In pharmaceutical, genomic, protein research, biological research, drug development laboratories and other biotechnological applications, a liquid dropper is used in many laboratory procedures to work with laboratory samples. When using a pipette, a volume of liquid is drawn into it. This volume of liquid may then be dispensed as one or more dispensed volumes. The intake and delivery of fluid in certain volumes is controlled by the piston drive mechanism by transmitting movement to the piston assembly. The pipette can be operated in manual mode, when the user manually controls the speed and volume of fluid intake or delivery using a pressure-sensitive handle. Alternatively, the pipette may operate in an electric drive mode when the motor controls the intake and delivery of liquid. In any mode, the pipette may have electronic components, which, for example, display the required volume for liquid collection on the display. The user can select various parameters, including speed, volume, number of fluid intake, number of fluid delivery, etc., using a display made on a pipette. The movement of the piston rod is controlled by the pressure imparted by the piston drive mechanism. In an electrically driven pipette, the movement of the piston rod is usually controlled by a small processor placed in the pipette body.

В пипетке с электроприводом или без электропривода ошибки в количестве жидкости, в действительности определяемом пипеткой, базируются на ряде эффектов. Один из наблюдаемых эффектов имеет место, когда для взятия требуется малый объем. Взятый в действительности объем больше, чем требуемый объем. Для проб малого объема ошибка происходит благодаря явлению капиллярности.In a pipette with or without an electric actuator, errors in the amount of liquid actually determined by the pipette are based on a number of effects. One of the observed effects occurs when a small volume is required to capture. The actual volume taken is greater than the required volume. For samples of small volume, an error occurs due to the phenomenon of capillarity.

Наоборот, для требуемых больших объемов жидкости объем, взятый в действительности, меньше требуемого. Для проб больших объемов ошибка происходит из-за веса столба жидкости, который сжимает жидкость. Кроме того, ошибки могут быть обусловлены различием между текущей рабочей температурой пипетки и температурой при калибровке пипетки. Например, после продолжительной работы пользователем происходит нагревание пипетки. Нагревание пипетки вызывает расширение составных частей, которые регулируют количество забираемой или выдаваемой жидкости, вызывая ошибки в требуемом объеме забираемой жидкости. В холодной пипетке составные части уменьшаются в объеме. Еще дополнительные ошибки основываются на текущих атмосферных условиях, в которых находится пипетка и которые отличаются от атмосферных условий, имевших место при калибровке. Например, температура, давление и/или влажность атмосферы, при которых работает пипетка, могут отличаться от атмосферных параметров, сопутствовавших калибровке пипетки. Поэтому необходим способ корректировки в зависимости от текущих физических параметров пипетки и/или текущего требуемого объема, обеспечивающий точную регулировку требуемого объема жидкости в пипетке, работающей с жидкостью. Кроме того, необходим способ повышения точности пипетки, позволяющий уменьшить стоимость пипетки и упростить ее изготовление.On the contrary, for the required large volumes of liquid, the volume taken in reality is less than the required. For samples of large volumes, the error occurs due to the weight of the liquid column, which compresses the liquid. In addition, errors may be due to the difference between the current operating temperature of the pipette and the temperature during calibration of the pipette. For example, after prolonged use by the user, the pipette heats up. Heating the pipette causes an expansion of the components that control the amount of fluid being drawn in or out, causing errors in the required volume of fluid being taken. In a cold pipette, the components are reduced in volume. Still additional errors are based on the current atmospheric conditions in which the pipette is located and which differ from the atmospheric conditions that occurred during calibration. For example, the temperature, pressure, and / or humidity of the atmosphere at which the pipette is operating may differ from the atmospheric parameters associated with the calibration of the pipette. Therefore, a method of adjustment is necessary depending on the current physical parameters of the pipette and / or the current required volume, providing accurate adjustment of the required volume of liquid in the pipette working with the liquid. In addition, you need a way to increase the accuracy of the pipette, which allows to reduce the cost of the pipette and simplify its manufacture.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Примерный вариант выполнения изобретения относится к способу регулирования требуемого объема жидкости в пипетке, предназначенной для работы с жидкостью, посредством корректировки в зависимости от текущего физического параметра пипетки. Способ включает, но не ограничивается этим, выбор требуемого объема для пипетки, содержащей приводной механизм поршня, выполненный с возможностью контактирования с поршневым узлом с обеспечением перемещения штока поршня поршневого узла в держателе наконечника с обеспечением тем самым регулирования количества жидкости в держателе наконечника, причем требуемый объем представляет собой количество регулируемой жидкости; вычисление корректировочного объема с использованием характеристики объема, характеризующей отличие количества жидкости, регулируемой в держателе наконечника, как функцию требуемого объема, причем характеристику объема определяют с использованием процесса калибровки; и вывод на дисплей корректировочного объема для пользователя пипетки с обеспечением регулирования тем самым требуемого объема жидкости в держателе наконечника.An exemplary embodiment of the invention relates to a method for controlling the required volume of liquid in a pipette designed to work with a liquid, by adjusting it depending on the current physical parameter of the pipette. The method includes, but is not limited to, selecting a desired volume for a pipette containing a piston drive mechanism configured to contact a piston assembly to allow movement of the piston rod of the piston assembly in the tip holder, thereby controlling the amount of liquid in the tip holder, the required volume represents the amount of fluid regulated; calculating a correction volume using a volume characteristic characterizing the difference in the amount of fluid adjustable in the tip holder as a function of the required volume, the volume characteristic being determined using a calibration process; and displaying the correction volume for the pipette user to thereby control the required volume of liquid in the tip holder.

Другой примерный вариант изобретения относится к устройству для регулирования требуемого объема жидкости в пипетке, предназначенной для работы с жидкостью, посредством корректировки в зависимости от текущего физического параметра пипетки. Устройство включает, но этим не ограничивается, корпус, держатель наконечника, поршневой узел, приводной механизм поршня, приспособление для выбора объема, дисплей и процессор. Держатель наконечника прикреплен к корпусу. Поршневой узел соединен с держателем наконечника и содержит, но не ограничивается этим, шток поршня, вставленный в держатель наконечника. Приводной механизм поршня включает, но не ограничивается этим, управляющий шток, имеющий поверхность, которая контактирует с поршневым узлом. Приводной механизм поршня выполнен с возможностью перемещения штока поршня поршневого узла в держателе наконечника с обеспечением регулирования жидкости в держателе наконечника. Приспособление для выбора объема соединено с корпусом и выполнено с обеспечением возможности выбора пользователем требуемого объема, который представляет собой количество регулируемой жидкости. Дисплей присоединен к корпусу. Процессор соединен с дисплеем и с приспособлением для выбора объема и выполнен с возможностью вычисления корректировочного объема с использованием характеристики объема. Характеристика объема характеризует отличие количества жидкости, регулируемой в держателе наконечника, как функцию требуемого объема. Характеристику объема определяют с использованием процесса калибровки. Дисплей показывает корректировочный объем пользователю пипетки с обеспечением тем самым регулирования требуемого объема жидкости в держателе наконечника.Another exemplary embodiment of the invention relates to a device for controlling the required volume of liquid in a pipette designed to work with liquid, by adjusting it depending on the current physical parameter of the pipette. The device includes, but is not limited to, a housing, a tip holder, a piston assembly, a piston drive mechanism, a volume selector, a display, and a processor. The tip holder is attached to the body. The piston assembly is connected to the tip holder and includes, but is not limited to, a piston rod inserted in the tip holder. The piston drive mechanism includes, but is not limited to, a control rod having a surface that is in contact with the piston assembly. The piston drive mechanism is arranged to move the piston rod of the piston assembly in the tip holder to provide fluid control in the tip holder. The volume selection device is connected to the housing and is configured to allow the user to select the desired volume, which is the amount of fluid to be controlled. The display is attached to the housing. The processor is connected to the display and to a device for selecting a volume and is configured to calculate an adjustment volume using a volume characteristic. The volume characteristic characterizes the difference in the amount of fluid, adjustable in the tip holder, as a function of the required volume. The volume characteristic is determined using a calibration process. The display shows the correction volume to the user of the pipette, thereby ensuring the regulation of the required volume of liquid in the tip holder.

Другие важные свойства и преимущества изобретения будут очевидны специалистам при рассмотрении чертежей, подробного описания и формулы изобретения.Other important features and advantages of the invention will be apparent to those skilled in the art upon consideration of the drawings, detailed description, and claims.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Предпочтительные варианты выполнения описаны ниже со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы.Preferred embodiments are described below with reference to the accompanying drawings, in which like numbers refer to like elements.

Фиг.1 изображает разрез электронной пипетки в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.Figure 1 depicts a section of an electronic pipette in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

Фиг.2 изображает разрез приводного механизма поршня, поршневого узла, держателя наконечника и внешнего механизма сбрасывания наконечника электронной пипетки, показанной на фиг.1.Figure 2 depicts a section of the drive mechanism of the piston, the piston assembly, the tip holder and the external dropping mechanism of the tip of the electronic pipette shown in figure 1.

Фиг.3 изображает разрез пипетки без электропривода в соответствии с первым примерным вариантом настоящего изобретения.Figure 3 depicts a section of a pipette without an electric drive in accordance with the first exemplary embodiment of the present invention.

Фиг.4 изображает разрез пипетки без электропривода, показанной на фиг.3, прикрепленной к калибровочному устройству, в соответствии с первым примерным вариантом настоящего изобретения.FIG. 4 is a sectional view of a pipette without the electric drive shown in FIG. 3 attached to a calibration device in accordance with a first exemplary embodiment of the present invention.

Фиг.5 изображает блок-схему операций по калибровке пипетки, показанной на фиг.4.FIG. 5 is a flowchart for calibrating the pipette shown in FIG. 4.

Фиг.6 изображает диаграмму, которая представляет зависимость ошибки регулирования между действительным объемом и калибровочным объемом в пипетке.6 depicts a diagram that represents the dependence of the control error between the actual volume and the calibration volume in the pipette.

Фиг.7 изображает первую примерную таблицу, представляющую параметры объема в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.7 depicts a first exemplary table representing volume parameters in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

Фиг.8 изображает вторую примерную таблицу, представляющую параметры объема в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.Fig. 8 depicts a second exemplary table representing volume parameters in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

Фиг.9 изображает диаграмму, которая представляет зависимость ошибки регулирования между действительным объемом и калибровочным объемом в пипетке при различных рабочих условиях.Figure 9 depicts a diagram that represents the dependence of the regulation error between the actual volume and the calibration volume in the pipette under various operating conditions.

Фиг.10 изображает блок-схему примерных операций пипетки в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.10 is a flowchart of exemplary pipette operations in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

Фиг.11 изображает разрез приводного механизма поршня пипетки без электропривода, показанной на фиг.3, в соответствии со вторым примерным вариантом.11 depicts a section of the drive mechanism of the piston of the pipette without the electric drive shown in figure 3, in accordance with the second exemplary embodiment.

Фиг.12 изображает разрез приводного механизма поршня пипетки без электропривода, показанной на фиг.3, в соответствии с третьим примерным вариантом.FIG. 12 is a sectional view of a pipette piston drive mechanism without the electric drive shown in FIG. 3 in accordance with a third exemplary embodiment.

Фиг.13 изображает разрез держателя наконечника и окружающего кожуха пипетки без электропривода, показанной на фиг.3, в соответствии с четвертым примерным вариантом.FIG. 13 is a sectional view of the tip holder and the surrounding pipette housing without the electric drive shown in FIG. 3 in accordance with a fourth exemplary embodiment.

Фиг.14 изображает разрез датчика в соответствии с четвертым примерным вариантом, показанным на фиг.13.Fig. 14 is a sectional view of a sensor in accordance with a fourth exemplary embodiment shown in Fig. 13.

Фиг.15 изображает разрез приводного механизма поршня и поршневого узла пипетки без электропривода, показанной на фиг.3, в соответствии с пятым примерным вариантом.FIG. 15 is a sectional view of the piston drive mechanism and the piston assembly of the pipette without the electric drive shown in FIG. 3 in accordance with a fifth exemplary embodiment.

Фиг.16 изображает вид сбоку поршневого узла пипетки без электропривода, показанной на фиг.5, в соответствии с пятым примерным вариантом.FIG. 16 is a side view of the piston assembly of the pipette without the electric drive shown in FIG. 5 in accordance with a fifth exemplary embodiment.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Как принято в данном описании, термин "установка" включает присоединение, объединение, связь, вставку, подвешивание, прикрепление, приложение, пристегивание, привязывание, приклеивание, соединение болтами, запирание, соединение винтами, клепку, пайку, сварку и другие подобные термины. Термин "регулирование" включает забор и/или выдачу жидкости в пипетке. Как показано в примерных вариантах выполнения на фиг.1 и 2, электронная пипетка 30 может получать команды на автоматический забор и выдачу последовательности объемов жидкости в один или более держателей 36 наконечника. Электронная пипетка 30 включает ряд составных частей и подсистем, которые вместе обеспечивают различные режимы работы для забора и выдачи жидкостей в точных объемах. Составные части и подсистемы пипетки 30 включают, но не ограничиваются этим, кожух 32, приводной механизм 34 поршня, поршневой узел 35, держатель 36 наконечника, внутреннюю подсистему 38 питания, внешний механизм 40 сбрасывания наконечника, внутренний механизм 42 сбрасывания наконечника, управляющую электронную схему 44, дисплей 170 и приспособление 172 для выбора объема.As used herein, the term “installation” includes joining, joining, bonding, inserting, hanging, attaching, attaching, fastening, snapping, gluing, bolting, locking, screwing, riveting, soldering, welding and the like. The term "regulation" includes the collection and / or delivery of fluid in a pipette. As shown in the exemplary embodiments of FIGS. 1 and 2, the electronic pipette 30 may receive instructions to automatically collect and issue a sequence of fluid volumes to one ormore tip holders 36. The electronic pipette 30 includes a number of components and subsystems that together provide different operating modes for collecting and dispensing liquids in precise volumes. Components and subsystems of the pipette 30 include, but are not limited to, a housing 32, a piston drive mechanism 34, apiston assembly 35, atip holder 36, an internal power subsystem 38, an externaltip reset mechanism 40, an internal tip reset mechanism 42, an electronic control circuit 44 , a display 170 and a fixture 172 for selecting a volume.

Некоторые из этих составных частей и подсистем известны специалистам и поэтому подробно здесь не обсуждаются. Кожух 32 обычно является полым и служит в качестве базы позиционирования для других составных частей пипетки 30. Большинство составных частей пипетки прямо или косвенно крепятся к кожуху 32. Кожух 32 снабжен ручкой, чтобы пользователь мог держать пипетку 30, и является, таким образом, одной из частей пипетки, которая вступает в прямой контакт с рукой пользователя, когда он работает с пипеткой.Some of these components and subsystems are known to those skilled in the art and are therefore not discussed in detail here. The casing 32 is typically hollow and serves as a positioning base for the other components of the pipette 30. Most of the components of the pipette are directly or indirectly attached to the casing 32. The casing 32 is provided with a handle so that the user can hold the pipette 30, and is thus one of parts of the pipette, which comes into direct contact with the user's hand when he is working with the pipette.

Внутренняя подсистема 38 питания содержит батарею 120, соединитель 122 и кожух 124 батареи. Кожух 124, удерживающий батарею 120, вставлен в кожух 32. Батарея может давать энергию, например, механизму 34 и/или схеме 44. Соединитель 122 обеспечивает электрическое соединение со схемой 44. Схема 44 включает, но не ограничивается этим, процессор, блок памяти, синхронизатор и другую связанную с этим электронику (не показаны).The internal power subsystem 38 includes a battery 120, a connector 122, and a battery case 124. A casing 124 holding the battery 120 is inserted into the casing 32. The battery may provide energy, for example, to mechanism 34 and / or circuit 44. Connector 122 provides electrical connection to circuit 44. Circuit 44 includes, but is not limited to, a processor, a memory unit, synchronizer and other related electronics (not shown).

Механизм 34 вызывает забор и выдачу определенного объема жидкости через держатель 36 посредством перемещения штока 94 поршня в узле 35 вдоль продольной оси А-А в держателе 36. Перемещение поршня создает смещение воздуха, которое втягивает или выбрасывает жидкость соответственно внутрь или наружу из держателя 36. Механизм 34 может управляться вручную пользователем, например, путем вращения приспособления 202 для выбора объема, как показано на фиг.3, или автоматически, с использованием двигателя 70. В примерном варианте, изображенном на фиг.2, механизм 34 может включать, но не ограничивается этим, двигатель 70, управляющий шток 72, наконечник 74 управляющего штока, опору 76 управляющего штока, корпус 78 и ручку 80 крепления держателя наконечника. Механизм 34 с возможностью отсоединения может быть установлен внутри кожуха 32 пипетки 30, так что управляющий шток 72 проходит вдоль продольной оси А-А.The mechanism 34 causes the intake and delivery of a certain volume of liquid through theholder 36 by moving thepiston rod 94 in theassembly 35 along the longitudinal axis AA in theholder 36. The movement of the piston creates an air displacement that draws in or ejects the fluid, respectively, inward or outward from theholder 36. The mechanism 34 can be manually controlled by the user, for example, by rotating thevolume selection device 202, as shown in FIG. 3, or automatically, using theengine 70. In the example embodiment shown in FIG. 2, the mechanism m 34 may include but is not limited thereto, themotor 70, thecontrol rod 72, the tip of thecontrol rod 74, control rod bearing 76, thehousing 78 and handle 80 mounting the tip holder. A detachable mechanism 34 may be mounted inside the casing 32 of the pipette 30, so that thecontrol rod 72 extends along the longitudinal axis AA.

Двигатель 70 приводит в движение шток 72 под управлением процессора, соединенного со схемой 44. Двигатель 70 может быть выполнен с использованием множества электромеханических устройств, как известно специалистам. Двигатель 70 точно перемещает управляющий шток взад и вперед по продольной оси А-А для забора или выдачи жидкости соответственно в держатель 36 или из него. Двигатель 70 подключен к процессору схемы 44, от которого двигатель 70 получает электрические сигналы для управления перемещением штока 72. Схема 44 может включать один или несколько соединителей или интерфейс для связи с двигателем 70. Наконечник 74 управляющего штока закреплен на конце штока 72, противоположном двигателю 70. Например, наконечник 74 может навинчиваться на шток 72 или в него. Опора 76 поддерживает смещение управляющего штока вдоль продольной оси А-А. Корпус 78 крепится к опоре 76 и охватывает часть штока 72 и наконечник 74, которые выступают за опору 76, и образует гнездо.Theengine 70 drives thestem 72 under the control of a processor coupled to the circuit 44. Theengine 70 may be implemented using a variety of electromechanical devices, as known to those skilled in the art. Themotor 70 accurately moves the control rod back and forth along the longitudinal axis AA to collect or dispense fluid, respectively, into or out of theholder 36. Themotor 70 is connected to the processor of the circuit 44, from which themotor 70 receives electrical signals to control the movement of therod 72. The circuit 44 may include one or more connectors or an interface for communication with themotor 70. The tip of thecontrol rod 74 is fixed to the end of therod 72 opposite to themotor 70 For example,tip 74 may be screwed onto or intostem 72. Thesupport 76 supports the displacement of the control rod along the longitudinal axis AA. Thehousing 78 is attached to thesupport 76 and covers part of therod 72 and thetip 74, which protrude beyond thesupport 76, and forms a socket.

В примерном варианте выполнения, показанном на фиг.2, узел 35 включает, но не ограничивается этим, головку 92 поршня, шток 94 поршня, корпус 96 поршня, возвратную пружину 98 поршня и направляющую 100 пружины. Головка 92 поршня может быть круглым диском, выполненным из металла или пластмассы. Головка 92 имеет первую поверхность 91. Шток 94 крепится к головке 92 и проходит в целом в перпендикулярном направлении с противоположной стороны от первой поверхности 91 головки 92. Шток 94 имеет в целом цилиндрическую форму.In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, theassembly 35 includes, but is not limited to, apiston head 92, apiston rod 94, apiston body 96, apiston return spring 98, and aspring guide 100. Thepiston head 92 may be a circular disc made of metal or plastic. Thehead 92 has afirst surface 91. Therod 94 is attached to thehead 92 and extends generally in a perpendicular direction from the opposite side from thefirst surface 91 of thehead 92. Therod 94 has a generally cylindrical shape.

Корпус 96 поршня крепится к головке 92 поршня, проходит в целом перпендикулярно с противоположной стороны от первой поверхности 91 и охватывает шток 94. Корпус 96 имеет в целом цилиндрическую форму и может включать одну или несколько конических частей. Пружина 98 поршня крепится к корпусу 96 и проходит в целом в перпендикулярном направлении с противоположной стороны от первой поверхности 91 головки 92 вдоль продольной оси А-А. В примерном варианте выполнения пружина 98 скользит по корпусу 96 и удерживается на месте силами трения между пружиной 98 и частью корпуса 96, смежной с головкой 92 поршня. Узел 35 скользит в корпус 78 приводного механизма поршня, как показано на фиг.2.Thepiston body 96 is attached to thepiston head 92, extends generally perpendicularly from the opposite side of thefirst surface 91, and encompasses thestem 94. Thebody 96 has a generally cylindrical shape and may include one or more conical parts. Thepiston spring 98 is attached to thehousing 96 and extends generally in a perpendicular direction from the opposite side from thefirst surface 91 of thehead 92 along the longitudinal axis AA. In an exemplary embodiment, thespring 98 slides along thehousing 96 and is held in place by frictional forces between thespring 98 and a part of thehousing 96 adjacent to thepiston head 92. Theassembly 35 slides into thehousing 78 of the piston drive mechanism, as shown in FIG.

Как показано для примерного варианта выполнения на фиг.2, держатель 36 включает, но не ограничивается этим, верхнюю трубку 110, нижнюю трубку 112 и уплотнительное кольцо 114. Нижняя трубка 112 крепится к верхней трубке 110. Например, трубка 112 может иметь конец с резьбой, который завинчивается в дополнительную резьбовую поверхность верхней трубки 110. Трубки 110 и 112 могут иметь одну или несколько конических частей. Кольцо 114 расположено в выточке, расположенной между трубками 110 и 112, и обеспечивает водонепроницаемое соединение между штоком 94 и нижней трубкой 112. По держателю 36 скользит гайка 84 крепления трубки, которая прижимается к узлу 35, не давая, таким образом, двигаться держателю 36 относительно кожуха 32 и механизма 34.As shown for the exemplary embodiment of FIG. 2, theholder 36 includes, but is not limited to, anupper tube 110, alower tube 112 and an o-ring 114. Thelower tube 112 is attached to theupper tube 110. For example, thetube 112 may have a threaded end which is screwed into the additional threaded surface of theupper tube 110. Thetubes 110 and 112 may have one or more conical parts. Thering 114 is located in a recess located between thetubes 110 and 112, and provides a waterproof connection between thestem 94 and thelower tube 112. Anut 84 of the tube fastening slides along theholder 36, which is pressed against theassembly 35, thus preventing theholder 36 from moving relative to casing 32 and mechanism 34.

Наконечник 74 штока поршня контактирует с первой поверхностью 91 узла 35 внутри корпуса 78 механизма 34. При выдаче жидкости механизм 34 посредством смещения наконечника 74 вдоль продольной оси А-А толкает узел 35 от механизма 34 в точке, где наконечник 74 контактирует с первой поверхностью 91. Возвратная пружина 98 давит на направляющую 100 пружины, удерживаемую на месте гайкой 84. При заборе жидкости механизм 34 перемещает наконечник 74 к механизму 34. Несмотря на это смещение, первая поверхность 91 остается в контакте с наконечником 74 в результате сжимающей силы, создаваемой возвратной пружиной 98.Thetip 74 of the piston rod is in contact with thefirst surface 91 of theassembly 35 inside thehousing 78 of the mechanism 34. When the fluid is dispensed, the mechanism 34 by displacing thetip 74 along the longitudinal axis AA pushes theassembly 35 away from the mechanism 34 at the point where thetip 74 is in contact with thefirst surface 91. Thereturn spring 98 presses on thespring guide 100, held in place by thenut 84. When the fluid is drawn, the mechanism 34 moves thetip 74 to the mechanism 34. Despite this displacement, thefirst surface 91 remains in contact with thetip 74 as a result of compression second force produced areturn spring 98.

Внешний механизм 40 сбрасывания наконечника и внутренний механизм 42 сбрасывания наконечника сталкивают наконечник 130 с конца пипетки 30 для набора и выпуска, избегая возможного загрязнения проб. Внутренний механизм 42 включает, но не ограничивается этим, рукоятку 140 сбрасывания, неподвижный цилиндр 142, цилиндр 144 рукоятки, основной цилиндр 146, шток 148, сбрасывающую пружину 150 и монтажную скобу 152. Неподвижный цилиндр 142 крепится к кожуху 32. Монтажная скоба 152 крепится к кожуху 32 и/или неподвижному цилиндру 142. Неподвижный цилиндр 142 и монтажная скоба 152 остаются неподвижными по отношению к кожуху 32. Рукоятка 140 крепится к цилиндру 144. Рукоятка 140 может поворачиваться вокруг продольной оси А-А, таким образом обеспечивая удобную работу при использовании пользователем левой или правой руки. Цилиндр 144 крепится со скольжением к неподвижному цилиндру 142 с обеспечением возможности перемещения цилиндра 144 в комбинации с нажатием рукоятки 140 для сбрасывания наконечника 130. Цилиндр 146 крепится к цилиндру 144. Шток 148 крепится к концу цилиндра 146 напротив цилиндра 144. Пружина 150 крепится к цилиндру 146 у первого конца 156 и к монтажной скобе 152 у второго конца 158. Нажатие рукоятки 140 вызывает перемещение штока 148 к наконечнику 130, пружина 150 вызывает перемещение штока 148 в обратном направлении, таким образом, двигая рукоятку 140 назад в исходное положение, когда пользователь отпускает рукоятку 140.An externaltip dropping mechanism 40 and an internal tip dropping mechanism 42 push thetip 130 from the end of the pipette 30 for collection and delivery, avoiding possible contamination of the samples. The internal mechanism 42 includes, but is not limited to, a reset handle 140, a fixed cylinder 142, a handle cylinder 144, a main cylinder 146, a rod 148, a reset spring 150, and an mounting bracket 152. The fixed cylinder 142 is attached to the casing 32. The mounting bracket 152 is attached to the casing 32 and / or the fixed cylinder 142. The fixed cylinder 142 and the mounting bracket 152 remain stationary relative to the casing 32. The handle 140 is attached to the cylinder 144. The handle 140 can be rotated around the longitudinal axis AA, thus providing convenient operation when used User lzovanii left or right hand. The cylinder 144 is slidably mounted to the stationary cylinder 142 so that the cylinder 144 can be moved in combination with pressing the handle 140 to drop thetip 130. The cylinder 146 is attached to the cylinder 144. The rod 148 is attached to the end of the cylinder 146 opposite the cylinder 144. The spring 150 is attached to the cylinder 146 at thefirst end 156 and to the mounting bracket 152 at thesecond end 158. Pressing the handle 140 causes the rod 148 to move to thetip 130, the spring 150 causes the rod 148 to move in the opposite direction, thus moving the handle 140 back to the original dix when the user releases the handle 140.

Как показано на фиг.2, внешний механизм 40 включает, но не ограничивается этим, лопасть 156 сбрасывания и рукоятку 158 регулировки лопасти сбрасывания. Лопасть 156 имеет криволинейную форму, которая повторяет наружную форму держателя 36. Лопасть 156 имеет первый конец 160 и второй конец 162. Второй конец 162 содержит закрытый цилиндр, который скользит по держателю 36. В результате, нажатие рукоятки 140 вызывает перемещение лопасти 156 вдоль держателя 36, сбрасывающей наконечник 130 с держателя 36 вторым концом 162. Поворот рукоятки 158, присоединенной к лопасти 156 вблизи первого конца 160, вызывает перемещение второго конца 162 лопасти 156 вверх или вниз по отношению к держателю 36. Регулирование положения лопасти 156 вдоль держателя 36 позволяет внешнему механизму 40 сбрасывать наконечники разных типов.As shown in FIG. 2, theexternal mechanism 40 includes, but is not limited to, adrop blade 156 and a dropblade adjustment handle 158. Theblade 156 has a curved shape that follows the outer shape of theholder 36. Theblade 156 has afirst end 160 and asecond end 162. Thesecond end 162 contains a closed cylinder that slides along theholder 36. As a result, pressing the handle 140 causes theblade 156 to move along theholder 36 , dropping thetip 130 from theholder 36 to thesecond end 162. The rotation of thehandle 158 attached to theblade 156 near thefirst end 160 causes thesecond end 162 of theblade 156 to move up or down relative to theholder 36. Adjusting the position of theblade 156 alongholder 36 allows theexternal mechanism 40 to drop various types of tips.

Пипетка 30 может включать интерфейс для связи с компьютерным устройством. Компьютерное устройство может быть компьютером любого вида, включая настольный, портативный дорожный, персональный обработчик данных и т.д. Компьютерное устройство физически отделено от пипетки 30. Связной интерфейс может быть расположен наверху кожуха 32, противоположно наконечнику 130, для легкого доступа пользователя без перерыва в работе пипетки 30. Для связи между пипеткой 30 и компьютерным устройством могут использоваться различные технологии передачи, включая, но не ограничиваясь этим, CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов), GSM (глобальная система мобильной связи), UMTS (система универсальных мобильных телекоммуникаций), TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов), TCP/IP (протокол управления передачей/Интернет-протокол), SMS (служба коротких сообщений), MMS (служба мультимедийных сообщений), e-mail (электронная почта), IMS (служба быстрых сообщений), Bluetooth, IEEE 802.11 и т.д. Пипетка 30 и компьютерное устройство могут связываться с использованием различных средств, включая, но не ограничиваясь этим, радио, инфракрасное излучение, лазеры, кабельные соединения и т.д. Таким образом, связной интерфейс может использовать проводную и/или беспроводную связь.The pipette 30 may include an interface for communicating with a computer device. A computer device can be any type of computer, including a desktop, portable travel, personal data processor, etc. The computer device is physically separated from the pipette 30. The communication interface can be located at the top of the casing 32, opposite thetip 130, for easy user access without interruption in the operation of the pipette 30. Various communication technologies can be used for communication between the pipette 30 and the computer device, including but not limited to this, CDMA (Code Division Multiple Access), GSM (Global System for Mobile Communications), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), TDMA (temporary access multiple access) channel separation), TCP / IP (transmission control protocol / Internet protocol), SMS (short message service), MMS (multimedia messaging service), e-mail (e-mail), IMS (fast messaging service), Bluetooth, IEEE 802.11 etc. The pipette 30 and the computer device may communicate using various means, including, but not limited to, radio, infrared radiation, lasers, cable connections, etc. Thus, the communication interface can use wired and / or wireless communication.

Проводное соединение может включать первый конец, который соединен со связным интерфейсом пипетки 30, и второй конец, который соединен со связным интерфейсом компьютерного устройства. В примерном варианте связной интерфейс пипетки 30 удовлетворяет стандартам Института Инженеров Электротехники и Электроники (IEEE) 1394 mini. В примерном варианте связной интерфейс компьютерного устройства может быть типа RS 232, который предназначен для приема соединителя с Универсальной Последовательной Шиной (USB). В альтернативном варианте связной интерфейс пипетки 30 и/или связной интерфейс компьютерного устройства может быть Этернет интерфейс.The wired connection may include a first end that is connected to the communication interface of the pipette 30, and a second end, which is connected to the communication interface of the computer device. In an exemplary embodiment, the connected interface of the pipette 30 meets the standards of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 1394 mini. In an exemplary embodiment, the communication interface of the computer device may be oftype RS 232, which is designed to receive a connector with a Universal Serial Bus (USB). Alternatively, the communication interface of the pipette 30 and / or the communication interface of the computer device may be an Internet interface.

Беспроводные связные интерфейсы могут связывать устройства на различных расстояниях от коротких до длинных. Пипетка 30 и компьютерное устройство могут поддерживать обработку для передачи и приема беспроводного сигнала. Беспроводной сигнал может, например, использовать стандарт IEEE 802.11™, используя любую версию 802.11а, 802.11b, 802.1f или 802.11g. Кроме того, беспроводной сигнал может, например, использовать стандарт Bluetooth, последней версией которого является IEEE 802.15.1. Спецификации IEEE 802.11™ определяют беспроводные стандарты для Беспроводной Локальной Сети (WLANs), которые обеспечивают интерфейс "через воздух" между беспроводным клиентом и базовой станцией или точкой доступа, а также среди других беспроводных клиентов. Рабочая Группа IEEE 802.15 обеспечивает стандарты для Беспроводных Персональных Сетей низкой сложности и низкого потребления мощности, таких, которые поддерживаются Bluetooth спецификацией.Wireless communication interfaces can communicate devices over short to long distances. The pipette 30 and the computer device may support processing for transmitting and receiving a wireless signal. A wireless signal can, for example, use the IEEE 802.11 ™ standard using any version of 802.11a, 802.11b, 802.1f or 802.11g. In addition, a wireless signal can, for example, use the Bluetooth standard, the latest version of which is IEEE 802.15.1. The IEEE 802.11 ™ specifications define wireless standards for Wireless Local Area Networks (WLANs) that provide an air-to-air interface between a wireless client and a base station or access point, as well as among other wireless clients. The IEEE 802.15 Working Group provides standards for Low Complexity and Low Power Consumption Wireless Personal Networks, such as those supported by the Bluetooth specification.

На фиг.3 показано поперечное сечение пипетки 200 без электропривода в примерном варианте. Составные части и подсистемы пипетки 200 включают, но этим не ограничиваются, приспособление 202 для выбора объема, кожух 204, приводной механизм 206 поршня, поршневой узел 208, держатель 210 наконечника, батарею 212, механизм 214 сбрасывания наконечника, дисплей 216, управляющую электронную схему 218 и индикатор 256 типа наконечника. Некоторые из этих составных частей и подсистем известны специалистам и потому здесь не обсуждаются в деталях. Приспособление 202 включает рукоятку 220 и регулировочный винт 222. Вращение рукоятки 220 вызывает перемещение регулировочного винта 222 вперед и назад в продольном направлении А-А, изменяя, таким образом, требуемый для забора или выдачи объем.Figure 3 shows a cross section of apipette 200 without an electric drive in an exemplary embodiment. The components and subsystems of thepipette 200 include, but are not limited to, avolume selector 202, ahousing 204, apiston drive mechanism 206, apiston assembly 208, atip holder 210, abattery 212, atip reset mechanism 214, adisplay 216, anelectronic control circuit 218 and atip type indicator 256. Some of these components and subsystems are known to those skilled in the art and are therefore not discussed in detail here. Thetool 202 includes ahandle 220 and an adjustingscrew 222. The rotation of thehandle 220 causes the adjustingscrew 222 to move forward and backward in the longitudinal direction AA, thereby changing the volume required for collection or delivery.

Кожух 204 выполнен из цельного куска материала. В примерном варианте материалом является пластмасса. Кожух 204 обычно является полым и служит базой позиционирования для других составных частей пипетки 200. Например, положение регулировочного винта 222 регулируется по отношению к кожуху 204 и управляет установкой требуемого объема жидкости, который нужно регулировать. Таким образом, многие составные части пипетки прямо или косвенно крепятся к кожуху 204. Кожух 204 включает, но не ограничивается этим, окно, через которое виден дисплей 216. Окно может быть выполнено из стекла или прозрачного пластика. Кожух 204 создает захват для пользователя, чтобы держать пипетку 200, и, таким образом, является одной из частей пипетки, которая вступает в прямой контакт с рукой пользователя при работе с пипеткой.Thecasing 204 is made of a single piece of material. In an exemplary embodiment, the material is plastic. Thecasing 204 is typically hollow and serves as a positioning base for the other components of thepipette 200. For example, the position of the adjustingscrew 222 is adjusted relative to thecasing 204 and controls the setting of the desired volume of fluid to be adjusted. Thus, many component parts of the pipette are directly or indirectly attached to thecase 204. Thecase 204 includes, but is not limited to, a window through which thedisplay 216 is visible. The window can be made of glass or transparent plastic. Thecasing 204 creates a grip for the user to hold thepipette 200, and thus is one part of the pipette that comes into direct contact with the user's hand when operating the pipette.

Механизм 206 вызывает забор и выдачу требуемого объема жидкости через держатель 210 посредством перемещения штока 224 поршня внутри узла 208 вдоль продольной оси А-А. Перемещение штока поршня создает смещение воздуха, которое набирает или выпускает жидкость в держатель 210 или из него. Механизм 206 может включать, но не ограничивается этим, управляющий шток 226, наконечник 228 управляющего штока, опору 230 управляющего штока, корпус 232, рукоятку 234 крепления держателя наконечника. Механизм 206 может быть с возможностью отсоединения установлен внутри кожуха 204 пипетки 200, так что управляющий шток 226 проходит вдоль продольной оси А-А. В примерном варианте выполнения рукоятка 254 крепится к рукоятке 234, фиксируя внутренние части пипетки 200.Themechanism 206 causes the intake and delivery of the required volume of fluid through theholder 210 by moving thepiston rod 224 inside theassembly 208 along the longitudinal axis AA. The movement of the piston rod creates an air displacement that draws or releases fluid into or out of theholder 210. Themechanism 206 may include, but is not limited to, acontrol rod 226, acontrol rod tip 228, acontrol rod support 230, ahousing 232, a tipholder attachment handle 234. Themechanism 206 may be detachably mounted inside thehousing 204 of thepipette 200, so that thecontrol rod 226 extends along the longitudinal axis AA. In an exemplary embodiment, thehandle 254 is attached to thehandle 234, fixing the inside of thepipette 200.

Поворот рукоятки 220 вызывает поступательное перемещение управляющего штока 226. Наконечник 228 крепится к концу управляющего штока 226 напротив рукоятки 220. Например, наконечник 228 может навинчиваться на управляющий шток 226 или ввинчиваться в него. Опора 230 поддерживает смещение управляющего штока 226 вдоль продольной оси А-А. Корпус 232 крепится к опоре 230 и охватывает часть управляющего штока 226 и наконечник 228, которые выходят за опору 230, образуя гнездо.The rotation of thehandle 220 causes the translational movement of thecontrol rod 226. Thetip 228 is attached to the end of thecontrol rod 226 opposite thehandle 220. For example, thetip 228 can be screwed onto or screwed into thecontrol rod 226. Thesupport 230 supports the displacement of thecontrol rod 226 along the longitudinal axis AA. Thehousing 232 is attached to thesupport 230 and covers part of thecontrol rod 226 and thetip 228, which extend beyond thesupport 230, forming a socket.

Узел 208 включает, но не ограничивается этим, головку 236 поршня, шток 224 поршня, корпус 240 поршня, возвратную пружину 242 поршня и направляющую 244 пружины. Головка 236 поршня может быть круглым диском, выполненным из металла или пластмассы. Головка 236 поршня имеет первую поверхность 246. Шток 224 крепится к головке 236 и проходит в целом в перпендикулярном направлении с противоположной стороны от первой поверхности 246 головки 236 поршня. Шток 224 поршня имеет в целом цилиндрическую форму.Theassembly 208 includes, but is not limited to, apiston head 236, apiston rod 224, apiston body 240, apiston return spring 242, and aspring guide 244. Thepiston head 236 may be a circular disc made of metal or plastic. Thepiston head 236 has afirst surface 246. Thestem 224 is attached to thehead 236 and extends generally in a perpendicular direction from the opposite side from thefirst surface 246 of thepiston head 236. Thepiston rod 224 has a generally cylindrical shape.

Корпус 240 поршня крепится к головке 236 поршня, проходит в целом в перпендикулярном направлении с противоположной стороны от первой поверхности 246 головки 236 поршня и охватывает шток 224. Корпус 240 имеет в целом цилиндрическую форму и может включать одну или несколько конических частей. Возвратная пружина 242 крепится к корпусу 240 и проходит в целом в перпендикулярном направлении с противоположной стороны от первой поверхности 246 головки 236 поршня вдоль продольной оси А-А. В примерном варианте выполнения пружина 242 поршня скользит по корпусу 240 поршня и удерживается на месте силами трения между пружиной 242 и частью корпуса 240, прилегающей к головке 236 поршня. В собранном состоянии узел 208 скользит в корпусе 232 механизма 206, как показано на фиг.3.Thepiston body 240 is attached to thepiston head 236, extends generally in a perpendicular direction on the opposite side from thefirst surface 246 of thepiston head 236, and encompasses thestem 224. Thebody 240 has a generally cylindrical shape and may include one or more conical parts. Thereturn spring 242 is attached to thehousing 240 and extends generally in a perpendicular direction from the opposite side from thefirst surface 246 of thepiston head 236 along the longitudinal axis AA. In an exemplary embodiment, thepiston spring 242 slides along thepiston housing 240 and is held in place by frictional forces between thespring 242 and a portion of thehousing 240 adjacent to thepiston head 236. In the assembled state, theassembly 208 slides in thehousing 232 of themechanism 206, as shown in FIG.

Как показано на фиг.2 для примерного варианта выполнения, держатель 210 включает, но не ограничивается этим, верхнюю трубку 248, нижнюю трубку 250 и уплотнительное кольцо 252. Нижняя трубка 250 крепится к верхней трубке 248. Например, нижняя трубка 250 может включать конец с резьбой, который завинчивается в дополняющую резьбовую поверхность верхней трубки 248. Верхняя трубка 248 и нижняя трубка 250 могут включать одну или несколько конических частей. Кольцо 252 расположено в выемке, находящейся между верхней трубкой и нижней трубкой 250 и обеспечивает водонепроницаемое соединение между штоком 224 и нижней трубкой 250. По держателю 210 скользит гайка 254 крепления трубок, которая прижимается к узлу 208, таким образом фиксируя держатель 210 относительно кожуха 204 и механизма 206.As shown in FIG. 2 for an exemplary embodiment, theholder 210 includes, but is not limited to, anupper tube 248, alower tube 250, and an o-ring 252. Thelower tube 250 is attached to theupper tube 248. For example, thelower tube 250 may include an end with a thread that is screwed into the complementary threaded surface of theupper tube 248. Theupper tube 248 and thelower tube 250 may include one or more conical parts. Thering 252 is located in a recess located between the upper tube and thelower tube 250 and provides a watertight connection between thestem 224 and thelower tube 250. Anut 254 of the tube fastener slides along theholder 210, which is pressed against theassembly 208, thereby fixing theholder 210 relative to thecasing 204 andmechanism 206.

Наконечник 228 контактирует с первой поверхностью 246 узла 208 внутри корпуса 232 механизма 206. При выпуске жидкости механизм 206 за счет смещения наконечника 228 вдоль продольной оси А-А толкает узел 208 от механизма 206 в точке, где наконечник 228 управляющего штока контактирует с первой поверхностью 246. Возвратная пружина 242 давит на направляющую 244 пружины, удерживаемую на месте гайкой 254. При заборе жидкости механизм 206 перемещает наконечник 228 в направлении механизма 206. Несмотря на смещение, первая поверхность 246 остается в контакте с наконечником 228 в результате действия сжимающей силы пружины 242.Thetip 228 contacts thefirst surface 246 of theassembly 208 inside thebody 232 of themechanism 206. When the fluid is discharged, themechanism 206 displaces thetip 228 along the longitudinal axis AA pushes theassembly 208 from themechanism 206 at the point where the tip of thecontrol rod 228 contacts thefirst surface 246 Thereturn spring 242 presses on thespring guide 244 held in place by thenut 254. When the fluid is drawn, themechanism 206 moves thetip 228 in the direction of themechanism 206. Despite the displacement, thefirst surface 246 remains in contact with thetip 228 as a result of the compressive force of thespring 242.

Механизм 214 сбрасывания наконечника сталкивает наконечник 130 с впускного и выпускного конца пипетки 30, исключая возможное загрязнение проб, таким же образом, как описано выше применительно к фиг.2 и 3. Дисплей 216 выдает информацию пользователю пипетки. Например, требуемый объем, выбранный пользователем посредством поворота рукоятки 220, может быть показан на дисплее 216. Схема 218 включает, но не ограничивается этим, процессор, блок памяти, синхронизатор и другую связанную с этим электронику (не показаны), чтобы управлять дисплеем 216 и регулированием пипетки 200. Батарея обеспечивает энергией, например, дисплей 216 и схему 218.Thetip dropping mechanism 214 pushes thetip 130 from the inlet and outlet ends of the pipette 30, eliminating possible contamination of the samples, in the same manner as described above with respect to FIGS. 2 and 3. Thedisplay 216 provides information to the pipette user. For example, the desired volume selected by the user by turning theknob 220 may be shown on thedisplay 216. Thecircuit 218 includes, but is not limited to, a processor, a memory unit, a synchronizer, and other related electronics (not shown) to control thedisplay 216 and by adjusting thepipette 200. The battery provides energy, for example, adisplay 216 andcircuit 218.

На фиг.4 пипетка 200 во время процесса калибровки соединена с калибровочным устройством 260 соединительным кабелем 262. Кабель 262 присоединяется к пипетке через разъем 264, обеспечивая прямое поступление данных от устройства 260 в блок памяти пипетки. Например, разъем 264 может быть соединителем типа RS 232. В альтернативном варианте пипетка 30 может использоваться подобным образом.4, thepipette 200 is connected to thecalibration device 260 with a connectingcable 262 during the calibration process.Cable 262 is connected to the pipette through aconnector 264, allowing direct data fromdevice 260 to be transferred to the pipette memory. For example,connector 264 may be anRS 232 type connector. Alternatively, pipette 30 may be used in a similar manner.

На фиг.5 показана блок-схема примерных операций процесса калибровки при использовании пипетки 200, показанной на фиг.4. В операции 278 определяют вес пустой пипетки 200 с использованием устройства 260. В операции 280 пользователь выбирает калибровочный объем, который нужно регулировать в пипетке 200. В операции 282 пользователь набирает требуемый объем, используя пипетку 200. В операции 284 с использованием устройства 260 измеряют вес пипетки, включая набранную жидкость. В операции 286 рассчитывают истинный объем, набранный в пипетку, исходя из разницы между весом пипетки 200 после набора и весом пустой пипетки 200 и физических характеристик набранной жидкости, известных специалистам. В операции 288 рассчитанный истинный объем, набранный в пипетку, посылают в пипетку 200, где он хранится вместе с калибровочным объемом в блоке памяти. Например, калибровочный объем и измеренный истинный объем, набранный в пипетку, могут храниться в базе данных или в таблице, как известно специалистам. В операции 290 проводят проверку, нужно ли еще набрать дополнительный калибровочный объем. Если ответ на вопрос будет положительный, операции 280-288 повторяют для набора дополнительного калибровочного объема. В альтернативном варианте выполнения вес пустой пипетки может быть рассчитан для каждого дополнительного калибровочного объема. В операции 292 определяют характеристику объема, которая характеризует разницу в количестве регулируемой жидкости как функции калибровочного объема или объемов, если используются дополнительные калибровочные объемы.FIG. 5 is a flowchart of exemplary operations of a calibration process using thepipette 200 shown in FIG. 4. In step 278, the weight of theempty pipette 200 is determined using thedevice 260. In step 280, the user selects the calibration volume to be adjusted in thepipette 200. In step 282, the user collects the desired volume using thepipette 200. In step 284, the weight of the pipette is measured using thedevice 260. including accumulated fluid. In operation 286, the true volume drawn into the pipette is calculated based on the difference between the weight of thepipette 200 after collection and the weight of theempty pipette 200 and the physical characteristics of the collected fluid known to those skilled in the art. In operation 288, the calculated true volume collected in the pipette is sent to thepipette 200, where it is stored with the calibration volume in the memory unit. For example, the calibration volume and the measured true volume drawn into the pipette can be stored in a database or in a table, as is known to those skilled in the art. Atoperation 290, a check is made to see whether additional calibration volume is still to be gained. If the answer to the question is yes, operations 280-288 are repeated for a set of additional calibration volume. In an alternative embodiment, the weight of the empty pipette can be calculated for each additional calibration volume. In operation 292, a volume characteristic is determined that characterizes the difference in the amount of the controlled fluid as a function of the calibration volume or volumes if additional calibration volumes are used.

На фиг.6 показаны идеальная кривая 294 и кривая 296 измерений. Идеальная кривая 294 показывает идеальную пипетку, которая набирает в точности калибровочный объем. Кривая 296 показывает действительную зависимость для пипетки. Разница между кривой 294 и кривой 296 представляет ошибку регулирования. Например, во время процесса калибровки, описанного на фиг.5, выбраны три калибровочных объема А, В и С. На основе калибровочного объема А во время процесса калибровки измеряют действительный объем A_а. Ошибка 298 регулирования представляет собой разность между калибровочным объемом А и действительным объемом A_а, или A_а-А. Подобным же образом ошибка 300 регулирования является разностью между калибровочным объемом В и действительным объемом B_а, или B_а-B. Аналогично ошибка 302 регулирования является разностью между калибровочным объемом С и действительным объемом С_а, или C_а-С.6 shows anideal curve 294 and ameasurement curve 296.Ideal Curve 294 shows an ideal pipette that gains accuracy in calibration volume.Curve 296 shows the actual relationship for the pipette. The difference betweencurve 294 andcurve 296 represents a control error. For example, during the calibration process described in Figure 5, selected three calibration amount A, B and C. Based on the gauge amount A during the calibration process is measured_as actual volume A. Theadjustment error 298 is the difference between the calibration volume A and the actual volume A_a , or A_a -A. Similarly, thecontrol error 300 is the difference between the calibration volume B and the actual volume B_a , or B_a- B. Similarly, theregulation error 302 is the difference between the calibration volume C and the actual volume C_a , or C_a -C.

Калибровочный объем, например А, и соответствующий действительный набранный объем A_а определяют точку калибровочных данных. Чем больше точек калибровочных данных используется во время процесса калибровки, тем более точная аппроксимация к кривой 296 измерений может быть рассчитана. Как известно специалистам в области моделирования, могут использоваться различные способы аппроксимации кривой 296, использующие данные калибровки, которые включают калибровочный объем и ошибку регулирования, или действительный набранный объем. Характеристика объема может быть определена с использованием любого из этих способов, чтобы определить кривую 296 измерений для объемов, отличных от калибровочного объема.A calibration volume, for example A, and the corresponding actual accumulated volume A_a determine the point of the calibration data. The more points of the calibration data used during the calibration process, the more accurate approximation to themeasurement curve 296 can be calculated. As is known to those skilled in the art of modeling, various methods ofapproximating curve 296 may be used using calibration data that includes calibration volume and control error, or actual accumulated volume. A volume characteristic can be determined using any of these methods to determine ameasurement curve 296 for volumes other than the calibration volume.

Например, чтобы обеспечить наилучшее приближение к системе точек данных, могут использоваться различные алгоритмы приближения кривых. Результатом алгоритма приближения кривой является уравнение. Например, для аппроксимации кривой измерений, использующей данные калибровки в точках А, В и С, можно использовать полином n-го порядка. Таким образом, с использованием данных калибровки в одной или более точках определяется характеристика объема. Например, характеристика объема может представлять собой уравнение, полученное с использованием алгоритма приближения кривой. Если одно уравнение не является адекватным, чтобы моделировать кривую 296, могут быть получены дополнительные уравнения, чтобы определить кривую для требуемого набранного объема в промежутке между калибровочными объемами. Например, основываясь на кривой 296, для объемов, превышающих В, может быть подходящим линейное уравнение. Но для объемов меньших, чем В, кривая 296 может лучше аппроксимироваться полиномом. В этом случае характеристика объемов включает два уравнения.For example, to provide the best fit to a data point system, various curve fitting algorithms can be used. The result of the curve approximation algorithm is an equation. For example, to approximate a measurement curve using calibration data at points A, B, and C, an nth-order polynomial can be used. Thus, using calibration data at one or more points, a volume characteristic is determined. For example, a volume characteristic may be an equation obtained using a curve approximation algorithm. If one equation is not adequate to simulatecurve 296, additional equations can be obtained to determine the curve for the desired accumulated volume between the calibration volumes. For example, based oncurve 296, a linear equation may be suitable for volumes greater than B. But for volumes smaller than B,curve 296 can be better approximated by a polynomial. In this case, the characteristic of volumes includes two equations.

В качестве альтернативы характеристикой объема может быть таблица, которая содержит множество данных в точках калибровки. Определение действительного набранного объема осуществляется интерполяцией данных между точками калибровки или экстраполяцией данных от точки калибровки, используя найденное ранее уравнение. В качестве другой альтернативы в таблицу может быть включено уравнение, которое используется для интерполяции и/или экстраполяции данных от точки калибровки. Данные могут быть сведены в таблицу, как это известно специалистам. Таблица может быть в любой форме, включая, но не ограничиваясь этим, файл и базу данных. На фиг.7 в качестве примерного пояснения показана таблица 304, представляющая ошибку регулирования как функцию калибровочных объемов А, В и С. Любая из двух или обе величины - действительный набранный объем и ошибка регулирования - могут быть помещены в таблице 295.Alternatively, a volume characteristic may be a table that contains a plurality of data at calibration points. The actual accumulated volume is determined by interpolating the data between the calibration points or extrapolating the data from the calibration point using the equation found earlier. As another alternative, an equation may be included in the table that is used to interpolate and / or extrapolate data from the calibration point. The data may be tabulated as is known to those skilled in the art. A table can be in any form, including, but not limited to, a file and a database. 7, an exemplary explanation is shown in table 304, which represents a control error as a function of calibration volumes A, B, and C. Any of two or both values — actual accumulated volume and control error — can be placed in table 295.

В альтернативном случае в таблице 306 на фиг.8 включены показатель уравнения и сопутствующие константы для использования в уравнении. Например, показатель 1 уравнения указывает на линейное уравнение, в котором используется только "Константа 1" для описания кривой 296 измерений между каждым калибровочным объемом. Показатель 3 уравнения указывает на второй порядок полиномиального уравнения, в котором для описания кривой 296 между каждым калибровочным объемом используется "Константа 1", "Константа 2" и "Константа 3". Таким образом, уравнение 2,7+0,5А+0,01А²определяет корректировочный объем для требуемого объема, меньшего чем А. Уравнение 4,6-1,6А определяет корректировочный объем для требуемого объема, большего чем А и меньшего чем В. Уравнение 2,9+8,9А определяет корректировочный объем для требуемого объема, большего чем В.Alternatively, an equation metric and associated constants for use in the equation are included in table 306 of FIG. 8. For example,equation score 1 indicates a linear equation that uses only “Constant 1” to describe ameasurement curve 296 between each calibration volume. Theexponent 3 of the equation indicates a second order polynomial equation, in which "Constant 1", "Constant 2" and "Constant 3" are used to describecurve 296 between each calibration volume. Thus, equation 2.7 + 0.5A + 0.01A² determines the correction volume for the required volume less than A. Equation 4.6-1.6A determines the correction volume for the required volume larger than A and less than B. Equation 2.9 + 8.9A determines the correction volume for the required volume greater than B.

В примерном варианте выполнения для определения характеристики объема используются, по меньшей мере, два калибровочных объема. Предпочтительно один из двух калибровочных объемов является минимальным рабочим объемом пипетки, а другой является максимальным рабочим объемом пипетки. Калибровка, использующая максимальный объем пипетки, позволяет максимально учесть механические погрешности, в частности смещение траектории винта и диаметр поршня, и вес жидкости в держателе наконечника. Калибровка, использующая минимальный объем пипетки, позволяет максимально учесть механические погрешности и явление капиллярности. Повышенная точность может быть получена путем использования дополнительных калибровочных объемов. Как только что отмечено, для определения корректировочного объема, соответствующего требуемому объему, который не равен одному или более калибровочному объему во время работы пипетки, могут использоваться различные методы интерполяции, известные специалистам.In an exemplary embodiment, at least two calibration volumes are used to determine volume characteristics. Preferably, one of the two calibration volumes is the minimum pipette working volume, and the other is the maximum pipette working volume. Calibration using the maximum pipette volume allows for maximum consideration of mechanical errors, in particular displacement of the screw path and piston diameter, and the weight of the fluid in the tip holder. Calibration using the minimum pipette volume allows for maximum consideration of mechanical errors and the capillarity phenomenon. Increased accuracy can be obtained by using additional calibration volumes. As just noted, various interpolation methods known to those skilled in the art can be used to determine a correction volume corresponding to a desired volume that is not equal to one or more calibration volumes during operation of the pipette.

Одно или несколько уравнений и/или таблиц можно использовать для определения характеристики объема, основанной на дополнительных физических параметрах пипетки. Например, первое уравнение и/или таблица могут быть определены на основе типа пипетки. Второе уравнение и/или таблица могут быть определены для конкретной пипетки, потому что действительный измеренный объем может отличаться из-за допусков при изготовлении, благодаря которым составные части отличаются от пипетки к пипетке во время процесса изготовления.One or more equations and / or tables can be used to determine volume characteristics based on additional physical parameters of the pipette. For example, the first equation and / or table may be determined based on the type of pipette. The second equation and / or table can be defined for a particular pipette, because the actual measured volume may differ due to manufacturing tolerances, due to which the components are different from pipette to pipette during the manufacturing process.

Как дополнительный пример, кривая 296 может измениться, когда пипетка работает при различной окружающей температуре. На фиг.9 показаны в качестве примера три кривые измерений. Например, кривая 308 получена при окружающей температуре 10°С. Кривая 310 определена при окружающей температуре 20°С. Кривая 312 определена при окружающей температуре 25°С. В результате разные уравнения или системы уравнений могут использоваться для определения каждой из кривых 308, 310 и 312. Таким образом, для определения корректировочного объема характеристика объема использует этот параметр и требуемый объем. Как известно специалистам, могут использоваться различные методы интерполяции между многими кривыми. Так, параметр, представляющий текущее физическое состояние в пипетке, может использоваться для дальнейшего определения характеристики объема пипетки, таким образом корректируя дополнительные источники изменений в набранном объеме.As an additional example,curve 296 may change when the pipette is operating at different ambient temperatures. Figure 9 shows as an example three measurement curves. For example,curve 308 is obtained at an ambient temperature of 10 °C. Curve 310 is determined at an ambient temperature of 20 °C. Curve 312 is determined at an ambient temperature of 25 ° C. As a result, different equations or systems of equations can be used to determine each of thecurves 308, 310, and 312. Thus, the volume characteristic uses this parameter and the required volume to determine the correction volume. As is known to those skilled in the art, various interpolation methods between many curves may be used. So, a parameter representing the current physical state in the pipette can be used to further determine the characteristics of the pipette volume, thus adjusting additional sources of changes in the volume collected.

Параметры включают, но этим не ограничиваются, тип наконечника, используемый в пипетке, температуру воздуха в пипетке, температуру части пипетки, атмосферное давление в пипетке, давление в полости пипетки, влажность атмосферы в пипетке и вязкость жидкости, которую нужно регулировать. Индикатор 256 типа наконечника пипетки может использоваться пользователем пипетки, чтобы выбрать тип наконечника, помещенного на держатель 210. Наконечники, имеющие различные размеры и форму, могут давать различные измеренные кривые. Таким образом, тип наконечника, присоединенного к держателю наконечника, может изменить характеристику объема. Кроме того, для определения параметра, используемого с характеристикой объема для расчета корректировочного объема, на основе температуры атмосферы в пипетке, температуры части пипетки, атмосферного давления в пипетке, давления в полости пипетки и влажности атмосферы в пипетке, может использоваться один или более датчиков, смонтированных на пипетке (как показано на фиг.11-16). Датчик или индикатор дополнительно могут показывать тип жидкости, которую нужно регулировать. В этом случае характеристика объема включает коррекцию для выбранной жидкости, основанную, главным образом, на вязкости жидкости.Parameters include, but are not limited to, the type of tip used in the pipette, the temperature of the air in the pipette, the temperature of the pipette part, the atmospheric pressure in the pipette, the pressure in the pipette cavity, the humidity of the atmosphere in the pipette, and the viscosity of the fluid to be controlled. The pipettetip type indicator 256 can be used by the pipette user to select the type of tip placed on theholder 210. The tips having different sizes and shapes can give different measured curves. Thus, the type of tip attached to the tip holder can change the volume characteristic. In addition, to determine the parameter used with the volume characteristic to calculate the correction volume, based on the temperature of the atmosphere in the pipette, the temperature of part of the pipette, the atmospheric pressure in the pipette, the pressure in the cavity of the pipette and the humidity of the atmosphere in the pipette, one or more sensors mounted on a pipette (as shown in FIGS. 11-16). The sensor or indicator may additionally indicate the type of fluid to be regulated. In this case, the volume characteristic includes a correction for the selected liquid, based mainly on the viscosity of the liquid.

В целом, характеристика объема, определенная с использованием параметров, измеренных датчиком, есть ошибка регулирования С, то есть определенное заранее математическое уравнение, выполняемое процессором и учитывающее измеренный параметр для атмосферного давления, для окружающей температуры и для атмосферной влажности. В примерном варианте С может быть вычислено как С=a*B+m, где В представляет собой требуемый объем, а "а" и "m" являются заданными корректировочными значениями. Значение "m" может быть нулем. Параметр "а" может быть определен выражениемIn general, the volume characteristic determined using the parameters measured by the sensor is a control error C, that is, a mathematical equation determined in advance by the processor and taking into account the measured parameter for atmospheric pressure, for ambient temperature, and for atmospheric humidity. In an exemplary embodiment, C may be calculated as C = a * B + m, where B is the desired volume, and “a” and “m” are predetermined correction values. The value of "m" may be zero. The parameter "a" can be defined by the expression

a=(1-D_atm/e)/(D_i-D_atm),a = (1-D_atm / e) / (D_i -D_atm ),

где D_i и D_atm являются значениями плотности регулируемой жидкости и воздуха соответственно и "е" является константой.where D_i and D_atm are the values of the density of the regulated fluid and air, respectively, and "e" is a constant.

Плотность D_i рассчитывают из заданного математического выражения, включающего температуру, измеренную датчиком окружающей температуры. В данном примере D_i=g/f(T_i), где g является константой, T_i является измеренной температурой, a f(T_i) является заданной полиномиальной функцией. Например,The density D_{i is} calculated from a given mathematical expression including the temperature measured by the ambient temperature sensor. In this example, D_i = g / f (T_i ), where g is a constant, T_i is the measured temperature, af (T_i ) is a given polynomial function. For example,

D_i=1000/(999,87-0,06426 T_i+0,0085045 Т_i ²-0,0000679Т_i ³).D_i = 1000 / (999.87-0.06426 T_i +0.0085045 T_i² -0.0000679T_i³ ).

В этом уравнении T_i выражается в градусах Цельсия, a D_i - в килограммах на метр кубический.In this equation, T_i is expressed in degrees Celsius, and D_i in kilograms per cubic meter.

Таким же образом, D_atm рассчитывают из заданного математического выражения, включающего переменное атмосферное давление, окружающую температуру и атмосферную влажность, которые измеряются датчиками. В этом примереIn the same way, D_{atm is} calculated from a given mathematical expression, including variable atmospheric pressure, ambient temperature and atmospheric humidity, which are measured by sensors. In this example

D_atm=45 P_atm/(12908(T_i+273,15))+(T_i-0,02 H)1000,D_atm = 45 P_atm / (12908 (T_i +273.15)) + (T_i -0.02 H) 1000,

где P_atm есть давление в паскалях и Н есть процент влажности. Например, Н есть 0,4 для 40% влажности.where P_atm is the pressure in pascals and H is the percentage of moisture. For example, H is 0.4 for 40% humidity.

На фиг.10 показаны примерные операции процедуры корректировки регулирования жидкости в пипетке во время использования, основанные на характеристике объема, определенной во время процесса калибровки. В операции 320 пользователь выбирает требуемый объем для регулировки с использованием пипетки. В операции 322 определяют параметр, представляющий текущее физическое состояние в пипетке. С использованием характеристики объема, хранящейся в блоке памяти пипетки, в операции 324 с использованием процессора рассчитывают корректировочный объем. Характеристика объема определяет отличие количества жидкости, которую нужно регулировать, как функцию требуемого объема и/или параметра. Таким образом, корректировочный объем представляет отличие количества жидкости, которую нужно регулировать, как функцию требуемого объема и/или параметра. В операции 326 требуемый объем может быть представлен пользователю на дисплее.Figure 10 shows exemplary operations of the adjustment procedure for regulating the fluid in the pipette during use, based on the volume characteristic determined during the calibration process. In operation 320, the user selects the desired volume for adjustment using a pipette. In operation 322, a parameter representing the current physical state in the pipette is determined. Using the characteristics of the volume stored in the pipette memory, in 324 using the processor, the correction volume is calculated. The volume characteristic determines the difference in the amount of liquid that needs to be regulated as a function of the required volume and / or parameter. Thus, the correction volume represents the difference in the amount of liquid that needs to be adjusted as a function of the required volume and / or parameter. In operation 326, the desired volume can be presented to the user on the display.

В операции 328 корректировочный объем представляется на дисплее пользователю. Корректировочный объем может быть действительным набранным объемом или может быть ошибкой регулирования при требуемом объеме, основанной, например, на интерполяции уравнения между двумя точками калибровки, которые ограничивают требуемый объем. В операции 330 пользователь может выбрать новый требуемый объем, основываясь на показанном на дисплее корректировочном объеме. Например, если пипетка без электропривода, дисплей может показывать корректировочный объем и требуемый объем. В ответ пользователь выбирает новый требуемый объем, до тех пор пока корректировочный объем не совпадет с требуемым объемом в пределах точности, требуемой пользователем.In operation 328, the correction amount is displayed to the user. The correction volume may be the actual accumulated volume, or it may be an adjustment error for the required volume, based, for example, on the interpolation of the equation between two calibration points that limit the required volume. In operation 330, the user can select the new desired volume based on the correction volume shown on the display. For example, if the pipette is without an electric drive, the display may show the correction volume and the required volume. In response, the user selects the new required volume until the correction volume coincides with the required volume within the accuracy required by the user.

В альтернативном варианте выполнения корректировочный объем отображается на дисплее как требуемый объем, так что процесс корректировки пипетки, основанный на требуемом объеме и параметре, является прозрачным для пользователя. Так, например, используя пипетку 20 с электроприводом, процессор может автоматически корректировать положение управляющего штока для включения ошибки регулирования. Дисплей отображает требуемый объем, который также является корректировочным объемом, потому что процессор регулирует положение управляющего штока, чтобы регулировать требуемый объем, включая эффекты физического состояния пипетки 20 и требуемого объема. Так, в режиме работы, характеризующемся автоматической коррекцией дисплея, отображение на дисплее требуемого объема автоматически включает коррекцию. Изображение на дисплее изменяется вместе с физическими условиями в пипетке, и пользователь не должен выполнять никаких регулировок.In an alternative embodiment, the correction volume is displayed on the display as the desired volume, so that the pipette adjustment process based on the desired volume and parameter is transparent to the user. So, for example, using an electric drive pipette 20, the processor can automatically adjust the position of the control rod to include a control error. The display shows the required volume, which is also the correction volume, because the processor adjusts the position of the control rod to adjust the required volume, including the effects of the physical state of the pipette 20 and the required volume. So, in the mode of operation, characterized by automatic correction of the display, the display on the display of the required volume automatically includes correction. The image on the display changes along with the physical conditions in the dropper, and the user does not have to make any adjustments.

Индикатор выше/ниже может отображаться пользователю пипетки при операции 332. Индикатор выше/ниже показывает, является ли ошибка регулирования положительной или отрицательной. Индикатор выше/ниже может иметь знак минус, если есть риск недостаточной дозировки, когда действительный объем выше, чем калибровочный объем, или знак плюс, если есть риск избыточной дозировки, когда действительный объем ниже, чем калибровочный объем. В сущности, три вида информации могут быть предоставлены пользователю на дисплее в пипетке: требуемый объем, корректировочный объем и индикатор выше/ниже. Корректировочный объем может быть ошибкой регулирования или может быть действительным объемом. Используя эту информацию, пользователь может регулировать требуемый объем до тех пор, пока индикатор выше/ниже не покажет ни положительной, ни отрицательной эквивалентности между требуемым объемом и корректировочным объемом в пределах точности ошибки. В альтернативном варианте выполнения индикатор выше/ниже не отображается в пипетке.An indicator above / below can be displayed to the pipette user in operation 332. An indicator above / below indicates whether the control error is positive or negative. The indicator above / below may have a minus sign if there is a risk of insufficient dosage when the actual volume is higher than the calibration volume, or a plus sign if there is a risk of excessive dosage when the actual volume is lower than the calibration volume. In essence, three types of information can be provided to the user on the display in the pipette: the required volume, the correction volume and the indicator above / below. The correction volume may be a regulatory error or may be the actual volume. Using this information, the user can adjust the required volume until the indicator above / below shows neither positive nor negative equivalence between the required volume and the correction volume within the error accuracy. In an alternative embodiment, the indicator above / below is not displayed in the pipette.

В другом альтернативном варианте выполнения использование процедуры корректировки объема, который нужно регулировать, предоставляется на выбор пользователю. Так, пользователь может выбрать команду процессору не включать значения коррекции, когда пользователь отмеряет жидкость, используя пипетку. В другом альтернативном варианте выполнения процессор в пипетке может быть запрограммирован на выполнение корректировки, только когда коррекция больше, чем, например, значение точности. Определенные заранее значения точности могут быть выбраны, чтобы различать между обстоятельствами, которые включают значительную коррекцию, и теми, которые не включают таковой. Такие варианты выполнения максимизируют управление работой пипетки со стороны пользователя.In another alternative embodiment, the use of the volume adjustment procedure to be adjusted is left to the user to choose. So, the user can choose to instruct the processor not to include correction values when the user measures the liquid using a pipette. In another alternative embodiment, the pipetted processor can only be programmed to perform corrections when the corrections are greater than, for example, the accuracy value. Predefined accuracy values can be selected to distinguish between circumstances that include significant correction and those that do not include such. Such embodiments maximize user control of the pipette.

Процесс калибровки, показанный на фиг.5, и процедура использования, показанная на фиг.10, корректируют количество жидкости, регулируемой в пипетке, благодаря явлению капиллярности, возникающему при низком требуемом объеме, благодаря весу столба жидкости при большом требуемом объеме, благодаря несовершенству изготовления составных частей пипетки, благодаря типу наконечника пипетки и благодаря физическим условиям в пипетке, которые включают температуру воздуха в пипетке, температуру части пипетки, давление атмосферы в пипетке, давление внутри полости пипетки, влажность воздуха в пипетке, вязкость регулируемой жидкости. Например, когда пользователь работает с пипеткой долгое время, пипетка нагревается от контакта с рукой пользователя, так что работа пипетки изменяется из-за теплового расширения некоторых составных частей. На основе указанной процедуры, точность пипетки может поддерживаться, когда пипетка нагревается, и, в сущности, точность пипетки поддерживается в широком диапазоне рабочих условий пипетки. Пипетка может регулироваться автоматически. В альтернативном случае выведенный на дисплей корректировочный объем может указать пользователю на изменение, и пользователь может вручную регулировать пипетку. Так как пипетка корректируется после изготовления, требуемая точность изготовления пипетки может быть ослаблена. В результате изготовление пипетки может быть упрощено и требовать меньших затрат. Различные расширения механической системы, которые обычно вызывают погрешности в изменении объема проб, непосредственно влияющие на количество взятой пробы, также смягчаются. Могут быть включены последовательные коррекции, чтобы учесть многочисленные физические условия.The calibration process shown in FIG. 5 and the use procedure shown in FIG. 10 correct the amount of fluid controlled in the pipette due to the capillarity occurring at a low volume required, due to the weight of the liquid column at a large volume required, due to the imperfect manufacturing of the components parts of the pipette, due to the type of pipette tip and due to the physical conditions in the pipette, which include the temperature of the air in the pipette, the temperature of the pipette part, the pressure of the atmosphere in the pipette, the pressure in the inside of the pipette cavity, the humidity in the pipette, the viscosity of the controlled fluid. For example, when the user has been using the pipette for a long time, the pipette heats up from contact with the user's hand, so that the operation of the pipette changes due to thermal expansion of some components. Based on this procedure, pipette accuracy can be maintained when the pipette is heated, and, in essence, pipette accuracy is maintained over a wide range of pipette operating conditions. The pipette can be adjusted automatically. Alternatively, the correction volume displayed may indicate to the user a change, and the user may manually adjust the pipette. Since the pipette is adjusted after manufacture, the required accuracy of the manufacture of the pipette can be weakened. As a result, pipetting can be simplified and less costly. Various extensions of the mechanical system, which usually cause errors in the change in sample volume, directly affecting the amount of sample taken, are also mitigated. Sequential corrections may be included to account for multiple physical conditions.

На фиг.11-16 показаны примерные конфигурации датчиков, которые обеспечивают параметры для использования в качестве входных параметров для характеристики объема. На фиг.8 показан второй примерный вариант пипетки 200. Пипетка дополнительно включает температурный датчик 340, прикрепленный рядом с корпусом 232 механизма 206. Датчик 340 расположен с обеспечением измерения температуры части пипетки 200. В примерном варианте выполнения датчик 340 расположен близко к управляющему штоку 226, опоре 230 управляющего штока и схеме 218. Схема 218 может создавать тепло, которое может вызвать расширение некоторых составных частей механизма 206. Датчик 340 крепится близко к частям, наиболее подверженным тепловому расширению, таким образом, позволяя знать температуру механических составных частей, входящих в последовательность взятия проб. Датчик 340 связан электрическими соединительными проводами 342 со схемой 218, чтобы с помощью процессора регулировать температуру, измеренную датчиком.11-16, exemplary sensor configurations are provided that provide parameters for use as input parameters for a volume characteristic. Fig. 8 shows a second exemplary embodiment of thepipette 200. The pipette further includes atemperature sensor 340 attached next to thehousing 232 of themechanism 206. Thesensor 340 is arranged to measure the temperature of the portion of thepipette 200. In an exemplary embodiment, thesensor 340 is located close to thecontrol rod 226, thesupport rod 230 of the control rod and thecircuit 218. Thecircuit 218 can create heat that can cause the expansion of some components of themechanism 206. Thesensor 340 is mounted close to the parts most susceptible to thermal expansion, way, allowing to know the temperature of the mechanical components included in the sampling sequence. Thesensor 340 is connected by electrical connectingwires 342 to acircuit 218 to control the temperature measured by the sensor using a processor.

Эта регулировка может выполняться согласно процедуре, показанной на фиг.11, используя в качестве параметра температуру, измеренную датчиком. Во время калибровки пипетки обычно работают для забора/выдачи жидкости приблизительно при 20°С. Если пользователь регулирует жидкость не при 20°С, регулируемый объем не будет соответствовать значению, показанному на дисплее пипетки. Выданный или забранный объем может отличаться от требуемого объема по разным причинам. Основной причиной этой ошибки является нагревание "мертвого" объема внутри пипетки, что благодаря его расширению заставляет пользователя отмерять меньше жидкости, чем отмерялось бы с предполагаемой регулировкой. Зная, что результаты калибровки, особенно те, которые используются для установки номинального объема пробы, даны для пипетки при 20°С, процессор определяет, требуется ли корректировка этого номинального значения в зависимости от температуры, определенной датчиком 340, и характеристики объема, основанной на температуре.This adjustment can be performed according to the procedure shown in FIG. 11, using as a parameter the temperature measured by the sensor. During calibration, pipettes typically operate to draw / dispense fluid at approximately 20 ° C. If the user does not adjust the liquid at 20 ° C, the adjustable volume will not correspond to the value shown on the pipette display. The dispensed or withdrawn volume may differ from the required volume for various reasons. The main reason for this error is the heating of the "dead" volume inside the pipette, which, due to its expansion, causes the user to measure out less liquid than would be measured with the proposed adjustment. Knowing that the calibration results, especially those used to set the nominal sample volume, are for a pipette at 20 ° C, the processor determines whether it is necessary to adjust this nominal value depending on the temperature detected by the 340 sensor and the temperature-based volume characteristic. .

На фиг.12 показан третий примерный вариант выполнения пипетки 200. Пипетка дополнительно включает датчик 350 атмосферного давления, установленный рядом с механизмом 206. В этом примере датчик установлен над батареей 212. Датчик 350 измеряет атмосферное давление и посылает информацию процессору, чтобы корректировать регулируемый объем, как описано ранее. Пипетка может дополнительно включать датчик 352 окружающей температуры, прикрепленный снаружи держателя наконечника вблизи наконечника. При таком расположении датчик 352 измеряет температуру вблизи регулируемой жидкости, позволяя осуществлять хорошую аппроксимацию температуры жидкости, даже если датчик находится в контакте только с воздухом над жидкостью. Датчик 352 проходит через поверхность держателя наконечника до внутренней трубки 356, чтобы измерять температуру воздуха вблизи регулируемой жидкости. Датчик 352 соединен электрическими проводами 354 со схемой 218, чтобы процессор мог осуществлять регулировку в соответствии с температурой, измеренной датчиком. В другом альтернативном варианте выполнения к пипетке может быть прикреплен датчик влажности, расположенный так же, как это описано по отношению к датчику 350.12 shows a third exemplary embodiment of thepipette 200. The pipette further includes anatmospheric pressure sensor 350 mounted adjacent to themechanism 206. In this example, the sensor is mounted above thebattery 212. Thesensor 350 measures atmospheric pressure and sends information to the processor to adjust the adjustable volume, as described earlier. The pipette may further include anambient temperature sensor 352 attached to the outside of the tip holder near the tip. With this arrangement, thesensor 352 measures the temperature near the controlled fluid, allowing a good approximation of the temperature of the liquid, even if the sensor is in contact only with air above the liquid. Asensor 352 passes through the surface of the tip holder to theinner tube 356 to measure the temperature of the air near the fluid being controlled. Thesensor 352 is connected byelectric wires 354 to thecircuit 218, so that the processor can adjust in accordance with the temperature measured by the sensor. In another alternative embodiment, a humidity sensor may be attached to the pipette in the same manner as described with respect to thesensor 350.

На фиг.13 показан четвертый примерный вариант выполнения. Пипетка дополнительно включает датчик 360 температуры воздуха, прикрепленный к нижней трубке держателя 210 наконечника. Датчик 360 образует кольцо у нижней трубки держателя наконечника, что позволяет поместить его в цилиндрический корпус, расположенный у нижней оконечности держателя наконечника. Датчик 360 имеет внутреннюю стенку, идентичную тору, образующую кривую в виде окружности с центром, расположенным на стенке, противоположной продольной оси А-А пипетки, как показано на фиг.14. Образованный ограниченный воздушный проход создает увеличенную скорость воздуха через датчик 360, а также удаление жидкости посредством эжекции. Датчик 360 соединен электрическими проводами 362 со схемой 218, чтобы процессор мог осуществлять регулирование в соответствии с температурой, измеренной датчиком.13 shows a fourth exemplary embodiment. The pipette further includes anair temperature sensor 360 attached to the bottom tube of thetip holder 210. Thesensor 360 forms a ring at the lower tube of the tip holder, which allows it to be placed in a cylindrical body located at the lower end of the tip holder. Thesensor 360 has an inner wall identical to a torus, forming a curve in the form of a circle with a center located on the wall opposite the longitudinal axis AA of the pipette, as shown in Fig. 14. Formed limited air passage creates an increased air velocity through thesensor 360, as well as the removal of fluid through ejection. Thesensor 360 is connected byelectrical wires 362 to acircuit 218 so that the processor can regulate in accordance with the temperature measured by the sensor.

На фиг.15 показан пятый примерный вариант выполнения пипетки. Пипетка дополнительно включает датчик 370 температуры воздуха, прикрепленный к подвижной части в пипетке. Датчик 370 прикреплен непосредственно к концу штока 224 поршня. При таком расположении датчик 370 не контактирует с регулируемой жидкостью. Датчик 370 соединен электрическими соединительными проводами 372 со схемой 218, чтобы процессор мог осуществлять регулировку в соответствии с температурой, измеренной датчиком. На фиг.16 провод 372 соединен с двумя металлическими полосами 374, 376, расположенными одна над другой перпендикулярно продольной оси А-А пипетки и у головки поршня. Металлические полосы 374, 376 находятся соответственно в контакте с двумя пластинами 378, 380, прикрепленными к кожуху пипетки. Такое расположение позволяет осуществить непрерывный электрический контакт между процессором и датчиком 370, несмотря на вращение штока поршня.On Fig shows a fifth exemplary embodiment of the pipette. The pipette further includes anair temperature sensor 370 attached to the movable portion in the pipette. Asensor 370 is attached directly to the end of thepiston rod 224. With this arrangement, thesensor 370 does not come into contact with the controlled fluid. Thesensor 370 is connected by electrical connectingwires 372 to thecircuit 218, so that the processor can adjust in accordance with the temperature measured by the sensor. In Fig.16wire 372 is connected to twometal strips 374, 376, located one above the other perpendicular to the longitudinal axis AA of the pipette and at the piston head. The metal strips 374, 376 are respectively in contact with twoplates 378, 380 attached to the pipette housing. This arrangement allows continuous electrical contact between the processor andsensor 370, despite the rotation of the piston rod.

Примерные варианты выполнения настоящего изобретения представляют пипетку, способную точно набирать или выдавать объемы жидкости при различных окружающих условиях работы, используя разнообразные вязкие жидкости и типы наконечников, в широком диапазоне объемов, несмотря на механические погрешности при изготовлении пипетки. Примерные операции могут выполняться при использовании либо пипетки без электропривода, либо пипетки с электроприводом. Понятно, что изобретение не ограничивается частными вариантами, представленными здесь в качестве примеров, но охватывает все такие модификации, комбинации и изменения, которые находятся в пределах объема пунктов формулы изобретения. Описанные функциональные свойства могут распределяться среди составных частей, отличающихся числом и распределением функциональных свойств от описанных здесь, не отклоняясь от сути изобретения. Кроме того, порядок выполнения работы модулей может изменяться без отклонения от сущности изобретения. Таким образом, описание предпочтительных вариантов выполнения дано в целях иллюстрации, а не для ограничения.Exemplary embodiments of the present invention provide a pipette capable of accurately collecting or dispensing volumes of liquid under various environmental conditions, using a variety of viscous liquids and types of tips, over a wide range of volumes, despite mechanical errors in the manufacture of the pipette. Exemplary operations can be performed using either a pipette without an electric drive, or a pipette with an electric drive. It is understood that the invention is not limited to the particular embodiments presented here as examples, but covers all such modifications, combinations, and changes that fall within the scope of the claims. The described functional properties can be distributed among components that differ in the number and distribution of functional properties from those described here, without deviating from the essence of the invention. In addition, the execution order of the modules can be changed without deviating from the essence of the invention. Thus, a description of the preferred embodiments is given for purposes of illustration and not limitation.

Claims (26)

Translated fromRussian

1. Способ регулирования требуемого объема жидкости в пипетке, предназначенной для работы с жидкостью, путем корректировки в зависимости от текущего физического параметра пипетки, включающий:
выбор требуемого объема в пипетке, содержащей приводной механизм поршня, выполненный с возможностью контактирования с поршневым узлом с обеспечением перемещения штока поршня указанного узла в держателе наконечника с обеспечением тем самым регулирования количества жидкости в держателе наконечника, причем требуемый объем представляет собой количество регулируемой жидкости;
вычисление корректировочного объема с использованием характеристики объема, которая характеризует отличие количества жидкости, регулируемой в держателе наконечника, как функцию требуемого объема, причем характеристику объема определяют с использованием процесса калибровки; и вывод на дисплей корректировочного объема для пользователя пипетки.1. A method of controlling the required volume of liquid in a pipette designed to work with liquid, by adjusting depending on the current physical parameter of the pipette, including:
the selection of the required volume in the pipette containing the piston drive mechanism, configured to contact the piston assembly to allow the piston rod of the said assembly to move in the tip holder, thereby controlling the amount of liquid in the tip holder, the required volume being the amount of adjustable fluid;
calculating a correction volume using a volume characteristic that characterizes the difference in the amount of fluid adjustable in the tip holder as a function of the required volume, the volume characteristic being determined using a calibration process; and displaying the correction volume for the pipette user.2. Способ по п.1, в котором дополнительно определяют параметр, представляющий собой текущий физический параметр в пипетке;
причем характеристика объема характеризует отличие количества жидкости, регулируемой в держателе наконечника, как функцию указанного параметра.2. The method according to claim 1, in which additionally determine the parameter, which is the current physical parameter in the pipette;
moreover, the characteristic of the volume characterizes the difference in the amount of fluid, adjustable in the holder of the tip, as a function of the specified parameter.3. Способ по п.2, в котором указанным параметром является тип наконечника.3. The method according to claim 2, in which the specified parameter is the type of tip.4. Способ по п.2, в котором указанный параметр измеряют датчиком, присоединенным к пипетке.4. The method according to claim 2, in which the specified parameter is measured by a sensor attached to the pipette.5. Способ по п.4, в котором указанный параметр выбирают из группы, содержащей температуру воздуха вблизи пипетки, температуру части пипетки, атмосферное давление вблизи пипетки, давление в полости пипетки, влажность воздуха вблизи пипетки и вязкость жидкости.5. The method according to claim 4, in which the specified parameter is selected from the group comprising the temperature of the air near the pipette, the temperature of the portion of the pipette, the atmospheric pressure near the pipette, the pressure in the pipette cavity, the air humidity near the pipette and the viscosity of the liquid.6. Способ по п.2, в котором отображают на дисплее требуемый объем для пользователя пипетки.6. The method according to claim 2, in which the desired volume for the pipette user is displayed.7. Способ по п.1, в котором корректировочный объем является действительным объемом, который представляет собой количество жидкости, регулируемой в держателе наконечника на основе требуемого объема.7. The method according to claim 1, in which the adjustment volume is the actual volume, which is the amount of fluid adjustable in the tip holder based on the desired volume.8. Способ по п.1, в котором корректировочный объем является ошибкой регулирования, представляющей собой различие между требуемым объемом и действительным объемом, представляющим собой количество жидкости, регулируемой в держателе наконечника на основе требуемого объема.8. The method according to claim 1, in which the correction volume is a control error, which is the difference between the required volume and the actual volume, which is the amount of fluid adjustable in the tip holder based on the required volume.9. Способ по п.8, в котором дополнительно пользователь выбирает новый объем в пипетке, который включает ошибку регулирования.9. The method according to claim 8, in which the user additionally selects a new volume in the pipette, which includes a control error.10. Способ по п.8, в котором для пользователя пипетки отображают на дисплее индикатор выше/ниже, который показывает, является ли ошибка регулирования положительной или отрицательной.10. The method according to claim 8, in which for the user the pipettes display an indicator above / below, which indicates whether the control error is positive or negative.11. Способ по п.1, в котором характеристикой объема является таблица, содержащая:
множество точек данных, каждая из которых включает
точку данных о калибровочном объеме, которая представляет собой объем регулируемой жидкости и которую выбирают как часть процесса калибровки пипетки; и
корректировочный объем, который представляет собой количество жидкости, регулируемой в держателе наконечника, в точке данных о калибровочном объеме.11. The method according to claim 1, in which the characteristic of the volume is a table containing:
many data points, each of which includes
a calibration volume data point, which is the volume of the controlled fluid and which is selected as part of the pipette calibration process; and
adjustment volume, which is the amount of fluid adjustable in the tip holder, at the point of calibration volume data.12. Способ по п.1, в котором характеристикой объема является таблица, содержащая:
множество точек данных, каждая из которых включает
точку данных о калибровочном объеме, которая представляет собой объем регулируемой жидкости и которую выбирают как часть процесса калибровки пипетки; и
корректировочный объем, который представляет собой различие между точкой данных о калибровочном объеме и действительным объемом, представляющим собой количество жидкости, регулируемой в держателе наконечника, в точке данных о калибровочном объеме.12. The method according to claim 1, in which the characteristic of the volume is a table containing:
many data points, each of which includes
a calibration volume data point, which is the volume of the controlled fluid and which is selected as part of the pipette calibration process; and
adjustment volume, which is the difference between the calibration volume data point and the actual volume representing the amount of fluid adjustable in the tip holder at the calibration volume data point.13. Способ по п.1, в котором характеристика объема является уравнением.13. The method according to claim 1, in which the characteristic of the volume is an equation.14. Устройство для регулирования требуемого объема жидкости в пипетке, предназначенной для работы с жидкостью, путем корректировки в зависимости от текущего физического параметра в пипетке, содержащее:
кожух;
держатель наконечника, прикрепленный к кожуху;
поршневой узел, прикрепленный к держателю наконечника и содержащий шток поршня, размещенный в держателе наконечника;
приводной механизм поршня, который не имеет электропривод и содержит управляющий шток, имеющий поверхность, контактирующую с поршневым узлом, и который выполнен с возможностью перемещения штока поршня поршневого узла в держателе наконечника с обеспечением регулирования жидкости в указанном держателе;
приспособление для выбора объема, прикрепленное к кожуху и выполненное с обеспечением возможности выбора пользователем требуемого объема, представляющего собой количество регулируемой жидкости;
дисплей, прикрепленный к кожуху;
процессор, соединенный с дисплеем и с приспособлением для выбора объема и выполненный с возможностью вычисления корректировочного объема с использованием характеристики объема, которая характеризует отличие количества жидкости, регулируемой в держателе наконечника, как функцию требуемого объема, и которая определяется с использованием процесса калибровки;
причем дисплей показывает корректировочный объем пользователю пипетки.14. A device for regulating the required volume of liquid in a pipette designed to work with liquid, by adjusting depending on the current physical parameter in the pipette, containing:
casing;
a tip holder attached to the casing;
a piston assembly attached to the tip holder and comprising a piston rod disposed in the tip holder;
a piston drive mechanism that does not have an electric drive and contains a control rod having a surface in contact with the piston assembly, and which is configured to move the piston rod of the piston assembly in the tip holder to provide fluid control in said holder;
a volume selection device attached to the casing and configured to allow a user to select a desired volume, which is an amount of an adjustable fluid;
a display attached to the casing;
a processor connected to the display and with a volume selection device and configured to calculate an adjustment volume using a volume characteristic that characterizes the difference in the amount of liquid adjustable in the tip holder as a function of the required volume, and which is determined using the calibration process;
moreover, the display shows the correction volume to the user of the pipette.15. Устройство по п.14, дополнительно содержащее:
индикатор физического параметра, прикрепленный к части устройства и выполненный с возможностью указания текущего физического параметра устройства;
причем процессор соединен с индикатором физического параметра, а характеристика объема также характеризует отличие количества жидкости, регулируемой в держателе наконечника, как функцию указанного индикатором текущего физического параметра.15. The device according to 14, further comprising:
an indicator of a physical parameter attached to a part of the device and configured to indicate the current physical parameter of the device;
moreover, the processor is connected to an indicator of a physical parameter, and the volume characteristic also characterizes the difference in the amount of liquid, adjustable in the tip holder, as a function of the current physical parameter indicated by the indicator.16. Устройство по п.15, дополнительно содержащее:
наконечник, прикрепленный к держателю наконечника;
причем индикатор физического параметра является индикатором типа наконечника.16. The device according to clause 15, further comprising:
a tip attached to a tip holder;
moreover, the indicator of the physical parameter is an indicator of the type of tip.17. Устройство по п.15, в котором индикатор физического параметра является датчиком.17. The device according to clause 15, in which the indicator of the physical parameter is a sensor.18. Устройство по п.17, в котором текущий физический параметр выбирается из группы, включающей температуру воздуха вблизи пипетки, температуру части пипетки, атмосферное давление вблизи пипетки, давление в полости пипетки, влажность воздуха вблизи пипетки и вязкость жидкости.18. The device according to 17, in which the current physical parameter is selected from the group including the temperature of the air near the pipette, the temperature of the portion of the pipette, the atmospheric pressure near the pipette, the pressure in the cavity of the pipette, the humidity near the pipette and the viscosity of the liquid.19. Устройство по п.14, в котором дисплей выполнен с возможностью отображения требуемого объема пользователю пипетки.19. The device according to 14, in which the display is configured to display the desired volume to the user of the pipette.20. Устройство по п.14, в котором корректировочный объем является действительным объемом, представляющим собой количество жидкости, регулируемой в держателе наконечника на основе требуемого объема.20. The device according to 14, in which the correction volume is the actual volume representing the amount of fluid adjustable in the tip holder based on the desired volume.21. Устройство по п.14, в котором корректировочный объем является ошибкой регулирования, представляющей собой разность между требуемым объемом и действительным объемом, представляющим собой количество жидкости, регулируемой в держателе наконечника на основе требуемого объема.21. The device according to 14, in which the correction volume is a control error, which is the difference between the required volume and the actual volume, which is the amount of fluid adjustable in the tip holder based on the required volume.22. Устройство по п.21, в котором приспособление для выбора объема выполнено также с обеспечением возможности выбора пользователем нового объема, который включает ошибку регулирования.22. The device according to item 21, in which the device for selecting the volume is also made with the possibility of the user selecting a new volume, which includes a control error.23. Устройство по п.21, в котором дисплей выполнен с возможностью отображения пользователю пипетки индикатора выше/ниже, который показывает, является ли ошибка регулирования положительной или отрицательной.23. The device according to item 21, in which the display is configured to display to the user an indicator pipette higher / lower, which indicates whether the control error is positive or negative.24. Устройство по п.14, в котором характеристика объема является таблицей, содержащей:
множество точек данных, каждая из которых включает
точку данных о калибровочном объеме, которая представляет собой объем регулируемой жидкости и которая выбирается как часть процесса калибровки пипетки; и
корректировочный объем, который представляет собой количество жидкости, регулируемой в держателе наконечника, в точке данных о калибровочном объеме.24. The device according to 14, in which the characteristic of the volume is a table containing:
many data points, each of which includes
a calibration volume data point, which is the volume of the controlled fluid and which is selected as part of the pipette calibration process; and
adjustment volume, which is the amount of fluid adjustable in the tip holder, at the point of calibration volume data.25. Устройство по п.14, в котором характеристика объема является таблицей, содержащей:
множество точек данных, каждая из которых включает точку данных о калибровочном объеме, которая представляет собой объем регулируемой жидкости и которая выбирается как часть процесса калибровки пипетки; и
корректировочный объем, который представляет собой различие между точкой данных о калибровочном объеме и действительным объемом, представляющим собой количество жидкости, регулируемой в держателе наконечника, в точке данных о калибровочном объеме.25. The device according to 14, in which the characteristic of the volume is a table containing:
a plurality of data points, each of which includes a data point about the calibration volume, which is the volume of the adjustable fluid and which is selected as part of the pipette calibration process; and
adjustment volume, which is the difference between the calibration volume data point and the actual volume representing the amount of fluid adjustable in the tip holder at the calibration volume data point.26. Устройство по п.14, в котором характеристика объема является уравнением.26. The device according to 14, in which the characteristic of the volume is an equation.

Images