自动分析仪及方法

摘要

本发明涉及一种自动分析仪及方法。自动分析仪包括：具有小池和感测元件的测量池，感测元件包括发射测量辐射的至少一个辐射源和产生取决于由辐射源发射的测量辐射的强度的测量信号的至少一个检测器，并且辐射源和检测器定向成朝向彼此并且朝向小池，使得测量辐射在其撞击检测器之前穿过小池；连接到感测元件以接收感测元件的测量信号并且处理所接收的测量信号的控制和评估单元；经由液体管线系统连接到小池的用于接收测量流体的样本接收容器；以及通过控制和评估单元来控制的输送和计量单元；其中，控制和评估单元控制输送和计量单元以将测量流体从样本接收容器输送到小池中并且借助于感测元件监视测量流体向小池中的输送。

权利要求

1.一种分析仪，用来确定取决于测量流体的一个或多个成分的浓度的被测变量，包括：测量池，所述测量池包括小池和感测元件，所述感测元件包括：至少一个辐射源，所述至少一个辐射源设计成朝向至少一个检测器发射测量辐射，所述至少一个检测器设计成产生取决于所述测量辐射的强度的测量信号，所述强度入射到所述检测器，其中，所述辐射源和所述检测器定向成朝向彼此并且朝向所述小池，使得所述测量辐射在其入射到所述检测器之前穿过所述小池；

控制和评估单元，所述控制和评估单元连接到所述感测元件并且设计成从所述感测元件接收测量信号并且处理所接收的测量信号；

用于接收所述测量流体的样本接收容器，所述样本接收容器经由液体管线系统连接到所述小池；以及输送和计量单元，所述输送和计量单元与所述控制和评估单元通信；

其中，所述控制和评估单元设计成控制所述输送和计量单元以将测量流体从所述样本接收容器输送到所述小池中并且借助于所述感测元件来监视所述测量流体向所述小池中的输送，其中，为了监视所述测量流体向所述小池中的输送，所述控制和评估单元设计成，当所述小池是空的时检测所述感测元件的第一测量信号，控制所述输送和计量单元以将规定体积的所述测量流体从所述样本接收容器输送到所述小池中，并且同时或随后检测所述感测元件的至少一个第二测量信号，以及从至少一个所述第一测量信号和至少一个所述第二测量信号确定测试值并且将所述测试值与存储在存储器中的至少一个参照值进行比较，并且基于比较确定输送到所述小池中的所述测量流体的体积是否匹配所述规定体积。

2.根据权利要求1所述的分析仪，其中，

所述控制和评估单元设计成通过除法或减法来确定所述测试值与所述参照值的偏差。

3.根据权利要求1所述的分析仪，其中，

所述感测元件包括多个辐射源，并且其中，每个所述辐射源设计成发射期望波长范围的测量辐射。

4.根据权利要求3所述的分析仪，其中，为了监视所述测量流体的输送，所述控制和评估单元设计成一个接一个地激励所述多个辐射源的几个或所有辐射源以发射测量辐射，并且借助于所述检测器来检测取决于每个所激励的辐射源的测量辐射在穿过所述小池后的强度的测量信号。

5.根据权利要求4所述的分析仪，其中，

所述控制和评估单元设计成，当所述小池是空的时，检测取决于所激励的辐射源的测量辐射在穿过所述小池后的强度的第一测量信号，并且在将所述测量流体从所述样本接收容器输送到所述小池的过程中或所述过程后，检测取决于所述辐射源的测量辐射的强度的第二测量信号。

6.根据权利要求5所述的分析仪，其中，

所述控制和评估单元进一步设计成，通过求和或加权求和，从所述第一测量信号确定第一值，并且通过求和或加权求和，从所述第二测量信号确定第二值，并且通过减法或除法，从所述第一值和所述第二值确定测试值。

7.根据权利要求6所述的分析仪，其中，

所述控制和评估单元设计成，将所述测试值与存储在存储器中的至少一个参照值进行比较，并且基于所述比较监视所述测量流体向所述小池中输送的体积。

8.根据权利要求1所述的分析仪，

所述分析仪进一步包括容纳液体的至少一个液体罐，

所述至少一个液体罐经由所述液体管线系统连接到所述小池；

其中，所述控制和评估单元设计成，当所述小池是空的时，检测所述感测元件的第三测量信号，控制所述输送和计量单元以将所述液体从所述液体罐输送到所述小池中，并且在将所述液体输送到所述小池中的过程中或所述过程后，检测所述感测元件的至少一个第四测量信号，并且基于所述第三测量信号和所述第四测量信号监视所述液体向所述小池中输送的体积。

9.根据权利要求8所述的分析仪，其中，

所述液体是添加到所述测量流体以确定所述被测变量的试剂、标准溶液或清洁液体。

10.一种用于监视测量流体向自动分析仪的小池中输送的体积的方法，包括：提供包括如下的分析仪：

测量池，所述测量池包括小池和感测元件，所述感测元件包括：至少一个辐射源，所述至少一个辐射源设计成朝向至少一个检测器发射测量辐射，所述至少一个检测器设计成产生取决于所述测量辐射的强度的测量信号，所述强度入射到所述检测器，其中，所述辐射源和所述检测器定向成朝向彼此并且朝向所述小池，使得所述测量辐射在其入射到所述检测器之前穿过所述小池；

控制和评估单元，所述控制和评估单元连接到所述感测元件并且设计成从所述感测元件接收测量信号并且处理所接收的测量信号；

用于接收所述测量流体的样本接收容器，所述样本接收容器经由液体管线系统连接到所述小池；以及输送和计量单元，所述输送和计量单元与所述控制和评估单元通信；

使用所述控制和评估单元来控制所述输送和计量单元以经由所述液体管线系统将测量流体从所述样本接收容器输送到所述小池中；以及使用所述控制和评估单元借助于感测元件监视所述测量流体向所述小池中的输送，其中，通过所述控制和评估单元监视所述测量流体向所述小池中的输送包括：当所述小池是空的时，激励所述至少一个辐射源以将测量辐射辐射到所述小池中并且检测取决于所述测量辐射在穿过所述小池后的强度的至少一个第一测量信号；

在控制所述输送和计量单元以将规定体积的测量流体输送到所述小池中的过程中或所述过程后，激励所述辐射源以将测量辐射辐射到所述小池中并且检测取决于所述测量辐射在穿过所述小池后的强度的至少一个第二测量信号；

从所述第一测量信号和所述第二测量信号确定测试值；

将所确定测试值与存储在所述控制和评估单元的存储器中的至少一个参照值进行比较，以及基于比较确定输送到所述小池中的所述测量流体的体积是否匹配所述规定体积。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述分析仪包括多个辐射源，所述方法进一步包括：-一个接一个地激励所述感测元件的所述感测元件的所述多个辐射源的至少几个辐射源以将相应期望波长范围的测量辐射发射到空小池中并且检测第一测量信号，其中，每个所述第一测量信号取决于由辐射源中的一个发射的测量辐射在穿过所述空小池后的强度；

以及

-在将规定体积的所述测量流体从所述样本接收容器输送到所述小池中的过程中或所述过程后，一个接一个地激励所述多个辐射源的至少几个辐射源以将相应期望波长范围的测量辐射发射到所述小池中并且检测第二测量信号，其中每个所述第二测量信号取决于在由所述辐射源中的一个发射的测量辐射在穿过包含所述测量流体的所述小池后的强度。

说明书

自动分析仪及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于确定取决于测量流体的一个或多个成分的浓度的被测变量的自动分析仪。

背景技术

[0002] 为了确定诸如纯液体、液体混合物、乳化液或悬浮液的测量流体的组分，分析仪经常用于过程测量技术或环境分析中。分析仪一般包括：感测元件，该感测元件设计成产生取决于至少一个分析被测变量的测量信号；以及电子评估单元，该电子评估单元从测量信号确定表示测量流体中的至少一个分析被测变量的当前值的被测量值。电子测量单元能够至少部分地集成到分析仪的控制和评估单元中，所述控制和评估单元包括显示器和输入装置，用户借助于该显示器和输入装置能够输入和检索信息。

[0003] 分析被测变量能够例如是取决于测量流体的一个或多个成分的浓度的被测变量。这种被测变量例如是诸如水样本中的硝酸根、磷酸盐、或铵盐的特定离子类型的浓度或活性，乃至诸如COD(化学需氧量)、TOC(总有机碳)、TNb(总氮)或TP(总磷)的水分析的合计参数，该水分析的合计参数取决于样本中的几个不同成分的浓度。测量流体能够借助于在采样点处的自动样本制备单元从过程或从待检查水体自动取得并且在所谓的样本接收容器中保持可用。为了确定被测变量的被测量值，分析仪经常设计成取得在样本接收容器中所容纳的液体的样本并且对其预处理—例如通过添加试剂。待确定的一个或多个成分可能甚至以未溶解状态存在于测量流体中，这经常需要在借助于感测元件测量被测变量之前进行溶解。

[0004] 借助于感测元件，分析仪确定可能预处理过的样本的参数的一个或多个被测量值，所述参数与待确定的被测变量有关并且取决于测量流体的一个或多个成分的浓度或活性。样本的预处理经常包括向样本添加一个或多个试剂。试剂一般选择成，使得预处理引起涉及待确定被测变量取决于其浓度或活性的一个或多个成分的化学反应。反应产物能够借助于感测元件检测。通过感测元件检测的参数可能与反应产物的浓度特别相关，与预处理液体样本的着色强度特别相关，所述着色由反应产物引起。时常地，感测元件设计为光度或光谱感测元件，该光度或光谱感测元件检测作为与被测变量相关的参数的、在一个或多个波长下预处理过的样本的吸收或消光并且产生表示该吸收或消光的一个或多个电测量信号。基于感测元件的测量信号，分析仪的控制和评估单元能够得到被测变量的被测量值—例如，通过使用所存储的相关规则，该规则能够通过采用表格或函数的形式的标定来确定。

[0005] 这种分析仪例如从DE 10 22 822 A1、DE 10 2009 029 305 A1或DE 10 2011 075 762 A1中已知。

[0006] 在DE 10 2011 088 235 A1中，例如，描述了一种用于自动确定取决于测量流体的成分的浓度的被测变量的分析仪，该分析仪包括：样本接收容器以及一个或多个试剂的一个或多个液体罐；小池(cuvette)，该小池用于接收通过将从样本接收容器取得的液体样本与一个或多个试剂混合产生的反应混合物；以及感测元件，该感测元件用于提供与被测变量相关的一个或多个测量信号。分析仪包括控制和评估单元，该控制和评估单元设计成控制分析仪并且基于由感测元件提供的测量信号确定被测变量。分析仪还包括输送和计量单元，该输送和计量单元通过控制和评估单元来控制，以输送和计量液体样本和从液体罐进入到小池中的液体。

[0007] 样本接收容器的液位能够借助于适当的液位传感器在该分析仪中监视，以确保只有在存在足够数量的测量流体下，才开始分析仪的新测量循环。然而，如果该监视失效或者如果将样本接收容器连接到感测元件的液体管线堵塞或有泄漏，则可能发生：从样本接收容器取得用来预处理的样本具有小于由控制和评估单元规定的样本体积的体积或者测量流体根本没有到达小池。因为在现今的分析仪中的液体管线具有相对小的横截面以管理可能最小的样本和试剂体积，所以出现在液体管线中的气泡也可能导致样本体积太小。然而，如果实际输送的样本体积与由控制和评估单元规定的样本体积不匹配，或如果没有测量流体到达小池，则错误测量可能发生。

[0008] 即使检测到因为错误测量引起的不合理被测量值，仅基于当前被测量值评估错误源也是有问题的。

发明内容

[0009] 因此，本发明的目的是提供克服现有技术的缺点的通用分析仪。该分析仪尤其是能够防止因为输送到小池中的太小的样本体积而引起的未检测出的错误测量。

[0010] 该目的通过根据本发明的分析仪和方法来实现。

[0011] 根据本发明的自动分析仪，用来确定取决于测量流体的一个或多个成分的浓度的被测变量，包括：

[0012] -测量池，该测量池包括小池和感测元件，

[0013] 其中，感测元件包括：至少一个辐射源，所述至少一个辐射源设计成发射测量辐射；以及至少一个检测器，所述至少一个检测器设计成产生取决于由辐射源发射的测量辐射的强度的测量信号，所述强度入射到检测器，并且

[0014] 其中，辐射源和检测器定向成朝向彼此并且朝向小池，使得测量辐射在其撞击检测器之前穿过小池；

[0015] -控制和评估单元，该控制和评估单元连接到感测元件以接收感测元件的测量信号并且设计成处理所接收的测量信号；

[0016] -用于接收测量流体的样本接收容器，所述样本接收容器经由液体管线系统连接到小池；以及

[0017] -输送和计量单元，该输送和计量单元能够通过控制和评估单元来控制；

[0018] 其中，控制和评估单元设计成控制输送和计量单元以将测量流体从样本接收容器输送到小池中并且借助于感测元件来监视测量流体向小池中的输送。

[0019] 监视测量流体向小池中的输送在最简单的情况下能够包括检查关于输送和计量单元将任何测量流体究竟是否输送或已经输送到小池中。如果将样本接收容器连接到小池的液体管线系统堵塞或有显著泄漏，或者如果没有测量流体存在于样本接收容器中，则这导致通过控制和评估单元控制以输送规定体积的测量流体的输送和计量单元实际上没有将任何测量流体输送到小池中。借助于感测元件，控制和评估单元能够检查测量流体是否已经实际到达小池。如果没有测量流体存在于小池中，则控制和评估单元能够发射适当警告信号或启动进一步步骤，例如借助于输送和计量单元将测量流体从样本接收容器输送到小池中的新尝试，或在持续错误的情况下，则中断分析仪的测量操作。

[0020] 监视测量流体向小池中的输送还能够包括控制和评估单元检查在实际输送到小池中的测量流体体积与由控制和评估单元规定的体积之间是否存在差异，以控制输送和计量单元。如果由于气泡，比由控制和评估单元规定的体积小的测量流体的体积到达小池，则控制和评估单元能够借助于感测元件确定这个情况并输出适当警告信息。

[0021] 控制和评估单元能够包括具有至少一个处理器、尤其是微处理器的数据处理单元，例如电子数据处理单元，该数据处理单元包括存储器，一个或多个操作程序设置在该存储器中，所述一个或多个操作程序用于控制分析仪并且评估由感测元件发送的测量信号。数据处理单元、尤其是电子数据处理单元或处理器在这种情况下能够设计成执行存储在存储器中的操作程序或存储在存储器中的几个操作程序，以控制分析仪并/或评估由感测元件发送到数据处理单元的测量信号。控制和评估单元还能够包括：用于操作员输入命令或参数的输入接口，例如HMI(人机接口)；和/或用来从上级单元诸如过程控制系统、测量变换器、可编程逻辑控制器、操作单元、尤其是诸如移动电话或平板电脑或笔记本电脑的便携式操作单元接收命令、参数或其它数据的接口。此外，控制和评估单元还能够包括用于例如经由HMI向用户输出数据，尤其是测量结果或操作信息的输出设备，或用于将数据输出至上级单元的接口。

[0022] 将样本接收容器连接到小池的液体管线系统能够例如包括至少一个液体管线，其第一端连接到样本接收容器——例如通过液体管线通向样本接收容器或通过第一端连接到通向样本接收容器的另一液体管线。在该实施例中，至少一个液体管线的第二端连接到小池——例如通过液体管线借助该第二端通向小池或通过第二端连接到通向小池的另一液体管线。一个或多个阀能够布置在穿过液体管线系统或至少一个液体管线的液体路径中。此外，液体管线系统还能够包括额外液体管线，该额外液体管线将分析仪的额外液体罐连接到小池。

[0023] 输送和计量单元能够包括一个或多个泵，所述一个或多个泵用于通过分析仪的液体管线输送液体。控制和评估单元能够连接到泵的驱动器以操作和控制这些泵并且能够进一步设计成根据存储在控制和评估单元的存储器中的操作程序、例如上述操作程序中的一个控制泵。

[0024] 为了将测量流体从样本接收容器输送到小池中，控制和评估单元能够连接到至少一个泵，所述至少一个泵布置在穿过样本接收容器与小池之间的液体管线系统的液体路径中，尤其是在上述至少一个液体管线中。控制和评估单元能够包括操作程序并且设计成通过执行操作程序来控制测量流体通过液体路径的输送。

[0025] 在分析仪的有利实施例中，为了监视测量流体向小池中的输送，控制和评估单元能够设计成，当小池是空的时，检测感测元件的第一测量信号，

[0026] 控制输送和计量单元以将规定体积的测量流体从样本接收容器输送到小池中，并且同时或随后检测感测元件的至少一个第二测量信号，并且

[0027] 基于所检测到的测量信号确定输送到小池中的测量流体的体积是否匹配规定体积。

[0028] 为了监视测量流体向小池中的输送，控制和评估单元也能够进一步设计成从第一测量信号和第二测量信号确定测试值并且将其与能够存储在控制和评估单元的存储器中的至少一个参照值进行比较。在这种情况下，测试值是在空池测量中与在已经进行液体输送到小池中后的测量中的感测元件的辐射穿过小池的测量辐射的吸收或消光的差异的量度。参照值能够规定成，使得其与当小池是空的时和当小池充满规定体积的测量流体时的消光差异或吸收差异对应。

[0029] 控制和评估单元能够例如设计成，从第一测量信号确定第一值，从第二测量信号确定第二值，并且从第一值和第二值确定测试值，尤其是通过除法或减法，并且将该测试值与参照值进行比较。

[0030] 为了监视测量流体向小池中的输送，控制和评估单元能够进一步设计成，确定测试值与参照值的偏差，尤其是通过除法或减法。所确定的偏差是足够体积的测量流体是否输送到小池中的指标。

[0031] 在一个实施例中，感测元件能够包括几个辐射源，其中，每个辐射源设计成发射特定波长范围的测量辐射。有利地，由每个辐射源发射的测量辐射的波长范围与由所有其它辐射源发射的测量辐射的波长范围不同，使得所有辐射源发射不同波长范围的测量辐射。

[0032] 在该实施例中，控制和评估单元能够设计成一个接一个地激励感测元件的几个或所有辐射源以发射测量辐射，并且借助于检测器来检测取决于每个所激励的辐射源的测量辐射在穿过小池后的强度的测量信号。

[0033] 在该实施例，为了监视测量流体向小池中的输送，控制和评估单元能够设计成，当小池是空的时，检测取决于所激励的辐射源的测量辐射在穿过小池后的强度的检测器的第一测量信号，并且在将样本从样本接收容器输送到小池中的过程中或该过程后，检测取决于被控制成发射测量辐射的辐射源的测量辐射强度的检测器的第二测量信号。

[0034] 控制和评估单元能够进一步设计成，从第一测量信号确定第一值，尤其是通过求和或加权求和，并且从第二测量信号确定第二值，尤其是通过求和或加权求和，并且从第一值和第二值确定测试值，尤其是通过减法或除法。基于几个测量信号确定测试值的优点在于，当小池充满和排空时，单独的辐射源的测量辐射的吸收或消光的差异被累加，这便于基于感测元件的测量信号在空小池和满小池之间区分。

[0035] 控制和评估单元能够进一步设计成，将测试值与存储在存储器中的至少一个参照值进行比较，并且基于该比较监视测量流体向小池中的输送。参照值能够规定成，使得其与当小池是空的时和当小池充满规定体积的测量流体时的累积消光差异或吸收差异对应，该累积消光差异或吸收差异从用于监视测量流体向小池中的输送的辐射源的测量辐射的第一测量信号和第二测量信号产生。基于使用感测元件的相同辐射源检测到的第一测量信号和第二测量信号确定的测试值与参照值之间的偏差是没有测量流体或太小的测量流体体积输送进入到小池中的指标。

[0036] 分析仪能够进一步包括容纳另一液体的至少一个液体罐，其中，该液体罐经由液体管线系统连接到小池；

[0037] 并且其中，控制和评估单元设计成，当小池是空的时，检测感测元件的至少一个第三测量信号，控制输送和计量单元以将另一液体从液体罐输送到小池中，并且在控制输送和计量单元以将另一液体输送到小池中的过程中或该过程后，检测感测元件的至少一个第四测量信号，并且

[0038] 基于第三测量信号和第四测量信号监视另一液体向小池中的输送。该监视能够有利地以如以上所述的用于监视测量流体向小池中的输送的完全类似的方式进行。

[0039] 另一液体能够是添加到测量流体以确定被测变量的试剂、标准溶液或清洁液体。

[0040] 为了执行被测变量的测量，控制和评估单元能够设计成，借助于输送和计量单元输送作为小池中的样本的规定体积的测量流体，并且在引入小池之前或在具有用作试剂的其它液体的小池中，混合用于预处理的样本。为了确定被测变量的被测量值，控制和评估单元能够进一步设计成，在预处理过的样本容纳在小池中时借助于感测元件检测至少一个测量信号，并且基于所述至少一个测量信号确定被测变量的被测量值。控制和评估单元能够进一步设计成，借助于输送和计量单元将液体、尤其是预处理过的样本从小池排干。

[0041] 这些步骤形成测量循环。控制和评估单元设计成在测量循环之间用测量流体冲洗小池至少一次。有利地，测量流体向小池中的输送同时根据下述方法进行监视。

[0042] 本发明还包括用于监视测量流体向尤其是根据上述实施例中的一个的自动分析仪的小池中的输送的方法。方法包括：

[0043] -借助于控制和评估单元来控制输送和计量单元以经由液体管线系统将测量流体从样本接收容器输送到小池中；

[0044] -通过控制和评估单元借助于感测元件监视测量流体向小池中的输送，该感测元件包括至少一个辐射源和至少一个检测器，所述至少一个辐射源和所述至少一个检测器定向成朝向彼此并且朝向小池，使得由辐射源发射的测量辐射在其撞击检测器之前穿过小池。

[0045] 通过控制和评估单元监视测量流体向小池中的输送能够包括以下步骤：

[0046] -当小池是空的时，激励至少一个辐射源以将测量辐射辐射到小池中并且检测取决于测量辐射在穿过小池后的强度的检测器的至少一个第一测量信号；

[0047] -在控制输送和计量单元以将规定体积的测量流体输送到小池中的过程中或该过程后，激励辐射源以将测量辐射辐射到小池中并且检测取决于测量辐射在穿过小池后的强度的检测器的至少一个第二测量信号；

[0048] -基于所检测到的测量信号确定输送到小池中的测量流体的体积是否匹配规定体积。

[0049] 这些步骤能够通过控制和评估单元自动执行。

[0050] 方法能够进一步包括：

[0051] -从第一测量信号和第二测量信号确定测试值；以及

[0052] -将测试值与至少一个参照值、尤其是存储在控制和评估单元的存储器中的参照值进行比较。

[0053] 如上所述，测试值是在空池测量中与在已经进行液体输送到小池中之后的测量中的感测元件的辐射穿过小池的测量辐射的吸收差异或消光差异的量度。参照值能够规定成，使得其与当小池是空的时和当小池充满规定体积的测量流体时的测量辐射的消光差异或吸收差异对应。

[0054] 测试值的确定能够包括：

[0055] -从第一测量信号确定第一值；

[0056] -从第二测量信号确定第二值；以及

[0057] -从第一值和第二值确定测试值，尤其是通过除法或减法。

[0058] 在一个实施例中，方法能够使用尤其是发射不同波长范围的测量辐射的几个辐射源来执行。在该实施例中，方法进一步包括以下步骤：

[0059] -一个接一个地激励感测元件的几个辐射源以将相应特定波长范围的测量辐射发射到空小池中并且检测该检测器的第一测量信号，其中每个第一测量信号取决于由辐射源中的一个发射的测量辐射在穿过空小池后的强度；

[0060] -在控制输送和计量单元以将规定体积的测量流体从样本接收容器输送到小池中的过程中或该过程后，一个接一个地激励几个辐射源以将相应特定波长范围的测量辐射发射到小池中并且检测该检测器的第二测量信号，其中每个第二测量信号取决于在控制输送和计量单元以将测量流体输送到小池中的过程中或该过程后由辐射源中的一个发射的测量辐射在穿过小池后的强度。

[0061] 第一值能够从第一测量信号确定，尤其是通过求和或加权求和，并且第二值能够从第二测量信号确定，尤其是通过求和或加权求和，其中测试值从第一值和第二值确定，尤其是通过减法或除法。

[0062] 测试值能够与存储在存储器中的参照值进行比较。基于比较，控制和评估单元能够监视测量流体向小池中的输送。能够例如确定任何流体究竟是否到达小池或足够体积、即基本上与规定体积对应的体积的测量流体是否输送到小池中。

[0063] 在另一实施例中，为了监视测量流体向小池中的输送，能够基于至少一个第二测量信号检测在样本输送到小池中的过程中移动穿过小池的液体-空气分界线何时经过基本上与液体-空气分界线的移动方向正交地在至少一个辐射源和检测器之间延伸的光路。

[0064] 用于监视诸如清洁液体、标准溶液或试剂的在分析仪的液体罐中保持可用的额外液体向小池中的输送的方法能够以与上述的用于监视测量流体向小池中的输送相同的方式设计。

附图说明

[0065] 在下文中基于在附图中所示的实施例进一步详细解释本发明。所示出为：

[0066] 图1是用于确定取决于测量流体的一个或多个成分的浓度的被测变量的自动分析仪的示意表示；

[0067] 图2是类似在图1中所示的分析仪的分析仪的测量池的示意表示。

具体实施方式

[0068] 图1示意地示出了用于确定取决于液体样本的一个或多个成分的浓度的被测变量的分析仪1。在本实例中，分析仪1设计为用于确定在水样中例如铵盐或磷酸盐的离子浓度的水分析仪。分析仪1包括测量池16、几个液体罐2、3、4和15、液体管线10、11、12、13、14的系统以及输送和计量单元，该输送和计量单元包括各种泵5、6、7、8和9以及用于控制液体输送的可能的阀(这里未示出)。泵5、6、7、8和9可以是例如隔膜泵、活塞泵——尤其是注射器泵——或蠕动泵。泵5、6、7用于经由液体管线12、13和14将液体罐2、3和4中所容纳的液体输送并计量到测量池16的小池(cuvette)K。此外，分析仪1包括废液罐15，废液罐15经由液体管线11连接到小池K。借助于泵9，液体能够从小池K输送到废液罐15中。分析仪进一步包括样本接收容器17，从例如过程或水体的采样点取得并且可能过滤的测量液体容纳在样本接收容器17中。为了执行测量，分析仪1从样本接收容器17取得用作测量的样本的规定体积的测量流体。样本接收容器17经由供应管线10连接到小池K。泵8用于输送并且计量进入小池K中的样本。

[0069] 除了小池K之外，测量池16还包括感测元件，该感测元件用于检测待由分析仪1确定的被测变量的被测量值。感测元件包括：发射测量辐射的至少一个辐射源18，例如发光二极管；以及至少一个检测器19，所述至少一个检测器19相对于小池K布置，小池K对测量辐射透明，使得测量辐射穿过在测量池16中所容纳的液体，诸如用试剂预处理过的样本，并且已透射穿过液体的测量辐射撞击检测器19。检测器19设计成将所接收到的辐射强度转换成感测元件的电测量信号。

[0070] 小池K由对测量辐射透明的材料构成。如果测量辐射在电磁波谱的UV/Vis范围内，则玻璃或石英玻璃是合适材料。

[0071] 感测元件还能够包括几个辐射源，所述几个辐射源呈单独的发光二极管的形式，所述几个辐射源设计成发射不同波长范围的测量辐射。感测元件能够包括作为检测器19的光电二极管、光电二极管阵列或CDD阵列。

[0072] 分析仪1能够完全自动操作。为此目的，其具有控制和评估单元S，在这里所示的实例中，控制和评估单元S还提供评估单元的功能——尤其是，基于由感测元件检测到的被测量值确定被测变量。控制和评估单元S包括数据处理单元，数据处理单元包括存储器，用于控制分析仪1并且评估由感测元件输送的测量信号的一个或多个操作程序设置在存储器中。数据处理单元还能够包括用于操作员输入命令或参数的输入设备和/或用于从诸如过程控制系统的上级单元接收命令、参数或其它数据的接口。此外，控制和评估单元S还可包括用于将数据——尤其是测量结果或操作信息——输出到用户的输出设备或用于将数据输出至上级单元的接口。控制和评估单元S连接到泵5、6、7、8、9的驱动器和阀(这里未详细示出)以自动操作它们，从而将液体从样本接收容器和储罐2、3、4和15输送到小池K中。控制和评估单元S也连接到感测元件，以控制该感测元件并且从检测器18的测量信号确定待确定的被测变量。

[0073] 储罐4可容纳试剂，该试剂与从样本接收容器17移除的样本混合以处理该样本。试剂能够例如选择成，使得其与一个或多个成分反应，同时形成着色的反应产物，被测变量取决于所述一个或多个成分的浓度。因此，着色的强度是待确定的浓度的量度或待确定的被测变量的量度。由辐射源18发射的测量辐射的波长在这种情况下适应于反应产物的着色并且因此通过检测器19或控制和评估单元S评估。取决于待确定的被测变量，也可以使用几个试剂，而不是如这里所示的实例中的单一试剂。在这种情况下，分析仪1包括用于所需试剂的适当数目的储罐。

[0074] 为了执行测量，控制和评估单元S执行分析仪的测量循环。在测量循环的开始，控制和评估单元S首先借助于泵8计量在样本接收容器17中所容纳的规定量的测量流体——在本实例中，水样本——作为进入到小池K中的样本。同时或随后，控制和评估单元S控制泵7以将在液体罐4中所容纳的规定量的试剂输送到小池K中。因此，在这里所述的实例中的小池K也用作样本和试剂在其中混合的混合池。然而，其它实施例也是可能的，其中，在使用试剂预处理的样本被计量到小池K中之前，试剂或几个试剂彼此混合以处理样本。

[0075] 为了检测在小池K中所容纳的预处理过的样本的待确定的被测变量，控制和评估单元S操作感测元件，其中除了别的之外，控制和评估单元S激励辐射源18以发射测量辐射。检测器19接收在穿过小池K并且穿过其中所容纳的预处理过的样本后的测量辐射，并且将所接收的测量辐射强度转换成模拟或数字电测量信号。测量信号由控制和评估单元S进一步处理。其与测量辐射由样本的吸收或消光有关，其中，吸收或消光是与取决于一个或多个成分的浓度的被测变量有关的参数。

[0076] 控制和评估单元S分析由检测器19的感测元件发射的测量信号。控制和评估单元S能够例如从测量信号确定以被测变量的物理单位为单位的被测变量的值、或基于所存储的表格或基于所存储的标定函数确定从测量信号得到的值，并且经由诸如显示器的显示器设备将其输出或经由接口将其输出至上级单元。

[0077] 在已经确定被测变量后，小池K通过使用泵9将在测量池中所容纳的所用过的液体样本输送到废液罐15中来腾空。从而完成测量循环。

[0078] 分析仪1具有其它储罐2、3，储罐2、3可容纳用于标定的标准溶液和/或清洁溶液。借助于与储罐2、3相关联的泵5、6，这些溶液能够经由管线12、13以由控制和评估单元S控制的方式输送到小池K中，并且能够借助于泵9经由管线11排出到废液罐15中。

[0079] 在一个或多个测量已经执行后，控制和评估单元S能够通过将标定标准液从储罐2输送到小池K中来执行分析仪1的标定。标定标准液像来自样本接收容器17的“真实的”样本一样用借助于泵7从储罐4输送到小池K中的试剂进行处理。如上所述，被测变量的被测量值借助于感测元件光度地确定，并且分析仪1的调节能够基于标定标准液所已知的被测量值来执行。

[0080] 控制和评估单元S也设计成，监视测量流体从样本接收容器17向小池K中的输送，以检测因为缺少样本或因为已经计量到小池K中的太小的样本体积而引起的错误测量。为此目的，控制和评估单元S包括操作程序，该操作程序用于执行监视测量流体向小池K中的输送的下述方法。

[0081] 在根据上述方法执行测量循环后，小池K最初是空的，即在处理过的样本从小池K排出到废液管15后，小池K充满空气。在开始下一个测量循环之前，执行冲洗步骤至少一次——优选地，多次——其中，小池K用测量流体冲洗。为此目的，控制和评估单元S控制泵8，使得规定体积的测量流体经由管线10从样本接收容器17输送到小池K中。随后，控制和评估单元S控制泵9，以再次经由管线11将测量流体从小池K排干到废液罐15中。在排干测量流体后，小池K再次是空的或充满空气。

[0082] 为了监视在该冲洗步骤中测量流体是否正确地且足够数量地输送到小池K中，控制和评估单元S在小池K是空的情况下借助于感测元件检测至少一个第一被测量值。在所述冲洗步骤的范围内在测量流体的输送过程中或该过程后，控制和评估单元S借助于感测元件检测至少一个第二被测量值。

[0083] 空的或充满空气的小池K示出了与完全或部分充满测量流体的小池K不同的吸收或消光行为。因此，差异预期在第一被测量值和第二被测量值之间，该第一被测量值表示在空小池K中的测量辐射的消光或吸收，该第二被测量值表示在充满测量流体的小池K中的测量辐射的消光或吸收。控制和评估单元S从第一被测量值和第二被测量值确定测试值，该测试值表示在第二被测量值与第一被测量值的偏差。测试值能够例如通过被测量值的除法或减法来确定。

[0084] 通过将测试值与至少一个参照值进行比较，控制和评估单元能够确定测量流体在第二被测量值的检测过程中是否存在于小池K中、或者足够体积的测量流体是否输送到小池K中。如果是这种情况，则能够推断分析仪的错误。

[0085] 在测试值通过从第二被测量值减去第一被测量值产生的情况下，参照值能够是零，并且因此表示对于在控制泵8以将液体输送到小池中的过程中没有测量流体实际到达小池K的情况的第一被测量值与第二被测量值的预期偏差。在测试值通过除法产生的情况下，参照值因此能够是1。

[0086] 如果在这些情况下测试值与参照值对应，或如果测试值在围绕参照值的规定公差值范围内，则能够断定，通过控制泵8以将测量流体输送到小池K中，实际发生的是测量流体没有输送到小池中。在这种情况下，控制和评估单元S能够输出错误或警告信息并/或不执行被测变量的任何额外测量。这样，避免或至少检测出因为缺少样本而产生的错误信息。在另一方面，如果测试值与参照值不同或在公差值范围外，则控制和评估单元S继续进行根据上述方法的测量循环。

[0087] 此外或可替代地，控制和评估单元S还能够将测试值与至少一个参照值进行比较，所述至少一个参照值表示在空小池K中的测量辐射的吸收或消光与在充满测量流体的小池中的测量辐射的吸收或消光的预期偏差。这个参照值能够例如已经借助于用测量流体进行的一次或定期重复标定而确定并存储在控制和评估单元S的存储器中。

[0088] 控制和评估单元S通过例如减法或除法将所确定的测试值与至少一个所存储的参照值进行比较。也能够为测试值与参照值的比较规定公差值范围，该公差值范围作为间隔围绕参照值。在测试值在公差值范围内的条件下，测量流体进入小池K中的输送不被控制和评估单元S分类为错误的。在下一个步骤中，控制和评估单元S在这种情况下执行根据上述方法的另一测量。

[0089] 在另一方面，如果测试值偏离参照值，或如果测试值在公差值范围外，则能够断定，通过控制泵8以将测量流体输送到小池K中，实际发生的是测量流体没有输送到小池中或测量流体没有足够地输送到小池中。在这种情况下，为了避免未检测到的错误信息，控制和评估单元S能够输出错误或警告信息并/或不执行任何额外测量循环。

[0090] 根据上述实施例中的一个的相同方法能够用于监视在液体罐2、3、4中所容纳的其它液体向小池K中的输送。这样，能够确保，足够数量的试剂、清洁液体或标准液体存在，以确保分析仪的可靠操作。

[0091] 监视测量流体或其它液体向小池K中的输送的替代或额外可能性能够在液体向小池中的输送过程中发生。在液体-空气分界线经过辐射源18与检测器19之间的光路的瞬间，发生检测器19的瞬间显著信号变化。控制和评估单元S能够设计成，当失去该信号变化时输出错误信息，以确保足够体积的测量流体输送到小池K中。

[0092] 图2示意地示出了自动分析仪的测量池116、诸如基于图1所述的测量池的替代实施例。在其中包含测量池的自动分析仪具体地包括用于完全自动控制分析仪的控制和评估单元。

[0093] 测量池116包括小池K，小池K具有入口110和出口111，小池K经由入口110连接到分析仪的样本接收容器，经由出口111连接到分析仪的废液罐。测量池116进一步包括几个辐射源118.1、118.2、118.3、118.4，所述几个辐射源118.1、118.2、118.3、118.4设计成发射测量辐射。例如，它们能够各自包括发光二极管。它们连接到分析仪的控制和评估单元(在图2中未示出)，该控制和评估单元设计成控制辐射源118.1、118.2、118.3、118.4发射测量辐射。辐射源118.1、118.2、118.3和118.4发射不同波长范围的测量辐射，即，每个辐射源118.1、118.2、118.3、118.4发射与由其它辐射源118.1、118.2、118.3、118.4发射的测量辐射的波长范围不同的波长范围的测量辐射。

[0094] 小池K由对辐射源118.1、118.2、118.3、118.4的测量辐射透明的材料构成。如果测量辐射在电磁波谱的UV/Vis范围内，则玻璃或石英玻璃是合适材料。

[0095] 检测器119布置在与辐射源118.1、118.2、118.3、118.4相反的小池K的另一侧上，该检测器119接收由辐射源118.1、118.2、118.3、118.4发射的、在经过小池K和小池K中可能容纳的液体后的测量辐射。检测器119设计成将所接收的每个辐射源的辐射强度转换成电测量信号并且经由连接120将其输出至分析仪的控制和评估单元。

[0096] 具有测量池116的分析仪，其以另外的方式像在图1中所述的分析仪一样设计，能够用于确定与测量流体的成分的浓度相关的被测变量，如上面关于图1所述。在这种情况下，为了检测被测量值，控制和评估单元能够设计成激励几个或全部辐射源118.1、118.2、118.3、118.4以发射测量辐射并因此检测与分别所使用的测量辐射的吸收或消光有关的检测器119的几个测量信号。控制和评估单元能够从这些测量信号确定被测变量的值。

[0097] 测量流体或其它流体向小池中的输送的监视能够在具有在图2中所示的测量池的分析仪中以与上述方式类似的方式发生。

[0098] 在该过程中，当小池是空的时，不是检测仅一个(单个)第一被测量值，而是检测几个第一被测量值，其中，每个被测量值通过激励辐射源118.1、118.2、118.3、118.4中的一个并且通过借助于检测器119检测分别辐射穿过小池K的测量辐射强度来确定。第一值通过求和或加权求和从第一被测量值确定。

[0099] 随后，在控制分析仪的泵以将测量流体从分析仪的样本接收容器输送到小池K中的过程中或该过程后检测到第二被测量值，其中每个被测量值通过激励辐射源118.1、118.2、118.3、118.4中的一个并且通过借助于检测器119检测分别辐射穿过小池K的测量辐射强度来确定。不言而喻，相同辐射源分别用于检测第一被测量值和第二被测量值。第二值通过求和或加权求和从第二被测量值确定。

[0100] 测试值——例如通过除法或减法——从第一值和第二值确定。通过将测试值与参照值进行比较，能够完全与其中仅第一被测量值和第二被测量值分别用于监视向小池中的液体输送的上述方法类似地确定测量流体在第二被测量值的检测过程中是否存在于小池K中或者足够体积的测量流体是否输送到小池K中。如果不是这样的情况，则能够排除分析仪的错误。

[0101] 基于几个第一被测量值和第二被测量值的测试值与参照值的比较能够如前面对于测试值从仅一个单个第一被测量值和第二被测量值确定完全类似地执行。在这种情况下，参照值能够例如与在将足够数量的测量流体输送到小池中的过程中预期的值对应或与测试值对应。液体输送到小池K中的监视以及从其得到并通过控制和评估单元执行的措施，诸如错误信息或分析仪的测量操作的中断也能够类似地发生。