專利名稱：測量與控制管中液體部分的體積的方法與裝置的制作方法
發(fā)明的背景1.發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及液體泵裝置相關(guān)，更特別地，涉及精確地測量和控制被泵入的液體的體積的方法與裝置。盡管不限于自動(dòng)化臨床分析儀的領(lǐng)域，本發(fā)明應(yīng)用于此領(lǐng)域時(shí)尤為有用。
2.先前技術(shù)的描述自動(dòng)臨床化學(xué)分析儀在本技術(shù)上已廣為人知，并通常使用泵裝置，如擴(kuò)張泵或活塞泵，以在容器之間，如樣品液容器，反應(yīng)液容器，和置于分析儀各種部位的透明反應(yīng)器或反應(yīng)器皿之間，轉(zhuǎn)移既定體積的液體樣品或液體試劑。這種泵裝置所遇的一個(gè)常見問題為測量與控制被轉(zhuǎn)移的液體的體積，在過去各種技術(shù)已被應(yīng)用。
在臨床化學(xué)工業(yè)中，盡量減少從病人抽取的體液的數(shù)量的愿望與執(zhí)行更多的分析試驗(yàn)的提供準(zhǔn)確而快速的診斷的愿望相矛盾。此問題的一個(gè)解決方法是使反應(yīng)器皿小型化，以便抽取較少的病人樣品液或者用已抽取出的病人樣品液來執(zhí)行更多的分析試驗(yàn)。由于此原因，精確地測量極小量的液體樣品或液體試劑體積的需要變得越來越迫切。這些量在0.1～1微升的范圍之內(nèi)，并且傳送這樣小體積的困難由于要求將體積控制于±0.5％的精確度之內(nèi)而加劇。比如，特別在鈣，鎂，葡萄糖的自動(dòng)分析中，樣品液體積的缺陷可能產(chǎn)生嚴(yán)重的分析誤差。
美國專利4,210,809號(hào)(Pelavin)提供了精確的液體部分測量方法。它利用一對以既定的距離準(zhǔn)確地安置的感應(yīng)器所產(chǎn)生的信號(hào)來測量液體部分的前邊緣通過兩個(gè)感應(yīng)器之間的距離所需的時(shí)間，以及利用來自兩個(gè)感應(yīng)器中的單一感應(yīng)器的信號(hào)來測量整個(gè)液體部分通過的時(shí)間。這種方法依靠通過液體部分的輻射的透射，并被局限于測量由具有基本相同的能量透射性質(zhì)的液體組成的部分的體積并且也局限于由于折射和/或?qū)ν高^的射線的吸收而產(chǎn)生的能量損失相對較小的液體。消除這些局限以使該測量技術(shù)和抽吸控制方法不被限制于處理某些液體是合乎需要的。
PCT國際申請?zhí)朩O93/24811(Watt等人)描述了一種測量含有至少兩相的液體部分中的液相的總體流速的方法，相之間具有不同的輻射吸收特性。該方法利用兩個(gè)分開的能量透過測量計(jì)或感應(yīng)器的決定液體部分通過兩個(gè)感應(yīng)器之間的時(shí)間。部分的前導(dǎo)邊緣是通過對輻射衰減的幾個(gè)連續(xù)增加的測量值的觀測而探測的，而后隨邊緣則通過對輻射衰減的幾個(gè)連續(xù)減小的測量值的觀測而探測到。透過不同液相時(shí)輻射吸收的差異被用于計(jì)算液體部分中不同液相的總體流速。這種技術(shù)要求操作者具備輻射透過液體部分時(shí)在兩個(gè)液相之內(nèi)的輻射吸收的知識(shí)。
因此提供一種液體抽吸方法，其利用單一感應(yīng)器準(zhǔn)確地測量極小量的液體，并且不依賴于液體的吸收特性以使不受限制的多種液體能被抽吸，這被相信是有利的。提供一種用單一感應(yīng)器有效地控制極小量的液體的液體抽吸方法，從而避免設(shè)備的控制裝置不必要的復(fù)雜性，這也被相信是有利的。
發(fā)明的概述本發(fā)明是關(guān)于測量被限定于管中的，具有一前導(dǎo)邊緣和一后隨邊緣的液體部分的體積的方法。體積是通過將管暴露于以一定的方位角入射的輻射之中，利用單一的輻射探測器測量在管的內(nèi)壁和液體部分之間折射的輻射量來確定的，測量是在管軸的附近進(jìn)行的，這樣當(dāng)管中不含液體時(shí)到達(dá)探測器的輻射的數(shù)量可達(dá)到最大。首先測量管中不含液體時(shí)的被折射的輻射；然后測量部分的前導(dǎo)邊緣出現(xiàn)時(shí)的，最后測量部分的后隨邊緣出現(xiàn)時(shí)的。只要知道管的直徑和液體部分通過的時(shí)間，即可確定液體的體積。
附圖的簡要描述從以下的詳細(xì)描述并結(jié)合構(gòu)成本申請一部分的附圖可更全面地理解本發(fā)明，其中

圖1是自動(dòng)化學(xué)分析儀的平面圖解，本發(fā)明的使用對其有利。
圖2是圖1的液體分配裝置的透視圖。
圖3為本發(fā)明的液體處理裝置的透視圖解部分為橫截面；圖4a和圖4b為圖3的液體處理裝置的橫截面簡圖；圖5是描述圖3中液體處理裝置產(chǎn)生的信號(hào)的圖畫；以及圖6是描述圖3的液體處理裝置產(chǎn)生的信號(hào)和在那里的液體部分的體積的關(guān)系的圖。
發(fā)明的詳細(xì)描述圖1以簡圖的方式示明了傳統(tǒng)的自動(dòng)化學(xué)分析儀10，它含有一用于支持眾多樣品液容器14的樣品液支架12和一適于承接眾多反應(yīng)容器18的反應(yīng)容器支架16。眾多的液體試劑筒20被置于反應(yīng)容器支架16之內(nèi)，蓋22之下(蓋22部分被除去以顯示液體試劑筒20)，蓋在運(yùn)作時(shí)覆蓋著多個(gè)熱控制區(qū)。獨(dú)立于反應(yīng)容器18運(yùn)作的次級(jí)分析艙21可出現(xiàn)于分析儀10中。反應(yīng)試劑筒20最好為一有多個(gè)分隔間的容器，如懷爾明頓(Wilminton，DE)的E.I du Pewr de Nemours and co.Inc公司以商品名FLEXTM出售的。反應(yīng)容器是由將來自于容器膜筒(未示出)的兩條不同組成的透明膜的帶拉向容器支架16的周邊而形成的。容器支架16，最好為輪子的形狀，有大約100個(gè)分開的容器孔穴，每個(gè)孔穴的內(nèi)壁有一內(nèi)壁以容許先透過。反應(yīng)容器18的頂部保留一小的開口，以加入試劑液和樣品液?？赊D(zhuǎn)動(dòng)的樣品液臂24和沖洗源26緊接于樣品液支架12和容器支架16附近。
圖2表示固定于可轉(zhuǎn)動(dòng)的桿28上的樣品液臂以便使，參照圖1。樣品液臂24的運(yùn)動(dòng)劃一個(gè)與所有的三個(gè)組成部分12，16，26相橫切的弧。一由樣品液臂24支持的空的樣品液探針30適于抽吸和排放液體，如，把液體從樣品液容器14中抽吸，并排放到反應(yīng)容器18。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)試劑臂30從一適當(dāng)?shù)囊后w試劑筒20抽吸試劑液體并將試劑液體放于既定的反應(yīng)容器18中并超聲混合試劑樣品和其中的水。光學(xué)分析裝置(未示出)位于容器支架16之下，以不同的波長測量通過容器18的輻射吸收。
圖3闡明本發(fā)明的用于測量和/或控制樣品液和/或試劑液的體積的液體測量裝置37，即，當(dāng)利用樣品液探針30和/或試劑液臂36向反應(yīng)容器18提供樣品液和試劑液時(shí)測量樣品液或試劑液的體積和控制樣品液或試劑液的體積。
管38的一部分，其尺寸典型地如毛細(xì)管一樣大小，用于較小的體積，有第一個(gè)第二個(gè)開口末端并通常被安置成使其第一個(gè)開口未端與泵裝置40液體相連，其第二個(gè)開口末端與液體探針30(圖2)液體相連，如圖3的箭頭所示。管38有必要至少對輻射是透明的，并且最好由玻璃毛細(xì)管材料，可由Bel-Art Products，Pequannock，New Jcvsey購得，組成在管38被用于抽吸體液，如血清的例子中，由玻璃制成的，尺寸為外徑0.060英寸，內(nèi)徑0.020英寸的管被發(fā)現(xiàn)是有用的。管38通過測量外殼56。
一輻射源42被置于外殼56之內(nèi)，位于透明管38附近并與之平行。最好輻射源42是一直線燈絲，能量密度為1.9～12.5流明(lunmens)。適用于本發(fā)明的商品性輻射源的一個(gè)例子為Gilway 軸向引線燈，7159型，可由Massachusetts州的Woburn的Gilway Technical Lamps購得。輻射源42被相對于透明管安置，以使入射在透明管上的輻射波(一平面電磁波)被以朝向光探測器52的方向在管38的內(nèi)壁上折射。這樣，光源42的位置由當(dāng)管38中不含液體時(shí)(它通常充滿空氣或具有相似的折射指數(shù)以盡量增大入射波的折射的氣體)根據(jù)折射光的方向(由光探測器52的位置決定)最好地限定。光源(42)位于一使到達(dá)光探測器的光達(dá)到最大時(shí)的方位角φ(圖4a)。方位角φ指的是位于來自光源42的入射光和來自管38的內(nèi)壁39的折射光之間的夾角。光學(xué)透鏡44被垂直置于與透明管38相關(guān)的外殼46中(圖3)，與從透明管38折射的輻射束49成一光學(xué)直線，以在一倍到一百位的范圍內(nèi)放大從管折射的輻射像。光學(xué)透鏡44最好為一焦距為3.0mm的雙凸透鏡，以產(chǎn)生位于光學(xué)軸45(通向探測裝置52)的，投向開口48的被折射輻射的10倍的放大像。這種透鏡的實(shí)例是可由Geogia的Atlanta的Edmund Scientific公司購得的A32023型雙凸透鏡。
校準(zhǔn)開口48的尺寸約為25μm×3mm，位于由不透明材料，如不銹鋼，制成的厚度0.013英寸的圓板50上。在殼46中沿著光學(xué)軸45，開口48的中心與被折射的輻射束49的中心對準(zhǔn)。探測裝置52被置于殼46的頂部以攔截被折射的輻射束49。探測裝置52最好是基于將輻射能轉(zhuǎn)化為電能的光轉(zhuǎn)換器的光探測器52，在本發(fā)明中，發(fā)現(xiàn)Motorola零件#MRD360可令人滿意地發(fā)揮作用。Motorola零件#MRD360對波長范圍從約0.5微米到約1.0微米的輻射在0.5mW/cm2的敏感性約為12ma，它是NPN型并提供Darlington輸出，反應(yīng)時(shí)間為40msec。選用這一特定裝置是因?yàn)樗m合直接與邏輯電子學(xué)裝置偶合。被選用的光轉(zhuǎn)換器還在其結(jié)構(gòu)中包含一整合的透鏡以提高其對斜角輻射收集的效率。
外殼46的內(nèi)表面可覆蓋黑色的氧化鋁以盡量減小任何非正常的輻射。并且，為了裝配的目的，外殼46可以相對透明管38和光源42以固定的關(guān)系固緊于固定塊56之內(nèi)，如圖所示。
圖3中可見測量裝置包含將管暴露于入射在管上的輻射的裝置和用以探測從管38的內(nèi)表面39(在圖4a和4b中看得最清楚)折射而來的輻射的大小的裝置。本發(fā)明依靠于這個(gè)事實(shí)空管中充滿液體而非氣體(空氣)時(shí)，入射波(圖4b)被較少地折射。減少的折射使輻射波不能為光探測器52所探測到。在實(shí)際運(yùn)用本發(fā)明時(shí)，具有前導(dǎo)邊緣41和后隨邊緣43的液體樣品部分S被使用泵裝置40泵入，通過管38泵到達(dá)液體探針30。在被用單一輻射探測器52探測之前，從管38的內(nèi)壁39折射的輻射光通過放大鏡44和校準(zhǔn)孔50的中心開口48。
圖中所示的液體測量裝置37的運(yùn)作可以參照圖4a，圖4b和圖5理解。如在此所用，術(shù)語“泵”和術(shù)語“經(jīng)過”應(yīng)被理解成包括迫使一定體積的液體移動(dòng)通過一定長度的管，從樣品液容器中移走體積被精確控制的樣品液，將體積準(zhǔn)確控制的樣品液抽吸入樣品液容器，從試劑液體容器吸走體積準(zhǔn)確控制的試劑液體，將體積準(zhǔn)確控制的試劑液體抽吸入試劑液體容器。有必要認(rèn)識(shí)到樣品液容器和/或試劑液容器可以組成單一的反應(yīng)器皿。并且，術(shù)語“泵入”應(yīng)被理解為包括操縱泵裝置的運(yùn)作，以使體積準(zhǔn)確控制的樣品液或試劑液經(jīng)過一空管。
圖4a闡明了本發(fā)明的一個(gè)關(guān)鍵特征，在此透明管38的內(nèi)表面39，放大鏡44的中心光軸，校準(zhǔn)孔50的開口48和探測裝置52，最好為光探測器52，被安置成一位于來自開放的或空的管48的折射波之內(nèi)的直線45。光源42的位置，如在此前所限定的，即，當(dāng)透明管38不含液體時(shí)從輻射源42發(fā)射的平面輻射波49的最大的部分在透明管38的內(nèi)表面39和透明管38的內(nèi)部之間的界面被折射。結(jié)果，平面輻射波49在內(nèi)表面39上被折射，朝向和通過透鏡44，沿著線45，然后通過校準(zhǔn)開口48，然后到達(dá)探測器52，產(chǎn)生最大信號(hào)電壓60n，即，60a，60b，60c……60n，如圖5所示。本發(fā)明還可補(bǔ)充以不同材料組成的和具有一系列尺寸的管38，因?yàn)槲ㄒ魂P(guān)鍵的是當(dāng)管中不運(yùn)送液體時(shí)管38適于以第一個(gè)角度折射輻射，當(dāng)管中運(yùn)送液體時(shí)管38適于以不同的角度折射輻射。
圖4b闡明只要透明管38中含有液體部分S，本發(fā)明的關(guān)鍵特征就以圖示的方式轉(zhuǎn)變。在此例子中，液體的折射指數(shù)與開放管的不同，并且從輻射源42發(fā)射的輻射波49的主要部分以偏離放大鏡44，校準(zhǔn)開口48和探測器52的方向在透明管38的內(nèi)表面39和被泵入此處的液體之間的界面被折射。已發(fā)現(xiàn)幾乎所有的被泵入的液體部分S的折射指數(shù)與空氣的折射指數(shù)之間的差異都足夠大，以使從內(nèi)表面界面折射大部分輻射的方向偏離光學(xué)透鏡44的中心。由于入射波49被折射偏離光學(xué)透鏡44，光探測器52產(chǎn)生最小的信號(hào)電壓62n，即，62a，62b，62c……62n，如圖5所示，最小信號(hào)電壓62n明顯小于先前測量的最大信號(hào)電壓60n。這樣，與先前的技術(shù)相比，感興趣的液體部分S的前導(dǎo)邊緣41和后隨邊緣43的出現(xiàn)可被更準(zhǔn)確地確定，并有更進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，即只需要一個(gè)單一的探測器。
因此，如圖5所示，通過測量入射波49被從內(nèi)表面39折射到與光探測器52成一直線的數(shù)量，單一光探測器52可被用于準(zhǔn)確地確定液體部分S的前導(dǎo)邊緣41和后隨邊緣43?？捎晒馓綔y器52產(chǎn)生電壓信號(hào)，其以片段60n標(biāo)示。泵40被啟動(dòng)以使液體部分S以恒定的速度經(jīng)過或移經(jīng)管38。泵裝置40對管中的液體產(chǎn)生容積排出作用。這種排出量傳統(tǒng)上在技術(shù)中通過測量促動(dòng)器(未示出，但被使用于泵中)所移動(dòng)的距離而測量。促動(dòng)器可以是任何其運(yùn)動(dòng)可利用多種技術(shù)上廣為人知的方法測量的運(yùn)動(dòng)控制裝置。比如，在促動(dòng)器被選為傳統(tǒng)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)選例子中，步進(jìn)脈沖的總數(shù)量和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)促動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)與移動(dòng)的距離成比例。步進(jìn)脈沖的數(shù)目可由技術(shù)上廣為人知的傳統(tǒng)的脈沖控制儀提供與計(jì)數(shù)。比如參見“Step Motor and Servo Motor Syotems andControls”，Parker Motion Control，1995，頁數(shù)A28-30。在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中，脈沖控制器運(yùn)行，以使泵裝置40中的促動(dòng)器的排出使這一金屬小塊以恒定的速度在管42中移動(dòng)。
在部分S的前導(dǎo)邊緣41的像進(jìn)入到光學(xué)放大器時(shí)產(chǎn)生的被計(jì)數(shù)的脈沖被用作開始計(jì)算泵40的排出量的信號(hào)、泵裝置40內(nèi)的促動(dòng)器的每一排出量與一恒定體積的被排出的液體相對應(yīng)。計(jì)數(shù)繼續(xù)進(jìn)行，直到遇到部分S的后隨邊緣43的像進(jìn)入光學(xué)放大器。在前導(dǎo)邊緣41的像和后隨邊緣43的像之間所計(jì)數(shù)的增長的總量與經(jīng)過所觀察的光學(xué)區(qū)域的體積成線性比例。
正如所預(yù)料的，系統(tǒng)的體積分辨率依賴于放大系統(tǒng)的光學(xué)分辨率和促動(dòng)器的分辨率。還發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的分辨率與管38的內(nèi)徑相關(guān)，因?yàn)閷τ趩挝惑w積的液體，較小的直徑與較小的橫截面積，從而與部分的較長的線性移動(dòng)距離是相聯(lián)系的。所有的這些參數(shù)必須被優(yōu)化，使其接近所要求的特定的分辨率，盡管如此，并不需要特別的設(shè)計(jì)，本發(fā)明唯一依靠的是使用單一探測裝置探測在管38的內(nèi)表面39上的單一位置上被折射的輻射，被折射的輻射的方向與最大被折射輻射值相應(yīng)的方向不同，基本上不依賴于被泵入的液體的光學(xué)特性。
如前所述，選擇入射波49和折射波49及直線45之間的角φ，以使當(dāng)管38中無液體時(shí)最大數(shù)量的入射波49可被從管38的內(nèi)表面39上折射向光探測器52。當(dāng)放大系統(tǒng)的光學(xué)分辨率，促動(dòng)器的分辨率和管38的內(nèi)徑的值都如以下所描述時(shí)，發(fā)現(xiàn)液體部分S的體積的精確度可被確定至+/-10納升以內(nèi)。并且，因?yàn)楸景l(fā)明所依賴的是當(dāng)管38中無液體時(shí)，從管38的內(nèi)壁39上折射出來的輻射達(dá)到最大值，所以許多液體可以通過管38提供而無須對被泵入的液體的輻射吸收特性加以限制。這是在液體體積測量系統(tǒng)先前的技術(shù)中所未發(fā)現(xiàn)的一個(gè)重要特征，它們被發(fā)現(xiàn)對被測量和/或泵入的液體的光學(xué)或吸收特性加以限制。并且，當(dāng)泵入不同的液體時(shí)并不需要不同的校準(zhǔn)程序。因此，對于很廣范圍的液體組成的部分S，包括全血，血清，尿液，水，甘油，和水溶液試劑，本發(fā)明使對液體經(jīng)過的常規(guī)測量和控制，以使許多連續(xù)的液體部分具有精確到+/-10納升之內(nèi)的恒定體積成為可能。
由于液體出現(xiàn)于探測器而產(chǎn)生的低電壓信號(hào)使計(jì)數(shù)裝置，如常規(guī)的脈沖計(jì)數(shù)器63開始計(jì)算促動(dòng)器的增量。當(dāng)部分S的后隨邊緣S到達(dá)管38的暴露于輻射的部分時(shí)，從管的內(nèi)表面折射的輻射將重新被折射到與光探測器52成一直線，并由光探測器52產(chǎn)生最大電壓60n。高電壓信號(hào)中止脈沖計(jì)數(shù)器63。被計(jì)數(shù)的脈沖的總數(shù)與被轉(zhuǎn)移通過探測器的液體的數(shù)量成比例。
精于本技術(shù)的人很容易認(rèn)識(shí)到在部分S經(jīng)過管38暴露于輻射的部分時(shí)由脈沖計(jì)數(shù)器63所計(jì)數(shù)的脈沖數(shù)(由最小電壓62n控制)與部分S的體積之間的標(biāo)定是一直接的過程。圖6顯示了在使用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制的泵如由E.I.Dupont de Nemours，Wilminton，Delaware，提供的DimewsionDual泵的情況下所確定的這樣的直線關(guān)系。并且，可以使連接于光探測器52和泵裝置40之間的邏輯裝置(在圖3中看得最清楚)適于控制泵裝置40的運(yùn)行，從而提供對液體的經(jīng)過的控制，以使眾多的連續(xù)的液體部分的體積為恒定的體積。并且，將泵裝置40維持泵入狀態(tài)在測量最小電壓信號(hào)62n所相應(yīng)的脈沖數(shù)內(nèi)即可得到所要體積的液體部分S。圖5顯示了，比如，三個(gè)不同的最小電壓信號(hào)62a，62b，62c，它們與三個(gè)不同的液體部分S的體積相應(yīng)，其中第三個(gè)部分與62c相應(yīng)，最大，第二個(gè)部分與62b相應(yīng)，最小。
在一臨床自動(dòng)分析儀的泵的特定應(yīng)用中，使用內(nèi)體積5μL的玻璃管，如上所定的輻射，約115°的φ角，本發(fā)明被用于傳送一系列恒定體積為0.3～1.2μl之間的液體部分，準(zhǔn)確度為±l0nL。開口48的尺寸如前所描述，以摭擋偏離管道像中心軸的60％至99％的輻射，并使平行于光軸的輻射通過。這種以60％至99％，最好為90％至99.9％的數(shù)量校準(zhǔn)從管折射的輻射束49的設(shè)計(jì)對于得到對液體邊緣的高分辨率探測，以及對于準(zhǔn)確控制傳送液體部分S的泵裝置40的排出量是一個(gè)重要的特征。在此例中，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制的，總體積為100μl的活塞泵由分辨率為10,000cts/轉(zhuǎn)的微步進(jìn)系統(tǒng)控制。步進(jìn)計(jì)數(shù)系統(tǒng)的整體分辨率為8計(jì)數(shù)/nL。
并且，由佛羅里達(dá)州的Clear Water的Concept PolymerTechnologies，F(xiàn)L用彈性體制造的內(nèi)徑0.030英寸，外徑0.065英寸的商品名為C-FLEX的軟管已被測試過。使用這樣的管，25°角入射，使用先前描述的促動(dòng)裝置可達(dá)到相似的邊緣分辨率。軟管的優(yōu)點(diǎn)是其與診斷儀10的其它部分的界面簡單。
為了裝配的目的，透鏡44、圓片50和光探測器52被安裝在一閉合的，中空的柱子54之內(nèi)，其內(nèi)表面可以覆蓋黑色的氧化鋁以盡量減小任何非正常的輻射。也是為了裝配的目的，中空的柱子54以與透明管38和輻射源42以固定的方式被固緊于安裝塊56中，如圖示。
本發(fā)明獨(dú)立于通過管38泵入的液體的輻射折射特性的優(yōu)點(diǎn)允許許多液體通過管38供應(yīng)而無需重新校準(zhǔn)工序。同樣重要，本發(fā)明使用只有單一輻射探測站的簡化的裝置準(zhǔn)確地確定管中的液體部分的體積。精通本技術(shù)的人，受益于此上對本發(fā)明的講授，可以據(jù)此做許多的更改變化。有必要認(rèn)識(shí)到這些和其它的變更處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)，如在附后的權(quán)利要求書中所提出的那樣。
權(quán)利要求
1.一種利用一輻射探測器確定以恒定的速度經(jīng)過具有內(nèi)壁的透明管的液體部分的體積的方法，液體部分有前導(dǎo)邊緣與后隨邊緣，此方法包括這些步驟把管暴露于一來自輻射源的入射波，以能使到達(dá)探測器的輻射量達(dá)到最大的方位角φ放置輻射源，角φ是形成于來自輻射源的入射波和來自管的內(nèi)壁的折射波之間的角，探測來自輻射源的在管的內(nèi)壁上被折射的波，將在部分的前導(dǎo)邊緣和后隨邊緣從管折射的輻射的數(shù)量和當(dāng)管中無液體部分時(shí)從管中折射的輻射的數(shù)量進(jìn)行比較，以便確定通過該位置的液體部分的前導(dǎo)邊緣和后隨邊緣之間的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)而包含此步驟在測量輻射的數(shù)量之前先以為1倍至100倍的倍數(shù)放大從管折射的輻射束。
3.如權(quán)利要求1所述的方法進(jìn)而包含此步驟在測量輻射的數(shù)量之前先以范圍為60％至99％的大小校準(zhǔn)從管折射的輻射束。
4.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中管有一內(nèi)表面和一外表面，從管折射的輻射是從管的內(nèi)表面折射的。
5.如權(quán)利要求1中所述的方法進(jìn)而包含控制液體的經(jīng)過以使眾多的連續(xù)的液體部分的體積是恒定的。
6.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中液體部分的體積的范圍是100納升至1微升。
7.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中輻射的波長在0.4微米至1.2微米之間。
8.如權(quán)利要求1中所述的方法，其中液體部分是由折射指數(shù)為1至1.8的液體組成。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中液體部分包含全血、血清，尿液，水，甘油，或水溶液試劑。
10.用于確定以恒定的速度經(jīng)過管的液體部分的體積的設(shè)備，液體部分有一前導(dǎo)邊緣和后隨邊緣，此設(shè)備包含有一用于測量從管折射的輻射的大小的單一輻射探測器；一輻射束源，該源以能使到達(dá)探測器的輻射的大小達(dá)到最大的方位角φ放置，角φ是形成于來自輻射源的入射波和來自管的內(nèi)壁的折射波之間的角，用于比較來自管的在部分的前導(dǎo)邊緣和后隨邊緣的被折射的輻射的大小和當(dāng)管中無液體時(shí)來自管的被折射的輻射的大小的裝置，以便沿著管經(jīng)過一定位置的部分的前導(dǎo)邊緣和后隨邊緣之間的距離能被確定。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中從管折射的輻射是從管的內(nèi)表面折射的。
12.如權(quán)利要求10所述的裝置，進(jìn)而包含控制泵裝置的裝置，以使液體部分的體積是既定的體積。
13.如權(quán)利要求10所述的裝置，進(jìn)而包含以1至100倍的倍數(shù)放大折射自管的輻射像的裝置。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，進(jìn)而包含以60％至90％的大小校準(zhǔn)折射自管的輻射像的裝置。
15.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中輻射的波長范圍為0.4至1.2微米。
全文摘要
一種用于測量或控制限制于管內(nèi)的,具有前導(dǎo)邊緣和后隨邊緣的液體部分體積的方法。管以一定的角度暴露于輻射之下,并且當(dāng)液體部分移經(jīng)管時(shí)在前導(dǎo)邊緣和后隨邊緣從管的內(nèi)表面折射的輻射被測量。
文檔編號(hào)G01N21/43GK1185833SQ97190273
公開日1998年6月24日 申請日期1997年3月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月29日
發(fā)明者E·S·卡明斯基, P·J·朱克 申請人:達(dá)德國際有限公司