剂量分配设备和剂量分配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种剂量分配设备(10；10a；10b)，包括导管(20；20a；20b)；在导管(20；20a；20b)中能够移动地插入的活塞(24；24a；24b)；用于将力施加到活塞(24；24a；24b)上的操作结构(40；40a；42)，用以使活塞(24；24a；24b)在导管(20；20a；20b)中移动；以及用于容纳需分配剂量的介质(34)的腔室(28，30)，其中，需分配剂量的介质(34)能够根据活塞(24；24a；24b)的移动吸入或排出，所述操作结构(40；40a；42)设置用于与活塞(24；24a；24b)磁性地相互作用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种剂量分配设备，包括导管、在导管中可移动地插入的活塞以及用于容纳需分配剂量的介质的腔室，其中，需分配剂量的介质可根据活塞的移动吸入或排出。本专利技术还涉及一种在使用这种剂量分配设备的情况下的剂量分配方法。
技术介绍
属于此类剂量分配设备的有比如具有玻璃管的移液管，在其一个端部处可移动地引入活塞并且在其另一个端部处设置喷嘴，通过喷嘴可将需分配剂量的介质根据活塞的移动吸入或排出。在活塞和需分配剂量的介质之间还可以设置液态或气态的挤压介质，从而也可以将需分配剂量的介质完全从腔室中压出，或者说连最小的量也可以被吸出。为了在导管中操作活塞，公知有操作装置，其与活塞连接且比如将调节元件的旋 转运动转换成活塞的移动运动中。这里，调节元件的旋转运动可以手动地或在使用电动马达的情况下实施，其中，旋转的某个角度值或调节元件的某个回转数量被转换成活塞的某个移动行程且因此被转换成需分配剂量的介质的某个吸入的或排出的体积(剂量)中。针对一些应用，特别是在实验室领域中，精确的剂量分配，即吸入或排出的介质量的精确测量具有重要意义。这样，借助于相对昂贵的机械减速传动装置或在采用精密电动马达的情况下在公知的剂量分配设备中力求活塞的尽可能精确的定位以及活塞的尽可能均匀的运动。此外，虽然可以利用减速传动装置实现相对较高的定位精确度，但以相同的程度影响了剂量分配进程的动力学，这是因为减速传动装置仅非常迟缓地工作。此外，这种传动装置的成本和维护费用很高。通过电动马达的驱动同样大多需要使用减速传动装置或由于在活塞的直接马达操控的情况下马达的间隙使得精确度受到影响。常见的剂量分配设备的另一个公知的问题在于在活塞和导管之间所需的精确配合，从而一方面将活塞相对于导管足够地密封，用以防止需分配剂量的介质或挤压介质排出或者防止空气进入，另一方面活塞不太紧地置于导管中，以可靠地实现活塞以一定移动行程移动。
技术实现思路
在该背景下本专利技术的目的在于，提出一种文章开头所述类型的剂量分配设备以及一种在使用这种剂量分配设备的情况下的剂量分配方法，利用该能够将需分配剂量的介质以更高的剂量分配精确度吸入或排出，并且优选可以简单和成本低廉地实现。按照本专利技术的第一个方面，该目的通过一种剂量分配设备实现，该剂量分配设备包括导管、在导管中可移动地插入的活塞、用于施加力到活塞上以使活塞在导管中移动的操作装置，以及用于容纳需分配剂量的介质的腔室，其中，需分配剂量的介质根据活塞的移动吸入或排出且根据本专利技术操作使装置设置用于与活塞磁性地相互作用。因此，本专利技术的一个重要方面在于，通过磁性的相互作用操作活塞。这意味着，用于使活塞在导管中移动的力是由磁场引起的磁力。因此与常见的剂量分配设备不同，活塞的运动不是通过调节元件和活塞之间的机械的力传递实现，而是通过无接触的、磁性的相互作用实现。在操作装置和活塞之间缺失的机械连接消除了故障源，故障源在常见的剂量分配设备中由于操作传动装置或马达的间隙或由于摩擦是无法避免的。这样，根据本专利技术的剂量分配设备可以针对如下情况，即借助于由减速传动装置移动的磁场产生装置来产生且改变磁场，在很大程度上防止了传动装置的震动、由间隙引起的颠簸等等传递到活塞上。相应地，根据本专利技术的剂量分配设备允许以特别高的剂量分配精确度吸入或排出需分配剂量的介质。此外，借助于磁力的活塞运动允许计量分配的较高的动力。如果磁场在剂量分配进程期间以电气的或电子的装置移位，比如通过接通线圈，则可以以特别小的延迟完成活塞的运动。原则上活塞本身可以产生磁场，比如具有永磁铁，这样其可以进入与操作装置的磁性或可磁化的(特别是铁磁性的)元件的相互作用中并且可以通过操作装置的磁性或可磁化的元件相对于导管的运动引起活塞的移动。但在用于分配介质剂量的磁场操控方面有 利的是，操作装置具有用于产生磁场的磁场产生装置。这样可以将用于产生和用于操控磁场的装置以磁性有效的间距设置在导管以外。为了与磁场产生装置相互作用优选的是，活塞至少在一些分段上由可磁化的材料或由永磁性材料形成。可磁化的材料优选被理解为铁磁性材料。但该术语还涵盖永磁性的、反磁性的(超导体)或铁磁性的材料，只要其在磁场中具有足够的可磁化能力，用以将对于在导管中的移动有重要意义的力施加到活塞上。在另一个优选的实施方式中，活塞可以由可磁化的液体、优选由铁磁流体形成。该实施方式由于活塞和导管之间的特别低的摩擦力允许活塞以特别高的动力运动。此外铁磁流体自然地非常可靠地以及容易地相对于导管密封，这样可以确保以简单的装置可靠地运行剂量分配设备。在磁场中，可磁化的液体具有一种趋势，保留在磁性场强更高的区域中，从而使得可磁化的液体一方面可靠地密封地分布在导管中并且另一方面能够相应于外部的磁场在导管中运动。优选根据本专利技术的剂量分配设备的磁场产生装置产生磁场，其磁力线基本上在导管的轴向上穿过活塞。在磁力线的这种定向中，磁场和活塞之间的相互作用朝活塞的移动方向对准，从而可以引起将力在活塞的移动方向上高效地作用到活塞上。为了最终实现用于分配介质剂量的活塞运动，需要改变磁场的大小、定向或位置。在最简单的情况下这可以通过接通或切断磁场实现，这样活塞比如针对某个时间段被磁铁吸引或推开且同时以某个行程移动。可替换的或附加的是，磁场可以通过磁场产生装置相对于导管的运动而运动，从而活塞跟随该运动。作为另一种替换的或附加的可能性来说，可以改变磁场的磁力线的方向或强度或者通过磁力线的方向或强度的局部改变进行磁场的“变形”，根据该变形来改变作用在活塞上的磁力并且(比如在具有多个磁铁和/或线圈的结构中通过控制/运动一个个磁铁/线圈)导致活塞移动。在一个特别简单的实施方式中，磁场产生装置包括环形的永磁铁，其共轴地包围导管。然后，为了使得活塞运动可以使永磁铁在导管的轴向上移动，其中活塞特别是力求处于环形的永磁铁的中央。可替换的是，永磁铁也可以具有这样一种磁化，使得活塞被其推开。在另一个优选的实施方式中设置成，磁场产生装置包括具有至少个线圈的线圈结构，其绕匝(Windungen)共轴地环绕导管。这种线圈可以通过控制向其输入的电流强度构建可变的磁场，用以将活塞以可调节的力朝线圈轴向中心的方向牵拉。该线圈可以可替换地或额外地与导管共轴地移动，用以移动活塞。用于灵活地或精确剂量分配的特别的可能性在一种实施方式中得出，在该实施方式中，磁场产生装置包括具有大量线圈的线圈结构，其绕匝分别共轴地环绕导管，其中，线圈相互之间轴向地错开。通过调节向一个个线圈输入的电流强度，可以改变在导管中存在的磁场的总强度以及其轴向的磁力线分布，用以将活塞朝导管中定义的位置牵拉。在一种简单的情况下可以交互地操作两个以轴向间距设置的线圈，用以使活塞在两个位置之间来回运动。具有大量线圈的线圈结构在本专利技术的意义中也包括以自耦变压器类型的结构，其包括具有端侧触头和中间插接触头的连贯的线圈绕组，从而可以单个地操控端部触头和中间插接触头之间的线圈段。在这种线圈结构的另一种变型中，中间差接触头可以沿线圈轴·线在端部触头之间移动，用以改变两个线圈段的绕匝数的比例。本领域技术人员已知大量其它的可能性，用以产生磁场以及将根据本专利技术的剂量分配设备的活塞布置在磁场中并且通过改变磁场或通过剂量分配设备的其它元件的运动引起活塞在导管中所需的移本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦恩拉德·霍夫斯泰特尔，维恩岑茨·基尔斯特，
申请(专利权)人：哈美顿博纳图斯股份公司，
类型：
国别省市：