技术特征：
1.一种用于借助工作气体(34)移取、即吸取和/或分配计量液体(32)的移液设备(10)，其中所述移液设备(10)包括：
-沿着通道轴线(K)延伸的移液通道(12)，
-在所述移液通道(24)中沿着所述通道轴线(K)可运动的移液活塞(14)，
-用于容纳所述计量液体(32)的容纳腔(28)，所述容纳腔在所述移液通道(12)中沿着所述通道轴线(K)从一端处的移液开口(30)延伸至另一端处的所述移液活塞(14)的朝向所述移液开口(30)的计量侧的活塞面(14a)，其中在所述移液通道(12)中以紧邻所述计量侧的活塞面(14a)的方式容纳有工作气体(34)，其中工作气体参考体积(VT)通过在所述容纳腔(28)中低于工作气体参考压力(p∞)的工作气体(34)的体积限定，
-以力传输的方式与所述移液活塞(14)耦联的驱动设备(20)，所述驱动设备构成用于沿着所述通道轴线(K)移置所述移液活塞(14)，
-位置检测设备(19)，所述位置检测设备检测所述移液活塞(14)沿着所述通道轴线(K)的位置并且输出表示所检测的位置的位置检测信号，
-压力检测设备(38)，所述压力检测设备检测所述移液通道(12)中的所述工作气体(34)的压力并且输出表示所检测的压力的压力检测信号，和
-控制设备(24),
其中所述控制设备(24)构成用于，在考虑所述工作气体参考体积(VT)由所述活塞运动引起的压力变化感应而生的变化的情况下根据下述各项来操控所述驱动设备(20)：
-所述压力检测信号，
-所述工作气体参考压力(p∞)，和
-所限定的待移取的期望计量液体体积，
其中所述控制设备(24)还构成用于，在多个彼此跟随的运动步进中执行对于移取所述期望计量液体体积所需的活塞运动，
其特征在于，所述移液通道(12)具有：第一工作区域(AB1)，所述第一工作区域的已知的基本温度处于较低的基本温度范围内；和第二工作区域(AB2)，所述第二工作区域的已知的工作温度处于相对于所述基本温度范围提高的工作温度范围内，其中所述控制设备(24)构成用于，在第一移液活塞运动步进之后对于后续的移液活塞运动步进，
-基于所述位置检测信号、所述压力检测信号和所述工作气体参考压力(p∞)来求取第一修正变量，所述第一修正变量表示封在所述移液通道(12)中的工作气体体积的处于所述第一工作区域(AB1)中的部分的压力变化感应而生的体积变化，并且
-基于所述位置检测信号、所述压力检测信号、所述工作气体参考压力(p∞)、已知的所述工作温度和已知的所述基本温度来求取第二修正变量，所述第二修正变量表示封在所述移液通道(12)中的工作气体体积的处于所述第二工作区域(AB2)中的部分的压力变化感应而生的和温度变化感应而生的体积变化，
并且基于
-与所述后续的移液活塞运动步进相关联的步进参考体积，
-在当前的移液过程中所述移液活塞(14)的计量侧的活塞面(14a)的迄今的移置体积(VKolben)，
-所述第一修正变量，和
-所述第二修正变量，
来求取所述移液活塞(14)的期望步进运动体积，
并且根据所求取的所述期望步进运动体积来操控所述驱动设备(20)。
2.根据权利要求1所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，对于所述后续的移液活塞运动步进，基于当前的移液过程中的所述移液活塞的计量侧的活塞面(14a)的迄今的移置体积(VKolben)、所述第一修正变量和所述第二修正变量来确定用于在所述容纳腔(28)中存在的计量液体(29)的估计值(Vliquid)，将所确定的所述估计值(Vliquid)与所述步进参考体积进行比较，并且基于比较结果来求取所述期望步进运动体积。
3.根据权利要求2所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，执行相继的移液活塞运动步进，直至所确定的所述估计值与所述步进参考体积之间的差值低于预定的差阈值。
4.根据权利要求2所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，执行预定数量的移液活塞运动步进。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，计算所确定的所述估计值(Vliquid)与所述步进参考体积之间的差值，并且求取步进修正运动体积的与所述差值成比例的份额和/或所述步进修正运动体积的考虑由所述差值和至少一个先前的差值构成的总和的积分份额和/或所述步进修正运动体积的考虑所述差值与先前的差值之差的微分份额。
6.根据权利要求1所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，基于所述步进参考体积和所述步进修正运动体积来求取所述期望步进运动体积，尤其求取所述期望步进运动体积作为以所述步进修正运动体积修正的步进参考体积。
7.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，每秒执行多于100个、优选地多于1000个、特别优选地多于10000个移液活塞运动步进，其中所述控制设备构成用于每秒执行少于100000个移液活塞运动步进。
8.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，根据所述期望计量液体体积从数据存储器中读取与所述后续的移液活塞运动步进相关联的所述步进参考体积和/或基于所述期望计量液体体积来计算所述步进参考体积。
9.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，
-所述步进参考体积是增量步进参考体积，其中所述步进参考体积的累积值在数量增加的步进上具有第一步进范围(44)，在所述第一步进范围中，所述累积值从初始值增加到所述期望计量液体体积的至少95％的数值，并且所述累积值具有跟随所述第一步进范围(44)的第二步进范围(46)，在所述第二步进范围中，所述累积值不偏离所述期望计量液体体积的95％至105％的范围，
或者
-所述步进参考体积是绝对步进参考体积，其中所述绝对步进参考体积的值在数量增加的步进上具有第一步进范围(44)，在所述第一步进范围中，所述绝对步进参考体积的值从初始值增加到所述期望计量液体体积的至少95％的数值，并且所述值具有跟随所述第一步进范围(44)的第二步进范围(46)，在所述第二步进范围中，所述绝对步进参考体积的值不偏离所述期望计量液体体积的95％至105％的范围，
其中与所述第一步进范围相比，所述第二步进范围(46)具有至少相同的步进数量和/或继续持续至少相同的持续时间。
10.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，通过量化以下三个参数中的至少两个参数来限定所求取的所述期望步进运动体积：
-在所述后续的移液活塞运动步进结束时所述计量侧的活塞面(14a)的期望终止位置，
-在所述后续的移液活塞运动步进期间所述计量侧的活塞面(14a)的期望移置速度，和
-所述后续的移液活塞运动步进的持续时间。
11.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，基于所述工作气体(34)的处于所述第二工作区域(AB2)中的部分和由压力商和温度商构成的乘积形成所述第二修正变量，其中所述压力商是由所检测的工作气体压力(pAB1)和所述工作气体参考压力(p∞)构成的商，并且其中所述温度商是由所述工作温度(TAB2)和所述基本温度(T∞)构成的商。
12.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述驱动设备(20)包括线性马达，所述线性马达的转子是所述移液活塞(14)，其中所述工作设备(20)包括多个可通电的线圈(22)，所述线圈沿着驱动路段设置在所述移液通道(12)的径向外部，其中所述第二工作区域(AB2)包括或是所述驱动路段。
13.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述第一工作区域(AB1)从所述移液开口(30)开始朝向所述移液活塞(14)延伸，优选地延伸直至所述第二工作区域(AB2)。
14.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述移液设备(10)具有用于检测所述工作温度(TAB2)的温度传感器(23)，所述温度传感器输出表示所述工作温度(TAB2)的工作温度信号。
15.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述移液通道(12)包括具有耦联组成的固定于设备的通道部段(13)和可脱开地耦联到所述耦联组成上的移液尖端(26)，其中所述移液尖端(26)具有所述移液开口(30)。
16.根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于求取第三修正变量，所述第三修正变量表示所述移液通道(12)的泄漏，其中所述控制设备(24)构成用于，附加地基于所述第三修正变量来求取所述移液活塞(14)的所述期望步进运动体积。
17.根据权利要求16所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述第三修正变量表示泄漏体积，其中所述控制设备(24)构成用于，基于所述压力检测信号和持续时间、尤其所述移液活塞运动步进的持续时间来求取所述第三修正变量。
18.根据权利要求16或17所述的移液设备(10)，
其特征在于，所述控制设备(24)构成用于，也基于泄漏参数来求取所述第三修正变量，其中所述控制设备(24)还构成用于，按照手动的控制输入或通过预定的自动化的控制，在执行初始限定的工作气体压力的因泄漏引起的时间变化的检测时确定所述泄漏参数。
19.一种用于与计量液体(32)的流动特性和/或润湿特性无关地借助于移液设备(10)、尤其借助于根据上述权利要求中任一项所述的移液设备(10)正确地移取所述计量液体(32)的方法，其中所述移液通道(12)具有：第一工作区域(AB1)，所述第一工作区域的已知的基本温度(T∞)处于较低的基本温度范围中；和第二工作区域(AB2)，所述第二工作区域的已知的工作温度(TAB2)处于相对于所述基本温度范围提高的工作温度范围中，其中所述方法执行可运动地容纳在移液通道(12)中的移液活塞(14)的逐步移置，其中在所述移液活塞(14)的第一运动步进之后，对于后续的移液活塞运动步进而言，所述方法包括以下方法步骤：
-检测所述工作气体(34)的压力(pAB1)，
-检测所述移液活塞位置，
-基于所检测的移液活塞位置、所检测的工作气体压力(pAB1)和工作气体参考压力(p∞)来求取第一修正变量，所述第一修正变量表示封在所述移液通道(12)中的工作气体体积(34)的处于所述第一工作区域(AB1)中的第一部分的压力变化感应而生的体积变化，
-基于所检测的移液活塞位置、所检测的工作气体压力(pAB1)、所述工作气体参考压力(p∞)、已知的工作温度(TAB2)和已知的基本温度(T∞)来求取第二修正变量，所述第二修正变量表示封在所述移液通道(12)中的所述工作气体体积(34)的处于所述第二工作区域(AB1)中的部分的压力变化感应而生的和温度变化感应而生的体积变化，
-基于所检测的移液活塞位置、先前的移液活塞位置、所述第一修正变量和所述第二修正变量来求取用于在所述容纳腔(28)中存在的计量液体(32)的估计值(Vliquid)，
-求取或从数据存储器中调用与所述后续的移液活塞运动步进相关联的步进参考体积，
-将所述估计值(Vliquid)和所述步进参考体积彼此进行比较，
-求取用于在所述后续的移液活塞运动步进中移置所述移液活塞的期望步进运动体积，
-将所述移液活塞(14)移置所述期望步进运动体积。
20.根据权利要求19所述的方法，
其特征在于，所述方法包括以下另外的步骤：
-检测所述移液通道(12)的第二工作区域(AB2)中的所述工作温度(TAB2)。
技术总结
本发明涉及一种用于借助工作气体与计量液体(32)的流动特性和/或湿润特性无关地移取、即吸取和/或分配计量液体(32)的移液设备(10)和移液方法，其中移液通道(12)具有：第一工作区域(AB1)，所述第一工作区域的已知的基本温度(T∞)处于较低的基本温度范围中；和第二工作区域(AB2)，所述第二工作区域的已知的工作温度(TAB2)处于相对于基本温度范围提高的工作温度范围中。
技术研发人员：乔纳斯·赫尔蒂;于尔格·拉斯蒂;
受保护的技术使用者：哈美顿博纳图斯股份公司;
技术研发日：2020.10.01
技术公布日：2022.05.13
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