用于样品容器中的流体液位的差分测量的系统和方法与流程

技术特征：
1.一种用于检测包含在样品容器中的流体的液位的自动化系统，所述样品容器具有封闭底部和容器壁，所述容器壁从所述封闭底部延伸到限定所述样品容器的开口顶部的边沿，所述系统包括：传感器，所述传感器用于周期性地测量所述传感器分别与(i)所述样品容器的一个或多个表面和(ii)包含在所述样品容器内的流体的表面之间的距离，包括测量所述传感器与所述样品容器的所述边沿之间的距离，其中所述传感器和样品容器中的至少一者能够相对于另一者可控制地移动，以使所述传感器能够获得所述传感器与(i)所述样品容器的所述一个或多个表面和(ii)包含在所述样品容器内的所述流体的所述表面之间的距离的一系列离散表面距离测量结果；和控制器，所述控制器可操作地耦接到所述传感器并且被配置为接收和处理来自所述传感器的包括所述一系列离散表面距离测量结果的数字表示的输出信号，从而确定包含在所述样品容器内的所述流体相对于所述样品容器的所述边沿的液位。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述输出信号还包括相对于所述样品容器的传感器位置，其中每个传感器位置与所述离散表面距离测量结果中的一个离散表面距离测量结果相关联。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述传感器由线性平移器支撑，所述线性平移器相对于所述样品容器移动所述传感器。4.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述传感器相对于所述样品容器固定地安装。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述传感器和所述样品容器中的一者或两者能够可控制地移动以在所述样品容器的所述边沿和所述流体的所述表面上执行线性扫描，从而允许所述传感器在所述扫描期间在所述边沿和所述流体的顶部表面上的不同位置处获得测量结果。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述线性扫描利用连续相对移动同时所述传感器获得所述测量结果。7.根据权利要求5所述的系统，其中所述线性扫描利用间歇相对移动，其中间歇地停止所述移动以便所述传感器获得测量结果。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中：所述传感器被设置在用于将所述样品容器装载到所述系统上的输入站处；并且所述输入站包括被配置为保持多个样品容器的容器架和被配置为从所述架移除所述样品容器的抓取机器人。9.根据权利要求8所述的系统，其中所述输入站还包括检测器系统，所述检测器系统被配置为确定所述样品容器的一个或多个物理特性。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述样品容器的所述一个或多个物理特性包括高度、直径、形状和固定到所述样品容器的顶端的盖的存在或不存在中的至少一者。11.根据权利要求9或10所述的系统，其中所述检测器系统包括激光器和成像装置中的至少一者。12.根据权利要求9至11中任一项所述的系统，其中所述控制器被进一步编程为基于所述样品容器的所述一个或多个物理特性中的至少一者和包含在所述样品容器内的所述流体的所述液位，来确定包含在所述样品容器内的所述流体的体积。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统，其中所述传感器是超声传感器。14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中所述一系列离散表面距离测量结果包括(i)所述传感器与所述样品容器的所述一个或多个表面之间的多个距离测量结果，包括所述传感器与所述边沿之间的多个距离测量结果(边沿测量结果)，和(ii)所述传感器与所述流体的所述表面之间的多个距离测量结果(流体测量结果)。15.根据权利要求14所述的系统，其中所述控制器被配置为基于所述边沿测量结果的平均值和所述流体测量结果的平均值，来确定包含在所述样品容器内的所述流体相对于所述边沿的所述液位。16.根据权利要求1至15中任一项所述的系统，其中所述控制器被配置为确定所述一系列离散表面距离测量结果中的哪些测量结果对应于所述边沿的第一部分、所述流体的所述顶部表面以及与所述边沿的所述第一部分相对的所述边沿的第二部分中的每一者。17.根据权利要求16所述的系统，其中所述控制器被配置为使用边缘查找技术来确定所述一系列离散表面距离测量结果中的哪些测量结果对应于所述边沿的所述第一部分、所述流体的所述顶部表面以及与所述边沿的所述第一部分相对的所述边沿的所述第二部分中的每一者，其中所述边缘查找技术包括：(a)分析所述一系列离散表面距离测量结果中的所述距离的变化率，将所述边沿的所述边缘识别为对应于所述变化率的峰值的测量结果，并且将所述峰值之间的所述测量结果识别为边沿测量结果或流体测量结果；或(b)识别所述一系列离散表面距离测量结果中的所述距离的所述变化率在阈值窗口内的测量结果。18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，还包括用于支撑所述样品容器的样品容器保持器，使得终止于所述边沿处的所述容器壁的上部部分位于所述样品容器保持器上方。19.根据权利要求18所述的系统，其中所述样品容器保持器包括凹部，所述凹部被配置为安置所述样品容器的所述封闭底部。20.根据权利要求19所述的系统，其中所述样品容器保持器是大致圆柱形的圆盘，并且其中所述凹部形成在所述圆盘的基部中。21.根据权利要求20所述的系统，其中所述容器保持器还包括从所述圆盘向上延伸的多个指状物，所述指状物被配置为以大致竖直的取向支撑所述样品容器。22.根据权利要求18至21中任一项所述的系统，还包括自动化传送机，所述自动化传送机被配置为在所述系统的各个站之间输送所述样品容器保持器。23.根据权利要求22所述的系统，其中所述站中的至少一个站是被配置为对所述流体执行分析程序的分析仪。24.根据权利要求23所述的系统，其中所述分析程序是分子测定。25.根据权利要求22至24中任一项所述的系统，其中所述传感器被配置为在所述样品容器保持器由所述传送机支撑的同时获得所述一系列离散表面距离测量结果。26.根据权利要求18至25中任一项所述的系统，其中所述控制器被进一步编程为根据所述输出信号来确定所述样品容器相对于所述样品容器保持器的取向。27.根据权利要求26所述的系统，其中所述取向包括所述样品容器相对于所述样品容器保持器的竖直轴线的倾斜角。28.根据权利要求27所述的系统，其中所述一系列离散表面距离测量结果包括(i)所述
传感器与所述边沿的第一部分之间的多个距离测量结果(第一边沿测量结果)，和(ii)所述传感器与所述边沿的第二部分之间的多个距离测量结果(第二边沿测量结果)，并且其中所述控制器被进一步编程为根据所述第一边沿测量结果与所述第二边沿测量结果之间的差值来确定所述样品容器相对于所述样品容器保持器的所述竖直轴线的所述倾斜角。29.根据权利要求27或28所述的系统，其中所述系统被配置为当所述倾斜角大于预定倾斜角时将所述样品容器从所述样品容器保持器输送到隔离区。30.根据权利要求14或15所述的系统，其中所述控制器被配置为通过分析所述一系列离散表面距离测量结果中的所述测量结果的变化率以找到对应于所述边沿的边缘的测量结果，来将所述离散表面距离测量结果识别为边沿测量结果或流体表面测量结果。31.根据权利要求30所述的系统，其中当所述变化率超过阈值时，所述变化率指示所述边沿的边缘。32.根据权利要求1至31中任一项所述的系统，其中所述系统被配置为(i)当确定包含在所述样品容器内的所述流体相对于所述边沿的所述液位在预定范围之外或高于预定液位时，将所述样品容器输送到隔离区；以及(ii)当确定包含在所述样品容器内的所述流体相对于所述边沿的所述液位在所述预定范围之内或低于所述预定液位时，释放所述样品容器以在所述系统上进行后续处理，包括对所述流体执行测定。33.根据权利要求1至32中任一项所述的系统，其中所述样品容器是试管。

技术总结
本发明提供了自动化系统和方法，该自动化系统和方法确定流体相对于样品容器的边沿的液位，该边沿限定该样品容器的开口顶部。该系统和方法利用距离传感器来测量该样品容器的该边沿与包含在该样品容器中的流体样品的表面之间的距离，其中该传感器和该样品容器中的至少一者相对于另一者移动，以使该传感器能够获得该传感器与该样品容器的该边沿之间以及该传感器与该流体样品的该表面之间的距离的一系列离散测量结果。控制器处理来自该传感器的输出信号，以确定该流体相对于该样品容器的该边沿的液位。该一系列离散测量结果的导数可用于识别该输出信号中的该边沿和该流体表面。用于识别该输出信号中的该边沿和该流体表面。用于识别该输出信号中的该边沿和该流体表面。


技术研发人员：R
受保护的技术使用者：简
技术研发日：2021.04.22
技术公布日：2023/2/13