Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatisierten Bestimmung eines Analyts einer Fiüssigkeitsprobe in einer kreisrunden Küvette in einem Fi üssi g keitsa na I yseg e rät .

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Bestimmung eines Analyts einer Wasserprobe. Ein derartiges Verfahren ist bekannt aus DE 41 09 118 AI. Hierbei weist die Küvette einen 1-dimensionaien Barcode auf, der eine Information über das zu bestimmende Anaiyt enthält. Eine Küvette ist ein für die Fotometrie geeignetes Gefäß, das für die Messstrahlung transparent ist und in das die Fiüssigkeitsprobe eingebracht und mit dem Reagenz gemischt wird. Das Fiüssigkeitsanalysegerät weist eine Drehvorrichtung auf, mit der die in das Flüssigkeitsanalysegerät eingesetzte Küvette gedreht werden kann. Di Küvette wird durch die Drehvorrichtung sowohl während des Lesens des in Umfangsrichtung auf der Küvette angebrachten Barcodes als auch während der Fotometrierung gedreht.

Für eine exakte quantitative Bestimmung des Analyts müssen die von dem Fotometer ermittelten Messsignale mit Hilfe von dem jeweiligen; Anaiyt zugeordneten Kafibrierdaten In entsprechende Quantitäts-Messwerte umgerechnet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, ein Verfahren zur quantitativen Bestimmung eines Analyts einer Fiüssigkeitsprobe in einem Fiüssigkeitsanalysegerät zu schaffen, bei dem die fehlerfreie Verwendung der Kalibrierdaten sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Das erfindungsgemäße Verfahren bezieht sich auf die automatisierte Bestimmung eines Analyts einer Flüssigkeitsprobe in einer kreisrunden bzw. zylindrischen Küvette in dem Fiüssigkeitsanaiysegerät. Die Küvette weis ein mit dem Anaiyt farbverändernd reagierendes Reagenz auf, Ferner weist die Küvette an der Küvettenaußenseite einen 1- oder 2- dtmensionalen Barcode und ein separates 2 -dimensionales Bildzeichen auf. Das Bildzeichen kann beispielsweise ein Warenzeichen, eine Handelsmarke, eine Marke oder ein anderes flächiges Kennzeichen des Herstellers bzw. Lieferanten der mft dem Reagenz gefüllten Küvette sein, Das Fiüssigkeitsanaiysegerät weist neben einem Fotometer und einer Drehvorrichtung zum Drehen der eingesetzten Küvette eine Zeilen- ode Flächen- Kamera zum Einlesen des Barcodes und des Bildzeichens auf. Grundsätzlich ist es vorteilhaft, eine einzige Kamera zum Lesen sowohl des Barcodes als auch des Bildzeichens vorzusehen . Grundsätzlich können hierfür jedoch auch zwei separate Kameras vorgesehen sein. Ferner weist das Fiüssigkeitsanaiysegerät einen elektronischen Kalibrierdaten-Speicher zum Speichern von Kalibrierdaten einer Charge eines Reagenzes auf. Unter einer Reagenz-Charge ist beispielsweise die Gesamtheit aller mit einem Reagenz mi identischen ^' Kalibrierdaten gefüllten Küvetten zu verstehen.

Das Fiüssigkeitsanaiysegerät weist ferner einen elektronischen Speicher zum Speichern eines Bildzeichen-Musters auf. Schließlich weist das Fiüssigkeitsanaiysegerät eine Eingabevorrichtung zur manuellen Eingabe von Reagenz-Kalibrierdaten auf. Die Eingabevorrichtung kann beispielsweise eine Tastatur, eine Taste, ein Drehknopf, ein Töuchscreen oder eine andere manuelle Eingabevorrichtung sein.

Gemä8 dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die in das Flüssigkeitsanafysegerät eingesetzte Küvette durch die Drehvorrichtung gedreht, wobei auf diese Weise das Bildzeichen mit der Kamera rotatorisch so ausgerichtet wird, dass das Bndzeichen von der Kamera in das Flüssigkeitsanalysegerät als Foto eingelesen werden kann. Anschließend wird das eingelesene Biidzeichen-Foto mit dem gespeicherten Bildzeichen- Muster verglichen. Wenn das eingelesene Bildzeichen-Foto mit dem gespeicherten Bildzeichen-Muster nicht übereinstimmt, wird die Eingabevorrichtung für die manuelle Eingabe der Kalibrierdaten des Reagenzes aktiviert, und gegebenenfalls der Bediener zur manuellen Eingabe der Kalibrierdaten aufgefordert. Nach der manuellen Eingabe der Kalibrierdaten wird die Fiüssigkeitsprobe fotometriert und dabei das Messsignal mit Hiffe der eingegebenen Kalibrierdaten in einen entsprechenden Messwert umgerechnet.

Wenn das eingelesene Bildzeichen-Foto mit dem gespeicherten Bildzeichen-Muster innerhalb einer festgelegten Toleranz übereinstimmt, wird das Messsignal aus der Fotometrie mit Hilfe der in dem Kalibrierdaten-Speicher gespeicherten Kalibrierdaten in einen entsprechenden Messwert umgerechnet.

Die Kalibrierdaten aus dem Kalibrierdaten-Speicher werden zur Bestimmung des Messwertes also nur dann verwendet, wenn die Küvette das Bildzeichen des Küvetten-Herstellers bzw. -Lieferanten aufweist. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass bei der Verwendung von Küvetten eines Fremd-Herstellers beziehungsweise Fremd-üeferanten nicht die Kalibrierdaten des Original-Herstellers bzw. -Lieferanten verwendet werden, was zwangsläufig zu falschen Messwerten Führen würde. Auf diese Weise wird eine fehlerfreie Verwendung von Kalibrierdaten bei der Ermittlung des Messwertes sichergestellt.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung kann der Barcode eine Anaiyt- Chargenkennzeichnung enthalten, wobei mit Hilfe der Kamera zunächst die Chargenkennzeichnung auf dem Barcode der eingesetzten Küvette gelesen wird, und anschließend überprüft wird, ob zu der von der Kamera gelesenen Chargenkennzeichnung in dem Kalibrierdaten-Speicher schon Kalibrierdaten gespeichert sind. Wenn zu der gelesenen Chargenkennzeichnung bereits Kalibrierdaten in dem Kalibrierdaten- Speicher gespeichert sind, wird mit dem Fotometrieren der Flüssigkeitsprobe fortgefahren,

Wenn zu der gelesenen Chargenkennzeiehnung jedoch noch keine Kalibrierdaten in dem Kaübrierdaten-Speicher gespeichert sind, wird eine Aufforderung zum Einlesen der Kalibrierdaten zu der neuen Chargenkennzeiehnung ausgegeben. Das Einlesen der Kalibrierdaten kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein den Küvetten zugeordnetes RFID-Etikett, in dem die Kalibrierdaten zu der betreffenden Chargenkennzeichnung gespeichert sind, an ein entsprechendes Lesegerät des Flüssigkeitsanalysegerätes gehalten wird, wobei das Lesegerät die entsprechenden Kalibrferd/a.ten aus dem RFID-Etikett automatisch einliest und - der betreffenden Chargenkennzeichnung zugeordnet - in dem Kaiibrierdatenspeicher abspeichert.

Gemäß einer alternativen oder ergänzenden Ausführungsform kann der Barcode die Kalibrierdaten der betreffenden Küvette beziehungsweise Charge enthalten, wobei die der Barcode mit den Kalibrierdaten mit Hilfe der Kamera gelesen und die Kalibrierdaten in dem Kalibrierdaten-Speicher schließlich gespeichert werden. Das Lesen der Kaiibrierdaten von dem Barcode kann bei jeder Messung erfolgen, erfolgt jedoch bevorzugt nur dann, wenn erstmals eine Küvette einer neuen Charge, zu der noc keine Kalibrierdaten in dem Kalibrierdatenspeicher gespeichert sind, in das Flüssigkeitsanalysegerät eingesetzt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung stehen bei allen Küvetten der Barcode und das Bildzeichen in einer konstanten bekannten geometrischen Zuordnung zueinander, wobei mit der Kamera zunächst die rotatorische und gegebenenfalls höhenmäßige Position des Barcodes auf der Küvett ermittelt wird, und anschließend mit Hiife der bekannten geometrischen Zuordnung die Position des Biidzeichens aus der Position des Barcodes bestimmt wird. Da aus der Position des Barcodes die Position des Bildzeichens auf der Küvette bekannt ist, rnuss das Biidzeichen auf der Küvette nicht mehr gesucht werden, sondern kann die Drehvorrichtung das Bildzeichen auf der Küvette exakt vor die Kamera drehen, so dass der gesamte Biidzeichen- Leseprozess zeitsparend erfolgen kann,

Vorzugsweise weist das Flüssigkeitsanalysegerät eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Lichtquelle zum Beleuchten des Biidzeichens auf der Küvette auf. Durch die Beleuchtung der Küvette wird das Nutzsignal der Kamera vergrößert, so dass die Qualität des Biidzeichen- Fotos verbessert wird. Ferner kann die so genannte Belichtungszeit der Kamera entsprechend verkürzt werden, so dass ein Foto des Bildzeichens unter Umständen sogar wahrend einer Drehbewegung der Küvette gemacht werden kann .

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird die Beleuchtungsvorrichtung beziehungsweise die Lichtquelle der Beieuchtungsvornchtung gepulst betrieben. Im Pulsbetrieb kann die Beleuchtungsvorrichtung beziehungsweise die Lichtquelle kurzzeitig eine erheblich höhere Lichtieistung liefern als im Dauerbetrieb. Auch hierdurch wird die Belichtungszeit der Kamera entsprechend verkürzt.

Vorzugsweise weist die Beleuchtungsvorrichtung einen Lichtleiter auf, der das Licht von der Lichtquelle zu der eingesetzten Küvette leitet. Die Lichtquelle, beispielsweise eine Leuchtdiode kann auf einer Hauptplatine angeordnet werden, die die gesamte Elektronik des Flüssigkeitsanalyse- gerätes aufweist. Eine separate Platine für die Lichtquelle und ihre Ansteuerung ist nicht erforderlich. Das Licht wird von der Lichtquelle auf der Hauptplatine durch den Lichtleiter zu dem Küvetten-Schacht in die Nähe der Kamera geleitet. P2011/063692

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Vorzugsweise weist die Beieuehtungsvorrfchtung einen Heiligkeitssensor und einen Heliigkeitsregier auf. Der Heiligkeitssensor ist an dem Küvetten- Schacht befestig und ist dem Barcode und dem Biidzeichen der eingesetzten Küvette räumlich so zugeordnet, dass der Heiligkeitssensor s die Helligkeit des von dem Barcode und dem Bildzeichen reflektierten Lichts, also des Nutzsignals für die Kamera, ermittelt. Die Leistung der Lichtquelle wird mit Hilfe des Helligkeitssensors so geregelt, dass der Kontrast des von der Kamera empfangenen IMutzsignals möglichst optimal eingestellt ist. Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines

Flüssigkeitsanalysegerätes zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und Figur 2 einen Küvetten -"Behälter mit einem RFID-Ettkett und mehreren

Küvetten einer Charge.

In Figur 1 ist ein Flüssigkeitsanaiysegerät 10 mit einer in einen Küvetten- Schacht 14 eingesetzten Küvette 12 dargestellt. Das Flüssigkeitsanaiysegerät 10 ist ein so genanntes Laborgerät und dient der Analyse verschiedener fotometrisch bestimmbarer Analyte in Wasser, beispielsweise in Abwasser, geklärtem Abwasser oder Trinkwasser,

Die Küvette 12 wird von einem zylindrischen Glaskörper 16 gebildet, der einen aufgeklebten 2-dimensionalen Barcode 18 und ein in Umfangrichtung an den Barcode 18 angrenzendes 2-dimensinaies BHdzeichen 20 aufweist. In den Glaskörper 16 ist durch den Küvetten- Hersteller ein Reagenz bestimmter Menge, Konzentration und Qualität eingefüllt, das der Bestimmung eines bestimmten Analyts einer Flüssigkeitsprobe dient. Die Küvette 12 besteht also aus dem Glaskörper 16, dem Barcode 18, dem Biidzeichen 20 und dem Reagenz. Die Küvette 12 ist bei Nichtgebrauch mit einem flüssigkeitsdicht abschließenden Schraubdeckel 13 verschlossen, wie im Figur 2 erkennbar ist.

Der Barcode 18 enthält in kodierter Form Informatione über die Art des Tests, also über das mit dem Reagenz bestimmbare Analyt, Informationen über die Herstellung und Haltbarkeit sowie eine Chargenkennzeichnung, die bei allen Küvetten einer Charge gleich ist, Eine Küvetten-Charge ist in Bezug auf das Reagenz vollständig homogen. Einer Küvetten-Charge ist ein einziger Satz an Kalibrierdaten zugeordnet, die dazu dienen, aus einem fotometrischen Messsignal einen genauen quantitativen Messwert für das zu bestimmende Analyt zu errechnen.

Das Biidzeichen 20 kann beispielsweise eine für alle Küvetten eines Hersteliers identische Produkt- oder Herstellerkennzeichnung sein, und kann, muss jedoch nicht, auch einen Wortbestandteii aufweisen. Das Biidzeichen 20 sollte dabei möglichst kontraststark sein, beispielsweise nur schwarz-weiß sein.

Der Barcode 18 und das Bildzeichen 20 sind in solcher Höhe auf den Glaskörper 16 aufgebracht, dass sie bei in Küvetten-Schacht 14 eingesetzter Küvette 12 höhenmäßig innerhalb des Küvetten.-.Schachtes 14 angeordnet sind und radial mit einer Linien-Kamera 22 fluchten, die an der Wand des Küvetten-Schachtes 14 angeordnet ist. Der Barcode 18 und das Biidzeichen 20 sind geometrisch in einer festen konstanten Zuordnung zueinander angeordnet. Hierdurch ist es möglich, aus der Lage des Barcodes 18, der als erstes von der Kamera 22 gefunden und gelesen werden muss, auf die genaue Lage des Bildzeichens 20 zu schließen. Das Biidzeichen 20 muss daher nicht mehr gesucht werden, sondern kann durch die Drehvorrichtung 44 direkt mit der Kamera 22 ausgerichtet werden. 2

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Die Kamera 22 Ist eine vertikal ausgerichtete Zeiien-Kamera mit einer Auflösung von beispielsweise 320 Pixeln. Alternativ kann die Kamera 22 auch als Flächen-Kamera ausgebildet sein. In diesen Fall müssten für die Auswertung der Kamera-Fotos entsprechende Entzerrungen der Kamera- Fotos vorgenommen werden.

Unterhalb der Kamera 22 ist ein Fotometer 24 angeordnet, das von einem Fotometer-Sender 24a und einem Fotometer-Empfänger 24b gebildet wird. Das Fotometer 24 dient der fotometrischen Bestimmung des Anaiyts einer in die Küvette 16 pipettierten Fiüssigkeätsprobe, die in einem bestimmten Spektralbereich farbverändernd mit. dem Reagenz in der Küvette 16 reagiert. Die Veränderung der Transmission in dem betreffenden Spektralbereich wird durch das Fötometer 24 in Form eines Messsignais ermitteit, das an eine Gerätesteuerung 30 übertragen wird.

Das Flüssigkeitsanalysegerät 10 weist einen Drehvorrichtung 44 mit einem Drehteller auf, mit der die in den Küvetten-Schacht 14 eingesetzte Küvette 12 um die Küvetten-Längsachse definiert schrittweise gedreht werden kann.

Das Flüssigkeitsanalysegerät 10 weist eine Beieuchtungsvorrichtung 23 auf, die an der Wand des Küvetten-Schachtes 14 angebracht und der Kamera 22 räumfich zugeordnet ist, und die bei Bedarf den Barcode 18 und das Biidzeichen 20 auf dem Küvetten-Glaskörper 16 beleuchtet. Die Beleuchtungsvorrichtüng 23 besteht aus einer LED-Lichtquelle 26, die auf einer Hauptplatine 31 der Gerätesteuerung 30 angeordnet ist, und einem Kunststoff-Lichtleiter 28, der das Licht der Lichtquelle 26 zu dem Küvetten-Schacht 14 leitet. Im Betrieb wird die Lichtquelle 26 gepulst betrieben, um bei kurzzeitig hoher Lichtleistung eine Überhitzung der Lichtquelle 26 zu vermeiden,

Das Flüssigkeitsanalysegerät 10 weist eine manuelle Eingabevorrichtung 32 in Form einer Tastatur und eine Anzeigevorrichtung 34 in Form eines Bildschirms auf, Ferner weist das Flüssigkeitsanalysegerät 10 einen RFID- Sender/Empfänger 36 auf, der aus einem: RFID-Etikett 42 an dem Küvetten-Verpackungskörper 40 Kaübrierdaten auslesen kann.

Die Zentraleinheit 30 weist einen digitalen Kalibrierdaten-Speicher 33 auf, in dem die Kalibrierdaten einer Küvetten-Charge oder mehrerer Küvetten- Chargen gespeichert werden.

In Figur 2 ist eine Küvetten-Verpackungseinheit 50 dargestellt, die aus einem Küvetten-Verpackungskörper 40, mehreren Küvetten 12 einer Charge und einem RFID-Etikett 42 mit Kaübrierdaten der betreffenden Küvetten-Charge besteht.

Das Verfahren zur automatisierten Bestimmung eines Analyts einer Ffüssigkeltsprobe läuft wie folgt ab :

Zunächst wird eine Küvette 12 aus dem Verpackungskörper 40 entnommen, und wird der Schraubdeckel 13 von dem Küvetten- Glaskörper 16 abgeschraubt. Anschließend wird mit einer Pipette eine Flüssigkeitsprobe definierter Menge in die Küvette 12 gegeben. Das zu untersuchende Anaiyt der Flüssigkeitsprobe reagiert mit dem Reagenz in der Küvette 12 farbverändernd, Die Küvette 12 wird daraufhin in den Küvetten-Schacht 14 eingesetzt, wobei durch das Fotometer 24 eine sprunghafte Vernngerung der Transmission festgestellt wird, wodurch wiederum ein Messzyklus ausgelöst wird.

Die Gerätesteuerung 30 veranlasst daraufhin ein Einschalten der Beleuchtungsvorrichtung 23 und ein Drehen der Küvette 12 durch die Drehvorrichtung 44, um den Barcode 18 mit Hilfe der Kamera 21 mit der Kamera 22 auszurichten. Die Kamera 22 macht ein Barcode-Foto, das von der Gerätesteuerung 30 ausgewertet und gelesen wird. Hierbei wird die Leistung der Lichtquelle 26 mit Hilfe des Heliigkeitssensors 25 so geregelt, dass da Barcode-Foto einen optimalen Kontrast aufweist. Nachdem die Kamera 22 das Barcode-Foto gemacht hat, dreht die Drehvorrichtung 44 die Küvette 12 um einen bekannten Differenz-Drehwinkei weiter, so dass das Büdzeichen 20 mit der Kamera 22 ausgerichtet wird.

Das Bildzeichen 20 wird von der Kamera 22 eingelesen, das heißt, die Kamera 22 macht ei Bildzeichen-Foto. Die Gerätesteuerung 30 vergleicht das Bifdzeichen-Foto mit einem dauerhaft abgespeicherten Büdzeichen- Muster, und fährt bei Übereinstimmung des Biidzeichen-Fotos mit dem Bildzeichen-Muster mit der Chargenidentifikation fort. Hierbei wird aus dem _: eingeiesene Barcode 18 die Chargenidentifikation der eingesetzten Küvette 12 ermittelt. Wenn in dem Ka!ibrierdaten-Speicher 33 die Kaiibrierdaten zu dieser Chargenidentifikation bereits gespeichert sind, wird mit dem Fotometrieren fortgefahren.

Wenn zu der Chargenidentifikation noch keine Kaiibrierdaten in dem Kalibrierdaten-Speicher 33 gespeichert sind, wird der Bediener über ein akustisches Signaf und durch die Anzeigevorrichtung 34 aufgefordert, die Kaiibrierdaten zu dieser Chargenidentifikation einzulesen. Dies erfolgt dadurch, dass das RFID-Etikett 42 an dem Küvetten-Verpackungskörper 40 unmittelbar vor den RFID-Sender/Empfänger der Fiüssigkeitsanaiysegerätes 10 gehalten wird. Sobald eine Funkverbindung zwischen dem RFID-Etikett 42 und dem RFID-Sender/Empfänger hergestellt ist, werden die Kaiibrierdaten dieser Küvetten -Charge in den Kanbrierdaten-Speicher 33 übertragen und dort gespeichert. Anschließend wird mit dem Fotometrieren fortgefahren.

Bei Nicht-Übereinstimmung des Biidzeichen-Fotos mit dem Blidzeichen- Muster wird der Benutzer durch die Anzeigevorrichtung 34 zur manuellen Eingabe der Kalibrierdaten über die manuelle Eingabevorrichtung 32 aufgefordert Sobald die Kaiibrierdaten durch den Benutzer über die Eingabevorrichtung 32 eingegeben sind, wird mit dem Fotometrieren fortgefahren. Zum Fotom.etrieren schal t die Gerätesteuerung 30 das Fotometer 24 ein, wobei die Drehvorrichtung 44 die Küvette 12 zur Vornahme mehrerer Messungen bei verschiedenen Küvetten-Drehwinkeln intervallweise dreht, Die von dem Fotometer 24 auf diese Weise gewonnenen mehreren Messsignale werden in der Gerätesteuerung mit Hilfe der in dem Kalibrierdaten-Speicher 33 gespeicherten beziehungsweise der manuell eingegebenen alip.rierdaten in entsprechende Messwerte umgerechnet, die die Konzentration des Analyts in der Flüssigkeitsprobe angeben. Aus den mehreren Messwerten werden so genannte Ausreißer gestrichen, und aus den verbleibenden Messwerten ein Mitteiwert gebildet, der von der Anzeigevorrichtung 34 angezeigt wird.