DE10148608A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungsvorgangs - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungsvorgangs in einem zumindest teilweise mit einem Gas gefüllten Gefäß vorgeschlagen, bei welchem Verfahren ein zeitlicher Verlauf wenigstens einer Zustandsgröße (p) eines in dem Gefäß vorhandenen Mediums im Wesentlichen über die gesamte Dauer des Dosierungsvorgangs erfasst wird, bei welchem weiterhin der zeitliche Verlauf (40; 40') der wenigstens einen Zustandsgröße (p) mit einem vorbestimmten Zustandsgrößen-Sollbereich (42; 42'; 242) graphisch oder mathematisch durch ein Korrelationsverfahren verglichen wird und bei welchem in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein Beurteilungsergebnis (S6, S14, S16) ausgegeben wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungsvorgangs in einem zumindest teilweise mit einem Gas gefüllten Gefäß.

Dosierungsvorgänge von Flüssigkeiten sind häufig Bestandteil von Misch- oder Analyseverfahren, bei welchen exakte Dosen von Flüssigkeiten aus Flüssigkeitsmengen entnommen und beispielsweise miteinander vermischt werden. Dosierungsvorgänge von Flüssigkeiten sind in chemischen, phar­ mazeutischen, medizinischen und humanbiologischen Verfahren an der Tagesordnung. Viele dieser Dosierungsvorgänge sind Bestandteil eines Herstellungsverfahrens zur Erzeugung von pharmazeutischen oder medizini­ schen Wirkstoffen und Heilmitteln oder tragen zur medizinischen Diagnose von Krankheiten bei. Unerkannte fehlerhafte Flüssigkeitsdosierungen kön­ nen daher zu Produkten führen, die für die Gesundheit von Lebewesen, insbesondere des Menschen, bedenklich oder sogar gefährlich sind. Doch selbst wenn in einer betrieblichen oder klinischen Qualitätssicherungsstufe fehlerhafte Flüssigkeitsdosierungen erkannt werden, besteht immer noch die Gefahr, dass durch unnötig zahlreiche Ausschuss-Dosierungen wert­ volle und unter Umständen nur begrenzt vorhandene Substanzen vergeudet werden.

Es ist daher von großer Wichtigkeit, Flüssigkeitsdosierungsvorgänge so früh wie möglich mit größtmöglicher Sicherheit ob ihres fehlerfreien Ablaufs beurteilen zu können.

Aus dem Stand der Technik sind beispielsweise für einen Aspirationsvor­ gang, d. h. für das Ansaugen einer Flüssigkeit, und für einen Dispensa­ tionsvorgang, d. h. für das Abgeben einer Flüssigkeit, beim Pipettieren verschiedene Verfahren zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungsvor­ gangs bekannt.

Bei einem Aspirationsvorgang wird zunächst die Pipettierspitze in die auf­ zunehmende Flüssigkeit eingetaucht. Dadurch wird eine in einem durch Pipettierspitzenöffnung, Pipettierspitzeninnenwand und Kolben begrenzten Flüssigkeitsaufnahmeraum vorhandene Gasmenge abgeschlossen und von dem Gasvolumen der Umgebung getrennt, so dass die in der Pipettierspitze vorhandene Gasmenge in etwa, d. h. abgesehen von Verdampfungs- und Kondensationsvorgängen, konstant bleibt. Durch eine Ansaug-Bewegung des Pipettierkolbens von der Pipettierspitze weg wird das Volumen der abgeschlossenen Gasmenge vergrößert, wodurch der Druck des Gases in dem Flüssigkeitsaufnahmeraum sinkt. Ab einem bestimmten Druckunter­ schied zwischen dem Gasdruck im Flüssigkeitsaufnahmeraum und dem der Umgebung beginnt Flüssigkeit durch die Pipettierspitzenöffnung in den Flüssigkeitsaufnahmeraum einzuströmen. Durch die einströmende Flüssig­ keit sinkt die Gasvolumenänderungsgeschwindigkeit und damit die Gas­ druckänderungsgeschwindigkeit im Flüssigkeitsaufnahmeraum.

Bei den bekannten Verfahren zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungs­ vorgangs wird überwacht, ob der Gasdruck im Flüssigkeitsaufnahmeraum unter einen vorbestimmten Grenzwert fällt. Bei manchen Verfahren wird neben dem Unterschreiten eines Grenzwerts zusätzlich die Änderungsge­ schwindigkeit des Drucks des im Flüssigkeitsaufnahmeraum eingeschlosse­ nen Gases beobachtet, d. h. es wird geprüft, ob sich der Gasdruck im Flüssigkeitsaufnahmeraum in einer vorbestimmten Zeit um einen vorbe­ stimmten Betrag ändert. Diese Prüfung kann graphisch durch Vergleichen der Steigung einer Druck-Zeit-Kurve mit einer vorbestimmten Steigung oder auch analytisch durch Vergleichen entsprechender Druck-Zeit-Wertepaare erfolgen.

Für den Dispensationsvorgang, bei welchem das Volumen einer zwischen einer aufgenommenen Flüssigkeit und dem Pipettierkolben eingeschlosse­ nen Gasmenge durch eine Ausschiebe-Bewegung des Pipettierkolbens auf die Pipettieröffnung zu verkleinert wird, gilt das zuvor beschriebene Beur­ teilungsverfahren entsprechend. Es gilt allgemein, dass der Dosierungsvor­ gang als fehlerfrei beurteilt wird, wenn der Druck des im Flüssigkeitsauf­ nahmeraum eingeschlossenen Gases einen bestimmten Grenzwert erreicht oder unter- bzw. überschreitet oder/und wenn die zeitliche Änderung des Drucks einen bestimmten Grenzwert erreicht oder unter- bzw. überschrei­ tet.

Nachteilig an diesem Verfahren des Standes der Technik ist, dass sich die Beurteilung, ob der Flüssigkeitsdosierungsvorgang fehlerfrei abgelaufen ist oder nicht, nur auf einige wenige Messwerte stützt, die in der Regel zu Beginn des Dosierungsverfahrens gemessen werden. Ein Fehler, der nach dem Erreichen des Gasdruck-Grenzwerts auftritt, wird von diesem Ver­ fahren nicht mehr erfasst. Ein derartiger Fehler kann beispielsweise auf­ treten, wenn die Pipettierspitzenöffnung während des Einströmens von Flüssigkeit in die Pipettierspitze durch einen in der Flüssigkeit vorhandenen Festkörper verstopft wird. Dies kann bei der Dosierung von Blut der Fall sein, wenn etwa geronnene Bestandteile im flüssigen Blut vorhanden sind.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lehre anzugeben, welche es dem Fachmann ermöglicht, Flüssigkeitsdosierungsvorgänge hinsichtlich ihres erfolgreichen Ablaufs sicher zu beurteilen und fehlerhafte Dosierungen frühzeitig zu erkennen.

Nach einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosie­ rungsvorgangs in einem zumindest teilweise mit einem Gas, vorzugsweise mit Luft, gefüllten Gefäß, insbesondere eines Aspirations- oder/und Dispen­ sationsvorgangs beim Pipettieren, bei welchem Verfahren ein zeitlicher Verlauf wenigstens einer Zustandsgröße eines in dem Gefäß vorhandenen Mediums im Wesentlichen über die gesamte Dauer des Dosierungsvorgangs erfasst wird, bei welchem weiterhin der im Wesentlichen gesamte zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße mit einem vorbestimmten Zustandsgrößen-Sollwertebereich verglichen wird, und bei welchem in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein Beurteilungsergebnis ausgegeben wird.

Obwohl bei der Würdigung des Standes der Technik ein Beurteilungsver­ fahren eines Pipettiervorgangs beschrieben wurde, ist das erfindungsge­ mäße Verfahren nicht auf Pipetten als Gefäße beschränkt, sondern an beliebigen Gefäßen anwendbar. Durch das Erfassen wenigstens einer Zustandsgröße eines in dem Gefäß vorhandenen Mediums über im Wesent­ lichen die gesamte Dauer des Dosierungsvorgangs steht Information über den Füllungszustand des Gefäßes im Wesentlichen für den gesamten Dosierungsvorgang zur Verfügung und kann zu dessen Beurteilung her­ angezogen werden. Durch Vergleichen des im Wesentlichen gesamten zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Zustandsgröße mit einem Zustandsgrößen-Sollwertebereich können zu beliebigen Zeitpunkten wäh­ rend des Dosierens auftretende abnormale Werte der wenigstens einen Zustandsgröße gefunden und so der Dosierungsvorgang zuverlässig beur­ teilt werden.

Der Zustandsgrößen-Sollwertebereich kann beispielsweise ein u. U. mit einer Toleranzzugabe versehener, idealisierter Zustandsgrößenverlauf sein.

Die Zustandsgröße kann in jedem beliebigen, in dem Gefäß vorhandenen Medium erfasst werden. Beispielsweise kann die Zustandsgröße der hydro­ statische Druck der in einen offenen Becher oder eine Flasche dosierten Flüssigkeit sein, der am tiefsten Punkt des Bechers bzw. der Flasche ge­ messen wird. Häufig werden zur Flüssigkeitsdosierung jedoch Gefäße mit einem während des Dosierungsvorgangs abgeschlossenen Gasraum ver­ wendet, wie dies beispielsweise beim Pipettieren mit Pipettierspitzen der Fall ist. Bei derartigen Gefäßen kann durch Erfassung wenigstens einer Zustandsgröße des in dem Gefäß vorhandenen Gases ein besonders ge­ naues Ergebnis erhalten werden, da die im Gefäß eingeschlossene Gas­ menge im Gegensatz zur ein- oder ausströmenden Flüssigkeit fast aus­ schließlich durch die zu dosierende Flüssigkeit beeinflusst wird und ein Einfluss durch die Umgebung des Gefäßes nahezu ausgeschlossen ist.

Ein weiterer Vorteil einer Erfassung wenigstens einer Zustandsgröße des in dem Gefäß vorhandenen Gases liegt darin, dass dadurch auch Dosierungs­ vorgänge mit geringeren Dosierungsmengen beurteilt werden können als bei einer Erfassung einer Zustandsgröße der dosierten Flüssigkeit selbst, da die Flüssigkeit in stärkerem Maße als das Gas Adhäsions- oder/und Rei­ bungswechselwirkungen mit der Gefäßwand unterliegt. Diese Wechselwir­ kungen werden erst ab einer gewissen Mindestflüssigkeitsmenge vernach­ lässigbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist mit jeder Art von Gas, d. h. in jeder Art von Gasatmosphäre, durchführbar. Im einfachsten und häufigsten Fall wird der Dosierungsvorgang in Umgebungsluft durchgeführt, weshalb die Gefäße in diesem Fall mit Luft gefüllt sind. Es ist jedoch auch denkbar, dass Flüssigkeiten zu dosieren sind, deren Kontakt mit Luft oder Sauerstoff nicht erwünscht ist. In diesem Fall kann das erfindungsgemäße Verfahren auch bei einer Dosierung in einer inerten oder quasi-inerten Atmosphäre wie z. B. Argon-, Stickstoff- oder Kohlendioxidatmosphäre, eingesetzt werden.

Als Zustandsgröße kommt, wie bereits beschrieben, für eine Messung in der im Gefäß vorhandenen Flüssigkeit der hydrostatische Druck, für eine Messung im Gas der Gasdruck und/oder die Temperatur in Frage. Da die im Gefäß vorhandene Gasmenge, d. h. die Gasmasse, bei vielen Dosiergefä­ ßen während des Dosierungsvorgangs in etwa konstant bleibt, jedoch durch Bewegung eines Kolbens das Volumen der Gasmenge geändert wird, ändern sich mit dem Volumen der Druck und, je nach Ausführung des Dosierungsvorgangs, auch die Temperatur des Gases. Bei besonders lang­ samen Gasvolumenänderungen im Gefäß kann näherungsweise von einer isothermen Volumenänderung ausgegangen werden. In diesem Falle macht die Messung lediglich des Drucks Sinn. Bei besonders schnellen Volumen­ änderungen kann näherungsweise von einer adiabaten Zustandsänderung ausgegangen werden, weshalb bei Kenntnis des dem Gas zugeordneten Adiabatenexponenten entweder der Druck oder die Temperatur als Zu­ standsgröße erfasst werden können. Die höchste Genauigkeit und Sicher­ heit erhält man jedoch, wenn man sowohl Druck als auch Temperatur des Gases erfasst, da dadurch ein wechselseitiges Kontrollieren der Funktions­ tüchtigkeit der Zustandsgrößenerfassungssensoren erfolgen kann.

Für die Erfassung einer Zustandsgröße reicht es aus, eine Größe zu erfas­ sen, die sich in einer bekannten Beziehung mit der Zustandsgröße ändert.

Vorteilhafterweise ist der Zustandsgrößen-Sollwertebereich wenigstens für die gesamte Dauer des Flüssigkeitsdosierungsvorgangs definiert. In diesem Falle ist es möglich, den Flüssigkeitsdosierungsvorgang nicht nur in be­ stimmten Zeitabschnitten, sondern tatsächlich zu jedem Zeitpunkt des Dosierungsvorgangs zu beurteilen.

Dies bedeutet jedoch nicht, dass der Zustandsgrößen-Sollwertebereich nur für die Zeitdauer der Änderung der Flüssigkeitsmenge im Gefäß definiert ist. Es kann darüber hinaus sinnvoll sein, die Zustandsgröße auch vor oder/und nach der Phase der Änderung der Flüssigkeitsmenge im Gefäß zu erfassen und dementsprechend den Zustandsgrößen-Sollwertebereich auch auf diese Zeitabschnitte auszudehnen. So kann eine etwaige Transport­ phase zwischen der Aspirationsphase und der Dispensationsphase über­ wacht werden z. B. auf Flüssigkeitsverlust durch Tropfenbildung und Tropfenverlust oder gar Verlust des Pipettier-Tips (Pippettenspitze).

Das genaue Vorgehen zur Erfassung derartiger der Flüssigkeitsdosierung vor- und nachgelagerter Vorgänge wird weiter unten anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels beschrieben werden.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung kann der Zustandsgrößen-Sollwertebereich einer Sollkurve folgend definiert sein, wobei dann zur Berurteilung des Dosierungsvorgangs er­ mittelt wird, ob der zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße innerhalb des Zustandsgrößen-Sollwertebereichs liegt, und in Abhängigkeit vom Ermittlungsergebnis ein Beurteilungsergebnis ausgeben wird. Es han­ delt sich dabei um einen sehr einfach durchzuführenden Vergleich, mit dem der Dosierungsvorgang zuverlässig beurteilt werden kann.

Aus Gründen einer größtmöglichen Anschaulichkeit und eines einfachen Verständnisses der erhaltenen Beurteilungserbnisse kann der Zustands­ größen-Sollwertebereich vorteilhaft derart definiert sein, dass der Flüssig­ keitsdosierungsvorgang als fehlerfrei beurteilt wird, solange der erfasste zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße innerhalb des Zu­ standsgrößen-Bereichs liegt und dass er als fehlerhaft beurteilt wird, wenn ermittelt wird, dass der erfasste zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße zumindest abschnittsweise außerhalb des Zustandsgrößen- Sollbereichs liegt.

Beispielsweise kann eine Pipettenöffnung vorübergehend durch einen Festkörper verstopft oder in ihrem Querschnitt verengt sein, wobei der Festkörper nach einer Verharrungszeit durch die ein- oder ausströmende Flüssigkeit fortgespült wird. In diesem Falle würde der Gasdruck im Inneren der Pipettenspitze beispielsweise bei einem Aspirationsvorgang stark ab­ fallen (oder/und die Gastemperatur würde stark abfallen), so dass die Zustandsgröße ihren Sollwertebereich verlässt. Nach der Beseitigung der Störung kann die Zustandsgröße wieder Werte annehmen, die innerhalb des Sollwertebereichs liegen. Da jedoch während des Auftretens der Stö­ rung undefinierte Strömungsverhältnisse an der Pipettenspitze vorlagen, ist es sinnvoll, eine Pipettierung bereits dann als fehlerhaft zu beurteilen, wenn ermittelt wird, dass der erfasste zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße zumindest abschnittsweise außerhalb des Zustandsgrößen- Sollwertebereichs liegt.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in der Möglich­ keit, über die Beurteilung eines korrekten Ablaufs des Dosierungsvorgangs hinaus, im Falle des Auftretens eines Fehlers diesen hinsichtlich seiner Fehlerart zu diagnostizieren. Dazu ist es vorteilhaft, dass dann, wenn der zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße als zumindest ab­ schnittsweise außerhalb des Zustandsgrößen-Sollbereichs liegend erfasst wird, ermittelt wird, ob der Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße zumindest abschnittsweise in wenigstens einem Fehlerbereich von einer Mehrzahl von Fehlerbereichen eines außerhalb des Zustandsgrößen-Soll­ bereichs liegenden Zustandsgrößen-Wertebereichs liegt. In Abhängigkeit von dem wenigstens einen durchlaufenen Fehlerbereich wird dann eine Fehlermeldung ausgegeben.

Verlässt der zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße den Zustandsgrößen-Sollwertebereich, so befindet sich der zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße in einem außerhalb des Zustandsgrößen- Sollwertebereichs liegenden Zustandsgrößen-Wertebereich. Dabei treten üblicherweise unterschiedliche Fehlerarten zu unterschiedlichen Zeiten auf oder/und führen zu unterschiedlichen Abweichungen des Zustandsgrößen­ werts vom Zustandsgrößen-Sollwertebereich. Es ist daher möglich, den den Zustandsgrößen-Sollwertebereich umgebenden Zustandsgrößen-Wertebe­ reich in wenigstens einen Fehlerbereich, vorzugsweise eine Mehrzahl von Fehlerbereichen, zu unterteilen. Dabei ist jedem Fehlerbereich vorteilhafter­ weise genau ein Fehler, unter Umständen jedoch auch eine Mehrzahl von Fehlern, zugeordnet. Im Falle mehrerer Fehlerbereiche sind diese zeitlich oder/und durch ggf. zeitveränderliche Zustandsgrößen-Schwellenwerte von­ einander abgegrenzt.

Ebenso kann der Zustandsgrößen-Sollwertebereich durch eine obere und eine untere Schwellenkurve vom übrigen Zustandsgrößen-Wertebereich abgegrenzt sein. Als obere Schwellenkurve wird dabei die Schwellenkurve bezeichnet, welche den Zustandsgrößen-Sollwertebereich zu höheren Zustandsgrößenwerten hin begrenzt. Die untere Schwellenkurve ist dem­ entsprechend die den Zustandsgrößen-Sollwertebereich zu niedrigeren Zu­ standsgrößenwerten hin begrenzende Schwellenkurve. Die Schwellenkur­ ven können Funktionen der Zeit sein und sind dies in der Regel auch, da der Zustandsgrößen-Sollwertebereich meist einer nicht-trivialen Sollkurve folgt. In diesem Falle kann die Ermittlung, ob der zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße innerhalb des vorbestimmten Zustands­ größen-Sollwertebereichs liegt, auf einfache Art und Weise durch einen Vergleich des zeitlichen Verlaufs mit der oberen Schwellenkurve und der unteren Schwellenkurve durchgeführt werden.

Als Alternative dazu kann die Ermittlung, ob der zeitliche Verlauf der we­ nigstens einen Zustandsgröße innerhalb des vorbestimmten Zustandsgrö­ ßen-Sollwertebereichs liegt, auch durch Bildverarbeitung durchgeführt werden. Ein bildverarbeitendes Ermittlungsverfahren wird durch das erfin­ dungsgemäße Verfahren insoweit begünstigt, als sich die im Verfahren verwendeten Datengrundlagen, wie z. B. zeitlicher Verlauf wenigstens einer Zustandsgröße, Zustandsgrößen-Sollwertebereich sowie gewünschtenfalls eine Mehrzahl von Fehlerbereichen besonders gut für eine graphische Darstellung und Auswertung eignen.

Die Qualität der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichten Beur­ teilung des Flüssigkeitsdosierungsvorgangs hängt in großem Maße von dem für die Beurteilung herangezogenen Zustandsgrößen-Sollwertebereich ab. Ist der Zustandsgrößen-Sollwertebereich sehr breit gefasst, besteht die Gefahr, dass bereits fehlerhafte Dosierungsvorgänge noch als fehlerfrei beurteilt werden. Umgekehrt birgt ein sehr eng gefasster Zustandsgrößen- Sollwertebereich das Risiko, dass fehlerfreie Dosierungsvorgänge als fehler­ haft beurteilt werden.

Ein für die Beurteilung von Flüssigkeitsdosierungsvorgängen besonders geeigneter Zustandsgrößen-Sollwertebereich eines bestimmten Flüssigkeits­ dosiervorgangs kann dadurch erhalten werden, dass man den im Wesentli­ chen gleichen Flüssigkeitsdosiervorgang unter Verwendung der im Wesent­ lichen gleichen Vorgangsparameter wiederholt durchführt und dabei den zeitlichen Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße erfasst. Die Ver­ wendung "im Wesentlichen gleicher Vorgangsparameter" bedeutet dabei, dass nach Möglichkeit die gleiche Flüssigkeit (oder zumindest eine Flüssig­ keit im Wesentlichen gleicher Viskosität, Oberflächenspannung etc.) bei im Wesentlichen gleicher Umgebungstemperatur in das im Wesentlichen gleiche Gefäß, d. h. ein Gefäß derselben Bauart, z. B. derselben Bestell­ nummer desselben Herstellers, in der im Wesentlichen gleichen Gasatmo­ sphäre mit im Wesentlichen gleichen Betriebseinstellungen einer Dosie­ rungsvorrichtung dosiert wird. Zu den Betriebseinstellungen einer Dosier­ vorrichtung zählt beispielsweise die Dosiergeschwindigkeit in Flüssigkeits­ volumen pro Zeiteinheit oder Flüssigkeitsgewicht pro Zeiteinheit.

Die beim praktischen Einsatz einer Dosiereinrichtung auftretende Streuung oder auch auf eine Exemplarstreuung der Dosiereinrichtung zurückzuführ­ ende der Vorgangsparameter wie z. B. Messtemperatur, Dosiergeschwindig­ keit und, wie bereits erwähnt, Gefäßform, soll also unter "im Wesentlichen gleich" subsummiert werden, so dass der so ermittelte Sollwertbereich diese Parameter-Streuung berücksichtigt.

Nach mehrmaligem Durchführen des Flüssigkeitsdosiervorgangs erhält man, vorausgesetzt jeder einzelne Dosierungsvorgang ist fehlerfrei abgelaufen, eine Schar von zeitlichen Verläufen der wenigstens einen Zustandsgröße, deren Einhüllende weiteren Durchführungen dieses Flüssigkeitsdosierungs­ vorangs als Zustandsgrößen-Sollwertebereich zugrundegelegt werden kann. Je nach der Sicherheitsrelevanz der dosierten Flüssigkeitsmenge oder nach dem Wert der dosierten Flüssigkeit kann die Einhüllende der Mehrzahl von zeitlichen Verläufen der wenigstens einen Zustandsgröße um einen Tole­ ranzbetrag vergrößert oder verkleinert werden und die so erweiterte bzw. reduzierte Einhüllende als Sollwertebereich verwendet werden.

Alternativ dazu kann die Schar von zeitlichen Verläufen der wenigstens einen Zustandsgröße auch zu einer Referenzkurve zusammengefasst wer­ den, beispielsweise durch Mittelwertbildung. Diese so vorbestimmte Refer­ enzkurve kann, mit einem beidseitigem Toleranzfeld (± n-6) versehen, ebenfalls als Zustandsgrößen-Sollwertebereich dienen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens, kann dann aus dem zeitlichen Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße durch Korrelationsrechenverfahren ein Übereinstim­ mungsgrad des zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Zustandsgröße mit der vorbestimmten Referenzkurve ermittelt und in Abhängigkeit vom Ermitt­ lungsergebnis ein Beurteilungsergebnis den Dosierungsvorgang betreffend ausgegeben werden. Durch Einsatz von Korrelationsrechenverfahren sind sehr genaue Vergleiche des zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Zu­ standsgröße mit der vorbestimmten Referenzkurve möglich. Außerdem kann durch Ausführen eines Korrelationsrechenverfahrens und durch Hin­ terlegung einer Referenzkurve für bestimmte Betriebsparameter der zur Speicherung des Zustandsgrößen-Sollwertebereichs nötige Speicherplatz und die für den Vergleich mit einem aktuellen Zustandsgrössenverlauf benötigte Rechenzeit reduziert werden. Dadurch kann auch der zu beur­ teilende Dosiervorgang schneller ablaufen. Der errechnete Korrelations­ kreffizient kann als Qualitätskennzahl dienen.

Als Korrelationsverfahren kommen bekannte Verfahren, wie z. B. die Fast- Fourier-Transformation, Polynomregression, Regressionsverfahren im All­ gemeinen, Wavelets und Differenzenbildung in Frage.

Derartige Korrelationsrechenverfahren geben den Übereinstimmungsgrad zwischen zwei Kurven oder Punktverläufen in der Regel als numerischen Wert aus. Der zu untersuchende Dosierungsvorgang kann beispielsweise dann als fehlerhaft beurteilt werden, wenn der ermittelte Übereinstim­ mungsgrad außerhalb eines vorbestimmten Übereinstimmungsgrad-Soll­ wertebereichs liegt. Durch diesen Vergleich eines numerischen Wertes mit einem vorbestimmten Wertebereich kann das Beurteilungsergebnis beson­ ders schnell erhalten werden, was angesichts der bei industriellen Dosie­ rungsvorgängen kurzen zur Verfügung stehenden Zeiten von großer Wich­ tigkeit ist.

Weiterhin kann ein auftretender Fehler, der dann vorliegt, wenn der Über­ einstimmungsgrad als außerhalb des vorbestimmten Übereinstimmungs­ grad-Sollwertebereichs liegend erfasst wird, durch ein weiterführendes Diagnose-Vergleichsverfahren näher untersucht werden. Insbesondere wird hierbei ermittelt, ob der Übereinstimmungsgrad in einem Fehlerbereich aus einer Mehrzahl von Fehlerbereichen eines außerhalb des Übereinstimmungs­ grad-Sollwertebereichs liegenden Übereinstimmungsgrad-Wertebereichs liegt. In Abhängigkeit von dem Fehlerbereich, in dem der Übereinstim­ mungsgrad liegt, wird dann eine Fehlermeldung ausgegeben. Dadurch ist es möglich, einen systematischen Fehler an der Dosieranlage schnell und zuverlässig zu erkennen und zu beheben. Dazu können beispielsweise in Versuchen Fehlerbereiche innerhalb des gesamten Übereinstimmungsgrad- Wertebereichs ermittelt und diesen bestimmte Fehler bzw. Fehlergruppen zugeordnet werden, wodurch unter Umständen eine Aussage darüber möglich ist, wie kritisch der jeweilige Fehler ist.

Um weitere Rechenzeit und weiteren Speicherplatz einsparen zu können reicht es aus, wenn das Korrelationsrechenverfahren als Eingangsgröße Stützpunkte aus dem zeitlichen Verlauf der wenigstens einen Zustands­ größe und aus der Referenzkurve verwendet. Bei ausreichend geringem Abstand zwischen den Stützpunkten kann die Rechenzeit und der benötigte Speicherplatz erheblich reduziert werden, ohne dass Genauigkeit im Beur­ teilungsergebnis eingebüßt wird.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird die vorstehende Aufgabe ebenfalls gelöst durch eine Vorrichtung zur Beurteilung eines Vorgangs einer Flüssigkeitsdosierung in einem zumindest teilweise mit Gas, vorzugsweise mit Luft, gefüllten Gefäß unter Verwendung des zuvor be­ schriebenen Verfahrens, wobei die Vorrichtung umfasst: wenigstens einen Sensor zur Erfassung des zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Zu­ standsgröße, einen Datenspeicher zur Speicherung eines vorbestimmten Zustandsgrößen-Sollbereichs von vom Sensor erfassten Zustandsgrößen­ werten sowie gewünschtenfalls von Zeitpunkten der Erfassung der ein­ zelnen Zustandsgrößenwerte, eine Datenverarbeitungseinheit zum Vergleich des zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Zustandsgröße mit dem vor­ bestimmten Zustandsgrößen-Sollwertebereich und eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines Beurteilungsergebnisses in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs durch die Datenverarbeitungseinheit.

Der wenigstens eine Sensor dient der Erfassung des zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Zustandsgröße. Diese Erfassung kann kontinuierlich oder in einem zeitlichen Abstand voneinander erfolgender Einzelmessungen erfolgen, wobei der Abstand zwischen zwei Einzelmessungen im Vergleich zur Gesamtdauer des Flüssigkeitsdosierungsvorgangs klein ist.

Im Datenspeicher ist der vorbestimmte Zustandsgrößen-Sollwertebereich gespeichert. Weiterhin werden die vom Sensor erfassten Zustandsgrößen­ werte im Datenspeicher abgelegt.

Aus einer Mehrzahl von Einzelmessungen kann beispielsweise dadurch ein zeitlicher Verlauf gebildet werden, dass man jeder Messung einen für den Dosierungsvorgang charakteristischen Maschinen- oder Gefäßzustand, bei­ spielsweise die Stellung eines beweglichen Kolbens relativ zum übrigen Gefäß, zuordnet. Die Stellung des Kolbens ist zumindest während der Phase, in der der Kolben bewegt wird, einem Zeitpunkt äquivalent.

Die Vorrichtung kann auch eine Uhr umfassen. Gewünschtenfalls können dann, alternativ oder zusätzlich zu den vorgenannten Maschinenzuständen, auch die einer Zustandsgrößenerfassung zugeordneten Zeitpunkte selbst gespeichert werden. Eine Speicherung von Zustandsgrößen zusammen mit den ihnen zugeordneten Erfassungszeitpunkten oder diesen äquivalenten Maschinenzuständen ist beispielsweise nötig, wenn die Erfassung von Zu­ standsgrößenwerten durch wenigstens einen Sensor nicht in konstanten Zeitabständen erfolgt. Werden Zustandsgrößenwerte dagegen in konstan­ ten Zeitabständen erfasst, so kann die Speicherung von Erfassungszeit­ punkten entfallen, da der Erfassungszeitpunkt aus der Reihenfolgeposition eines Zustandsgrößenwerts in einer Reihe von Zustandsgrößenwerten bestimmbar ist.

Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Datenverarbeitungseinheit, welche im Datenspeicher abgelegte Daten zu dem Vergleich des zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Zustandsgröße mit dem Zustandsgrößen-Sollwertebe­ reich heranzieht.

Eine Ausgabeeinheit dient schließlich zur Ausgabe eines Beurteilungsergeb­ nisses, welches in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs durch die Datenverarbeitungseinheit erhalten wird. Die Ausgabeeinheit kann alphanu­ merische Zeichen oder/und graphische Elemente, wie z. B. farbige oder/und strukturierte Linien oder/und Flächen, zur Ausgabe des Beurteilungsergeb­ nisses und, falls gewünscht, zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Zustandsgröße sowie des Zustandsgrößen-Sollwertebereichs verwenden.

Zusätzlich zum Zustandsgrößen-Sollwertebereich kann in dem Datenspei­ cher weiterhin eine Mehrzahl von vorbestimmten Fehlerbereichen gespei­ chert sein, wobei jedem Fehlerbereich wenigstens ein möglicher Fehler des Dosierungsvorgangs zugeordnet ist. Dadurch kann die Datenverarbeitungs­ einheit den oder die in Frage kommenden Fehler des Dosierungsvorgangs diagnostizieren.

Weiterhin kann die Vorrichtung zur Erstellung des Zustandsgrößen-Soll­ bereichs eine Editiereinheit umfassen, durch die beispielsweise ausgehend von einer Schar von zeitlichen Verläufen von Zustandsgrößen ein Zustands­ größen-Sollwertebereich erstellt werden kann.

Die Editiereinheit kann dazu eine mit ihr verbundene Eingabeeinheit um­ fassen. Über diese Eingabeeinheit können beispielsweise Zahlenwerte eingegeben werden, welche Toleranzbereiche definieren, um die eine Einhüllende der Schar von zeitlichen Verläufen gegenüber der Schar ver­ breitert oder verengt wird.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Ausgabeeinheit der Vorrichtung eine graphische Ausgabeeinheit sein, wobei dann über die Eingabeeinheit ein Zustandsgrößen-Sollwertebereich auch graphisch festgelegt werden kann. Dieses graphische Verfahren, bei dem beispielsweise die Schar von zeitlichen Verläufen der Zustandsgröße und ein Zustandsgrößen-Sollwerte­ bereich gemeinsam sichtbar dargestellt werden, stellt eine besonders einfache, aber dennoch sehr wirkungsvolle Möglichkeit dar, einen Zu­ standsgrößen-Sollwertebereich zu erstellen. Mit der Editiereinheit kann jedoch auch auf graphischem Wege aus der Schar von zeitlichen Verläufen ein Referenzverlauf bzw. eine Referenzkurve erstellt werden. Mit größerer Genauigkeit kann dies jedoch durch Rechenverfahren geschehen.

Entsprechend den zuvor dargestellten bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Datenverarbeitungseinheit er­ mitteln, ob der zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße inner­ halb des vorbestimmten Zustands-Sollwertebereichs liegt. Alternativ oder auch ergänzend dazu kann die Datenverarbeitungseinheit dazu ausgebildet sein, ein Korrelationsrechenverfahren zur Ermittlung eines Übereinstim­ mungsgrades des zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Zustandsgröße mit einer vorbestimmten Referenzkurve als Zustandsgrößen-Sollwertebe­ reich durchzuführen. Dann ist es vorteilhaft, wenn in dem Datenspeicher ein vorbestimmter Übereinstimmungsgrad-Sollwertebereich gespeichert ist, mit dem der ermittelte Übereinstimmungsgrad verglichen werden kann. So kann ermittelt werden, ob der ermittelte Übereinstimmungsgrad innerhalb des vorbestimmten Übereinstimmungsgrad-Sollwertebereichs liegt.

Die zuvor angesprochenen Fehlerbereiche, die in dem Datenspeicher zur Fehlerdiagnose hinterlegt sein können, können beispielsweise Überein­ stimmungsgrad-Wertebereiche sein. Dann ist einem bestimmten Bereich von Übereinstimmungsgrad-Werten ein bestimmter Fehler bzw. eine be­ stimmte Fehlergruppe zugeordnet.

Es sei an dieser Stelle ausdrücklich darauf verwiesen, dass die beiden genannten bevorzugten Ausführungsformen zur Erhöhung der Beurteilungs­ sicherheit auch kombiniert auf ein und denselben Dosierungsvorgang angewendet werden können.

Wie bereits gesagt wurde, kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungsvorgangs mit beliebigen Gefäßen, beliebigen Flüssigkeiten sowie in einer beliebigen Gasatmosphäre ange­ wandt werden. Gleiches gilt für die oben beschriebene Vorrichtung. Beson­ ders geeignet ist dieses Verfahren jedoch für Pipettiervorgänge, weshalb die erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt an einer Pipettieranlage zum Einsatz kommt bzw. das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt einen Pipettiervorgang an einer Pipettieranlage beurteilt.

Es ist dabei denkbar, dass das Verfahren bzw. die Vorrichtung neben einer bloßen Beurteilung im Falle einer als fehlerhaft beurteilten Dosierung auch Maßnahmen veranlasst bzw. durchführt. Dazu zählt beispielsweise das Anhalten eines bestimmten Dosierungsvorgangs das Auswechseln bestimmter Pipettierspitzen, das Verwerfen eines Dosiervorgangs z. B. Aspiration und Wiederholung dieses Dosiervorgangs.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1a-1e Phasen eines Aspirationsvorgangs beim Pipettieren,

Fig. 2 ein Verfahren zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungsvor­ gangs nach dem Stand der Technik,

Fig. 3 eine graphische Darstellung eines zeitlichen Verlaufs des Drucks eines im Flüssigkeitsaufnahmeraum einer Pipettier­ spitze vorhandenen Gases bei einem Aspirations- und einem Dispensationsvorgang, ein Zustandsgrößen-Sollwertebereich gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie den Sollwertebereich umgebende Fehlerbereiche,

Fig. 4 ein Flussdiagramm, das die erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschreibt,

Fig. 5 ein Diagramm das das Zustandekommen von Zustandsgrößen- Sollwertebereichen der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt.

Anhand der Fig. 1a bis 1e wird kurz anhand von schematischen Darstellun­ gen ein dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zugrundelie­ gender Aspirationsvorgang einer Flüssigkeit beim Pipettieren erläutert.

Fig. 1a zeigt einen schematischen Querschnitt einer Pipettierspitze 10, welche in Richtung des Pfeils 12 auf den Flüssigkeitsspiegel 14a einer Flüssigkeit 14 zu bewegt wird. Im Flüssigkeitsaufnahmeraum ist ein Druck­ erfassungssensor 22 angeordnet, der den Druck des im Flüssigkeitsauf­ nahmeraum 20 vorhandenen Gases erfasst.

In Fig. 1b hat die Öffnung 10a der Pipettierspitze 10 den Flüssigkeitsspie­ gel 14a erreicht. Dadurch wird die im Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 der Pipettierspitze 10 vorhandene Gasmenge von der Umgebungsluft abge­ trennt und bleibt abgesehen von Verdampfungs- und Kondensationsvor­ gängen im Wesentlichen konstant. Die Pipettierspitze 10 wird weiterhin in Richtung des Pfeils 12 abgesenkt.

In Fig. 1c hat die Pipettierspitze 10 ihren Absenkpunkt erreicht und verharrt mit der Öffnung 10a in der Flüssigkeit 14 eingetaucht. Der Kolben 16 wird jetzt in Richtung des Pfeils 18 bewegt. Aufgrund von Reibungs- und Ober­ flächenspannungseffekten ist noch keine Flüssigkeit in den Flüssigkeitsauf­ nahmeraum 20 eingeströmt.

In Fig. 1d ist zu sehen, dass die Aufnahme von Flüssigkeit 14 durch die Pipettierspitze 10 durch die Öffnung 10a hindurch bereits begonnen hat. Dann wird der Kolben 16 nicht mehr weiter bewegt (Fig. 1d'), so dass das Volumen des Flüssigkeitsaufnahmeraums 20 der Pipettierspitze 10 nicht weiter vergrößert wird. Aufgrund des im Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 vorhandenen Unterdrucks bezüglich der Umgebung strömt jedoch weiterhin Flüssigkeit 14 in den Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 nach, bis sich ein Gleichgewicht eingestellt hat.

In Fig. 1e ist der Aspirationsvorgang beendet. Die Pipettierspitze 10 wurde aus der Flüssigkeit 14 abgehoben. Im Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 der Pipettierspitze 10 befindet sich ein bestimmtes Volumen der Flüssigkeit 14, welches dort durch den Unterdruck des zwischen Kolben 16 und dem Flüssigkeitsvolumen eingeschlossenen Gases bezüglich der Umgebung gehalten wird. Darüber hinaus tragen auch Reibungs- und Adhäsionseffekte zwischen dem Flüssigkeitsvolumen und der Wand der Pipettierspitze 10 dazu bei, dass das Flüssigkeitsvolumen in der Pipettierspitze 10 verbleibt.

In Fig. 2 ist ein Druck-Zeit-Diagramm eines Verfahrens nach dem Stand der Technik zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungsvorgangs mit 30 be­ zeichnet. An der Abszisse des in Fig. 2 dargestellten Diagramms ist die Zeit t und an der Ordinate der Druck p der im Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 vorhandenen Gasmenge aufgetragen.

Eine Beurteilung des Flüssigkeitsdosierungsvorgangs erfolgt derart, dass ermittelt wird, ob der Druck-Zeit-Verlauf zumindest abschnittsweise eine Steigung α erreicht, d. h. ob die Gasdruckänderungsgeschwindigkeit zumin­ dest in einem Abschnitt einen vorbestimmten, zu tanα proportionalen Wert erreicht oder/und ob der Druck im Flüssigkeitsaufnahmeraum der Pipettier­ spitze bei der Aspiration einen vorbestimmten Grenzwert p* unterschreitet. Wird von dem Druck-Zeit-Diagramm in einem dem Aspirationsbeginn nahen Zeitraum die Steigung α erreicht oder/und der Grenzwert p* unterschritten, wird der Aspirationsvorgang als fehlerfrei beurteilt. Wird eine der vorge­ nannten Bedingungen nicht erfüllt, so wird der Aspirationsvorgang als fehlerhaft beurteilt.

In Fig. 3 ist im Zeitbereich A der mit dem Druckerfassungssensor 22 der Fig. 1a bis 1e während eines Aspirationsvorgangs erfasste Gasdruck im Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 der Pipettierspitze 10 durch die gepunktete Linie 40 dargestellt. Dieser zeitliche Verlauf des Drucks ist in einem Koor­ dinatensystem aufgetragen. Auf der Abszisse ist die Zeit t aufgetragen und auf der Ordinate der Druck p des Gases im Flüssigkeitsaufnahmeraum 20.

In diesem Koordinatensystem ist weiterhin ein einer Sollkurve folgender Druck-Sollwertebereich 42 aufgetragen. Außerhalb des Druck-Sollwertebe­ reichs 42 liegen in diesem Diagramm die unterhalb des Druck-Sollwertebe­ reichs 42 liegenden Fehlerbereiche 44, 46 und 48 sowie die oberhalb des Druck-Sollwertebereichs 42, d. h. zu höheren Drücken hin liegenden, Fehlerbereiche 50, 52, 54, 56 und 58.

In Fig. 3, Zeitbereich A, liegt der zeitliche Verlauf 40 des Gasdrucks im ge­ samten Definitionsbereich des Druck-Sollwertebereichs 42 innerhalb dessel­ ben, weshalb der betrachtete Dosierungsvorgang als fehlerfrei beurteilt wird.

Zum besseren Verständnis des zeitlichen Verlaufs 40 des Gasdrucks im Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 der Pipettierspitze 10 von Fig. 1a bis 1e wird im Folgenden kurz erläutert:
Der Verlauf beginnt zum Zeitpunkt t = 0 beim Umgebungsdruck p₀. In dem ersten Abschnitt 40a bleibt der Druck konstant. Dies entspricht dem in Fig. 1a gezeigten Zustand, bei welchem das Volumen des Flüssigkeitsaufnah­ meraums 20 konstant bleibt. Sobald die Öffnung 10a der Pipettierspitze 10, wie in Fig. 1b gezeigt, den Flüssigkeitsspiegel 14a erreicht, ergibt sich momentan zuerst eine geringfügige Druckerniedrigung auf Grund von Adhäsion bei der Berührung der Flüssigkeitsoberfläche, die dann vom wachsenden Staudruck in der zunehmend eintauchenden Pipettierspitze überlagert wird. Beide Effekte sind vergleichsweise klein und sind daher nicht in Fig. 3 eingetragen.

Zu einem Zeitpunkt, der der Fig. 1c entspricht, wird der Kolben 16 in Richtung des Pfeils 18 mit konstanter Geschwindigkeit nach oben bewegt, mit der Folge, dass der Druck drastisch abfällt. Diese durch den Abschnitt 40c dargestellte Phase des starken Druckabfalls endet am Punkt 40d, an welchem Flüssigkeit beginnt, in den Flüssigkeitsraum 20 der Pipettierspitze einzuströmen. In dem an den Punkt 40d anschließenden Bereich 40e wird eine weitere, durch Bewegung des Kolbens 16 verursachte Vergrößerung des Gasvolumens der im Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 eingeschlossenen Gasmenge durch die in den Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 einströmende Flüssigkeit verringert, d. h. dem sich anhebenden Kolben folgt eine Flüssig­ keitsgrenzfläche. Es stellt sich näherungsweise ein dynamisches Gleichge­ wicht zwischen durch den Kolben verursachter Gasvolumenvergrößerung und durch die einströmende Flüssigkeit verursachter Gasvolumenverringe­ rung ein.

Die Bewegung des Kolbens und damit die Vergrößerung des Volumens des Flüssigkeitsaufnahmeraums endet zum Zeitpunkt t₁ am Punkt 40f (Fig. 1d). Der im Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 noch vorhandene Unterdruck des Gases bezüglich des Umgebungsgases der Pipettenspitze 10 lässt weiterhin Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 nachströmen, wodurch sich, wie im Abschnitt 40g dargestellt, das Volumen der in dem Flüssig­ keitsaufnahmeraum eingeschlossenen Gasmenge schnell verringert und ihr Druck entsprechend schnell ansteigt.

Im Punkt 40h ist die Pipettierspitze 10 bereits von der Flüssigkeit abgeho­ ben (Fig. 1e). Kurz vorher endet das Einströmen der Flüssigkeit in den Flüssigkeitsaufnahmeraum 20 der Pipettierspitze 10 (Fig. 1d'). Im Punkt 40h steht die zwischen Kolben 16 und der Flüssigkeit im Flüssigkeitsauf­ nahmeraum 20 eingeschlossene Gasmenge unter einer negativen Druck­ differenz Δp, welche für ausreichend groß dosierte Flüssigkeitsmengen zur dosierten Flüssigkeitsmenge näherungsweise proportional ist. Bei sehr geringen Flüssigkeitsmengen, d. h. je nach Flüssigkeit bei Mengen kleiner als etwa 30 µl, wirken sich Reibungs- und Adhäsionseffekte zwischen Flüs­ sigkeit und Wand der Pipettenspitze so stark aus, dass keine direkte Pro­ portionalität zwischen der negativen Druckdifferenz und der dosierten Flüssigkeitsmenge besteht.

Die einzelnen Fehlerbereiche 44, 46, 48, 50, 52, 54, 56 und 58 sind untereinander zeitlich und durch Druckwerte bzw. zeitliche Druckwertver­ läufe abgegrenzt. Der Druck-Sollwertebereich 40 ist zu niedrigeren Drücken hin durch die untere Schwellenkurve 60 und zu höheren Drücken hin durch die obere Schwellenkurve 62 begrenzt. Die untere und die obere Schwel­ lenkurve 60, 62 sind Funktionen des Druckes in Abhängigkeit von der Zeit und könnend individuell festgelegt werden. Dabei können den unterschiedli­ chen Fehlerbereichen beispielsweise folgende Fehler zugeordnet sein:
Fehlerbereich 44: defekte Druckmessung
Fehlerbereich 46: Pipettieröffnung verstopft,
Fehlerbereich 48: zu lange Aspirationszeit,
Fehlerbereich 50: defekte Druckmessung
Fehlerbereich 52: Aspiration und Dispensation verwechselt und Pipettier­ öffnung ist verstopft,
Fehlerbereich 54: Pipettierspitze ist undicht,
Fehlerbereich 56: Aspirationsvorgang unterbrochen oder Luftblasen in der Flüssigkeit,
Fehlerbereich 58: zu wenig oder keine Flüssigkeit in der Pipettierspitze.

Im Zeitbereich B von Fig. 3 sind der zeitliche Verlauf des Gasdrucks, der Druck-Sollwertebereich sowie den Druck-Sollwertebereich umgebende Fehlerbereiche beim Dispensationsvorgang dargestellt. Der Dispensations­ vorgang kann beispielsweise an den zuvor beschriebenen Aspirationsvor­ gang anschließend ablaufen resp. anschließend an einen dazwischenliegen­ den Transportvorgang (Zeitbereich C). Gleiche Elemente wie im Zeitab­ schnitt A des Aspirationsvorgangs sind im Zeitabschnitt B des Dispensa­ tionsvorgangs mit gleichen, jedoch apostrophierten Bezugszeichen ver­ sehen. Die Fehlerbereiche im Zeitabschnitt B sind dabei derart numeriert, dass die Bereiche mit entsprechender Fehlerzuordnung mit dem gleichen, jedoch apostrophierten Bezugszeichen bezeichnet sind. Mit 40'i ist der Druck zum Zeitpunkt des letzten Flüssigkeitstropfens bezeichnet und mit 40'k der Gleichgewichtsdruck, der sich nach Stillstand des Kolbens ein­ stellt und der dem Umgebungsdruck P₀ entspringt.

Es gilt dabei die folgende Zuordnung von Fehlermeldungen und Fehler­ bereichen:
Fehlerbereich 46': Pipettieröffnung verstopft,
Fehlerbereich 48': Dispensationszeit zu lang,
Fehlerbereich 52': Aspiration und Dispensation verwechselt,
Fehlerbereich 56': Pipettierspitze oder Pipettiersystem ist undicht.

Die Verwendung der Fehlerbereiche ist dabei wie folgt zu verstehen: Wenn beispielsweise bei einer Dispensation die Pipettieröffnung verstopft ist, kann die in der Pipettierspitze vorhandene Flüssigkeit nicht oder nur einge­ schränkt aus der Pipettierspitze austreten. Aufgrund der Ausschiebe-Bewe­ gung des Kolbens beim Dispensieren, durch welche das Volumen des Flüssigkeitsaufnahmeraums der Pipettenspitze verringert wird, wird das in der Pipettenspitze eingeschlossene Gasvolumen komprimiert. Dadurch steigt der Gasdruck an. Dies führt dazu, dass der zeitliche Verlauf des Drucks den Sollwertebereich 42' unter Überschreitung seines oberen Schwellenwertes 62' verlässt und dabei in den Fehlerbereich 46' eintritt. Dies ist durch die gestrichelte Linie 41' im Zeitabschnitt B in Fig. 3 darge­ stellt. Auf diese Art und Weise kann nicht nur zuverlässig erkannt werden, dass während des Flüssigkeitsdosierungsvorgangs ein Fehler aufgetreten ist, sondern der Fehler kann zusätzlich diagnostiziert werden.

Auch im zwischenzeitlichen Zeitbereich kann eine Drucküberwachung stattfinden mit einem nach oben und nach unten etwas vergrößerten zulässigen Druck-Sollwertebereich 42" zur Berücksichtigung von zulässi­ gen Druckschwankungen beim Transport insbesondere bei ruckartiger Bewegung. Überschreitet der Druck den Sollwertebereich (Fehlerbereich 70) oder unterschreitet er den Sollwertebereich (Fehlerbereich 72), wird ein Fehler festgestellt.

In Fig. 4 ist in einem Flussdiagramm der Ablauf einer Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungsvorgangs dargestellt. Bei Schritt S1 beginnt der Pipettiervorgang, beispielsweise der aus dem Zeitabschnitt A von Fig. 3 bekannte Aspirationsvorgang. Bei Beginn des Flüssigkeitsdosierungsvor­ gangs werden die für den Ablauf relevanten Parameter initialisiert, d. h. eine Uhr wird auf Null gesetzt und gestartet, der von einem Druckerfas­ sungssensor zu einem Erfassungszeitpunkt t_erf erfasste Druck p_erf wird auf Null gesetzt, ebenso der Erfassungszeitpunkt t_erf. Weiterhin wird ein Flag F_KI, welcher im Fehlerfalle anzeigt, ob der Druck-Sollwertebereich zu höheren oder zu niedrigeren Druckwerten hin verlassen wurde, auf Null gesetzt. Der Wert Uhrmax, der die Dauer des Flüssigkeitsdosierungsvor­ gangs angibt, wird geladen.

Im nächsten Schritt S2 wird der Druck des im Flüssigkeitsaufnahmeraum vorhandenen Gases erfasst und der aktuelle Wert der Uhr in die Variable t_erf des Erfassungszeitpunkts geladen. Der zum Zeitpunkt t_erf gemessene Druck p wird in die Variable p_erf geladen, d. h. die Druckerfassung wurde zum Zeitpunkt t_erf ausgeführt.

Im folgenden Schritt S3 werden aus einem Speicher die dem jeweiligen Erfassungszeitpunkt t_erf zugeordneten Schwellenwerte geladen. Dabei bezeichnet USW den unteren Schwellenwert des Druck-Sollwertebereichs (d. h. den Wert der unteren Schwellenkurve 60 zum Zeitpunkt t_erf von Fig. 3), OSW den oberen Schwellenwert. SW₁ bis SW_n bezeichnet die Schwel­ lenwerte, die die einzelnen vorhandenen Fehlerbereiche voneinander tren­ nen. Wird beispielsweise die Druckerfassung zu dem in Fig. 3 durch Linie 64 gekennzeichneten Zeitpunkt t_erf durchgeführt, so ist Punkt SW₁ der den Fehlerbereich 56 vom Fehlerbereich 54 trennende Schwellenwert und der Punkt SW₂ ist der den Fehlerbereich 54 vom Fehlerbereich 52 trennende Schwellenwert. Der Wert n gibt dabei die maximale Anzahl von zwischen zwei Fehlerbereichen liegenden Schwellenwerten an. In dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel ist n = 2.

Im nächsten Schritt S4 wird überprüft, ob der erfasste Druck p_erf gleich oder größer als der den Druck-Sollwertebereich zu kleineren Druckwerten hin begrenzenden untere Schwellenwert USW ist. Ist dies der Fall, wird im nachfolgenden Schritt S5 überprüft, ob der erfasste Druck p_erf kleiner oder gleich groß wie der den Druck-Sollwertebereich zu größeren Druckwerten hin begrenzende obere Schwellenwert OSW ist. Ist auch dies der Fall, so wird in einem nachfolgenden Schritt S6 ausgegeben, dass der Vorgang korrekt abläuft.

Schritt S7 stellt eine Warteschleife dar, die eine weitere Druckerfassung erst dann ermöglicht, wenn seit der letzten Druckerfassung die Zeitspanne Δt verstrichen ist.

Im Schritt S8 wird überprüft, ob die Zeitgrenze Uhrmax für den Dosierungs­ vorgang erreicht ist oder nicht. Falls die Zeitgrenze erreicht ist, endet der Ablauf, falls nicht, kehrt der Ablauf zu Schritt S2 und somit zu einer erneu­ ten Erfassung des Gasdrucks im Flüssigkeitsaufnahmeraum der Pipettier­ spitze zurück.

Falls im Schritt S4 ermittelt wird, dass der erfasste Druck p_erf kleiner als der untere Schwellenwert USW ist, d. h. der zeitliche Verlauf des Gasdrucks verlässt den Druck-Sollwertebereich zu niedrigeren Druckwerten hin, so wird in einem Schritt S9 der Flag F_KI auf den Wert 1 gesetzt. Im nachfol­ genden Schritt S10 wird die Laufvariable k = 1 gesetzt. Falls der zeitliche Verlauf des Druckwerts den Druck-Sollwertebereich zu höheren Druckwer­ ten hin verlässt, d. h. falls im Schritt S5 ermittelt wird, dass der erfasste Druck p_erf größer als der obere Schwellenwert OSW ist, wird ebenfalls Schritt S10 erreicht, jedoch verbleibt der Flag F_KI auf seinem Initialisie­ rungswert Null.

Nachdem bereits ermittelt wurde, dass im Flüssigkeitsdosierungsverfahren ein Fehler aufgetreten ist, wird dieser in den im Folgenden beschriebenen Schritten diagnostiziert. Dabei gilt folgende Konvention: Jedem Fehler­ bereich ist wenigstens eine Fehlermeldung zugeordnet. Die Fehlermeldun­ gen sind als eindimensionales Feld (= Vektor) definiert, wobei die ein­ zelnen Einträge Fehlermeldung (x) im Fehlermeldungsfeld den Fehlerberei­ chen in Richtung ansteigenden Drucks zugeordnet sind, d. h. Fehlermel­ dung (0) ist Fehlerbereich 46, Fehlermeldung (1) ist Fehlerbereich 56, Fehlermeldung (2) ist Fehlerbereich 54 und Fehlermeldung (3) ist Fehler­ bereich 52 zugeordnet. Dementsprechend enthält das eindimensionale Fehlermeldungsfeld in Abhängigkeit der Anzahl von zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhandenen Fehlerbereichen unterschiedlich viele Einträge.

Im Schritt S11 wird nun ermittelt, ob der erfasste Druck p_erf größer als der k-te Schwellenwert ist. Ist dies der Fall, wird im Schritt S12 die Laufva­ riable k um eins erhöht und in Schritt S13 wird überprüft, ob k bereits die maximale Anzahl n von dem Zeitpunkt t_erf zugeordneten Schwellenwerten übersteigt oder nicht. Übersteigt k die Anzahl n noch nicht, so wird die Überprüfung des Schritts S11 erneut, jedoch mit einer um eins erhöhten Laufvariable durchgeführt.

Übersteigt k nach der Erhöhung um eins jedoch den Wert n, so muss der überprüfte Druckwert in dem Fehlerbereich mit dem höchsten Druckwerte­ bereich liegen und es wird in Schritt S14 die Fehlermeldung (k), d. h. im vorliegenden Beispiel Fehlermeldung (3) von Fehlerbereich 52, ausgegeben.

Ergibt die Überprüfung in Schritt S11, dass der erfasste Druck p_erf den Schwellenwert SW_K nicht übersteigt, so wird in Schritt S15 überprüft, ob der Flag F_KI den Wert 1 besitzt, d. h. ob der zeitliche Verlauf des Drucks zu höheren oder zu niedrigen Druckwerten hin aus dem Druck-Sollwertebe­ reich ausgebrochen ist. Weist der Flag F_KI den Wert Null auf, d. h. wurde der Druck-Sollwertebereich zu höheren Druckwerten hin verlassen, so wird die Fehlermeldung (k) ausgegeben. Ergibt die Überprüfung des Schritts S15 jedoch, dass der Wert des Flags F_KI den Wert 1 aufweist, d. h. der zeit­ liche Verlauf des Drucks den Druck-Sollwertebereich zu niedrigeren Druck­ werten hin verlassen hat, so wird in Schritt S16 die Fehlermeldung (k-1) ausgegeben. Nach der Ausgabe der Fehlermeldung springt der Ablauf in diesem Beispiel zur Warteschleife des Schritts S7. Es ist jedoch auch möglich, dass sich an die Ausgabe einer Fehlermeldung eine andere Proze­ dur anschließt, beispielsweise ein Not-Aus einer Pipettieranlage oder ein Auswechseln einer Pipettierspitze. Häufig ist es jedoch interessant, auch bei einem fehlerhaften Dosierungsvorgang den zeitlichen Verlauf der erfass­ ten Zustandsgröße bis zum Ende des Dosierungsvorgangs zu überwachen, da der zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße unter Um­ ständen mehrere Fehlerbereiche erreichen kann.

Die Vorrichtung, in der das erfindungsgemäße Verfahren abläuft, kann beispielsweise eine elektronische Datenverarbeitungsanlage, insbesondere ein Personalcomputer oder prozess-steuernde Microcontroller sein. Diese Datenverarbeitungsanlage ist mit wenigstens einem Sensor an der Pipettier­ spitze verbunden, um den zeitlichen Verlauf wenigstens einer Zustands­ größe, beispielsweise des Drucks, zu erfassen. Der Datenspeicher kann eine Festplatte, eine CD-ROM, ein rechenanlageninterner RAM-Speicher oder ein Speicher eines mit dem Microcontroller verbundenen PC sein. Bei­ spielsweise kann der Zustandsgrößen-Sollwertebereich auf einer CD-ROM gespeichert sein. Die CPU der Datenverarbeitungsanlage bildet die Daten­ verarbeitungseinheit, und ein Bildschirm oder ein Drucker stellt die Aus­ gabeeinheit der Vorrichtung dar. Die CPU kann weiterhin eine Editiereinheit bilden, wobei die Datenverarbeitungsanlage dann zur Durchführung einer Editierung des Zustandsgrößen-Sollwertebereichs eine Tastatur oder eine Maus oder dergleichen als Eingabeeinheit umfasst.

Die Auswertung der den Dosiervorgang begleitenden Zustandgrößenmes­ sung kann beispielsweise entsprechend dem vorstehend beschriebenen Flußdiagramm erfolgen, in dem ein zahlenmäßiges Austreten des momenta­ nen Meßwertes aus dem Toleranzbereich erfaßt wird. Denkbar ist auch eine graphische Auswertung (z. B. Pattern-Recognition-Technik) zur Feststellung ob und wo das Toleranzband von der aktuellen Meßkurve verlassen wird.

In Fig. 5 ist das Zustandekommen von Zustandsgrößen-Sollwerteberei­ chen für die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gezeigt. In Fig. 5a ist in einem Druck-Zeit-Diagramm (die Zeit ist an der Abszisse, der Druck an der Ordinate aufgetragen) eine statistisch signifikante Schar 70 von Druck-Zeit-Verläufen gezeigt, die an einem unter identischen Betriebs­ parametereinstellungen mit identischen Betriebsmitteln durchgeführten Dosierungsvorgang gemessen wurden. In Fig. 5b ist ein Zustandsgrößen- Sollwertebereich bzw. Druck-Sollwertebereich 142 gezeigt, der z. B. durch Einhüllende der Schar 70 von Fig. 5a zu höheren und niedrigeren Druck­ werten hin begrenzt ist. Demgegenüber ist in Fig. 5c eine Referenzkurve 242 dargestellt, die sich aus der Schar 70 beispielsweise durch Mittel­ wertbildung ergibt.

Diese Referenzkurve 242 kann durch Korrelationsrechenverfahren, wie z. B. Spektralanalyseverfahren, bevorzugt Fast-Fourier-Transformation oder/und Wavelets-Verfahren und/oder numerische Faltung, mit einem aktuell gemes­ senen Druck-Zeit-Verlauf verglichen werden, der bei einem zu beurteilenden Dosierungsvorgang gemessen wurde. Abhängig von dem daraus resultie­ renden Übereinstimmungsgrad kann die Qualität des jeweiligen Dosierungs­ vorgangs beurteilt werden (Numerische Mathematik, H. R. Schwarz, Teubner Verlag Stuttgart; "Ingenieur Analysis" 1 und 2 Christian Blatter, Springer Verlag 1996).

Der Übereinstimmungsgrad ist üblicherweise eine Zahl, die derart normiert wird, dass sie einen Wert zwischen 0 und 1 aufweist, wobei 1 der Wert für identische Übereinstimmung ist. Ein Übereinstimmungsgrad-Sollwertebe­ reich, der beispielsweise von 0,9 bis 1 reicht, gibt den Wertebereich an, für dessen Übereinstimmungsgrad-Werte ein Dosierungsvorgang als fehlerfrei beurteilt wird. In einem Wertebereich von beispielsweise 0,4 bis 0,9 kann eine fragliche Qualität der Pipettierung angenommen werden, wobei im Einzelfall zu entscheiden ist, ob die Pipettierung zu verwerfen ist oder nicht Im übrigen Wertebereich (im Beispiel: 0 bis 0,4) wird eine schwerwiegende Fehlpipettierung festgestellt.

Claims (25)

1. Verfahren zur Beurteilung eines Flüssigkeitsdosierungsvorgangs in einem zumindest teilweise mit einem Gas, vorzugsweise mit Luft, gefüllten Gefäß, insbesondere eines Aspirations- oder/und Dispensa­ tionsvorgangs beim Pipettieren, bei welchem Verfahren ein zeitlicher Verlauf wenigstens einer Zustandsgröße (p) eines in dem Gefäß vorhandenen Mediums im Wesentlichen über die gesamte Dauer des Dosierungsvorgangs erfasst wird, bei welchem weiterhin der im Wesentlichen gesamte zeitliche Verlauf (40; 40'; 40") der wenig­ stens einen Zustandsgröße (p) mit einem vorbestimmten Zustands­ größen-Sollwertebereich (42; 42'; 242) verglichen wird, und bei wel­ chem in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis ein Beurteilungsergeb­ nis (S6, S14, S16) ausgegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium das in dem Gefäß vorhandene Gas ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsgröße der Druck (p) und/oder die Temperatur des Medi­ ums ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsgrößen-Sollwertebereich (42; 42'; 242) wenigstens für die gesamte Dauer des Flüssigkeitsdosierungs­ vorganges definiert ist, vorzugsweise auch für die Dauer eines zwi­ schenzeitlichen Transportvorgangs.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zustandsgrößen-Sollwertebereich (42; 42'; 242) eines Flüssigkeits-Dosierungsvorgangs auf einer Mehrzahl von Durchführungen (70) des im Wesentlichen gleichen Flüssigkeits­ dosiervorgangs unter Verwendung der im Wesentlichen gleichen Vorgangsparameter beruht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, dass der vorbestimmte Zustandsgrößen-Sollwertebereich (42; 42') einer Sollkurve folgt, und dass ermittelt wird, ob der zeitliche Verlauf (40; 40') der wenigstens einen Zustandsgröße (p) innerhalb des vorbestimmten, einer Sollkurve folgenden Zustandsgrößen-Soll­ wertebereichs (42; 42') liegt, und dass in Abhängigkeit vom Ermitt­ lungsergebnis ein Beurteilungsergebnis (S6, S14, S16) ausgegeben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsdosierungsvorgang als fehlerhaft beurteilt wird, wenn ermittelt wird, dass der erfasste zeitliche Verlauf (40; 40') der we­ nigstens einen Zustandsgröße (p) zumindest abschnittsweise außer­ halb des Zustandsgrößen-Sollwertebereichs (42; 42') liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn der zeitliche Verlauf (40; 40') der wenigstens einen Zustandsgröße (p) zumindest abschnittsweise außerhalb des Zu­ standsgrößen-Sollwertebereichs (42; 42') liegt, ermittelt wird, ob der Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße (p) zumindest ab­ schnittsweise in wenigstens einem Fehlerbereich aus einer Mehrzahl von Fehlerbereichen (44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58; 46', 48', 52', 56') eines außerhalb des Zustandsgrößen-Sollwertebereichs (42; 42') liegenden Zustandsgrößen-Wertebereichs liegt, und in Abhän­ gigkeit von dem wenigstens einen durchlaufenen Fehlerbereich (46') eine Fehlermeldung ausgegeben wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeich­ net, dass die Ermittlung, ob der zeitliche Verlauf der wenigstens einen Zustandsgröße (p) innerhalb des vorbestimmten Zustands­ größen-Sollwertebereichs (42; 42') liegt, durch einen Vergleich des Verlaufs (40; 40') mit einer den Zustandsgrößen-Sollwertebereich (42; 42') zu größeren Zustandsgrößenwerten hin begrenzenden oberen Schwellenkurve (62; 62') und mit einer den Zustandsgrößen- Sollwertebereich zu kleineren Zustandsgrößenwerten hin begrenzen­ den unteren Schwellenkurve (60; 60') durchgeführt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung, ob der zeitliche Verlauf (40; 40') der wenigstens einen Zustandsgröße (p) innerhalb des vorbestimmten Zu­ standsgrößen-Sollwertebereichs (42; 42') liegt, durch Bildverarbei­ tung durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, dass mittels Korrelationsrechenverfahren ein Übereinstimmungs­ grad des zeitlichen Verlaufs der wenigstens einen Zustandsgröße (p) mit einer vorbestimmten Referenzkurve (242) als Zustandsgrößen- Sollwertebereich (142) ermittelt wird, und dass in Abhängigkeit vom Ermittlungsergebnis ein Beurteilungsergebnis ausgegeben wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Übereinstimmungsgrad als Ermittlungsergebnis ein numerischer Wert ist, wobei der Flüssigkeitsdosiervorgang als fehlerhaft beurteilt wird, wenn der Übereinstimmungsgrad außerhalb eines vorbestimmten Übereinstimmungsgrad-Sollwertebereichs liegt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass dann, wenn der Übereinstimmungsgrad als außerhalb des vorbestimmten Übereinstimmungsgrad-Sollwertebereichs liegend erfasst wird, ermittelt wird, ob der Übereinstimmungsgrad in einem Fehlerbereich aus einer Mehrzahl von Fehlerbereichen eines außer­ halb des Übereinstimmungs-Sollwertebereichs liegenden Überein­ stimmungsgrad-Wertebereichs liegt, und dass in Abhängigkeit von dem Fehlerbereich, in dem der Übereinstimmungsgrad liegt, eine Fehlermeldung ausgegeben wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Korrelationsrechenverfahren als Eingangsgröße Stützpunkte aus dem zeitlichen Verlauf der wenigstens einen Zu­ standsgröße (p) und aus der Referenzkurve verwendet.

15. Vorrichtung zur Beurteilung eines Vorgangs einer Flüssigkeitsdosie­ rung in einem zumindest teilweise mit Gas, vorzugsweise mit Luft, gefüllten Gefäß unter Verwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung umfasst:
wenigstens einen Sensor zur Erfassung des zeitlichen Verlaufs (40; 40') wenigstens einer Zustandsgröße (p),
einen Datenspeicher zur Speicherung eines vorbestimmten Zustandsgrößen-Sollwertebereichs (42; 42'; 242) sowie zur Speicherung von vom Sensor erfassten Zustandsgrößenwer­ ten (p),
eine Datenverarbeitungseinheit zum Vergleich des zeitlichen Verlaufs (40; 40') der wenigstens einen Zustandsgröße (p) mit dem vorbestimmten Zustandsgrößen-Sollwertebereich (42; 42'),
eine Ausgabeeinheit zur Ausgabe eines Beurteilungsergeb­ nisses (S6, S14, S16) in Abhängigkeit von dem Ergebnis des Vergleichs durch die Datenverarbeitungseinheit.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Datenspeicher weiterhin eine Mehrzahl von vorbestimmten Fehlerbereichen (44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58; 46', 48', 52', 56') gespeichert ist, wobei jedem Fehlerbereich (44, 46, 48, 50, 52, 54, 56, 58; 46', 48', 52', 56') wenigstens ein möglicher Fehler des Dosiervorgangs zugeordnet ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin eine Editiereinheit zur Er­ stellung des Zustandsgrößen-Sollwertebereichs umfasst.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine mit der Editiereinheit verbundene Eingabeeinheit umfasst.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeeinheit eine graphische Ausgabeeinheit ist, und dass über die Eingabeeinheit ein Zustandsgrößen-Sollwertebereich graphisch festlegbar ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit ermittelt, ob der zeit­ liche Verlauf (40; 40') der wenigstens einen Zustandsgröße (p) inner­ halb des vorbestimmten Zustandsgrößen-Sollwertebereichs (42; 42') liegt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit ein Korrelationsrechen­ verfahren zur Ermittlung eines Übereinstimmungsgrades des zeitli­ chen Verlaufs der wenigstens einen Zustandsgröße mit einer vor­ bestimmten Referenzkurve (242) als Zustandsgrößen-Sollwertebe­ reich (142) durchführt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Datenspeicher ein vorbestimmter Übereinstimmungsgrad-Soll­ wertebereich gespeichert ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit ermittelt, ob der Übereinstim­ mungsgrad innerhalb des vorbestimmten Übereinstimmungsgrad- Sollwertebereichs liegt.

24. Pipettieranlage mit einer Beurteilungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 23.

25. Pipettieranlage, bei welcher ein Pipettiervorgang durch ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 beurteilt wird.