用于实验室机柜设备的液位测量设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于实验室机柜设备的液位测量设备(1)，其用于测量实验室机柜设备(100)的内腔(101)中的液体容器(31)中的液位(30)，该液位测量设备通过对两个NTC温度传感器(11，12)的测量的比较对液位进行检测，其中第一(11)设置在内腔的空气中而第二(12)设置在液体容器的液体中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于实验室机柜设备的液位测量设备
本专利技术涉及用于实验室机柜设备的液位测量设备，其用于测量实验室机柜设备的内腔中的液体容器中的液位。实验室机柜设备用于存放实验室检样，并且实验室机柜设备特别是用于对实验室检样进行调温处理的调温箱、特别是用于细胞培养物生长的孵化器。
技术介绍
在生物和医学实验室中，利用这样的孵化器将细胞培养物中的细胞保持在受控的环境条件下，并且这样能够实现活细胞在活体外的生长。为此通过孵化器的仪器装置将与周围环境隔离的孵化器腔内部中的大气的温度和气体成分或者空气湿度保持在期望数值。真核细胞需要CO2孵化器。大气通过具有确定CO2含量和O2含量以及确定空气湿度的空气构成，适宜的温度常常为37℃。这样的调温柜具有壳体、例如外壳，该壳体具有壳体开口，通过该壳体开口，用户将检样存放在壳体内部并将其重新取出。同时经常也有水蒸气从内腔中泄出。孵化器因此含有向上敞开的、填充有水的液体容器，借助该液体容器通过使水蒸发而在内腔中形成大于90％的空气相对湿度。为了检测水的消耗和防止水容器完全变空，这样的调温柜常常具有液位测量装置。由EP2067849B1已知有具有两个NTC温度传感器的孵化器，所述两个NTC温度传感器在孵化器的水槽中设置在一测量水平上、利用不同的温度运行并且其输出电压被分析评估，以便检测低于测量水平。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种可靠的和高效构成的用于实验室机柜设备、特别是调温柜的液位测量设备。本专利技术通过根据权利要求1所述的液位测量设备实现这个目的。特别是从属权利要求的内容是优选的构造设计。根据本专利技术构成的液位测量设备具有NTC(英文：“negativetemperaturecoefficient”(负温度系数))温度传感器，该NTC温度传感器还以NTC热敏电阻为众人所知。这样的温度传感器是自调整的。它们被供应电流，该电流大到导致自加热。它们初期通过该电流被加热并且保持在高于其周围环境温度的超温上。通过NTC特性(根据该NTC特性，电阻随着由向周围环境放热引起的温度下降而上升)功率本身受到约束并且产生稳定的平衡状态。如下地设置第一NTC温度传感器，即，它从不与液体触碰，而第二NTC温度传感器在正常情况中浸入液体中并且一旦液面下降到第二NTC温度传感器以下就改变其放热功率。因此第一NTC温度传感器用作基准传感器(Referenzsensor)，该基准传感器不受实验室机柜设备内腔的温度影响地执行其基准功能，因而保证了利用简单方法实现的液位测量设备的特别可靠的运行。当这些周围环境具有不同的导热性时，第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器给相应的周围环境排放不同的热功率。由于空气的导热性比液体、特别是水的导热性差得多，所以第二NTC温度传感器比第一NTC温度传感器排放更高的热功率。由此在第二NTC温度传感器上产生比在第一NTC温度传感器上更高的电阻，因而只要第二NTC温度传感器与液体接触，经由第二NTC温度传感器的电压就比在第一NTC温度传感器上下降得厉害。如果第二NTC温度传感器在液位下降时然后处于与第一NTC温度传感器同样的周围环境(例如空气)中，那么第二NTC温度传感器的电阻发生改变或者与第一NTC温度传感器的电阻相等，并且这个改变能够被测量。特别是在第一状态(在该第一状态中第二NTC温度传感器在正常液位的情况下位于液体中，而第一NTC温度传感器则位于空气中)中，第一与第二NTC温度传感器的输出电压的差值大于在第二状态(在该第二状态中两个NTC温度传感器均位于空气中)中。优选如下地选择第一和第二NTC温度传感器，即，它们能够以优选15至35伏、优选20至30伏的低电压运行。因此优选使用1至2kOhm的低欧姆NTC温度传感器。优选如下地选择它们，即，它们在常规运行中经受高达200℃、优选高达190℃和优选高达180℃的环境温度或者无损地经受住这些温度。因此当实验室机柜设备的、特别是调温柜或者孵化器的内腔例如为了在180℃中对内腔进行灭菌而被加热到所谓的高温时，这样的温度传感器能够保留在这个内腔中。所以使用设置有这样的液位测量设备的实验室机柜设备是特别高效的，因为在灭菌前不必将该液位测量设备移除。适宜的NTC温度传感器例如是美国弗吉尼亚州汉普顿市MeasurementSpecialities公司制造的G2K3348RadialGlassThermistor(径向玻璃热敏电阻).电子测量装置优选具有电子回路。电子测量装置优选设置用于：如果或者只要液体容器中的液位位于第二NTC温度传感器的位置以上，求出第一对比值；并且当液体容器中的液位下降到第二NTC温度传感器的位置以下时，检测与第一对比值不同的第二对比值。特别是通过如下方式求出第一和第二对比值，即，连续检测第一和第二电气值的对比值、特别是差值并且然后将其与基准值进行比较，以便作出是存在第一对比值(第一状态或者正常状态)还是存在第二对比值(第二状态或者故障状态)的判定。优选地，液位测量设备具有分析评估装置，该分析评估装置尤其是用于执行有关的对可编程的微控器或计算机的分析评估。分析评估装置特别是也可以具有模拟-数字转换器(AD-Converter，ADC)，其用于将电子测量装置的模拟测量信号数字化。分析评估装置可以是电子控制装置的组成部分，该电子控制装置控制实验室机柜设备的可电控的功能、特别是对内腔温度的调节。分析评估装置优选具有：数据存储装置，其用于数据的易失性或非易失性存储；和/或优选具有数据处理装置，该数据处理装置特别是设置用于通过如下方式区分第二对比值与第一对比值，即，将连续测得的对比值与存储在数据存储装置中的基准值进行比较。数据存储装置和/或数据处理装置可以是电子控制装置的组成部分，该电子控制装置控制实验室机柜设备的可电控的功能、特别是对内腔温度的调节。优选地，电子测量装置和/或分析评估装置设置用于，根据对对比值的分析评估产生输出信号和/或输出数据，经由用户界面装置将该输出信号和/或输出数据输出给用户。通过这种方式，用户特别是可以获得有关液位下降到阈值以下的信息。这个阈值对应于所述基准值。用户界面装置特别是可以经由液位测量设备的或具有该液位测量设备的实验室机柜设备的显示器输出有关液位下降到阈值以下的信息。用户界面装置也可以设置用于，输出声学提示信号和/或经由远程数据连接、例如经由与实验室机柜设备相连的LAN发送关于液位下降到阈值以下的输出数据。电子测量装置优选具有电子电路，该电子电路包含第一NTC温度传感器和第二NTC温度传感器。特别是对第一和第二电气值进行电气模拟分析评估。然而也可能的是：将第一电气值和第二电气值数字化并且然后对其进行数字化分析评估。优选设置有至少一个模拟-数字转换器，其将第一和第二电气值数字化。优选地，电子测量装置设置为，通过如下方式对第一和第二电气值进行电气模拟和/或分析评估，即，模拟地或者数字化地进行第一电气值与第二电气值之间的求差，并且对比值基于第一电气值与第二电气值的差或者对比值包含第一电气值与第二电气值的差值，对比值特别是第一电气值与第二电气值的差本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.液位测量设备(1)，其用于测量实验室机柜设备(100)的内腔(101)中的液体容器(31)中的液位(30)，该液位测量设备具有：/n第一NTC温度传感器(11)，其能够设置在所述液体容器(31)的液体(32)之外，/n第二NTC温度传感器(12)，其能够设置在所述液体容器(31)的液体(32)之内，/n供电装置(2)，由该供电装置为所述第一NTC温度传感器(11)和第二NTC温度传感器(12)供电，使得所述第一NTC温度传感器(11)和第二NTC温度传感器(12)分别具有超温(T_NTC)，该超温大于实验室机柜设备的内腔(101)中的温度(T_innen)，和/n电子测量装置(3)，其设置用于：检测所述第一NTC温度传感器(11)的受该第一NTC温度传感器(11)的温度影响的第一电气值，和检测所述第二NTC温度传感器(12)的受该第二NTC温度传感器(12)的温度影响的第二电气值，和通过对所述第一电气值和第二电气值的连续比较求出对比值，/n其特征在于/n保持装置(5)，该保持装置用于使第一和/或第二NTC温度传感器与实验室机柜设备(100)的内壁和底壁保持间距，该保持装置(5)具有能够紧固在实验室机柜设备(100)的内壁上的保持臂(5a)，该保持臂支承第一NTC温度传感器(11)并且在该保持臂上安装有可弹性变形的第二保持臂(5b)，该第二保持臂设计为用于竖直下指的设置结构，并且该第二保持臂支承所述第二NTC温度传感器(12)。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180316 EP 18162387.71.液位测量设备(1)，其用于测量实验室机柜设备(100)的内腔(101)中的液体容器(31)中的液位(30)，该液位测量设备具有：
第一NTC温度传感器(11)，其能够设置在所述液体容器(31)的液体(32)之外，
第二NTC温度传感器(12)，其能够设置在所述液体容器(31)的液体(32)之内，
供电装置(2)，由该供电装置为所述第一NTC温度传感器(11)和第二NTC温度传感器(12)供电，使得所述第一NTC温度传感器(11)和第二NTC温度传感器(12)分别具有超温(T_NTC)，该超温大于实验室机柜设备的内腔(101)中的温度(T_innen)，和
电子测量装置(3)，其设置用于：检测所述第一NTC温度传感器(11)的受该第一NTC温度传感器(11)的温度影响的第一电气值，和检测所述第二NTC温度传感器(12)的受该第二NTC温度传感器(12)的温度影响的第二电气值，和通过对所述第一电气值和第二电气值的连续比较求出对比值，
其特征在于
保持装置(5)，该保持装置用于使第一和/或第二NTC温度传感器与实验室机柜设备(100)的内壁和底壁保持间距，该保持装置(5)具有能够紧固在实验室机柜设备(100)的内壁上的保持臂(5a)，该保持臂支承第一NTC温度传感器(11)并且在该保持臂上安装有可弹性变形的第二保持臂(5b)，该第二保持臂设计为用于竖直下指的设置结构，并且该第二保持臂支承所述第二NTC温度传感器(12)。


2.根据权利要求1所述的液位测量设备，其特征在于：所述电子测量装置设置用于：当液体容器中的液位(30)位于第二NTC温度传感器(12)上部时，求出第一对比值；并且当液体容器中的液位(30)下降到第二NTC温度传感器(12)以下时，检测与所述第一对比值不同的第二对比值。


3.根据权利要求1或2所述的液位测量设备，其具有分析评估装置(4)，该分析评估装置具有数据存储装置和数据处理装置，该数据处理装置设置用于通过如下方式区分第二对比值与第一对比值，即，将连续测得的对比值与存储在数据存储装置中的基准值进行比较。


4.根据前述权利要求之任一项所述的液位测量设备，其特征在于：所述对比值是差值，并且所述电子测量装置(3)设置用于求出第一NTC温度传感器(11)的第一电气值与第二NTC温度传感器(12)的第二电气值的差，并且通过对第一电气值和第二电气值连续地求差来求出对比值。


5.根据前述权利要求之任一项所述的液位测量设备，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯·格拉夫，马丁·施特兰辛格，
申请(专利权)人：埃佩多夫股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE