УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАБОТЫ С ЖИДКОСТЬЮ И СПОСОБ СНАБЖЕНИЯ ЭНЕРГИЕЙ УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАБОТЫ С ЖИДКОСТЬЮ Российский патент 2022 года по МПК B01L3/02 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к устройствам для работы с жидкостью и, в частности, к самозаряжающимся системам энергоснабжения для устройств для работы с жидкостью.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Как правило, ручные пипетки подразделяют на механические и электрические пипетки. Третья категория состоит из так называемых электромеханических или гибридных пипеток. В электромеханических пипетках часть функциональных возможностей реализуют с помощью механического оборудования, а другую часть реализуют с использованием электронных компонентов.

[0003] В электромеханических пипетках механический указатель или счетчик объема, как правило, заменяют на электронный ЖК-дисплей. Для сегментированного ЖК-дисплея требуется питание малой мощности, поэтому в качестве источника питания можно использовать элемент питания таблеточного типа или перезаряжаемый аккумулятор. Однако такие источники питания предполагают либо их частую замену, либо регулярную зарядку, для чего необходимо разбирать пипетку, либо требуется зарядное гнездо или зарядная станция. Кроме того, такие источники питания являются саморазряжающимися, т.е. новый источник питания всегда необходимо заряжать перед первым использованием.

[0004] Недостатком известных электромеханических или электронных пипеток является то, что в случае разряда батареи электронные компоненты полностью перестают функционировать. Например, электронный дисплей выключается, что может привести к потере информации.

[0005] Снижения энергопотребления электрических и электромеханических пипеток пытались достичь различными способами, например, путем ограничения количества электронных компонентов и использования маломощных компонентов.

[0006] Дисплеи на основе электронной бумаги, которые также называют дисплеями типа на электронной бумаги (е-paper) или дисплеями с электронными чернилами (Е ink), в последние годы вызывают все больший интерес и их применяют во многих потребительских товарах. Дисплеи типа на электронной бумаги имитируют внешний вид обычных чернил на бумаге. Дисплеи типа на электронной бумаги отражают свет, тогда как обычные дисплеи с плоским экраном имеют подсветку экрана и, следовательно, излучают свет. К преимуществам дисплеев типа на электронной бумаги относятся их способность отображать статические текст и изображения без подачи питания, а также их гибкость: подложку и электронные схемы основной платы выполняют из пластмассовых материалов. Дисплей типа на электронной бумаги имеет хорошую контрастность и большой угол обзора (170 градусов). Дисплей с электронными чернилами может быть черно-белым или цветным.

[0007] Для реализации технологии электронной бумаги используют различные технические решения: электрофоретические дисплеи, дисплеи с электрохимическим смачиванием, электрожидкостные дисплеи и пламенно-электронные дисплеи.

Технология электронных чернил, реализованная компанией Е Ink Corporation, основана на небольших прозрачных микрокапсулах. Каждая микрокапсула соответствует пикселю и содержит положительно заряженную частицу белого пигмента и отрицательно заряженную частицу черного пигмента. При приложении положительного или отрицательного электрического поля заряженные частицы пигмента перегруппировываются внутри каждой капсулы с изменением цвета поверхности на белый или черный. Были разработаны даже трехцветные версии.

[0008] Известно использование дисплеев типа на электронной бумаги вместо ЖК-дисплеев, например, в автоматических анализаторах.

[0009] В WO 2014138530 А2 описан автоматический анализатор клинической химии, содержащий перезаписываемые с помощью электронных средств поверхности (например, дисплеи с электронными чернилами), выполненные с возможностью динамического отображения оптических обозначений, и независимо перемещаемые рамки, выполненные с возможностью перемещения вдоль указанных поверхностей и наблюдения за обозначениями для определения навигационной информации по оптическим обозначениям.

[0010] Существует потребность в разработке механической пипетки с электронными функциональными возможностями.

[0011] Существует потребность в разработке электронной пипетки с увеличенным сроком службы батареи.

[0012] Существует потребность в разработке электромеханической пипетки, которая обеспечивает такое же удобство для пользователя, как и полностью механические пипетки.

[0013] Варианты осуществления настоящего изобретения предназначены для преодоления по меньшей мере некоторых из рассмотренных выше недостатков и ограничений известных электромеханических пипеток.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0014] Настоящее изобретение определяется признаками из независимых пунктов формулы изобретения. Некоторые конкретные варианты осуществления определены в зависимых пунктах формулы изобретения.

[0015] Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложено устройство для работы с жидкостью, содержащее: средство для сбора энергии; накопитель энергии, выполненный с возможностью хранения собранной энергии в устройстве для работы с жидкостью; и электронный компонент, соединенный с накопителем энергии и выполненный с возможностью использования накопителя энергии в качестве источника питания.

[0016] Различные варианты осуществления первого аспекта могут включать по меньшей мере один признак из следующего маркированного списка:

- Электронный компонент соединен с накопителем энергии и выполнен с возможностью питания собранной и хранимой энергией.

- Средство сбора энергии соединено с накопителем энергии.

- Накопитель энергии соединен с электронным компонентом.

- Средство сбора энергии представляет собой систему с магнитом, проходящим сквозь катушку, соединенную с кнопкой устройства для работы с жидкостью и выполненную с возможностью сбора энергии при нажатии или отпускании кнопки.

- Средство сбора энергии содержит термоэлектрический генератор.

- Устройство для работы с жидкостью представляет собой ручную пипетку.

- Средство сбора энергии содержит пьезоэлектрический материал.

- Указанный пьезоэлектрический материал включен в материал части устройства для работы с жидкостью, например, кнопки, корпуса или ручки устройства для работы с жидкостью.

- Устройство для работы с жидкостью представляет собой ручную пипетку, а средство сбора энергии содержит солнечный элемент, встроенный в пипетку.

- Устройство для работы с жидкостью представляет собой ручную электронную пипетку, а солнечный элемент представляет собой солнечный элемент, способный воспринимать ультрафиолетовое излучение.

- Электронный компонент представляет собой дисплей, предпочтительно дисплей типа на электронной бумаги.

- Устройство для работы с жидкостью представляет собой ручную пипетку, а электронный компонент представляет собой дисплей типа на электронной бумаги, встроенный в корпус пипетки и имеющий форму, которая по существу имеет такую же кривизну, что и корпус пипетки.

- Электронный компонент представляет собой датчик, выполненный с возможностью определения состояния устройства для работы с жидкостью.

- Датчик представляет собой оптический датчик, выполненный с возможностью контроля наконечника устройства для работы с жидкостью или содержимого наконечника.

- Электронный компонент представляет собой метку радиочастотной идентификации (RFID), прикрепленную к устройству для работы с жидкостью.

- Электронный компонент представляет собой счетчик использования, который регистрирует использование устройства для работы с жидкостью.

- Накопитель энергии представляет собой ионно-литиевую батарею или суперконденсатор.

[0017] Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен способ снабжения энергией устройства для работы с жидкостью, включающий: сбор энергии; хранение собранной энергии в накопителе энергии в устройстве для работы с жидкостью и снабжение энергией электронного компонента устройства для работы с жидкостью хранимой и собранной энергией.

[0018] Различные варианты осуществления второго аспекта могут включать по меньшей мере один признак из следующего маркированного списка:

- Сбор энергии происходит при нажатии или отпускании кнопки устройства для работы с жидкостью с помощью системы с магнитом, проходящим сквозь катушку, соединенной с кнопкой.

- Сбор энергии происходит при повороте кнопки, например, счетчика, устройства для работы с жидкостью.

- Устройство для работы с жидкостью представляет собой ручную пипетку и термоэлектрический генератор, встроенный в пипетку, собирает тепло от руки пользователя, когда пользователь удерживает пипетку.

- Термоэлектрический генератор, встроенный в устройство для работы с жидкостью, собирает окружающее тепло.

- Устройство для работы с жидкостью представляет собой ручную пипетку и собирает энергию механических перемещений или вибраций пипетки или части пипетки пьезоэлектрический материал, включенный в материал пипетки или в материал части устройства для работы с жидкостью, например, в кнопку, корпус или ручку устройства для работы с жидкостью.

- Солнечную энергию собирает солнечный элемент, встроенный в устройство для работы с жидкостью.

- Солнечный элемент является солнечным элементом, чувствительным к ультрафиолетовому излучению, и указанный сбор происходит в ламинарном вытяжном шкафу, освещаемом источником ультрафиолетового излучения.

- Собирают энергию, полученную от пользователя устройства для работы с жидкостью.

- Тепловую энергию, полученную от пользователя устройства для работы с жидкостью, собирают с помощью термоэлектрического генератора.

[0019] По меньшей мере некоторые варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают значительные преимущества в электронных пипетках. Интервал зарядки может быть увеличен с нескольких дней до нескольких месяцев или зарядка может быть не нужна.

[0020] По меньшей мере некоторые варианты осуществления настоящего изобретения обеспечивают значительные преимущества в механических пипетках. Электронные функции могут быть включены в механическую пипетку. При этом пипетка может быть легкой, поскольку нет необходимости включать в ее состав тяжелую батарею. Кроме того, нет необходимости изменять способы использования и управления пипеткой. Многие пользователи предпочитают ощущение и касание механической пипетки по сравнению с электронной пипеткой.

[0021] По меньшей мере некоторые варианты осуществления настоящего изобретения позволяют использовать пипетку в течение длительных периодов времени в местах, в которых зарядка обычной батареи невозможна.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0022] На ФИГ. 1 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором сбор энергии происходит благодаря перемещению при нажатии и отпускании кнопки пипетки.

[0023] На ФИГ. 2 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором сбор энергии происходит благодаря вращательному перемещению кнопки пипетки.

[0024] На ФИГ. 3 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором собирают солнечную энергию.

[0025] На ФИГ. 4 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором собирают окружающее тепло.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0026] ОПРЕДЕЛЕНИЯ

[0027] В контексте настоящего документа термин «устройство для работы с жидкостью» включает ручные механические, электромеханические и электрические пипетки, а также автоматизированные станции для работы с жидкостью.

[0028] В контексте настоящего документа термин «электромеханическая пипетка» включает механическую пипетку с электронными функциональными возможностями. Предпочтительно пипетка представляет собой микропипетку воздушного смещения, в которой используют одноразовые наконечники.

[0029] При разработке настоящего изобретения было неожиданно обнаружено, что сбор энергии может быть успешно применен в устройстве для работы с жидкостью, таком как пипетка, для снабжения энергией маломощных электронных компонентов. Принцип одной из форм сбора энергии, также известного как сбор мощности или собирание энергии, заключается в сборе и хранении энергии окружающей среды для снабжения энергией электронных устройств с относительно низкими требованиями в отношении потребляемой мощности.

[0030] Системы сбора энергии могут быть основаны, например, на фотовольтаике, термоэлектричестве, пьезоэлектричестве или электродинамике. В этих системах могут использовать различные формы энергии окружающей среды или энергии из окружающей среды, например перемещения, свет и вибрации.

[0031] В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения было установлено, что при взаимодействии пользователя и ручной пипетки существуют неожиданные и действенные возможности сбора энергии.

[0032] В устройстве для работы с жидкостью энергию можно собирать с помощью различных средств. Предпочтительно средство сбора энергии встраивают в устройство для работы с жидкостью, такое как пипетка. Далее будут описаны различные варианты осуществления.

[0033] В одном варианте осуществления магнитоиндукционную систему используют в виде системы с магнитом, проходящим сквозь катушку, для сбора кинетической энергии. Генерирование энергии происходит за счет относительного перемещения между проволочной катушкой и магнитом. Магнитный поток через катушку изменяется и возникает разность напряжений на концах проволочной катушки. Эта разность напряжений может быть использована для зарядки суперконденсатора. Магнит в пипетке может быть выполнен с возможностью перемещения вниз через катушку, при нажатии механической кнопки управления или механической кнопки выталкивания наконечника пипетки. При отпускании кнопки магнит перемещается сквозь катушку в противоположном направлении.

[0034] На ФИГ. 1 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором сбор энергии происходит благодаря перемещению при нажатии и отпускании кнопки 11 управления механической пипетки 10. В пипетке 10 используют одноразовые наконечники 12.

[0035] На ФИГ. 2 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором сбор энергии происходит благодаря вращательному перемещению кнопки 21 пипетки 20.

Кнопку 21 поворачивают для увеличения или уменьшения значения счетчика.

[0036] В одном варианте осуществления солнечную энергию собирают с помощью солнечного элемента. Преимущество заключается в том, что непрерывный сбор возможен, пока на устройство попадает свет. В данном случае подача энергии не ограничивается ситуациями, когда пипетку используют, перемещают или удерживают в руке.

[0037] Сбор солнечной энергии, в частности, является предпочтительным в электронной пипетке. Например, при использовании солнечного элемента, чувствительного к ультрафиолетовому излучению, электронная пипетка может заряжаться от источника ультрафиолетового света ламинарного вытяжного шкафа. Пипетку можно хранить и использовать в ламинарном вытяжном шкафу в течение длительного периода времени без ее зарядки на традиционной зарядной подставке.

[0038] На ФИГ. 3 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором солнечную энергию собирают в ручной пипетке 30 с помощью солнечного элемента 33, расположенного на поверхности корпуса пипетки.

[0039] В предпочтительном варианте осуществления пипетка содержит термоэлектрический генератор (ТЭГ или генератор Зеебека), выполненный с возможностью сбора тепла тела, например руки пользователя, когда пользователь держит пипетку. Термоэлектрический генератор представляет собой твердотельное устройство, которое преобразует тепло (разность температур) непосредственно в электрическую энергию с применением явления, называемого эффектом Зеебека. Преимущество состоит в том, что непрерывный сбор возможен, когда пользователь удерживает пипетку, и пользователю не нужно нажимать какие-либо кнопки для активации или снабжения энергией пипетки или ее дисплея в начале осуществления задачи пипетирования. Термоэлектрический генератор может быть реализован в виде модуля Пельтье.

[0040] В одном варианте осуществления пипетка содержит термоэлектрический генератор, выполненный с возможностью сбора окружающего тепла, например тепла, получаемого при разности температур между пипеткой и окружающим воздухом или любой окружающей или расположенной рядом поверхностью.

[0041] Для сбора окружающего тепла поверхность устройства для работы с жидкостью предпочтительно изготавливают из темного и шероховатого (например, текстурированного) материала для обеспечения разницы в отражательной способности. Например, поверхность пипетки может быть более гладкой и блестящей, чем верхняя поверхность лабораторного стола.

[0042] Разность температур 0,5°С является достаточной в варианте осуществления с использованием термоэлектрического генератора.

[0043] Согласно наблюдениям изобретателей тепло тела может обеспечить достаточное сбор энергии в течение нескольких секунд для снабжения энергией электронных компонентов пипетки. Разность температур может поддерживаться в течение нескольких минут.

[0044] В одном варианте осуществления устройство для работы с жидкостью содержит как термоэлектрический генератор, так и солнечный элемент для сбора энергии. Этот вариант осуществления обеспечивает достаточный и непрерывный сбор энергии и выработку электроэнергии.

[0045] На ФИГ. 4 представлен вариант осуществления настоящего изобретения, в котором окружающее тепло собирают в ручной пипетке 40 с помощью термоэлектрического генератора.

[0046] В одном варианте осуществления используют пьезоэлектрические материалы. Когда пьезоэлектрический материал подвергают механическому перемещению, деформации или вибрации, на концах материала возникает разность напряжений. В пипетке слой пьезоэлектрического материала может быть расположен в любом подходящем месте, например, в любой из кнопок, или в корпусе, или в ручке, или в крючке для пальца, или в конусе наконечника пипетки. Энергия может генерироваться, когда пользователь нажимает кнопку и, таким образом, деформирует пьезоэлектрический материал. Альтернативно, энергия может генерироваться, когда пользователь поворачивает счетчик или перемещает всю пипетку. Пьезоэлектрический материал может быть выполнен с возможностью сбора энергии, получаемой в результате любого перемещения, поворота, вращения, захвата, нажатия или деформации части пипетки или всей пипетки пользователем.

[0047] Даже очень незначительных перемещений в миллиметровом масштабе, например, одного нажатия кнопки или незначительного поворота счетчика, достаточно для снабжения энергией электронных компонентов ручной пипетки.

[0048] Другой возможной альтернативой является использование системы на основе конденсаторов с пластинчатыми обкладками с подвижными пластинами. Пластины заряжают до определенного напряжения. Когда пластины механически перемещаются из-за механических вибраций, расстояние между пластинами увеличивается, что приводит к накоплению энергии в конденсаторе. Когда пластины возвращаются в исходное положение, происходит сбор энергии.

[0049] Собранная энергия предпочтительно хранится в буфере энергии или накопителе энергии, который встроен в устройство для работы с жидкостью. Накопитель энергии может представлять собой, например, ионно-литиевую батарею или суперконденсатор. Применение суперконденсатора является более предпочтительным, поскольку он имеет более высокую эффективность, чем ионно-литиевая батарея. Он может принимать и отдавать заряд намного быстрее, чем батареи, и допускать выполнение гораздо большего количества циклов зарядки и разряда.

[0050] Собранная и хранимая энергия может быть использована для снабжения энергией различных маломощных электронных компонентов в устройстве для работы с жидкостью, таком как ручная пипетка. Предпочтительно, такой электронный компонент встраивают в устройство для работы с жидкостью.

[0051] В предпочтительном варианте осуществления указанной энергией питают дисплей типа на электронной бумаги, например, маломощный дисплей с электронными чернилами. Дисплей с электронными чернилами выполнен с возможностью отображения статической информацию пользователю даже при отсутствии подачи питания. Когда доступна собранная энергия, дисплей может обновлен и может отображать новую информацию. Использование дисплея с электронными чернилами вместо ЖК-дисплея является преимуществом, поскольку легко изготовить изогнутый дисплей с электронными чернилами, форма которого соответствует форме ручки пипетки.

[0052] Например, радиус кривизны дисплея с электронными чернилами может быть приблизительно таким же, как у ручки или корпуса пипетки. Предпочтительно радиус кривизны дисплея с электронными чернилами отличается от радиуса кривизны ручки или корпуса пипетки не более чем на 10%. Более предпочтительно, дисплей с электронными чернилами встроен в корпус пипетки и имеет форму, которая по существу имеет такую же кривизну, что и корпус пипетки.

[0053] Дисплей с электронными чернилами может быть гармонично встроен в корпус пипетки. Кроме того, дисплеи с электронными чернилами могут быть изготовлены в виде компонентов из тонкой бумаги, таким образом, потребность в пространстве будет минимальной по сравнению с ЖК-дисплеем или механическим счетчиком объема.

[0054] Механический счетчик, как правило, занимает значительную часть механической пипетки с точки зрения количества компонентов и часов работы. Эти компоненты могут быть заменены одной схемной платой, обеспечивающей дисплей с электронными чернилами, графическую карту, данные о местоположении и сбор энергии. Автоматическая сборка пипетки становится возможной при уменьшении количества мелких компонентов. Также отсутствуют этапы тампонной печати счетчика и связанные с ними расходы.

[0055] В одном варианте осуществления энергию используют для снабжения энергией компонентов для осуществления беспроводной связи, таких как активная или пассивная метка радиочастотной идентификации (RFID), прикрепленная к устройству для работы с жидкостью. Другие возможные беспроводные технологии с низким энергопотреблением, для которых может быть обеспечено питание с помощью настоящего способа, представляют собой Bluetooth с низким энергопотреблением, ANT, ZigBee и RF4CE.

[0056] В одном варианте осуществления энергию используют для снабжения энергией датчика в ручной пипетке.

[0057] Другой пример представляет собой оптический датчик или фотометрический датчик, выполненный с возможностью определения уровня жидкости или объема жидкости внутри наконечника пипетки. Оптический датчик может быть использован для контроля различных изменений состояния наконечника или его содержимого, например, контакта наконечника с наружными поверхностями или с жидкостью или ориентации (прямолинейности) наконечника.

[0058] В электронной пипетке может быть одновременно использовано множество источников питания. Например, можно подавать питание как от зарядных штырей, так и от накопителя энергии, содержащего собранную энергию.

[0059] Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения применимы даже в автоматизированных станциях для работы с жидкостью. Собранная энергия, например солнечная энергия, может быть использована в качестве дополнительного источника питания в станциях для работы с жидкостью.

[0060] ПРИМЕРЫ

[0061] Пример 1

[0062] В этом примере будет описана электромеханическая пипетка, содержащая сенсорный дисплей с электронными чернилами, который питается собранной кинетической энергией.

[0063] Кинетическая энергия может быть собрана, например, при выполнении следующих действий: снимание наконечника (линейное перемещение и давление); перемещение счетчика (поворот); выталкивание наконечника (линейное перемещение, осуществляемое с помощью кнопки выталкивания наконечника или втулки выталкивания наконечника); выдача (линейное перемещение); выдувание оставшегося жидкого образца после выдачи (линейное перемещение, давление).

[0064] Первоначально батарея пипетки разряжена, и на дисплее отображается, например, текст «Нажмите кнопку выталкивания для включения» или «Нажмите кнопку выталкивания для разблокировки». Пользователю в явной форме не предлагается зарядить батарею и ему даже не нужно знать о необходимости зарядки пипетки. Для использования пипетки не требуются шнуры или зарядные устройства. Перемещения для зарядки инициируют процедуру запуска, позволяющую начать выдачу.

[0065] Зарядку пипетки осуществляют путем выполнения нескольких, например, от 1 до 5, перемещений для зарядки, которые могут представлять собой любые перемещения из перечисленных выше. Когда в батарее или конденсаторе, которые выполняют функцию буфера энергии, будет накоплено достаточное количество энергии, пипетка проанализирует выдаваемый объем, активируется дисплей и отобразит объем и, возможно, графические символы.

[0066] Энергии, собранной во время выполнения обычных задач пипетирования, достаточно, чтобы зарядить батарею и обеспечивать функциональные возможности маломощных электронных компонентов. Когда заряд батареи приближается к порогу тока срабатывания, дисплей автоматически переходит в статическое состояние и отображает текст «Нажмите кнопку выталкивания для включения». Текст будет отображаться на дисплее, даже когда батарея разрядится, поскольку дисплей с электронными чернилами не нуждается в питании для отображения статической, необновляемой информации.

[0067] Требования к питанию дисплея с электронными чернилами являются очень низкими, поскольку заряд батареи используется только для обновления данных на дисплее и для анализа положения поршня. Определение местоположения плунжера осуществляют электронным способом, например, с помощью датчика положения или с помощью резистора, сопротивление которого изменяется в зависимости от положения плунжера. Вариант с резистором позволяет выполнять простую калибровку или сброс счетчика.

[0068] С точки зрения пользователя, выдача, регулировку объема и выталкивание наконечника выполняют таким же образом, как и в механической пипетке.

[0069] Для калибровки пипетки пользователь выбирает объем, для которого необходимо выполнить калибровку, например, 1000 мкл. Затем пользователь наживает на надпись «cal» (калибровка) на дисплее. Нажимную кнопку поворачивают до тех пор, пока на дисплее не отобразится среднее значение фактического объема, выданного с этой настройкой объема, например, 980 мкл. Затем пользователь снова нажимает на надпись «cal» (калибровка), после чего на дисплее отображается значение «1000 μl» (1000 мкл).

[0070] Пример 2

[0071] В одном варианте осуществления собранная энергия может быть использована в механической пипетке для увеличения значения электронного счетчика использования, который подсчитывает количество действий нажатия кнопки управления и, таким образом, регистрирует использование (например, количество событий выдачи) пипетки. После превышения определенного порога пипетка указывает пользователю о необходимости проведения ее калибровки или обслуживания. Альтернативно, пользователь может самостоятельно следить за значением счетчика и принимать решение о подходящем времени для проведения калибровки и/или обслуживания. Предпочтительным средством сбора энергии является магнит, перемещающийся вперед и назад внутри катушки при нажатии и отпускании кнопки управления или кнопки выталкивания наконечника.

[0072] Следует понимать, что раскрытые варианты осуществления настоящего изобретения не ограничиваются конкретными конструкциями, этапами способа или материалами, раскрытыми в данном документе, но также распространяются на их эквиваленты, которые могли бы предложить специалисты в данной области техники. Кроме того, следует понимать, что используемая в данном документе терминология использована исключительно с целью описания конкретных вариантов осуществления и не предназначена для ограничения.

[0073] Ссылка в этом описании на один вариант осуществления или какой-либо вариант осуществления означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с этим вариантом осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, выражения «в одном варианте осуществления» или «в каком-либо варианте осуществления» в различных местах данного описания не означают, что все они обязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. При указании ссылки на числовое значение с использованием такого термина, как, например, «приблизительно» или «по существу», также раскрывается точное числовое значение.

[0074] В контексте данного документа множество элементов, структурных элементов, композиционных элементов и/или материалов для удобства может быть представлено в общем списке. Однако эти списки следует истолковывать как списки, в которых каждый элемент списка может быть независимо идентифицирован как отдельный и уникальный элемент. Таким образом, ни один отдельный элемент такого списка не следует рассматривать как фактический эквивалент любого другого элемента того же списка исключительно на основании того, что они представлены в общей группе, если не указано иное. Кроме того, различные варианты осуществления и пример настоящего изобретения могут упоминаться в данном документе вместе с альтернативами для различных их компонентов. Следует понимать, что такие варианты осуществления, примеры и альтернативы не следует рассматривать как фактические эквиваленты друг друга, а следует рассматривать как отдельные и независимые формы для представления настоящего изобретения.

[0075] Кроме того, описанные признаки, конструкции

или характеристики могут быть объединены любым подходящим способом в одном или более вариантах осуществления. В этом описании представлены многочисленные конкретные детали, например, примеры значений длины, ширины, форм и т.д., для обеспечения полного понимания вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако для специалиста в соответствующей области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть осуществлено на практике без одной или более конкретных деталей или с применением других способов, компонентов, материалов и т.д. В других случаях общеизвестные конструкции, материалы или операции не показаны или подробно не описаны во избежание затруднения понимания аспектов настоящего изобретения.

[0076] Хотя вышеприведенные примеры иллюстрируют принципы настоящего изобретения в одном или более конкретных вариантах применения, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что могут быть предложены многочисленные изменения формы, использования и деталей реализации без применения изобретательности и без отступления от принципов и концепций настоящего изобретения. Соответственно, не предполагается, что настоящее изобретение ограничено, за исключением случаев, указанных в нижеизложенной формуле изобретения.

[0077] Глаголы «содержать» и «включать» использованы в этом документе как открытые ограничения, которые не исключают неперечисленные признаки и не требуют также их наличия. Признаки, перечисленные в зависимых пунктах формулы изобретения, можно свободно комбинировать, если явно не указано иное. Кроме того, следует понимать, что использование грамматических форм выражения единственного числа во всем этом документе не исключает множественности.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

[0078] По меньшей мере некоторые варианты осуществления настоящего изобретения находят промышленное применение в электронных или электромеханических ручных пипетках.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

LCD Жидкокристаллический дисплей

TEG Термоэлектрический генератор

RFID Радиочастотная идентификация

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Патентная литература

WO 2014138530 А2.

Использование: для работы с жидкостью. Сущность изобретения заключается в том, что ручная пипетка содержит средство сбора энергии; накопитель энергии, выполненный с возможностью хранения собранной энергии в пипетке; электронный компонент, соединенный с накопителем энергии и выполненный с возможностью использования накопителя энергии в качестве источника питания; при этом средство сбора энергии представляет собой систему с магнитом, проходящим сквозь катушку, соединенную с кнопкой пипетки и выполненную с возможностью сбора энергии при нажатии или отпускании кнопки, или средство сбора энергии содержит термоэлектрический генератор, или средство сбора энергии содержит пьезоэлектрический материал, при этом пьезоэлектрический материал включен в материал части пипетки. Технический результат: обеспечение возможности добавить электронные функции в механическую пипетку (с механически приводимым в действие поршнем) без необходимости преобразования всей пипетки в электронную пипетку, а также обеспечение возможности уменьшить или устранить зависимость электронных компонент от батареи пипетки. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для работы с жидкостью, содержащее:

- средство сбора энергии;

- накопитель энергии, выполненный с возможностью хранения собранной энергии в устройстве для работы с жидкостью;

- электронный компонент, соединенный с накопителем энергии и выполненный с возможностью использования накопителя энергии в качестве источника питания;

причем устройство для работы с жидкостью представляет собой ручную пипетку и отличается тем, что:

средство сбора энергии представляет собой систему с магнитом, проходящим сквозь катушку, соединенную с кнопкой пипетки и выполненную с возможностью сбора энергии при нажатии или отпускании кнопки, или

средство сбора энергии содержит термоэлектрический генератор, или

средство сбора энергии содержит пьезоэлектрический материал, при этом пьезоэлектрический материал включен в материал части пипетки.

2. Устройство для работы с жидкостью по п. 1, в котором указанный пьезоэлектрический материал включен в материал кнопки, ручки или корпуса пипетки.

3. Устройство для работы с жидкостью по любому из пп. 1, 2, в котором электронный компонент представляет собой дисплей типа электронной бумаги, встроенный в корпус пипетки и имеющий форму, которая по существу имеет такую же кривизну, что и корпус пипетки.

4. Устройство для работы с жидкостью по любому из пп. 1, 2, в котором электронный компонент представляет собой датчик, выполненный с возможностью определения состояния пипетки.

5. Устройство для работы с жидкостью по п. 4, в котором датчик представляет собой оптический датчик, выполненный с возможностью контроля наконечника пипетки или содержимого наконечника.

6. Устройство для работы с жидкостью по любому из пп. 1, 2, в котором электронный компонент представляет собой метку радиочастотной идентификации, прикрепленную к пипетке.

7. Устройство для работы с жидкостью по п. 1, в котором электронный компонент представляет собой счетчик использования, который регистрирует использование устройства для работы с жидкостью.

8. Устройство для работы с жидкостью по любому из предшествующих пунктов, в котором накопитель энергии представляет собой ионно-литиевую батарею или суперконденсатор.

9. Способ снабжения энергией устройства для работы с жидкостью, согласно которому:

- собирают энергию;

- сохраняют собранную энергию в накопителе энергии в устройстве для работы с жидкостью и

- снабжают электронный компонент устройства для работы с жидкостью собранной сохраненной энергией;

причем устройство для работы с жидкостью представляет собой ручную пипетку, а способ отличается тем, что на этапе сбора энергии:

сбор энергии происходит при нажатии или отпускании кнопки пипетки с помощью системы с магнитом, проходящим сквозь катушку, соединенной с кнопкой, или

сбор энергии происходит посредством термоэлектрического генератора, встроенного в пипетку, или

сбор энергии происходит посредством пьезоэлектрического материала, включенного в материал части пипетки.

10. Способ по п. 9, согласно которому на указанном этапе сбора энергии, при котором сбор энергии происходит посредством слоя пьезоэлектрического материала, включенного в материал части пипетки, указанный слой пьезоэлектрического материала расположен в кнопке пипетки и сбор энергии происходит при повороте кнопки.

11. Способ по п. 9, согласно которому на указанном этапе сбора энергии, при котором сбор энергии происходит посредством термоэлектрического генератора, встроенного в пипетку, пользователь удерживает пипетку, а тепло от руки пользователя собирают указанным термоэлектрическим генератором, встроенным в пипетку.

12. Способ по п. 9, согласно которому на указанном этапе сбора энергии, при котором сбор энергии происходит посредством термоэлектрического генератора, встроенного в пипетку, указанная энергия представляет собой окружающее тепло.

13. Способ по п. 9, согласно которому на указанном этапе сбора энергии, при котором сбор энергии происходит посредством пьезоэлектрического материала, включенного в материал части пипетки, указанная энергия представляет собой энергию от механических перемещений или вибраций пипетки или части пипетки.

14. Способ по п. 9, согласно которому на указанном этапе сбора энергии, при котором сбор энергии происходит посредством термоэлектрического генератора, встроенного в пипетку, указанная энергия представляет собой тепловую энергию, получаемую от пользователя пипетки.