充填レベル検出のための容量測定方法及び装置、並びにそれに応じて装備された実験機器
【課題】充填レベルを決定するための、又は媒体の量、例えば複数の密接に隣接した容器内の液体の量を検出するための装置及び方法を提供する。
【解決手段】同一寸法の規則的に配置された容器からなる群（１０）の個別容器（５．１、５．２）内の充填レベルの容量決定のための装置（１００）であって、送信電極（２０１．１）及び受信電極（２０１．２、２０１．３）並びに容量測定を実行するための送信回路（５７）及び受信回路（５８）を回路を有する。ベースプレート（２００）によって規定される水平面に対して一方向に突出し、同一寸法の複数の作業地帯が形成されるように相互に均一に間隔をあけて離れて配置される複数の電極（２０１．１、２０１．２、２０１．３）を備えている。接続部２０２をそれぞれ用いてこれらの２つの電極の一方（２０１．１）が送信器として使用され、２つの電極の他方（２０１．２、２０１．３）が受信器として使用される。
【解決手段】同一寸法の規則的に配置された容器からなる群（１０）の個別容器（５．１、５．２）内の充填レベルの容量決定のための装置（１００）であって、送信電極（２０１．１）及び受信電極（２０１．２、２０１．３）並びに容量測定を実行するための送信回路（５７）及び受信回路（５８）を回路を有する。ベースプレート（２００）によって規定される水平面に対して一方向に突出し、同一寸法の複数の作業地帯が形成されるように相互に均一に間隔をあけて離れて配置される複数の電極（２０１．１、２０１．２、２０１．３）を備えている。接続部２０２をそれぞれ用いてこれらの２つの電極の一方（２０１．１）が送信器として使用され、２つの電極の他方（２０１．２、２０１．３）が受信器として使用される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填レベル検出のための容量測定方法及び装置、並びにそれに応じて装備された実験機器に関する。特に、本発明は、複数の容器内の充填レベルを決定するように設計される実験機器に関連する。
【背景技術】
【０００２】
容量センサは、例えば圧力、充填レベル、容積、又は比誘電率などの物理量を測定するためにある場合に使用される。これらのセンサは、測定されるべき物理量に対する応答として得られる個別キャパシタ又は全体のキャパシタ回路網の容量の変化を検出する。従って、測定されるべき物理量は、センサの容量を測定することによって観測することができる。容量センサは、個別に、又は多数の空間的に密接に隣接するセンサの配置において使用される。容量単一センサは、例えば圧力、加速度、及び位置測定のために使用される。それぞれ多数のセンサシステムを有する容量配置は、例えば容量タッチパッド又は容量指紋センサにおいて使用される。
【０００３】
図１は、多数の容量（測定）センサを有する容量センサ配置１の概略図の一例を示し、前記容量（測定）センサはここでは共通送信電極Ｓと複数の受信電極Ｅ１、Ｅ２、・・・によって形成されている。共通送信電極Ｓは、全てのセンサのために使用される。受信電極Ｅ１、Ｅ２、・・・は、送信電極Ｓから間隔をあけて離れて位置している。信号源２は、センサ配置１を作動させるために又は動作させるために設けられている。多数の容量センサを有するそのようなセンサ配置１を使用して、三次元誘電又は導電構造が検出され走査され得る。例えば、コインのエンボス画像（導電構造の例）又は例えば分注自動販売機に使用されるようなマイクロプレート（誘電構造の例）の充填レベルが、検出され走査され得る。この解決法についての詳細は、国際公開第２００８／０６４５００Ａ２号公報から得ることができる。
【０００４】
試験管、マイクロプレート、又は同種のものにおいて内容物又は充填レベルを決定することが重要である多数の実験システム及び医療装置並びに製薬装置が存在する。そのような決定は、測定自動化又は連続実験が含まれる場合に特に重要である。充填レベルは、一般に液面の検出によって決定される、すなわち空気と液体との間の界面の位置が決定される。このプロセスはまた、液体レベル検出（ＬＬＤ）と表される。液体到達検査（ＬＡＣ）では、液体が容器に到達したか、あるいは液体の容積又は量が変化したかが決定される。
【０００５】
ここ数年、実験機器は、ますます正確になるとともにより複雑になってきた。高集積化、自動化、及び並列処理という傾向にある。これは、個別構成要素の高空間圧縮を引き起こす。この圧縮は、クロストーク及び他の態様によって隣接測定チャネルの相互影響が問題を引き起こし得るので、実験装置に機械的及び他の技術的問題だけでなく電子評価の精度ももたらす。
【０００６】
非常に限定された空間に多数の液体容器を有するプレート又は容器を備えて動作する種々の装置が存在する。ここでは特に、例えば９６の密接に隣接して位置づけられた（「ウェル」と呼ばれる）液体容器を有するマイクロプレート、マルチウェルプレート又はマイクロタイタープレート（ＡＮＳＩ／ＳＢＳ規格、１−２００４、参照）に言及され得る。時には、これらのマイクロプレートは、マイクロプレートの後側が固体であるように設計されるか、マイクロプレートの取扱安定性を付与するために多数のウェブ及び他の要素を有するので、後側からアクセスすることができない。それにも関わらず、本発明は、非接触充填レベル測定を実現するために意図的に後側に配置された電極対の方法に向かっている。
【０００７】
例えば超音波に基づいて動作する充填レベルを決定するための従来の解決法は、一般にマイクロプレートを測定するために数分必要とする。また、超音波による解決法は、比較的正確ではなく、わずか２５マイクロリットルについての解決を提供する。泡、メニスカス効果及び他の幾何学的効果は、そのような超音波による解決法によって確実に決定又は識別することができない。
【０００８】
電極を用いて容器の充填レベルの容量測定を行う解決法が存在する。例示的解決法は、例えば英国特許出願公開第２０４０４６４Ａ号の文献から知られている。この解決法では、２つの平行電極プレートが、容器にしっかりと固定されている。前記文献は、例えば水タンクなどのタンクにおける充填レベル測定に関連している。容器内の充填レベルを決定するための別の容量測定方法は、未審査の独国特許出願公開第１９６４５９７０Ａ１号から知られている。この未審査の出願公開によれば、送信電極及び受信電極は、互いに反対に位置づけられている。電極は、測定回路を用いて接続されている。容器と電極のしっかりとした接続を提供するまた別の解決法は、例えば特許出願公開番号第１１０１４４３０Ａ号（出願番号第１９９７−０１６６１５３号）の文献から知られている。特許出願公開番号第１１０１４４３０Ａ号による解決法は、容器内の液体表面の位置を決定することに関連している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これらの解決法は、複雑な実験システム及び医療機器並びに製薬機器における状況に適合させることができない、あるいは努力して適合させることができるのみである。特に、これらの解決法は、密接に隣接した容器内の充填レベルの個別決定のために十分な解決をもたらすものではない。また、示された解決は、それらが多数の容器からなる群に適用される場合には非常に高価になる。さらに達成可能測定精度は十分ではない。
【００１０】
実験機器の自動化度が増加するにつれて、ほんの少しの手動介入のみを必要とする対応連続処理を構成することが望ましい。それと同時に、例えば、自動実験機器において、従来の自動実験機器によって自動的に解決することができない状況が生じ得ることを認識しなければならない。
【００１１】
国際公開第２００８／０６４５００Ａ２号の文献は、最も近い従来技術と考えられる。
【００１２】
従って、充填レベルを決定するための、又は媒体の量、例えば複数の密接に隣接した容器内の液体の量を検出するための装置及び方法を提供することを目的とする。前記装置又は方法は、容器からなる群において充填レベルを測定するときでさえ、いつでも信頼できる正確な結果を提供する必要がある。また、対応実験装置を提供することに関連する。
【００１３】
前記方法、装置又は実験機器は好ましくは、手動介入を必要としないように設計される必要がある。
【００１４】
前記装置は、他の（実験）機器のモジュール又は構成要素として一体的にされ得る、又はこれに取り付けられ得るようにできる限り設計される必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの目的は、請求項１に記載される装置、請求項１３に記載される方法、及び請求項１２に記載される実験機器によって本発明に従って実現される。
【００１６】
本発明に係る装置は、請求項１の特徴部によって特徴づけられる。本発明に係る方法は、請求項１３の特徴部によって特徴づけられ、本発明に係る実験機器は、請求項１２の特徴部によって特徴づけられる。
【００１７】
本発明は、複数の電極からなる容量網又はネットワークを用いた測定に基づいている。ある実施形態では、電極は、容器に接続されていない、又は容器に一体的にされない個別電極として設計される。別の実施形態では、電極は、容器内又は容器上にしっかりと配置され得る。全ての実施形態において、容量網又はネットワークは好ましくは、例えば電極の配線を適合させることによって測定方法の実行前や実行中に構成することができる。
【００１８】
全ての実施形態において、本発明は、送信電極と受信電極の間に入る各媒体が受信信号に影響を与えるという原理に基づいている。信号への影響の強度は、媒体に蓄積され得る又は移動され得る電荷の数に依存する。これらの電荷は、例えば蒸留水又はプラスチックの場合によくある誘電体媒体（拘束分極電荷）から生じる。電荷は、自由表面電荷の形で導電媒体に生じる。これは、例えば塩水、血、金属などの場合である。非導電媒体において、容量増加は、対応する誘電率によって得られる。この容量増加の作用は、電極間の媒体の容積と相関する。一方、導電媒体においては、前述した表面電荷のみが存在する。従って、ここでは容積だけでなく媒体の幾何学（例えば全体表面のサイズ）の問題がある。さらに、導電媒体が（マックスウェル周波数と呼ばれる）特定周波数を超えると非導電になることに注目すべきである。
【００１９】
好適な実施形態では、本発明はさらに、少なくとも一部の電極が、必要に応じて配線の適用を通じて種々の所定電位を得ることができること、及び結果として電極の容量ネットワークの種々の寄生容量が無効にされ得ることという解決法に基づいている。
【００２０】
本発明はまた、容量充填レベル測定において受信信号が液体の抵抗又は容量、すなわち誘電率に、従って液体の量に直接的に依存するという発見に基づいている。また、容器及び電極の幾何学的配置がここでは影響を及ぼす。
【００２１】
本発明の結果として、最も多様な状況において信頼できる検出結果を供給し、最も多様な要求を受ける普遍的装置及び実験機器を提供することが可能である。
【００２２】
以下、本発明に係る装置、本発明に係る実験機器、及び本発明に係る方法を、本発明の範囲を限定するものではない例示的実施形態の概略図を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術に係る実験装置の一部の概略側面図を示す。
【図２Ａ】本発明に係る２つの正反対にある電極を有する単一容器の概略平面図を示す。
【図２Ｂ】本発明に係る３つの電極を備えた２つの容器からなる線形群の概略平面図を示す。
【図２Ｃ】本発明に係る４つの電極を備えた３つの容器からなる線形群の概略平面図を示す。
【図２Ｄ】本発明に係る５つの電極を備えた４つの容器からなる平面群の概略平面図を示す。
【図２Ｅ】本発明に係る８つの電極を備えた９つの容器からなる平面群の概略平面図を示す。
【図３】本発明に係る１０の電極を備えた７つの容器からなる更なる平面群の概略平面図を示す。
【図４Ａ】本発明に係る第１の電極の概略側面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ａに係る第１の電極の概略断面図を示す。
【図５Ａ】本発明に係る第２の電極の概略側面図を示す。
【図５Ｂ】図５Ａに係る第２の電極の概略断面図を示す。
【図６Ａ】本発明に係る第３の電極の概略側面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ａに係る第３の電極の概略側面図を示す。
【図７Ａ】更なる電極の概略断面図を示す。
【図７Ｂ】更なる電極の概略断面図を示す。
【図７Ｃ】更なる電極の概略断面図を示す。
【図８】本発明に係るベースプレートとともにある更なる電極の概略断面図を示す。
【図９】本発明に係る一体化した電極を備えたベースプレートの概略断面図を示す。
【図１０】本発明に係る３つの電極及び２つの容器からなる群を備えるとともに電気配線を備えたベースプレートの概略側面図を示す。
【図１１】本発明に係る３つの電極及び３つの容器からなる群を備えたベースプレートの概略側面図を示す。
【図１２】本発明に係る電気配線とともにある図２Ａに係る容器の概略平面図を示す。
【図１３】本発明に係る８つの電極、９つの容器とともに電気配線を備えた群の概略平面図を示す。
【図１４】本発明に係る４つの電極、５つの容器とともに電気配線を備えた群の概略等価回路図を示す。
【図１５】本発明に係る好ましい実施形態の概略等価回路図を示す。
【図１６Ａ】本発明に係る１１７の電極と８×１２の容器を備えた群の概略平面図を示す。
【図１６Ｂ】本発明に係る５９の電極と８×１２の容器を備えた群の概略平面図を示す。
【図１７Ａ】本発明に係る８×１２の容器と電極を備えたベースプレートとを備えた群の平面図を示す。
【図１７Ｂ】図１７Ａに係る群の断面図を示す。
【図１８】本発明に係る４×５の容器と電極配置を備えた群の平面図を示す。
【図１９】本発明に係る４×５の容器と更なる電極配置を備えた群の平面図を示す。
【図２０】本発明に係る４×５の容器と更なる電極配置を備えた群の平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の有利な実施形態が以下に説明され、これらは例示的実施形態を含んでいる。これらは、発明全体の種々の形態と本発明の組立体及び個別部品とを有している。原則的に、記載される種々の実施形態の組立体及び個別部品は互いの内部において結合される、あるいは、個々の実施形態の組立体及び個別部品は、別の実施形態の組立体及び個別部品によって置き換えられ得る。これによって形成される組合せは、例えば組立体及び個別部品の協働又はかみ合いを可能にするために、当業者によく知られ、それによってさらに説明されていない小さな適用を必然的に伴うことができる。
【００２５】
以下、指標又は付加を用いることなく対応する参照番号を使用することによって、全体として多数の構造要素又は構成要素に言及する。例えば、電極は、全体として参照番号２０１を用いて指定される。一方、個別電極は、２０１．１から２０１．Ｋ（ここで、Ｋは３以上の整数である）を用いて指定される。別の参照番号が同様に使用される。
【００２６】
本発明に関連して、実験機器４００について種々の話が存在する。これは、例えば液体検出のための手段を装備した機器、システム、設備、装置、（「ワークステーション」又は「液体取扱プラットフォーム」としてまた指定され、例えばテカン・トレーディングＡＧから商標名Ｆｒｅｅｄｏｍ ＥＶＯ（登録商標）の下で入手可能である）取扱センタなどを有している。本発明に係る装置１００は、そのような実験機器４００の要素、組立体又は構成要素である。実験機器アイテム４００は、例えば複数の同一装置１００又は複数の別の装置１００を有し得る。しかしながら、本発明に係る装置１００は、液体を検出するためだけでなく他の媒体（例えば粉末、顆粒、フレーク又は同種のもの）を検出するためにも使用することができる。
【００２７】
ここでは、モジュールという用語は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組合せにより実行される機能群を記載するために使用される。
【００２８】
ここでは、「群」１０という用語は、同一である又は同一タイプである複数の容器の規則的配置を記載するために使用される。容器５は、互いに隣接して水平に密接した規則的配置において配置されている、すなわち容器５は、平面上に均等に分布して配置されている。容器５は全て好ましくは、同一の形状及びサイズを有し、直立している。１つの群１０の容器５は好ましくは、複数の行Ｒと列Ｓｐを有する格子状ネットワークに配置される。行Ｒと列Ｓｐの交差領域に、（作業地帯と呼ばれる）空位置が存在し、空位置は全て、十分に占有された格子においてそれぞれ１つの容器５によって占有される。しかしながら、空位置が全て占有されていない群もまた可能である。
【００２９】
同時に格子状ネットワークは作業地帯を規定する。本発明の意味においてこれらの作業地帯は、いずれの場合にも送信器Ｓとして機能する電極２０１と受信器として機能する間隔をあけて配置される（隣接）電極２０１の間の中間空間を有する。電極２０１の実施形態に応じて、作業地帯は、（ベースプレート２００によって規定される水平面に対して）円形断面を有し、該断面は、容器５の外側断面におよそ対応する。作業地帯の三次元形状は、例えば、円筒形状を有し得る、又は（例えば図１１に係る実施形態では）円錐又は円錐台の形状を有し得る。好ましい場合には、作業地帯の形状は、容器５の外側形状（シェル形状）に対応する。
【００３０】
図２Ａ−図２Ｅ、図３、図１２、図１３、図１４、図１５、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１８、図１９Ａ、図２０、図２１及び図２２において、水平面Ｅは、図面の平面にある。
【００３１】
図２Ａは、本発明に係る群１０の基本モジュール２０を示す。図２Ａは、１つの行Ｒ．１（Ｒ＝１）と１つの列Ｓｐ．１（Ｓｐ＝１）を有する格子を示し、該格子は、ただ１つの単一空位置を規定する。単一容器５は、この１つの空位置に位置づけられる。ここでは、互いに正反対にある２つの柱のような電極２０１．１、２０１．２が示されている。第１の電極２０１．１が左上に位置づけられ、第２の電極２０１．２が右下に位置づけられる。
【００３２】
図２Ｂから図２Ｅは、本発明に係る群１０の幾つかの実施例を示し、該群はそれぞれ、柱のような電極２０１を有している。しかしながら、電極２０１はまた、以下にさらに説明されるように別の形状を有し得る。
【００３３】
前記群１０の表現及び説明のために以下の名称が使用される、すなわち、Ｒは、行の数を付与し、Ｓｐは、列の数を付与し、格子は、互いに垂直であるとともに列の幅（列間隔ＡＳと呼ばれる）と行の高さ（行間隔ＡＲと呼ばれる）が好ましくは同一である列と行を有する。ＡＳ＝ＡＲである場合には従って、正方形が空位置として得られる。Ｎは、容器５の総数を付与し、Ｋは、電極２０１の総数を付与する。個別の列は、以下のように区別される、すなわち、Ｓｐ．１は第１の列を規定し、Ｓｐ．２は第２の列を規定するなどのように規定する。個別の行は、以下のように区別される、すなわち、Ｒ．１は第１の行を規定し、Ｒ．２は第２の行を規定するなどのように規定する。
【００３４】
図２Ｂは、第１の線形群１０を示し、該第１の線形群は、以下のように、すなわちＲ＝２、Ｓｐ＝２、Ｎ＝２、Ｋ＝３と規定される。従って、これは全ての空位置が占有されるものではない群１０を有している。
【００３５】
図２Ｃは、第２の線形群１０を示し、該第２の線形群は、以下のように、すなわちＲ＝３、Ｓｐ＝３、Ｎ＝３、Ｋ＝４と規定される。従って、これは全ての空位置が占有されるものではない別の群を有している。
【００３６】
より大きい線形群１０の数値例はまた、以下の表１から推定される。ここでは、活性電極と不活性電極２０１の間の区別がなされる。活性電極は、送信器（Ｓ）及び／又は受信器（Ｒ）及び／又は仮想接地として機能する。不活性電極は接地される、すなわちそれらは接地電位にある。
【００３７】
表１：線形群１０
【００３８】
図２Ｄ及び図２Ｅは、２つのいわゆる平面群１０を示している。
【００３９】
図２Ｄは、第１の平面群１０を示し、該第１の平面群は、以下のように、すなわちＲ＝２、Ｓｐ＝２、Ｎ＝４、Ｋ＝５と規定される。これは４つの空位置が全て占有される群１０を有している。従って、このタイプの群は、完全な平面群１０として示される。図２Ｄに係るこの群１０において、電極が角部に配置されるのではなく外周における中心に配置される場合、Ｋ＝４の電極だけで処理することができる。
【００４０】
図２Ｅは、第２の完全な平面群１０を示し、該第２の平面群は、以下のように、すなわちＲ＝３、Ｓｐ＝３、Ｎ＝９、Ｋ＝８と規定される。従って、これは全ての空位置が占有される群１０を有している。
【００４１】
より大きい平面群１０の数値は、以下の表２から推定され得る。群の外周における電極の配置に応じて、必要な電極の総数において１つの電極の違いを得ることができる。しかしながら、更なる電極の節約は十分に占有された群１０の偶数の行及び列を有する群において実現される。これは、例えば４からなる、６４からなる、９６からなる及び３４８からなる群１０の場合に示される。
【００４２】
表２：空位置のない平面群１０
【００４３】
表１及び表２並びに例示的図面を参照して、多数の異なる置換が可能であることが明らかである。実際の適用のためには、装置全体が適用性を失うことなしに必要電極２０１の数Ｋをできるだけ少なく保つ試みが常に行われるであろう。当然、各容器５において、例えば相互に９０度の角距離離れて４つの電極２０１が存在する非常に多くの電極２０１を設けることができる。しかしながら、表１及び表２並びに前記実施形態は、かなり少ない電極２０１で処理することができることを示している。従って、活性電極２０１で信号を誘発する又は取り出すために必要とされる接続ライン２０２の数がまた低減される。
【００４４】
特に、受信器は電極２０１を送信器として機能することを実行するより非常に高価／非常に複雑であるので、受信器として機能する電極２０１の数をできるだけ少なく保つ実施形態が好ましい。
【００４５】
全ての実施形態において、容器５ごとに少なくとも２つの反対の活性電極２０１が設けられるという条件がいずれの場合にも満たされる。電極２０１は好ましくは、この場合に最も大きな可能な対称が得られるので、各容器５において正反対にある。しかしながら、個別容器５に関する電極２０１の別の位置決めもまた可能である。実施形態に応じて、電極の一部は、隣接容器５によって共有される又は共同で使用される。電極（例えば、図１６Ｂ参照）は好ましくは、ジグザグの経路又はジグザグの線２１（図１６Ｂ参照）に沿って配置される。
【００４６】
「反対にある」という用語はここでは、いずれの場合にも少なくとも２つの電極２０１が、電極２０１の１つによって放出された電界が、受信器として機能する電極２０１によって受信される前に少なくとも容器５の一部を通過するように、容器５又は容器５を受容するための作業地帯に対して配置されるという事実を表現するために使用される。好ましくは、全ての実施形態において電極２０１は、各容器５において互いに正反対にある。
【００４７】
本発明は、電極２０１の容量結合されたネットワークを用いた（液体）測定に基づいている。この原理は、全ての実施形態に使用される。前記ネットワークは、固定して、すなわち配線で接続される、部分的に固定して、すなわち部分的に配線で接続される、又は、完全に柔軟性のある、あるいは構成可能である、すなわち配線で接続されていないように設計され得る。例えば、無線接続（例えば赤外線又は無線周波数接続）もまた使用され得る。
【００４８】
本発明に係る装置１００は、図１０に概略的に示すように、特に容器５内の液体の検出のために設計されているが、それはまた、他の媒体を検出するために容易に使用され得る。検出するために、装置１００は、容器５．１、５．２から５．Ｎ（Ｎは、本発明によれば常に２以上の整数である）からなる群１０を有し、該容器は、行Ｒ及び／又は列Ｓｐにおいて互いに隣接して規則的な相互間隔で水平に配置される。装置１００はさらに、水平ベースプレート２００を有し、該ベースプレートは、容器５の下に配置される。また、装置１００は、電極２０１．１、２０１．２から２０１．Ｋ（例えば、柱のような電極）を有し、該電極は、ベースプレート２００によって支持される、又はベースプレート２００の一部である。電極２０１は、ベースプレート２００から群１０の容器５間の中間空間１０１の方へ上方へ延びる。複数の電気接続ライン２０２が設けられ、該接続ラインを通じて、電極の一部が個別に選択的に誘発され得る。
【００４９】
本発明によれば、水平面Ｅの各容器５において、少なくとも２つの電極２０１．１、２０１．２は、例えば図２Ａの概略平面図に示されるように、互いに反対にある。活性電極２０１の個別の選択的誘発のために、例えば図１２に示すように、それぞれこれら２つの電極の一方２０１．１が送信器（Ｓ）として機能し、２つの電極の他方２０１．２が受信器（Ｒ）として機能する。
【００５０】
９６の（「ウェル」と呼ばれる）容器５を有するマイクロプレート（群１０）の場合には、最大９６の送信器／受信器の対（すなわち、合計で最大１９２の電極２０１）が電極２０１として必要である。しかしながら、９６の容器５を有するマイクロプレートを測定することを可能とするために、例えば、９×１３＝１１７の電極２０１がまた十分である。しかしながら、非常に優れた測定結果がまた、８×１２の容器５を有するそのような群１０のために、（９×１３）−６＝１１１の電極２０１を使用することによって実現され得る。表２は、８×１２の容器５を有する群１０を用いて、５８又は５９の電極２０１のみで処理することもできることを示している。
【００５１】
図３は、本発明に係る１０の電極２１０を備えた７の容器５からなる別の平面群の概略平面図を示している。ここでは個別容器５は隙間に動けないようにある。ここでは、例えば、電極２０１は、円形断面を有している。
【００５２】
「柱のような電極」という用語は、特にポスト又はロッドの形をした要素２０１のために使用される。しかしながら、電極はベースプレート２００から上方へ延びるので、電極はより一般的には突出した又は隆起した電極として示され得る。電極は、例えば、図１１に示すように、円錐形状又は円錐台形状を有し得る。電極２０１の断面は、多角形状（例えば正方形）を有し得る、あるいは楕円形又は円形であり得る。
【００５３】
前記実施形態又は配置に応じて、柱のような電極２０１が中間空間１０１に挿入され得るか（例えば、図１０参照）、あるいは、例えば、円錐台形の電極２０１が中間空間１０１の中に挿入され得る（例えば、図１１参照）。
【００５４】
電極２０１は、どんな形状を有していても、少なくとも部分的に導電性であるように設計される又はコーティングされる。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｃ、図７Ａ−図７Ｃ、図８、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１８、図１９Ａ、図１９Ｂ及び図２０−図２２は、本発明に係る電極２０１の幾つかの可能な実施例を示している。これらの電極２０１は、全ての実施形態において使用することができる。そのような電極２０１の導電部分２０４は、送信器（Ｓ）又は受信器（Ｒ）としての電極２０１の使用に従って放出及び／又は受信表面として機能する。
【００５５】
電極２０１は好ましくは、水平ベースプレート２００に垂直に立っている。しかしながら、電極２０１はまた、例えば容器５の外壁の形状に従うために傾斜し得る。
【００５６】
電極２０１は好ましくは、例えば図１０に示すように、容器５の深さＴにほぼ対応する（ベースプレート２００に垂直に測定される）長さＬを有する。長さＬは好ましくは、深さＴより少し長い。図１１は、深さＴより少し短い電極２０１を示している。
【００５７】
特に好ましい実施形態では、容器５からなる群１０を有するマイクロプレートは、電極２０１の上側において上部にある。２つの容器５．１、５．２を備えたマイクロプレートの断面が図１０に示され、該２つの容器は、例えばウェブ１２、接続部又は表面によってその上側において相互接続されている。これらのウェブ１２、接続部又は表面の領域において、マイクロプレートは電極２０１上にある。
【００５８】
図４Ａは、側面図で柱のような電極２０１の概略詳細を示している。ここでは、ケーブルの形をした電気接続ライン２０２がベースプレート２００の下に示されている。図４Ｂは、図４Ａの柱のような電極２０１の（水平ベースプレート２００に平行な）断面を示している。柱のような電極２０１はここでは正方形断面を有している。
【００５９】
図５Ａは、側面図で柱のような電極２０１の概略詳細を示している。ここでは、電極２０の上部領域のみが導電領域２０４として示されている。ケーブルの形をした電気接続ライン２０２は、ベースプレート２００の下に示されている。図５Ｂは、図５Ａの柱のような電極２０１の導電領域２０４の（水平ベースプレート２００に平行な）断面を示している。導電領域２０４はここでは、図４Ｂのように固体であるように構成されている。柱のような電極２０１はここでは、正方形断面を有している。電気接続ライン２０２に代えて、例えば無線接続（例えば赤外線又は無線周波数接続）もまた使用可能である。
【００６０】
図６Ａは、側面図で柱のような電極２０１の概略詳細を示している。ここでは、電極２０１の２つの（あるいはそれ以上の）ストリップ形状領域のみが導電領域２０４として示されている。ケーブルの形をした電気接続ライン２０２は、ベースプレート２００の下に示されている。図６Ｂは、図６Ａの柱のような電極２０１の（水平ベースプレート２００に平行な）断面を示している。導電領域２０４はここでは、柱のような電極２０１にはめ込まれている。柱のような電極２０１はここでは、全体として正方形断面を有している。
【００６１】
しかしながら、全ての実施形態において、導電領域２０４はまた、（例えば外側層として蒸着された又はスパッタされた）金属化層の形で設計され得る。
【００６２】
図７Ａから図７Ｃは同様の電極２０１の断面を示し、該断面はいずれの場合にも円形である。図７Ａに関して図４Ａ、図４Ｂの記載に言及される。図７Ｂに関して図５Ａ、図５Ｂの記載に言及される。図７Ｃに関して図６Ａ、図６Ｂの記載に言及される。
【００６３】
電極２０１は、例えば図９に示すように、ベースプレート２００の一体構成要素とすることができる。図９は概略側面図である。ポスト、又は図１１に係る円錐台と共にあるベースプレート２００は、例えばプラスチック材料から成形される。導電コアをポスト又は円錐台の内部に設けることができ、このコアは電極２０１の導電領域２０４として機能する。導電コアはここでは、ベースプレート２００の後側（下側）の範囲まで延び、そこで導体経路の形をした電気接続ライン２０２に接続される。導電コアはここでは、準カプセル化される。このカプセル化は、不適切に扱われるときに短絡を防止するのに役立つ。例えば、導電性液体３が偶然にポストの一部を濡らす場合、あるいは２つのポスト間の接触が偶然に金属性物体を用いてなされる場合でさえ、感度性を有する送信器Ｓ又は受信器Ｒの短絡が生じない。
【００６４】
ここでは示されていない別の実施形態では、ポストは同様に、ベースプレート２００の一体構成要素である。この場合には、しかしながら、導電領域２０４は、ポストの表面に適用される（例えば蒸着される又はスパッタされる）。この実施形態はまた、図１１による電極に適用することができる。
【００６５】
しかしながら、電極２０１はまた、例えば図８に示すように、個別構成要素として作られ、ベースプレート２００に接続されることも可能である。電極２０１は好ましくは、ベースプレート２００にネジ止めされる及び／又ははんだ付けされる。電気接続ライン２０２への接続はまた、例えばはんだ付けによってなされ得る。
【００６６】
電気接続ライン２０２はまた、ベースプレート２００内に組み込まれ得る、又はベースプレート２００の上側又は下側に導体経路の形で配置され得る。
【００６７】
ベースプレート２００は、例えば図８に示すように、非導電材料から作られ、導電表面２０６を備えることも可能である。しかしながら、ベースプレート２００はまた、金属を有し得る、又は金属から構成され得る。
【００６８】
ベースプレート２００は、好ましくは接地される、すなわち接地電位に位置づけられる。この場合は、ベースプレート２００は、接地電位にある導電表面２０６を有する。対応する実施形態の断面が図８に示されている。この概略断面図を参照すると、電極２０１が、導電性であるとともにベースプレート２００の貫通孔２０７を通じてその下側まで延びる下部ピン２０５を有することを識別することができる。ベースプレート２００の下側において、電気接続ライン２０２は、導体経路の形で設けられ、導電する方法でピン２０５に接続される。導電表面２０６はここでは、電極２０１と導電表面２０６の間の短絡が生じないように貫通孔２０７の領域に開口部を有している。そのような短絡は、送信器（Ｓ）及び／又は受信器（Ｒ）として使用される活性電極２０１において回避される必要がある。一方、不活性電極は意図的に接地される。このタイプの配置が好ましい。
【００６９】
好ましくは、少なくとも（充填レベル）測定の時点において、その時点において活性電極２０１として使用されていない電極はすべて、それぞれ１つの送信電極Ｓと１つの受信電極Ｒのみが活性であるように接地される。この原理は、図１３に概略的に示されている。示される時点において、電極２０１．１は送信器Ｓとして機能し、電極２０１．２は受信器Ｒとして機能する。その他の電極２０１は全て瞬時に又は永久に接地される。実際には、複素インピーダンスＺは、２つの活性電極２０１．１及び２０１．２の間で得られる。複素インピーダンスＺは、図１３において概略的に示されている。電極２０１．１は、仮想的に（virtually）接地され、従って完全に又は実質的に電圧がない。
【００７０】
純粋に数学的に考えられる場合、群１０全体は、例えばいくつかの複素インピーダンス値の行列によって記載することができる。いずれの場合にも送信器Ｓと受信器Ｒとからなる電極対の間で実行される各測定において、異なる複素インピーダンス値を有する行列が得られる。現在の場合において測定される別の容器５．１、５．２、５．３、５．４、５．６、５．７、５．８及び５．９並びに電極２０１との容器５．５の相互作用又は充填の程度（図１３のスナップショット参照）によって異なる複素インピーダンス値が各測定において得られる。
【００７１】
図１４は、複素インピーダンスの対応ネットワークを示している。以下のインピーダンスモデルはここでは、電極配置のために使用される。容器５．Ｎと電極２０１．Ｋの間に複素インピーダンスが存在し、該複素インピーダンスはまたここでは、結合インピーダンスとして示される。簡単にするために、図１４の複素インピーダンスは、離れたインピーダンス要素（交差抵抗記号）として結合される。容器５．Ｎの内部に容器インピーダンスＺＷが位置づけられ、各容器インピーダンスは、容器容量ＣＷと容器抵抗ＲＷとから構成される。水平面Ｅ（図面の平面）において８方向を区別することを可能にするために、各容器５．Ｎの分散される全インピーダンスは、８つの部分インピーダンスに分割され、該部分インピーダンスは、回転対称容器５．Ｎの中心に共通結節点をもたらす。容器５．Ｎ内の導電性に乏しい液体３又は媒体の場合には、並列抵抗（容器抵抗ＲＷ）が無視され得る。各容器５．Ｎ（ここでは容器５．３）と４つの隣接電極２０１（ここでは電極２０１．１、２０１．２、２０１．３、２０１．４）との間に、４つの接地インピーダンスＺＧが表示され、各接地インピーダンスは実質的に容量ＣＧからなる。隣接容器５．Ｎの間に（ここでは、例えば容器５．３と５．１の間に）、それぞれ１つの直接クロストークインピーダンスＺｘが存在し、それは容量ＣＸとして表され得る。
【００７２】
現在のインピーダンスＺ又は容量Ｃは、いずれの場合にも送信器Ｓとして瞬時に機能する電極２０１（ここでは電極２０１．１）と反対の受信電極２０１（ここでは電極２０１．２）の間において決定される。
【００７３】
図１４の図形を参照すると、インピーダンスＺのネットワークが著しく幾何学的で対称な回路を示すことを見ることができる。対称の結果として、クロストークの影響が、相互に補償するように、好ましくは完全に打ち消すように部分的に重ね合わせられる、又は、クロストークの影響がより容易に数学的に決定され得る。
【００７４】
このことは、数学的計算及びクロストークのコンピュータによる（補償という意味の）「フェードアウト」のための対応アルゴリズムの使用をより簡単にする。
【００７５】
個別電極２０１のそれぞれの幾何学的配置及び配線は、その配置及び配線の結果として重ね合わせ領域によってクロストークがすでに完全に又は大いに低減される又は取り除かれるように選択され得る。この説明は、少なくとも群１０の内側領域に位置づけられる容器５のために適用される。周囲の容器５は、わずかに非対称の環境を有し、それはクロストークがここでより著しく生じる結果を有する。
【００７６】
調査及びシミュレーションは、不活性電極２０１を接地することによってクロストークを数％まで低減することができることを明らかにした。群１０に応じて、全ての電極２０１の最大５０％まで永久に又は一時的に接地され得る。すなわち、電極２０１の約５０％のみが、活性電極２０１として設計される必要がある。従って、回路の費用はかなり低減される。
【００７７】
ベースプレート２００は、連続プレートとすることができ、そのサイズは、群１０の表面延在部又は群１０の格子におよそ対応する。しかしながら、ベースプレート２００は、複数の要素、例えば個別ストリップから構成することができる。ベースプレート２００は好ましくは、電気的接地又は遮蔽として機能するように設計される。そのような接地又は遮蔽はまた、ベースプレート２００が１つの部品でない場合にも実現され得る。
【００７８】
好ましくは、受動又は能動駆動遮蔽が全ての実施形態において使用される。その遮蔽はここでは示されていない。
【００７９】
活性及び不活性電極２０１が存在することはすでに言及された。不活性電極２０１は、永久に又は一時的に接地される、あるいはそれらは異なる所定電位に位置づけられる。活性電極２０１は、送信器としてのみあるいは受信器としてのみ使用されるか、又は一時的に送信器として一時的に受信器として使用される。実施形態に応じて、活性電極２０１はまた、一時的に接地され得る。活性電極２０１は、それらが送信回路５７によって個別に又は共同で誘発され得る、及び／又は、それらが受信回路５８によって個別に又は共同で読み取られ得ることを特徴とする。各活性送信電極２０１は、それらが送信回路５７の出力５６に少なくとも一時的に接続され得るように接続ライン２０２を有する（例えば図１０参照）。各活性受信電極２０１は、それらが受信回路５８の入力５９に少なくとも一時的に接続され得るように接続ライン２０２を有する。回路原理が、図１２に概略形態で示されている。送信増幅器５１は、発生器５５の入力信号ｓ（ｔ）を増幅し、それを送信電極２０１．１に適用するために送信回路５７の一部として使用される。この時点において、正反対の電極２０１．２は、受信電極として機能し、このために受信増幅器５２に接続される。受信増幅器５２は、出力信号ｒ（ｔ）を提供し、該出力信号は、瞬時に２つの電極２０１．１、２０１．２間の容器５内に位置づけられる液体の量又は媒体の量について言及することができる。
【００８０】
本発明によれば、好ましい実施形態は、受信電極２０１又は受信電極２０１として一時的に機能するそれらの電極２０１が仮想的に接地されるように設計される。結果として、隣接電極間の容量クロストークは、完全に又はほとんどゼロに設定される。容器５から容器５（ウェルからウェル）へのクロストークから得られるわずかな信号部分のみが残る。
【００８１】
好ましくは、電極２０１の一部は、言及したように、永久に又は一時的に接地される。従って、クロストークの著しい低減が実現され得る。クロストークは、電極２０１の事前に計算された（サイズ、間隔、位置調整などの）幾何学的寸法及び／又は配線を用いて最小にされるか完全にゼロに設定され得る。最適化／最小化のこの形態は、群１０が、相互間隔、幾何学的形状、導電率及び他の特性が知られている規則的に配置された容器５とまた電極２０１とを有する群１０から構成されるので可能である。
【００８２】
状況に応じて、隣接容器５はまた、クロストークに悪く寄与し得る。例えば、液体３で充填された直接隣接する容器５．１は、現在測定される容器５．２に良くないクロストークを生じさせ得る（例えば図１０参照）。
【００８３】
図１０は、装置１００の一部の断面を示している。２つの直接隣接する容器５．１及び５．２が、この概略断面図において識別することができる。１つの電極２０１．１は、２つの容器５．１及び５．２の間において中央に位置する。さらなる電極２０１．２が、左に位置し、また別の電極２０１．３が右に位置する。示される実施例では、中央の電極２０１．１は、例えば入力信号ｓ（ｔ）を有する送信増幅器５１によって誘発され得る送信電極として使用される。ここで示される時点において、２つの電極２０１．２及び２０１．３は、受信電極として機能する。受信電極２０１．２は、受信電極２０１．３によって受信される信号ｒ２（ｔ）とは異なる信号ｒ１（ｔ）を受信する。２つの信号ｒ１（ｔ）及びｒ２（ｔ）の間の相違は、異なる充填レベルの状況から得られる。容器５．１で
は、少量の液体３又は他の媒体が存在する。一方、容器５．２は空である。両方の容器５．１及び５．２が同一液体又は同一媒体で等しく充填された場合は、２つの信号ｒ１（ｔ）及びｒ２（ｔ）は、対称の結果として同一となる。
【００８４】
装置１００の電極配置は、計時電気信号（いわゆる計時動作）を用いて作動され得るか、正弦波信号（いわゆる線形又はアナログ動作）を用いて作動され得る。受信電極２０１は、電気信号ｒ（ｔ）を受信して提供し、該電気信号は、図面に示される受信回路５８の１つが使用される場合には、ここでは好ましくは電流を有する。電流強度は、瞬時に測定される（ここでは複素インピーダンスＺｔｏｔとして示される）容量の大きさであり、従って、容器５内の充填レベルである。線形動作中、有利に調和が起こることなく、その結果、望ましくない干渉が作り出されることがない。さらに、（図示されていない）狭帯域フィルタが、信号処理のために受信回路５８において使用され得る。これは、簡単な方法で信号対雑音比及び装置１００の感度、又は電極配置の改善を引き起こす。従って、電極配置の容量のかなり小さい変化が決定され得る又は測定され得る。
【００８５】
本発明は特に、線形モードにおいて正弦波信号で動作される充填レベルの測定のための装置１００に関する。
【００８６】
周期的入力信号ｓ（ｔ）は好ましくは、種々の実施形態において使用される。特に１００ｋＨｚから５ＭＨｚの間の周波数を有する正弦波信号ｓ（ｔ）が好ましい。送信回路５７は発生器を有する。正弦波信号ｓ（ｔ）が使用される場合、正弦発生器５５が送信回路５７の一部として使用される。そのような正弦発生器５５は、例えば図１０、図１１及び図１３に示されている。
【００８７】
送信器Ｓとして機能する電極２０１は、測定時に接地されていないが、信号電圧源に（すなわち対応送信増幅器の出力に）接続される。他方、受信器Ｒとして機能する電極２０１は仮想接地に置かれる。
【００８８】
図１５は、装置１００の電極配置の配線の好ましい実施形態を示している。この実施形態では、単一送信回路５７が使用され、該送信回路は、（正弦波）入力信号ｓ（ｔ）を多重化装置７１に送信する。多重化装置７１は、合計Ｎの出力を有し、入力信号ｓ（ｔ）を段階的にＮの出力のそれぞれに切り換える。５．１から５．ＮのＮの容器が測定される場合、入力信号ｓ（ｔ）は従って、送信器Ｓとして機能する各電極２０１に連続的に適用される。各測定チャネル１からＮをそれぞれ特徴づける個別複素インピーダンスはそれぞれ、参照数字Ｚ１ｔｏｔからＺＮｔｏｔを有するただ１つのインピーダンス記号によって図１５に示されている。この実施形態では、受信回路５８．１から５８．Ｎの１つがチャネルごとに使用される。受信回路５８．１から５８．Ｎのそれぞれは、出力信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）を供給し、それは、瞬時に測定されるインピーダンスＺ１ｔｏｔからＺＮｔｏｔについて言及されることを可能にする。出力側では、中央評価モジュール７０が設けられ、該中央評価モジュールは、出力信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）を処理する。（図１５に示されていない）活性送信電極はすべて、所定時間に信号電圧源に（すなわち対応送信増幅器に）接続されている又は接続される。図１５に係る配線は、全ての実施形態に適用することができる。
【００８９】
図１４に係るネットワークモジュールは、例えば個別複素インピーダンスＺ１ｔｏｔからＺＮｔｏｔを決定するために使用され得る。ネットワークモデルを形成するときに考慮される（寄生容量及び抵抗からの）インピーダンスＺＧ、ＺＷ、ＺＸの数は、モデルがどれほど正確であるかに依存する。図１４では、他の要素の効果又は影響は空間が増加するとともに大幅に低減されるので、直接的に隣接する要素のみを含む。当然、ただ１つ以上の直接的に隣接する要素をまた含むことができる。
【００９０】
空間的にかなり離れて配置される受信電極２０１間のクロストークインピーダンス（クロストーク容量）は、モデルの残存インピーダンスに比べて通常小さく、従って頻繁に無視され得る。通常、（数学的）モデルにおいて隣とのクロストークインピーダンスを、（図１４のように）空間的に見られる場合には隣ではあるが１つの受信電極とのクロストークインピーダンスを考慮すれば十分である。
【００９１】
寄生容量は、測定結果に悪影響を与える以下の影響を有する。送信器Ｓと受信器Ｒの間の関連容量とともに並列容量はそれぞれ、受信電極Ｒに流れる電流の低減を引き起こす電圧分配器を形成し、電流電圧変換器５８を介して低減された出力信号ｒ（ｔ）を引き起こし、従って信号対雑音比及び測定精度の低減を引き起こす。クロストークインピーダンスＣＸは、隣接容器５．Ｎ間の結合を表している。従って、送信電極から発生する電流は、測定される容器を介してだけでなく、隣接容器を介しても受信電極に達し、該隣接容器は、これらの隣接容器によって出力信号ｒ（ｔ）の望ましくない影響を引き起こす。容量ＣＸは、隣接容器の充填レベルに依存するので、受信電流は、測定される容器の充填レベルに依存するだけでなく、隣接容器の充填レベルにも依存し、それはクロストークとして表され、装置１００の分解能の空間損失を引き起こす。
【００９２】
本発明に係る個別要素（電極２０１及び容器５）の幾何学的配置が正確に知られているので、図１４に示されるモデルのインピーダンス値は、有限要素法（ＦＥＭ）を用いて計算することができる。前記インピーダンス値及び受信回路５８．１−５８．Ｎの構造を備えたモデルが知られている場合、受信回路５８．１−５８．Ｎによって準備される信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）は分析的に又は回路シミュレータを用いて計算することができる。この分析的決定又は計算は、評価モジュール７０において行うことができる。好ましくは、これらの決定又は計算の少なくとも一部は、ソフトウェアを用いて実行される
【００９３】
好ましくは、種々の受信回路５８．１−５８．Ｎによって（事前に）処理される信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）は、評価モジュール７０によって互いに比較される。
【００９４】
実施形態に応じて、例えば別の形成によって、例えば環境外乱変数（温度、空気湿度、圧力）を無効にすることを可能にするために、測定センサとして機能する電極対に加えて参照センサが設けられ得る。この場合は、送信側信号発生器５５は、瞬時活性電極対の送信器及びまた参照センサの送信器の両方を供給する。この解決法は、全ての実施形態に適用することができる。
【００９５】
受信回路５８の出力信号ｒ（ｔ）はさらに、例えば図１５に係る評価モジュール７０によって処理される。
【００９６】
好ましくは、全ての実施形態の送信器はマックスウェル周波数以下の周波数で作動する。
【００９７】
本発明に係る装置１００は、極めて感度がよく、非常に正確な充填レベル測定を実行することを可能にする。前記測定のあらゆる障害を防止するために、好ましくは、全ての実施形態において、充填レベル測定を行う前に、導電要素（例えば分注針）は容器５の領域から取り除かれる。
【００９８】
全ての実施形態において本発明に係る装置１００は好ましくは、評価モジュール７０を備え、該評価モジュールは、隣接容器５の影響を最小にするためにアルゴリズムを使用する。好ましくは、測定状況及び状態に応じて全ての望ましくない影響を「無効にする」ことを可能にするために、いわゆる（部分群という意味である）「クラスタ」がこの場合に形成される。
【００９９】
容器５及び／又は電極２０１の配置の結果として、隣接容器の電界（交流電界）の重ね合わせによって引き起こされる相互干渉影響（クロストーク）が部分的に打ち消される。また、記載されるように、対応アルゴリズムを使用することによって数学的補償を使用することができる。
【０１００】
対応アルゴリズムは、測定結果の知的評価及び／又は摂動影響のための数学的補償を可能にする。
【０１０１】
好ましい実施形態では、前記アルゴリズムは、個別状況に適合させられる。このために、例えば、比較値又は較正値が、評価モジュール７０に接続され得るオプショナルメモリ７２（図１５参照）から読み出され得る。
【０１０２】
装置１００が特定の容器５を識別すると同時に（例えばメモリ７２から）対応するアルゴリズムを選択することができるように、機械可読コードを用いて全ての実施形態の容器５を特徴づけることも可能である。容器５に応じて、異なる測定方法又はトリガスキームをまた使用することができる。
【０１０３】
例えば、バーコード（例えば容量バーコード）、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）、又は群１０のまた別のマークを機械可読コードとして使用することができる。
【０１０４】
好ましい実施形態では、測定前に、群１０が実際に配置されているか、及び／又は、群１０が正確に配置されているか、すなわち、電極２０１が、例えば中間空間１０１に正確に位置しているか、決定される。これらのステップは、全ての実施形態に適用することができる。
【０１０５】
好ましい実施形態では、空で乾いた容器５からなるマイクロプレート又は群１０の影響を決定するためにいわゆる基線測定が測定前に又は装置１００を較正するときに実行される。このようにして記録された情報は次に、測定中に差し引かれ得る。そのような基線測定は、例えば、理想形状から極めて小さいずれによって引き起こされ得る影響を除くことができる。基線測定の結果は、例えばオプショナルメモリ７２に蓄えられ得る。これらのステップは、全ての実施形態に適用することができる。
【０１０６】
全ての実施形態において、本発明は、空容器５が、液体充填容器５とは異なる容量を有するという事実を利用する。空容器５は送信電極Ｓと受信電極Ｒの間の低い容量を引き起こし、充填容器５は高い容量を引き起こす。
【０１０７】
増幅器５２は好ましくは、本発明に係る装置１００の一部として使用され、前記増幅器は、電流値を評価することができるが、増幅器入力５２において電圧がゼロ又はほとんどゼロ（仮想接地）であるように設計される又は配線される。これは、例えば、好適に配線された演算増幅器５２を使用して実現することができる。
【０１０８】
好ましくは、回路５８の一部としてのロックイン増幅器は、受信電極２０１によって供給される信号ｒ（ｔ）を評価するために、本発明に係る装置１００の一部として使用される。接続ライン２０２からの雑音は、そのようなロックイン増幅器によって共に増幅されることはない。従って、雑音は最小になる。正弦信号を用いて動作されるロックイン増幅器が好ましくは使用される。
【０１０９】
同期復調器又は振幅復調のためのロックイン増幅器は、受信電極２０１によって供給される信号ｒ（ｔ）を評価するために、好ましくは本発明に係る装置１００の一部として使用される。測定信号の位相シフトは、そのような位相ロックループによって補償することができる。
【０１１０】
受信増幅器５２によって供給される電流値をさらに処理するために、Ａ／Ｄ変換器は、好ましくは評価モジュール７０において使用される。これらの場合は、中央評価モジュール７０は、信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器を装備しており、この場合は、全体処理はデジタル回路を用いて行われる。
【０１１１】
実施形態に応じて、専用の受信増幅器５２又は専用の受信回路５８が受信電極２０１ごとに設けられ得る。この場合は、測定が同時に行われるときにクロストークの結果として生じ得る影響にここでは特に注目する必要があるけれども、測定を部分的に平行して行うことができる。この解決法は、非常に多くの受信増幅器５２又は受信回路５８が使用される必要があるという点で不利である。
【０１１２】
しかしながら、これに代えて、受信増幅器５２又は受信回路５８の数はまた、出力側の多重化によって低減することができる。全てのチャネル、すなわち全ての充填レベル測定を時間的に連続して実行することが可能である。この場合は、活性化されることとなる送信電極２０１と受信電極２０１に一時的に接続される１つの送信回路５７と１つの受信回路５８のみが使用される。
【０１１３】
電極２０１の電極ネットワークのトリガは好ましくは、図１５に示すように、入力側の多重化装置７１を介して実現される。
【０１１４】
図１６Ａは、本発明に係る９×１３の電極２０１と８×１２の容器を備えた群の概略平面図を示している。図１６Ｂは、本発明に係る５９のみの電極２０１と８×１２の容器を備えた群の概略平面図を示している。２つの図面１７Ａ及び１７Ｂの直接比較すると、必要に応じて電極の数を大幅に低減することができることを示している。この図面では、ジグザグの線２１は、電極２０１が好ましくはそのようなジグザグの線２１に沿って配置されることを示すために引かれている。図１６Ａ又は図１６Ｂに係る群１０のために、最適配置では、５８の電極２１０でさえ十分である（表２参照）。
【０１１５】
別の実施形態の群１０は好ましくは、それらが電極２０１を備えたベースプレート２００上に上方から挿入され得る又は配置され得るように設計される。
【０１１６】
図１７Ａは、本発明に係る５８の活性電極２０１（ここでは白丸として示される）と８×１２の容器（ここでは黒丸として示される）と４９の永久に接地された電極（ここでは白菱形として示される）を備えた群の概略平面図を示している。図１７Ｂは、この群１０の断面を示している。この断面を参照すると、ここではいずれの場合にも活性電極（例えば電極２０１．６）が接地電極（例えば電極２０１．１５）に続いていることを見ることができる。接地電極は、活性電極と比較してここでは異なる断面を有する。接地電極は、例えば正方形断面を有する一方、活性電極は、例えば円形断面を有することができる。別の実施形態によれば、電極２０１の形態はまた異なる形状を有し得る。接地電極の正方形断面は、幅ＢＧと奥行きＴＧを有し、ＴＧ＝ＢＧである。幅ＢＧと奥行きＴＧは、１ｍｍから１０ｍｍの間であり得る。均一な格子構造を有する格子では、列間隔ＡＳは、行間隔ＡＲに等しい。列間隔ＡＳと行間隔ＡＲは、５ｍｍから２０ｍｍの間であり得る。活性電極の直径は好ましくは、２ｍｍから１０ｍｍの間であり得る。
【０１１７】
図１７Ａでは、送信器はＳによって特徴づけられ、受信器はＲによって特徴づけられている。送信機能又は受信機能は、いずれの場合にもこれらの電極に固定して割り当てられる、すなわち配線又は接続は固定して設計され得る。全体として、ここでは２８の受信器Ｒと３０の送信器Ｓが存在する。
【０１１８】
しかしながら、電極２０１はまた、それらが中間空間１０１（図１７には示されていない）に適合する限りあらゆる他の形状を有し得る。
【０１１９】
送信器と受信器はまた、反対に分配され得る。そのときは、全体として２８の送信器Ｓと３０の受信器Ｒが存在する。
【０１２０】
図１８は、２０の活性電極２０１（ここでは白丸として示される）と３×４の容器（ここでは黒丸として示される）を備えた群１０の概略平面図を示している。ここでは、接地電極は設けられていない。この実施形態は、肯定的なクロストークを有するが、同時に容器内の充填レベルについての信号へより著しく依存する。そのような実施形態において、クロストークは、（好適なアルゴリズムを使用して）数学的に大いに補償され得る。一連の試験は好ましくは、較正値を得るために行われる。このようにして決定される較正値は次に、「真の」測定における補償のために使用され得る。この原理は、全ての実施形態に適用することができる。それは主として、図１８のように、接地電極なしに処理する実施形態において好適である。
【０１２１】
接地電極のサイズ及び／又は形状及び／又は位置決めは、クロストークに影響を及ぼすので、接地電極の好適な選択、寸法、及び位置決めによってクロストークを最小にすることができる。図１９は、１５の活性電極２０１（ここでは白丸として示される）と３×４の容器（ここでは黒丸として示される）を備えた群１０の概略平面図を示している。接地電極は、小さい白丸によって示されている。接地電極の直径はここでは、クロストークが最小となるように決定される。しかしながら、この配置は、有用な信号ｒ（ｔ）が図１８に係る配置のものより小さいという点で不利である。
【０１２２】
図２０は、１５の活性電極２０１（ここでは白丸として示される）と３×４の容器（ここでは黒丸として示される）を備えた群１０の概略平面図を示している。接地電極は、少し大きい白丸によって示されている。接地電極の直径はここでは、図１９のものより大きい。その結果、クロストークは否定的である。しかしながら、この配置は、有用な信号ｒ（ｔ）が図１９に係る配置のものより小さいという点で不利である。
【０１２３】
更に好ましい実施形態では、ベースプレート２００の下に配置され得る又はベースプレート２００内に組み込まれ得る２つの平面が使用される。これらの平面の１つは、電極２０１を送信回路５７又は受信回路５８に接続するための導体経路２０２を有し得る一方、電子部品、増幅器、（例えば評価モジュール７０の）プロセッサ、及び電圧源は第２の平面に設けられる。この場合は、１つの組立体にベースプレート２００と前記平面とを供給することができ、該組立体は、充填レベルを決定するために必要である装置１００の要素を全て有する。この場合は、充填レベル決定の結果を装置の別の組立体又は別のモジュールに送信するために、ただ１つのインターフェースが設けられる。この原理は、全ての実施形態に適用することができる。
【０１２４】
更に好ましい実施形態では、特性が正確に知られている環境影響を「無効にする」ことを可能にするために参照構造が使用される。参照構造は好ましくは、例えば現在の空気湿度を決定し、それを差し引くことを可能にするために参照電極対を有する。時効効果や温度ドリフトは、例えばそのような参照構造によって補償することができる。
【０１２５】
種々の実施形態において、永久に接地された電極の形態は、クロストークができる限り低減されるように選択することができる。
【０１２６】
種々の実施形態において、反転測定は、非対称を識別する及び／又は取り除くことを可能にするために各電極対において使用され得る。反転測定方法では、第１ステップにおいて、第１の電極２０１．１が送信器Ｓとして使用され、第２の正反対の電極２０１．２が受信器Ｒとして使用される。入力信号ｓ（ｔ）が第１の電極２０１．１に適用され、信号ｒ（ｔ）が第２の電極２０１．１において取り出された後に、第２ステップにおいて、配線が反対にされ、入力信号ｓ（ｔ）が第２の電極２０１．２に適用される。第２ステップの間に、信号ｒ（ｔ）が次に第１の電極２０１．２において取り出される。重ね合わせを用いて又は異なる形成を用いて、非対象を識別する及び／又は取り除くことができる。
【０１２７】
全ての実施形態において、並列容量は、抵抗ＲＡに並列に配置することができ、該抵抗は、増幅器５２の負の入力を増幅器５２の出力に接続する。並列容量は、周波数応答を補償し、振動を回避するために使用される。（並列容量の有無に関わらず）抵抗ＲＡは、フィードバック、すなわち負のフィードバックを形成する。
【０１２８】
全ての実施形態において、増幅器５２は好ましくは、図面に示すように反転増幅器として設計される。この場合は、増幅器５２の反転入力（すなわちマイナス記号で示される入力）は、仮想接地を形成する。
【０１２９】
複数の隣接容器５が同時に測定される場合、受信側においてフィルタリング又は同期復調、あるいは両方の測定を用いて２つの信号の寄与を別々に決定することができるように、２つの測定のために異なる周波数の信号を使用することが有利であり、クロストークが最小にされる。異なる周波数に代えて、異なる位相位置を有する同一周波数を使用することができ、あるいは変調方式を使用することができ、それらは２つの信号寄与を分離することができる。これらの解決法は、全ての実施形態に適用することができる。
【０１３０】
好ましい装置１００は、２つ若しくはそれ以上の実質的に直立した容器５内の媒体の充填レベルの個別測定のために設計される。この装置１００は、少なくとも１つの容器５の外側に配置される電極２０１を有する。装置１００は、群に配置される又は位置づけられ得る複数の容器５内の充填レベルの測定のために特に構成されている。これは、実質的に水平に配置されるベースプレート２００と複数の均一に配置される電極２０１を有し、該電極は、ベースプレート２００によって規定される水平面Ｅに実質的に直立して立っており、各電極は、それぞれ群１０の１つの容器５を受容するための１つの作業地帯がそれぞれ２つの電極２０１間に得られるように互いから所定距離に配置される。これらの電極２０１の一部は、送信要素として動作され得るように構成される及び／又は配線され、これらの電極２０１の一部は、受信要素として動作され得るように構成される及び／又は配線される。各容器５は、２つの電極２０１間の作業地帯にそれぞれ導入又は配置され得る。電気接続ライン２０２は、送信要素として選択される電極２０１を誘発するために及び／又は受信要素として選択される電極を読み出すために設けられる。（例えば送信回路５７を備えた）トリガモジュールは、接続ライン２０２を介して送信要素Ｓとして機能する電極２０１に信号ｓ（ｔ）で信号を送るように設計される。評価モジュール（例えばモジュール７０）は、接続ライン２０２を介して受信要素Ｒとして機能する電極２０１からの信号ｒ（ｔ）を受信して評価するように設計される。
【０１３１】
好ましくは、受信側において、例えば評価モジュール７０の一部として、クロストークモジュール７３（図１５参照）は、クロストークのコンピュータによる除去のために使用される。対応モジュール７３は、アルゴリズムのクロストークの補償又は除去に基づいている。クロストークは好ましくは、アルゴリズムを用いてクロストークモジュール７３によってコンピュータ的に抑制され、アルゴリズムは参照測定の蓄えられた参照値を含む。これらの参照値は、例えばオプショナルメモリ７２（図１５参照）から得ることができる。
【０１３２】
本発明は、実験プレート、マイクロプレート、ストリップラック（striprack）、管列（例えば図２Ｂ又は図２Ｃに係る容器５のストリップ形状の配置）、及び他の最初に特定された群１０に適用することができる。容器５の形状に応じて、少ない充填量の場合には測定中に不正確が生じ得る。
【０１３３】
特に好ましい実施形態では、電極２０１と共にベースプレート２００は、記載されるように充填レベルの容量測定のために使用されるだけでなく、測定される個別小管又は管（容器５）のためのホルダとしても使用される。この「保持機能」は、全ての実施形態に適用することができ、その群１０は個別容器５から構成される。
【０１３４】
本発明の全ての実施形態において、電極２０１は、容器５から独立している。すなわち、それらは、容器にしっかりと固定されることもなく、例えば容器５内に組み込まれることもない。
【０１３５】
共通の大面積アンテナ又は電極プレートは、本発明のあらゆる実施形態では設けられていないが、本発明は、共通のベースプレート２０において個別の、少なくとも部分的に個別の誘発可能な電極２０１を使用する。
【０１３６】
Ｖ形状ベース又は円形ベースを有する容器５を備えた群は、特によく適している。
【０１３７】
本発明はまた、容器５の深さＴに対する容器５の直径の割合が非常に小さい、いわゆる「深ウェル」に適用することができる。
【０１３８】
容器５の形状は、決定される出力信号ｒ（ｔ）の特性がより良く分類され得る又は割り当てられ得るように、例えば評価モジュール７０によって評価中に考慮に入れることができる。このために、言及されたように群１０の機械可読コードが適切であり得る。
【０１３９】
電極２０１が、全ての位置に必ず配置される必要がないという事実の結果、本発明はまた、ウェブ又は同種のものの形をしたある程度の非対称を有するプレートに有利に適用することができる。そのような非対称は、必要に応じて、コンピュータによる方法で取り除くことができる、あるいは完全に補償することができる。しかしながら、このための要件は、装置１００が、現在の場合において測定される群１０のタイプを正確に認識することである。コードはまた、ここでは対応情報を提供することができる。
【０１４０】
測定される液体３又は媒体の特性がより正確に知られていればいるほど、充填レベル測定をより正確に行うことができる。このため、前記装置は、対応する値のプリセットの手動又は自動調整のための手段を有し得る。
【０１４１】
本発明は、多数Ｎの容器５を有する群１０（例えばマイクロプレート）全体が数百ミリ秒で測定することができるという利点を有する。超音波に基づいて作業する従来の解決法は、例えば、このために一般に数分必要である。
【０１４２】
本発明は、非接触な方法で作業し、容器５内の液体３又は媒体に入れられるセンサ、針、又は同種のものがないので汚染がないという利点を有する。
【０１４３】
本発明の更なる利点は、装置費が比較的安いことである。
【０１４４】
本発明は、付随（同時）充填レベル測定を用いて正確な吸引及び／又は分配を評価することができるだけでなく、液体の絶対量も測定することができる。
【０１４５】
装置１００の要素は、群１０の下に配置されるので、群１０の上の空間１０は完全に他の組立体及び構成要素のために使用可能である。
【０１４６】
本発明に係る装置１００又は本発明に係る方法は、種々の機器及び装置において使用することができる。環境に応じて、ある程度の適用が必要であることは明らかである。
【０１４７】
本発明は、群１０の各個別容器５内の充填レベル測定を可能にする、すなわち個別測定を可能にする。
【０１４８】
本発明はまた、個別容器５内の充填レベルのリアルタイム監視を可能にする。
【０１４９】
本発明は、液量で約１μｌの分解能を提供し、従来周知の解決法によるものより著しく良くなっている。例えば分注に適用するときにおける現実の容量変化の場合には、これらの容量変化は、数フェントファラドの範囲内にあり得る。装置１００は、全ての要素の直接的に近接した空間的に密接に詰められた配置であるにも関わらず、そのようなわずかな変化を確実に測定することができる。
【０１５０】
本発明は、フィルタが場合によって破裂し得る又は塞がれ得る溶出／固相抽出の監視において特に有利に使用することができる。充填レベルを検出又は観測することによって、抽出が要求通りに処理しているか監視することができる。本発明に係る装置１００を用いて充填レベルを観測することによって、例えば、この場合はごく少量又はゼロの液体３が容器５に達したあとにフィルタが塞がれるかを監視することができる。フィルタが破裂する場合は、これは、容器５内の液体の量が突然増加したあとに装置１００によって決定することができる。
【０１５１】
更に好ましい実施形態では、後側電極２０１を用いて実行される充填レベル検出は、導電針を供給して浸すことにより補われる。この針が容器５内の液体３の充填レベルに達する場合、これは次に、明らかに測定され得る場の乱れを引き起こす。そのような組合せは、必要に応じて他の方法でどうしても利用することができない更なる言及を得るために使用され得る。
【符号の説明】
【０１５２】
１ センサ配置
２ 信号源
３ 液体
５、５．１、５．２−５．Ｎ 容器
６ 周辺液体容器
１０ 群
１１ （マイクロ）プレート
１２ ウェブ
２０ 基本モジュール
２１ ジグザグ線
５１ 送信器
５２、５２．１−５２．Ｎ 受信器
５３ 有効送信器
５４ 有効受信器
５５ （正弦）発生器
５６ 出力
５７ 送信回路
５８、５８．１−５８．Ｎ 受信回路
６０ 容量液体検出手段
７０ 評価モジュール
７１ 多重化装置
７２ メモリ
７３ クロストークモジュール
１００ 装置
１０１ 中間空間
２００ 水平ベースプレート
２０１、２０１．１、２０１．２ 柱のような電極
２０２ 電気接続ライン
２０３ 非導電領域
２０４ 導電領域
２０５ 栓
２０６ 導電表面
２０７ 貫通孔
４００ 実験機器
ＡＲ 行間隔
ＡＳ 列間隔
ＢＧ 矩形接地ポストの幅
Ｃ 容量
ＣＧ 容量
ＣＷ 容器容量
ＣＸ 容量
φＤＥ 円形電極の直径
ＲＷ 容器抵抗
Ｅ１、Ｅ２、・・・ 受信電極
Ｇ 接地
Ｋ 電極の総数
Ｌ 長さ
Ｎ 容器の数
Ｎ１ 有効使用可能容器の数
Ｒ 行
ＲＡ 抵抗
ｒ（ｔ）、ｒ１（ｔ）−ｒＮ（ｔ）、出力信号
Ｓ 送信電極
Ｓｐ 列
ｓ（ｔ） 入力信号
Ｔ 深さ
ＴＧ 矩形接地ポストの奥行き
Ｘ＋ 正電源電圧
ＺＧ 接地インピーダンス
ＺＷ 容器インピーダンス
ＺＸ クロストークインピーダンス
Ｚｔｏｔ，Ｚ１ｔｏｔ−ＺＮｔｏｔ 複素インピーダンス
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充填レベル検出のための容量測定方法及び装置、並びにそれに応じて装備された実験機器に関する。特に、本発明は、複数の容器内の充填レベルを決定するように設計される実験機器に関連する。
【背景技術】
【０００２】
容量センサは、例えば圧力、充填レベル、容積、又は比誘電率などの物理量を測定するためにある場合に使用される。これらのセンサは、測定されるべき物理量に対する応答として得られる個別キャパシタ又は全体のキャパシタ回路網の容量の変化を検出する。従って、測定されるべき物理量は、センサの容量を測定することによって観測することができる。容量センサは、個別に、又は多数の空間的に密接に隣接するセンサの配置において使用される。容量単一センサは、例えば圧力、加速度、及び位置測定のために使用される。それぞれ多数のセンサシステムを有する容量配置は、例えば容量タッチパッド又は容量指紋センサにおいて使用される。
【０００３】
図１は、多数の容量（測定）センサを有する容量センサ配置１の概略図の一例を示し、前記容量（測定）センサはここでは共通送信電極Ｓと複数の受信電極Ｅ１、Ｅ２、・・・によって形成されている。共通送信電極Ｓは、全てのセンサのために使用される。受信電極Ｅ１、Ｅ２、・・・は、送信電極Ｓから間隔をあけて離れて位置している。信号源２は、センサ配置１を作動させるために又は動作させるために設けられている。多数の容量センサを有するそのようなセンサ配置１を使用して、三次元誘電又は導電構造が検出され走査され得る。例えば、コインのエンボス画像（導電構造の例）又は例えば分注自動販売機に使用されるようなマイクロプレート（誘電構造の例）の充填レベルが、検出され走査され得る。この解決法についての詳細は、国際公開第２００８／０６４５００Ａ２号公報から得ることができる。
【０００４】
試験管、マイクロプレート、又は同種のものにおいて内容物又は充填レベルを決定することが重要である多数の実験システム及び医療装置並びに製薬装置が存在する。そのような決定は、測定自動化又は連続実験が含まれる場合に特に重要である。充填レベルは、一般に液面の検出によって決定される、すなわち空気と液体との間の界面の位置が決定される。このプロセスはまた、液体レベル検出（ＬＬＤ）と表される。液体到達検査（ＬＡＣ）では、液体が容器に到達したか、あるいは液体の容積又は量が変化したかが決定される。
【０００５】
ここ数年、実験機器は、ますます正確になるとともにより複雑になってきた。高集積化、自動化、及び並列処理という傾向にある。これは、個別構成要素の高空間圧縮を引き起こす。この圧縮は、クロストーク及び他の態様によって隣接測定チャネルの相互影響が問題を引き起こし得るので、実験装置に機械的及び他の技術的問題だけでなく電子評価の精度ももたらす。
【０００６】
非常に限定された空間に多数の液体容器を有するプレート又は容器を備えて動作する種々の装置が存在する。ここでは特に、例えば９６の密接に隣接して位置づけられた（「ウェル」と呼ばれる）液体容器を有するマイクロプレート、マルチウェルプレート又はマイクロタイタープレート（ＡＮＳＩ／ＳＢＳ規格、１−２００４、参照）に言及され得る。時には、これらのマイクロプレートは、マイクロプレートの後側が固体であるように設計されるか、マイクロプレートの取扱安定性を付与するために多数のウェブ及び他の要素を有するので、後側からアクセスすることができない。それにも関わらず、本発明は、非接触充填レベル測定を実現するために意図的に後側に配置された電極対の方法に向かっている。
【０００７】
例えば超音波に基づいて動作する充填レベルを決定するための従来の解決法は、一般にマイクロプレートを測定するために数分必要とする。また、超音波による解決法は、比較的正確ではなく、わずか２５マイクロリットルについての解決を提供する。泡、メニスカス効果及び他の幾何学的効果は、そのような超音波による解決法によって確実に決定又は識別することができない。
【０００８】
電極を用いて容器の充填レベルの容量測定を行う解決法が存在する。例示的解決法は、例えば英国特許出願公開第２０４０４６４Ａ号の文献から知られている。この解決法では、２つの平行電極プレートが、容器にしっかりと固定されている。前記文献は、例えば水タンクなどのタンクにおける充填レベル測定に関連している。容器内の充填レベルを決定するための別の容量測定方法は、未審査の独国特許出願公開第１９６４５９７０Ａ１号から知られている。この未審査の出願公開によれば、送信電極及び受信電極は、互いに反対に位置づけられている。電極は、測定回路を用いて接続されている。容器と電極のしっかりとした接続を提供するまた別の解決法は、例えば特許出願公開番号第１１０１４４３０Ａ号（出願番号第１９９７−０１６６１５３号）の文献から知られている。特許出願公開番号第１１０１４４３０Ａ号による解決法は、容器内の液体表面の位置を決定することに関連している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これらの解決法は、複雑な実験システム及び医療機器並びに製薬機器における状況に適合させることができない、あるいは努力して適合させることができるのみである。特に、これらの解決法は、密接に隣接した容器内の充填レベルの個別決定のために十分な解決をもたらすものではない。また、示された解決は、それらが多数の容器からなる群に適用される場合には非常に高価になる。さらに達成可能測定精度は十分ではない。
【００１０】
実験機器の自動化度が増加するにつれて、ほんの少しの手動介入のみを必要とする対応連続処理を構成することが望ましい。それと同時に、例えば、自動実験機器において、従来の自動実験機器によって自動的に解決することができない状況が生じ得ることを認識しなければならない。
【００１１】
国際公開第２００８／０６４５００Ａ２号の文献は、最も近い従来技術と考えられる。
【００１２】
従って、充填レベルを決定するための、又は媒体の量、例えば複数の密接に隣接した容器内の液体の量を検出するための装置及び方法を提供することを目的とする。前記装置又は方法は、容器からなる群において充填レベルを測定するときでさえ、いつでも信頼できる正確な結果を提供する必要がある。また、対応実験装置を提供することに関連する。
【００１３】
前記方法、装置又は実験機器は好ましくは、手動介入を必要としないように設計される必要がある。
【００１４】
前記装置は、他の（実験）機器のモジュール又は構成要素として一体的にされ得る、又はこれに取り付けられ得るようにできる限り設計される必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの目的は、請求項１に記載される装置、請求項１３に記載される方法、及び請求項１２に記載される実験機器によって本発明に従って実現される。
【００１６】
本発明に係る装置は、請求項１の特徴部によって特徴づけられる。本発明に係る方法は、請求項１３の特徴部によって特徴づけられ、本発明に係る実験機器は、請求項１２の特徴部によって特徴づけられる。
【００１７】
本発明は、複数の電極からなる容量網又はネットワークを用いた測定に基づいている。ある実施形態では、電極は、容器に接続されていない、又は容器に一体的にされない個別電極として設計される。別の実施形態では、電極は、容器内又は容器上にしっかりと配置され得る。全ての実施形態において、容量網又はネットワークは好ましくは、例えば電極の配線を適合させることによって測定方法の実行前や実行中に構成することができる。
【００１８】
全ての実施形態において、本発明は、送信電極と受信電極の間に入る各媒体が受信信号に影響を与えるという原理に基づいている。信号への影響の強度は、媒体に蓄積され得る又は移動され得る電荷の数に依存する。これらの電荷は、例えば蒸留水又はプラスチックの場合によくある誘電体媒体（拘束分極電荷）から生じる。電荷は、自由表面電荷の形で導電媒体に生じる。これは、例えば塩水、血、金属などの場合である。非導電媒体において、容量増加は、対応する誘電率によって得られる。この容量増加の作用は、電極間の媒体の容積と相関する。一方、導電媒体においては、前述した表面電荷のみが存在する。従って、ここでは容積だけでなく媒体の幾何学（例えば全体表面のサイズ）の問題がある。さらに、導電媒体が（マックスウェル周波数と呼ばれる）特定周波数を超えると非導電になることに注目すべきである。
【００１９】
好適な実施形態では、本発明はさらに、少なくとも一部の電極が、必要に応じて配線の適用を通じて種々の所定電位を得ることができること、及び結果として電極の容量ネットワークの種々の寄生容量が無効にされ得ることという解決法に基づいている。
【００２０】
本発明はまた、容量充填レベル測定において受信信号が液体の抵抗又は容量、すなわち誘電率に、従って液体の量に直接的に依存するという発見に基づいている。また、容器及び電極の幾何学的配置がここでは影響を及ぼす。
【００２１】
本発明の結果として、最も多様な状況において信頼できる検出結果を供給し、最も多様な要求を受ける普遍的装置及び実験機器を提供することが可能である。
【００２２】
以下、本発明に係る装置、本発明に係る実験機器、及び本発明に係る方法を、本発明の範囲を限定するものではない例示的実施形態の概略図を参照して詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】従来技術に係る実験装置の一部の概略側面図を示す。
【図２Ａ】本発明に係る２つの正反対にある電極を有する単一容器の概略平面図を示す。
【図２Ｂ】本発明に係る３つの電極を備えた２つの容器からなる線形群の概略平面図を示す。
【図２Ｃ】本発明に係る４つの電極を備えた３つの容器からなる線形群の概略平面図を示す。
【図２Ｄ】本発明に係る５つの電極を備えた４つの容器からなる平面群の概略平面図を示す。
【図２Ｅ】本発明に係る８つの電極を備えた９つの容器からなる平面群の概略平面図を示す。
【図３】本発明に係る１０の電極を備えた７つの容器からなる更なる平面群の概略平面図を示す。
【図４Ａ】本発明に係る第１の電極の概略側面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ａに係る第１の電極の概略断面図を示す。
【図５Ａ】本発明に係る第２の電極の概略側面図を示す。
【図５Ｂ】図５Ａに係る第２の電極の概略断面図を示す。
【図６Ａ】本発明に係る第３の電極の概略側面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ａに係る第３の電極の概略側面図を示す。
【図７Ａ】更なる電極の概略断面図を示す。
【図７Ｂ】更なる電極の概略断面図を示す。
【図７Ｃ】更なる電極の概略断面図を示す。
【図８】本発明に係るベースプレートとともにある更なる電極の概略断面図を示す。
【図９】本発明に係る一体化した電極を備えたベースプレートの概略断面図を示す。
【図１０】本発明に係る３つの電極及び２つの容器からなる群を備えるとともに電気配線を備えたベースプレートの概略側面図を示す。
【図１１】本発明に係る３つの電極及び３つの容器からなる群を備えたベースプレートの概略側面図を示す。
【図１２】本発明に係る電気配線とともにある図２Ａに係る容器の概略平面図を示す。
【図１３】本発明に係る８つの電極、９つの容器とともに電気配線を備えた群の概略平面図を示す。
【図１４】本発明に係る４つの電極、５つの容器とともに電気配線を備えた群の概略等価回路図を示す。
【図１５】本発明に係る好ましい実施形態の概略等価回路図を示す。
【図１６Ａ】本発明に係る１１７の電極と８×１２の容器を備えた群の概略平面図を示す。
【図１６Ｂ】本発明に係る５９の電極と８×１２の容器を備えた群の概略平面図を示す。
【図１７Ａ】本発明に係る８×１２の容器と電極を備えたベースプレートとを備えた群の平面図を示す。
【図１７Ｂ】図１７Ａに係る群の断面図を示す。
【図１８】本発明に係る４×５の容器と電極配置を備えた群の平面図を示す。
【図１９】本発明に係る４×５の容器と更なる電極配置を備えた群の平面図を示す。
【図２０】本発明に係る４×５の容器と更なる電極配置を備えた群の平面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の有利な実施形態が以下に説明され、これらは例示的実施形態を含んでいる。これらは、発明全体の種々の形態と本発明の組立体及び個別部品とを有している。原則的に、記載される種々の実施形態の組立体及び個別部品は互いの内部において結合される、あるいは、個々の実施形態の組立体及び個別部品は、別の実施形態の組立体及び個別部品によって置き換えられ得る。これによって形成される組合せは、例えば組立体及び個別部品の協働又はかみ合いを可能にするために、当業者によく知られ、それによってさらに説明されていない小さな適用を必然的に伴うことができる。
【００２５】
以下、指標又は付加を用いることなく対応する参照番号を使用することによって、全体として多数の構造要素又は構成要素に言及する。例えば、電極は、全体として参照番号２０１を用いて指定される。一方、個別電極は、２０１．１から２０１．Ｋ（ここで、Ｋは３以上の整数である）を用いて指定される。別の参照番号が同様に使用される。
【００２６】
本発明に関連して、実験機器４００について種々の話が存在する。これは、例えば液体検出のための手段を装備した機器、システム、設備、装置、（「ワークステーション」又は「液体取扱プラットフォーム」としてまた指定され、例えばテカン・トレーディングＡＧから商標名Ｆｒｅｅｄｏｍ ＥＶＯ（登録商標）の下で入手可能である）取扱センタなどを有している。本発明に係る装置１００は、そのような実験機器４００の要素、組立体又は構成要素である。実験機器アイテム４００は、例えば複数の同一装置１００又は複数の別の装置１００を有し得る。しかしながら、本発明に係る装置１００は、液体を検出するためだけでなく他の媒体（例えば粉末、顆粒、フレーク又は同種のもの）を検出するためにも使用することができる。
【００２７】
ここでは、モジュールという用語は、ハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組合せにより実行される機能群を記載するために使用される。
【００２８】
ここでは、「群」１０という用語は、同一である又は同一タイプである複数の容器の規則的配置を記載するために使用される。容器５は、互いに隣接して水平に密接した規則的配置において配置されている、すなわち容器５は、平面上に均等に分布して配置されている。容器５は全て好ましくは、同一の形状及びサイズを有し、直立している。１つの群１０の容器５は好ましくは、複数の行Ｒと列Ｓｐを有する格子状ネットワークに配置される。行Ｒと列Ｓｐの交差領域に、（作業地帯と呼ばれる）空位置が存在し、空位置は全て、十分に占有された格子においてそれぞれ１つの容器５によって占有される。しかしながら、空位置が全て占有されていない群もまた可能である。
【００２９】
同時に格子状ネットワークは作業地帯を規定する。本発明の意味においてこれらの作業地帯は、いずれの場合にも送信器Ｓとして機能する電極２０１と受信器として機能する間隔をあけて配置される（隣接）電極２０１の間の中間空間を有する。電極２０１の実施形態に応じて、作業地帯は、（ベースプレート２００によって規定される水平面に対して）円形断面を有し、該断面は、容器５の外側断面におよそ対応する。作業地帯の三次元形状は、例えば、円筒形状を有し得る、又は（例えば図１１に係る実施形態では）円錐又は円錐台の形状を有し得る。好ましい場合には、作業地帯の形状は、容器５の外側形状（シェル形状）に対応する。
【００３０】
図２Ａ−図２Ｅ、図３、図１２、図１３、図１４、図１５、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１８、図１９Ａ、図２０、図２１及び図２２において、水平面Ｅは、図面の平面にある。
【００３１】
図２Ａは、本発明に係る群１０の基本モジュール２０を示す。図２Ａは、１つの行Ｒ．１（Ｒ＝１）と１つの列Ｓｐ．１（Ｓｐ＝１）を有する格子を示し、該格子は、ただ１つの単一空位置を規定する。単一容器５は、この１つの空位置に位置づけられる。ここでは、互いに正反対にある２つの柱のような電極２０１．１、２０１．２が示されている。第１の電極２０１．１が左上に位置づけられ、第２の電極２０１．２が右下に位置づけられる。
【００３２】
図２Ｂから図２Ｅは、本発明に係る群１０の幾つかの実施例を示し、該群はそれぞれ、柱のような電極２０１を有している。しかしながら、電極２０１はまた、以下にさらに説明されるように別の形状を有し得る。
【００３３】
前記群１０の表現及び説明のために以下の名称が使用される、すなわち、Ｒは、行の数を付与し、Ｓｐは、列の数を付与し、格子は、互いに垂直であるとともに列の幅（列間隔ＡＳと呼ばれる）と行の高さ（行間隔ＡＲと呼ばれる）が好ましくは同一である列と行を有する。ＡＳ＝ＡＲである場合には従って、正方形が空位置として得られる。Ｎは、容器５の総数を付与し、Ｋは、電極２０１の総数を付与する。個別の列は、以下のように区別される、すなわち、Ｓｐ．１は第１の列を規定し、Ｓｐ．２は第２の列を規定するなどのように規定する。個別の行は、以下のように区別される、すなわち、Ｒ．１は第１の行を規定し、Ｒ．２は第２の行を規定するなどのように規定する。
【００３４】
図２Ｂは、第１の線形群１０を示し、該第１の線形群は、以下のように、すなわちＲ＝２、Ｓｐ＝２、Ｎ＝２、Ｋ＝３と規定される。従って、これは全ての空位置が占有されるものではない群１０を有している。
【００３５】
図２Ｃは、第２の線形群１０を示し、該第２の線形群は、以下のように、すなわちＲ＝３、Ｓｐ＝３、Ｎ＝３、Ｋ＝４と規定される。従って、これは全ての空位置が占有されるものではない別の群を有している。
【００３６】
より大きい線形群１０の数値例はまた、以下の表１から推定される。ここでは、活性電極と不活性電極２０１の間の区別がなされる。活性電極は、送信器（Ｓ）及び／又は受信器（Ｒ）及び／又は仮想接地として機能する。不活性電極は接地される、すなわちそれらは接地電位にある。
【００３７】
表１：線形群１０
【００３８】
図２Ｄ及び図２Ｅは、２つのいわゆる平面群１０を示している。
【００３９】
図２Ｄは、第１の平面群１０を示し、該第１の平面群は、以下のように、すなわちＲ＝２、Ｓｐ＝２、Ｎ＝４、Ｋ＝５と規定される。これは４つの空位置が全て占有される群１０を有している。従って、このタイプの群は、完全な平面群１０として示される。図２Ｄに係るこの群１０において、電極が角部に配置されるのではなく外周における中心に配置される場合、Ｋ＝４の電極だけで処理することができる。
【００４０】
図２Ｅは、第２の完全な平面群１０を示し、該第２の平面群は、以下のように、すなわちＲ＝３、Ｓｐ＝３、Ｎ＝９、Ｋ＝８と規定される。従って、これは全ての空位置が占有される群１０を有している。
【００４１】
より大きい平面群１０の数値は、以下の表２から推定され得る。群の外周における電極の配置に応じて、必要な電極の総数において１つの電極の違いを得ることができる。しかしながら、更なる電極の節約は十分に占有された群１０の偶数の行及び列を有する群において実現される。これは、例えば４からなる、６４からなる、９６からなる及び３４８からなる群１０の場合に示される。
【００４２】
表２：空位置のない平面群１０
【００４３】
表１及び表２並びに例示的図面を参照して、多数の異なる置換が可能であることが明らかである。実際の適用のためには、装置全体が適用性を失うことなしに必要電極２０１の数Ｋをできるだけ少なく保つ試みが常に行われるであろう。当然、各容器５において、例えば相互に９０度の角距離離れて４つの電極２０１が存在する非常に多くの電極２０１を設けることができる。しかしながら、表１及び表２並びに前記実施形態は、かなり少ない電極２０１で処理することができることを示している。従って、活性電極２０１で信号を誘発する又は取り出すために必要とされる接続ライン２０２の数がまた低減される。
【００４４】
特に、受信器は電極２０１を送信器として機能することを実行するより非常に高価／非常に複雑であるので、受信器として機能する電極２０１の数をできるだけ少なく保つ実施形態が好ましい。
【００４５】
全ての実施形態において、容器５ごとに少なくとも２つの反対の活性電極２０１が設けられるという条件がいずれの場合にも満たされる。電極２０１は好ましくは、この場合に最も大きな可能な対称が得られるので、各容器５において正反対にある。しかしながら、個別容器５に関する電極２０１の別の位置決めもまた可能である。実施形態に応じて、電極の一部は、隣接容器５によって共有される又は共同で使用される。電極（例えば、図１６Ｂ参照）は好ましくは、ジグザグの経路又はジグザグの線２１（図１６Ｂ参照）に沿って配置される。
【００４６】
「反対にある」という用語はここでは、いずれの場合にも少なくとも２つの電極２０１が、電極２０１の１つによって放出された電界が、受信器として機能する電極２０１によって受信される前に少なくとも容器５の一部を通過するように、容器５又は容器５を受容するための作業地帯に対して配置されるという事実を表現するために使用される。好ましくは、全ての実施形態において電極２０１は、各容器５において互いに正反対にある。
【００４７】
本発明は、電極２０１の容量結合されたネットワークを用いた（液体）測定に基づいている。この原理は、全ての実施形態に使用される。前記ネットワークは、固定して、すなわち配線で接続される、部分的に固定して、すなわち部分的に配線で接続される、又は、完全に柔軟性のある、あるいは構成可能である、すなわち配線で接続されていないように設計され得る。例えば、無線接続（例えば赤外線又は無線周波数接続）もまた使用され得る。
【００４８】
本発明に係る装置１００は、図１０に概略的に示すように、特に容器５内の液体の検出のために設計されているが、それはまた、他の媒体を検出するために容易に使用され得る。検出するために、装置１００は、容器５．１、５．２から５．Ｎ（Ｎは、本発明によれば常に２以上の整数である）からなる群１０を有し、該容器は、行Ｒ及び／又は列Ｓｐにおいて互いに隣接して規則的な相互間隔で水平に配置される。装置１００はさらに、水平ベースプレート２００を有し、該ベースプレートは、容器５の下に配置される。また、装置１００は、電極２０１．１、２０１．２から２０１．Ｋ（例えば、柱のような電極）を有し、該電極は、ベースプレート２００によって支持される、又はベースプレート２００の一部である。電極２０１は、ベースプレート２００から群１０の容器５間の中間空間１０１の方へ上方へ延びる。複数の電気接続ライン２０２が設けられ、該接続ラインを通じて、電極の一部が個別に選択的に誘発され得る。
【００４９】
本発明によれば、水平面Ｅの各容器５において、少なくとも２つの電極２０１．１、２０１．２は、例えば図２Ａの概略平面図に示されるように、互いに反対にある。活性電極２０１の個別の選択的誘発のために、例えば図１２に示すように、それぞれこれら２つの電極の一方２０１．１が送信器（Ｓ）として機能し、２つの電極の他方２０１．２が受信器（Ｒ）として機能する。
【００５０】
９６の（「ウェル」と呼ばれる）容器５を有するマイクロプレート（群１０）の場合には、最大９６の送信器／受信器の対（すなわち、合計で最大１９２の電極２０１）が電極２０１として必要である。しかしながら、９６の容器５を有するマイクロプレートを測定することを可能とするために、例えば、９×１３＝１１７の電極２０１がまた十分である。しかしながら、非常に優れた測定結果がまた、８×１２の容器５を有するそのような群１０のために、（９×１３）−６＝１１１の電極２０１を使用することによって実現され得る。表２は、８×１２の容器５を有する群１０を用いて、５８又は５９の電極２０１のみで処理することもできることを示している。
【００５１】
図３は、本発明に係る１０の電極２１０を備えた７の容器５からなる別の平面群の概略平面図を示している。ここでは個別容器５は隙間に動けないようにある。ここでは、例えば、電極２０１は、円形断面を有している。
【００５２】
「柱のような電極」という用語は、特にポスト又はロッドの形をした要素２０１のために使用される。しかしながら、電極はベースプレート２００から上方へ延びるので、電極はより一般的には突出した又は隆起した電極として示され得る。電極は、例えば、図１１に示すように、円錐形状又は円錐台形状を有し得る。電極２０１の断面は、多角形状（例えば正方形）を有し得る、あるいは楕円形又は円形であり得る。
【００５３】
前記実施形態又は配置に応じて、柱のような電極２０１が中間空間１０１に挿入され得るか（例えば、図１０参照）、あるいは、例えば、円錐台形の電極２０１が中間空間１０１の中に挿入され得る（例えば、図１１参照）。
【００５４】
電極２０１は、どんな形状を有していても、少なくとも部分的に導電性であるように設計される又はコーティングされる。図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂ、図６Ａ、図６Ｃ、図７Ａ−図７Ｃ、図８、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４、図１５、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１８、図１９Ａ、図１９Ｂ及び図２０−図２２は、本発明に係る電極２０１の幾つかの可能な実施例を示している。これらの電極２０１は、全ての実施形態において使用することができる。そのような電極２０１の導電部分２０４は、送信器（Ｓ）又は受信器（Ｒ）としての電極２０１の使用に従って放出及び／又は受信表面として機能する。
【００５５】
電極２０１は好ましくは、水平ベースプレート２００に垂直に立っている。しかしながら、電極２０１はまた、例えば容器５の外壁の形状に従うために傾斜し得る。
【００５６】
電極２０１は好ましくは、例えば図１０に示すように、容器５の深さＴにほぼ対応する（ベースプレート２００に垂直に測定される）長さＬを有する。長さＬは好ましくは、深さＴより少し長い。図１１は、深さＴより少し短い電極２０１を示している。
【００５７】
特に好ましい実施形態では、容器５からなる群１０を有するマイクロプレートは、電極２０１の上側において上部にある。２つの容器５．１、５．２を備えたマイクロプレートの断面が図１０に示され、該２つの容器は、例えばウェブ１２、接続部又は表面によってその上側において相互接続されている。これらのウェブ１２、接続部又は表面の領域において、マイクロプレートは電極２０１上にある。
【００５８】
図４Ａは、側面図で柱のような電極２０１の概略詳細を示している。ここでは、ケーブルの形をした電気接続ライン２０２がベースプレート２００の下に示されている。図４Ｂは、図４Ａの柱のような電極２０１の（水平ベースプレート２００に平行な）断面を示している。柱のような電極２０１はここでは正方形断面を有している。
【００５９】
図５Ａは、側面図で柱のような電極２０１の概略詳細を示している。ここでは、電極２０の上部領域のみが導電領域２０４として示されている。ケーブルの形をした電気接続ライン２０２は、ベースプレート２００の下に示されている。図５Ｂは、図５Ａの柱のような電極２０１の導電領域２０４の（水平ベースプレート２００に平行な）断面を示している。導電領域２０４はここでは、図４Ｂのように固体であるように構成されている。柱のような電極２０１はここでは、正方形断面を有している。電気接続ライン２０２に代えて、例えば無線接続（例えば赤外線又は無線周波数接続）もまた使用可能である。
【００６０】
図６Ａは、側面図で柱のような電極２０１の概略詳細を示している。ここでは、電極２０１の２つの（あるいはそれ以上の）ストリップ形状領域のみが導電領域２０４として示されている。ケーブルの形をした電気接続ライン２０２は、ベースプレート２００の下に示されている。図６Ｂは、図６Ａの柱のような電極２０１の（水平ベースプレート２００に平行な）断面を示している。導電領域２０４はここでは、柱のような電極２０１にはめ込まれている。柱のような電極２０１はここでは、全体として正方形断面を有している。
【００６１】
しかしながら、全ての実施形態において、導電領域２０４はまた、（例えば外側層として蒸着された又はスパッタされた）金属化層の形で設計され得る。
【００６２】
図７Ａから図７Ｃは同様の電極２０１の断面を示し、該断面はいずれの場合にも円形である。図７Ａに関して図４Ａ、図４Ｂの記載に言及される。図７Ｂに関して図５Ａ、図５Ｂの記載に言及される。図７Ｃに関して図６Ａ、図６Ｂの記載に言及される。
【００６３】
電極２０１は、例えば図９に示すように、ベースプレート２００の一体構成要素とすることができる。図９は概略側面図である。ポスト、又は図１１に係る円錐台と共にあるベースプレート２００は、例えばプラスチック材料から成形される。導電コアをポスト又は円錐台の内部に設けることができ、このコアは電極２０１の導電領域２０４として機能する。導電コアはここでは、ベースプレート２００の後側（下側）の範囲まで延び、そこで導体経路の形をした電気接続ライン２０２に接続される。導電コアはここでは、準カプセル化される。このカプセル化は、不適切に扱われるときに短絡を防止するのに役立つ。例えば、導電性液体３が偶然にポストの一部を濡らす場合、あるいは２つのポスト間の接触が偶然に金属性物体を用いてなされる場合でさえ、感度性を有する送信器Ｓ又は受信器Ｒの短絡が生じない。
【００６４】
ここでは示されていない別の実施形態では、ポストは同様に、ベースプレート２００の一体構成要素である。この場合には、しかしながら、導電領域２０４は、ポストの表面に適用される（例えば蒸着される又はスパッタされる）。この実施形態はまた、図１１による電極に適用することができる。
【００６５】
しかしながら、電極２０１はまた、例えば図８に示すように、個別構成要素として作られ、ベースプレート２００に接続されることも可能である。電極２０１は好ましくは、ベースプレート２００にネジ止めされる及び／又ははんだ付けされる。電気接続ライン２０２への接続はまた、例えばはんだ付けによってなされ得る。
【００６６】
電気接続ライン２０２はまた、ベースプレート２００内に組み込まれ得る、又はベースプレート２００の上側又は下側に導体経路の形で配置され得る。
【００６７】
ベースプレート２００は、例えば図８に示すように、非導電材料から作られ、導電表面２０６を備えることも可能である。しかしながら、ベースプレート２００はまた、金属を有し得る、又は金属から構成され得る。
【００６８】
ベースプレート２００は、好ましくは接地される、すなわち接地電位に位置づけられる。この場合は、ベースプレート２００は、接地電位にある導電表面２０６を有する。対応する実施形態の断面が図８に示されている。この概略断面図を参照すると、電極２０１が、導電性であるとともにベースプレート２００の貫通孔２０７を通じてその下側まで延びる下部ピン２０５を有することを識別することができる。ベースプレート２００の下側において、電気接続ライン２０２は、導体経路の形で設けられ、導電する方法でピン２０５に接続される。導電表面２０６はここでは、電極２０１と導電表面２０６の間の短絡が生じないように貫通孔２０７の領域に開口部を有している。そのような短絡は、送信器（Ｓ）及び／又は受信器（Ｒ）として使用される活性電極２０１において回避される必要がある。一方、不活性電極は意図的に接地される。このタイプの配置が好ましい。
【００６９】
好ましくは、少なくとも（充填レベル）測定の時点において、その時点において活性電極２０１として使用されていない電極はすべて、それぞれ１つの送信電極Ｓと１つの受信電極Ｒのみが活性であるように接地される。この原理は、図１３に概略的に示されている。示される時点において、電極２０１．１は送信器Ｓとして機能し、電極２０１．２は受信器Ｒとして機能する。その他の電極２０１は全て瞬時に又は永久に接地される。実際には、複素インピーダンスＺは、２つの活性電極２０１．１及び２０１．２の間で得られる。複素インピーダンスＺは、図１３において概略的に示されている。電極２０１．１は、仮想的に（virtually）接地され、従って完全に又は実質的に電圧がない。
【００７０】
純粋に数学的に考えられる場合、群１０全体は、例えばいくつかの複素インピーダンス値の行列によって記載することができる。いずれの場合にも送信器Ｓと受信器Ｒとからなる電極対の間で実行される各測定において、異なる複素インピーダンス値を有する行列が得られる。現在の場合において測定される別の容器５．１、５．２、５．３、５．４、５．６、５．７、５．８及び５．９並びに電極２０１との容器５．５の相互作用又は充填の程度（図１３のスナップショット参照）によって異なる複素インピーダンス値が各測定において得られる。
【００７１】
図１４は、複素インピーダンスの対応ネットワークを示している。以下のインピーダンスモデルはここでは、電極配置のために使用される。容器５．Ｎと電極２０１．Ｋの間に複素インピーダンスが存在し、該複素インピーダンスはまたここでは、結合インピーダンスとして示される。簡単にするために、図１４の複素インピーダンスは、離れたインピーダンス要素（交差抵抗記号）として結合される。容器５．Ｎの内部に容器インピーダンスＺＷが位置づけられ、各容器インピーダンスは、容器容量ＣＷと容器抵抗ＲＷとから構成される。水平面Ｅ（図面の平面）において８方向を区別することを可能にするために、各容器５．Ｎの分散される全インピーダンスは、８つの部分インピーダンスに分割され、該部分インピーダンスは、回転対称容器５．Ｎの中心に共通結節点をもたらす。容器５．Ｎ内の導電性に乏しい液体３又は媒体の場合には、並列抵抗（容器抵抗ＲＷ）が無視され得る。各容器５．Ｎ（ここでは容器５．３）と４つの隣接電極２０１（ここでは電極２０１．１、２０１．２、２０１．３、２０１．４）との間に、４つの接地インピーダンスＺＧが表示され、各接地インピーダンスは実質的に容量ＣＧからなる。隣接容器５．Ｎの間に（ここでは、例えば容器５．３と５．１の間に）、それぞれ１つの直接クロストークインピーダンスＺｘが存在し、それは容量ＣＸとして表され得る。
【００７２】
現在のインピーダンスＺ又は容量Ｃは、いずれの場合にも送信器Ｓとして瞬時に機能する電極２０１（ここでは電極２０１．１）と反対の受信電極２０１（ここでは電極２０１．２）の間において決定される。
【００７３】
図１４の図形を参照すると、インピーダンスＺのネットワークが著しく幾何学的で対称な回路を示すことを見ることができる。対称の結果として、クロストークの影響が、相互に補償するように、好ましくは完全に打ち消すように部分的に重ね合わせられる、又は、クロストークの影響がより容易に数学的に決定され得る。
【００７４】
このことは、数学的計算及びクロストークのコンピュータによる（補償という意味の）「フェードアウト」のための対応アルゴリズムの使用をより簡単にする。
【００７５】
個別電極２０１のそれぞれの幾何学的配置及び配線は、その配置及び配線の結果として重ね合わせ領域によってクロストークがすでに完全に又は大いに低減される又は取り除かれるように選択され得る。この説明は、少なくとも群１０の内側領域に位置づけられる容器５のために適用される。周囲の容器５は、わずかに非対称の環境を有し、それはクロストークがここでより著しく生じる結果を有する。
【００７６】
調査及びシミュレーションは、不活性電極２０１を接地することによってクロストークを数％まで低減することができることを明らかにした。群１０に応じて、全ての電極２０１の最大５０％まで永久に又は一時的に接地され得る。すなわち、電極２０１の約５０％のみが、活性電極２０１として設計される必要がある。従って、回路の費用はかなり低減される。
【００７７】
ベースプレート２００は、連続プレートとすることができ、そのサイズは、群１０の表面延在部又は群１０の格子におよそ対応する。しかしながら、ベースプレート２００は、複数の要素、例えば個別ストリップから構成することができる。ベースプレート２００は好ましくは、電気的接地又は遮蔽として機能するように設計される。そのような接地又は遮蔽はまた、ベースプレート２００が１つの部品でない場合にも実現され得る。
【００７８】
好ましくは、受動又は能動駆動遮蔽が全ての実施形態において使用される。その遮蔽はここでは示されていない。
【００７９】
活性及び不活性電極２０１が存在することはすでに言及された。不活性電極２０１は、永久に又は一時的に接地される、あるいはそれらは異なる所定電位に位置づけられる。活性電極２０１は、送信器としてのみあるいは受信器としてのみ使用されるか、又は一時的に送信器として一時的に受信器として使用される。実施形態に応じて、活性電極２０１はまた、一時的に接地され得る。活性電極２０１は、それらが送信回路５７によって個別に又は共同で誘発され得る、及び／又は、それらが受信回路５８によって個別に又は共同で読み取られ得ることを特徴とする。各活性送信電極２０１は、それらが送信回路５７の出力５６に少なくとも一時的に接続され得るように接続ライン２０２を有する（例えば図１０参照）。各活性受信電極２０１は、それらが受信回路５８の入力５９に少なくとも一時的に接続され得るように接続ライン２０２を有する。回路原理が、図１２に概略形態で示されている。送信増幅器５１は、発生器５５の入力信号ｓ（ｔ）を増幅し、それを送信電極２０１．１に適用するために送信回路５７の一部として使用される。この時点において、正反対の電極２０１．２は、受信電極として機能し、このために受信増幅器５２に接続される。受信増幅器５２は、出力信号ｒ（ｔ）を提供し、該出力信号は、瞬時に２つの電極２０１．１、２０１．２間の容器５内に位置づけられる液体の量又は媒体の量について言及することができる。
【００８０】
本発明によれば、好ましい実施形態は、受信電極２０１又は受信電極２０１として一時的に機能するそれらの電極２０１が仮想的に接地されるように設計される。結果として、隣接電極間の容量クロストークは、完全に又はほとんどゼロに設定される。容器５から容器５（ウェルからウェル）へのクロストークから得られるわずかな信号部分のみが残る。
【００８１】
好ましくは、電極２０１の一部は、言及したように、永久に又は一時的に接地される。従って、クロストークの著しい低減が実現され得る。クロストークは、電極２０１の事前に計算された（サイズ、間隔、位置調整などの）幾何学的寸法及び／又は配線を用いて最小にされるか完全にゼロに設定され得る。最適化／最小化のこの形態は、群１０が、相互間隔、幾何学的形状、導電率及び他の特性が知られている規則的に配置された容器５とまた電極２０１とを有する群１０から構成されるので可能である。
【００８２】
状況に応じて、隣接容器５はまた、クロストークに悪く寄与し得る。例えば、液体３で充填された直接隣接する容器５．１は、現在測定される容器５．２に良くないクロストークを生じさせ得る（例えば図１０参照）。
【００８３】
図１０は、装置１００の一部の断面を示している。２つの直接隣接する容器５．１及び５．２が、この概略断面図において識別することができる。１つの電極２０１．１は、２つの容器５．１及び５．２の間において中央に位置する。さらなる電極２０１．２が、左に位置し、また別の電極２０１．３が右に位置する。示される実施例では、中央の電極２０１．１は、例えば入力信号ｓ（ｔ）を有する送信増幅器５１によって誘発され得る送信電極として使用される。ここで示される時点において、２つの電極２０１．２及び２０１．３は、受信電極として機能する。受信電極２０１．２は、受信電極２０１．３によって受信される信号ｒ２（ｔ）とは異なる信号ｒ１（ｔ）を受信する。２つの信号ｒ１（ｔ）及びｒ２（ｔ）の間の相違は、異なる充填レベルの状況から得られる。容器５．１で
は、少量の液体３又は他の媒体が存在する。一方、容器５．２は空である。両方の容器５．１及び５．２が同一液体又は同一媒体で等しく充填された場合は、２つの信号ｒ１（ｔ）及びｒ２（ｔ）は、対称の結果として同一となる。
【００８４】
装置１００の電極配置は、計時電気信号（いわゆる計時動作）を用いて作動され得るか、正弦波信号（いわゆる線形又はアナログ動作）を用いて作動され得る。受信電極２０１は、電気信号ｒ（ｔ）を受信して提供し、該電気信号は、図面に示される受信回路５８の１つが使用される場合には、ここでは好ましくは電流を有する。電流強度は、瞬時に測定される（ここでは複素インピーダンスＺｔｏｔとして示される）容量の大きさであり、従って、容器５内の充填レベルである。線形動作中、有利に調和が起こることなく、その結果、望ましくない干渉が作り出されることがない。さらに、（図示されていない）狭帯域フィルタが、信号処理のために受信回路５８において使用され得る。これは、簡単な方法で信号対雑音比及び装置１００の感度、又は電極配置の改善を引き起こす。従って、電極配置の容量のかなり小さい変化が決定され得る又は測定され得る。
【００８５】
本発明は特に、線形モードにおいて正弦波信号で動作される充填レベルの測定のための装置１００に関する。
【００８６】
周期的入力信号ｓ（ｔ）は好ましくは、種々の実施形態において使用される。特に１００ｋＨｚから５ＭＨｚの間の周波数を有する正弦波信号ｓ（ｔ）が好ましい。送信回路５７は発生器を有する。正弦波信号ｓ（ｔ）が使用される場合、正弦発生器５５が送信回路５７の一部として使用される。そのような正弦発生器５５は、例えば図１０、図１１及び図１３に示されている。
【００８７】
送信器Ｓとして機能する電極２０１は、測定時に接地されていないが、信号電圧源に（すなわち対応送信増幅器の出力に）接続される。他方、受信器Ｒとして機能する電極２０１は仮想接地に置かれる。
【００８８】
図１５は、装置１００の電極配置の配線の好ましい実施形態を示している。この実施形態では、単一送信回路５７が使用され、該送信回路は、（正弦波）入力信号ｓ（ｔ）を多重化装置７１に送信する。多重化装置７１は、合計Ｎの出力を有し、入力信号ｓ（ｔ）を段階的にＮの出力のそれぞれに切り換える。５．１から５．ＮのＮの容器が測定される場合、入力信号ｓ（ｔ）は従って、送信器Ｓとして機能する各電極２０１に連続的に適用される。各測定チャネル１からＮをそれぞれ特徴づける個別複素インピーダンスはそれぞれ、参照数字Ｚ１ｔｏｔからＺＮｔｏｔを有するただ１つのインピーダンス記号によって図１５に示されている。この実施形態では、受信回路５８．１から５８．Ｎの１つがチャネルごとに使用される。受信回路５８．１から５８．Ｎのそれぞれは、出力信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）を供給し、それは、瞬時に測定されるインピーダンスＺ１ｔｏｔからＺＮｔｏｔについて言及されることを可能にする。出力側では、中央評価モジュール７０が設けられ、該中央評価モジュールは、出力信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）を処理する。（図１５に示されていない）活性送信電極はすべて、所定時間に信号電圧源に（すなわち対応送信増幅器に）接続されている又は接続される。図１５に係る配線は、全ての実施形態に適用することができる。
【００８９】
図１４に係るネットワークモジュールは、例えば個別複素インピーダンスＺ１ｔｏｔからＺＮｔｏｔを決定するために使用され得る。ネットワークモデルを形成するときに考慮される（寄生容量及び抵抗からの）インピーダンスＺＧ、ＺＷ、ＺＸの数は、モデルがどれほど正確であるかに依存する。図１４では、他の要素の効果又は影響は空間が増加するとともに大幅に低減されるので、直接的に隣接する要素のみを含む。当然、ただ１つ以上の直接的に隣接する要素をまた含むことができる。
【００９０】
空間的にかなり離れて配置される受信電極２０１間のクロストークインピーダンス（クロストーク容量）は、モデルの残存インピーダンスに比べて通常小さく、従って頻繁に無視され得る。通常、（数学的）モデルにおいて隣とのクロストークインピーダンスを、（図１４のように）空間的に見られる場合には隣ではあるが１つの受信電極とのクロストークインピーダンスを考慮すれば十分である。
【００９１】
寄生容量は、測定結果に悪影響を与える以下の影響を有する。送信器Ｓと受信器Ｒの間の関連容量とともに並列容量はそれぞれ、受信電極Ｒに流れる電流の低減を引き起こす電圧分配器を形成し、電流電圧変換器５８を介して低減された出力信号ｒ（ｔ）を引き起こし、従って信号対雑音比及び測定精度の低減を引き起こす。クロストークインピーダンスＣＸは、隣接容器５．Ｎ間の結合を表している。従って、送信電極から発生する電流は、測定される容器を介してだけでなく、隣接容器を介しても受信電極に達し、該隣接容器は、これらの隣接容器によって出力信号ｒ（ｔ）の望ましくない影響を引き起こす。容量ＣＸは、隣接容器の充填レベルに依存するので、受信電流は、測定される容器の充填レベルに依存するだけでなく、隣接容器の充填レベルにも依存し、それはクロストークとして表され、装置１００の分解能の空間損失を引き起こす。
【００９２】
本発明に係る個別要素（電極２０１及び容器５）の幾何学的配置が正確に知られているので、図１４に示されるモデルのインピーダンス値は、有限要素法（ＦＥＭ）を用いて計算することができる。前記インピーダンス値及び受信回路５８．１−５８．Ｎの構造を備えたモデルが知られている場合、受信回路５８．１−５８．Ｎによって準備される信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）は分析的に又は回路シミュレータを用いて計算することができる。この分析的決定又は計算は、評価モジュール７０において行うことができる。好ましくは、これらの決定又は計算の少なくとも一部は、ソフトウェアを用いて実行される
【００９３】
好ましくは、種々の受信回路５８．１−５８．Ｎによって（事前に）処理される信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）は、評価モジュール７０によって互いに比較される。
【００９４】
実施形態に応じて、例えば別の形成によって、例えば環境外乱変数（温度、空気湿度、圧力）を無効にすることを可能にするために、測定センサとして機能する電極対に加えて参照センサが設けられ得る。この場合は、送信側信号発生器５５は、瞬時活性電極対の送信器及びまた参照センサの送信器の両方を供給する。この解決法は、全ての実施形態に適用することができる。
【００９５】
受信回路５８の出力信号ｒ（ｔ）はさらに、例えば図１５に係る評価モジュール７０によって処理される。
【００９６】
好ましくは、全ての実施形態の送信器はマックスウェル周波数以下の周波数で作動する。
【００９７】
本発明に係る装置１００は、極めて感度がよく、非常に正確な充填レベル測定を実行することを可能にする。前記測定のあらゆる障害を防止するために、好ましくは、全ての実施形態において、充填レベル測定を行う前に、導電要素（例えば分注針）は容器５の領域から取り除かれる。
【００９８】
全ての実施形態において本発明に係る装置１００は好ましくは、評価モジュール７０を備え、該評価モジュールは、隣接容器５の影響を最小にするためにアルゴリズムを使用する。好ましくは、測定状況及び状態に応じて全ての望ましくない影響を「無効にする」ことを可能にするために、いわゆる（部分群という意味である）「クラスタ」がこの場合に形成される。
【００９９】
容器５及び／又は電極２０１の配置の結果として、隣接容器の電界（交流電界）の重ね合わせによって引き起こされる相互干渉影響（クロストーク）が部分的に打ち消される。また、記載されるように、対応アルゴリズムを使用することによって数学的補償を使用することができる。
【０１００】
対応アルゴリズムは、測定結果の知的評価及び／又は摂動影響のための数学的補償を可能にする。
【０１０１】
好ましい実施形態では、前記アルゴリズムは、個別状況に適合させられる。このために、例えば、比較値又は較正値が、評価モジュール７０に接続され得るオプショナルメモリ７２（図１５参照）から読み出され得る。
【０１０２】
装置１００が特定の容器５を識別すると同時に（例えばメモリ７２から）対応するアルゴリズムを選択することができるように、機械可読コードを用いて全ての実施形態の容器５を特徴づけることも可能である。容器５に応じて、異なる測定方法又はトリガスキームをまた使用することができる。
【０１０３】
例えば、バーコード（例えば容量バーコード）、ＲＦＩＤ（無線周波数識別）、又は群１０のまた別のマークを機械可読コードとして使用することができる。
【０１０４】
好ましい実施形態では、測定前に、群１０が実際に配置されているか、及び／又は、群１０が正確に配置されているか、すなわち、電極２０１が、例えば中間空間１０１に正確に位置しているか、決定される。これらのステップは、全ての実施形態に適用することができる。
【０１０５】
好ましい実施形態では、空で乾いた容器５からなるマイクロプレート又は群１０の影響を決定するためにいわゆる基線測定が測定前に又は装置１００を較正するときに実行される。このようにして記録された情報は次に、測定中に差し引かれ得る。そのような基線測定は、例えば、理想形状から極めて小さいずれによって引き起こされ得る影響を除くことができる。基線測定の結果は、例えばオプショナルメモリ７２に蓄えられ得る。これらのステップは、全ての実施形態に適用することができる。
【０１０６】
全ての実施形態において、本発明は、空容器５が、液体充填容器５とは異なる容量を有するという事実を利用する。空容器５は送信電極Ｓと受信電極Ｒの間の低い容量を引き起こし、充填容器５は高い容量を引き起こす。
【０１０７】
増幅器５２は好ましくは、本発明に係る装置１００の一部として使用され、前記増幅器は、電流値を評価することができるが、増幅器入力５２において電圧がゼロ又はほとんどゼロ（仮想接地）であるように設計される又は配線される。これは、例えば、好適に配線された演算増幅器５２を使用して実現することができる。
【０１０８】
好ましくは、回路５８の一部としてのロックイン増幅器は、受信電極２０１によって供給される信号ｒ（ｔ）を評価するために、本発明に係る装置１００の一部として使用される。接続ライン２０２からの雑音は、そのようなロックイン増幅器によって共に増幅されることはない。従って、雑音は最小になる。正弦信号を用いて動作されるロックイン増幅器が好ましくは使用される。
【０１０９】
同期復調器又は振幅復調のためのロックイン増幅器は、受信電極２０１によって供給される信号ｒ（ｔ）を評価するために、好ましくは本発明に係る装置１００の一部として使用される。測定信号の位相シフトは、そのような位相ロックループによって補償することができる。
【０１１０】
受信増幅器５２によって供給される電流値をさらに処理するために、Ａ／Ｄ変換器は、好ましくは評価モジュール７０において使用される。これらの場合は、中央評価モジュール７０は、信号ｒ１（ｔ）からｒＮ（ｔ）をデジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器を装備しており、この場合は、全体処理はデジタル回路を用いて行われる。
【０１１１】
実施形態に応じて、専用の受信増幅器５２又は専用の受信回路５８が受信電極２０１ごとに設けられ得る。この場合は、測定が同時に行われるときにクロストークの結果として生じ得る影響にここでは特に注目する必要があるけれども、測定を部分的に平行して行うことができる。この解決法は、非常に多くの受信増幅器５２又は受信回路５８が使用される必要があるという点で不利である。
【０１１２】
しかしながら、これに代えて、受信増幅器５２又は受信回路５８の数はまた、出力側の多重化によって低減することができる。全てのチャネル、すなわち全ての充填レベル測定を時間的に連続して実行することが可能である。この場合は、活性化されることとなる送信電極２０１と受信電極２０１に一時的に接続される１つの送信回路５７と１つの受信回路５８のみが使用される。
【０１１３】
電極２０１の電極ネットワークのトリガは好ましくは、図１５に示すように、入力側の多重化装置７１を介して実現される。
【０１１４】
図１６Ａは、本発明に係る９×１３の電極２０１と８×１２の容器を備えた群の概略平面図を示している。図１６Ｂは、本発明に係る５９のみの電極２０１と８×１２の容器を備えた群の概略平面図を示している。２つの図面１７Ａ及び１７Ｂの直接比較すると、必要に応じて電極の数を大幅に低減することができることを示している。この図面では、ジグザグの線２１は、電極２０１が好ましくはそのようなジグザグの線２１に沿って配置されることを示すために引かれている。図１６Ａ又は図１６Ｂに係る群１０のために、最適配置では、５８の電極２１０でさえ十分である（表２参照）。
【０１１５】
別の実施形態の群１０は好ましくは、それらが電極２０１を備えたベースプレート２００上に上方から挿入され得る又は配置され得るように設計される。
【０１１６】
図１７Ａは、本発明に係る５８の活性電極２０１（ここでは白丸として示される）と８×１２の容器（ここでは黒丸として示される）と４９の永久に接地された電極（ここでは白菱形として示される）を備えた群の概略平面図を示している。図１７Ｂは、この群１０の断面を示している。この断面を参照すると、ここではいずれの場合にも活性電極（例えば電極２０１．６）が接地電極（例えば電極２０１．１５）に続いていることを見ることができる。接地電極は、活性電極と比較してここでは異なる断面を有する。接地電極は、例えば正方形断面を有する一方、活性電極は、例えば円形断面を有することができる。別の実施形態によれば、電極２０１の形態はまた異なる形状を有し得る。接地電極の正方形断面は、幅ＢＧと奥行きＴＧを有し、ＴＧ＝ＢＧである。幅ＢＧと奥行きＴＧは、１ｍｍから１０ｍｍの間であり得る。均一な格子構造を有する格子では、列間隔ＡＳは、行間隔ＡＲに等しい。列間隔ＡＳと行間隔ＡＲは、５ｍｍから２０ｍｍの間であり得る。活性電極の直径は好ましくは、２ｍｍから１０ｍｍの間であり得る。
【０１１７】
図１７Ａでは、送信器はＳによって特徴づけられ、受信器はＲによって特徴づけられている。送信機能又は受信機能は、いずれの場合にもこれらの電極に固定して割り当てられる、すなわち配線又は接続は固定して設計され得る。全体として、ここでは２８の受信器Ｒと３０の送信器Ｓが存在する。
【０１１８】
しかしながら、電極２０１はまた、それらが中間空間１０１（図１７には示されていない）に適合する限りあらゆる他の形状を有し得る。
【０１１９】
送信器と受信器はまた、反対に分配され得る。そのときは、全体として２８の送信器Ｓと３０の受信器Ｒが存在する。
【０１２０】
図１８は、２０の活性電極２０１（ここでは白丸として示される）と３×４の容器（ここでは黒丸として示される）を備えた群１０の概略平面図を示している。ここでは、接地電極は設けられていない。この実施形態は、肯定的なクロストークを有するが、同時に容器内の充填レベルについての信号へより著しく依存する。そのような実施形態において、クロストークは、（好適なアルゴリズムを使用して）数学的に大いに補償され得る。一連の試験は好ましくは、較正値を得るために行われる。このようにして決定される較正値は次に、「真の」測定における補償のために使用され得る。この原理は、全ての実施形態に適用することができる。それは主として、図１８のように、接地電極なしに処理する実施形態において好適である。
【０１２１】
接地電極のサイズ及び／又は形状及び／又は位置決めは、クロストークに影響を及ぼすので、接地電極の好適な選択、寸法、及び位置決めによってクロストークを最小にすることができる。図１９は、１５の活性電極２０１（ここでは白丸として示される）と３×４の容器（ここでは黒丸として示される）を備えた群１０の概略平面図を示している。接地電極は、小さい白丸によって示されている。接地電極の直径はここでは、クロストークが最小となるように決定される。しかしながら、この配置は、有用な信号ｒ（ｔ）が図１８に係る配置のものより小さいという点で不利である。
【０１２２】
図２０は、１５の活性電極２０１（ここでは白丸として示される）と３×４の容器（ここでは黒丸として示される）を備えた群１０の概略平面図を示している。接地電極は、少し大きい白丸によって示されている。接地電極の直径はここでは、図１９のものより大きい。その結果、クロストークは否定的である。しかしながら、この配置は、有用な信号ｒ（ｔ）が図１９に係る配置のものより小さいという点で不利である。
【０１２３】
更に好ましい実施形態では、ベースプレート２００の下に配置され得る又はベースプレート２００内に組み込まれ得る２つの平面が使用される。これらの平面の１つは、電極２０１を送信回路５７又は受信回路５８に接続するための導体経路２０２を有し得る一方、電子部品、増幅器、（例えば評価モジュール７０の）プロセッサ、及び電圧源は第２の平面に設けられる。この場合は、１つの組立体にベースプレート２００と前記平面とを供給することができ、該組立体は、充填レベルを決定するために必要である装置１００の要素を全て有する。この場合は、充填レベル決定の結果を装置の別の組立体又は別のモジュールに送信するために、ただ１つのインターフェースが設けられる。この原理は、全ての実施形態に適用することができる。
【０１２４】
更に好ましい実施形態では、特性が正確に知られている環境影響を「無効にする」ことを可能にするために参照構造が使用される。参照構造は好ましくは、例えば現在の空気湿度を決定し、それを差し引くことを可能にするために参照電極対を有する。時効効果や温度ドリフトは、例えばそのような参照構造によって補償することができる。
【０１２５】
種々の実施形態において、永久に接地された電極の形態は、クロストークができる限り低減されるように選択することができる。
【０１２６】
種々の実施形態において、反転測定は、非対称を識別する及び／又は取り除くことを可能にするために各電極対において使用され得る。反転測定方法では、第１ステップにおいて、第１の電極２０１．１が送信器Ｓとして使用され、第２の正反対の電極２０１．２が受信器Ｒとして使用される。入力信号ｓ（ｔ）が第１の電極２０１．１に適用され、信号ｒ（ｔ）が第２の電極２０１．１において取り出された後に、第２ステップにおいて、配線が反対にされ、入力信号ｓ（ｔ）が第２の電極２０１．２に適用される。第２ステップの間に、信号ｒ（ｔ）が次に第１の電極２０１．２において取り出される。重ね合わせを用いて又は異なる形成を用いて、非対象を識別する及び／又は取り除くことができる。
【０１２７】
全ての実施形態において、並列容量は、抵抗ＲＡに並列に配置することができ、該抵抗は、増幅器５２の負の入力を増幅器５２の出力に接続する。並列容量は、周波数応答を補償し、振動を回避するために使用される。（並列容量の有無に関わらず）抵抗ＲＡは、フィードバック、すなわち負のフィードバックを形成する。
【０１２８】
全ての実施形態において、増幅器５２は好ましくは、図面に示すように反転増幅器として設計される。この場合は、増幅器５２の反転入力（すなわちマイナス記号で示される入力）は、仮想接地を形成する。
【０１２９】
複数の隣接容器５が同時に測定される場合、受信側においてフィルタリング又は同期復調、あるいは両方の測定を用いて２つの信号の寄与を別々に決定することができるように、２つの測定のために異なる周波数の信号を使用することが有利であり、クロストークが最小にされる。異なる周波数に代えて、異なる位相位置を有する同一周波数を使用することができ、あるいは変調方式を使用することができ、それらは２つの信号寄与を分離することができる。これらの解決法は、全ての実施形態に適用することができる。
【０１３０】
好ましい装置１００は、２つ若しくはそれ以上の実質的に直立した容器５内の媒体の充填レベルの個別測定のために設計される。この装置１００は、少なくとも１つの容器５の外側に配置される電極２０１を有する。装置１００は、群に配置される又は位置づけられ得る複数の容器５内の充填レベルの測定のために特に構成されている。これは、実質的に水平に配置されるベースプレート２００と複数の均一に配置される電極２０１を有し、該電極は、ベースプレート２００によって規定される水平面Ｅに実質的に直立して立っており、各電極は、それぞれ群１０の１つの容器５を受容するための１つの作業地帯がそれぞれ２つの電極２０１間に得られるように互いから所定距離に配置される。これらの電極２０１の一部は、送信要素として動作され得るように構成される及び／又は配線され、これらの電極２０１の一部は、受信要素として動作され得るように構成される及び／又は配線される。各容器５は、２つの電極２０１間の作業地帯にそれぞれ導入又は配置され得る。電気接続ライン２０２は、送信要素として選択される電極２０１を誘発するために及び／又は受信要素として選択される電極を読み出すために設けられる。（例えば送信回路５７を備えた）トリガモジュールは、接続ライン２０２を介して送信要素Ｓとして機能する電極２０１に信号ｓ（ｔ）で信号を送るように設計される。評価モジュール（例えばモジュール７０）は、接続ライン２０２を介して受信要素Ｒとして機能する電極２０１からの信号ｒ（ｔ）を受信して評価するように設計される。
【０１３１】
好ましくは、受信側において、例えば評価モジュール７０の一部として、クロストークモジュール７３（図１５参照）は、クロストークのコンピュータによる除去のために使用される。対応モジュール７３は、アルゴリズムのクロストークの補償又は除去に基づいている。クロストークは好ましくは、アルゴリズムを用いてクロストークモジュール７３によってコンピュータ的に抑制され、アルゴリズムは参照測定の蓄えられた参照値を含む。これらの参照値は、例えばオプショナルメモリ７２（図１５参照）から得ることができる。
【０１３２】
本発明は、実験プレート、マイクロプレート、ストリップラック（striprack）、管列（例えば図２Ｂ又は図２Ｃに係る容器５のストリップ形状の配置）、及び他の最初に特定された群１０に適用することができる。容器５の形状に応じて、少ない充填量の場合には測定中に不正確が生じ得る。
【０１３３】
特に好ましい実施形態では、電極２０１と共にベースプレート２００は、記載されるように充填レベルの容量測定のために使用されるだけでなく、測定される個別小管又は管（容器５）のためのホルダとしても使用される。この「保持機能」は、全ての実施形態に適用することができ、その群１０は個別容器５から構成される。
【０１３４】
本発明の全ての実施形態において、電極２０１は、容器５から独立している。すなわち、それらは、容器にしっかりと固定されることもなく、例えば容器５内に組み込まれることもない。
【０１３５】
共通の大面積アンテナ又は電極プレートは、本発明のあらゆる実施形態では設けられていないが、本発明は、共通のベースプレート２０において個別の、少なくとも部分的に個別の誘発可能な電極２０１を使用する。
【０１３６】
Ｖ形状ベース又は円形ベースを有する容器５を備えた群は、特によく適している。
【０１３７】
本発明はまた、容器５の深さＴに対する容器５の直径の割合が非常に小さい、いわゆる「深ウェル」に適用することができる。
【０１３８】
容器５の形状は、決定される出力信号ｒ（ｔ）の特性がより良く分類され得る又は割り当てられ得るように、例えば評価モジュール７０によって評価中に考慮に入れることができる。このために、言及されたように群１０の機械可読コードが適切であり得る。
【０１３９】
電極２０１が、全ての位置に必ず配置される必要がないという事実の結果、本発明はまた、ウェブ又は同種のものの形をしたある程度の非対称を有するプレートに有利に適用することができる。そのような非対称は、必要に応じて、コンピュータによる方法で取り除くことができる、あるいは完全に補償することができる。しかしながら、このための要件は、装置１００が、現在の場合において測定される群１０のタイプを正確に認識することである。コードはまた、ここでは対応情報を提供することができる。
【０１４０】
測定される液体３又は媒体の特性がより正確に知られていればいるほど、充填レベル測定をより正確に行うことができる。このため、前記装置は、対応する値のプリセットの手動又は自動調整のための手段を有し得る。
【０１４１】
本発明は、多数Ｎの容器５を有する群１０（例えばマイクロプレート）全体が数百ミリ秒で測定することができるという利点を有する。超音波に基づいて作業する従来の解決法は、例えば、このために一般に数分必要である。
【０１４２】
本発明は、非接触な方法で作業し、容器５内の液体３又は媒体に入れられるセンサ、針、又は同種のものがないので汚染がないという利点を有する。
【０１４３】
本発明の更なる利点は、装置費が比較的安いことである。
【０１４４】
本発明は、付随（同時）充填レベル測定を用いて正確な吸引及び／又は分配を評価することができるだけでなく、液体の絶対量も測定することができる。
【０１４５】
装置１００の要素は、群１０の下に配置されるので、群１０の上の空間１０は完全に他の組立体及び構成要素のために使用可能である。
【０１４６】
本発明に係る装置１００又は本発明に係る方法は、種々の機器及び装置において使用することができる。環境に応じて、ある程度の適用が必要であることは明らかである。
【０１４７】
本発明は、群１０の各個別容器５内の充填レベル測定を可能にする、すなわち個別測定を可能にする。
【０１４８】
本発明はまた、個別容器５内の充填レベルのリアルタイム監視を可能にする。
【０１４９】
本発明は、液量で約１μｌの分解能を提供し、従来周知の解決法によるものより著しく良くなっている。例えば分注に適用するときにおける現実の容量変化の場合には、これらの容量変化は、数フェントファラドの範囲内にあり得る。装置１００は、全ての要素の直接的に近接した空間的に密接に詰められた配置であるにも関わらず、そのようなわずかな変化を確実に測定することができる。
【０１５０】
本発明は、フィルタが場合によって破裂し得る又は塞がれ得る溶出／固相抽出の監視において特に有利に使用することができる。充填レベルを検出又は観測することによって、抽出が要求通りに処理しているか監視することができる。本発明に係る装置１００を用いて充填レベルを観測することによって、例えば、この場合はごく少量又はゼロの液体３が容器５に達したあとにフィルタが塞がれるかを監視することができる。フィルタが破裂する場合は、これは、容器５内の液体の量が突然増加したあとに装置１００によって決定することができる。
【０１５１】
更に好ましい実施形態では、後側電極２０１を用いて実行される充填レベル検出は、導電針を供給して浸すことにより補われる。この針が容器５内の液体３の充填レベルに達する場合、これは次に、明らかに測定され得る場の乱れを引き起こす。そのような組合せは、必要に応じて他の方法でどうしても利用することができない更なる言及を得るために使用され得る。
【符号の説明】
【０１５２】
１ センサ配置
２ 信号源
３ 液体
５、５．１、５．２−５．Ｎ 容器
６ 周辺液体容器
１０ 群
１１ （マイクロ）プレート
１２ ウェブ
２０ 基本モジュール
２１ ジグザグ線
５１ 送信器
５２、５２．１−５２．Ｎ 受信器
５３ 有効送信器
５４ 有効受信器
５５ （正弦）発生器
５６ 出力
５７ 送信回路
５８、５８．１−５８．Ｎ 受信回路
６０ 容量液体検出手段
７０ 評価モジュール
７１ 多重化装置
７２ メモリ
７３ クロストークモジュール
１００ 装置
１０１ 中間空間
２００ 水平ベースプレート
２０１、２０１．１、２０１．２ 柱のような電極
２０２ 電気接続ライン
２０３ 非導電領域
２０４ 導電領域
２０５ 栓
２０６ 導電表面
２０７ 貫通孔
４００ 実験機器
ＡＲ 行間隔
ＡＳ 列間隔
ＢＧ 矩形接地ポストの幅
Ｃ 容量
ＣＧ 容量
ＣＷ 容器容量
ＣＸ 容量
φＤＥ 円形電極の直径
ＲＷ 容器抵抗
Ｅ１、Ｅ２、・・・ 受信電極
Ｇ 接地
Ｋ 電極の総数
Ｌ 長さ
Ｎ 容器の数
Ｎ１ 有効使用可能容器の数
Ｒ 行
ＲＡ 抵抗
ｒ（ｔ）、ｒ１（ｔ）−ｒＮ（ｔ）、出力信号
Ｓ 送信電極
Ｓｐ 列
ｓ（ｔ） 入力信号
Ｔ 深さ
ＴＧ 矩形接地ポストの奥行き
Ｘ＋ 正電源電圧
ＺＧ 接地インピーダンス
ＺＷ 容器インピーダンス
ＺＸ クロストークインピーダンス
Ｚｔｏｔ，Ｚ１ｔｏｔ−ＺＮｔｏｔ 複素インピーダンス
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一寸法の規則的に配置された容器（５）からなる群（１０）の個別容器（５）内の充填レベルの容量決定のための装置（１００）であって、
前記装置（１００）は、送信電極（Ｓ）及び受信電極（Ｒ）並びに容量測定を実行するための回路を有し、前記測定回路が、送信回路（５７）及び受信回路（５８）を有し、
前記装置（１００）は、
水平ベースプレート（２００）であって、該ベースプレート（２００）によって規定される水平面（Ｅ）に対して一方向に突出し、同一寸法の複数の作業地帯が形成されるように相互に均一に間隔をあけて離れて配置される複数の電極（２０１）を備えた水平ベースプレート（２００）と、
多数の接続部（２０２）であって、該接続部を通じて、電極（２０１）の一部が送信回路（５７）と接続可能であるとともにそれを用いて制御可能であり、且つ、電極（２０１）の一部が受信回路（５８）と接続可能であるとともにそれによって読み出され得る多数の接続部（２０２）と、
を有し、
水平面（Ｅ）の各作業地帯の１つの領域において、少なくともそれぞれ２つの電極（２０１）が互いに反対にあり、接続部（２０２）をそれぞれ用いてこれらの２つの電極（２０１）の一方が送信器として使用可能であり、２つの電極（２０１）の他方が受信器として使用可能である、
ことを特徴とする装置（１００）。
【請求項２】
前記測定回路は、隣接電極（２０１）間のクロストークを補償する又は最小にするためのモジュールを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置（１００）。
【請求項３】
前記電極（２０１）の少なくとも一部は常に送信器（Ｓ）として機能し、前記電極（２０１）の別の一部は常に受信器（Ｒ）として機能する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置（１００）。
【請求項４】
前記電極（２０１）は前記ベースプレート（２００）の一体的部分である、又は、前記電極（２０１）は前記ベースプレート（２００）に固定される、
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の装置（１００）。
【請求項５】
これは、受信器（Ｒ）として機能する電極（２０１）の信号（ｒ（ｔ））を評価するように配置される評価モジュール（７０）を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項６】
隣接容器（１０）の電極（２０１）に関して従来知られている規則的幾何学的配置に基づいてクロストークの幾何学的抑制が電界の重ね合わせを通じて生じるように、一時的に容器（１０）ごとに１つの電極（２０１）が送信器（Ｓ）として制御可能であるとともに１つの電極（２０１）が受信器（Ｒ）として読み出し可能である、
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項７】
少なくとも１つの電極（２０１）が一時的に又は永久に接地される、
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項８】
前記評価モジュール（７０）において、コンピュータによる方法において隣接容器（５）間のクロストークを抑制することを可能にするためにアルゴリズムが実行される、
ことを特徴とする請求項５に記載の装置（１００）。
【請求項９】
前記モジュールにおいて、コンピュータによる方法において隣接容器（５）の電極（２０１）間のクロストークを抑制することを可能にするためにアルゴリズムが実行される、
ことを特徴とする請求項２に記載の装置（１００）。
【請求項１０】
前記作業地帯のサイズ及び形状は、各作業地帯が実験プレート、マイクロプレート、ストリップラック、マルチウェルプレート、又はマイクロタイタープレートからなる容器（５）を受容し得るように配置される、
ことを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項１１】
前記装置（１００）に配置され得る実験プレート、マイクロプレート、ストリップラック、マルチウェルプレート、又はマイクロタイタープレートを有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の少なくとも１つの装置（１００）を有する実験機器（４００）。
【請求項１３】
複数の行（Ｒ）及び／又は列（Ｓｐ）において互いに隣接して規則的な相互距離において水平に配置される容器（５）からなる群（１０）における個別充填レベル測定を実行するための容量測定方法であって、
前記方法は、以下のステップ、すなわち、
ａ）第１の容器（５．１）に隣接して位置づけられる第１の電極（２０１．１）を伝達信号（ｓ（ｔ））を用いて制御するステップと、
ｂ）前記第１の電極（２０１．１）に関して所定距離に位置づけられ、前記第１の容器（５．１）に関して柱のような前記第１の電極（２０１．１）の反対に位置づけられる第２の電極（２０１．２）を介して受信される受信信号（ｒ（ｔ））を評価するステップと、
ｃ）それぞれ個別容器（５．ｘ）に隣接する１つの電極（２０１．１）は送信器（Ｓ）として機能し、同一容器（５．ｘ）に隣接する反対の電極（２０１．１）は受信器（Ｒ）として機能する前記群（１０）の各容器（５．ｘ）のためにａ）及びｂ）ステップを繰り返すステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
送信器（Ｓ）又は受信器（Ｒ）として機能するそれらの電極（２０１．１、２０１．２）に加えて、一時的に又は永久に接地される更なる電極（２０１）が設けられる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電極（２０１．１、２０１．２）の少なくとも１つは、１つのステップにおいて送信器（Ｓ）として使用され、別のステップにおいて受信器（Ｒ）として使用される、
ことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
準備ステップにおいて、容器（５）からなる群（１０）は、電極（２０１）を備えた装置（１００）に上方から配置され、電極（２０１）は、取り付けるときに容器（５）間の中間空間（１０１）につけられる、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１５の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
多重化方法は、送信器（Ｓ）として機能する全ての電極（２０１．１）に伝達信号（ｓ（ｔ））を連続的にロードすることを可能にするために使用される、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１６の何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
多重化方法は、受信器（Ｒ）として機能する全ての電極（２０１．２）を連続的に読み出すことを可能にするために使用される、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
アルゴリズムを用いて、コンピュータによる方法においてクロストークが最小にされ又は補償され、前記アルゴリズムは、参照測定の蓄えられた参照値を計算に入れる、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１８の何れか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記電極の一部は、所定電位を受け取ることができ、それによって寄生容量を無効にすることができる、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１８の何れか１項に記載の方法。
【請求項２１】
一方の電極対（２０１）が他方のものの後に活性化される、又は、２つ若しくはそれ以上の電極対（２０１）が同時に活性化され、この場合は直接隣接していない電極対（２０１）が選択される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
同一寸法の規則的に配置された容器（５）からなる群（１０）の個別容器（５）内の充填レベルの容量決定のための装置（１００）であって、
前記装置（１００）は、送信電極（Ｓ）及び受信電極（Ｒ）並びに容量測定を実行するための回路を有し、前記測定回路が、送信回路（５７）及び受信回路（５８）を有し、
前記装置（１００）は、
水平ベースプレート（２００）であって、該ベースプレート（２００）によって規定される水平面（Ｅ）に対して一方向に突出し、同一寸法の複数の作業地帯が形成されるように相互に均一に間隔をあけて離れて配置される複数の電極（２０１）を備えた水平ベースプレート（２００）と、
多数の接続部（２０２）であって、該接続部を通じて、電極（２０１）の一部が送信回路（５７）と接続可能であるとともにそれを用いて制御可能であり、且つ、電極（２０１）の一部が受信回路（５８）と接続可能であるとともにそれによって読み出され得る多数の接続部（２０２）と、
を有し、
水平面（Ｅ）の各作業地帯の１つの領域において、少なくともそれぞれ２つの電極（２０１）が互いに反対にあり、接続部（２０２）をそれぞれ用いてこれらの２つの電極（２０１）の一方が送信器として使用可能であり、２つの電極（２０１）の他方が受信器として使用可能である、
ことを特徴とする装置（１００）。
【請求項２】
前記測定回路は、隣接電極（２０１）間のクロストークを補償する又は最小にするためのモジュールを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の装置（１００）。
【請求項３】
前記電極（２０１）の少なくとも一部は常に送信器（Ｓ）として機能し、前記電極（２０１）の別の一部は常に受信器（Ｒ）として機能する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の装置（１００）。
【請求項４】
前記電極（２０１）は前記ベースプレート（２００）の一体的部分である、又は、前記電極（２０１）は前記ベースプレート（２００）に固定される、
ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の装置（１００）。
【請求項５】
これは、受信器（Ｒ）として機能する電極（２０１）の信号（ｒ（ｔ））を評価するように配置される評価モジュール（７０）を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項６】
隣接容器（１０）の電極（２０１）に関して従来知られている規則的幾何学的配置に基づいてクロストークの幾何学的抑制が電界の重ね合わせを通じて生じるように、一時的に容器（１０）ごとに１つの電極（２０１）が送信器（Ｓ）として制御可能であるとともに１つの電極（２０１）が受信器（Ｒ）として読み出し可能である、
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項７】
少なくとも１つの電極（２０１）が一時的に又は永久に接地される、
ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項８】
前記評価モジュール（７０）において、コンピュータによる方法において隣接容器（５）間のクロストークを抑制することを可能にするためにアルゴリズムが実行される、
ことを特徴とする請求項５に記載の装置（１００）。
【請求項９】
前記モジュールにおいて、コンピュータによる方法において隣接容器（５）の電極（２０１）間のクロストークを抑制することを可能にするためにアルゴリズムが実行される、
ことを特徴とする請求項２に記載の装置（１００）。
【請求項１０】
前記作業地帯のサイズ及び形状は、各作業地帯が実験プレート、マイクロプレート、ストリップラック、マルチウェルプレート、又はマイクロタイタープレートからなる容器（５）を受容し得るように配置される、
ことを特徴とする請求項１から請求項９の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項１１】
前記装置（１００）に配置され得る実験プレート、マイクロプレート、ストリップラック、マルチウェルプレート、又はマイクロタイタープレートを有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか１項に記載の装置（１００）。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１の何れか１項に記載の少なくとも１つの装置（１００）を有する実験機器（４００）。
【請求項１３】
複数の行（Ｒ）及び／又は列（Ｓｐ）において互いに隣接して規則的な相互距離において水平に配置される容器（５）からなる群（１０）における個別充填レベル測定を実行するための容量測定方法であって、
前記方法は、以下のステップ、すなわち、
ａ）第１の容器（５．１）に隣接して位置づけられる第１の電極（２０１．１）を伝達信号（ｓ（ｔ））を用いて制御するステップと、
ｂ）前記第１の電極（２０１．１）に関して所定距離に位置づけられ、前記第１の容器（５．１）に関して柱のような前記第１の電極（２０１．１）の反対に位置づけられる第２の電極（２０１．２）を介して受信される受信信号（ｒ（ｔ））を評価するステップと、
ｃ）それぞれ個別容器（５．ｘ）に隣接する１つの電極（２０１．１）は送信器（Ｓ）として機能し、同一容器（５．ｘ）に隣接する反対の電極（２０１．１）は受信器（Ｒ）として機能する前記群（１０）の各容器（５．ｘ）のためにａ）及びｂ）ステップを繰り返すステップと、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１４】
送信器（Ｓ）又は受信器（Ｒ）として機能するそれらの電極（２０１．１、２０１．２）に加えて、一時的に又は永久に接地される更なる電極（２０１）が設けられる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記電極（２０１．１、２０１．２）の少なくとも１つは、１つのステップにおいて送信器（Ｓ）として使用され、別のステップにおいて受信器（Ｒ）として使用される、
ことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
準備ステップにおいて、容器（５）からなる群（１０）は、電極（２０１）を備えた装置（１００）に上方から配置され、電極（２０１）は、取り付けるときに容器（５）間の中間空間（１０１）につけられる、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１５の何れか１項に記載の方法。
【請求項１７】
多重化方法は、送信器（Ｓ）として機能する全ての電極（２０１．１）に伝達信号（ｓ（ｔ））を連続的にロードすることを可能にするために使用される、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１６の何れか１項に記載の方法。
【請求項１８】
多重化方法は、受信器（Ｒ）として機能する全ての電極（２０１．２）を連続的に読み出すことを可能にするために使用される、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１７の何れか１項に記載の方法。
【請求項１９】
アルゴリズムを用いて、コンピュータによる方法においてクロストークが最小にされ又は補償され、前記アルゴリズムは、参照測定の蓄えられた参照値を計算に入れる、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１８の何れか１項に記載の方法。
【請求項２０】
前記電極の一部は、所定電位を受け取ることができ、それによって寄生容量を無効にすることができる、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１８の何れか１項に記載の方法。
【請求項２１】
一方の電極対（２０１）が他方のものの後に活性化される、又は、２つ若しくはそれ以上の電極対（２０１）が同時に活性化され、この場合は直接隣接していない電極対（２０１）が選択される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７Ａ】
【図７Ｂ】
【図７Ｃ】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図１７Ａ】
【図１７Ｂ】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−２１５１４６（Ｐ２０１１−２１５１４６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−７９１７９（Ｐ２０１１−７９１７９）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５０１４４２６９９）テカン・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト (26)
【氏名又は名称原語表記】ＴＥＣＡＮ Ｔｒａｄｉｎｇ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９１７９（Ｐ２０１１−７９１７９）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５０１４４２６９９）テカン・トレーディング・アクチェンゲゼルシャフト (26)
【氏名又は名称原語表記】ＴＥＣＡＮ Ｔｒａｄｉｎｇ ＡＧ
【Ｆターム（参考）】
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