JP2003254983A - Level detection apparatus and automatic analyzer using the same - Google Patents

Level detection apparatus and automatic analyzer using the same

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JP2003254983A
JP2003254983A JP2002058962A JP2002058962A JP2003254983A JP 2003254983 A JP2003254983 A JP 2003254983A JP 2002058962 A JP2002058962 A JP 2002058962A JP 2002058962 A JP2002058962 A JP 2002058962A JP 2003254983 A JP2003254983 A JP 2003254983A
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JP
Japan
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liquid level
air nozzle
pressure
air
pressure sensor
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Application number
JP2002058962A
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Japanese (ja)
Inventor
Hachiro Okumura
八郎 奥村
Hiroshi Sudo
博史 須藤
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Sakae KK
Original Assignee
Sakae KK
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To allow precise detection of a liquid level, and enable even liquid level detection for a trace sample. <P>SOLUTION: The apparatus comprises a liquid level approach control means 6 for causing an air nozzle 2 to discharge air at least before the air nozzle 2 reaches a liquid level 1 and for relatively moving the air nozzle 2 with respect to the liquid level 1, a reference value determination means 7 for detecting an inner pressure of the air nozzle 2 by means of a pressure sensor 5 before the air nozzle 2 reaches the liquid level and for determining a pressure reference value based on the detected value by the pressure sensor 5, a liquid level discrimination means 8 for comparing the pressure value of the pressure sensor 5 with the pressure reference value determined by the reference value determination means 7 so as to determine that the air nozzle 2 has reached the liquid level 1 provided that the pressure value of the pressure sensor 5 exceeded the pressure reference value, and a stop control means 9 for stopping the air discharge from the air nozzle 2 so as to stop the relative movement of the air nozzle 2 with respect to the liquid level 1 under the conditions where it is determined by means of the liquid level discrimination means 8 that the air nozzle 2 has reached the liquid level 1. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液面を検知する液
面検知装置に係り、特に、エアノズルを利用した圧力変
化に基づいて液面を検知する態様の液面検知装置及びこ
れを用いた自動分析装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid level detecting device for detecting a liquid level, and more particularly to a liquid level detecting device for detecting a liquid level based on a pressure change using an air nozzle and the liquid level detecting device using the same. Regarding improvement of automatic analyzer.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、血清などの検体中の物質を定量
する自動分析装置では、検体をサンプリングする際や試
薬を吸引分注する際に、検体のサンプリング量や試薬の
分注量を決定する上で、検体又は試薬などの試料の液面
を検知し、この検知情報を利用して検体のサンプリング
動作や試薬の吸引分注動作を実行することが通常行われ
ている。従来この種の自動分析装置で用いられる液面検
知装置としては、例えばポンプと該ポンプに連接された
ピペットとを有し、検体又は試薬等の試料をポンプの吸
引、吐出動作により分注するに際し、ポンプとピペット
とを連接する流系の圧力を検出するための圧力センサを
設け、ポンプを動作させながらピペットを下降させ、圧
力センサで検出される流系の圧力変化から液面を検知す
る方式が既に提案されている(例えば特開平2−243
960号公報)。例えばピペット内に正圧を供給する態
様にあっては、ピペットが液面に到達すると、ピペット
内の内圧が上昇するため、この圧力変化に基づいて液面
を検知することが可能である。
2. Description of the Related Art Generally, in an automatic analyzer for quantifying a substance in a sample such as serum, the sampling amount of the sample and the dispensing amount of the reagent are determined when sampling the sample or dispensing the reagent by suction. In the above, it is usual to detect the liquid level of a sample such as a sample or a reagent, and use the detection information to perform the sample sampling operation and the reagent aspirating / dispensing operation. Conventionally, as a liquid level detection device used in this type of automatic analyzer, for example, a pump and a pipette connected to the pump are provided, and when a sample such as a sample or a reagent is dispensed by suction and discharge operations of the pump, A method to detect the liquid level from the pressure change of the flow system detected by the pressure sensor by providing a pressure sensor for connecting the pump and the pipette to detect the pressure of the flow system, lowering the pipette while operating the pump Has already been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-243).
960 publication). For example, in a mode in which a positive pressure is supplied to the pipette, when the pipette reaches the liquid surface, the internal pressure in the pipette rises, so it is possible to detect the liquid surface based on this pressure change.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の液面検知装置にあっては、圧力センサの圧力基準値を
予め一定に設定しておき、圧力センサの圧力基準値を超
えた条件下でピペットが液面に到達したと判断する手法
が採用される。ところが、圧力センサ(例えばピエゾ抵
抗式圧力センサ等)は、例えば温度依存性があり、温度
によってセンサ出力がドリフトしてしまう懸念があるば
かりか、特に、ピペットに使い捨て用の着脱自在なノズ
ルチップ(ディスポーザブルチップ)を装着した態様に
あっては、ノズルチップの先端径の寸法バラツキやエア
リークなどによる圧力変動分があり得るため、圧力セン
サの圧力基準値を設定する上でマージンを大きく確保せ
ざるを得ない。尚、マージンとしては、他にも電源電圧
の変動要因や個々の部品(例えば半固定可変抵抗器)の
温度変動要因を考慮することが必要である。
However, in the liquid level detecting device of this type, the pressure reference value of the pressure sensor is set to a constant value in advance, and the pressure reference value of the pressure sensor is exceeded. A method of determining that the pipette has reached the liquid surface is adopted. However, a pressure sensor (such as a piezoresistive pressure sensor) has a temperature dependency, for example, and there is a concern that the sensor output may drift depending on the temperature. In a mode in which the disposable tip is attached, there is a possibility of pressure fluctuation due to dimensional variation of the tip diameter of the nozzle tip, air leak, etc. Therefore, it is necessary to secure a large margin in setting the pressure reference value of the pressure sensor. I don't get it. In addition, as the margin, it is necessary to consider other factors such as power supply voltage fluctuation factors and temperature fluctuation factors of individual components (for example, semi-fixed variable resistors).

【0004】このとき、圧力基準値のマージンが大きい
分、エアの弾性に起因してピペットが液面に到達してか
ら液面検知に至るまでの間(圧力基準値に達するまでの
間)にある程度の時間を要する。このため、ピペットの
下降動作の停止タイミングに遅れを生じ、ピペットの先
端が液体中に深く浸漬してしまう事態を生ずる。このよ
うな状態において、ピペットの先端部外周面に多くの試
料が付着すると、付着試料が落下するなどして、試料の
分注量精度に悪影響を及ぼす虞れがあるほか、試料自体
が微量である場合には、ピペットの先端が試料容器の底
に衝突してしまい、ピペットによる吸引、分注動作その
ものが不可能になる虞れがある。また、試料が二層で上
ずみ液だけを吸引する場合にも液面精度が要求される。
At this time, since the margin of the pressure reference value is large, the pipette reaches the liquid surface due to the elasticity of the air until the liquid level is detected (until the pressure reference value is reached). It takes some time. Therefore, there is a delay in the timing of stopping the descending operation of the pipette, and the tip of the pipette is deeply immersed in the liquid. In such a state, if a large amount of sample adheres to the outer peripheral surface of the tip of the pipette, the adhering sample may drop, which may adversely affect the accuracy of the sample dispensing amount. In some cases, the tip of the pipette may collide with the bottom of the sample container, making it impossible to perform suction and dispensing operations by the pipette. In addition, liquid level accuracy is required even when the sample has two layers and only the top liquid is sucked.

【0005】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、液面を正確に検知すること
ができ、微量試料に対する液面検知をも可能とした液面
検知装置及びこれを用いた自動分析装置を提供するもの
である。
The present invention has been made in order to solve the above technical problems, and is capable of accurately detecting the liquid level and also capable of detecting the liquid level of a small amount of sample. And an automatic analyzer using the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、図1に示すよ
うに、検知対象である液面1に対向配置され且つ液面1
に対して相対移動するエア吐出可能なエアノズル2と、
このエアノズル2内に所定圧のエアを供給するエア供給
装置3と、前記エアノズル2とエア供給装置3とを連通
接続するエア配管4と、このエアノズル2の内圧を検出
する圧力センサ5とを備えた液面検知装置において、少
なくともエアノズル2が液面1に到達する前段階でエア
ノズル2からエアを吐出させ、液面1に対してエアノズ
ル2を相対移動させる液面接近制御手段6と、エアノズ
ル2が液面1に到達する前にエアノズル2の内圧を圧力
センサ5にて検出し、この圧力センサ5の検出値に基づ
いて圧力基準値を決定する基準値決定手段7と、この基
準値決定手段7にて決定された圧力基準値と圧力センサ
5との圧力値とを対比し、圧力センサ5の圧力値が圧力
基準値を超えた条件下でエアノズル2が液面1に到達し
た状態であることを判別する液面判別手段8と、この液
面判別手段8にてエアノズル2が液面1に到達した状態
であることを判別した条件下で、エアノズル2からのエ
ア吐出を停止させ、液面1に対するエアノズル2の相対
移動を停止させる停止制御手段9とを備えたことを特徴
とするものである。
According to the present invention, as shown in FIG. 1, a liquid surface 1 is disposed so as to face a liquid surface 1 to be detected.
An air nozzle 2 capable of ejecting air that moves relative to
An air supply device 3 for supplying a predetermined pressure of air into the air nozzle 2, an air pipe 4 connecting the air nozzle 2 and the air supply device 3 in communication with each other, and a pressure sensor 5 for detecting the internal pressure of the air nozzle 2. In the liquid level detection device, at least before the air nozzle 2 reaches the liquid level 1, air is ejected from the air nozzle 2 and the liquid level approach control means 6 that moves the air nozzle 2 relative to the liquid level 1; Before the liquid reaches the liquid surface 1, the internal pressure of the air nozzle 2 is detected by the pressure sensor 5, and the reference value determining means 7 for determining the pressure reference value based on the detection value of the pressure sensor 5, and the reference value determining means. The pressure reference value determined in 7 is compared with the pressure value of the pressure sensor 5, and the air nozzle 2 has reached the liquid level 1 under the condition that the pressure value of the pressure sensor 5 exceeds the pressure reference value. thing Under the condition that the liquid level determining means 8 for determining and the liquid level determining means 8 determine that the air nozzle 2 has reached the liquid level 1, the air discharge from the air nozzle 2 is stopped, and the liquid level 1 And a stop control means 9 for stopping the relative movement of the air nozzle 2 with respect to.

【0007】本発明において、エアノズル2は液面1に
対して相対移動するものであればよいため、液面1に対
してエアノズル2が移動する態様に限られず、エアノズ
ル2が固定で液面1が移動する態様をも含む。ここで、
エアノズル2移動型に適用する場合には、本発明は、図
1に示すように、液面検知装置のうち、エアノズル2を
昇降動させるノズル駆動装置10を備えた態様におい
て、少なくともエアノズル2が液面1に到達する前段階
でエアノズル2からエアを吐出させ、液面に対してエア
ノズル2を下降させる液面接近制御手段6と、エアノズ
ル2が液面1に到達する前にエアノズル2の内圧を圧力
センサ5にて検出し、この圧力センサ5の検出値に基づ
いて圧力基準値を決定する基準値決定手段7と、この基
準値決定手段7にて決定された圧力基準値と圧力センサ
5との圧力値とを対比し、圧力センサ5の圧力値が圧力
基準値を超えた条件下でエアノズル2が液面1に到達し
た状態であることを判別する液面判別手段8と、この液
面判別手段8にてエアノズル2が液面1に到達した状態
であることを判別した条件下で、エアノズル2からのエ
ア吐出を停止させ、エアノズル2の下降動作を停止させ
る停止制御手段9とを備えるようにすればよい。
In the present invention, the air nozzle 2 is not limited to the mode in which the air nozzle 2 moves with respect to the liquid surface 1 as long as it can move relative to the liquid surface 1, and the air nozzle 2 is fixed and the liquid surface 1 It also includes a mode of moving. here,
When applied to a moving type of the air nozzle 2, the present invention, as shown in FIG. 1, includes a nozzle driving device 10 for moving the air nozzle 2 up and down in the liquid level detecting device, in which at least the air nozzle 2 is a liquid. Liquid level approach control means 6 for discharging air from the air nozzle 2 before reaching the surface 1 and lowering the air nozzle 2 with respect to the liquid level, and internal pressure of the air nozzle 2 before the air nozzle 2 reaches the liquid level 1. Reference value determining means 7 for detecting the pressure sensor 5 and determining a pressure reference value based on the detected value of the pressure sensor 5, and the pressure reference value and the pressure sensor 5 determined by the reference value determining means 7. Liquid level determining means 8 for determining that the air nozzle 2 has reached the liquid level 1 under the condition that the pressure value of the pressure sensor 5 exceeds the pressure reference value, and this liquid level. The discriminating means 8 Under the condition that it is determined that the nozzle 2 has reached the liquid surface 1, the stop control means 9 for stopping the air discharge from the air nozzle 2 and stopping the descending operation of the air nozzle 2 may be provided. .

【0008】このような技術的手段において、エアノズ
ル2は、エア吐出可能なノズル構造であれば適宜選定し
て差し支えなく、例えば静電容量変化に基づいて液面を
検知する方式のように、材料的に制約を受けることはな
い。また、エアノズル2は、全体として単一構成部材で
ある態様に限られず、例えば先端部が着脱自在な構造に
なっていてもよい。特に、先端部が着脱自在な構造を採
用すれば、エアノズル2が液面1に到達した時点でエア
ノズル2の先端外周面に液体が付着したとしても、この
付着した液体による影響を回避することが可能である。
また、圧力センサ5の種類は適宜選定して差し支えない
が、微小圧力検出に適しているという観点からすれば、
コスト的に安価で高感度なピエゾ抵抗式圧力センサを用
いることが好ましい。このピエゾ抵抗式圧力センサはそ
れ自身温度特性を持つため、温度依存性が高いものであ
るが、本発明にあっては、この圧力センサ5の出力に基
づいて圧力基準値を決定するため、圧力センサ5の温度
特性は圧力基準値を決定する過程で考慮される。そし
て、圧力センサ5の配設位置については、エアノズル2
の内圧を検知できればよく、エア配管4内を始め適宜選
定して差し支えない。
In such a technical means, the air nozzle 2 may be appropriately selected as long as it has a nozzle structure capable of ejecting air. For example, as in the method of detecting the liquid level based on the change in capacitance, the material There is no restriction. Further, the air nozzle 2 is not limited to a mode in which the air nozzle 2 is a single component as a whole, and may have a structure in which, for example, the tip portion is detachable. In particular, if the tip portion has a detachable structure, even if the liquid adheres to the tip outer peripheral surface of the air nozzle 2 when the air nozzle 2 reaches the liquid surface 1, the influence of the adhered liquid can be avoided. It is possible.
Further, the type of the pressure sensor 5 may be appropriately selected, but from the viewpoint of being suitable for minute pressure detection,
It is preferable to use a piezoresistive pressure sensor that is inexpensive and highly sensitive. Since this piezoresistive pressure sensor has a temperature characteristic itself, it has a high temperature dependency. However, in the present invention, since the pressure reference value is determined based on the output of this pressure sensor 5, the pressure reference value is The temperature characteristic of the sensor 5 is considered in the process of determining the pressure reference value. Regarding the position where the pressure sensor 5 is arranged, the air nozzle 2
It suffices to be able to detect the internal pressure of the air pipe 4, and the inside of the air pipe 4 may be appropriately selected.

【0009】更に、液面接近制御手段6については、エ
アノズル2のエア吐出圧は適宜選定して差し支えない
が、検知対象である液面位置変動を極力抑える程度の微
小圧が好ましい。そして、エアノズル2のエア吐出動作
については、基準値決定手段7にて圧力基準値を決定で
きる範囲内であれば、液面1から離れた任意の位置を初
期位置として開始すればよい。
Further, with respect to the liquid level approach control means 6, the air discharge pressure of the air nozzle 2 may be appropriately selected, but it is preferable that the pressure is a minute pressure that suppresses fluctuations in the liquid level position to be detected as much as possible. Then, the air discharge operation of the air nozzle 2 may be started at an arbitrary position apart from the liquid surface 1 as an initial position as long as it is within a range in which the pressure reference value can be determined by the reference value determination means 7.

【0010】また、基準値決定手段7にて圧力基準値を
決定するのは、圧力センサ5の温度依存性やエアノズル
2の製造誤差など他のすべての影響を吸収するためであ
る。ここで、「圧力基準値」は、エアノズル2が液面1
に到達した際の圧力変化を判別できるものであればよ
く、判別精度を高めるという観点からすれば、エアノズ
ル2が液面1に接近する過程の安定した圧力値に対し所
定のマージンを加算するものが選定される。つまり、エ
アノズル2が液面1に到達すると、エアノズル2が液面
1にて塞がれるため、エアノズル2の内圧が急激に上昇
するが、その前段階では、エアノズル2の内圧が安定し
た領域が続くため、この安定した領域の圧力値とマージ
ンとで圧力基準値を選定すればよい。尚、ここでいう
「マージン」はノイズマージンを考慮したものであれば
よく、圧力センサ5の温度依存性やエアノズル2の製造
誤差などに対応するマージンを考慮する必要がないた
め、マージン自体を小さな値に設定することができる。
The reference value determining means 7 determines the pressure reference value in order to absorb all other influences such as the temperature dependency of the pressure sensor 5 and the manufacturing error of the air nozzle 2. Here, the “pressure reference value” means that the air nozzle 2 is at the liquid level 1
It is only necessary to be able to discriminate the pressure change when the pressure reaches a certain point, and from the viewpoint of improving the discrimination accuracy, a predetermined margin is added to the stable pressure value in the process of the air nozzle 2 approaching the liquid surface 1. Is selected. That is, when the air nozzle 2 reaches the liquid surface 1, the air nozzle 2 is blocked by the liquid surface 1, so that the internal pressure of the air nozzle 2 rapidly rises, but in the previous stage, there is a region where the internal pressure of the air nozzle 2 is stable. Since it continues, the pressure reference value may be selected based on the pressure value and the margin in this stable region. Note that the “margin” referred to here only needs to take noise margin into consideration, and it is not necessary to consider the margin corresponding to the temperature dependency of the pressure sensor 5 or the manufacturing error of the air nozzle 2, so the margin itself is small. Can be set to a value.

【0011】更に、液面判別手段8は、例えば圧力セン
サ5の圧力値が決められた圧力基準値を超えるか否かを
チェックし、超えた条件下で液面判別信号を送出する
等、適宜選定して差し支えない。そして、液面判別手段
8による液面判別信号に基づいて停止制御手段9により
エアノズル2の相対移動を停止させることにより、エア
ノズル2先端の液面への浸漬量を少なくすることがで
き、エアノズル2の先端位置で液面位置を正確に検知す
ることが可能である。ここで、停止制御手段9は、液面
1検知時にエアノズル2へのエア吐出動作を停止させる
が、これにより液面1のエア吐出圧による揺れを抑制す
る。
Further, the liquid level discriminating means 8 checks whether the pressure value of the pressure sensor 5 exceeds a predetermined pressure reference value, for example, and sends out a liquid level discriminating signal under such a condition. You can select it. Then, by stopping the relative movement of the air nozzle 2 by the stop control means 9 based on the liquid level determination signal from the liquid level determination means 8, the immersion amount of the tip of the air nozzle 2 on the liquid level can be reduced, and the air nozzle 2 It is possible to accurately detect the liquid surface position at the tip position of the. Here, the stop control means 9 stops the air discharge operation to the air nozzle 2 when the liquid level 1 is detected, but this suppresses the fluctuation of the liquid level 1 due to the air discharge pressure.

【0012】また、本発明は、液面検知装置に限られる
ものではなく、これを用いた自動分析装置をも対象とす
る。この場合、本発明は、図1に示すように、検体又は
試薬が収容された容器11を有し、検体を自動分析する
自動分析装置において、容器11に収容された液体12
の液面1を検知する液面検知装置として上述した液面検
知装置を用いるようにすればよい。この態様によれば、
エアノズル2先端の浸漬量を小さくすることができるた
め、微量検体についても、液面検知を行うことができ
る。このとき、エアノズル2としては、装置構成を簡略
化するという観点からすれば、可動型エアノズル2を使
用することが好ましい。勿論、固定型エアノズル2を使
用することは可能であるが、この場合には、例えば容器
11自体を所定位置に移動させる機構を付加するように
すればよい。
Further, the present invention is not limited to the liquid level detection device, but also an automatic analysis device using the same. In this case, the present invention, as shown in FIG. 1, has a container 11 in which a sample or a reagent is contained, and in an automatic analyzer for automatically analyzing a sample, the liquid 12 contained in the container 11 is used.
The liquid level detection device described above may be used as the liquid level detection device for detecting the liquid level 1. According to this aspect,
Since the immersion amount at the tip of the air nozzle 2 can be reduced, the liquid level can be detected even for a small amount of sample. At this time, the movable air nozzle 2 is preferably used as the air nozzle 2 from the viewpoint of simplifying the device configuration. Of course, the fixed type air nozzle 2 can be used, but in this case, for example, a mechanism for moving the container 11 itself to a predetermined position may be added.

【0013】また、自動分析装置において、エアノズル
2は独立の機能部品として構成して差し支えないが、自
動分析装置で使用する際のエアノズル2の好ましい態様
としては、容器11内の液体12を吸引あるいは分注す
る吸引分注ピペットと兼用するようにし、エアノズル2
と吸引分注ピペットとを共用化することが装置構成の簡
略化の点で好ましい。
Further, in the automatic analyzer, the air nozzle 2 may be constructed as an independent functional component, but when the air nozzle 2 is used in the automatic analyzer, a preferable mode of the air nozzle 2 is to suck or suck the liquid 12 in the container 11. The air nozzle 2 is used as a suction pipette for dispensing.
It is preferable that the suction pipette and the suction pipette are commonly used in terms of simplification of the device configuration.

【0014】尚、本件の液面検知装置に近似した先行技
術として、例えば特開2001−304938号公報所
載のものが挙げられる。これは、ポンプによりノズルの
先端にエアを吸引又は吐出させながら前記ノズルを液面
に向けて下降させる下降ステップと、前記ノズルにつな
がる配管の内圧が変化したときに前記ポンプの吸引又は
吐出及び前記ノズルの下降を停止させる検知ステップ
と、前記配管の内圧が許容変化量範囲内で所定時間以上
継続したときに、前記ノズルの先端が液面に接触したと
判断する判断ステップと、を含むものである。この種の
先行技術にあっては、配管の内圧が変化したときに、ポ
ンプの吸引又は吐出を停止させ、かつ、ノズルの下降を
停止させた後、配管の内圧が許容変化量範囲内で継続し
たか否かをチェックし、これらを満たした条件下で初め
てノズルの先端が液面に接触したことを判断するもので
ある。このタイプによれば、配管の内圧変化、ポンプの
吸引又は吐出動作及びノズルの下降動作の停止、配管の
内圧継続チェックという一連の処理を繰り返すことで、
ノズルの先端が液面に接触したか否かを判断するもので
あるため、液面の検知処理時間が嵩むばかりか、吸引動
作であれば、内圧継続チェック中に試料を吸引してしま
う虞れがあり、また、吐出動作の場合には、試料中に空
気を送り込んで攪拌してしまう点で好ましくない。
As a prior art similar to the liquid level detection device of the present invention, there is, for example, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-304938. This is a descending step of descending the nozzle toward the liquid surface while sucking or discharging air at the tip of the nozzle by the pump, and suction or discharge of the pump when the internal pressure of the pipe connected to the nozzle changes and It includes a detection step of stopping the descending of the nozzle, and a determination step of determining that the tip of the nozzle comes into contact with the liquid surface when the internal pressure of the pipe continues for a predetermined time or longer within an allowable variation range. In this type of prior art, when the internal pressure of the pipe changes, the suction or discharge of the pump is stopped and the lowering of the nozzle is stopped, and then the internal pressure of the pipe continues within the allowable change amount range. It is checked whether or not it is done, and it is judged that the tip of the nozzle comes into contact with the liquid surface only under the condition that these are satisfied. According to this type, by repeating a series of processes such as a change in the internal pressure of the pipe, a suction or discharge operation of the pump, a stop of the descending operation of the nozzle, and an internal pressure continuation check of the pipe,
Since it determines whether or not the tip of the nozzle has come into contact with the liquid surface, not only the liquid surface detection processing time increases, but also the suction operation may cause the sample to be sucked during the internal pressure continuation check. In addition, in the case of the discharging operation, it is not preferable in that air is sent into the sample to be stirred.

【0015】これに対し、本件発明は、エアノズル2が
液面1に到達する前にエアノズル2の内圧を検知し、こ
れに基づいて圧力基準値を決定した後、エアノズル2の
圧力値が圧力基準値を超えた条件下で液面を判別する点
を特徴点としている。このため、本件発明は、液面を検
知するまでの間、エアノズル2のエア吐出動作及び液面
1に対するエアノズル2の相対移動動作を停止すること
なく行うことが可能であり、その分、液面の検知処理時
間を短縮することが可能であるばかりか、圧力基準値を
設定するに当たってノイズマージンを考慮することで、
ノイズによる影響を無くし、液面検知精度を高めること
ができる。このように、本件発明は、前記先行技術と全
く異なる液面検知方式を採用しているため、前記先行技
術とは無関係である。
On the other hand, according to the present invention, the internal pressure of the air nozzle 2 is detected before the air nozzle 2 reaches the liquid surface 1, and the pressure reference value is determined based on the internal pressure. The feature point is that the liquid level is discriminated under the condition that the value is exceeded. Therefore, the present invention can be performed without stopping the air discharging operation of the air nozzle 2 and the relative movement operation of the air nozzle 2 with respect to the liquid surface 1 until the liquid surface is detected. Not only is it possible to shorten the detection processing time of, but also by considering the noise margin when setting the pressure reference value,
The influence of noise can be eliminated and the liquid surface detection accuracy can be improved. As described above, the present invention employs a liquid level detection method which is completely different from the above-mentioned prior art, and is irrelevant to the above-mentioned prior art.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。図2は本発明が適
用された自動分析装置の実施の一形態を示す。同図にお
いて、本実施の形態に係る自動分析装置はラテックス凝
集反応法を利用した免疫学的分析用として構成されたも
のであり、複数の検体(本例では例えば血清)を夫々サ
ンプリングする検体サンプリング装置15と、サンプリ
ングされた検体に対して所定の試薬(本例では例えばラ
テックス試薬)を分注した後、両者を攪拌させて検体と
試薬とを反応させ、反応結果を光学的に測定する検体反
応測定装置20とを備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the accompanying drawings. FIG. 2 shows an embodiment of an automatic analyzer to which the present invention is applied. In the figure, the automatic analyzer according to the present embodiment is configured for immunological analysis using the latex agglutination reaction method, and sample sampling for sampling a plurality of samples (for example, serum in this example) respectively The device 15 and a sample for dispensing a predetermined reagent (for example, a latex reagent in this example) to the sampled sample, stirring them to react the sample with the reagent, and optically measuring the reaction result And a reaction measuring device 20.

【0017】本実施の形態において、検体サンプリング
装置15は、所要数の図示外のサンプルカップ(検体カ
ップ)や図示外の希釈カップなどが同心円のループ状に
保持されたディスク状のサンプルテーブル16と、検体
(本例では血清)をサンプリングする(検体吸引動作及
び検体分注動作)ための検体ピペッティング機構17と
を備えている。ここで、サンプルテーブル16は、所定
の検体吸引ステージに検査対象となる検体あるいは希釈
された検体が収容されたサンプルカップや希釈カップを
間欠的に移送するものである。一方、検体ピペッティン
グ機構17は上下動及び回転動作自在なサンプルピペッ
ト18を有し、サンプルカップ内の検体を所要量吸引し
たり、あるいは、必要に応じて希釈カップ内に検体及び
希釈液を分注したり、あるいは、後述するキュベットに
対してサンプリングした検体を分注するものである。
In the present embodiment, the sample sampling device 15 includes a disk-shaped sample table 16 in which a required number of sample cups (sample cups) not shown and dilution cups not shown are held in concentric loops. , And a sample pipetting mechanism 17 for sampling a sample (serum in this example) (sample suction operation and sample dispensing operation). Here, the sample table 16 is for intermittently transferring a sample cup or a dilution cup containing a sample to be inspected or a diluted sample to a predetermined sample suction stage. On the other hand, the sample pipetting mechanism 17 has a sample pipette 18 that can move up and down and rotate freely, and aspirates a required amount of the sample in the sample cup, or if necessary, divides the sample and the diluent into the dilution cup. The sample is poured or a sampled sample is dispensed into a cuvette described later.

【0018】また、検体反応測定装置20は、所要数の
図示外のキュベット(反応セル)が所定のピッチ間隔で
ループ状に保持される反応テーブル21と、この反応テ
ーブル21と同軸に設けられ且つ所定の試薬(本例では
ラテックス試薬)を収容した試薬ボトルが保持された試
薬テーブル22と、試薬ボトル内の試薬を吸引してキュ
ベット内に分注する試薬ピペッティング機構23(具体
的には23a,23b)と、所定の検査ステージにて検
体と試薬との反応を光学的に測定する光学測定装置(図
示せず)とを備えている。本例では、反応テーブル21
はステップ回転駆動してキュベットを一定方向に間欠移
送するようになっており、一方、試薬テーブル22は反
応テーブル21とは別個独立に回転駆動されるようにな
っている。また、本例では、試薬ピペッティング機構2
3(23a,23b)は複数の試薬を分注する際の作業
性を考慮して例えば2つ設けられており、夫々試薬を吸
引分注するための試薬ピペット24を具備している。
The sample reaction measuring device 20 is provided with a reaction table 21 in which a required number of cuvettes (reaction cells) (not shown) are held in a loop at predetermined pitch intervals, and is provided coaxially with the reaction table 21. A reagent table 22 holding a reagent bottle containing a predetermined reagent (latex reagent in this example) and a reagent pipetting mechanism 23 (specifically 23a for sucking the reagent in the reagent bottle and dispensing it into a cuvette). , 23b) and an optical measuring device (not shown) for optically measuring the reaction between the sample and the reagent at a predetermined inspection stage. In this example, the reaction table 21
The cuvette is intermittently transferred in a fixed direction by stepwise rotation, while the reagent table 22 is rotationally driven independently of the reaction table 21. Further, in this example, the reagent pipetting mechanism 2
3 (23a, 23b) are provided, for example, two in consideration of workability when dispensing a plurality of reagents, and each is provided with a reagent pipette 24 for aspirating and dispensing the reagents.

【0019】尚、図2中、符号27は反応テーブル21
内に新たなキュベットを供給し、検査が終了したキュベ
ットを廃棄するキュベット供給廃棄装置、31は、検査
結果を表示する液晶ディスプレイ、32は検査メニュー
等を指示する操作パネル、33は検査結果等を出力する
プリンタ、34は検査結果等のデータをフレキシブルデ
ィスク等の記録媒体に保管する際に使用する記録媒体ド
ライブである。
In FIG. 2, reference numeral 27 is a reaction table 21.
A cuvette supply / disposal device that supplies a new cuvette into the cuvette and discards the cuvette that has been inspected, 31 is a liquid crystal display that displays the inspection result, 32 is an operation panel that instructs the inspection menu, and 33 is the inspection result A printer for outputting 34 is a recording medium drive used when storing data such as inspection results in a recording medium such as a flexible disk.

【0020】特に、本実施の形態では、ピペット40
(図3参照:本例のサンプルピペット18又は試薬ピペ
ット24に相当)に対するピペット制御系(特には液面
検知装置)に特徴がある。すなわち、本実施の形態に係
るピペット制御系は、図3に示すように、ピペット40
を上下動及び回転させるピペット移動機構41(検体ピ
ペッティング機構17又は試薬ピペッティング機構23
a,23bに相当)と、ピペット40に対して吸引又は
分注動作を行わせる吸引分注機構42と、ピペット40
の内圧を検出する圧力センサ43と、前記ピペット移動
機構41及び吸引分注機構42に所定の制御信号を送出
すると共に、前記圧力センサ43の検出出力を取り込む
例えばマイクロコンピュータにて構成される制御装置3
0とを備えている。そして、本実施の形態では、ピペッ
ト制御系は、サンプルカップや試薬ボトルなどの容器4
4に収容される試料(検体や試薬など)45の液面に前
記ピペット40が到達したことを判別することで、液面
を検知する液面検知装置としても機能するようになって
いる。
Particularly, in the present embodiment, the pipette 40
The pipette control system (particularly the liquid level detection device) for the sample pipette 18 or the reagent pipette 24 (see FIG. 3) is characterized. That is, the pipette control system according to the present embodiment, as shown in FIG.
A pipette moving mechanism 41 (sample pipetting mechanism 17 or reagent pipetting mechanism 23 for vertically moving and rotating the sample)
a and 23b), a suction / dispensing mechanism 42 that causes the pipette 40 to perform suction or dispensing operation, and the pipette 40.
Of the pressure sensor 43 for detecting the internal pressure of the pipe, a predetermined control signal to the pipette moving mechanism 41 and the suction / dispense mechanism 42, and a detection device for fetching the detection output of the pressure sensor 43. Three
It has 0 and. Then, in the present embodiment, the pipette control system includes a container 4 such as a sample cup or a reagent bottle.
By determining that the pipette 40 has reached the liquid surface of the sample (specimen, reagent, etc.) 45 contained in 4, the liquid level detecting device also functions as a liquid level detecting device.

【0021】ここで、液面検知装置の具体的な構成例を
図4に示す。同図において、ピペット移動機構41は、
ピペット40(本例では、先端部に使い捨て用の着脱自
在なノズルチップが装着されている態様を使用)が上下
動せしめられる上下方向移動機構50を備えている。こ
の上下方向移動機構50は、ピペット40の基端部に支
持部材51を設けると共に、この支持部材51にラック
52を取り付ける一方、上下方向に軸線が延びるウォー
ムギア53に前記ラックを噛合させ、上下駆動モータ
(本例ではステッピングモータ)54にて前記ウォーム
ギア53を回転駆動させ、ウォームギア53の回転方向
及びその回転数にてピペット40の上下方向移動量を規
制するようにしたものである。また、吸引分注機構42
は、エア吸引又は吐出用のシリンジポンプ61を有し、
このシリンジポンプ61とピペット40とを配管チュー
ブ62にて連通接続し、シリンジポンプ61のピストン
61aをエア駆動モータ(本例ではステッピングモー
タ)63にて移動させることにより、ピペット40に対
してエア吐出動作又はエア吸引動作を行わせるようにし
たものである。
Here, FIG. 4 shows a specific example of the structure of the liquid level detection device. In the figure, the pipette moving mechanism 41 is
The pipette 40 (in this example, an aspect in which a disposable detachable nozzle tip is attached to the tip is used) is provided with a vertical movement mechanism 50 that can be moved up and down. The vertical movement mechanism 50 is provided with a support member 51 at the base end portion of the pipette 40, a rack 52 is attached to the support member 51, and the rack is meshed with a worm gear 53 having an axis extending in the vertical direction to drive the rack vertically. The worm gear 53 is rotationally driven by a motor (stepping motor in this example) 54, and the vertical movement amount of the pipette 40 is regulated by the rotation direction of the worm gear 53 and the number of rotations thereof. In addition, the suction and dispensing mechanism 42
Has a syringe pump 61 for air suction or discharge,
The syringe pump 61 and the pipette 40 are connected to each other through a piping tube 62, and the piston 61a of the syringe pump 61 is moved by an air drive motor (stepping motor in this example) 63, so that air is discharged to the pipette 40. The operation or the air suction operation is performed.

【0022】更に、本実施の形態では、配管チューブ6
2の途中にセンサ取付部62aが設けられており、この
センサ取付部62aに圧力センサ43が装着されてい
る。本実施の形態において、圧力センサ43としては、
例えばピエゾ抵抗式圧力センサが用いられており、この
圧力センサ43は、図5(a)(b)に示すように、配
管チューブ62の内圧によって変位するダイアフラム7
1を有し、このダイアフラム71には例えば四つのピエ
ゾ抵抗素子72(具体的にはR1〜R4)を対称的に取り
付けたものである。尚、ピエゾ抵抗素子72は、図5
(b)に示すように、ダイアフラム71の変位に応じて
縦方向歪σa及び横方向歪σbを受け、これらの歪に伴っ
て抵抗変化する特性を有する。そして、この圧力センサ
43からの出力回路は、例えば図5(c)に示すよう
に、前記四つのピエゾ抵抗素子72(R1〜R4)にてブ
リッジ回路73を構成し、このブリッジ回路73に定電
流源74にて一定電流を供給することで、ブリッジ回路
73の両端電圧Voを取り出すようにしたものである。
Further, in this embodiment, the piping tube 6 is used.
A sensor mounting portion 62a is provided in the middle of 2, and the pressure sensor 43 is mounted on the sensor mounting portion 62a. In the present embodiment, as the pressure sensor 43,
For example, a piezoresistive pressure sensor is used, and this pressure sensor 43 has a diaphragm 7 that is displaced by the internal pressure of the piping tube 62, as shown in FIGS.
1, and four piezoresistive elements 72 (specifically, R1 to R4) are symmetrically attached to the diaphragm 71. The piezoresistive element 72 is shown in FIG.
As shown in (b), the diaphragm 71 has a characteristic that the longitudinal strain σa and the lateral strain σb are received according to the displacement of the diaphragm 71, and the resistance changes with these strains. The output circuit from the pressure sensor 43 forms a bridge circuit 73 with the four piezoresistive elements 72 (R1 to R4) as shown in, for example, FIG. By supplying a constant current with the current source 74, the voltage Vo across the bridge circuit 73 is taken out.

【0023】また、圧力センサ43の出力は制御装置3
0に取り込まれる。この制御装置30は、例えば圧力セ
ンサ43の出力を増幅する増幅アンプ81と、この増幅
アンプ81の出力を取り込み且つ圧力基準値であるコン
パレータ電圧を演算すると共に、上下駆動モータ54及
びエア駆動モータ63に対して駆動制御信号(駆動開始
信号、駆動停止信号及びスピード制御信号)を送出する
コントローラ82と、前記増幅アンプ81の出力とコン
トローラ82で演算したコンパレータ電圧とを比較し、
増幅アンプ81の出力がコンパレータ電圧を超えた条件
下で液面判別信号を出力するコンパレータ83とを備え
ており、図6及び図7に示すような検体又は試薬の吸引
・分注処理シーケンスを実行するものである。
The output of the pressure sensor 43 is the control device 3.
It is taken into 0. The control device 30 takes, for example, an amplification amplifier 81 that amplifies the output of the pressure sensor 43, the output of the amplification amplifier 81, and calculates a comparator voltage that is a pressure reference value, and also the vertical drive motor 54 and the air drive motor 63. A controller 82 for sending a drive control signal (drive start signal, drive stop signal and speed control signal) to the output of the amplifier 81 and a comparator voltage calculated by the controller 82,
It is provided with a comparator 83 that outputs a liquid level determination signal under the condition that the output of the amplification amplifier 81 exceeds the comparator voltage, and executes the sample / reagent suction / dispensing processing sequence as shown in FIGS. 6 and 7. To do.

【0024】次に、本実施の形態に係る自動分析装置、
特には、液面検知装置の作動について説明する。本実施
の形態において、検体又は試薬の吸引・分注処理を行う
場合には、制御装置30は、図6に示すように、先ず容
器44内の試料(検体又は試薬)45の液面が検知せし
められる液面検知処理工程を行い、次いで、試料吸引処
理工程を行った後、試料分注処理工程を行う。
Next, the automatic analyzer according to the present embodiment,
In particular, the operation of the liquid level detection device will be described. In the present embodiment, when performing the aspiration / dispensing process of the sample or reagent, the control device 30 first detects the liquid level of the sample (sample or reagent) 45 in the container 44, as shown in FIG. The liquid level detection processing step is performed, then the sample suction processing step is performed, and then the sample dispensing processing step is performed.

【0025】以下、各処理工程を順に説明する。先ず、
液面検知処理工程について図7を用いて説明する。今、
自動分析装置において、図示外のスイッチを操作するこ
とで検体又は試薬の吸引・分注処理を開始させると、制
御装置30は、図8(a)に示すように、ピペット移動
機構41(図3参照)にて予め決められた初期位置Aに
ピペット40を初期設定した後、上下方向移動機構50
を駆動させることで試料45の液面に向かってピペット
40を下降させると共に、所定のタイミングにてシリン
ジポンプ61を駆動することでピペット40からエアを
吐出させる。ここで、エアの吐出開始タイミングとして
は、ピペット40が試料45の液面に到達する前であれ
ば適宜選定して差し支えないが、本例では、容器44内
の試料45の最大収容位置(予め設定可能な位置)の直
前のタイミングが選定されている。このときのピペット
40の内圧、すなわち、圧力センサ43の圧力変化を図
9に示す。
Hereinafter, each processing step will be described in order. First,
The liquid level detection processing step will be described with reference to FIG. 7. now,
When the aspiration / dispensing process of the sample or the reagent is started by operating a switch (not shown) in the automatic analyzer, the control device 30 causes the pipette moving mechanism 41 (see FIG. 3) as shown in FIG. After initializing the pipette 40 to the initial position A determined in advance (see
Is driven to lower the pipette 40 toward the liquid surface of the sample 45, and the syringe pump 61 is driven at a predetermined timing to eject air from the pipette 40. Here, the ejection start timing of the air may be appropriately selected before the pipette 40 reaches the liquid surface of the sample 45, but in this example, the maximum accommodation position of the sample 45 in the container 44 (previously The timing immediately before the settable position) is selected. The internal pressure of the pipette 40 at this time, that is, the pressure change of the pressure sensor 43 is shown in FIG.

【0026】この後、図8(b)に示すように、ピペッ
ト40の先端が試料45の液面に接近していくが、この
ピペット40の内圧は、ピペット40の先端が液面に到
達するまでの間略安定した圧力値を示す。このため、本
実施の形態では、コントローラ82は、図7に示すよう
に、シリンジポンプ61によるエア吐出を開始した直後
から所定時間、所定のサンプリング周期にて圧力センサ
43の出力をチェックし、圧力センサ43の圧力変化を
サンプリングする。そして、圧力センサ43の複数のサ
ンプリング値を例えば平均処理した結果、その平均値と
サンプリング値の最大値又は最小値との差分が所定範囲
内に収まった条件下で、吐出圧力値を決定する。
After this, as shown in FIG. 8B, the tip of the pipette 40 approaches the liquid surface of the sample 45, but the internal pressure of the pipette 40 causes the tip of the pipette 40 to reach the liquid surface. It shows a stable pressure value up to. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, the controller 82 checks the output of the pressure sensor 43 at a predetermined sampling period for a predetermined time immediately after the air discharge by the syringe pump 61 is started, and the pressure is checked. The pressure change of the sensor 43 is sampled. Then, as a result of, for example, averaging a plurality of sampling values of the pressure sensor 43, the discharge pressure value is determined under the condition that the difference between the average value and the maximum value or the minimum value of the sampling values is within a predetermined range.

【0027】この後、コントローラ82は、判断した吐
出圧力値に基づいて圧力基準値であるコンパレータ83
のコンパレータ値(コンパレータ電圧)を決定する。こ
の場合、コンパレータ値としては、吐出圧力値に対しマ
ージン分を加味した値が選定される。ここで、ノイズマ
ージンの他に、圧力センサ43の温度依存性やピペット
40のノズルチップ(図示せず)の製造誤差、エアリー
クなどすべての要因に対するマージン分までも考慮する
と、吐出圧力値に対応する電圧値(例えば2.5V近
辺)に対し、マージン分電圧としては例えば1.0〜
2.0Vが必要であるが、本例では、マージン分電圧と
してノイズマージン分だけを考慮し、例えば0.2〜
0.5Vが選定される。
After that, the controller 82, based on the judged discharge pressure value, is a comparator 83 which is a pressure reference value.
The comparator value (comparator voltage) of is determined. In this case, as the comparator value, a value in which a margin is added to the discharge pressure value is selected. Here, in addition to the noise margin, when considering the temperature dependency of the pressure sensor 43, the manufacturing error of the nozzle tip (not shown) of the pipette 40, and the margin for all factors such as air leak, it corresponds to the discharge pressure value. With respect to the voltage value (for example, around 2.5V), the marginal voltage is, for example, 1.0 to
Although 2.0 V is required, in this example, only the noise margin is considered as the margin voltage, and for example, 0.2 to
0.5V is selected.

【0028】この後、図8(c)に示すように、ピペッ
ト40がエア吐出しながら更に下降すると、ついには、
ピペット40の先端が試料45の液面に到達する。する
と、図9に示すように、ピペット40の先端が液面にて
完全に塞がれる状態になるため、ピペット40の内圧は
急激に上昇し、コンパレータ83は圧力センサ43の出
力がコンパレータ値(圧力基準値)を超えると、液面判
別信号をコントローラ82に送出する。この間、コント
ローラ82は、図7に示すように、コンパレータ83の
出力(圧力センサ43の出力がコンパレータ値(圧力基
準値)を超えるか否か)をチェックし、コンパレータ8
3から液面判別信号を受けた条件下で、ピペット40が
液面に到達したと判断し、この結果、液面位置を認識す
る。この後、コントローラ82は、液面判別信号に同期
して上下駆動モータ54及びエア駆動モータ63に対し
駆動停止信号を送出し、各駆動モータ54,63の駆動
が停止され、ピペット40の下降動作及びエア吐出動作
が停止する。
Thereafter, as shown in FIG. 8C, when the pipette 40 further descends while ejecting air, finally,
The tip of the pipette 40 reaches the liquid surface of the sample 45. Then, as shown in FIG. 9, since the tip of the pipette 40 is completely blocked by the liquid surface, the internal pressure of the pipette 40 rapidly rises, and the comparator 83 outputs the output of the pressure sensor 43 to the comparator value ( When the pressure reference value) is exceeded, a liquid level determination signal is sent to the controller 82. During this period, the controller 82 checks the output of the comparator 83 (whether the output of the pressure sensor 43 exceeds the comparator value (pressure reference value)), as shown in FIG.
It is determined that the pipette 40 has reached the liquid surface under the condition that the liquid surface determination signal is received from 3, and as a result, the liquid surface position is recognized. After that, the controller 82 sends a drive stop signal to the vertical drive motor 54 and the air drive motor 63 in synchronization with the liquid level determination signal, the drive of each drive motor 54, 63 is stopped, and the lowering operation of the pipette 40. And the air discharge operation is stopped.

【0029】このような液面判別過程においては、図9
に示すように、コンパレータ値(圧力基準値)が吐出圧
力値に相当する電圧値に対してマージン分電圧ΔVmだ
け付加された値に選定されているため、ピペット40が
液面に到達した後もピペット40は下降動作を継続する
が、前記マージン分電圧ΔVm自体が小さいため、ピペ
ット40が液面に到達した後に試料45内に浸漬する量
はごく微小である。それゆえ、ピペット40の先端は試
料45の液面に略対応した位置で正確に停止する。この
ため、例えば容器44内の試料45が極微量であったと
しても、ピペット40の先端が容器44の底部に到達し
てしまう懸念は少なく、試料45の液面を正確に検知す
ることが可能である。
In such a liquid level determination process, as shown in FIG.
As shown in, the comparator value (pressure reference value) is selected to be a value obtained by adding the margin voltage ΔVm to the voltage value corresponding to the discharge pressure value, so that even after the pipette 40 reaches the liquid surface. Although the pipette 40 continues the descending operation, the amount of immersion in the sample 45 after the pipette 40 reaches the liquid surface is extremely small because the voltage ΔVm itself for the margin is small. Therefore, the tip of the pipette 40 accurately stops at a position substantially corresponding to the liquid surface of the sample 45. Therefore, even if the amount of the sample 45 in the container 44 is extremely small, there is little concern that the tip of the pipette 40 reaches the bottom of the container 44, and the liquid surface of the sample 45 can be accurately detected. Is.

【0030】また、圧力センサ43として、例えばピエ
ゾ抵抗式圧力センサを使用する場合には、一般に温度依
存性が高いため、圧力センサ43の圧力値が温度によっ
て変化したり、あるいは、ピペット40のノイズチップ
の製造誤差やエアリークその他電源電圧の変動等によっ
て圧力センサ43の圧力値は変化するが、吐出圧力値を
測定する段階において、これらの圧力変動要素が吸収さ
れるため、圧力基準値の決定に際し、マージン分として
これらの変動要素を考慮する必要はない。
When a piezoresistive pressure sensor, for example, is used as the pressure sensor 43, the pressure value of the pressure sensor 43 changes depending on the temperature, or the noise of the pipette 40, because the temperature dependency is generally high. Although the pressure value of the pressure sensor 43 changes due to chip manufacturing errors, air leaks, and fluctuations in the power supply voltage, etc., these pressure fluctuation factors are absorbed at the stage of measuring the discharge pressure value, so the pressure reference value is determined. , It is not necessary to consider these variables as a margin.

【0031】この後、制御装置30は、図8(d)に示
すように、試料吸引処理シーケンスを実行する。この試
料吸引処理シーケンスでは、上下方向移動機構50によ
りピペット40を液面検知位置から更に下方へδだけ下
降させ、しかる後、シリンジポンプ61により所定時間
だけエア吸引を行うことで、ピペット40内に試料45
を所定量吸引し、この状態のまま、上下方向移動機構5
0によりピペット40を初期位置Aに復帰させる。この
ような試料吸引処理過程においては、ピペット40先端
の試料45内への浸漬量が大きくばらつくことはないた
め、ピペット40の先端外周面に付着する試料45が過
剰付着することで、試料45の吸引量が大きく変化する
懸念はない。
After that, the control device 30 executes the sample suction processing sequence as shown in FIG. 8 (d). In this sample suction processing sequence, the pipette 40 is further lowered by δ from the liquid level detection position by the vertical movement mechanism 50, and thereafter, air is sucked by the syringe pump 61 for a predetermined time, whereby the pipette 40 is sucked into the pipette 40. Sample 45
Is sucked by a predetermined amount, and in this state, the vertical movement mechanism 5
The pipette 40 is returned to the initial position A by 0. In such a sample suction treatment process, the amount of immersion of the tip of the pipette 40 into the sample 45 does not vary greatly. Therefore, the sample 45 attached to the outer peripheral surface of the tip of the pipette 40 excessively adheres to the sample 45. There is no concern that the suction volume will change significantly.

【0032】今までの液面検知処理過程及び試料吸引処
理過程(図8(a)〜図8(d))では、いずれも試料
吸引ステージST1で処理が行われていたが、試料吸引
処理過程が終了すると、制御装置30は、図8(e)に
示すように、ピペット移動機構41によりピペット40
を試料分注ステージST2の初期位置Bに移行させた
後、試料分注処理シーケンスを実行する。尚、このと
き、ピペット40内の試料は吸引保持されたままであ
る。この試料分注処理シーケンスでは、ピペット40内
の試料45を吸引保持したまま、上下方向移動機構50
によりピペット40を別の反応容器であるキュベット4
6に向けて所定位置まで下降させた後、シリンジポンプ
61によりエア吐出させることで、キュベット46内に
試料45を分注し、しかる後、上下方向移動機構50に
よりピペット40を初期位置Bへ復帰させる。このよう
な試料分注処理過程においては、ピペット40の先端外
周面に試料45が過剰付着していないので、シリンジポ
ンプ61によるエア吐出動作時にピペット40内の試料
45を吐出させた場合に、ピペット40の先端外周面に
付着した試料がキュベット46内に混入することはな
い。このため、キュベット46内への試料45の分注量
は極めて正確なものになる。
In the liquid level detection process and the sample suction process (FIGS. 8 (a) to 8 (d)), the process is performed by the sample suction stage ST1. When the process is completed, the control device 30 causes the pipette moving mechanism 41 to move the pipette 40, as shown in FIG.
After shifting to the initial position B of the sample dispensing stage ST2, the sample dispensing processing sequence is executed. At this time, the sample in the pipette 40 is still held by suction. In this sample dispensing processing sequence, the vertical movement mechanism 50 is used while holding the sample 45 in the pipette 40 by suction.
The pipette 40 to another reaction vessel, the cuvette 4
6, the sample 45 is dispensed into the cuvette 46 by ejecting air from the syringe pump 61 after returning the pipette 40 to the initial position B by the vertical movement mechanism 50. Let In such a sample dispensing process, since the sample 45 does not excessively adhere to the outer peripheral surface of the tip of the pipette 40, when the sample 45 in the pipette 40 is discharged during the air discharge operation by the syringe pump 61, The sample adhering to the outer peripheral surface of the tip of 40 does not mix in the cuvette 46. Therefore, the dispensing amount of the sample 45 into the cuvette 46 becomes extremely accurate.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係る
液面検知装置によれば、エアノズルが液面に到達する前
にエアノズルの内圧を検知し、これに基づいて圧力基準
値を決定した後、このエアノズルの内圧が圧力基準値を
超えた条件下で液面を判別する方式を採用したので、圧
力基準値を予め選定する態様に比べて、圧力基準値とし
て、例えばエアノズルの内圧検知用の圧力センサの温度
依存性やエアノズルの製造誤差などを考慮する必要がな
くなり、その分、圧力基準値のマージンを必要最小限に
抑えることが可能になり、エアノズルが液面に到達した
状態を正確に検知することができる。このため、エアノ
ズルの液面への浸漬量を最小限に抑えることができ、液
面検知精度を高めることができる。
As described above, according to the liquid level detecting device of the present invention, the internal pressure of the air nozzle is detected before the air nozzle reaches the liquid level, and the pressure reference value is determined based on this. After that, since the method of discriminating the liquid surface under the condition that the internal pressure of the air nozzle exceeds the pressure reference value is adopted, compared with the mode in which the pressure reference value is selected in advance, as the pressure reference value, for example, for detecting the internal pressure of the air nozzle. It is no longer necessary to consider the temperature dependence of the pressure sensor and the manufacturing error of the air nozzle, and the margin of the pressure reference value can be minimized to that extent. Can be detected. Therefore, the amount of immersion of the air nozzle into the liquid surface can be minimized, and the liquid surface detection accuracy can be improved.

【0034】また、この種の液面検知装置を用いた自動
分析装置によれば、検体又は試薬などの試料がごく微量
であったとしても、当該液面を正確に検知することが可
能になるため、検体のサンプリング量や試薬の分注量な
どをより正確に制御することが可能になり、その分、自
動分析装置の分析精度をより向上させることができる。
Further, according to the automatic analyzer using this type of liquid level detecting device, it becomes possible to accurately detect the liquid level even if the amount of the sample such as the sample or the reagent is very small. Therefore, the sampling amount of the sample, the dispensing amount of the reagent, and the like can be controlled more accurately, and the analysis accuracy of the automatic analyzer can be further improved by that amount.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係る液面検知装置及びこれを用いた
自動分析装置の概要を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a liquid level detection device according to the present invention and an automatic analysis device using the same.

【図2】 本発明が適用された自動分析装置の実施の一
形態を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of an automatic analyzer to which the present invention is applied.

【図3】 本実施の形態で用いられる自動分析装置のピ
ペット制御系を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a pipette control system of the automatic analyzer used in the present embodiment.

【図4】 本実施の形態に係る液面検知装置の詳細を示
す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing details of the liquid surface detection device according to the present embodiment.

【図5】 (a)は圧力センサの正面説明図、(b)は
その平面説明図、(c)は圧力センサの出力取り出し原
理を示す説明図である。
5A is a front explanatory view of a pressure sensor, FIG. 5B is a plan explanatory view thereof, and FIG. 5C is an explanatory view showing an output extraction principle of the pressure sensor.

【図6】 検体又は試薬の吸引・分注処理過程を示すフ
ローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a process of aspirating / dispensing a sample or a reagent.

【図7】 図6の液面検知処理過程を示すフローチャー
トである。
FIG. 7 is a flowchart showing a liquid level detection processing process of FIG.

【図8】 (a)〜(e)は検体又は試薬の吸引・分注
処理過程を模式的に示す説明図である。
8A to 8E are explanatory views schematically showing a process of aspirating / dispensing a sample or a reagent.

【図9】 ピペットの内圧変化を示すグラフ図である。FIG. 9 is a graph showing changes in internal pressure of the pipette.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液面,2…エアノズル,3…エア供給装置,4…エ
ア配管,5…圧力センサ,6…液面接近制御手段,7…
基準値決定手段,8…液面判別手段,9…停止制御手
段,10…ノズル駆動装置,11…容器,12…液体
1 ... Liquid level, 2 ... Air nozzle, 3 ... Air supply device, 4 ... Air piping, 5 ... Pressure sensor, 6 ... Liquid level approach control means, 7 ...
Reference value determination means, 8 ... Liquid level determination means, 9 ... Stop control means, 10 ... Nozzle drive device, 11 ... Container, 12 ... Liquid

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 検知対象である液面に対向配置され且つ
液面に対して相対移動するエア吐出可能なエアノズル
と、このエアノズル内に所定圧のエアを供給するエア供
給装置と、前記エアノズルとエア供給装置とを連通接続
するエア配管と、このエアノズルの内圧を検出する圧力
センサとを備えた液面検知装置において、 少なくともエアノズルが液面に到達する前段階でエアノ
ズルからエアを吐出させ、液面に対してエアノズルを相
対移動させる液面接近制御手段と、 エアノズルが液面に到達する前にエアノズルの内圧を圧
力センサにて検出し、この圧力センサの検出値に基づい
て圧力基準値を決定する基準値決定手段と、 この基準値決定手段にて決定された圧力基準値と圧力セ
ンサとの圧力値とを対比し、圧力センサの圧力値が圧力
基準値を超えた条件下でエアノズルが液面に到達した状
態であることを判別する液面判別手段と、 この液面判別手段にてエアノズルが液面に到達した状態
であることを判別した条件下で、エアノズルからのエア
吐出を停止させ、液面に対するエアノズルの相対移動を
停止させる停止制御手段とを備えたことを特徴とする液
面検知装置。
1. An air nozzle capable of ejecting air, which is arranged to face a liquid surface to be detected and moves relative to the liquid surface, an air supply device for supplying air of a predetermined pressure into the air nozzle, and the air nozzle. In a liquid level detection device equipped with an air pipe that communicates with an air supply device and a pressure sensor that detects the internal pressure of the air nozzle, at least before the air nozzle reaches the liquid level, air is discharged from the air nozzle to A liquid level approach control means that moves the air nozzle relative to the surface, and a pressure sensor detects the internal pressure of the air nozzle before the air nozzle reaches the liquid level, and the pressure reference value is determined based on the detected value of this pressure sensor. The pressure reference value determined by this reference value determination means and the pressure value of the pressure sensor are compared, and the pressure value of the pressure sensor determines the pressure reference value. Under the condition that the air nozzle has reached the liquid level under the exceeded condition, and the condition that the air nozzle has reached the liquid level by this liquid level determination unit, A liquid level detecting device, comprising: stop control means for stopping air discharge from the air nozzle and stopping relative movement of the air nozzle with respect to the liquid surface.
【請求項2】 請求項1記載の液面検知装置のうち、エ
アノズルを昇降動させるノズル駆動装置を備えた態様に
おいて、 少なくともエアノズルが液面に到達する前段階でエアノ
ズルからエアを吐出させ、液面に対してエアノズルを下
降させる液面接近制御手段と、 エアノズルが液面に到達する前にエアノズルの内圧を圧
力センサにて検出し、この圧力センサの検出値に基づい
て圧力基準値を決定する基準値決定手段と、 この基準値決定手段にて決定された圧力基準値と圧力セ
ンサとの圧力値とを対比し、圧力センサの圧力値が圧力
基準値を超えた条件下でエアノズルが液面に到達した状
態であることを判別する液面判別手段と、 この液面判別手段にてエアノズルが液面に到達した状態
であることを判別した条件下で、エアノズルからのエア
吐出を停止させ、エアノズルの下降動作を停止させる停
止制御手段とを備えたことを特徴とする液面検知装置。
2. The liquid level detection device according to claim 1, further comprising a nozzle drive device for moving the air nozzle up and down, wherein air is discharged from the air nozzle at least before the air nozzle reaches the liquid level. A liquid level approach control means for lowering the air nozzle relative to the surface, and the pressure sensor detects the internal pressure of the air nozzle before the air nozzle reaches the liquid level, and the pressure reference value is determined based on the detection value of this pressure sensor. The reference value determining means and the pressure reference value determined by this reference value determining means are compared with the pressure value of the pressure sensor, and the air nozzle is set to the liquid level under the condition that the pressure value of the pressure sensor exceeds the pressure reference value. Liquid level determining means for determining that the air nozzle has reached the liquid level, and the air from the air nozzle under the condition that the liquid level determining means determines that the air nozzle has reached the liquid level. The output is stopped, the liquid level detecting apparatus characterized by comprising a stop control means for stopping the downward movement of the air nozzle.
【請求項3】 請求項1又は2記載の液面検知装置にお
いて、 圧力センサはピエゾ抵抗式圧力センサであることを特徴
とする液面検知装置。
3. The liquid level detecting device according to claim 1 or 2, wherein the pressure sensor is a piezoresistive pressure sensor.
【請求項4】 検体又は試薬が収容される容器を有し、
この容器内の検体を自動分析する自動分析装置におい
て、 容器に収容された液体の液面を検知する液面検知装置と
して請求項2記載の液面検知装置を用いたことを特徴と
する自動分析装置。
4. A container having a sample or a reagent contained therein,
An automatic analyzer for automatically analyzing a sample in the container, wherein the liquid level detecting device according to claim 2 is used as a liquid level detecting device for detecting a liquid level of a liquid contained in the container. apparatus.
【請求項5】 請求項4記載の自動分析装置において、 エアノズルは容器内の液体を吸引又は分注する吸引分注
ピペットと兼用されていることを特徴とする自動分析装
置。
5. The automatic analyzer according to claim 4, wherein the air nozzle is also used as a suction / dispensing pipette for sucking or dispensing the liquid in the container.
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