JP2003527592A - 液体サンプル容器内の液体レベルを測定する方法および装置 - Google Patents
液体サンプル容器内の液体レベルを測定する方法および装置Info
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
- G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
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- G—PHYSICS
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- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
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Abstract
(57)【要約】
サンプル・チューブをオリジナルのアラインメントから傾ける前後にサンプル・チューブから反射してきた放射光線の強度パターンをモニタして、チューブ内の液体界面の位置に対応する信号領域を決定する。
Description
【０００１】
本発明は、全体的に、サンプル容器内の液体量を測定することに関する。一層
詳しくは、本発明は、透明なサンプル容器内の液体成分の境界レベルを測定する
方法を提供する。
詳しくは、本発明は、透明なサンプル容器内の液体成分の境界レベルを測定する
方法を提供する。
【０００２】
多くの生物学的サンプル（たとえば、尿、血清、血漿、髄液など）は、採集ま
たは前処理後に密閉したサンプル容器内に保存される。一般に使用されているサ
ンプル容器は、透明なガラスあるいはプラスチック製のチューブであり、収容し
たサンプル液の種々の特性（色、体積、均一性などを含む）の視覚点検あるいは
機械点検を容易にしている。サンプルを生化学分析のために使用しようとする場
合、チューブ内に収容された利用できるサンプル流体の量が、一回あるいは多数
回の分析テストを行うのに適切な体積を提供するに充分であるかどうかを知るこ
とが望ましい。密閉サンプル容器を開く前でサンプル分割あるいは等分プロセス
を開始する前にテストに利用できる全サンプル流体量を測定し、充分なサンプル
を確実に利用できるようにしたり、利用できるサンプル量が不充分である場合に
テストを優先的に完了させたりするのが最も望ましい。
たは前処理後に密閉したサンプル容器内に保存される。一般に使用されているサ
ンプル容器は、透明なガラスあるいはプラスチック製のチューブであり、収容し
たサンプル液の種々の特性（色、体積、均一性などを含む）の視覚点検あるいは
機械点検を容易にしている。サンプルを生化学分析のために使用しようとする場
合、チューブ内に収容された利用できるサンプル流体の量が、一回あるいは多数
回の分析テストを行うのに適切な体積を提供するに充分であるかどうかを知るこ
とが望ましい。密閉サンプル容器を開く前でサンプル分割あるいは等分プロセス
を開始する前にテストに利用できる全サンプル流体量を測定し、充分なサンプル
を確実に利用できるようにしたり、利用できるサンプル量が不充分である場合に
テストを優先的に完了させたりするのが最も望ましい。
【０００３】
密閉サンプル・チューブ内の種々雑多な液体の体積を測定する公知の方法では
、放射光線ビームと一緒に光電子検出器を使用する。代表的には、ビームは、チ
ューブを通過してから検出器に取り込まれ、検出された信号が、通常、信号内の
或る特定の特徴を測定するように信号を分析することによって、液体レベルを確
認するように処理される。テストに利用できるサンプルの体積は、チューブの直
径に依存して定めることができる。
、放射光線ビームと一緒に光電子検出器を使用する。代表的には、ビームは、チ
ューブを通過してから検出器に取り込まれ、検出された信号が、通常、信号内の
或る特定の特徴を測定するように信号を分析することによって、液体レベルを確
認するように処理される。テストに利用できるサンプルの体積は、チューブの直
径に依存して定めることができる。
【０００４】
米国特許第５,７４７,８２４号が、４つの赤外線ＬＥＤのアレイと、４つのフ
ォトトランジスタ・レシーバのアレイとを開示しており、各ＬＥＤおよびフォト
トランジスタは、放射光線バッフル内に装着してある。Leedsが、カセットの１
つの側壁の直ぐ外側においてほぼ垂直アレイとして設置されている。Leedsを配
置した垂直ラインは、流体／空気界面がカセット内で移動する方向に対してほぼ
平行となっている。Leedsは、水平からほぼ２０度の角度で上に向けられている
。４つのフォトトランジスタ・レシーバの対応する実質的に垂直なアレイは、Le
edsの反対側でカセットの外側に装着され、レシーバの各々がその対応するＬＥ
Ｄに向くようになっている。
ォトトランジスタ・レシーバのアレイとを開示しており、各ＬＥＤおよびフォト
トランジスタは、放射光線バッフル内に装着してある。Leedsが、カセットの１
つの側壁の直ぐ外側においてほぼ垂直アレイとして設置されている。Leedsを配
置した垂直ラインは、流体／空気界面がカセット内で移動する方向に対してほぼ
平行となっている。Leedsは、水平からほぼ２０度の角度で上に向けられている
。４つのフォトトランジスタ・レシーバの対応する実質的に垂直なアレイは、Le
edsの反対側でカセットの外側に装着され、レシーバの各々がその対応するＬＥ
Ｄに向くようになっている。
【０００５】
米国特許第５,２７４,２４５号が、特定の液体レベルを検出する装置を開示し
ている。この装置は、透明または半透明の容器壁の外側に装着することができ、
周辺放射光線には感応しない。この装置は、単一の放射光線検出器と、一対のＡ
Ｃ作動式放射光線源とを利用している。放射光線源は、反射放射光線信号を発生
する。これらの信号は、検出器で平衡とされると削除される。液体がないときに
は、放射光線信号が釣り合わされ、したがって、信号は検出されない。液体があ
るときには、メニスカスによって反射した余分な信号が、放射光線信号を不平衡
にし、したがって、信号が検出される。
ている。この装置は、透明または半透明の容器壁の外側に装着することができ、
周辺放射光線には感応しない。この装置は、単一の放射光線検出器と、一対のＡ
Ｃ作動式放射光線源とを利用している。放射光線源は、反射放射光線信号を発生
する。これらの信号は、検出器で平衡とされると削除される。液体がないときに
は、放射光線信号が釣り合わされ、したがって、信号は検出されない。液体があ
るときには、メニスカスによって反射した余分な信号が、放射光線信号を不平衡
にし、したがって、信号が検出される。
【０００６】
米国特許第５,０７３,７２０号が、液体レベル測定装置を開示しており、これ
は、放射光線源（代表的には、放射光線放出ダイオードまたはレーザー・ダイオ
ード）と容器内の液体レベルを測定する光学検出器を使用する電気光学装置であ
る。放射光線ビームは、液体を通過し、光学検出器によって受け取られる。検出
器出力は、液体レベルまたは液体体積を測定するように処理される。
は、放射光線源（代表的には、放射光線放出ダイオードまたはレーザー・ダイオ
ード）と容器内の液体レベルを測定する光学検出器を使用する電気光学装置であ
る。放射光線ビームは、液体を通過し、光学検出器によって受け取られる。検出
器出力は、液体レベルまたは液体体積を測定するように処理される。
【０００７】
米国特許第４,７３３,０９５号が、液体の入っているボトルの互いに対向する
側でモニタすることによって液体レベルを検出する方法を開示している。ボトル
の各側で液体レベルをモニタするために、拡散した放射光線ビームが、液体表面
下方レベルから液体表面に向かって照射される。液体面で反射した放射光線およ
び液体面で屈折した放射光線は、標準液体レベルに合焦した受光カメラによって
検出される。両側でモニタされた液体レベルの平均値が、液体レベル指示値とし
て採用される。
側でモニタすることによって液体レベルを検出する方法を開示している。ボトル
の各側で液体レベルをモニタするために、拡散した放射光線ビームが、液体表面
下方レベルから液体表面に向かって照射される。液体面で反射した放射光線およ
び液体面で屈折した放射光線は、標準液体レベルに合焦した受光カメラによって
検出される。両側でモニタされた液体レベルの平均値が、液体レベル指示値とし
て採用される。
【０００８】
米国特許第３,９０８,４４１号が、透明チューブ内の液体レベルを検出する装
置であって、チューブの周辺領域に面して設置するようになった放射光線源と、
チューブの第２周辺領域に面して設置するようになっている光電池とを包含し、
液体で濡らしてあり、液体よりむしろ空気を含有するチューブ内面から完全に反
射してきた放射光線を受け取るようになっている装置を開示している。この装置
は、特に着色した、あるいは、不透明の液体のための自動粘度計に埋設してもよ
い。
置であって、チューブの周辺領域に面して設置するようになった放射光線源と、
チューブの第２周辺領域に面して設置するようになっている光電池とを包含し、
液体で濡らしてあり、液体よりむしろ空気を含有するチューブ内面から完全に反
射してきた放射光線を受け取るようになっている装置を開示している。この装置
は、特に着色した、あるいは、不透明の液体のための自動粘度計に埋設してもよ
い。
【０００９】
米国特許第３,６３６,３６０号が、圧力液体タンクと連通する透明チューブに
放射光線ビームを投射し、液体がチューブを満たしているときと液体がチューブ
内にないときの、チューブ内壁面での相対屈折率の差および装置を利用して再方
向付けされた放射光線ビームを検出することによって液体レベルを光電子式に検
出する方法を開示している。チューブから再方向付けされた放射光線ビームを受
ける手段が、チューブが空であるときのみ、すなわち、液体が検出器より低い場
合にのみ、放射光線ビームを受け入れるように配置されている。
放射光線ビームを投射し、液体がチューブを満たしているときと液体がチューブ
内にないときの、チューブ内壁面での相対屈折率の差および装置を利用して再方
向付けされた放射光線ビームを検出することによって液体レベルを光電子式に検
出する方法を開示している。チューブから再方向付けされた放射光線ビームを受
ける手段が、チューブが空であるときのみ、すなわち、液体が検出器より低い場
合にのみ、放射光線ビームを受け入れるように配置されている。
【００１０】
したがって、チューブ内の液体レベルを検出する際に遭遇する問題に対して従
来技術で採用された種々の方法を検討した結果、簡略化した方法、特に容易に利
用できる検出手段を使用する方法が必要であることがわかった。
来技術で採用された種々の方法を検討した結果、簡略化した方法、特に容易に利
用できる検出手段を使用する方法が必要であることがわかった。
【００１１】
従来技術で複雑な分析機構および／または精巧な機器を使用することによる不
利益の多くは、本発明の装置および／または方法を使用することによって解消さ
れる。本発明は、問い合わせ用放射光線ビームに対するオリジナルの整合状態か
らチューブを傾ける前後に、サンプル・チューブを透過してきた、あるいは、そ
こから反射してきた放射光線ビームの強度パターンをモニタすることによってサ
ンプル・チューブ内の液体レベルを測定する方法を提供する。捕獲された放射光
線ビーム強度パターンは、チューブ内の液体界面の位置に対応する信号領域にお
いて変化する。このような変化の位置を観察することによって、チューブ内の異
なった屈折率を有する液体のレベルを容易に測定することが可能となる。このよ
うな簡略化した方法により、画像分析その他の技術の助けを借りることなく、た
とえば、密閉サンプル・チューブ内の液体の上方レベルを正確に測定することが
可能になる。
利益の多くは、本発明の装置および／または方法を使用することによって解消さ
れる。本発明は、問い合わせ用放射光線ビームに対するオリジナルの整合状態か
らチューブを傾ける前後に、サンプル・チューブを透過してきた、あるいは、そ
こから反射してきた放射光線ビームの強度パターンをモニタすることによってサ
ンプル・チューブ内の液体レベルを測定する方法を提供する。捕獲された放射光
線ビーム強度パターンは、チューブ内の液体界面の位置に対応する信号領域にお
いて変化する。このような変化の位置を観察することによって、チューブ内の異
なった屈折率を有する液体のレベルを容易に測定することが可能となる。このよ
うな簡略化した方法により、画像分析その他の技術の助けを借りることなく、た
とえば、密閉サンプル・チューブ内の液体の上方レベルを正確に測定することが
可能になる。
【００１２】
この方法と関連して、サンプル・チューブ内の液体レベルを自動的に測定する
装置があり、この装置は、サンプル・チューブを回転させる装置と一緒に容易に
利用できる電気光学機器を使用し、サンプル・チューブ表面の透明部分を問い合
わせ用光学ビームに露出させ、次いで、チューブを傾けてチューブ内の液体レベ
ルの垂直位置を変化させる。
装置があり、この装置は、サンプル・チューブを回転させる装置と一緒に容易に
利用できる電気光学機器を使用し、サンプル・チューブ表面の透明部分を問い合
わせ用光学ビームに露出させ、次いで、チューブを傾けてチューブ内の液体レベ
ルの垂直位置を変化させる。
【００１３】
本発明は、本出願の一部をなす添付図面と関連して行う以下の詳細な説明から
より充分に理解して貰えよう。
より充分に理解して貰えよう。
【００１４】
添付図面において：
図１は、本発明を実施できる電気光学アナライザの概略立面図である。
図２は、図１の電気光学アナライザを使用して単一の液体区域を含むチューブ
を分析するのに捕獲された信号のプロット例である。 図３は、単一の液体区域を含むチューブについて図１の電気光学アナライザを
使用した、信号強度差のプロット例である。 図４は、単一の液体区域を含むチューブについて図１の電気光学アナライザを
使用して捕獲された信号の別のプロット例である。 図５は、本発明の別の実施態様を使用してゲル状層によって分離した２つの液
体区域を含むチューブを分析することができる電気光学アナライザの概略立面図
である。 図６は、ゲル状層によって分離された２つの液体区域を含むチューブを分析す
るのに図５の電気光学アナライザを使用して捕獲された信号のプロット例である
。 図７は、ゲル状層によって分離された２つの液体区域を含むチューブを分析す
るのに図１の電気光学アナライザを使用した、差信号のプロット例である。 図８は、本発明の別の実施態様を実施してチューブ内の液体レベルを測定する
ことができる電気光学アナライザの概略平面図である。
を分析するのに捕獲された信号のプロット例である。 図３は、単一の液体区域を含むチューブについて図１の電気光学アナライザを
使用した、信号強度差のプロット例である。 図４は、単一の液体区域を含むチューブについて図１の電気光学アナライザを
使用して捕獲された信号の別のプロット例である。 図５は、本発明の別の実施態様を使用してゲル状層によって分離した２つの液
体区域を含むチューブを分析することができる電気光学アナライザの概略立面図
である。 図６は、ゲル状層によって分離された２つの液体区域を含むチューブを分析す
るのに図５の電気光学アナライザを使用して捕獲された信号のプロット例である
。 図７は、ゲル状層によって分離された２つの液体区域を含むチューブを分析す
るのに図１の電気光学アナライザを使用した、差信号のプロット例である。 図８は、本発明の別の実施態様を実施してチューブ内の液体レベルを測定する
ことができる電気光学アナライザの概略平面図である。
【００１５】
図１は、本発明を実施するのに必要な要素を概略的に示す。たとえば、半透明
なガラス製のサンプル・チューブに入射した放射光線の量は、チューブを占めて
いる任意の液体区域あるいは気体区域の光学屈折率の相対値に依存する量だけ反
射することになることは公知である。一般的に、液体区域の屈折率は、気体部分
の屈折率より大きくなり、その結果、より大きい入射放射光線量がチューブから
反射することになる。このような反射した放射光線の振幅をモニタすることによ
って、液体、気体区域間の界面の位置を測定することができる。しかしながら、
多数の外部の、一般的に制御できない変数が、反射放射光線の量に影響を及ぼし
、その結果、反射放射光線の強度における単一の振幅変化を測定することにのみ
依存することは、信頼性がなく、適切ではない。本発明は、チューブを入射放射
光線に対する２つの異なった角度に位置させたときの、チューブから反射してき
た放射光線の振幅を比較することによってこの制限を克服する。
なガラス製のサンプル・チューブに入射した放射光線の量は、チューブを占めて
いる任意の液体区域あるいは気体区域の光学屈折率の相対値に依存する量だけ反
射することになることは公知である。一般的に、液体区域の屈折率は、気体部分
の屈折率より大きくなり、その結果、より大きい入射放射光線量がチューブから
反射することになる。このような反射した放射光線の振幅をモニタすることによ
って、液体、気体区域間の界面の位置を測定することができる。しかしながら、
多数の外部の、一般的に制御できない変数が、反射放射光線の量に影響を及ぼし
、その結果、反射放射光線の強度における単一の振幅変化を測定することにのみ
依存することは、信頼性がなく、適切ではない。本発明は、チューブを入射放射
光線に対する２つの異なった角度に位置させたときの、チューブから反射してき
た放射光線の振幅を比較することによってこの制限を克服する。
【００１６】
チューブ１０ａは、１０ａ位置におけるチューブ１０の垂直軸線１２が、点線
で示し、後述する電気光学検出器１６内に発生した問い合わせ用放射光線ビーム
１４を横切る方向に対して垂直な向きとなっている例を示している。チューブ１
０ｂは、チューブ１０の垂直軸線１２が、チューブ１０ｂの頂部が電気光学検出
器１６に向かってより接近するように移動する方向において、問い合わせ用放射
光線ビーム１４を横切る方向に対して訳１０度傾いている例を示している。チュ
ーブ１０ｃは、チューブ１０の垂直軸線１２が、チューブ１０ｃの頂部が電気光
学検出器１６から離れるように移動する方向において、問い合わせ用放射光線ビ
ーム１４を横切る方向に対して約１０度傾いている例を示している。したがって
、放射光線ビーム１４は、チューブ１０ａに垂直に入射し、チューブ１０ｂ、１
０ｃは、放射光線ビームに対して平行な方向に傾いている。垂直位置を有するチ
ューブ１０ａの実施例は、本発明を実施するのに必要ない。入射放射光線ビーム
に対して、チューブ１０ａ、１０ｂ間に少なくとも２つの異なったアラインメン
トがあることだけが重要である。
で示し、後述する電気光学検出器１６内に発生した問い合わせ用放射光線ビーム
１４を横切る方向に対して垂直な向きとなっている例を示している。チューブ１
０ｂは、チューブ１０の垂直軸線１２が、チューブ１０ｂの頂部が電気光学検出
器１６に向かってより接近するように移動する方向において、問い合わせ用放射
光線ビーム１４を横切る方向に対して訳１０度傾いている例を示している。チュ
ーブ１０ｃは、チューブ１０の垂直軸線１２が、チューブ１０ｃの頂部が電気光
学検出器１６から離れるように移動する方向において、問い合わせ用放射光線ビ
ーム１４を横切る方向に対して約１０度傾いている例を示している。したがって
、放射光線ビーム１４は、チューブ１０ａに垂直に入射し、チューブ１０ｂ、１
０ｃは、放射光線ビームに対して平行な方向に傾いている。垂直位置を有するチ
ューブ１０ａの実施例は、本発明を実施するのに必要ない。入射放射光線ビーム
に対して、チューブ１０ａ、１０ｂ間に少なくとも２つの異なったアラインメン
トがあることだけが重要である。
【００１７】
チューブ１０はキャップ１８で閉ざした状態で示してあるが、本発明は、チュ
ーブ１０を閉ざすことを必要とせず、いずれのサンプル・チューブ実施例におい
ても実施し得る。チューブ１０は、チューブ１０を部分的に満たす少なくとも１
つの液体区域２０と、チューブ１０の残りの部分を満たす気体区域２１とを包含
する。液体区域２０は、上面２６を有し、第１実施例においては、本発明の一目
的は、チューブ１０の底２８に対して上面２６の位置を決めることにある。
ーブ１０を閉ざすことを必要とせず、いずれのサンプル・チューブ実施例におい
ても実施し得る。チューブ１０は、チューブ１０を部分的に満たす少なくとも１
つの液体区域２０と、チューブ１０の残りの部分を満たす気体区域２１とを包含
する。液体区域２０は、上面２６を有し、第１実施例においては、本発明の一目
的は、チューブ１０の底２８に対して上面２６の位置を決めることにある。
【００１８】
電気光学電池の垂直アレイ３０（たとえば、複数の個別の発光ダイオード３０
ｄ（ＬＥＤ）と、複数の個別の光電受容器３０ｒとからなる）が、電気光学検出
器１６内に収容してあり、そして、これら複数の個別のＬＥＤ３０ｄは、それら
の発生した個別の放射光線からなる問い合わせ用放射光線ビーム１４の半連続垂
直向きバンドを提供するように配置してある。説明を明瞭にするために、ほんの
２、３のＬＥＤ３０ｄとほんの１つの問い合わせ用放射光線ビーム１４のみが示
してある。問い合わせ用放射光線１４のバンドは、チューブ１０ａ、１０ｂまた
は１０ｃに向いており、電気光学検出器１６内に同様に収容されている個別の光
電受容器３０ｒが、チューブ１０ａ、１０ｂまたは１０ｃから検出器１６に向か
って後方へ反射した、一点鎖線で示す放射光線３２をキャプチャするようにして
ある。説明を明瞭にするために、ほんの１つの問い合わせ用放射光線１４と２つ
の反射放射光線３２と１つの光電受容器３０ｒが示してあるが、両方の光線が、
半連続の垂直向き放射光線バンドを示すものであり、光電受容器３０ｒが複数の
個別の光電受容器を代表するものであることは了解されたい。
ｄ（ＬＥＤ）と、複数の個別の光電受容器３０ｒとからなる）が、電気光学検出
器１６内に収容してあり、そして、これら複数の個別のＬＥＤ３０ｄは、それら
の発生した個別の放射光線からなる問い合わせ用放射光線ビーム１４の半連続垂
直向きバンドを提供するように配置してある。説明を明瞭にするために、ほんの
２、３のＬＥＤ３０ｄとほんの１つの問い合わせ用放射光線ビーム１４のみが示
してある。問い合わせ用放射光線１４のバンドは、チューブ１０ａ、１０ｂまた
は１０ｃに向いており、電気光学検出器１６内に同様に収容されている個別の光
電受容器３０ｒが、チューブ１０ａ、１０ｂまたは１０ｃから検出器１６に向か
って後方へ反射した、一点鎖線で示す放射光線３２をキャプチャするようにして
ある。説明を明瞭にするために、ほんの１つの問い合わせ用放射光線１４と２つ
の反射放射光線３２と１つの光電受容器３０ｒが示してあるが、両方の光線が、
半連続の垂直向き放射光線バンドを示すものであり、光電受容器３０ｒが複数の
個別の光電受容器を代表するものであることは了解されたい。
【００１９】
明らかに、同等の配置において、ダイオードからの問い合わせ用放射光線１４
は、チューブ１０ａ、１０ｂまたは１０ｃを透過し、チューブ１０ａ、１０ｂま
たは１０ｃを横切った後の横断放射光線として、チューブ１０ａ、１０ｂまたは
１０ｃの、検出器１６とは反対側に設置した受容器アレイによって捕獲され得る
。本発明を実施する際に有用である、個別の発光ダイオード３０ｄおよび光電受
容器３０ｒからなる電気光学セル３０の例は、この技術分野では周知のものであ
り、日立に譲渡された米国特許第４，１４８，０４８号に記載されたソリッドス
テート撮像装置と同様であってもよい。この米国特許には、二次元ソリッドステ
ート撮像装置が開示してあり、これは、各々ホトダイオードからなる複数のピク
チャエレメントと、同じ半導体基板上に配置したスイッチ作用絶縁ゲート電界効
果トランジスタとを包含する。ホトダイオードは個別的な装置であるから、垂直
方向に配置し、問い合わせ用放射光線１４の半連続垂直向きバンドを提供するよ
うになっており、隣り合ったホトダイオード間が不連続であるため、ビームは半
連続となる。
は、チューブ１０ａ、１０ｂまたは１０ｃを透過し、チューブ１０ａ、１０ｂま
たは１０ｃを横切った後の横断放射光線として、チューブ１０ａ、１０ｂまたは
１０ｃの、検出器１６とは反対側に設置した受容器アレイによって捕獲され得る
。本発明を実施する際に有用である、個別の発光ダイオード３０ｄおよび光電受
容器３０ｒからなる電気光学セル３０の例は、この技術分野では周知のものであ
り、日立に譲渡された米国特許第４，１４８，０４８号に記載されたソリッドス
テート撮像装置と同様であってもよい。この米国特許には、二次元ソリッドステ
ート撮像装置が開示してあり、これは、各々ホトダイオードからなる複数のピク
チャエレメントと、同じ半導体基板上に配置したスイッチ作用絶縁ゲート電界効
果トランジスタとを包含する。ホトダイオードは個別的な装置であるから、垂直
方向に配置し、問い合わせ用放射光線１４の半連続垂直向きバンドを提供するよ
うになっており、隣り合ったホトダイオード間が不連続であるため、ビームは半
連続となる。
【００２０】
図示を簡略化するために、図１では、単一の問い合わせ用放射光線１４が、液
体区域２０の上面２６近くでチューブ１０ａに入射するものとして示してある。
チューブ１０ａの垂直軸線１２が問い合わせ用放射光線１４に対して垂直である
ため、問い合わせ用ビーム１４によって発生した反射放射光線ビーム３２は、ビ
ーム１４と同じ経路に沿って電気光学セル３０の垂直アレイに向かって反射する
ことになり、液体区域２０の上面２６に対応する高さ位置で光電受容器３０ｒに
よって捕獲されることになる。チューブ１０の底部あるいは頂部に対する、電気
光学セル３０の垂直アレイ内の個々の光電受容器３０ｒの位置を予め決めておく
と便利であり、以降のキャリブレーションが容易になる。これは、たとえば、ア
レイ３０内で最下方の個々の光電受容器３０ｒと整合するようにチューブ１０の
底部を物理的に位置決めすることによって行うことができる。別の均等な配置に
おいては、チューブ１０の底部は、アレイ３０内の最下方の個々の光電受容器３
０ｒの下方、既知の距離のところに位置させてもよい。いずれの例にもおいても
、液体区域２０の上面２６からの反射放射光線ビーム３２の、それに対応する個
々の光電受容器３０ｒによって捕獲されたような強度パターンは、チューブ１０
ａの底部２８に対する、液体区域２０の上面２６の位置の第１の指標となる。
体区域２０の上面２６近くでチューブ１０ａに入射するものとして示してある。
チューブ１０ａの垂直軸線１２が問い合わせ用放射光線１４に対して垂直である
ため、問い合わせ用ビーム１４によって発生した反射放射光線ビーム３２は、ビ
ーム１４と同じ経路に沿って電気光学セル３０の垂直アレイに向かって反射する
ことになり、液体区域２０の上面２６に対応する高さ位置で光電受容器３０ｒに
よって捕獲されることになる。チューブ１０の底部あるいは頂部に対する、電気
光学セル３０の垂直アレイ内の個々の光電受容器３０ｒの位置を予め決めておく
と便利であり、以降のキャリブレーションが容易になる。これは、たとえば、ア
レイ３０内で最下方の個々の光電受容器３０ｒと整合するようにチューブ１０の
底部を物理的に位置決めすることによって行うことができる。別の均等な配置に
おいては、チューブ１０の底部は、アレイ３０内の最下方の個々の光電受容器３
０ｒの下方、既知の距離のところに位置させてもよい。いずれの例にもおいても
、液体区域２０の上面２６からの反射放射光線ビーム３２の、それに対応する個
々の光電受容器３０ｒによって捕獲されたような強度パターンは、チューブ１０
ａの底部２８に対する、液体区域２０の上面２６の位置の第１の指標となる。
【００２１】
アレイ３０によって反射放射光線３２として捕獲された問い合わせ用放射光線
１４の量が、液体区域２０およびチューブ１０ａの最上方未充填部分を占有する
気体区域２１の光学屈折率の相対値に依存することは知られている。一般的に、
液体区域２０の屈折率は、気体区域２１の屈折率より大きくなり、より大きい量
の反射放射光線３２がアレイ３０に向かって反射される。問い合わせ用放射光線
ビーム１４はチューブ１０ａに垂直に入射する例（チューブ１０の垂直軸線１２
が、問い合わせ用ビーム１４の方向に対して垂直である）では、検出器１６に反
射してきたビーム３２の大きさが実線Ｔａで示してあり、この信号は、放射光線
ビーム１４の部分が検出器１６に反射し、検出信号値に変換されるときに、全体
的に増大する。チューブ１０内の液体区域２０の頂部レベルに対応するチューブ
１０上の垂直高さ位置２０のところで、反射信号Ｔａは、低下し、基線ゼロ信号
３４よりも下にさえ低下する。本発明を実施するためには、チューブ１０ａ内の
液体区域２０の上面２６からの反射放射光線ビーム３２の第１の強度パターンを
、チューブ１０ａ内の上面２６の位置または高さの関数としてプロットしてもよ
い。これは、垂直向きのチューブ１０ａの底部２８に対する個々の光電受容器３
０ｒの位置の上記キャリブレーションのためである。チューブ１０ａ内の液体区
域２０の上面２６から反射してきた放射光線ビーム３２の第１の強度パターン例
が、図２に、実線トレースＴａとして示してある。
１４の量が、液体区域２０およびチューブ１０ａの最上方未充填部分を占有する
気体区域２１の光学屈折率の相対値に依存することは知られている。一般的に、
液体区域２０の屈折率は、気体区域２１の屈折率より大きくなり、より大きい量
の反射放射光線３２がアレイ３０に向かって反射される。問い合わせ用放射光線
ビーム１４はチューブ１０ａに垂直に入射する例（チューブ１０の垂直軸線１２
が、問い合わせ用ビーム１４の方向に対して垂直である）では、検出器１６に反
射してきたビーム３２の大きさが実線Ｔａで示してあり、この信号は、放射光線
ビーム１４の部分が検出器１６に反射し、検出信号値に変換されるときに、全体
的に増大する。チューブ１０内の液体区域２０の頂部レベルに対応するチューブ
１０上の垂直高さ位置２０のところで、反射信号Ｔａは、低下し、基線ゼロ信号
３４よりも下にさえ低下する。本発明を実施するためには、チューブ１０ａ内の
液体区域２０の上面２６からの反射放射光線ビーム３２の第１の強度パターンを
、チューブ１０ａ内の上面２６の位置または高さの関数としてプロットしてもよ
い。これは、垂直向きのチューブ１０ａの底部２８に対する個々の光電受容器３
０ｒの位置の上記キャリブレーションのためである。チューブ１０ａ内の液体区
域２０の上面２６から反射してきた放射光線ビーム３２の第１の強度パターン例
が、図２に、実線トレースＴａとして示してある。
【００２２】
個々の光電受容器３０ｒ内に捕獲された反射放射光線３２の量は、周囲放射光
線レベル、チューブ材料（代表的にはガラス）の光学屈折率、問い合わせ用放射
光線の振幅、チューブの清潔度その他のような多くの外部変数によって影響され
る。結果的に、光電受容器３０ｒ内に捕獲された反射放射光線３２の強度におけ
る単一の振幅変化を測定することだけに依存することは、まったく信頼性がない
。本発明の重要な特徴は、チューブ１０ａが垂直方向に対して２、３度傾けられ
たときにチューブ１０の底部２８に対する液体区域２０の上面２６の位置を示す
第２の反射放射光線信号パターンを得ることによってこのような変数によって導
入される曖昧さの排除にあり、チューブ１０ｂの頂部を、図１においてチューブ
１０ｂで示すように、チューブ１０ａの頂部よりもアレイ３０に近いところに置
く。問い合わせ用放射光線ビーム１４が９０度より小さい角度、たとえば、約１
０度である例（すなわち、チューブ１０の垂直軸線１２が検出器１６に向かって
傾斜している）では、検出器１６に反射してきたビーム３２の大きさが、点破線
Ｔｂによって示してある。チューブ１０ｂ内の液体２０のより高い頂部レベルに
対応するチューブ１０ｂ上の垂直方向高さ位置２０のところで（チューブが検出
器に向かって傾いているとき、液体２０の頂部はチューブ１０ｂ内で上昇する）
、反射信号３２は、プロットの水平軸線上に４０で示すように、２６より高い高
さ値のところにおいて低下し、基線ゼロ信号３４より低いところにさえ低下する
。ここで再び、上記と同じ技術を用いるならば、チューブ１０ｂ内の液体区域２
０の上面２６からの反射放射光線ビーム３２の第２の強度パターンは、チューブ
１０ｂ内の上面２６の位置または高さの関数としてプロットしてもよい。これは
、垂直向きのチューブ１０ａの底部２８に対する個々の光電受容器３０ｒの位置
についての上記キャリブレーションのためである。チューブ１０ｂ内の液体区域
２０の上面２６から反射してきた放射光線ビーム３２の第２の強度パターン例が
、図２において点線トレースＴｂとして示してある。このプロセス中、チューブ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃの底部は、同じ高さのところに維持される。
線レベル、チューブ材料（代表的にはガラス）の光学屈折率、問い合わせ用放射
光線の振幅、チューブの清潔度その他のような多くの外部変数によって影響され
る。結果的に、光電受容器３０ｒ内に捕獲された反射放射光線３２の強度におけ
る単一の振幅変化を測定することだけに依存することは、まったく信頼性がない
。本発明の重要な特徴は、チューブ１０ａが垂直方向に対して２、３度傾けられ
たときにチューブ１０の底部２８に対する液体区域２０の上面２６の位置を示す
第２の反射放射光線信号パターンを得ることによってこのような変数によって導
入される曖昧さの排除にあり、チューブ１０ｂの頂部を、図１においてチューブ
１０ｂで示すように、チューブ１０ａの頂部よりもアレイ３０に近いところに置
く。問い合わせ用放射光線ビーム１４が９０度より小さい角度、たとえば、約１
０度である例（すなわち、チューブ１０の垂直軸線１２が検出器１６に向かって
傾斜している）では、検出器１６に反射してきたビーム３２の大きさが、点破線
Ｔｂによって示してある。チューブ１０ｂ内の液体２０のより高い頂部レベルに
対応するチューブ１０ｂ上の垂直方向高さ位置２０のところで（チューブが検出
器に向かって傾いているとき、液体２０の頂部はチューブ１０ｂ内で上昇する）
、反射信号３２は、プロットの水平軸線上に４０で示すように、２６より高い高
さ値のところにおいて低下し、基線ゼロ信号３４より低いところにさえ低下する
。ここで再び、上記と同じ技術を用いるならば、チューブ１０ｂ内の液体区域２
０の上面２６からの反射放射光線ビーム３２の第２の強度パターンは、チューブ
１０ｂ内の上面２６の位置または高さの関数としてプロットしてもよい。これは
、垂直向きのチューブ１０ａの底部２８に対する個々の光電受容器３０ｒの位置
についての上記キャリブレーションのためである。チューブ１０ｂ内の液体区域
２０の上面２６から反射してきた放射光線ビーム３２の第２の強度パターン例が
、図２において点線トレースＴｂとして示してある。このプロセス中、チューブ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃの底部は、同じ高さのところに維持される。
【００２３】
個々の光電受容器３０ｒ内に捕獲された、チューブ１０ａに沿った位置または
高さに対応する、反射放射光線３２の第１、第２のトレースＴａ、Ｔｂを比較す
ることによって、チューブ１０ａの底部または頂部に対する気体・液体界面２６
の位置を正確に測定することができる。チューブ１０ａが本発明の教示に従って
チューブ１０ｂの向きに対して傾斜しているとき、界面に対応する位置のところ
で、反射放射光線の対応する第１、第２のトレースＴａ、Ｔｂが最も幅広く異な
る。これが図２に示してあり、ここでは、信号トレースＴａ、Ｔｂの反射信号強
度が、チューブ１０ｂに沿った高さまたは垂直の関数として示してある。ここで
、位置１０ｂまでチューブ１０ａを傾けることによって変位しない、チューブ１
０ａ、１０ｂ内の液体２０の部分からの反射信号強度が不変のままであり、その
結果、トレースＴｂの最も左側の部分はトレースＴａの最も左側の部分と同じで
あることに注目されたい。反射放射光線の開始点は、相対反射信号強度３４のと
ころでチューブ１０ａまたは１０ｂの底部に対応する垂直位置３６のところで始
まる。信号強度トレースＴａ、Ｔｂは、この初期値３４の上方へ確実に増大し、
最終的に、２つの異なったポイント３８、４０のところで、それぞれチューブ１
０ａ、１０ｂから反射してくる放射光線に対応する値にちかいところまで行く。
チューブ１０ｂの頂部が電気光学検出器３０により近くなるようにチューブ１０
ｂが傾けられるので、傾斜液体レベル２６がチューブ１０ｂの底部からより大き
い距離のところに生じ、その結果、トレース（signal value live）Ｔｂは、チ
ューブ１０ｂの底部上方のより大きい垂直方向距離のところで信号値ライブ３４
と交差する。Ｔａ、Ｔｂが信号値３４と交差するポイントに対応するチューブ１
０の底部上方の相対垂直距離は、上述したような干渉効果から生じるエラーなし
に上面２６の位置を正確に定めるのに役立つ。本発明を実施するに際して、必ず
必要というわけではないが、２つのトレースＴａ、Ｔｂを減算して図３に示すの
と同様に差カーブＴｂ−Ｔａを創り、ゼロ−差ライン３９に沿ったポイント３８
のところにピーク値に対応するような上面２６の急速位置決めを容易にすると便
利である。
高さに対応する、反射放射光線３２の第１、第２のトレースＴａ、Ｔｂを比較す
ることによって、チューブ１０ａの底部または頂部に対する気体・液体界面２６
の位置を正確に測定することができる。チューブ１０ａが本発明の教示に従って
チューブ１０ｂの向きに対して傾斜しているとき、界面に対応する位置のところ
で、反射放射光線の対応する第１、第２のトレースＴａ、Ｔｂが最も幅広く異な
る。これが図２に示してあり、ここでは、信号トレースＴａ、Ｔｂの反射信号強
度が、チューブ１０ｂに沿った高さまたは垂直の関数として示してある。ここで
、位置１０ｂまでチューブ１０ａを傾けることによって変位しない、チューブ１
０ａ、１０ｂ内の液体２０の部分からの反射信号強度が不変のままであり、その
結果、トレースＴｂの最も左側の部分はトレースＴａの最も左側の部分と同じで
あることに注目されたい。反射放射光線の開始点は、相対反射信号強度３４のと
ころでチューブ１０ａまたは１０ｂの底部に対応する垂直位置３６のところで始
まる。信号強度トレースＴａ、Ｔｂは、この初期値３４の上方へ確実に増大し、
最終的に、２つの異なったポイント３８、４０のところで、それぞれチューブ１
０ａ、１０ｂから反射してくる放射光線に対応する値にちかいところまで行く。
チューブ１０ｂの頂部が電気光学検出器３０により近くなるようにチューブ１０
ｂが傾けられるので、傾斜液体レベル２６がチューブ１０ｂの底部からより大き
い距離のところに生じ、その結果、トレース（signal value live）Ｔｂは、チ
ューブ１０ｂの底部上方のより大きい垂直方向距離のところで信号値ライブ３４
と交差する。Ｔａ、Ｔｂが信号値３４と交差するポイントに対応するチューブ１
０の底部上方の相対垂直距離は、上述したような干渉効果から生じるエラーなし
に上面２６の位置を正確に定めるのに役立つ。本発明を実施するに際して、必ず
必要というわけではないが、２つのトレースＴａ、Ｔｂを減算して図３に示すの
と同様に差カーブＴｂ−Ｔａを創り、ゼロ−差ライン３９に沿ったポイント３８
のところにピーク値に対応するような上面２６の急速位置決めを容易にすると便
利である。
【００２４】
同等の効果が、図１において１０ｃで示すように、チューブ１０ａを垂直方向
に対して２、３度傾け、チューブ１０の頂部をチューブ１０ａの頂部よりもアレ
イ３０からさらに離すことによって達成することができる。チューブ１０ｃ内の
液体区域２０の上面２６から反射してきた放射光線ビーム３２の第３の強度パタ
ーン例が、図２において、点線トレースＴｃとして示してある。ここで再び、反
射放射光線の開始点は、チューブ１０ａまたは１０ｃの底部に対応する値３４で
始まる。信号強度トレースＴａ、Ｔｃは、この初期値３４上方に確実に増大し、
最終的に、それぞれ、チューブ１０ａ、１０ｂ内の液体面２６の位置を示す位置
のところでチューブ１０ａ、１０ｂから反射してくる放射光線に対応する、２つ
の異なったポイント３８、４２のところで値３６に接近する。この例では、チュ
ーブ１０ｃは、その頂部がチューブ１０ａよりもさらに電気光学検出器３０から
離れるように傾けられ、その結果、チューブ１０ｃの底部からより短い距離のと
ころで傾斜液体レベル２６が生じる。結果的に、トレースＴｂは、チューブ１０
ｃの底部上方より短い距離のところで信号値ライブ３４と交差する。Ｔａおよび
Ｔｃが信号値３４と交差するポイントに対応する、チューブ１０の底部上方の相
対垂直距離は、干渉効果から生じるエラーなしに、上面２６の位置を正確に定め
るのに役立つ。ここで再び、本発明を実施するに際して、必ず必要というわけで
はないが、２つのトレースＴａ、Ｔｃを減算して差カーブを創り、上面２６の急
速位置決めを容易にすると便利である。
に対して２、３度傾け、チューブ１０の頂部をチューブ１０ａの頂部よりもアレ
イ３０からさらに離すことによって達成することができる。チューブ１０ｃ内の
液体区域２０の上面２６から反射してきた放射光線ビーム３２の第３の強度パタ
ーン例が、図２において、点線トレースＴｃとして示してある。ここで再び、反
射放射光線の開始点は、チューブ１０ａまたは１０ｃの底部に対応する値３４で
始まる。信号強度トレースＴａ、Ｔｃは、この初期値３４上方に確実に増大し、
最終的に、それぞれ、チューブ１０ａ、１０ｂ内の液体面２６の位置を示す位置
のところでチューブ１０ａ、１０ｂから反射してくる放射光線に対応する、２つ
の異なったポイント３８、４２のところで値３６に接近する。この例では、チュ
ーブ１０ｃは、その頂部がチューブ１０ａよりもさらに電気光学検出器３０から
離れるように傾けられ、その結果、チューブ１０ｃの底部からより短い距離のと
ころで傾斜液体レベル２６が生じる。結果的に、トレースＴｂは、チューブ１０
ｃの底部上方より短い距離のところで信号値ライブ３４と交差する。Ｔａおよび
Ｔｃが信号値３４と交差するポイントに対応する、チューブ１０の底部上方の相
対垂直距離は、干渉効果から生じるエラーなしに、上面２６の位置を正確に定め
るのに役立つ。ここで再び、本発明を実施するに際して、必ず必要というわけで
はないが、２つのトレースＴａ、Ｔｃを減算して差カーブを創り、上面２６の急
速位置決めを容易にすると便利である。
【００２５】
ここで単一の光電受容器３０ｒに言及したのは説明を明確にする目的であり、
定義または範囲の限定要件と解釈しないで貰いたい。ここで、反射ビーム３２の
拡散により、２つ以上の光電受容器３０ｒが反射ビーム３２を捕獲することにな
ることは了解されたい。図２に示すように、電気光学電池のアレイ３０からの出
力信号は、それ相応に小さい範囲を超えて拡散する。さらに、先に述べたように
、入射放射光線ビームに対するチューブ１０ａ、１０ｂ間に少なくとも２つの異
なったアラインメントがあり、液体レベル２６の位置を決める際に本発明による
精度を達成できることのみが重要である。これはトレースＴｂ、Ｔｃを比較する
ことによって説明することができる。これらのトレースは、それぞれ、入射放射
光線ビームに対する２つの異なったアライメントを有するチューブ１０ｂ、１０
ｃを代表するものであるが、入射放射光線ビームに対する或る特定のアラインメ
ントは持たない。この例では、２つのトレースＴｂ、Ｔｃを減算し、図４に示す
ような差カーブＴｂ−Ｔｃを得て、上面を位置決めする必要はなく、本発明のこ
のような実施例は便利である。
定義または範囲の限定要件と解釈しないで貰いたい。ここで、反射ビーム３２の
拡散により、２つ以上の光電受容器３０ｒが反射ビーム３２を捕獲することにな
ることは了解されたい。図２に示すように、電気光学電池のアレイ３０からの出
力信号は、それ相応に小さい範囲を超えて拡散する。さらに、先に述べたように
、入射放射光線ビームに対するチューブ１０ａ、１０ｂ間に少なくとも２つの異
なったアラインメントがあり、液体レベル２６の位置を決める際に本発明による
精度を達成できることのみが重要である。これはトレースＴｂ、Ｔｃを比較する
ことによって説明することができる。これらのトレースは、それぞれ、入射放射
光線ビームに対する２つの異なったアライメントを有するチューブ１０ｂ、１０
ｃを代表するものであるが、入射放射光線ビームに対する或る特定のアラインメ
ントは持たない。この例では、２つのトレースＴｂ、Ｔｃを減算し、図４に示す
ような差カーブＴｂ−Ｔｃを得て、上面を位置決めする必要はなく、本発明のこ
のような実施例は便利である。
【００２６】
第２の液体２２が図５に示してあり、ここに示す本発明のさらに別の実施例で
は、付加的な液体区域２２がチューブ１０内にあり、２つの液体区域２０、２２
がゲル状層４４によって分離しており、液体区域２２がチューブ１０の最下方部
分にある。ここで再び、説明の簡略化のために、単一の問い合わせ用放射光線１
４が、図５において、液体区域２０の上面２６の位置付近でチューブ１０ａに入
射するものとして示してあり、別の単一の問い合わせ用放射光線１５が、２つの
液体区域２０、２２を分離しているゲル状層４４の表面の位置５６付近でチュー
ブ１０ａに入射するものとして図５の点線で示してある。チューブ１０ａが問い
合わせ用放射光線１４に対して垂直な垂直軸線１２を持っているため、問い合わ
せ用ビーム１４、１５によって発生した反射放射光線ビーム３２は、ビーム１４
、１５と同じ経路に沿って電気光学セル３０の垂直アレイに向かって反射するこ
とになり、液体区域２０の上面２６ならびにゲル状層４４の表面の位置５６に対
応する高さ位置のところで光電受容器３０ｒによって捕獲される。
は、付加的な液体区域２２がチューブ１０内にあり、２つの液体区域２０、２２
がゲル状層４４によって分離しており、液体区域２２がチューブ１０の最下方部
分にある。ここで再び、説明の簡略化のために、単一の問い合わせ用放射光線１
４が、図５において、液体区域２０の上面２６の位置付近でチューブ１０ａに入
射するものとして示してあり、別の単一の問い合わせ用放射光線１５が、２つの
液体区域２０、２２を分離しているゲル状層４４の表面の位置５６付近でチュー
ブ１０ａに入射するものとして図５の点線で示してある。チューブ１０ａが問い
合わせ用放射光線１４に対して垂直な垂直軸線１２を持っているため、問い合わ
せ用ビーム１４、１５によって発生した反射放射光線ビーム３２は、ビーム１４
、１５と同じ経路に沿って電気光学セル３０の垂直アレイに向かって反射するこ
とになり、液体区域２０の上面２６ならびにゲル状層４４の表面の位置５６に対
応する高さ位置のところで光電受容器３０ｒによって捕獲される。
【００２７】
それぞれ、アレイ３０によって反射放射光線３２、３３として捕獲された問い
合わせ用放射光線１４、１５の量は、チューブ１０ａ内の液体区域２０、２２お
よびゲル状層４４の光学屈折率の相対値に依存する。問い合わせ用放射光線ビー
ム１４、１５がチューブに垂直に入射する例においては、検出器１６に反射した
対応するビーム３２、３３の大きさは、図６において、それぞれ、実線Ｔａ、Ｔ
ａｇで示してあり、これらの信号は、放射光線ビーム１４、１５の部分が検出器
１６に向かって反射し、検出信号値へ変換されたときに、全体的に増大する。チ
ューブ１０内の液体２０のレベルに対応するチューブ１０上の垂直高さ位置のと
ころで、反射信号Ｔａは、低下し、全体的に４８で示すように、基線ゼロ信号３
４より下まですら低下する。しかしながら、チューブ１０ａ内のゲル状層４４の
表面の位置６０に対応するチューブ１０上の垂直高さ位置のところでは、反射信
号Ｔａｇは、全体的に５２で示すように減少するが、基線ゼロ信号３４の下方ま
で低下せず、信号が再び液体区域２０を含むチューブ１０ｂの部分から反射した
ときにトレースＴａと再結合する。
合わせ用放射光線１４、１５の量は、チューブ１０ａ内の液体区域２０、２２お
よびゲル状層４４の光学屈折率の相対値に依存する。問い合わせ用放射光線ビー
ム１４、１５がチューブに垂直に入射する例においては、検出器１６に反射した
対応するビーム３２、３３の大きさは、図６において、それぞれ、実線Ｔａ、Ｔ
ａｇで示してあり、これらの信号は、放射光線ビーム１４、１５の部分が検出器
１６に向かって反射し、検出信号値へ変換されたときに、全体的に増大する。チ
ューブ１０内の液体２０のレベルに対応するチューブ１０上の垂直高さ位置のと
ころで、反射信号Ｔａは、低下し、全体的に４８で示すように、基線ゼロ信号３
４より下まですら低下する。しかしながら、チューブ１０ａ内のゲル状層４４の
表面の位置６０に対応するチューブ１０上の垂直高さ位置のところでは、反射信
号Ｔａｇは、全体的に５２で示すように減少するが、基線ゼロ信号３４の下方ま
で低下せず、信号が再び液体区域２０を含むチューブ１０ｂの部分から反射した
ときにトレースＴａと再結合する。
【００２８】
図５において、チューブ１０ｂは、その頂部が電気光学検出器１６に向かって
より接近するように移動する方向においてチューブ１０ａに対して約１０度傾い
たチューブ１０の垂直軸線１２を示している。この例では、検出器１６に反射し
たビーム３２、３３の大きさが、図６において、それぞれ、点線Ｔｂ、Ｔｂｇに
よって示してある。チューブ１０ｂ内の液体２０のより高いレベルに対応するチ
ューブ１０ｂ上の垂直高さ位置のところでは、反射信号３２は、図６におけるプ
ロットの水平軸線上に４６で示すように、基線ゼロ信号３４の下方まで低下する
。チューブ１０ｂ内のゲル状層４４のより高いレベルに対応するチューブ１０ｂ
上の垂直高さ位置では、反射信号３３は、図６におけるプロットの水平軸線上の
５８で示すように、チューブ１０ｂ上のより高い対応位置のところでトレースＴ
ａと交差する。
より接近するように移動する方向においてチューブ１０ａに対して約１０度傾い
たチューブ１０の垂直軸線１２を示している。この例では、検出器１６に反射し
たビーム３２、３３の大きさが、図６において、それぞれ、点線Ｔｂ、Ｔｂｇに
よって示してある。チューブ１０ｂ内の液体２０のより高いレベルに対応するチ
ューブ１０ｂ上の垂直高さ位置のところでは、反射信号３２は、図６におけるプ
ロットの水平軸線上に４６で示すように、基線ゼロ信号３４の下方まで低下する
。チューブ１０ｂ内のゲル状層４４のより高いレベルに対応するチューブ１０ｂ
上の垂直高さ位置では、反射信号３３は、図６におけるプロットの水平軸線上の
５８で示すように、チューブ１０ｂ上のより高い対応位置のところでトレースＴ
ａと交差する。
【００２９】
本実施例において、個々の光電受容器３０ｒ内に捕獲された反射放射光線３２
の第１、第２のトレースＴａｇ、Ｔｂｇを比較することで、チューブ１０ａの底
部または頂部に対するゲル状層４４の位置を正確に測定することができる。チュ
ーブ１０ａが、本発明の教示に従って、界面に対応する位置で、チューブ１０ｂ
の向きに傾けられたときには、反射放射光線の対応するトレースＴａｇ、Ｔｂｇ
は最も幅広く異なることになる。信号強度トレースＴａｇ、Ｔｂｇは、初期値３
４よりも上へ確実に増大し、最終的に、ゲル状層４４の位置を示す２つの異なっ
た位置でチューブ１０ａ、１０ｂから反射する放射光線に対応する、５２で全体
的に示す２つの異なったポイントにおいてトレースＴａと再結合する。チューブ
１０ｂが、その頂部が電気光学検出器３０により近くなるように傾けられるため
、ゲル状層４４はチューブ１０ｂの底からより長い距離のところに位置し、その
結果、トレースＴｂｇは、チューブ１０ｂの底部上方より長い距離のところで信
号値トレースＴａと交差する。Ｔａｇ、ＴｂｇがそれぞれトレースＴａ、５６、
５８と交差するポイントに対応するチューブ１０の底部上方の相対垂直距離は、
上述したような干渉効果から生じるエラーなしに、チューブ１０内のゲル状層４
４の位置６０を正確に定めるのに役立つ。ここで、必ずしも必要というわけでは
ないが、本発明を実施するに際して、２つのトレースＴａ、Ｔｂおよび２つのト
レースＴａｇ、Ｔｂｇを減算し、図７に示すような差カーブを創り、ゲル状層４
４の位置６０の急速位置決めを容易にすると共に、チューブ１０ａ内の最上方液
体区域の上面２６の急速位置決めを容易にすると便利である。この例では、ゲル
状層４４の位置６０ならびに最上方液体区域２０の上面２６の位置に対応する、
差カーブにおける２つの最大差領域がある。
の第１、第２のトレースＴａｇ、Ｔｂｇを比較することで、チューブ１０ａの底
部または頂部に対するゲル状層４４の位置を正確に測定することができる。チュ
ーブ１０ａが、本発明の教示に従って、界面に対応する位置で、チューブ１０ｂ
の向きに傾けられたときには、反射放射光線の対応するトレースＴａｇ、Ｔｂｇ
は最も幅広く異なることになる。信号強度トレースＴａｇ、Ｔｂｇは、初期値３
４よりも上へ確実に増大し、最終的に、ゲル状層４４の位置を示す２つの異なっ
た位置でチューブ１０ａ、１０ｂから反射する放射光線に対応する、５２で全体
的に示す２つの異なったポイントにおいてトレースＴａと再結合する。チューブ
１０ｂが、その頂部が電気光学検出器３０により近くなるように傾けられるため
、ゲル状層４４はチューブ１０ｂの底からより長い距離のところに位置し、その
結果、トレースＴｂｇは、チューブ１０ｂの底部上方より長い距離のところで信
号値トレースＴａと交差する。Ｔａｇ、ＴｂｇがそれぞれトレースＴａ、５６、
５８と交差するポイントに対応するチューブ１０の底部上方の相対垂直距離は、
上述したような干渉効果から生じるエラーなしに、チューブ１０内のゲル状層４
４の位置６０を正確に定めるのに役立つ。ここで、必ずしも必要というわけでは
ないが、本発明を実施するに際して、２つのトレースＴａ、Ｔｂおよび２つのト
レースＴａｇ、Ｔｂｇを減算し、図７に示すような差カーブを創り、ゲル状層４
４の位置６０の急速位置決めを容易にすると共に、チューブ１０ａ内の最上方液
体区域の上面２６の急速位置決めを容易にすると便利である。この例では、ゲル
状層４４の位置６０ならびに最上方液体区域２０の上面２６の位置に対応する、
差カーブにおける２つの最大差領域がある。
【００３０】
図８を図１〜４と共に参照して、この図に示す本発明のさらに別の実施態様で
は、チューブ１０内の液体の上面の位置における変化が、チューブの垂直向きが
代わったときにチューブ内の液体のレベルを示す。この例では、検出器１６は、
問い合わせ用放射光線ビーム１４がチューブの中心線１２に沿って位置する傾斜
平面６２に対して垂直なライン６４と角φをなすように目的を持って配置されて
いる。角φは、約５〜１０度の範囲の大きさであり、検出器１６は、放射光線ビ
ーム１４が図示するようにチューブ１０の垂直縁付近でチューブ１０に当たるよ
うに配置してある。図８の配置と同様の配置において、チューブ１０は、平面６
２上の２つの矢印ならびに上述したと同様な方法で測定したチューブ１０内の液
体の上面位置の変化によって示されるように、平面６２内のいずれの方向にも傾
き得る。ビーム１４は垂直縁付近でチューブ１４に入射し、チューブ１０内の液
体の上面の変化位置の大きさが最大となるように示してあるが、これは便宜上の
状態であり、レベル位置測定を行う必要はない。唯一必要なのは、液体レベル位
置の変化を、チューブ１０がオリジナルの位置から傾斜している方向と無関係に
、放射光線ビーム１４と組み合わせて検出器１６によって検出可能であるように
設計、位置決めするということである。
は、チューブ１０内の液体の上面の位置における変化が、チューブの垂直向きが
代わったときにチューブ内の液体のレベルを示す。この例では、検出器１６は、
問い合わせ用放射光線ビーム１４がチューブの中心線１２に沿って位置する傾斜
平面６２に対して垂直なライン６４と角φをなすように目的を持って配置されて
いる。角φは、約５〜１０度の範囲の大きさであり、検出器１６は、放射光線ビ
ーム１４が図示するようにチューブ１０の垂直縁付近でチューブ１０に当たるよ
うに配置してある。図８の配置と同様の配置において、チューブ１０は、平面６
２上の２つの矢印ならびに上述したと同様な方法で測定したチューブ１０内の液
体の上面位置の変化によって示されるように、平面６２内のいずれの方向にも傾
き得る。ビーム１４は垂直縁付近でチューブ１４に入射し、チューブ１０内の液
体の上面の変化位置の大きさが最大となるように示してあるが、これは便宜上の
状態であり、レベル位置測定を行う必要はない。唯一必要なのは、液体レベル位
置の変化を、チューブ１０がオリジナルの位置から傾斜している方向と無関係に
、放射光線ビーム１４と組み合わせて検出器１６によって検出可能であるように
設計、位置決めするということである。
【００３１】
ここに開示した本発明の実施例が本発明の原理を説明するものであり、本発明
の範囲内で他の変形例も使用し得ることは了解されたい。たとえば、ゲル状層４
４のないチューブの場合、ひとたび液体区域２０の上面２６の位置を決定したな
らば、チューブ１０の直径から、分析に利用できる液体２０の体積を算出するこ
とが可能とある。そして、ゲル状層４４を備えたチューブの場合、ひとたび液体
区域２０の上面２６およびゲル状層４４の位置が決定されたならば、チューブ１
０の直径から、分析に利用できる液体２０、２２の体積を算出することが可能と
なる。同様に、異なった向きにチューブを傾けるために使用される手段そのもの
は本発明を実施するに際して重要ではない。すなわち、カップ状のホルダをチュ
ーブの底部または頂部の上に配置し、レバーまたは変換器によって機械的に並進
移動させて所望の傾斜量を得ることができる。あるいは、クラスプを使用してチ
ューブの周面を把持し、次いで、クラスプを回転させて所望の傾斜量を得ること
もできる。これらの手段は、簡単な技術的な性質により図示してはないが、完全
を期してここに含まれる。したがって、本発明は、本明細書に図示し、説明した
実施例そのままに限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定さ
れるものである。
の範囲内で他の変形例も使用し得ることは了解されたい。たとえば、ゲル状層４
４のないチューブの場合、ひとたび液体区域２０の上面２６の位置を決定したな
らば、チューブ１０の直径から、分析に利用できる液体２０の体積を算出するこ
とが可能とある。そして、ゲル状層４４を備えたチューブの場合、ひとたび液体
区域２０の上面２６およびゲル状層４４の位置が決定されたならば、チューブ１
０の直径から、分析に利用できる液体２０、２２の体積を算出することが可能と
なる。同様に、異なった向きにチューブを傾けるために使用される手段そのもの
は本発明を実施するに際して重要ではない。すなわち、カップ状のホルダをチュ
ーブの底部または頂部の上に配置し、レバーまたは変換器によって機械的に並進
移動させて所望の傾斜量を得ることができる。あるいは、クラスプを使用してチ
ューブの周面を把持し、次いで、クラスプを回転させて所望の傾斜量を得ること
もできる。これらの手段は、簡単な技術的な性質により図示してはないが、完全
を期してここに含まれる。したがって、本発明は、本明細書に図示し、説明した
実施例そのままに限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定さ
れるものである。
【図１】
本発明を実施できる電気光学アナライザの概略立面図である。
【図２】
図１の電気光学アナライザを使用して単一の液体区域を含むチューブを分析す
るのに捕獲された信号のプロット例である。
るのに捕獲された信号のプロット例である。
【図３】
単一の液体区域を含むチューブについて図１の電気光学アナライザを使用した
、信号強度差のプロット例である。
、信号強度差のプロット例である。
【図４】
単一の液体区域を含むチューブについて図１の電気光学アナライザを使用して
捕獲された信号の別のプロット例である。
捕獲された信号の別のプロット例である。
【図５】
本発明の別の実施態様を使用してゲル状層によって分離した２つの液体区域を
含むチューブを分析することができる電気光学アナライザの概略立面図である。
含むチューブを分析することができる電気光学アナライザの概略立面図である。
【図６】
ゲル状層によって分離された２つの液体区域を含むチューブを分析するのに図
５の電気光学アナライザを使用して捕獲された信号のプロット例である。
５の電気光学アナライザを使用して捕獲された信号のプロット例である。
【図７】
ゲル状層によって分離された２つの液体区域を含むチューブを分析するのに図
１の電気光学アナライザを使用した、差信号のプロット例である。
１の電気光学アナライザを使用した、差信号のプロット例である。
【図８】
本発明の別の実施態様を実施してチューブ内の液体レベルを測定することがで
きる電気光学アナライザの概略平面図である。
きる電気光学アナライザの概略平面図である。
Claims (13)
- 【請求項１】 第１の向きにあるサンプル・チューブを透過してきた、また
は、そこから反射してきた放射光線ビームの第１の強度パターンを測定し、第２
の向きにチューブを傾け、この第２の向きにあるサンプル・チューブを透過して
きた、または、そこから反射してきた放射光線ビームの第２の強度パターンを測
定し、そしてチューブ内の液体レベルに第１、第２の強度パターン間の変化を相
関させることによって、サンプル・チューブ内の液体レベルを測定する方法。 - 【請求項２】 チューブを透過してきた、または、そこから反射してきた放
射光線ビームを提供または測定するのに電気光学検出器を使用する請求項１の方
法。 - 【請求項３】 放射光線ビームがチューブに垂直に入射し、チューブが放射
光線ビームに対して平行な方向に傾斜している請求項１の方法。 - 【請求項４】 第１、第２のチューブ向きの差が約１０度である請求項１の
方法。 - 【請求項５】 第１、第２の強度パターン間の変化を相関させることが第１
、第２の強度パターンの差を測定し、最大差の領域を選ぶことからなる請求項１
の方法。 - 【請求項６】 検出器が、問い合わせ用放射光線ビームが、チューブの中央
線に沿って位置する傾斜平面に対して垂直なラインに対して或る角度でチューブ
に突き当たるように配置してある請求項２の方法。 - 【請求項７】 チューブが、傾斜平面内で傾斜している請求項６の方法。
- 【請求項８】 第１の向きにあるサンプル・チューブを透過してきた、ある
いは、そこから反射してきた放射光線ビームの第１の強度パターンを測定し、第
２の向きにチューブを傾け、この第２の向きにあるサンプル・チューブを透過し
てきた、または、そこから反射してきた放射光線ビームの第２の強度パターンを
測定し、そしてチューブ内のゲル状層のレベルに第１、第２の強度パターン間の
変化を相関させることによってサンプル・チューブ内で２つの液体を分離してい
るゲル状層のレベルを測定する方法。 - 【請求項９】 チューブを透過してきた、または、そこから反射してきた放
射光線ビームを提供または測定するのに電気光学検出器を用いる請求項８の方法
。 - 【請求項１０】 放射光線ビームがチューブに垂直に入射し、チューブが、
放射光線ビームに対して平行な方向に傾いている請求項８の方法。 - 【請求項１１】 第１、第２のチューブ向きの差が約１０度である請求項８
の方法。 - 【請求項１２】 第１、第２の強度パターン間の変化を相関させることが、
第１、第２の強度パターンの差を測定し、最大差の領域を選ぶことからなる請求
項８の方法。 - 【請求項１３】 サンプル・チューブを透過してきた、または、そこから反
射してきた放射光線ビームの強度パターンを測定する電気光学検出器、第１の向
きから第２の向きまでチューブを傾ける手段、および第１の向きにおける強度パ
ターンと第２の向きにおける強度パターンの変化をチューブ内の液体レベルに相
関させる手段を包含することを特徴とするサンプル・チューブ内の液体レベルを
測定するのに有用である装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/524,681 | 2000-03-14 | ||
| US09/524,681 US6448574B1 (en) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | Method and apparatus for determining liquid levels in a liquid sample container |
| PCT/US2001/007901 WO2001069183A2 (en) | 2000-03-14 | 2001-03-13 | Method and apparatus for determining liquid levels in a liquid sample container |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003527592A true JP2003527592A (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=24090245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001568019A Pending JP2003527592A (ja) | 2000-03-14 | 2001-03-13 | 液体サンプル容器内の液体レベルを測定する方法および装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6448574B1 (ja) |
| EP (1) | EP1269125A2 (ja) |
| JP (1) | JP2003527592A (ja) |
| WO (1) | WO2001069183A2 (ja) |
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| WO2022080054A1 (ja) * | 2020-10-13 | 2022-04-21 | ソニーグループ株式会社 | 情報処理装置と情報処理方法およびプログラム |
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- 2000-03-14 US US09/524,681 patent/US6448574B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-03-13 EP EP01924147A patent/EP1269125A2/en not_active Withdrawn
- 2001-03-13 WO PCT/US2001/007901 patent/WO2001069183A2/en not_active Application Discontinuation
- 2001-03-13 JP JP2001568019A patent/JP2003527592A/ja active Pending
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| EP1269125A2 (en) | 2003-01-02 |
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