JP2004117058A - Testpiece heating system, its temperature calibration method, and constant-temperature system used for calibration - Google Patents

Testpiece heating system, its temperature calibration method, and constant-temperature system used for calibration Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a testpiece heating system whose wiring and structure are simple. <P>SOLUTION: This heating system is provided with a board; two or more electric heaters arranged into a planar shape on the board; a constant-temperature block which has an upper surface and a lower surface and is heated by the heaters; two or more temperature sensors which are mounted on the board and detect temperatures of the constant-temperature block; and a heater control circuit which is mounted on the board, receives the outputs of the temperature sensors, and controls the outputs of the heaters. The constant-temperature block has in its upper surface, two or more sample tube insertion holes for inserting sample tubes, and its lower surface has recessions in which the heaters and the temperature sensors can be put. The constant-temperature block is put on the board with the heaters and the temperature sensors in the containable recessions. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、試料加温装置とその温度較正方法と較正に用いる恒温装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この発明に関連する従来技術としては、被加熱体が挿入される複数の挿入部が設けられたブロック部材と、ブロック部材を加熱する加熱手段とを備え、ブロック部材がセラミックにて構成されるとともに、ブロック部材の内部には加熱手段として導電材料からなる発熱体が埋設されたヒーターブロックが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平6−210189号公報([0007]、図1)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の試料加温装置においては、複数のサンプルチューブに収容された試料を複数の電気ヒータで所定温度まで加熱した後、その温度を保持するようにしている。しかしながら、それには複数の電気ヒータを駆動・制御するための電気回路や温度センサを必要とするので、それらを電気的に接続する配線やそれらを設置する構造が複雑になるという問題点があった。
【0005】
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、プリント配線基板上に、恒温ブロック,電気ヒータ,温度センサおよび制御回路を実装することにより、配線が容易で設置構造の簡単な試料加温装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この発明は、基板と、前記基板上に平面的に配列された複数のヒータと、上面と下面を有しヒータによって加熱される恒温ブロックと、前記基板に実装され恒温ブロックの温度を検出する複数の温度センサと、前記基板に実装され温度センサの出力をうけてヒータの出力を制御するヒータ制御回路とを備え、恒温ブロックは上面にサンプルチューブを挿入可能な複数のサンプルチューブ挿入孔を有し、かつ、下面に前記複数のヒータと温度センサを収容可能な凹部を有し、恒温ブロックはヒータと温度センサを前記凹部に収容した状態で前記基板上に設置されてなる試料加温装置を提供するものである。
【0007】
この構成によれば、ヒータ,温度センサおよび制御回路が基板に実装され、かつ恒温ブロックもその基板上に設置されるので、配線が容易で、装置構成も簡単になる。
【0008】
【発明の実施の形態】
この発明の試料加温装置において、複数のヒータが仮想的に複数のグループに分割され、各グループのヒータに対応する恒温ブロックの各領域に前記温度センサが設けられ、ヒータ制御回路は、ヒータに電力を供給するヒータ駆動部と、参照値を格納する参照値格納部と、温度センサによって検出される温度が参照値に等しくなるようにヒータへ供給する電力を演算してヒータ駆動部を駆動させるヒータ出力演算部と、参照値格納部へ参照値を書き込む参照値書き込み部とを備えることができる。
この場合、ヒータ駆動部はヒータへ電力を供給するトランジスタ回路で構成でき、参照値格納部とヒータ出力演算部とは一体的にマイクロコンピュータあるいはFPGA等で構成できる。
【0009】
この発明は、サンプルチューブを収容するための恒温ブロックと、恒温ブロックを加熱するヒータと、恒温ブロックの温度を検出する温度センサと、ヒータと温度センサを実装する基板とを備え、恒温ブロックが底部にヒータと温度センサを収容する凹部を有し、恒温ブロックが底部にヒータと温度センサを収容した状態で基板上に搭載されてなる試料加温装置を提供するものである。
この場合、温度センサの出力をうけてヒータを制御するヒータ制御回路をさらに備えてもよい。
【0010】
また、この発明は、上記の試料加温装置の温度センサを較正するための恒温装置であって、試料加温装置を収容する恒温槽と、恒温ブロックに接触して熱を与える加熱ブロックと、加熱ブロックを加熱する加熱ブロック用ヒータと、加熱ブロック用ヒータを駆動する加熱ブロック用ヒータ駆動部と、加熱ブロックの温度を検出する加熱ブロック用温度センサと、加熱ブロック用温度センサの出力をうけて加熱ブロック用ヒータ駆動部を制御して加熱ブロックの温度を所定値に保持する制御部とを備える恒温装置を提供するものである。
この恒温装置において、加熱ブロックは恒温ブロックの各サンプルチューブ挿入孔へ接触可能に挿入される突出部を有してもよい。
【0011】
さらにこの発明は、上記の試料加温装置の全ヒータへの通電を停止し、その試料加温装置を上記恒温装置へ収容し、恒温ブロックを所定値まで加熱した後、試料加温装置の参照値書き込み部により各参照値を各温度センサの検出温度に一致させる工程からなる温度較正方法を提供するものである。
なお、上記試料加温装置において、ヒータが酸化金属被膜抵抗器からなる電気ヒータであってもよいし、恒温ブロックがアルミニウムからなるものであってもよい。
また、恒温ブロックにおいて、凹部は断面U字形の溝からなるものであってもよい。また、温度センサがサーミスタを備えてもよい。また、基板がプリント配線基板からなるものであってもよい。
【0012】
実施例
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述する。これによってこの発明が限定されるものではない。
自動分析装置
図1はこの発明の試料加温装置が適用される自動分析装置の構成を示す斜視図である。同図に示すように、自動分析装置80において、検体として血液を収容した検体容器が、検体設置部51に載置される。
【0013】
反応プレート設置部53には、図2に示すような反応プレート62が設置される。反応プレート62には、液体を収容することができる25個のサンプルチューブ64が備えられている。そして、反応プレート62は、反応プレート移設部57により試料混合部52に移設される。
【0014】
試薬ラック40は、図1に示すように配置される。ピペット駆動部100はピペット56の矢印A,B,C方向への移動と吸引・吐出動作を行う。
ユーザは、入力部58から、測定のための情報を入力する。測定情報が入力されると、ピペット56が移動し、検体設置部51に設置された検体容器から血液を吸引し、試料混合部52に移設された反応プレート62のサンプルチューブ64の1つに吐出する。なお、反応プレート62の25個のサンプルチューブ64は、試料混合部52に設けられた後述の試料加温装置により一定温度(ここでは45℃)に予め加温されている。
【0015】
ピペット56は、洗浄槽42に移動して、洗浄を行ったのち、試薬ラック40に設置された試薬容器から必要な試薬を吸引し、先ほど血液が吐出されたサンプルチューブ64に吐出する。これによって、血液と試薬を混合させ、反応させる、測定用試料を調製する。
【0016】
ピペット56は、再び洗浄槽42で洗浄を行ったのち、先ほど調製した測定用試料をサンプルチューブ64から吸引し、試料測定部41に吐出する。そして、試料測定部41で吸光量、散乱光量などの測定が行われ、演算制御部101によって所定の演算が行われたのち、測定結果が表示部102に表示される。このような測定が25回くり返され、全てのサンプルチューブ64が使用済みになると、試料混合部52の反応プレート62は、反応プレート移設部57によって、廃棄部54に廃棄される。
【0017】
試料加温装置
図3は試料混合部52に設けられる試料加温装置の上面図であり、図4,図5はそれぞれ図3の矢視A−A,B−B断面図である。これらの図に示されるように、試料加温装置は、プリント配線基板(以下、基板という)1と、基板1に設置されたアルミニウム製の恒温ブロック2およびヒータ制御回路モジュール3を備える。
【0018】
図6は基板1の上面図であり、基板1の上面には、4行×6列のマトリックス状に配列された合計24個の電気ヒータ(金属酸化皮膜抵抗器)4が実装されている。そして、24個のヒータ4は、図6に示すように6個を1組とする4つのヒータ群G1〜G4に組分けされ、ヒータ群G1〜G4のほぼ中央にそれぞれ温度センサ(サーミスタ)S1〜S4が実装される。ヒータ群G1〜G4の各6個のヒータ4はプリント配線によりそれぞれ直列接続又は並列接続されてヒータ制御回路モジュール3へ接続される。また、温度センサS1〜S4もプリント配線によりヒータ制御回路モジュール3へ接続される。
【0019】
図7は恒温ブロック2の上面図、図8は図7のC−C矢視断面図、図9は恒温ブロック2の底面図である。
これらの図に示すように恒温ブロック2は、その上面に反応プレート62(図2)が載置されるとき、25個のサンプルチューブ64を受入れる25個の凹部5を有する。
また、恒温ブロック2は、底面に6本の断面U字形の溝6と、4つの円筒状凹部H1〜H4とを備える。
【0020】
従って、恒温ブロック2が図3〜図5に示すように基板1の表面に固定されるとき、図9に示す6本の溝6と凹部H1〜H4に、図6に示す6列のヒータ4と温度センサS1〜S4が、それぞれ収容される。そして、ヒータ群G1〜G4に対応する恒温ブロック2の4つの部分(領域)の温度がそれぞれ温度センサS1〜S4によって検出されるようになっている。
【0021】
図10はヒータ制御回路モジュール3の構成を示すブロック図である。同図に示すように、モジュール3は、制御部7と第1〜第4ヒータ駆動部D1〜D4を内蔵する。制御部7は温度センサS1〜S4と入力部8からの出力を受けて、第1〜第4ヒータ駆動部D1〜D4へ制御信号を出力するようになっている。第1〜第4駆動部D1〜D4は外部から供給される直流電圧をうけてヒータ群G1〜G4へ必要な駆動電力を供給する。
【0022】
制御部7において、温度算出部7aは、温度センサS1〜S4からの各出力を所定の変換関数によって実際の温度T1〜T4に換算する。参照値書き込み部7bは、入力部8からの指令により、参照値格納部7cに参照値R1〜R4を書き込むことができる。
【0023】
比較部7dは、換算された温度T1〜T4をそれぞれ参照値R1〜R4と比較する。ヒータ出力演算部7eは温度T1〜T4がそれぞれ参照値R1〜R4に等しくなるようにヒータ群G1〜G4へ供給すべき電力を演算し、その演算結果により第1〜第4駆動部D1〜D4を制御する。これによって、いわゆる負帰還制御が行われる。
ここで制御部7は、CPU,ROM,RAMからなるマイクロコンピュータから構成され、第1〜第4ヒータ駆動部D1〜D4はトランジスタ回路で構成される。入力部8は制御部7にとりはずし可能に接続されたキーボードから構成される。
【0024】
このような構成において、モジュール3が起動すると、ヒータ群G1〜G4へ電力が供給され、温度センサS1〜S4によってそれぞれ検出される温度T1〜T4が、各参照値R1〜R4に一致するようにヒータ群G1〜G4への供給電力が制御される。
そこで、参照値R1〜R4をすべて同じ所定値、例えば45℃に設定しておくと、温度T1〜T4がすべて45℃に保持される。つまり、恒温ブロック2に収容されたサンプルチューブ64が45℃に保持され、その温度で測定用試料が調製されることになる。
【0025】
しかしながら、温度センサS1〜S4は、一般に感度(温度と検出出力の関係)がばらついているため、恒温ブロック2の温度を精度よく制御するには、その較正が必要となる。そこで、この発明では次のようにしてその較正を行うようにしている。
【0026】
恒温装置
図11は前述の試料加温装置の温度較正に用いる恒温装置の断面図である。
同図に示すように恒温装置は、ケース12と、蓋13と、アルミニウム製の加熱ブロック11とを備え、加熱ブロック11の上部に図3〜図5に示す試料加温装置を逆さにした状態で搭載し、加熱ブロック11と試料加温装置をケース12と蓋13とで取り囲むようになっている。なお、ケース12と蓋13は断熱材料、例えば発泡スチロールを用いて製作される。
また、加熱ブロック11の中心部には温度センサS5が設置され、加熱ブロック11の下方の内部にプレート状の電気ヒータ14が設けられている。
【0027】
図12は加熱ブロック11の上面図、図13は加熱ブロック11の側面図である。これらの図に示すように加熱ブロック11は、上面に25個の突出部15を有し、試料加温装置の25個の凹部5に挿入されて各内壁に接触するようになっている。また、加熱ブロック11は側面から中心に向かって穿孔された温度センサS5の挿入孔16を備える。
【0028】
図14は図11に示す恒温装置の温度制御回路のブロック図である。
図14に示すように、制御部17は入力部18と温度センサS5からの出力をうけて出力部19とヒータ駆動部D5に出力し、ヒータ駆動部D5は外部から直流電圧をうけて必要な駆動電力を電気ヒータ14に供給する。
制御部17においては、温度算出部17aは温度センサS5の出力を所定の変換関数によって実際の温度T5に換算する。参照値格納部17cには参照値R5が書き込まれている。
【0029】
比較部17dは、換算された温度T5と参照値R5と比較する。ヒータ出力演算部17eは温度T5が参照値R5に等しくなるように電気ヒータ14に供給すべき電力を演算し、ヒータ駆動部D5を制御する。これによって、いわゆる、負帰還制御が行われる。ここで制御部17は、CPU,ROM,RAMからなるマイクロコンピュータから構成され、ヒータ駆動部D5はトランジスタ回路で構成される。入力部18と出力部19は、それぞれキーボードとCRTで構成される。
【0030】
このような構成における温度較正手順について図15のフローチャートを用いて説明する。まず、使用者は、図11に示すように試料加温装置を恒温装置内に収容し(ステップS1)、入力部8(図10)からの指令により第1から第4ヒータ駆動部D1〜D4の出力をすべて停止させる(ステップS2)。制御部17(図14)を起動させると、電気ヒータ14へ電力が供給され、温度センサS5によって検出される温度T5が参照値R5に一致するように電気ヒータ14への供給電力が制御される。
【0031】
ここで、温度算出部17aにおいて温度センサS5からの出力が誤差のない正しい温度T5に変換されるよう変換関数を予め十分に較正しておく。そこで、参照値R5として、例えば45℃を書き込んでおくと、恒温ブロック2が加熱ブロック11を介して電気ヒータ14によって加熱され、恒温ブロック2の温度が45℃に達すると、その後、恒温ブロック2は全体的に45℃に維持される(ステップS3)。この時、温度センサS1〜S4によって恒温ブロック2の温度T1〜T4が検出される。
【0032】
そして、温度センサS1〜S4の感度のばらつきにより、T1=43℃,T2=44℃,T3=46℃,T4=47℃という値が算出されたものとする。使用者が入力部8から「温度較正」を制御部7へ指令すると、参照値書き込み部7bは参照値格納部7cの参照値R1〜R4をそれぞれ43℃,44℃,46℃,47℃に書き換える(ステップS4)。
【0033】
これによって、試料加温装置の較正操作は終了する。そこで、使用者は試料加温装置を恒温装置から取り出し、入力部8を操作して第1〜第4ヒータ駆動部D1〜D4の出力停止を解除する(ステップS5)。
試料加温装置の使用時に、ヒータ群G1〜G4により恒温ブロック2が加熱されると、温度センサS1〜S4によって得られる温度T1〜T4がそれぞれ参照値43℃,44℃,46℃,47℃になるようにヒータ群G1〜G4への供給電力が制御されるので、恒温ブロック2は45℃の温度に正しく保持されることになる。
【0034】
【発明の効果】
この発明によれば、電気ヒータ,温度センサ,ヒータ制御回路および恒温ブロックが全てプリント配線基板上に実装されるので、配線および構成が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の試料加温装置を用いる自動分析装置の斜視図である。
【図2】この発明に係る反応プレートの斜視図である。
【図3】この発明の試料加温装置の上面図である。
【図4】図3のA−A矢視断面図である。
【図5】図3のB−B矢視断面図である。
【図6】この発明に係るプリント配線基板の上面図である。
【図7】この発明に係る恒温ブロックの上面図である。
【図8】図7のC−C矢視断面図である。
【図9】図7に示す恒温ブロックの底面図である。
【図10】この発明の試料加温装置の制御回路を示すブロック図である。
【図11】この発明の恒温装置を示す断面図である。
【図12】この発明の恒温装置の加熱ブロックの上面図である。
【図13】図12に示す加熱ブロックの側面図である。
【図14】図11に示す恒温装置の制御回路を示すブロック図である。
【図15】この発明の温度較正の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 プリント配線基板
2 恒温ブロック
3 ヒータ制御回路モジュール
4 ヒータ
5 凹部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sample heating device, a temperature calibration method thereof, and a constant temperature device used for calibration.
[0002]
[Prior art]
As related art related to the present invention, a block member provided with a plurality of insertion portions into which a body to be heated is inserted, and a heating unit for heating the block member are provided, and the block member is made of ceramic. A heater block in which a heating element made of a conductive material is embedded as a heating means inside a block member is known (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-6-210189 ([0007], FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In a conventional sample heating device, a sample housed in a plurality of sample tubes is heated to a predetermined temperature by a plurality of electric heaters, and then the temperature is maintained. However, this requires an electric circuit and a temperature sensor for driving and controlling a plurality of electric heaters, so that there is a problem that wiring for electrically connecting them and a structure for installing them are complicated. .
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances. By mounting a constant-temperature block, an electric heater, a temperature sensor, and a control circuit on a printed wiring board, the wiring is easy and the sample mounting structure is simple. A heating device is provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a substrate, a plurality of heaters arranged in a plane on the substrate, a constant temperature block having an upper surface and a lower surface, and heated by the heater, and a plurality of temperature sensors mounted on the substrate and detecting the temperature of the constant temperature block. Temperature sensor, and a heater control circuit mounted on the substrate and receiving the output of the temperature sensor to control the output of the heater, the constant temperature block has a plurality of sample tube insertion holes on the upper surface capable of inserting sample tubes And a concave portion capable of accommodating the plurality of heaters and the temperature sensor on a lower surface thereof, and a constant-temperature block provided on the substrate with the heater and the temperature sensor accommodated in the concave portion. Is what you do.
[0007]
According to this configuration, the heater, the temperature sensor, and the control circuit are mounted on the substrate, and the constant-temperature block is also installed on the substrate, so that the wiring is easy and the device configuration is simple.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the sample heating apparatus of the present invention, a plurality of heaters are virtually divided into a plurality of groups, and the temperature sensors are provided in respective regions of a constant temperature block corresponding to the heaters of each group. A heater driving unit for supplying electric power, a reference value storing unit for storing a reference value, and an electric power supplied to the heater so that the temperature detected by the temperature sensor becomes equal to the reference value, thereby driving the heater driving unit. A heater output calculation unit and a reference value writing unit that writes a reference value to the reference value storage unit can be provided.
In this case, the heater drive unit can be configured by a transistor circuit that supplies power to the heater, and the reference value storage unit and the heater output calculation unit can be integrally configured by a microcomputer or an FPGA.
[0009]
The present invention includes a constant temperature block for accommodating a sample tube, a heater for heating the constant temperature block, a temperature sensor for detecting a temperature of the constant temperature block, and a substrate on which the heater and the temperature sensor are mounted. And a concave portion for accommodating a heater and a temperature sensor, and a constant temperature block mounted on a substrate with the heater and the temperature sensor accommodated at the bottom.
In this case, a heater control circuit for controlling the heater in response to the output of the temperature sensor may be further provided.
[0010]
Further, the present invention is a constant temperature device for calibrating the temperature sensor of the sample heating device, a constant temperature bath containing the sample heating device, a heating block that contacts the constant temperature block and applies heat, A heater for the heating block for heating the heating block, a heater driving unit for the heating block for driving the heater for the heating block, a temperature sensor for the heating block for detecting the temperature of the heating block, and an output of the temperature sensor for the heating block And a controller for controlling the heater drive unit for the heating block to maintain the temperature of the heating block at a predetermined value.
In this thermostatic apparatus, the heating block may have a protruding portion that is inserted so as to be able to contact each sample tube insertion hole of the thermostatic block.
[0011]
Further, according to the present invention, the power supply to all the heaters of the sample heating device is stopped, the sample heating device is housed in the constant temperature device, and the constant temperature block is heated to a predetermined value. It is an object of the present invention to provide a temperature calibration method including a step of making each reference value coincide with a detected temperature of each temperature sensor by a value writing unit.
In the sample heating apparatus, the heater may be an electric heater formed of a metal oxide film resistor, or the constant temperature block may be formed of aluminum.
Further, in the constant temperature block, the concave portion may be a groove having a U-shaped cross section. Further, the temperature sensor may include a thermistor. Further, the substrate may be a printed wiring board.
[0012]
Embodiments The present invention will be described below in detail based on embodiments shown in the drawings. This does not limit the present invention.
Automatic analyzer FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an automatic analyzer to which the sample warming apparatus of the present invention is applied. As shown in the figure, in the automatic analyzer 80, a sample container containing blood as a sample is placed on the sample setting section 51.
[0013]
The reaction plate 62 as shown in FIG. The reaction plate 62 is provided with 25 sample tubes 64 capable of containing a liquid. Then, the reaction plate 62 is transferred to the sample mixing section 52 by the reaction plate transfer section 57.
[0014]
The reagent rack 40 is arranged as shown in FIG. The pipette driving unit 100 performs the movement of the pipette 56 in the directions of arrows A, B, and C and the suction / discharge operation.
The user inputs information for measurement from the input unit 58. When the measurement information is input, the pipette 56 moves, aspirates blood from the sample container set in the sample setting unit 51, and discharges it to one of the sample tubes 64 of the reaction plate 62 transferred to the sample mixing unit 52. I do. The 25 sample tubes 64 of the reaction plate 62 are preliminarily heated to a constant temperature (here, 45 ° C.) by a later-described sample heating device provided in the sample mixing section 52.
[0015]
The pipette 56 moves to the washing tank 42 and after washing, aspirates a necessary reagent from a reagent container installed in the reagent rack 40 and discharges it to the sample tube 64 from which blood has been discharged. Thus, a measurement sample is prepared in which blood and a reagent are mixed and reacted.
[0016]
After performing the washing again in the washing tank 42, the pipette 56 sucks the measurement sample prepared previously from the sample tube 64 and discharges it to the sample measuring unit 41. Then, the measurement of the amount of absorbed light, the amount of scattered light, and the like are performed by the sample measurement unit 41, and a predetermined calculation is performed by the calculation control unit 101, and the measurement result is displayed on the display unit 102. When such measurement is repeated 25 times and all the sample tubes 64 have been used, the reaction plate 62 of the sample mixing section 52 is discarded by the reaction plate transfer section 57 to the discard section 54.
[0017]
Sample heating device FIG. 3 is a top view of the sample heating device provided in the sample mixing section 52, and FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views taken along arrows AA and BB in FIG. 3, respectively. is there. As shown in these figures, the sample heating apparatus includes a printed wiring board (hereinafter, referred to as a board) 1, an aluminum constant temperature block 2 installed on the board 1, and a heater control circuit module 3.
[0018]
FIG. 6 is a top view of the substrate 1. On the upper surface of the substrate 1, a total of 24 electric heaters (metal oxide film resistors) 4 arranged in a matrix of 4 rows × 6 columns are mounted. As shown in FIG. 6, the 24 heaters 4 are divided into four heater groups G1 to G4 each including six heaters, and a temperature sensor (thermistor) S1 is provided substantially at the center of each of the heater groups G1 to G4. To S4 are implemented. The six heaters 4 in each of the heater groups G1 to G4 are connected to the heater control circuit module 3 by being connected in series or in parallel, respectively, by printed wiring. The temperature sensors S1 to S4 are also connected to the heater control circuit module 3 by printed wiring.
[0019]
7 is a top view of the constant temperature block 2, FIG. 8 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 7, and FIG. 9 is a bottom view of the constant temperature block 2.
As shown in these figures, the constant temperature block 2 has 25 concave portions 5 for receiving 25 sample tubes 64 when the reaction plate 62 (FIG. 2) is placed on the upper surface thereof.
Further, the thermostatic block 2 includes six grooves 6 having a U-shaped cross section on the bottom surface and four cylindrical concave portions H1 to H4.
[0020]
Therefore, when the constant temperature block 2 is fixed to the surface of the substrate 1 as shown in FIGS. 3 to 5, the six grooves 6 and the recesses H1 to H4 shown in FIG. And temperature sensors S1 to S4 are accommodated respectively. Then, the temperatures of four portions (regions) of the constant temperature block 2 corresponding to the heater groups G1 to G4 are detected by the temperature sensors S1 to S4, respectively.
[0021]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the heater control circuit module 3. As shown in the drawing, the module 3 includes a control unit 7 and first to fourth heater driving units D1 to D4. The control unit 7 receives the outputs from the temperature sensors S1 to S4 and the input unit 8, and outputs control signals to the first to fourth heater driving units D1 to D4. The first to fourth driving units D1 to D4 supply necessary driving power to the heater groups G1 to G4 by receiving a DC voltage supplied from the outside.
[0022]
In the control unit 7, the temperature calculation unit 7a converts each output from the temperature sensors S1 to S4 into actual temperatures T1 to T4 by a predetermined conversion function. The reference value writing unit 7b can write the reference values R1 to R4 into the reference value storage unit 7c according to a command from the input unit 8.
[0023]
The comparing unit 7d compares the converted temperatures T1 to T4 with reference values R1 to R4, respectively. The heater output calculation unit 7e calculates the power to be supplied to the heater groups G1 to G4 so that the temperatures T1 to T4 become equal to the reference values R1 to R4, respectively, and, based on the calculation result, the first to fourth driving units D1 to D4. Control. Thus, so-called negative feedback control is performed.
Here, the control unit 7 is configured by a microcomputer including a CPU, a ROM, and a RAM, and the first to fourth heater driving units D1 to D4 are configured by transistor circuits. The input unit 8 includes a keyboard detachably connected to the control unit 7.
[0024]
In such a configuration, when the module 3 starts, power is supplied to the heater groups G1 to G4 so that the temperatures T1 to T4 detected by the temperature sensors S1 to S4 respectively match the reference values R1 to R4. The power supplied to the heater groups G1 to G4 is controlled.
Therefore, if the reference values R1 to R4 are all set to the same predetermined value, for example, 45 ° C., the temperatures T1 to T4 are all maintained at 45 ° C. That is, the sample tube 64 accommodated in the constant temperature block 2 is maintained at 45 ° C., and the measurement sample is prepared at that temperature.
[0025]
However, since the temperature sensors S1 to S4 generally vary in sensitivity (the relationship between the temperature and the detection output), calibration is required to accurately control the temperature of the constant temperature block 2. Therefore, in the present invention, the calibration is performed as follows.
[0026]
Constant temperature device FIG. 11 is a cross-sectional view of a constant temperature device used for temperature calibration of the above-described sample heating device.
As shown in the figure, the thermostat includes a case 12, a lid 13, and a heating block 11 made of aluminum, and the sample heating device shown in FIGS. The case 12 and the lid 13 surround the heating block 11 and the sample heating device. The case 12 and the lid 13 are manufactured using a heat insulating material, for example, styrene foam.
A temperature sensor S5 is provided at the center of the heating block 11, and a plate-shaped electric heater 14 is provided below the heating block 11.
[0027]
FIG. 12 is a top view of the heating block 11, and FIG. 13 is a side view of the heating block 11. As shown in these figures, the heating block 11 has 25 protrusions 15 on the upper surface, and is inserted into the 25 recesses 5 of the sample heating device so as to come into contact with each inner wall. Further, the heating block 11 has an insertion hole 16 for the temperature sensor S5 which is formed from the side to the center.
[0028]
FIG. 14 is a block diagram of a temperature control circuit of the constant temperature apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 14, the control unit 17 receives the output from the input unit 18 and the temperature sensor S5 and outputs the output to the output unit 19 and the heater driving unit D5. The driving power is supplied to the electric heater 14.
In the control unit 17, the temperature calculation unit 17a converts the output of the temperature sensor S5 into an actual temperature T5 using a predetermined conversion function. The reference value R5 is written in the reference value storage unit 17c.
[0029]
The comparing unit 17d compares the converted temperature T5 with the reference value R5. The heater output calculation unit 17e calculates the power to be supplied to the electric heater 14 so that the temperature T5 becomes equal to the reference value R5, and controls the heater driving unit D5. Thus, so-called negative feedback control is performed. Here, the control unit 17 is configured by a microcomputer including a CPU, a ROM, and a RAM, and the heater driving unit D5 is configured by a transistor circuit. The input unit 18 and the output unit 19 are each composed of a keyboard and a CRT.
[0030]
The temperature calibration procedure in such a configuration will be described with reference to the flowchart in FIG. First, as shown in FIG. 11, the user accommodates the sample heating device in the constant temperature device (step S1), and receives first to fourth heater driving units D1 to D4 according to a command from the input unit 8 (FIG. 10). Are all stopped (step S2). When the control unit 17 (FIG. 14) is activated, electric power is supplied to the electric heater 14, and electric power supplied to the electric heater 14 is controlled such that the temperature T5 detected by the temperature sensor S5 matches the reference value R5. .
[0031]
Here, the conversion function is sufficiently calibrated in advance so that the output from the temperature sensor S5 is converted into a correct temperature T5 without error in the temperature calculation unit 17a. Therefore, if, for example, 45 ° C. is written as the reference value R5, the constant temperature block 2 is heated by the electric heater 14 via the heating block 11 and when the temperature of the constant temperature block 2 reaches 45 ° C. Is maintained at 45 ° C. as a whole (step S3). At this time, the temperatures T1 to T4 of the constant temperature block 2 are detected by the temperature sensors S1 to S4.
[0032]
Then, it is assumed that the values of T1 = 43 ° C., T2 = 44 ° C., T3 = 46 ° C., and T4 = 47 ° C. are calculated based on variations in the sensitivity of the temperature sensors S1 to S4. When the user instructs the control unit 7 to perform “temperature calibration” from the input unit 8, the reference value writing unit 7b sets the reference values R1 to R4 of the reference value storage unit 7c to 43 ° C., 44 ° C., 46 ° C., and 47 ° C., respectively. Rewrite (step S4).
[0033]
Thus, the calibration operation of the sample heating device is completed. Therefore, the user removes the sample heating device from the constant temperature device, and operates the input unit 8 to release the output stop of the first to fourth heater driving units D1 to D4 (step S5).
When the constant-temperature block 2 is heated by the heater groups G1 to G4 during use of the sample heating device, the temperatures T1 to T4 obtained by the temperature sensors S1 to S4 are changed to reference values 43 ° C., 44 ° C., 46 ° C., and 47 ° C., respectively. Therefore, the power supply to the heater groups G1 to G4 is controlled so that the constant-temperature block 2 is correctly maintained at a temperature of 45 ° C.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the electric heater, the temperature sensor, the heater control circuit, and the constant temperature block are all mounted on the printed wiring board, the wiring and the configuration are simplified.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an automatic analyzer using a sample heating apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a reaction plate according to the present invention.
FIG. 3 is a top view of the sample heating apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 3;
FIG. 6 is a top view of the printed wiring board according to the present invention.
FIG. 7 is a top view of the thermostatic block according to the present invention.
8 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 7;
FIG. 9 is a bottom view of the constant temperature block shown in FIG. 7;
FIG. 10 is a block diagram showing a control circuit of the sample heating apparatus of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a thermostat of the present invention.
FIG. 12 is a top view of a heating block of the thermostat of the present invention.
FIG. 13 is a side view of the heating block shown in FIG.
FIG. 14 is a block diagram showing a control circuit of the constant temperature apparatus shown in FIG.
FIG. 15 is a flowchart showing a procedure of temperature calibration according to the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 printed wiring board 2 constant temperature block 3 heater control circuit module 4 heater 5 recess

Claims (11)

基板と、前記基板上に平面的に配列された複数のヒータと、上面と下面を有しヒータによって加熱される恒温ブロックと、前記基板に実装され恒温ブロックの温度を検出する複数の温度センサと、前記基板に実装され温度センサの出力をうけてヒータの出力を制御するヒータ制御回路とを備え、恒温ブロックは上面にサンプルチューブを挿入可能な複数のサンプルチューブ挿入孔を有し、かつ、下面に前記複数のヒータと温度センサを収容可能な凹部を有し、恒温ブロックはヒータと温度センサを前記凹部に収容した状態で前記基板上に設置されてなる試料加温装置。A substrate, a plurality of heaters arranged in a plane on the substrate, a constant temperature block having an upper surface and a lower surface, and heated by the heater, and a plurality of temperature sensors mounted on the substrate and detecting the temperature of the constant temperature block. A heater control circuit mounted on the board to control the output of the heater in response to the output of the temperature sensor, wherein the constant temperature block has a plurality of sample tube insertion holes into which sample tubes can be inserted on the upper surface, and the lower surface A sample heating device, comprising: a recess capable of accommodating the plurality of heaters and the temperature sensor; and a constant-temperature block disposed on the substrate with the heater and the temperature sensor accommodated in the recess. 複数のヒータが仮想的に複数のグループに分割され、各グループのヒータに対応する恒温ブロックの各領域に前記温度センサが設けられ、ヒータ制御回路は、ヒータに電力を供給するヒータ駆動部と、参照値を格納する参照値格納部と、温度センサによって検出される温度が参照値に等しくなるように電気ヒータへ供給する電力を演算してヒータ駆動部を駆動させるヒータ出力演算部と、参照値格納部へ参照値を書き込む参照値書き込み部とを備える請求項1記載の試料加温装置。A plurality of heaters are virtually divided into a plurality of groups, the temperature sensor is provided in each area of the constant temperature block corresponding to each group of heaters, a heater control circuit, a heater driving unit that supplies power to the heaters, A reference value storage unit for storing a reference value, a heater output calculation unit for calculating electric power supplied to the electric heater to drive the heater driving unit so that the temperature detected by the temperature sensor becomes equal to the reference value, and a reference value The sample heating apparatus according to claim 1, further comprising a reference value writing unit that writes a reference value to the storage unit. サンプルチューブを収容するための恒温ブロックと、恒温ブロックを加熱するヒータと、恒温ブロックの温度を検出する温度センサと、ヒータと温度センサを実装する基板とを備え、恒温ブロックが底部にヒータと温度センサを収容する凹部を有し、恒温ブロックが底部にヒータと温度センサを収容した状態で基板上に搭載されてなる試料加温装置。A constant temperature block for accommodating the sample tube, a heater for heating the constant temperature block, a temperature sensor for detecting the temperature of the constant temperature block, and a substrate on which the heater and the temperature sensor are mounted. A sample heating device having a concave portion for housing a sensor, and a thermostat block mounted on a substrate with a heater and a temperature sensor housed in a bottom portion. 温度センサの出力をうけてヒータを制御するヒータ制御回路をさらに備えることを特徴とする請求項3記載の試料加温装置。The sample heating apparatus according to claim 3, further comprising a heater control circuit that controls a heater in response to an output of the temperature sensor. 請求項2記載の試料加温装置の温度センサを較正するための恒温装置であって、試料加温装置を収容する恒温槽と、恒温ブロックに接触して熱を与える加熱ブロックと、加熱ブロックを加熱する加熱ブロック用ヒータと、加熱ブロック用ヒータを駆動するヒータ駆動部と、加熱ブロックの温度を検出する温度センサと、温度センサの出力をうけてヒータ駆動部を制御して加熱ブロックの温度を所定値に保持する制御部とを備える恒温装置。A constant temperature device for calibrating a temperature sensor of the sample heating device according to claim 2, wherein the constant temperature bath accommodates the sample heating device, a heating block that contacts the constant temperature block to apply heat, and a heating block. A heater for heating the heating block, a heater driving unit for driving the heater for the heating block, a temperature sensor for detecting the temperature of the heating block, and a heater driving unit that receives the output of the temperature sensor to control the temperature of the heating block. A constant-temperature device comprising: a control unit for maintaining the temperature at a predetermined value. 加熱ブロックは、恒温ブロックの各サンプルチューブ挿入孔へ接触可能に挿入される突出部を有する請求項5記載の恒温装置。The constant temperature apparatus according to claim 5, wherein the heating block has a protruding portion that is inserted so as to be able to contact each sample tube insertion hole of the constant temperature block. 請求項2記載の試料加温装置の全ヒータへの通電を停止し、その試料加温装置を請求項5記載の恒温装置へ収容し、恒温ブロックを所定値まで加熱した後、試料加温装置の参照値書き込み部により各参照値を各温度センサの検出温度に一致させる工程からなる温度較正方法。The power supply to all the heaters of the sample heating device according to claim 2 is stopped, the sample heating device is housed in the constant temperature device according to claim 5, and the constant temperature block is heated to a predetermined value. A temperature calibration method comprising the steps of: making each reference value coincide with the detected temperature of each temperature sensor by using the reference value writing unit. ヒータが酸化金属被膜抵抗器からなる請求項1〜4のいずれか1つに記載の試料加温装置。The sample heating device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heater comprises a metal oxide film resistor. 温度センサがサーミスタを備える請求項1〜4のいずれか1つに記載の試料加温装置。The sample heating device according to any one of claims 1 to 4, wherein the temperature sensor includes a thermistor. 請求項1〜4のいずれか1つに記載の試料加温装置と、試料加温装置で加温された試料を分析する分析部とを備えた分析装置。An analyzer comprising: the sample heating device according to claim 1; and an analyzer configured to analyze the sample heated by the sample heating device. 基板がプリント配線基板からなる請求項1〜4のいずれか1つに記載の試料加温装置。The sample heating apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the substrate is a printed wiring board.
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