JP2005181105A - Dispensing method and device - Google Patents

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JP2005181105A JP2003422242A JP2003422242A JP2005181105A JP 2005181105 A JP2005181105 A JP 2005181105A JP 2003422242 A JP2003422242 A JP 2003422242A JP 2003422242 A JP2003422242 A JP 2003422242A JP 2005181105 A JP2005181105 A JP 2005181105A
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Kazunori Hake
一徳 吐合
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a detecting method of highly precise suction fluid volume, which suppresses unnecessary radiation and does not receive an influence of disturbance. <P>SOLUTION: The dispensing device comprises: a nozzle 16 which attracts the fluid in a sample container 21; a fluid volume detection means for detecting fluid volume in the nozzle by the fluid level detection; a pump actuator 11 which performs suction and discharge of a sample; a conveying means of a nozzle or a sample container; and a dispensing control unit 10 for controlling the fluid volume detection means, the pump actuator 11 and the conveying means. The fluid volume detection means includes: a distributed constant line consisting of a pair of electrodes provided in the nozzle; a reflected wave detecting circuit connected to another side of the pair of electrodes; a fluid volume computing circuit for obtaining the fluid volume by detecting the delay time and amplitude value of a radiation signal generated by a radiation wave and a reflection signal reflected by a reflected wave; and a comparison circuit which outputs a signal to the pump actuator at the time of fluid contacting to a sample interface. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電気的な信号を用いて所定の液量を吸引し、かつ目的とする容器に吐出する機構を有する分注方法及び装置に関する。   The present invention relates to a dispensing method and apparatus having a mechanism for sucking a predetermined amount of liquid using an electrical signal and discharging it to a target container.

従来の分注方法及び装置は、試料を吸引するためのノズルと、前記ノズルの基端側からノズル内部空間に放射するための超音波発生器と、前記超音波の反射波を受波する超音波センサと、前記超音波センサからの受信信号に基づいてノズル内液面検を検出する手段とを有し、ノズル内の液面にて反射した反射波が超音波センサにて受波することでエコーとして液面を判別し、送信時から液面エコー発生までの時間をノズル内における試料の液面の高さとして認識することでノズル内に吸引された試料の液面を検出している。(例えば、特許文献1参照)。
図7は従来の分注装置を示す構成図である。図7において、10は分注制御部、11はポンプ駆動機構、16はノズル、20は試料、21は試料容器、50は超音波センサ、51はノズルチップ、52はノズルヘッド、53は超音波である。ノズル16に接続されたポンプ駆動機構11によりノズル16内部を吸引することで試料20をノズルチップ51内に吸引し、ノズルヘッド52から超音波53をノズル16内部に発生し、ノズルチップ51内の試料20から反射したエコーを超音波センサ50で受波し、超音波53の発信と受波を分注制御部10で時間差として検出することで液面を検知し、その検知値により所定の試料20を吸引するようにポンプ駆動制御信号60をポンプ駆動機構11へ送信し試料20の吸引を行う。
このように従来の分注方法及び装置は、超音波の送受信により液面を検知してノズル内に吸引した液量を検出するものである。
特開平9−264772号公報(第1図)
A conventional dispensing method and apparatus includes a nozzle for sucking a sample, an ultrasonic generator for radiating from the base end side of the nozzle to the nozzle internal space, and an ultrasonic wave receiving the reflected wave of the ultrasonic wave. A ultrasonic sensor and means for detecting a liquid level in the nozzle based on a received signal from the ultrasonic sensor, and the reflected wave reflected by the liquid level in the nozzle is received by the ultrasonic sensor. The liquid level of the sample sucked in the nozzle is detected by recognizing the liquid level as an echo and recognizing the time from the time of transmission to the occurrence of the liquid level echo as the level of the liquid level of the sample in the nozzle. . (For example, refer to Patent Document 1).
FIG. 7 is a block diagram showing a conventional dispensing apparatus. In FIG. 7, 10 is a dispensing control unit, 11 is a pump drive mechanism, 16 is a nozzle, 20 is a sample, 21 is a sample container, 50 is an ultrasonic sensor, 51 is a nozzle tip, 52 is a nozzle head, and 53 is an ultrasonic wave. It is. By sucking the inside of the nozzle 16 by the pump drive mechanism 11 connected to the nozzle 16, the sample 20 is sucked into the nozzle chip 51, and an ultrasonic wave 53 is generated inside the nozzle 16 from the nozzle head 52. The echo reflected from the sample 20 is received by the ultrasonic sensor 50, and the liquid level is detected by detecting the transmission and reception of the ultrasonic wave 53 as a time difference by the dispensing control unit 10, and a predetermined sample is detected based on the detected value. A pump drive control signal 60 is transmitted to the pump drive mechanism 11 so as to suck 20, and the sample 20 is sucked.
As described above, the conventional dispensing method and apparatus detect the amount of liquid sucked into the nozzle by detecting the liquid level by transmitting and receiving ultrasonic waves.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-264772 (FIG. 1)

従来の分注方法及び装置は、超音波センサによる放射波と反射波の検出感度が低く、ノズルの長さに応じて誤差が生じるといった問題があった。また、超音波は不要輻射を発生させると共に外乱によって検出が困難になり、吸引液量の誤差が大きくなるといった問題もあった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、電気的な液面検出において不要輻射を抑え、かつ外乱による影響を抑制して高精度の吸引液量が得られる分注方法及び装置を提供することを目的とする。
The conventional dispensing method and apparatus have a problem that the detection sensitivity of the radiated wave and the reflected wave by the ultrasonic sensor is low, and an error occurs according to the length of the nozzle. In addition, ultrasonic waves generate unnecessary radiation and are difficult to detect due to disturbances, resulting in a large error in the amount of suction liquid.
Accordingly, the present invention has been made in view of such problems, and is a dispenser that can suppress unnecessary radiation in electrical liquid level detection and suppress the influence of disturbance to obtain a highly accurate suction liquid amount. It is an object to provide a method and apparatus.

上記問題を解決するため、本発明は次のように構成したものである。
請求項1に記載の発明は、試料容器内の液体をノズル内に吸引し、前記ノズル内の液面を検出し、所定の試料液量を吸引した後、他の容器に吐出して分配する分注方法において、前記試料液量は、前記ノズルに分布定数線路となる電極対を設け、前記電極間に放射波を印加し、前記放射波による放射信号と反射波の反射信号との遅れ時間及び前記反射信号の振幅値を検出して求めるものである。
請求項2に記載の発明は、前記反射信号が、前記ノズルの試料界面への接液時および前記ノズルへの試料吸引時に発生するインピーダンス値の変化により発生するものである。
請求項3に記載の発明は、試料容器内にある液体を吸引するノズルと、前記ノズル内の液面検出により液量を検出する液量検出手段と、前記試料の吸引吐出を行うポンプ駆動部と、前記ノズルまたは前記試料容器を移動させる搬送手段と、前記液量検出手段、前記ポンプ駆動部および前記搬送手段を制御する制御部とを備えた分注装置において、前記液量検出手段が、前記ノズルに設けた電極対からなる分布定数線路と、前記電極対の一方に接続した放射波を印加する放射波発生回路と、前記電極対の他方に接続した反射波検出回路と、前記放射波による放射信号と反射波の反射信号との振幅値及び遅れ時間を検出して液量を求める液量演算回路と、前記試料界面への接液時に前記ポンプ駆動部に信号を出力する比較回路とからなるものである。
請求項4に記載の発明は、前記ノズルが、円筒状の内部導体と、前記内部導体の外周部に設けた絶縁材からなるスペーサと、前記スペーサの外周部に前記内部導体と同軸に設けた円筒状の外部導体とからなるようにしたものである。
請求項5に記載の発明は、前記スペーサが、前記内部導体の軸芯を中心として放射状に複数の空隙を配置したものである。
請求項6に記載の発明は、前記スペーサが、比誘電率と個数により一定の特性インピーダンスを得られるようにしたものである。
請求項7に記載の発明は、前記スペーサが、前記ノズルの鉛直方向の上部及び中央部に配置されたものである。
請求項8に記載の発明は、 前記ノズルを構成する電極対の表面に防食用の被覆膜を施したものである。
請求項9に記載の発明は、前記放射波発生回路が放射波の立ち上がり時間とパルス幅をサブμs以下のパルスで発生するようにしたものである。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, the liquid in the sample container is sucked into the nozzle, the liquid level in the nozzle is detected, a predetermined amount of sample liquid is sucked, and then discharged and distributed to another container. In the dispensing method, the amount of the sample liquid is provided with an electrode pair serving as a distributed constant line in the nozzle, a radiated wave is applied between the electrodes, and a delay time between the radiated signal due to the radiated wave and the reflected signal of the reflected wave And detecting the amplitude value of the reflected signal.
According to a second aspect of the present invention, the reflected signal is generated by a change in an impedance value generated when the nozzle contacts the sample interface and when the sample is sucked into the nozzle.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a nozzle for sucking a liquid in a sample container, a liquid amount detecting means for detecting a liquid amount by detecting a liquid level in the nozzle, and a pump driving unit for sucking and discharging the sample. And a dispensing unit comprising: a conveying unit that moves the nozzle or the sample container; and a controller that controls the liquid amount detecting unit, the pump driving unit, and the conveying unit. A distributed constant line comprising an electrode pair provided in the nozzle; a radiant wave generating circuit for applying a radiant wave connected to one of the electrode pairs; a reflected wave detecting circuit connected to the other of the electrode pair; and the radiated wave A liquid amount calculation circuit for obtaining the liquid amount by detecting the amplitude value and delay time of the radiation signal and the reflected signal of the reflected wave, and a comparison circuit for outputting a signal to the pump drive unit when the liquid contacts the sample interface It consists of .
According to a fourth aspect of the present invention, the nozzle includes a cylindrical inner conductor, a spacer made of an insulating material provided on an outer peripheral portion of the inner conductor, and an outer peripheral portion of the spacer provided coaxially with the inner conductor. It consists of a cylindrical outer conductor.
According to a fifth aspect of the present invention, the spacer has a plurality of gaps arranged radially about the axis of the inner conductor.
According to a sixth aspect of the present invention, the spacer can obtain a constant characteristic impedance depending on the relative dielectric constant and the number thereof.
According to a seventh aspect of the present invention, the spacers are disposed in the upper and central portions of the nozzle in the vertical direction.
According to an eighth aspect of the present invention, an anticorrosion coating film is applied to the surface of an electrode pair constituting the nozzle.
According to a ninth aspect of the present invention, the radiation wave generation circuit generates a rise time and a pulse width of the radiation wave with a pulse of sub μs or less.

請求項1および3に記載の発明によると、電極対構造を含んだノズルが分布定数線路となっているので、放射波に対する反射波の信号減衰を最小限に抑えることができると共に試料の液面を高感度に検出することができる。また、ノズルが試料に接液するとノズル先端の反射係数が大きく変動するため容易に接液を感知することができる。
請求項2に記載の発明によると、ノズルの試料への接液と試料吸引の反射信号の違いを容易に感知できると共に、ノズルの接液まではノズル先端を試料容器の液面まで移動させる昇降装置のみに信号を送り、接液後はポンプ駆動装置へ吸引または吐出の信号のみを送ることになるので制御部の負荷を低減して高速に分注動作を行うことができる。
請求項4に記載の発明によると、ノズルが同軸円筒形状になっているので、外部からの電磁波に対する影響を抑制できると共に、放射波と反射波による不要輻射の外部漏洩を抑えることができる。また、構造が簡単でメンテナンス性を向上することができる。
請求項5に記載の発明によると、気体及び液体を導通させるための空隙を放射状に形成したので、スペーサ単体のインピーダンス特性を安定化することができ、放射波の高周波成分による測定を可能にすることができる。
請求項6に記載の発明によると、スペーサによって一定の特性インピーダンスを得ることができるので、ノズルの長さに制限されることなく安定した反射波を検出することができる。
請求項7に記載の発明によると、スペーサを液に触れないように配置したので、試料の不純物に対する影響を低減し、かつノズルの洗浄を確実に実行できる。また接液時の反射係数の変化を直接検知することができるので確実に接液を検出することができる。
請求項8に記載の発明によると、ノズルの電極対表面に防食用の被覆膜を施したので、耐腐食性を向上することができる。また、導電率の比較的高い試料を用いたときでもスパークを始めとする電気的障害を抑制することができる。
請求項9に記載の発明によると、放射波の立ち上がり時間とパルス幅をサブμs以下としたので、発生波尾長がある放射波に比べて反射波の検出を容易に行うことができる。また高速パルスを放射波として使用するため、反射波との干渉を最低限に抑えることができる。
According to the first and third aspects of the present invention, since the nozzle including the electrode pair structure is a distributed constant line, the signal attenuation of the reflected wave with respect to the radiated wave can be minimized and the liquid level of the sample Can be detected with high sensitivity. Further, when the nozzle is in contact with the sample, the reflection coefficient at the tip of the nozzle largely fluctuates, so that the liquid contact can be easily detected.
According to the second aspect of the present invention, it is possible to easily detect the difference between the reflected signal of the liquid contact with the sample of the nozzle and the sample suction, and to move up and down to move the nozzle tip to the liquid level of the sample container until the nozzle comes into contact with the liquid. Since a signal is sent only to the apparatus and only a suction or discharge signal is sent to the pump drive device after the liquid contact, the load on the control unit can be reduced and a dispensing operation can be performed at high speed.
According to the invention described in claim 4, since the nozzle has a coaxial cylindrical shape, it is possible to suppress the influence on the electromagnetic wave from the outside, and it is possible to suppress the external leakage of unnecessary radiation due to the radiated wave and the reflected wave. In addition, the structure is simple and the maintainability can be improved.
According to the fifth aspect of the present invention, since the gaps for conducting the gas and the liquid are formed radially, the impedance characteristics of the spacer can be stabilized, and the measurement by the high-frequency component of the radiated wave can be performed. be able to.
According to the sixth aspect of the invention, since a constant characteristic impedance can be obtained by the spacer, a stable reflected wave can be detected without being limited by the nozzle length.
According to the seventh aspect of the present invention, since the spacer is disposed so as not to come into contact with the liquid, the influence of the sample on the impurities can be reduced, and the nozzle can be reliably cleaned. Moreover, since the change of the reflection coefficient at the time of liquid contact can be directly detected, the liquid contact can be reliably detected.
According to the eighth aspect of the invention, since the anticorrosion coating film is applied to the surface of the nozzle electrode pair, the corrosion resistance can be improved. In addition, even when a sample having a relatively high conductivity is used, it is possible to suppress electrical failure including sparks.
According to the ninth aspect of the invention, since the rising time and the pulse width of the radiated wave are set to sub μs or less, the reflected wave can be detected more easily than the radiated wave having the generated wave tail length. Further, since the high-speed pulse is used as the radiation wave, interference with the reflected wave can be minimized.

以下、本発明の方法の具体的実施例について、図に基づいて説明する。   Hereinafter, specific examples of the method of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の第1実施例を示す分注装置の構成図である。図において、共通する部分には同一符号を用いてあり、10は分注制御部、11はポンプ駆動部、12はマニホールド、13は内部導体、14は外部導体、15はスペーサ、16はノズル、17は昇降装置である。ノズル16は、同軸円筒形状の内部導体13と外部導体14とその距離を一定に保つスペーサ15により構成されている。
スペーサ15の断面は、図2に示すようになっている。図2は図1のA−A‘線におけるスペーサの断面図である。図において、18は空隙、19は内部導体用空隙であり、内部導体用空隙19を中心として放射状に複数の空隙18が配置されている。空隙18は、図2(a)が円状、図2(b)は台形状になっている。
分注制御部10は、図3に示す回路構成になっている。図において、19は内部導体用空隙、30は放射波発生回路、31は反射波検出回路、32は比較回路、33は時間遅れ検出回路、34は演算回路、35は液量検出回路、36は信号出力回路である。
本発明が特許文献1と異なる部分は、ノズル本体を分布定数線路で構成し、かつノズル本体が試料液面の検出器となる部分である。
FIG. 1 is a block diagram of a dispensing apparatus showing a first embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals are used for common parts, 10 is a dispensing control unit, 11 is a pump drive unit, 12 is a manifold, 13 is an internal conductor, 14 is an external conductor, 15 is a spacer, 16 is a nozzle, Reference numeral 17 denotes a lifting device. The nozzle 16 includes a coaxial cylindrical inner conductor 13 and an outer conductor 14 and a spacer 15 that keeps the distance constant.
The cross section of the spacer 15 is as shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the spacer taken along line AA ′ of FIG. In the figure, reference numeral 18 denotes an air gap, 19 denotes an internal conductor air gap, and a plurality of air gaps 18 are arranged radially around the internal conductor air gap 19. The gap 18 has a circular shape in FIG. 2A and a trapezoidal shape in FIG.
The dispensing control unit 10 has a circuit configuration shown in FIG. In the figure, 19 is an internal conductor gap, 30 is a radiation wave generation circuit, 31 is a reflected wave detection circuit, 32 is a comparison circuit, 33 is a time delay detection circuit, 34 is an arithmetic circuit, 35 is a liquid amount detection circuit, and 36 is It is a signal output circuit.
The portion where the present invention is different from Patent Document 1 is a portion in which the nozzle body is constituted by a distributed constant line, and the nozzle body serves as a detector for the sample liquid level.

つぎに、本実施例の動作について、図3および図4を用いて説明する。
図4は、液面及び液量検出を示すタイムチャートである。図において、40は放射信号、41は反射信号、42は接液信号、43は液量調整信号、44は遅れ時間、45は波高値である。なお、反射信号41は、接液前の反射信号41aと接液後の反射信号41bに分けている。また、図1の60はポンプ駆動制御信号、61は昇降制御信号である。
(1)放射波発生回路30から所定の形状に整形された放射波をノズル16を構成する内部導体13に入力する
(2)放射波は分布定数線路で構成されるノズル16内を伝播しノズル16先端部のインピーダンスに応じて反射波が形成され、反射波検出回路31に導入される。
(3)ノズルが試料20に接液していない場合は、基本的に反射波が検出されない。このため、比較回路32に設定しているしきい値以下では放射波と反射波の時間差を演算する必要がないため信号出力回路36より昇降機構17のみに昇降制御信号61が出力されてノズル16先端が接液するまで下降させる。
(4)反射信号41a(図4)が検出されると、比較回路32で接液信号42を出力して昇降機構17の動作を停止する。
(5)同時に遅れ時間検出回路33で検出した放射信号40aと、反射信号41b間の遅れ時間44と、反射信号41bの波高値45とからノズル16内の液面状態を演算する。
(6)この演算結果と相関のある液量調整信号43とを信号出力回路36を介してポンプ駆動機構11へポンプ駆動制御信号60を出力することにより試料20の吸引を開始する。
(7)所定の液量に達すると液量調整信号43によりポンプ駆動機構11を停止させて所定の液量吸引を終了する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a time chart showing the liquid level and the liquid amount detection. In the figure, 40 is a radiation signal, 41 is a reflection signal, 42 is a liquid contact signal, 43 is a liquid amount adjustment signal, 44 is a delay time, and 45 is a peak value. The reflected signal 41 is divided into a reflected signal 41a before liquid contact and a reflected signal 41b after liquid contact. Further, 60 in FIG. 1 is a pump drive control signal, and 61 is an elevation control signal.
(1) A radiation wave shaped into a predetermined shape is inputted from the radiation wave generation circuit 30 to the internal conductor 13 constituting the nozzle 16.
(2) The radiated wave propagates through the nozzle 16 constituted by a distributed constant line, a reflected wave is formed according to the impedance of the tip of the nozzle 16, and is introduced into the reflected wave detection circuit 31.
(3) When the nozzle is not in contact with the sample 20, basically no reflected wave is detected. For this reason, since it is not necessary to calculate the time difference between the radiated wave and the reflected wave below the threshold value set in the comparison circuit 32, the signal output circuit 36 outputs the elevation control signal 61 only to the elevation mechanism 17 and the nozzle 16 Lower until the tip is wetted.
(4) When the reflection signal 41a (FIG. 4) is detected, the comparison circuit 32 outputs the liquid contact signal 42 to stop the operation of the lifting mechanism 17.
(5) At the same time, the liquid level in the nozzle 16 is calculated from the radiation signal 40a detected by the delay time detection circuit 33, the delay time 44 between the reflected signals 41b, and the peak value 45 of the reflected signal 41b.
(6) The suction of the sample 20 is started by outputting a pump drive control signal 60 to the pump drive mechanism 11 through the signal output circuit 36 with the liquid amount adjustment signal 43 correlated with the calculation result.
(7) When the predetermined liquid amount is reached, the pump drive mechanism 11 is stopped by the liquid amount adjustment signal 43 to end the predetermined liquid amount suction.

このように、電極対構造を含んだノズルが分布定数線路となっているため、放射波に対する反射波の信号減衰を最小限に抑えることができると共に試料20の液面を高感度に検出することができる。ノズル16が試料20に接液するとノズル16先端の反射係数が大きく変動するため容易に接液を感知することができ、ノズル16の試料20への接液と試料吸引の反射信号41の違いを容易に感知できると共に、ノズル16の接液まではノズル16先端を試料容器21の液面まで移動させる昇降機構17のみに信号を送り、接液後はポンプ駆動機構11へ吸引または吐出の信号のみを送ることになるので分注制御部10の負荷を低減して高速に分注動作を行うことができる。また、ノズル16が分布定数線路の一つである同軸円筒形状となっているので外部からの電磁波に対する影響を抑制できると共に、放射波と反射波による不要輻射の外部漏洩を抑えることができる。   Thus, since the nozzle including the electrode pair structure is a distributed constant line, the signal attenuation of the reflected wave with respect to the radiated wave can be minimized, and the liquid level of the sample 20 can be detected with high sensitivity. Can do. When the nozzle 16 comes into contact with the sample 20, the reflection coefficient at the tip of the nozzle 16 largely fluctuates, so that the liquid contact can be easily detected. A signal can be easily detected and a signal is sent only to the elevating mechanism 17 that moves the tip of the nozzle 16 to the liquid level of the sample container 21 until the nozzle 16 is in contact with the liquid. Therefore, the load on the dispensing control unit 10 can be reduced and the dispensing operation can be performed at high speed. Further, since the nozzle 16 has a coaxial cylindrical shape which is one of the distributed constant lines, it is possible to suppress the influence on the electromagnetic wave from the outside, and it is possible to suppress the external leakage of unnecessary radiation due to the radiated wave and the reflected wave.

また、ノズル16は、内部導体13と外部導体14間距離を一定に保つスペーサ15を介して配置されているので、外部導体14の中心軸上に確実に内部導体13を配置することができ、ノズル16が同軸円筒形状なので外部からの電磁波に対する影響を抑制できると共に、放射波と反射波による不要輻射の外部漏洩を抑えることができる。気体及び液体を導通させるための空隙18を放射状に形成したのでスペーサ15単体のインピーダンス特性を安定化することができ、放射波の高周波成分による測定を可能にすることができると共に、構造が簡単であるのでメンテナンス性を向上することができる。また、スペーサ15が比誘電率と個数により一定の特性インピーダンスを得るようにすることでノズル16の長さに制限されることなく安定した反射波を検出することができる。   Further, since the nozzle 16 is disposed via the spacer 15 that keeps the distance between the inner conductor 13 and the outer conductor 14 constant, the inner conductor 13 can be reliably disposed on the central axis of the outer conductor 14, Since the nozzle 16 has a coaxial cylindrical shape, it is possible to suppress the influence on the electromagnetic wave from the outside, and it is possible to suppress the external leakage of unnecessary radiation due to the radiated wave and the reflected wave. Since the gaps 18 for conducting the gas and the liquid are formed in a radial shape, the impedance characteristics of the spacer 15 itself can be stabilized, the measurement by the high frequency component of the radiated wave can be made, and the structure is simple. Therefore, maintainability can be improved. In addition, since the spacer 15 obtains a constant characteristic impedance depending on the relative dielectric constant and the number thereof, a stable reflected wave can be detected without being limited by the length of the nozzle 16.

図5は本発明の第2実施例を示す分注装置の構成図、図6はその液面及び液量検出のタイムチャートである。電極対の表面には、被覆膜22を施し、試料による腐食を防止している。スペーサ15をノズル16の先端及び接液部以外の上部および中央部に配置した。
そして、放射信号として、立ち上がり時間とパルス幅をサブμs以下のパルスとしている。
本発明が特許文献1と異なる部分は、ノズル本体を分布定数線路で構成し、かつノズル本体表面を被覆膜で覆う部分である。
FIG. 5 is a block diagram of a dispensing apparatus showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a time chart for detecting the liquid level and the liquid amount. A coating film 22 is applied to the surface of the electrode pair to prevent corrosion due to the sample. The spacers 15 are arranged at the upper part and the central part other than the tip of the nozzle 16 and the liquid contact part.
The radiation signal is a pulse having a rise time and a pulse width of sub μs or less.
The part where the present invention is different from Patent Document 1 is a part in which the nozzle body is constituted by a distributed constant line and the surface of the nozzle body is covered with a coating film.

つぎに、本実施例の動作について述べる。なお、図6において、41cは接液前の反射信号、41dは接液後の反射信号である。
動作の1)〜(3)は、第1実施例と同じである。
(4)反射信号41cが検出されると比較回路32で接液信号42を出力して昇降機構17の動作を停止する。
(5)同時に遅れ時間検出回路33で検出した放射信号40bと反射信号41d間の遅れ時間44と反射信号41dの波高値からノズル16内の液面状態を演算する。
(6) 〜(7) は、第1実施例と同じである。
Next, the operation of this embodiment will be described. In FIG. 6, 41c is a reflection signal before liquid contact, and 41d is a reflection signal after liquid contact.
Operations 1) to (3) are the same as in the first embodiment.
(4) When the reflection signal 41c is detected, the comparison circuit 32 outputs the liquid contact signal 42 to stop the operation of the lifting mechanism 17.
(5) At the same time, the liquid level in the nozzle 16 is calculated from the delay time 44 between the radiation signal 40b and the reflection signal 41d detected by the delay time detection circuit 33 and the peak value of the reflection signal 41d.
(6) to (7) are the same as in the first embodiment.

このように、スペーサ15をノズル16の先端及び接液部以外に配置したので試料20の不純物に対する影響を低減し、かつノズル16の洗浄を確実に実行することができると共に、接液時の反射係数の変化を直接検知することができるので確実に接液を検出することができる。ノズル16の電極対表面に被覆膜22を施したので、耐腐食性を向上することができ、導電率の比較的高い試料20を用いたときでもスパークを始めとする電気的障害を抑制することができる。
また、放射信号40の立ち上がり時間とパルス幅がサブμs以下のパルスとすることによって方形波等の波尾長が長い放射信号40と比べて反射信号41の検出を容易に行うことができると共に、高速パルスを放射信号40として使用するため反射信号41との干渉を最低限に抑えて検出を簡素化することができる。
As described above, since the spacer 15 is disposed at a position other than the tip of the nozzle 16 and the liquid contact portion, the influence on the impurities of the sample 20 can be reduced, the cleaning of the nozzle 16 can be performed reliably, and the reflection at the time of liquid contact can be achieved. Since the change of the coefficient can be detected directly, the liquid contact can be detected reliably. Since the coating film 22 is provided on the surface of the electrode pair of the nozzle 16, the corrosion resistance can be improved, and even when the sample 20 having a relatively high conductivity is used, an electrical failure such as a spark is suppressed. be able to.
In addition, by making the rise time and the pulse width of the radiation signal 40 less than sub μs, the reflected signal 41 can be easily detected as compared with the radiation signal 40 having a long wave tail length such as a square wave. Since the pulse is used as the radiation signal 40, the interference with the reflected signal 41 can be minimized and the detection can be simplified.

本発明は分布定数線路で構成したノズルを液面センサとして使用することができるため、センサ単体としても適用することができ、更に微小液体の吸引吐出を行う他分野にも応用することができる。   Since the present invention can use a nozzle constituted by a distributed constant line as a liquid level sensor, it can also be applied as a single sensor, and can also be applied to other fields in which fine liquid is sucked and discharged.

本発明の第1実施例を示す分注装置の構成図である。It is a block diagram of the dispensing apparatus which shows 1st Example of this invention. 図1A−A‘線におけるスペーサの断面図である。It is sectional drawing of the spacer in FIG. 1A-A 'line. 図1の分注制御部の回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the circuit of the dispensing control part of FIG. 本発明の第1実施例を示す液面及び液量検出のタイムチャートである。It is a time chart of the liquid level and liquid quantity detection which shows 1st Example of this invention. 本発明の第2実施例を示す分注装置の構成図である。It is a block diagram of the dispensing apparatus which shows 2nd Example of this invention. 本発明の第2実施例を示す液面及び液量検出のタイムチャートである。It is a time chart of the liquid level and liquid quantity detection which shows 2nd Example of this invention. 従来の分注装置を示す構成図である。It is a block diagram which shows the conventional dispensing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 分注制御部
11 ポンプ駆動機構
12 マニホールド
13 内部導体
14 外部導体
15 スペーサ
16 ノズル
17 昇降機構
18 空隙
19 内部導体用空隙
20 試料
21 試料容器
22 被覆膜
30 放射波発生回路
31 反射波検出回路
32 比較回路
33 時間遅れ検出回路
34 演算回路
35 液量検出回路
36 信号出力回路
40 放射信号
41 反射信号
42 接液信号
43 液量調整信号
50 超音波センサ
51 ノズルチップ
52 ノズルヘッド
53 超音波
60 ポンプ駆動制御信号
61 昇降制御信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Dispensing control part 11 Pump drive mechanism 12 Manifold 13 Inner conductor 14 Outer conductor 15 Spacer 16 Nozzle 17 Lifting mechanism 18 Air gap 19 Inner conductor air gap 20 Sample 21 Sample container 22 Coating film 30 Radiation wave generation circuit 31 Reflected wave detection circuit 32 Comparison circuit 33 Time delay detection circuit 34 Arithmetic circuit 35 Liquid amount detection circuit 36 Signal output circuit 40 Radiation signal 41 Reflection signal 42 Liquid contact signal 43 Liquid amount adjustment signal 50 Ultrasonic sensor 51 Nozzle tip 52 Nozzle head 53 Ultrasonic 60 Pump Drive control signal 61 Lift control signal

Claims (9)

試料容器内の液体をノズル内に吸引し、前記ノズル内の液面を検出し、所定の試料液量を吸引した後、他の容器に吐出して分配する分注方法において、
前記試料液量は、前記ノズルに分布定数線路となる電極対を設け、前記電極間に放射波を印加し、前記放射波による放射信号と反射波の反射信号との遅れ時間及び前記反射信号の振幅値を検出して求めることを特徴とする分注方法。
In a dispensing method in which the liquid in the sample container is sucked into the nozzle, the liquid level in the nozzle is detected, a predetermined amount of sample liquid is sucked, and then discharged and distributed to another container.
The amount of the sample liquid is provided with an electrode pair serving as a distributed constant line in the nozzle, a radiated wave is applied between the electrodes, a delay time between a radiated signal due to the radiated wave and a reflected signal of the reflected wave, and the reflected signal A dispensing method characterized by detecting and obtaining an amplitude value.
前記反射信号は、前記ノズルの試料界面への接液時および前記ノズルへの試料吸引時に発生するインピーダンス値の変化によるものであることを特徴とする請求項1記載の分注方法。   The dispensing method according to claim 1, wherein the reflected signal is caused by a change in impedance value generated when the nozzle contacts the sample interface and when the sample is sucked into the nozzle. 試料容器内にある液体を吸引するノズルと、前記ノズル内の液面検出により液量を検出する液量検出手段と、前記試料の吸引吐出を行うポンプ駆動部と、前記ノズルまたは前記試料容器を移動させる搬送手段と、前記液量検出手段、前記ポンプ駆動部および前記搬送手段を制御する制御部とを備えた分注装置において、
前記液量検出手段は、前記ノズルに設けた電極対からなる分布定数線路と、前記電極対の一方に接続した放射波を印加する放射波発生回路と、前記電極対の他方に接続した反射波検出回路と、前記放射波による放射信号と反射波の反射信号との振幅値及び遅れ時間を検出して液量を求める液量演算回路と、前記試料界面への接液時に前記ポンプ駆動部に信号を出力する比較回路とからなることを特徴とする分注装置。
A nozzle for sucking the liquid in the sample container; a liquid amount detecting means for detecting a liquid amount by detecting a liquid level in the nozzle; a pump driving unit for sucking and discharging the sample; and the nozzle or the sample container. In a dispensing apparatus comprising: a transport unit that moves; a control unit that controls the liquid amount detection unit, the pump drive unit, and the transport unit;
The liquid amount detecting means includes a distributed constant line composed of an electrode pair provided on the nozzle, a radiated wave generating circuit for applying a radiated wave connected to one of the electrode pair, and a reflected wave connected to the other of the electrode pair. A detection circuit; a liquid amount calculation circuit for detecting a liquid amount by detecting an amplitude value and a delay time between the radiation signal by the radiated wave and the reflected signal of the reflected wave; and the pump driving unit at the time of liquid contact with the sample interface A dispensing device comprising a comparison circuit that outputs a signal.
前記ノズルは、円筒状の内部導体と、前記内部導体の外周部に設けた絶縁材からなるスペーサと、前記スペーサの外周部に前記内部導体と同軸に設けた円筒状の外部導体とからなることを特徴とする請求項3記載の分注装置。   The nozzle includes a cylindrical inner conductor, a spacer made of an insulating material provided on an outer peripheral portion of the inner conductor, and a cylindrical outer conductor provided coaxially with the inner conductor on the outer peripheral portion of the spacer. The dispensing device according to claim 3. 前記スペーサは、前記内部導体の軸芯を中心として放射状に複数の空隙を配置したことを特徴とする請求項4記載の分注装置。   The dispensing apparatus according to claim 4, wherein the spacer has a plurality of gaps arranged radially about the axis of the inner conductor. 前記スペーサは、比誘電率と個数により一定の特性インピーダンスを得ることを特徴とする請求項4または5記載の分注装置。   6. The dispensing device according to claim 4, wherein the spacer obtains a constant characteristic impedance according to a relative dielectric constant and the number of the spacers. 前記スペーサは、前記ノズルの鉛直方向の上部及び中央部に配置したことを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載の分注装置。   The dispensing device according to any one of claims 4 to 6, wherein the spacers are arranged in an upper part and a central part in a vertical direction of the nozzle. 前記ノズルを構成する電極対は、表面に防食用の被覆膜を施していることを特徴とする請求項3から7のいずれか1項に記載の分注装置。   The dispensing device according to any one of claims 3 to 7, wherein the electrode pair constituting the nozzle has a coating film for anticorrosion on a surface thereof. 前記放射波発生回路は、放射波の立ち上がり時間とパルス幅がサブμs以下のパルスを発生することを特徴とする請求項3から8のいずれか1項に記載の分注装置。   The dispensing apparatus according to any one of claims 3 to 8, wherein the radiation wave generation circuit generates a pulse having a rise time and a pulse width of sub-μs or less of the radiation wave.
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