JP2005273540A

JP2005273540A - シリンジポンプ及びそれを用いた全有機体炭素計

Info

Publication number: JP2005273540A
Application number: JP2004087330A
Authority: JP
Inventors: Kenji Iharada; 健志居原田
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2005-10-06

Abstract

【課題】
シリンジポンプのプランジャチップの寿命を正確に検知する。
【解決手段】
負荷検知手段としての電流検知回路４４は、モータ８に供給される電流を測定している。制御部４６はシリンジポンプ２に対して設定された吸入及び吐出速度に基づいて供給する電圧を制御することでモータ８の回転数を制御する。制御部４６は電流検知回路４４が測定した電流値が予め設定された電流値以下になるとモータ８への電圧供給を停止させるようになっている。また、制御部４６はこのＴＯＣ計の表示部４８に、電流値が予め設定された電流値以下になると「プランジャチップの交換」といったメッセージを表示させる機能を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、医療用装置や各種分析装置において、液体を注入又は送液するのに用いられるシリンジポンプに関する。

シリンジポンプは、シリンジ内をプランジャが往復運動することにより液体の吸入と吐出を行なっている。シリンジポンプにおいて、プランジャが一往復する間に送液される液体量は吸引時にプランジャが移動することによってできるシリンジ内の空間容量で決定される。したがって、シリンジとプランジャとの間で隙間があると吸引した液体が漏れて、設定された送液量が得られなくなる。そこで、シリンジとプランジャとの間で気密を保ちながらプランジャとともに動作するプランジャチップが設けられている。

プランジャチップはシリンジと密着しながら動作するので、摩擦により磨耗したり変形したりする消耗品である。プランジャチップの磨耗や変形が進むとそのシリンジポンプは液漏れを起こすため、プランジャチップを交換する必要がある。従来では、シリンジポンプが液漏れを起こしたとき、又は経験に基づいてシリンジポンプが液漏れを起こす前に早めの周期でプランジャチップを交換していた。

シリンジポンプに液漏れが生じてからプランジャチップを交換していると、ポンプから漏れた液が周囲に不具合を生じさせたり、液漏れが発生してからそれに気付くまでの間に採取したデータの信頼性が低くなるといった問題がある。また、プランジャチップを早めの周期で交換すると、プランジャチップの有する寿命を十分に使い切ることができない。

そこで本発明は、シリンジポンプのプランジャチップの寿命を正確に検知することを目的とする。

本発明は、シリンジと、シリンジ内で往復運動するプランジャと、シリンジとプランジャとの間の気密を保ちながら摺動するプランジャチップと、プランジャを駆動するモータを含む駆動機構と、を備えたシリンジポンプであって、駆動機構のモータの負荷を検知する負荷検知手段と、負荷検知手段によって検知された負荷の値が設定された値よりも小さくなったときに警告を発する制御部とを備えたことを特徴とするものである。

負荷検知手段の一例は、モータに流れる電流を検知する電流検知回路である。その電流を抵抗の電圧降下として電圧に変換して検出してもよい。
また、負荷検知手段によって検知した値が設定された値より小さくなった場合には、制御部によってこのポンプの送液動作を停止させるようにしてもよい。
本発明のシリンジポンプは種々の装置に利用することができるが、その一例は全有機炭素（ＴＯＣ）計である。

モータの負荷を検知することによりシリンジとプランジャチップとの密着性をモニタするようにしたので、プランジャチップの磨耗や変形によるポンプの液漏れを防止することができ、また、プランジャチップの寿命を検知することでプランジャチップの持つ寿命を有効に使うことができる。

負荷検知手段によって検知した負荷の値が設定された値よりも小さくなったときにポンプを停止するようにすれば、液漏れによるポンプ周辺への不具合を防止することができ、また、信頼性の低い分析データを採取することを防止することができる。

以下に本発明を適用したＴＯＣ計を図面を参照しながら説明する。図２はＴＯＣ計の構成を概略的に示す図である。
ＴＯＣ計本体内には水溶液試料中のＴＣ（全炭素）をＣＯ₂に変換するＴＣ酸化反応部１３と、水溶液試料中のＩＣ（無機体炭素）をＣＯ₂に変換するＩＣ反応部２６が設けられている。水溶液試料の一定量を採取してＴＣ酸化反応部１３又はＩＣ反応部２６へ導くために、試料自動注入器３が設けられており、試料自動注入器３は８ポートバルブ４とシリンジポンプ２を備えている。８ポートバルブ４にはＴＯＣ計用サンプル容器６が接続されており、サンプル容器６内の純水又は水溶液試料がシリンジポンプ２で一定量採取され、ＴＣ酸化反応部１３又はＩＣ反応部２６へ導かれる。シリンジポンプ２はモータ８によって駆動されている。

ＴＣ酸化反応部１３には酸化触媒が充填されたＴＣ燃焼管１６が設けられ、ＴＣ燃焼管１６を加熱するためにＴＣ燃焼管１６の外側に加熱炉１８が設けられている。１４はＴＣ燃焼管１６のＴＣ試料注入口であり、水溶液試料はＴＣ試料注入口１４を経てＴＣ燃焼管１６に注入され、また、キャリアガス入口１０からガス流量制御部１２を経てキャリアガスとして純酸素ガス又は酸素を含むガス（例えば炭素分を除いた高純度空気）がＴＣ試料注入口１４からＴＣ燃焼管１６へ供給される。ＴＣ酸化反応部１３の出口はＩＣ反応部２６を経て除湿除塵部３０へ接続され、除湿除塵部３０からＮＤＩＲ（非分散型赤外分光光度計）にてなるＣＯ₂検出部３２へ接続されている。ガス流量制御部１２からのキャリアガスは、またバルブを経てシリンジポンプ２内にもスパージガスとして導くことができるようになっており、シリンジポンプ２内の純水又は試料溶液中のＩＣを除去できるようになっている。

ＩＣ反応部２６には、ＩＣ反応液が充填されたＩＣ反応器２５が備えられており、ＩＣ試料注入口２３を経て試料自動注入器３から液体試料が注入されるようになっている。ＩＣ反応器２５では注入された液体試料中のＩＣがＣＯ₂として発生し、ＴＣ酸化反応部１３を経て供給されるキャリアガスによって除湿除塵部３０からＣＯ₂検出部３２へ導かれる。２８はＩＣ反応器２５へＩＣ反応液を供給するＩＣ反応液供給器、２７はＩＣ反応器２５のＩＣ反応液を排出するドレインバルブである。

ＴＣ酸化反応部１３からＩＣ反応部２６に至る流路には、ＴＣ酸化反応部１３からのガスを冷却するために冷却用コイル２０が設けられ、さらにコイル２０の下流にはＴＣ酸化反応部１３で生じた水蒸気を凝縮して保持するブランクチェック用超純水トラップ２２が設けられている。超純水トラップ２２に保持された超純水の流路は、８ポートバルブ４の１つのポートに接続され、試料注入用のシリンジポンプ２により採取してＴＣ酸化反応部１３へ注入できるように流路が接続されている。

以下に同実施例で用いられているシリンジポンプ２をさらに詳細に説明する。図２はシリンジポンプの構成を示す図である。
シリンジポンプ２は、上端部に吸入・吐出部４０を備えたシリンジ３４と、シリンジ３４の内部で上下動するプランジャ３８と、シリンジ３４とプランジャ３８との間の気密を保ちながらシリンジ３４の内部で摺動するプランジャチップ３６とを備えている。

シリンジ３４は固定部４１に固定されている。プランジャ３８の後端部３９は駆動部４２に固定されており、駆動部４２はモータ８によって駆動され、上下方向に移動することができる。
このシリンジポンプは、シリンジ３４内に挿入されたプランジャ３８が下方向に引き下げられることにより、シリンジ３４の吸入・吐出部４０から液体がシリンジ３４内に吸入される。そして、プランジャ３８が上方向に押し上げられることによりシリンジ３４内に吸入された液体が吸入・吐出部４０より吐出される。

４４は負荷検知手段としての電流検知回路であり、モータ８に供給される電流を測定している。４６はシリンジポンプ２に対して設定された吸入及び吐出速度に基づいて供給する電圧を制御することでモータ８の回転数を制御する制御部である。制御部４６は電流検知回路４４が測定した電流値が予め設定された電流値以下になるとモータ８への電圧供給を停止させるようになっている。また、制御部４６はこのＴＯＣ計の表示部（図示略）と接続されており、電流値が予め設定された電流値以下になると表示部に「プランジャチップの交換」といったメッセージを表示させる機能を有している。

プランジャ３８に取り付けられたプランジャチップ３６はシリンジ３４の内壁と接触しながらプランジャ３８とともに上下動する。したがって、プランジャチップ３６は摩擦によって磨耗したり変形したりする。プランジャチップ３６が磨耗又は変形してしまうと、吸入した液が漏れて周囲に不具合を生じさせたり、所望の吸入と吐出量を得られないといった問題を生じる。

一般に、モータ８に流れる電流はモータ８にかかる負荷の増大に伴なって増加し、負荷の減衰に伴なって減少する。シリンジ３４内で摺動するプランジャチップ３６が磨耗又は変形してシリンジ３４の内壁との密着性が低下すると、摩擦力が減衰してプランジャ３８を駆動するモータ８にかかる負荷が減少するので、モータ８を流れる電流が減少する。そこで、モータ８に流れる電流を電流検知回路４４により検知することで、プランジャチップ３６とシリンジ３４内壁との密着性をモニタすることができる。

この実施例では負荷検知手段として電流検知回路４４を用いてモータ８に流れる電流を測定し、その測定値をプランジャチップ３６とシリンジ３４の内壁との密着性の指標としているが、回路により電流値を電圧値に変換したり、モータ８での消費電力値に変換し、電圧値や消費電力値をプランジャチップ３６とシリンジ３４の内壁との密着性の指標としてもよい。

本発明のシリンジポンプは、医療や分析装置における液体の吸入又は吐出の際に用いられる吸入・吐出機構として用いることができる。また、ＴＯＣ計以外の分析装置にも適用させることが可能である。

同実施例のシリンジポンプの構成を示す図である。一実施例のＴＯＣ計の構成を概略的に示す図である。

符号の説明

２シリンジポンプ
３試料自動注入器
８モータ
１３ＴＣ酸化反応部
２６ＩＣ反応部
３０除湿・除塵部
３２ＣＯ₂検出部
３４シリンジ
３６プランジャチップ
３８プランジャ
３９プランジャ後端部
４０吸入・吐出部
４４電流検知部
４６制御部
４８表示部

Claims

シリンジと、前記シリンジ内で往復運動するプランジャと、前記シリンジと前記プランジャとの間の気密を保ちながら摺動するプランジャチップと、前記プランジャを駆動するモータを含む駆動機構と、を備えたシリンジポンプにおいて、
前記駆動機構のモータの負荷を検知する負荷検知手段と、前記負荷検知手段によって検知された負荷の値が設定された値よりも小さくなったときに警告を発する制御部とを備えたことを特徴とするシリンジポンプ。
前記負荷検知手段は、前記モータに流れる電流を検知する電流検知回路からなる請求項１に記載のシリンジポンプ。
前記制御部は、前記負荷検知手段によって検知した値が設定された値より小さくなったときには、このポンプの送液動作を停止させるようにした請求項１又は２に記載のシリンジポンプ。
水溶液試料中の炭素をＣＯ₂に変換する酸化反応部を少なくとも含む反応部と、水溶液試料の一定量を採取して前記反応部に注入する試料自動注入器と、前記反応部にキャリアガスを供給するキャリアガス供給部と、前記反応部からキャリアガスとともに送られてきたＣＯ₂を検出するＣＯ₂検出部とを備えた全有機体炭素計において、
前記試料自動注入器には請求項１から３のいずれかに記載のシリンジポンプを備えている全有機体炭素計。