JP2577348B2

JP2577348B2 - 液量検出装置

Info

Publication number: JP2577348B2
Application number: JP61035043A
Authority: JP
Inventors: 逸郎笹尾; 敏明今井
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-02-21
Filing date: 1986-02-21
Publication date: 1997-01-29
Anticipated expiration: 2012-01-29
Also published as: JPS62194464A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野］本発明は例えば自動化学分析装置における試料又は試
薬（以下「試料等」という。）の収納容器内の液量を検
出する液量検出装置に関するものである。

（従来の技術）従来、この種の液量検出装置としては、例えば試料等
の収納容器の上方からプローブ駆動機構に保持され、か
つ、液面センサを備えた分注プローブを収納容器の液面
に向かって下降させ、液面センサが液面に到達した時点
で、プローブ駆動機構におけるモータの初期状態からの
回転数をカウントし、これを基に液量を算出するように
した装置がある。

しかしながら、近年における収納容器は試料等の蒸発
を防止するために蒸発防止用蓋体を備えたものがほとん
どであり、このような収納容器に対して従来装置による
液面検出を実行すると、分注プローブが下降して蒸発防
止用蓋体を通過する際に液面センサが作動し、実際の液
面ではない位置を液面として検出するという誤動作が生
じる。

また、従来装置の場合、多数の収納容器の設置位置と
分注プローブの初期位置との距離に相違がある場合、す
なわち、収納容器の設置位置に高低の相違がある場合に
は、これらに対する液面検出の際のモータ回転数が大幅
に異なり、高低差による補正をする必要が生じ、測定デ
ータの確実性の点で問題がある。

（発明が解決しようとする問題点）上述したように、従来装置では蒸発防止用蓋体を備え
た収納容器の液面検出に際して誤動作を生じたり、ある
いは測定データの確実性を期することが困難である。

そこで、本発明は以上の欠点を除去し、誤動作を生じ
ることがなく、かつ、収納容器の設置位置の相違にも対
処できる液量測定装置を提供することを目的とするもの
である。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の液量測定装置は、蒸発防止用蓋体を備えた試
料又は試薬の収納容器に対して一定速度で上下方向に駆
動され、かつ、液面センサを一体的に組み込んだ分注プ
ローブと、この分注プローブが前記蒸発防止用蓋体に接
触する際に生じる前記液面センサの信号変化から液面に
接触する際に生じる信号変化までの時間に基づいて前記
収納容器内の液量を算出する演算制御手段と、この算出
結果を表示する表示手段とを有して構成される。

（作用）本発明の液量検出装置において、分注プローブの下降
速度Ｖ＝一定であるから、この分注プローブの下降時間
と下降距離は第１図に示すように比例関係にある。

いま、分注プローブが蒸発防止用蓋体に接触し液面セ
ンサ信号変化を生じた時間をt1,分注プローブがさらに
下降し、収納容器内の液面に接触して液面センサに次の
信号変化が生じた時間をt2とすると、蒸発防止用蓋体か
ら液面までの距離h2は下記（１）式となる。

h2＝（t2−t1）ｖ ……（１）また、収納容器自体の高さをＨとし、この収納容器及
び蒸発防止用蓋体の厚さを無視して考えると、液面の高
さh1は下記（２）式となる。

h1＝Ｈ−h2 ……（２）そして、この収納容器の直径をＤとすれば、この収納
容器内の液体の液量V0は下記（３）式で求めることがで
きる。

V0＝πD²・h1 ……（３）演算制御手段は予め収納容器の直径D,高さＨ及び分注
プローブの移動速度ｖのデータを格納し、かつ、液面セ
ンサから送られる信号変化を基に時間t1,t2を判別して
まず前記（１）式による演算を行ない蒸発防止用蓋体か
ら液面までの距離h2を算出する。次にこの距離h2と高さ
Ｈとから前記（２）式の演算を行ない液面の高さh1を求
め、さらに、この高さh1と直径Ｄとから（３）式の演算
を実行して液量V0を算出する。

このようにして求められた液量V0に関するデータは演
算制御手段から表示手段に送られ可視的に表示される。

（実施例）以下本発明の実施例を詳細に説明する。

第２図に示す実施例装置は、例えば、自動化学分析装
置のターンテーブル２上に載置される試料等の収納容器
１の上方に配置した分注プローブ駆動機構３と、この分
注プローブ駆動機構３により上下動可能に支持され、か
つ、液面センサ４を一体的に備えて試料の分注，吐出を
行なう分注プローブ５と、前記液面センサ４の出力を取
り込み、所定の演算を行なう演算制御部６と、この演算
制御部６の演算結果を可視的に表示するCRTディスプレ
イ装置のような表示手段７とを有して構成されている。

前記分注プローブ駆動機構３は、ターンテーブル２の
上方に垂直配置に固定配置された固定軸８と、この固定
軸８に嵌着され、図示しない自動化学分析装置の制御部
からの制御信号に基ずき一定の移動速度ｖで上下方向に
駆動される移動部14と、この移動部14に固着されたプロ
ーブホルダ９とを備えている。そして、このプローブホ
ルダにより、前記分注プローブ５及び液面センサ４を保
持している。

分注プローブ５は、第３図に拡大して示すように合性
樹脂（例えばフッ素樹脂）製のノズル10からなり、その
外壁面に耐薬品性，耐腐蝕性，導電性の諸特性を具備し
た電極材11からなる液面センサ４を一体的に配置してい
る。

この液面センサ４は、電極材11周辺の物質（例えば空
気，液体，ゴム，合成樹脂等）誘電率の相違を利用して
異なる物質に接触したり通過する際に出力信号が変化す
るようになっている。

前記収納容器１はその上方開口部に第４図に示すよう
な例えばゴム製の蒸発防止用蓋体12を施蓋している。

この蒸発防止用蓋体12には、同図に示すようにその中
央部において前記分注プローブ５の先端部が挿通できる
ような十文字のスリット13が設けられている。

前記演算制御手段６は、時計機能を有し、かつ、記憶
部，演算部，制御部を含んで構成され、この記憶部に予
め収納容器１の直径D,高さＨ及び前記移動速度ｖの各デ
ータを記憶保持しているとともに、前記液面センサ４か
らの出力信号を基に演算部で前記（１），（２），
（３）式の各演算を実行し、その演算結果を表示部７に
送出するようになっている。

次に上記構成の実施例装置の作用を説明する。

尚、測定対象であるターンテーブル２上の収納容器１
内には未知量の液体（試薬）が収納されているものとす
る。

この装置のオペレータは、まず分注プローブ駆動機構
３を駆動し、分注プローブ５を一定速度ｖで収納容器１
内の液面に向かって降下させる。

このとき、液面センサ４の出力信号は第１図に示すよ
うに一定レベルに保たれている。

分注プローブ５及び液面センサ４の先端部が蒸発防止
用蓋体12のスリット13に接触すると、このとき、液面セ
ンサ４の出力信号は空気とゴムとの誘電率の相違に基ず
き、第１図に示すように第１の信号変化を生じる。この
信号変化に基ずき演算制御手段６はこのときの時間t1を
判別し記憶する。

そして、液面センサ４が分注プローブ５とともに前記
スリット13を下方に拡開しながらさらに降下しその先端
部が収納容器１の上方の空気槽に触れている状態では、
この液面センサ４の出力信号は基のレベルに復帰する。
やがて、液面センサ４が収納容器１内の液体に接触する
と、この液面センサ４の出力信号は空気と液体との誘電
率の相違に基ずき第２の信号変化を生じる。この信号変
化に基ずき演算制御手段６はこのときの時間t2を判別す
るとともに、既に記憶保持している移動速度v,時間t1の
値を演算部に取り込み前記（１）式の演算を実行して蒸
発防止用蓋体12から液面までの距離h2を求める。さら
に、演算制御手段６は、この距離h2と予め記憶している
収納容器１の高さＨから（２）式の演算を実行し液面の
高さh1を求め、次にこの高さh1と収納容器１の直径Ｄか
ら（３）式の演算を実行して液量V0を算出し、この値を
表示手段７に送る。

表示手段７は液量V0の値を画面上に表示する。

これにより、オペレータは収納容器１の液量Ｖを明確
に知ることができる。

本実施例装置によれば、液面センサ４の蒸発防止用蓋
体12との接触時及び液面との接触時の信号変化を利用し
て液量V0を求めるものであるため、分注プローブ５が初
期の位置から蒸発防止用蓋体12に接触するまでの時間は
問題とならず、したがって、測定すべき多数の収納容器
１の設置位置の高低を問わず正確に液量V0を求めること
ができる。

また、液面センサ４が液面に接触するときに生じる信
号変化を利用して分注プローブ駆動機構３を停止するよ
うにすれば、従来装置において一般に設けられている分
注プローブ５の下死点を設ける必要もなく、その分分注
プローブ駆動機構３の簡略化を図ることができる。

本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、
その要旨の範囲内で種々の変形が可能である。

例えば、上述した実施例では、一条の電極材11からな
る液面センサ４を分注プローブ５に組み込んだ場合につ
いて説明したが、二条の電極材を用いたものでも実施で
きる。

また、液面センサとしては、上述した静電型のほか、
物質の透磁率の相違を利用する電磁型のものでも同様に
実施でき、さらに、静電型と電磁型とを組み合わせたも
のでもよい。

さらに、表示手段としては、演算結果を紙葉類上に打
ち出すプリンタを用いることもできる。

［発明の効果］以上詳述した本発明によれば、液面センサが一体的に
組み込まれた一定速度で駆動される分注ノズルが前記蒸
発防止用蓋体に接触する際に生じる信号変化から液面に
接触する際に生じる信号変化までの時間に基づいて液量
を求めるものであるから、誤動作がなく、かつ、収納容
器の設置位置の高低にも影響されずに液量を正確に算出
することができる液量検出装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成原理を示す説明図、第２図は本発
明の実施例装置を示すブロック図、第３図は同装置の分
注プーローブ及び液面センサを示す拡大断面図、第４図
は同装置の収納容器に施蓋した蒸発防止用蓋体を示す平
面図である。１……収納容器、３……分注プローブ駆動機構、４……液面センサ、５……分注プローブ、６……演算制御手段、７……表示手段。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−117460（ＪＰ，Ａ) 実開昭56−126560（ＪＰ，Ｕ) 特公昭50−33876（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発防止用蓋体を備えた試料又は試薬の収
納容器内の液量を検出する液量検出装置において、前記収納容器に対して一定速度で上下方向に駆動され、
かつ、液面センサを一体的に組み込んだ分注プローブ
と、この分注プローブが前記蒸発防止用蓋体に接触する際に
生じる前記液面センサの信号変化から液面に接触する際
に生じる信号変化までの時間に基づいて前記収納容器内
の液量を算出する演算制御手段と、この算出結果を表示する表示手段と、を備えることを特徴とする液量検出装置。
【請求項２】前記液面センサは、空気と蒸発防止用蓋
体，空気と収納容器内の液体のそれぞれの誘電率の相違
を利用する静電型センサである特許請求の範囲第１項記
載の液量検出装置。
【請求項３】前記液面センサは、空気と蒸発防止用蓋
体，空気と収納容器内の液体のそれぞれの透磁率の相違
を利用する電磁型センサである特許請求の範囲第１項記
載の液量検出装置。
【請求項４】前記表示手段は、前記算出結果を画面上に
表示するディスプレイ装置である特許請求の範囲第１項
乃至第３項のいずれかに記載の液量検出装置。
【請求項５】前記表示手段は、プリンタである特許請求
の範囲第１項乃至第３項のいずれかに記載の液量検出装
置。