JP3421556B2 - 液面検出機能を備えた分析装置 - Google Patents
液面検出機能を備えた分析装置Info
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Description
にサンプル又は試薬を分注するのに伴って液体の液面を
検出する機能を備えた分析装置に関する。
て検査されるべき分析項目を自動分析装置によって分析
する際には、サンプルカップ又は試薬ボトルから反応容
器へ液体を移すために可動ピペッテイングプロ−ブが用
いられる。分注すべき液体内への浸入が深いほどプロ−
ブ外壁への液体付着量が増すので、コンタミネ−ション
が大となる。液体内へのピペッテイングプロ−ブの浸入
深さを極力低減するために、例えば米国特許第4,97
0,468号明細書および米国特許第4,818,49
2号明細書に記載されているようなピペッテイング機構
が用いられる。
よび米国特許第4,818,492号明細書に記載され
ているピペッテイング機構は、ピペッテイングプロ−ブ
が液面検出用の電極として働くように、ピペッテイング
プロ−ブは静電容量の変化を検出する検出回路に接続さ
れている。そして、ピペッテイングプロ−ブがサンプル
容器又は試薬容器に対して降下され、該プロ−ブが液面
に接触したときに該プロ−ブの降下動作を停止し、次い
で、プロ−ブ内に液体が吸入される。
ば、ピペッテイングプロ−ブ自体を液面検出用電極とし
て用いた場合であって、特に大気の湿度が低い場合に、
誤った液面検出信号が得られることがしばしば出現し
た。このような液面の誤検出を招く原因は、サンプル容
器又は試薬容器がプラスチック又はガラスのような非導
電性材料で作られていることによると予測された。
を用いて液体の液面を検出する際に、大気の湿度が低く
ても液面の誤検出を低減できる構成を提供することにあ
る。
グプロ−ブを用いて一方の容器から他方の容器へ液体を
放出する装置を備えており、前記ピペッッテイングプロ
−ブは一方の容器内の液体の液面を検出するための電極
として働き、他方の容器中の内容物は測定手段によって
測定される分析装置に適用される。本発明では、一方の
容器を保持する保持手段は電気的に接地されており、ピ
ペッテイングプロ−ブと保持手段との間における静電容
量の変化は検出回路によって検出される。そして、互い
に対向するように配置された一対の放電素子の一方の放
電素子はピペッテイングプロ−ブと検出回路との間に接
続され、他方の放電素子は電気的に接地されている。
たウオ−タ−バス(恒温水槽)上に反応デイスク109
が回転可能に配置される。多数の反応容器106が反応
デイスク109に円状に保持されており、所定間隔で間
欠的に移送される。可動ア−ムに取り付けられたサンプ
ルピペッテイングプロ−ブ105は、サンプルデイスク
102上に設置されているサンプルカップ101から反
応容器106へ液体サンプルを分注する。一方、可動ア
−ムに取り付けられた試薬ピペッテイングプロ−ブ11
0は、試薬デイスク125に設置されている試薬ボトル
112から反応容器106へ試薬液を分注する。
は、サンプル用シリンジポンプ107の動作に伴って液
体サンプルの吸入動作および吐出動作を実行する。試薬
ピペッテイングプロ−ブ110は、試薬用シリンジポン
プ111の動作に伴って試薬液の吸入動作および吐出動
作を実行する。両ピペッテイングプロ−ブ105および
110は耐薬品性の金属で作られており、液面検出用の
電極を兼ねている。各プロ−ブ105、110はそれぞ
れ対応して設けられている電気的検出回路に電気的に接
続される。サンプルデイスク102および試薬デイスク
125は、所望の容器を液体吸入位置に位置づけるよう
に、各々回転動作される。
は、キ−ボ−ド121の如き入力装置から入力される。
分析装置における各ユニットの動作はコンピュ−タ10
3により制御される。
吸入位置へ移送されたサンプルカップ101内にサンプ
ルピペッテイングプロ−ブ105が下降し、プロ−ブ1
05の先端がサンプルの液面に接触すると下降動作が停
止され、その後、プロ−ブ105によって所定量のサン
プルが反応容器106へ分注される。サンプルが入れら
れた反応容器106が試薬添加位置まで移動されたとき
に、該当する分析項目に対応する試薬液が試薬ピペッテ
イングプロ−ブ110により添加される。そのような試
薬の添加に先立って、プロ−ブ110内には所定量の試
薬が対応する試薬ボトル112から吸入されている。こ
れらのサンプルおよび試薬の分注に伴って、サンプルカ
ップ101内のサンプルの液面および試薬ボトル112
内の試薬の液面が検出され、それに伴って各プロ−ブの
下降動作が制御される。
106は、撹拌器113の位置で混合物が撹拌される。
この反応容器106が移送されるときに、光源114か
ら発せられた光ビ−ムを横切る。そして、このときの反
応液の吸光度が測定手段としての光度計115により測
定される。吸光度信号はA/D変換器116を経由し、
インタ−フエ−ス104を介してコンピュ−タ103に
入り、分析項目の濃度が計算される。分析結果は、イン
タ−フエ−ス104を介してプリンタ117又はCRT
118の画面に出力されると共に、メモリとしてのハ−
ドデイスク122に格納される。測光が終了した反応容
器106は、洗浄機構119の位置にて洗浄される。洗
浄用ポンプ120は、反応容器へ洗浄水を供給すると共
に、反応容器から廃液を排出する。
サンプルピペッテイング機構と試薬ピペッテイング機構
の共通的な構成を、説明の都合上1つにまとめて示して
ある。
デイスクの如き容器移送用ホルダ−4は、サンプル又は
試薬の如き液体5を収容した容器3を保持する。このホ
ルダ−は、容器3の外壁側面を囲む領域に導電性部材例
えば金属が配置されており、その導電性部材が電気的に
接地されている。つまり、ホルダ−4は液面検出ユニッ
トの電極の1つとして働く。サンプル又は試薬用のピペ
ッテイングプロ−ブ6は、昇降可能および水平方向への
旋回可能な可動ア−ム2に取り付けられる。可動ア−ム
2はコンピュ−タ103によって制御される駆動部1に
より動作される。ピペッテイングプロ−ブ6が下降して
液体5の液面に接触するとプロ−ブ6の下降が停止さ
れ、所定の体積の液体がプロ−ブ6内に吸入される。
を参照して説明する。サンプルカップ101および試薬
ボトル112のような容器3は、ガラス又はプラスチッ
クの如き非導電性の物質で作られる。液面検出用電極と
してのピペッテイングプロ−ブ6は、金属の如き導電性
物質で作られる。容器3の表面電気抵抗が高いため、特
に大気中の湿度が低い場合に、容器の表面に静電気が帯
電しやすい。帯電はガラス容器よりもプラスチック容器
の方が大である。静電気が帯電されている容器3に向か
ってピペッテイングプロ−ブ6が降下し、プロ−ブ6が
容器3に接近したときに、帯電されていた電荷がプロ−
ブ6に向けて放電される。
ロ−ブ6の先端が液体5の液面に接触する前に生ずる。
この放電信号は、プロ−ブ6に電気的に接続されている
静電容量変化の検出回路によって検出される。そのよう
な様子を図5に示す。図5において、横軸はピペッテイ
ングプロ−ブ6が下降する時間であって、プロ−ブ6の
降下距離に相当する。図5の縦軸は信号レベルの大きさ
であって、Aは検知されないレベルであり、Bは検知さ
れるレベルである。このような放電に基づく外来ノイズ
信号の大きさは、数kVに達することがある。従って、
このような放電が生じた場合には、ピペッテイングプロ
−ブ6の先端が液面に到達していないにもかかわらず、
液面に達したものと誤って判定されることになる。
気回路は基板にパタ−ン印刷されているが、そのような
態様に限定されるものではない。しかし、一対の放電素
子11aおよび11bと静電容量変化の検出回路16と
を含む液面検出回路8は、パタ−ンを印刷したものであ
ることが望ましい。交流発信回路7から出力される交流
信号は、プロ−ブ6を通して検出される静電容量値の変
化を検出できるように液面検出回路8に入力される。交
流信号は正弦波が適正であるが、代りに方形波又は三角
波等を用いることもできる。静電容量の変化の検出回路
は、例えば米国特許第4,818,492号明細書に示
されているようなブリッジ回路の如き既知の電気回路を
含む。
された静電容量の変化を増幅し、その増幅された信号は
整流回路9に入力される。整流回路9では入力された交
流信号を直流信号に変換し、その直流信号は比較回路1
0に入力される。比較回路10では入力された静電容量
信号の変化を変化前の値と比較し、プロ−ブ6と容器3
内の液体の液面との接触の有無、つまり、液面検出の有
無を表す検出信号15が得られる。比較回路10が直流
信号で動作するようにするのはその方が回路が簡素化さ
れるからである。
一対の放電素子11aおよび11bのパタ−ンは、0.
1mm程度のギャップをおいて互いに対向している。各
放電素子は対向する側の先端が、静電気が集中して放電
しやすいように尖っている。一対の放電素子の内の一方
の放電素子11aは電気的に接地されている。他方の放
電素子11bはピペッテイングプロ−ブ6に電気的に接
続されると共に、静電容量変化の検出回路16に電気的
に接続される。
る静電気の帯電等による外来ノイズ信号は一対の放電素
子11a、11bを介してア−スに放電され、静電容量
変化の検出回路部16へのノイズ信号の伝達が抑制され
る。さらに、一対の放電素子の内の放電素子11bと静
電容量変化検出回路16との間にはインダクタンス12
が実装されている。このインダクタンス12は高周波に
対して高いインピ−ダンス特性を示すものである。これ
により、ノイズ信号のア−スへの放電が助長され、静電
容量変化検出回路16へのノイズ信号の伝達がさらに抑
制される。従って、外来ノイズ信号を液面検出信号であ
るとして誤検出することが大幅に低減される。
演算増幅器13を通る。演算増幅器13の増幅率は装置
の最小検出容量により異なるが、一般的には数十〜数百
倍である。演算増幅器13の出力交流信号は整流回路9
で直流化される。
いて積分することにより交流を直流に変換するのが一般
的であるが、このような方法によれば、静電気ノイズや
その他の外来ノイズ等の突発的信号をも積分するので、
液面を誤検出する恐れがある。
例では、演算増幅器13の正負両方向出力をツエナ−ダ
イオ−ド14によってクランプするので、静電気やその
他の外来ノイズ等の突発的信号、つまり、不要信号が整
流回路に伝達されず、積分されない。図4の如く構成す
ることにより、容器3の表面からの静電気の放電の量が
図5の例と同じであったときに、静電容量変化の検出回
路16で得られる外来ノイズ信号は、図6の例のように
幅が小さくなる。このような信号は積分されないので、
比較回路10から出力される検出信号に含まれない。従
って、ピペッテイングプロ−ブ6が液面に接触したとき
に生じる静電容量の変化が適正に検出される。本発明を
適用しない図5の例では、外来ノイズの信号の幅が数十
ミリセカンドであったのに対し、本発明を適用した図6
の例では外来ノイズの信号の幅がミリセカンド(ms)
以下に減少される。
ブを用いて液体の液面を検出する際に、大気の湿度が低
くても液面の誤検出を低減できる構成が提供される。
示す概略図である。
を説明するための図である。
るための図である。
における電気系を説明するための図である。
を示す図である。
して低減した例を示す図である。
回路、8:液面検出回路、9:整流回路、10:比較回
路、11a、11b:放電素子、12:インダクタン
ス、16:静電容量変化の検出回路。
Claims (5)
- 【請求項1】ピペッテイングプロ−ブを用いて一方の容
器から他方の容器へ液体を分注する装置を備えており、
前記ピペッテイングプロ−ブは前記一方の容器内の液体
の液面を検出するため電極として働き、前記他方の容器
中の内容物は測定手段によって測定される分析装置にお
いて、前記一方の容器を保持する手段と、前記ピペッテ
イングプロ−ブと前記保持手段との間における静電容量
の変化を検出する検出回路と、互いに対向するように配
置された一対の放電素子と、前記ピペッテイングプロ−
ブを前記対の放電素子の内の一方の放電素子を介して前
記静電容量変化の検出回路に電気的に接続する手段とを
備え、前記保持手段および前記対の放電素子の内の他方
の放電素子はそれぞれ電気的に接地されていることを特
徴とする液面検出機能を備えた分析装置。 - 【請求項2】前記対の放電素子および前記静電容量変化
の検出回路は印刷パタ−ンで形成されていることを特徴
とする請求項1に記載された液面検出機能を備えた分析
装置。 - 【請求項3】前記対の放電素子は互いに対向する先端が
それぞれ尖った形状であることを特徴とする請求項2に
記載された液面検出機能を備えた分析装置。 - 【請求項4】前記電気的接続手段は前記一方の放電素子
と前記静電容量変化の検出回路との間にインダクタンス
を有することを特徴とする請求項1に記載された液面検
出機能を備えた分析装置。 - 【請求項5】前記保持手段は前記一方の容器を液体吸入
位置に位置づけるための容器移送手段を含むことを特徴
とする請求項1に記載された液面検出機能を備えた分析
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30750897A JP3421556B2 (ja) | 1996-11-19 | 1997-11-10 | 液面検出機能を備えた分析装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30797096 | 1996-11-19 | ||
JP8-307970 | 1996-11-19 | ||
JP30750897A JP3421556B2 (ja) | 1996-11-19 | 1997-11-10 | 液面検出機能を備えた分析装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10206432A JPH10206432A (ja) | 1998-08-07 |
JP3421556B2 true JP3421556B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=26565142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30750897A Expired - Lifetime JP3421556B2 (ja) | 1996-11-19 | 1997-11-10 | 液面検出機能を備えた分析装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3421556B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015070525A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 太平洋セメント株式会社 | 圧電スイッチ |
JP6660840B2 (ja) | 2016-07-27 | 2020-03-11 | 日本電子株式会社 | 自動分析装置及びプログラム |
JP6837085B2 (ja) | 2019-01-09 | 2021-03-03 | 日本電子株式会社 | 自動分析装置及びプログラム |
-
1997
- 1997-11-10 JP JP30750897A patent/JP3421556B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10206432A (ja) | 1998-08-07 |
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