JP3681234B2 - 液体容器の液体残量検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体容器の液体残量検出装置に関し、とくに、自動分析装置における試薬の残量を検出する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の装置としては、試薬容器から分注ノズルによって液状の試薬をくり返し採取するときに、採取1回当りの液面位置の変化分を検出し、採取可能な最低液面の位置と上記変化分との関係から、残りの採取可能回数を算出するようにしたものが知られている(例えば、実公平4−279号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の装置は、採取1回当りの液面位置の変化分が一定であることが前提とされるため、断面積が一様でない試薬容器、例えば、上部が太く底部が細くなっている容器に対しては適用できないという問題点があった。
【0004】
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、液体を容器から採取する毎に、液面面積の変化を検出して容器の形状を推定し、液体残量が少くなると警告を発するようにした残量検出装置を提供するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、液体を収容した容器から所定量の液体をくり返し採取する液体採取装置に設けられ、1回の採取について採取前後の液面の位置の変化分を検出する液面検出部と、前記所定量と前記変化分から液面面積を算出する算出部と、容器から液体が複数回採取されるとき、その都度、液面面積の変化分を算出し、液面面積の液面高さに対する変化に基づいて容器の液体残量を予測する予測部と、予測された残量と所定値とを比較する比較部と、予測された残量が所定量以下であるとき警告を発する警告部からなる液体容器の液体残量検出装置を提供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
この発明における液体採取装置は、一般的に生化学測定装置や血液凝固測定装置などに組込まれるものであり、これには、例えば、試薬容器からノズル(ピペット)によって定量の試薬を採取し、採取した試薬を反応容器に供給するという動作をくり返し行うようにした装置を用いることができる。
【0007】
1回の採取について採取前の液面と採取後の液面の位置の変化分を検出する液面検出部は、例えば、ある基準位置に対する液面位置(液面高さ)を検出するセンサと、検出された液面位置を格納するメモリと、1回の採取について液面位置の変化分を算出する演算器から構成される。
【0008】
この場合、上記センサには、試薬採取用ノズルが液面に接触したことを静電容量や電気抵抗の変化により検出する電気的センサや、液面位置を光学的に監視する光学的センサなどが適用できる。また、上記メモリおよび演算器はCPU,ROM,RAMを内蔵するマイクロコンピュータにより構成できる。
【0009】
液面面積を算出する算出部とは、1回の液体採取量をV,液面検出部により検出される変化分をΔHとするとき、液面面積Sを
S=V/ΔH…………(1)
として算出して格納するものである。
また、容器の液体残量を予測する予測部とは、式(1)で表わされる液面面積Sの変化分ΔS=Sn-1−Snを算出し、液面面積Sの液面高さHに対する変化から容器の形状を推測し、液体残量Vrを予測するものである。
【0010】
つまり、容器は、ΔS<0であれば、水平方向の断面積が底部に向って増大し、ΔS=0であれば、断面積が不変である。そして、ΔS>0であれば、断面積が底部に向って減少する形状である。このとき、例えば液面面積Sを液面高さHで回帰させ、その回帰関数S(H)を積分することにより、液体残量Vrが予測される。
また、比較部は、予測部によって予測される残量と予め設定された所定値とを比較するものである。
【0011】
そして、上記算出部、予測部および比較部は、CPU,ROM,RAMを内蔵するマイクロコンピュータにより構成できる。
また、警告部にはCRTのような表示装置やブザーのような発音装置を用いることができる。
【0012】
このように、この発明の残量検出装置によれば、上部開口から底部に向って断面積が縮小する容器から液体を採取する場合でも残量検出を適正に行うことができる。
【0013】
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。
図1はこの発明を分析装置の試薬分注装置に適用した実施例を示す構成説明図であり、テーブル1の上に電極2を介して試薬容器3が設置される。図3は試薬容器3の縦断面図であり、試薬容器3の液体収容部は水平方向の断面が底部に向って徐々に減少する形状を有している。分注ノズル4はアーム5の先端に下向きに支持され、アーム5の後端はシャフト6の上端に固定されている。
【0014】
シャフト6はテーブル1上に設けられた駆動装置7によって矢印A方向の上下運動および矢印B方向の回転運動を行うようになっている。図1において紙面に垂直方向に移動するコンベア12上に反応容器11が搭載されている。シャフト6が下降してノズル4の先端が容器3に挿入されると、試薬はノズル4とチューブ8を介して一定量だけシリンジ9に吸引される。
【0015】
シャフト6が上昇してノズル先端が容器3から引出されると、シャフト6が矢印B方向に180度回転する。反応容器11の上方にノズル4が到達すると、シリンジ9により吸引されていた試薬が反応容器11へ吐出される。
【0016】
制御部13は入力部14および液面センサ15から受けた出力信号を処理し、シリンジ9を駆動するステッピングモータ10、シャフト6を矢印A方向に上下動させるステッピングモータ16およびシャフト6を矢印B方向に回動させるステッピングモータ17を制御し、出力部18に出力するようになっている。
【0017】
分注ノズル4はステンレス鋼製であり、液面センサ15はノズル4の試薬液面への接触をノズル4と電極2との間の静電容量の変化により検出する。
【0018】
また、制御部13はCPU,ROM,RAMからなるマイクロコンピュータで構成され、入力部14および出力部18は、それぞれキーボードおよびCRTで構成される。
【0019】
なお、制御部13は、分注ノズル4を移動させる場合、テーブル1の上面を基準位置として、矢印A方向の移動量をステッピングモータ16に印加する駆動パルスの数をカウントすることにより計測し、矢印B方向の回転角をステッピングモータ17に印加する駆動パルスの数をカウントすることにより計測するようになっている。
【0020】
このような構成における動作を図2のフローチャートを用いてさらに詳細に説明する。
分注ノズル4が容器3内へ下降して試薬液面に接触すると、試薬液面高さHn(テーブル1の上面からの距離)が液面センサ15によって検出される(ステップS1)。
【0021】
さらに分注ノズル4は所定距離だけ下降すると、シリンジ9がステッピングモータ10により作動して一定量Vnの試薬を吸引する(ステップS2)。そして、検出された液面高さHnが制御部13のRAMに格納される(ステップS3)。
【0022】
次に、前回の吸引時に検出された液面高さHn-1が格納されているか否かが判別され(ステップS4)、格納されていると、断面積、つまり液面面積Snが
Sn=Vn/(Hn-1−Hn)…………(2)
として算出される(ステップS5)。そして、算出された断面積Snが制御部13のRAMに格納される。
【0023】
次に、前回に算出された断面積Sn-1が格納されているか否かが判別されて(ステップS7)、格納されていると断面積の変化分ΔSが
ΔS=Sn-1−Sn…………(3)
として算出される(ステップS8)。
【0024】
つまり、式(2),(3)および推定残量Vrの関係は、図4の液面高さH対液面面積Sのグラフに示すようになるので、これから残量Vrが推定され(ステップS9)、残量Vrが予め設定された値Vc以下であれば(ステップS10)、出力部18から警告が発せられる。
【0025】
また、ステップS4において、前回のHn-1が格納されていない場合には、Hnが所定高さHc以下であると、出力部18から警告が発せられる(ステップS13)。さらに、ステップS7においてSn-1が格納されていない場合には、従来のように容器3の断面積が軸方向に一定であるとして試薬残量Vrが推定される。
【0026】
つまり、予め入力部14から設定された最低液面高さHminと検出された液面高さHnとの差に、ステップS5で算出した断面積Snを乗じて残量Vrが算出され(ステップS14)、算出された残量VrがVc以下であると警告が発せられる(ステップS10,S11)。
【0027】
このようにして、容器内部の水平方向の断面積が容器の底方向に向って減少するような容器を使用しても、残量が所定量以下になると警告が発せられるので、分析装置における試薬の補給作業を確実に行うことができる。
【0028】
従って、容器内部の水平方向の断面積が垂直方向に一定である従来の容器3aを図5に示すように斜めにテーブル1上に設置しても、上記と同様に残量検出が可能となる。この場合には、ノズル4によって採取不能な容器内の残留試薬量が少くなり、試薬の無駄を省くことができる。なお、図5の電極2aは、容器3aの支持台と図1における電極2とを兼ねるものである。
【0029】
【発明の効果】
この発明によれば、水平方向の断面の面積が容器の上部から底部に向って減少するような容器に液体を収容し、その容器から液体を採取しても、その残量が所定量以下になると警告が発せられるので、液体の補充作業を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す構成説明図である。
【図2】実施例の動作を示すフローチャートである。
【図3】実施例に適用する試薬容器の一例を示す縦断面図である。
【図4】実施例の残量検出を説明するグラフである。
【図5】実施例に適用する試薬容器の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 テーブル
2 電極
3 試薬容器
4 分注ノズル
5 アーム
6 シャフト
7 駆動装置
8 チューブ
9 シリンジ
10 ステッピングモータ
11 反応容器
12 コンベア
13 制御部
14 入力部
15 液面センサ
16 ステッピングモータ
17 ステッピングモータ
18 出力部
Claims (1)
- 液体を収容した容器から所定量の液体をくり返し採取する液体採取装置に設けられ、1回の採取について採取前後の液面の位置の変化分を検出する液面検出部と、前記所定量と前記変化分から液面面積を算出する算出部と、容器から液体が複数回採取されるとき、その都度、液面面積の変化分を算出し、液面面積の液面高さに対する変化に基づいて容器の液体残量を予測する予測部と、予測された残量と所定値とを比較する比較部と、予測された残量が所定量以下であるとき警告を発する警告部からなる液体容器の液体残量検出装置。
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