JP6743909B2

JP6743909B2 - 遠心式流動場分画装置

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Publication number: JP6743909B2
Application number: JP2018557481A
Authority: JP
Inventors: 健吾青木
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2016-12-22
Filing date: 2016-12-22
Publication date: 2020-08-19
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Also published as: JPWO2018116441A1; US11407146B2; US20200001505A1; WO2018116441A1

Description

本発明は、円環状のロータに設けられた流路部材の流路内に液体試料を流入させ、ロータを回転させることにより、当該流路内における液体試料中の粒子を遠心力によって分級する遠心式流動場分画装置に関するものである。

液体試料に含まれる粒子を比重に応じて分級する方法として、流動場分画法（Field Flow Fractionation）が知られている。例えば下記特許文献１には、流路内に液体試料を流入させて当該流路を回転させることにより、液体試料中の粒子を遠心力によって分級する遠心式流動場分画装置の一例が開示されている。

遠心式流動場分画装置は、例えばロータ及び流路部材などを備えている。ロータは、円環状に形成され、回転軸線を中心に回転可能に保持されている。流路部材は、ロータに設けられ、その内部にロータの内周面に沿って延びる円弧状の流路が形成されている。

この種の遠心式流動場分画装置においては、ロータを回転させることにより、流路部材を回転させ、流路内の液体試料に遠心力を付与することができる。その結果、液体試料中の粒子を比重ごとに分級できる。

また、通常、この種の遠心式流動場分画装置では、加工や組立時の誤差などにより、ロータ及び流路部材などを含む回転部に不釣合いが発生する。そして、回転部に不釣合いが発生した状態のまま、回転部を回転させると、振動や騒音が生じてしまう。そのため、遠心式流動場分画装置では、組立後に回転部の不釣合いが予め修正されている。

特表２０１４−５１８７６１号公報

上記のような従来の遠心式流動場分画装置では、使用することで発生する不釣合いに対処するために、別途コストや作業が発生するという不具合があった。具体的には、上記のような従来の遠心式流動場分画装置では、液体試料の種類に応じて流路部材を交換する場合がある。そして、流路部材を交換すれば、遠心式流動場分画装置において、新たに回転部に不釣合いが発生してしまう。同様に、分析対象の粒子に応じて流路部材内に流す液体の種類を変更する場合があり、この場合には、流路部材内の液体の密度の違いによって不釣合いが発生してしまう。また、回転部の各部材の劣化などにより、回転部に不釣合いが発生することもある。このような場合には、新たに発生した不釣合い量の測定及び修正のために、別途専用の装置を用意したり、専門の作業員による作業を行ったりする必要がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、回転部に不釣合いが発生した場合に、別途、装置や作業員を必要とすることなく、簡易に不釣合い量を演算できる遠心式流動場分画装置を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る遠心式流動場分画装置は、回転部と、第１検出部と、第２検出部と、不釣合い量演算部と、を備える。前記回転部は、ロータ及び流路部材を備える。前記ロータは、回転軸線を中心に回転する円環状である。前記流路部材は、前記ロータに設けられ、内部に液体試料が流れる流路が形成される。第１検出部は、前記回転部の回転数を検出する。前記第２検出部は、前記回転部の振動を検出する。不釣合い量演算部は、前記第１検出部の検出信号、及び、前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記回転部の不釣合い量を演算する。

このような構成によれば、回転部に不釣合いが生じた場合に、不釣合い量演算部によって、前記第１検出部の検出信号、及び、前記第２検出部の検出信号に基づいて、その不釣合い量を演算できる。すなわち、回転部に不釣合いが生じた場合に、遠心式流動場分画装置内の構成によってその不釣合い量を演算できる。
そのため、別途、装置や作業員を必要とすることなく、簡易に遠心式流動場分画装置のみで不釣合い量を演算できる。

（２）また、前記不釣合い量演算部は、前記第１検出部の検出信号から得られる位相、及び、前記第２検出部の検出信号から得られる振幅に基づいて前記回転部の不釣合い量を演算してもよい。

このような構成によれば、回転部の位相及び振幅に基づいて、不釣合い量を精度よく演算できる。
すなわち、回転部の位相と振幅との関係から、回転部における不釣合いの位置及び量を精度よく特定することができる。

（３）また、前記不釣合い量演算部は、影響係数行列を用いて行列演算を行うことにより、前記回転部の不釣合い量を演算してもよい。

このような構成によれば、不釣合い量演算部によって、不釣合い量を一層精度よく演算できる。
すなわち、回転部の位相と振幅との関係を表す行列に対し、影響係数行列を用いて行列演算を行うことにより、回転部における不釣合いの位置及び量を一層精度よく特定することができる。

（４）また、前記遠心式流動場分画装置は、記憶部をさらに備えてもよい。前記記憶部は、影響係数行列を予め記憶する。前記不釣合い量演算部は、前記記憶部から前記影響係数行列を読み出して行列演算を行うことにより、前記回転部の不釣合い量を演算してもよい。

このような構成によれば、不釣合い量演算部は、記憶部が予め記憶している影響係数行列に基づいて不釣合い量を演算する。
そのため、影響係数行列を求めるための作業を不釣合いの演算の度に行う必要がなく、不釣合い量演算部が行う演算を簡易なものにすることができる。

（５）また、前記遠心式流動場分画装置は、表示部と、表示制御部と、をさらに備えてもよい。前記表示制御部は、前記不釣合い量演算部が演算する不釣合い量に基づいて、その不釣合い量の修正情報を前記表示部に表示させる。

このような構成によれば、ユーザに対して不釣合い量の修正情報を適切に認識させることができる。
そのため、ユーザは、修正情報に従って不釣合い量の修正作業を行うことにより、振動や騒音の発生を容易に抑制できる。

（６）また、前記遠心式流動場分画装置は、報知制御をさらに備えてもよい。前記報知制御部は、前記不釣合い量演算部が演算する不釣合い量が第１閾値を超えた場合に、その旨を報知する。

このような構成によれば、回転部の不釣合い量を監視し、その不釣合い量が異常値（第１閾値）を超えたときに、その旨をユーザに対して適切に認識させることができる。
そのため、ユーザは、その報知に従って不釣合い量の修正作業を行うことにより、振動や騒音の発生を容易に抑制できる。

（７）また、前記遠心式流動場分画装置は、回転制御部をさらに備えてもよい。前記回転制御部は、前記不釣合い量演算部が演算する不釣合い量が第２閾値を超えた場合に、前記回転部の回転を停止させる。

このような構成によれば、回転部の不釣合い量を監視し、その不釣合い量が危険値（第２閾値）を超えたときに、自動的に回転部の回転を停止させることができる。
そのため、不釣合い量が非常に大きい状態のまま回転部を回転させることを抑制でき、回転部が破損することを抑制できる。

（８）また、前記第１検出部は、前記回転部の回転数を検出する回転センサを少なくとも１つ備えてもよい。前記第２検出部は、前記回転部の振動を検出する振動センサを少なくとも１つ備えてもよい。前記不釣合い量演算部は、前記回転センサが検出する検出信号、及び、前記振動センサが検出する検出信号に基づいて、前記回転部の静不釣合い量を演算してもよい。

このような構成によれば、不釣合い量演算部によって、回転部の静不釣合い量を簡易に演算できる。
すなわち、遠心式流動場分画装置には、回転センサ及び振動センサがそれぞれ少なくとも１つ備えられている場合が多いため、そのような装置を用いた場合には、別途、部品を追加する必要がなく、簡易に回転部の静不釣合い量を演算できる。

（９）また、前記第１検出部は、前記回転部の回転数を検出する回転センサを少なくとも１つ備えてもよい。前記第２検出部は、前記回転部の振動を検出する振動センサを少なくとも２つ備えてもよい。前記不釣合い量演算部は、前記回転センサが検出する検出信号、及び、前記振動センサが検出する検出信号に基づいて、前記回転部の動不釣合い量を演算してもよい。

このような構成によれば、不釣合い量演算部によって、回転部の動不釣合い量を簡易に演算できる。
すなわち、振動センサを少なくとも２つ設けるだけの簡易な構成により、回転部の静不釣合い量だけでなく動不釣合い量も演算できる。

本発明によれば、回転部に不釣合いが発生した場合に、遠心式流動場分画装置内の構成によってその不釣合い量を演算できるため、別途、装置や作業員を必要とすることなく、簡易に不釣合い量を演算できる。

本発明の第１実施形態に係る遠心式流動場分画装置を備えた分析システムの構成例を示す概略図である。図１の遠心式流動場分画装置の構成例を示す概略正面図である。図２の回転部の構成例を示す分解斜視図である。図１の遠心式流動場分画装置の構成例を示す側断面図である。図１の遠心式流動場分画装置の制御部の周辺の具体的構成を示すブロック図である。遠心式流動場分画装置における処理の一例であって、不釣合い量を修正する際の処理の一例を示すフローチャートである。遠心式流動場分画装置における処理の一例であって、制御部が定期的に行う処理の一例を示すフローチャートである。

１．分析システムの構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る遠心式流動場分画装置１を備えた分析システムの構成例を示す概略図である。遠心式流動場分画装置１は、流動場分画法（Field Flow Fractionation）を用いて液体試料に含まれる粒子を比重に応じて分級する装置である。図１の分析システムには、遠心式流動場分画装置１の他に、キャリア貯留部２、送液ポンプ３、ロータリーバルブ４、試料注入装置５、検出器６及びキャリア回収部７などが備えられている。

キャリア貯留部２には、例えば水又は有機系溶媒などからなるキャリア流体が貯留されている。キャリア流体は、送液ポンプ３によりキャリア貯留部２内から送り出され、ロータリーバルブ４を介して遠心式流動場分画装置１に供給される。試料注入装置５は、ロータリーバルブ４と遠心式流動場分画装置１との間に設けられており、試料注入装置５から試料が注入されたキャリア流体が、液体試料として遠心式流動場分画装置１に供給されるようになっている。

液体試料には、分析対象となる多数の粒子が含まれている。液体試料に含まれる粒子は、遠心式流動場分画装置１において遠心力が付与されることにより分級され、比重に応じて異なるタイミングで遠心式流動場分画装置１から流出する。遠心式流動場分画装置１から順次流出する粒子は、ロータリーバルブ４を介してキャリア流体とともに検出器６へと送られ、当該検出器６において検出された後、キャリア回収部７に回収される。遠心式流動場分画装置１に対する液体試料の供給の開始又は停止は、ロータリーバルブ４を回転させることにより切り替えることができる。

２．遠心式流動場分画装置の構成
図２は、遠心式流動場分画装置１の構成例を示す概略正面図である。遠心式流動場分画装置１は、回転軸１１を中心に回転する回転部１０と、回転軸１１を回転可能に保持する保持台２０と、回転する回転部１０に作業者が接触するのを防止するための保護壁２３とが組み立てられることにより構成されている。

回転部１０は、例えば円筒形状に形成されており、その中心部に取り付けられた回転軸１１が水平方向に延びるように保持台２０により保持されている。保持台２０には、それぞれ鉛直方向に延びる１対の保持板２１が、互いに間隔を隔てて平行に設けられている。回転部１０は、１対の保持板２１の間に配置され、当該保持板２１により回転軸１１が回転可能に保持される。保持板２１には、固定部２５が固定され、当該固定部２５によって回転軸１１の端面が覆われる。保護壁２３は、例えば回転部１０の外周面に対応する形状に湾曲したＵ字状の部材であり、回転部１０の外周面を覆うように、当該外周面に対して微小な間隔を隔てて対向した状態で保持台２０に取り付けられている。

回転軸１１は中空状に形成されており、液体試料は、例えば回転軸１１の一端部から回転軸１１内に供給される。回転部１０には、分級前の液体試料が導入される導入部１２と、分級後の液体試料が導出される導出部１３とが設けられている。導入部１２及び導出部１３は、それぞれ配管（図示せず）を介して回転軸１１内に連通している。これにより、回転軸１１内に供給された液体試料は、配管を介して導入部１２から回転部１０に導入され、当該回転部１０において試料液体中の粒子が分級された後、導出部１３から配管を介して回転軸１１に導かれ、検出器６へと送られるようになっている。

回転軸１１には、回転駆動部の一例であるモータ２４が連結されている。このモータ２４の駆動により回転部１０を回転させて、回転部１０内の液体試料に遠心力を付与することができる。モータ２４の駆動は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む制御部３０によって制御される。ただし、回転部１０は、モータ２４以外の回転駆動部を用いて回転させることも可能である。

３．回転部の構成
図３は、回転部１０の構成例を示す分解斜視図である。回転部１０は、例えばロータ１４、スペーサ１５、流路部材１６、固定部材１７及び楔状部材１８などが組み立てられることにより、全体として円筒状の部材として構成されている。

ロータ１４は、円環状の部材であり、一方の端面が端面壁１４１により塞がれている。端面壁１４１は円板状に形成され、その中央部に回転軸１１を挿通させるための挿通孔１４２が形成されている。回転軸１１を挿通孔１４２に挿通させて端面壁１４１に固定することにより、回転軸１１の回転に伴って、当該回転軸１１と同軸上の回転軸線Ｌを中心にロータ１４を回転させることができる。

ロータ１４の内側（回転軸線Ｌ側）の空間には、スペーサ１５、流路部材１６、固定部材１７及び楔状部材１８が収容される。スペーサ１５、流路部材１６及び固定部材１７は、それぞれ長尺形状の部材が円弧状に湾曲された形状を有しており、ロータ１４の内周面に沿って、この順序で積層された状態で固定される。スペーサ１５、流路部材１６及び固定部材１７の曲率半径は、例えば５０〜２００ｍｍ程度である。

流路部材１６は、例えば厚みが１ｍｍ以下の薄板状であり、周方向の両端部が間隔を隔てて対向することによりＣ字状に形成されている。流路部材１６の内部には、周方向に延びる流路１６１が形成されている。すなわち、流路部材１６は、ロータ１４側に形成された円弧状の外周面１６２と、回転軸線Ｌ側に形成された円弧状の内周面１６３とを有しており、外周面１６２と内周面１６３との間に流路１６１が形成されている。

流路部材１６の内周面１６３における周方向の一端部には、流路１６１への液体試料の流入口１６４が形成されている。一方、流路部材１６の内周面１６３における周方向の他端部には、流路１６１からの液体試料の流出口１６５が形成されている。これにより、流入口１６４から流路１６１内に流入した液体試料は、流路１６１内を一端部から他端部まで周方向に沿って流通し、流出口１６５から流出するようになっている。

液体試料中の粒子を分級する際には、まず、モータ２４の駆動によって回転部１０が回転し、回転部１０の回転数が徐々に上昇する。そして、回転部１０の回転数が一定の値（例えば５０００ｒｐｍ）に到達すれば、その回転数が維持された状態で流入口１６４から液体試料が注入される。

流路１６１内に液体試料が一定時間だけ注入された後、ロータリーバルブ４の切替によって液体試料の供給が停止され、そのまま回転部１０が回転されることにより、流路１６１内の液体試料中の粒子が遠心沈降する。その後、ロータリーバルブ４の切替によって液体試料の供給が再開され、一定時間後に回転部１０の回転数が徐々に下降される。

これにより、液体試料中の比重が小さい粒子から順に、流路１６１内の液体試料の流れに乗って下流側へと送られ、流出口１６５から順次流出する。このように、流路１６１内における液体試料中の粒子が遠心力によって分級され、比重に応じて異なるタイミングで流出口１６５から流出して検出器６へと送られるようになっている。

固定部材１７は、流路部材１６よりも厚みが大きい部材であり、例えば厚みが１０ｍｍ程度に形成されている。固定部材１７は、流路部材１６と同様に、周方向の両端部が間隔を隔てて対向することによりＣ字状に形成されている。固定部材１７の周方向の長さは、流路部材１６の周方向の長さとほぼ一致している。固定部材１７は、流路部材１６の内側（回転軸線Ｌ側）に、流路部材１６の内周面１６３に沿って設けられる。

固定部材１７における周方向の両端部には、係止具の一例であるボルト１９をねじ込むための複数のねじ孔１７１が形成されている。流路部材１６における周方向の両端部には、固定部材１７の各ねじ孔１７１に対向する位置に複数の挿通孔１６６が形成されている。これにより、各挿通孔１６６に外側からボルト１９を挿通させ、各ねじ孔１７１にねじ込むことによって、流路部材１６を固定部材１７に取り付けることができる。ただし、係止具は、ボルト１９に限らず、ピンなどの他の部材により構成されていてもよい。

また、固定部材１７における周方向の両端部には、流路部材１６の内周面１６３に形成された流入口１６４及び流出口１６５に対向する位置に、それぞれ貫通孔１７２が形成されている。固定部材１７の内周面には、各貫通孔１７２に連通するように導入部１２及び導出部１３が取り付けられている。これにより、導入部１２から導入された液体試料は、一方の貫通孔１７２を介して流入口１６４から流路１６１内に流入し、流路１６１内を周方向に流通した後、流出口１６５から他方の貫通孔１７２及び導出部１３を介して導出される。

流路部材１６内の流路１６１は、キャリア流体の種類や分析の条件などに応じて異なる高さに設定される。そのため、流路部材１６は、流路１６１の高さに応じて異なる厚みに形成され、複数種類の流路部材１６の中から最適な流路部材１６が選択されて固定部材１７に取り付けられることとなる。

上記のようにして流路部材１６が取り付けられた固定部材１７は、ロータ１４の内側の空間に挿入され、ロータ１４との間に流路部材１６を挟み込むようにしてロータ１４の内周面に沿って固定される。このとき、Ｃ字状の固定部材１７の両端部間に楔状部材１８が取り付けられることにより、当該両端部を拡げる方向に力が加えられる。

これにより、Ｃ字状の固定部材１７がロータ１４の内周面側に強く押し当てられ、流路部材１６がロータ１４側に押圧されて固定される。液体試料中の粒子を分級させる際には、ロータ１４が高速で回転されることにより、流路１６１内が高圧（例えば１ＭＰａ程度）となり、流路１６１の内外の圧力差が大きくなるが、固定部材１７とロータ１４との間に流路部材１６を挟持することにより、流路部材１６の外周面１６２及び内周面１６３が上記圧力差で流路１６１側とは反対側に変形するのを防止することができる。

本実施形態では、流路部材１６とロータ１４との間にスペーサ１５が挟持されるようになっている。スペーサ１５の材質は、特に限定されるものではないが、例えばＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）などの樹脂又は金属により形成されている。スペーサ１５は、流路部材１６よりも若干長く形成されており、その周方向の両端部には、流路部材１６の各挿通孔１６６に対向する位置に長孔１５１が形成されている。

流路部材１６の各挿通孔１６６に挿通されたボルト１９の頭部は、スペーサ１５の各長孔１５１内に収容される。各長孔１５１は、周方向に延びるように形成されている。これにより、各長孔１５１内に各ボルト１９の頭部を収容させた状態で、楔状部材１８により固定部材１７の両端部が拡げられて、固定部材１７がロータ１４の内周面側に強く押し当てられた場合には、各長孔１５１内で各ボルト１９の頭部が周方向にスライドしながら、固定部材１７とロータ１４との間にスペーサ１５及び流路部材１６が挟持されることとなる。

スペーサ１５は、例えば厚みが１ｍｍ以下の薄板状であり、流路部材１６の厚みに応じて異なる厚みのものが選択される。すなわち、スペーサ１５の厚みと流路部材１６の厚みとの合計値がほぼ一定となるように、最適な厚みを有するスペーサ１５が選択される。また、スペーサ１５は、ロータ１４の内周面の損傷を防止する機能も有している。ただし、スペーサ１５は省略することも可能である。

４．回転センサ、振動センサ及びロータの構成
図４は、遠心式流動場分画装置１の構成例を示す側断面図である。なお、図４では、スペーサ１５、固定部材１７及び保護壁２３を省略して示している。
遠心式流動場分画装置１は、回転センサ４１と、第１振動センサ５１と、第２振動センサ５２とを備えている。ただし、回転センサ４１は、１つに限らず、少なくとも１つ備えられていればよい。また、振動センサ５１，５２は、２つに限らず、少なくとも２つ備えられていればよい。

回転センサ４１は、保持板２１に設けられている。具体的には、回転センサ４１は、１対の保持板２１のうち、ロータ１４の内側の空間に対向する保持板２１に設けられている。回転センサ４１は、ロータ１４における回転軸線Ｌ方向の端面に対向している。回転センサ４１は、例えば光学センサであって、ロータ１４（回転部１０）の回転数を検出している。具体的には、ロータ１４の端面の所定位置には、図示しない反射シールが貼付されている。そして、回転センサ４１は、その反射シールに照射された光の反射光を検出することにより、ロータ１４の回転数を検出している。

第１振動センサ５１は、１対の固定部２５のうちの一方の固定部２５上に設けられている。具体的には、第１振動センサ５１は、１対の固定部２５のうち、ロータ１４の端面壁１４１に対向する固定部２５上に設けられている。

第２振動センサ５２は、１対の固定部２５のうちの他方の固定部２５上に設けられている。具体的には、第２振動センサ５２は、１対の固定部２５のうち、ロータ１４の内側の空間に対向する固定部２５上に設けられている。すなわち、回転軸線Ｌ方向において、回転部１０は、第１振動センサ５１と第２振動センサ５２との間に配置されている。

第１振動センサ５１及び第２振動センサ５２は、例えば加速度センサ、速度センサ、又は、変位センサであって、固定部２５の振動に伴う加速度、速度、又は、変位を検出することにより、固定部２５の振動を検出している。また、固定部２５は、回転軸１１を回転可能に保持しており、回転軸１１には回転部１０が取り付けられている。そして、回転部１０、回転軸１１及び固定部２５はともに振動する。すなわち、第１振動センサ５１及び第２振動センサ５２は、固定部２５の振動を検出することにより、回転部１０の振動を検出している。

また、遠心式流動場分画装置１では、回転軸線Ｌ方向におけるロータ１４の一方側端面１４Ａに、複数の第１穴１４３が周方向に沿って互いに間隔を隔てて形成されており、回転軸線Ｌ方向におけるロータ１４の他方側端面１４Ｂに、複数の第２穴１４４が周方向に沿って互いに間隔を隔てて形成されている。そして、各第１穴１４３には、第１試しオモリ９１又は第１修正オモリ９２を取り付けることが可能であり、各第２穴１４４には、第２試しオモリ９３又は第２修正オモリ９４を取り付けることが可能である。各第１穴１４３及び各第２穴１４４は、例えばねじ穴であり、第１試しオモリ９１、第１修正オモリ９２、第２試しオモリ９３及び第２修正オモリ９４は、例えば重さが分かっているねじである。ただし、第１試しオモリ９１、第１修正オモリ９２、第２試しオモリ９３及び第２修正オモリ９４は、ロータ１４に取り付けられるような構成に限らず、例えば固定部材１７などの回転部１０を構成する他の部材に取り付けられてもよい。また、第１試しオモリ９１、第１修正オモリ９２、第２試しオモリ９３及び第２修正オモリ９４は、回転部１０に取り付けることができるような構成であれば、ねじに限らず、ピンなどの他の部材により構成されていてもよい。

遠心式流動場分画装置１では、通常の運転中において、回転センサ４１が検出する回転部１１の回転数が設定値に保たれるように、モータ２４が制御されている。また、第１振動センサ５１又は第２振動センサ５２が検出する回転部１１の振動が一定以上になると、モータ２４が停止される。

そして、後述するように、遠心式流動場分画装置１では、この回転センサ４１、第１振動センサ５１及び第２振動センサ５２を用いて、回転部１０の不釣合い量を算出する。回転部１０の不釣合い量を算出する際には、各第１穴１４３に第１試しオモリ９１が取り付けられ、各第２穴１４４に第２試しオモリ９３が取り付けられる。回転部１０の不釣合いを修正する際には、各第１穴１４３に第１修正オモリ９２が取り付けられ、各第２穴１４４に第２修正オモリ９４が取り付けられる。

５．遠心式流動場分画装置の制御部の周辺の具体的構成
図５は、遠心式流動場分画装置１の制御部３０の周辺の具体的構成を示すブロック図である。

遠心式流動場分画装置１は、第１検出部４０と、第２検出部５０と、表示部６０と、操作部７０と、記憶部８０と、上記した制御部３０と、上記したモータ２４とを備えている。
第１検出部４０は、上記した回転センサ４１により構成されている。
第２検出部５０は、上記した第１振動センサ５１及び第２振動センサ５２により構成されている。
表示部６０は、例えば液晶表示器などにより構成されている。
操作部７０は、例えばキーボード及びマウスを含む構成である。

記憶部８０は、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びハードディスクなどにより構成されている。記憶部８０は、影響係数行列Ｋを記憶している。
影響係数行列Ｋは、後述するように、遠心式流動場分画装置１についての装置関数を表わす行列であって、制御部３０によって算出される。

制御部３０は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を含む構成である。制御部３０は、モータ２４、第１検出部４０、第２検出部５０、表示部６０及び操作部７０との間で、電気信号の入力又は出力が可能である。制御部３０は、必要に応じて記憶部８０に対するデータの入出力を行う。制御部３０は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより、例えば演算部３１、表示制御部３２及び回転制御部３３として機能する。
演算部３１は、影響係数行列演算部３１１及び不釣合い量演算部３１２として機能する。

影響係数行列演算部３１１は、第１検出部４０（回転センサ４１）の検出信号、及び、第２検出部５０（第１振動センサ５１及び第２振動センサ５２）の検出信号に基づいて、影響係数行列Ｋを算出する。また、影響係数行列演算部３１１は、算出した影響係数行列Ｋを記憶部８０に格納する。

不釣合い量演算部３１２には、第１検出部４０（回転センサ４１）の検出信号、及び、第２検出部５０（第１振動センサ５１及び第２振動センサ５２）の検出信号が入力される。また、不釣合い量演算部３１２は、記憶部８０から影響係数行列Ｋを読み出す。そして、不釣合い量演算部３１２は、入力された検出信号、及び、読み出した影響係数行列Ｋに基づいて、回転部１０の不釣合い量を演算する。

表示制御部３２は、表示部６０の表示を制御しており、不釣合い量の演算時には、不釣合い量演算部３１２が演算した回転部１０の不釣合い量に基づいて、表示部６０の表示を制御する。また、表示制御部３２は、報知制御部３２１としても機能する。報知制御部３２１は、不釣合い量演算部３１２が演算した回転部１０の不釣合い量が所定量以上である場合に、表示部６０を制御してユーザに対する報知を行う。
回転制御部３３は、第１検出部４０（回転センサ４１）の検出信号に基づいてモータ２４を制御しており、不釣合い量の演算時には、不釣合い量演算部３１２が演算した回転部１０の不釣合い量に基づいて、モータ２４を制御する。

６．不釣合い量の修正動作
図６は、遠心式流動場分画装置における処理の一例であって、不釣合い量を修正する際の処理の一例を示すフローチャートである。

通常、遠心式流動場分画装置１は、使用する前、すなわち、工場から出荷される際に、回転部１０の不釣合いが修正されている。そのため、遠心式流動場分画装置１では、振動や騒音が生じることなく、回転部１が円滑に回転される。

一方、この状態から、遠心式流動場分画装置１において、例えば流路部材１６（図４参照）が交換されると、回転部１０に不釣合いが発生してしまう。そして、回転部１０に不釣合いが発生した状態のまま、回転部１０を回転させると、振動や騒音が生じてしまう。

そのため、遠心式流動場分画装置１では、流路部材１６を交換した場合などのように、回転部１０に不釣合いが発生する作業が行われた場合には、以下のようにして、その不釣合いが修正される。
具体的には、制御部３０（図５参照）において、下記式（１）を用いて回転部１０の不釣合い量（動不釣合い量）が演算される。動不釣合いとは、静不釣合いと偶不釣合いとが組み合わせられた不釣合いである。静不釣合いとは、例えば、回転軸線Ｌに対して平行に重心がずれることにより発生する不釣合いを意味している。偶不釣合いとは、例えば、重心は回転軸線Ｌ上にあるが、質量中心軸が回転軸線Ｌに対して傾斜することにより発生する不釣合いを意味している。

ここで、上記ベクトルＦは、回転部１０に第１試しオモリ９１、第１修正オモリ９２、第２試しオモリ９３及び第２修正オモリ９４が取り付けられていない状態で（回転部１０が初期状態のときに）、回転部１０を回転させた際に発生する初期振動ベクトルであって、回転センサ４１の検出信号、及び、第１振動センサ５１又は第２振動センサ５２の検出信号に基づいて計測されるベクトルである。具体的には、上記ベクトルＦは、回転センサ４１の検出信号から得られる位相、及び、第１振動センサ５１又は第２振動センサ５２の検出信号から得られる振幅に基づいて計測されるベクトルである。

上記Ｋは、回転部１０の影響係数行列である。
上記ベクトルａ_１は、回転部１０の不釣合いを修正する際に、回転部１０に取り付ける第１試しオモリ９１（図４参照）の重さ及び位置に基づいて計測されるベクトルである。
上記ベクトルａ_２は、回転部１０の不釣合いを修正する際に、回転部１０に取り付ける第２試しオモリ９３の重さ及び位置に基づいて計測されるベクトルである。
なお、「位置」とは、回転軸線Ｌを中心とする角度位置を意味している（以下同様）。

上記ベクトルＵ_１は、回転部１０に第１試しオモリ９１を取り付けた後に、回転部１０を回転させた際に発生する振動ベクトルであって、回転センサ４１の検出信号、及び、第１振動センサ５１又は第２振動センサ５２の検出信号に基づいて計測されるベクトルである。具体的には、上記ベクトルＵ_１は、回転センサ４１の検出信号から得られる位相、及び、第１振動センサ５１又は第２振動センサ５２の検出信号から得られる振幅に基づいて計測されるベクトルである。

上記ベクトルＵ_２は、回転部１０に第２試しオモリ９３を取り付けた後に、回転部１０を回転させた際に発生する振動ベクトルであって、回転センサ４１の検出信号、及び、第１振動センサ５１又は第２振動センサ５２の検出信号に基づいて計測されるベクトルである。具体的には、上記ベクトルＵ_２は、回転センサ４１の検出信号から得られる位相、及び、第１振動センサ５１又は第２振動センサ５２の検出信号から得られる振幅に基づいて計測されるベクトルである。

まず、回転部１０に不釣合いが発生した状態（初期状態）のまま、回転部１０が回転される。そして、回転部１０の回転数が一定の値に到達すると、影響係数行列演算部３１１は、回転センサ４１からの検出信号、第１振動センサ５１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、初期振動ベクトルであるベクトルＦを計測する（ステップＳ１０１）。そして、回転部１０が停止される。

具体的には、影響係数行列演算部３１１は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第１振動センサ５１からの検出信号に基づいて、ベクトルＦ_Ａを計測する。また、影響係数行列演算部３１１は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、ベクトルＦ_Ｂを計測する。すなわち、影響係数行列演算部３１１は、初期振動ベクトルとして、ベクトルＦ_Ａ及びベクトルＦ_Ｂを計測する。ベクトルＦ_Ａは、第１振動センサ５１の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。ベクトルＦ_Ｂは、第２振動センサ５２の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。

その後、ユーザは、図４に示すように、ロータ１４の一方側端面１４Ａの複数の第１穴１４３のうち、所定の第１穴１４３に第１試しオモリ９１を取り付ける（ステップＳ１０２）。そして、ユーザは、表示部６０において、第１試しオモリ９１の重さ及び位置を入力する。このとき入力された第１試しオモリ９１の重さ及び位置の情報からなる行列が、ベクトルａ_１となる。

この状態で、回転部１０が回転される。そして、回転部１０の回転数が一定の値に到達すると、影響係数行列演算部３１１は、回転センサ４１からの検出信号、第１振動センサ５１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、振動ベクトルであるベクトルＵ_１を計測する（ステップＳ１０３）。そして、回転部１０が停止される。

具体的には、影響係数行列演算部３１１は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第１振動センサ５１からの検出信号に基づいて、ベクトルＵ_１Ａを計測する。また、影響係数行列演算部３１１は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、ベクトルＵ_１Ｂを計測する。すなわち、影響係数行列演算部３１１は、第１試しオモリ９１をローラ４１に取り付けた状態の振動ベクトルとして、ベクトルＵ_１Ａ及びベクトルＵ_１Ｂを計測する。ベクトルＵ_１Ａは、第１振動センサ５１の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。ベクトルＵ_１Ｂは、第２振動センサ５２の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。

そして、ユーザは、ロータ１４から第１試しオモリを取り外し、さらに、ロータ１４の他方側端面１４Ｂの複数の第２穴１４４のうち、所定の第２穴１４４に第２試しオモリ９３を取り付ける（ステップＳ１０４）。そして、ユーザは、表示部６０において、第２試しオモリ９３の重さ及び位置を入力する。このとき入力された第２試しオモリ９３の重さ及び位置の情報からなる行列が、ベクトルａ_２となる。

この状態で、回転部１０が回転される。そして、回転部１０の回転数が一定の値に到達すると、影響係数行列演算部３１１は、回転センサ４１からの検出信号、第１振動センサ５１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、振動ベクトルであるベクトルＵ_２を計測する（ステップＳ１０５）。そして、回転部１０が停止される。

具体的には、影響係数行列演算部３１１は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第１振動センサ５１からの検出信号に基づいて、ベクトルＵ_２Ａを計測する。また、影響係数行列演算部３１１は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、ベクトルＵ_２Ｂを計測する。すなわち、影響係数行列演算部３１１は、第２試しオモリ９３をローラ４１に取り付けた状態の振動ベクトルとして、ベクトルＵ_２Ａ及びベクトルＵ_２Ｂを計測する。ベクトルＵ_２Ａは、第１振動センサ５１の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。ベクトルＵ_２Ｂは、第２振動センサ５２の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。
そして、影響係数行列演算部３１１は、式（１）、及び、計測した上記ベクトルから、下記式（２）及び（３）を得る。

影響係数行列演算部３１１は、式（２）及び（３）から、影響係数行列Ｋを演算により算出する（ステップＳ１０６）。そして、影響係数行列演算部３１１は、演算した影響係数行列Ｋを記憶部８０に格納する。

次いで、不釣合い量演算部３１２は、記憶部８０から影響係数行列Ｋを読み出す。そして、不釣合い量演算部３１２は、式（１）、計測した上記ベクトル（初期振動ベクトル）、及び、影響係数行列Ｋに基づいて、下記式（４）及び（５）を用いた演算を行う。

なお、式（４）及び（５）は、式（１）において、ベクトルａ_１をベクトルＸ_１に置き換え、ベクトルａ_２をベクトルＸ_２に置き換え、ベクトルＵ_１を０に置き換え、ベクトルＵ_２を０に置き換えている。すなわち、式（４）及び（５）は、初期振動ベクトルであるベクトルＦ_Ａ及びベクトルＦ_Ｂが得られる回転部１０に対して、ベクトルＸ_１及びベクトルＸ_２で表される位置及び量（重さ）でオモリを取り付けると、振動ベクトルが０になる（不釣合いが修正される）ことを示したものである。

そして、不釣合い量演算部３１２は、式（４）及び（５）から、動不釣合い量（不釣合い量）としてベクトルＸ_１及びベクトルＸ_２を、演算（行列演算）により算出する（ステップＳ１０７）。

また、表示制御部３２は、不釣合い量演算部３１２が算出した動不釣合い量に基づいて、不釣合いの修正情報を表示部６０に表示させる（ステップＳ１０８）。表示部６０には、例えば複数の第１穴１４３から選択された所定の第１穴１４３の位置及び第１修正オモリ９２の重さ、並びに、複数の第２穴１４４から選択された所定の第２穴１４４の位置及び第２修正オモリ９４の重さなどが修正情報として表示される。この場合、不釣合いを修正するのに最適な位置の第１穴１４３、及び、最適な第１修正オモリ９２の重さがある場合には、その第１穴１４３の位置及び第１修正オモリ９２の重さが表示される。また、不釣合いを修正するのに最適な位置の第１穴１４３、及び、最適な第１修正オモリ９２の重さがない場合には、不釣合いを修正するのに最適な組み合わせとなる２以上の第１穴１４３の位置、及び、これらに対応する第１修正オモリ９２の重さが表示される。同様に、不釣合いを修正するのに最適な位置の第２穴１４４、及び、最適な第２修正オモリ９４の重さがある場合には、その第２穴１４４の位置及び第２修正オモリ９４の重さが表示される。また、不釣合いを修正するのに最適な位置の第２穴１４４、及び、最適な第２修正オモリ９４の重さがない場合には、不釣合いを修正するのに最適な組み合わせとなる２以上の第２穴１４４の位置、及び、これらに対応する第２修正オモリ９４の重さが表示される。

ユーザは、表示部６０の表示に従って、指定された第１穴１４３に第１修正オモリ９２を取り付け、同様に、指定された第２穴１４４に第２修正オモリ９４を取り付ける。そして、ユーザは、操作部７０を操作して、修正完了の情報を入力する（ステップＳ１０９でＹＥＳ）。

次いで、回転部１０が回転される。そして、回転部１０の回転数が一定の値に到達すると、不釣合い量演算部３１２は、回転センサ４１からの検出信号、第１振動センサ５１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、不釣合い修正後の初期振動ベクトルであるベクトルＦを計測（再計測）する（ステップＳ１１０）。

具体的には、不釣合い量演算部３１２は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第１振動センサ５１からの検出信号に基づいて、ベクトルＦ_Ｃを計測する。また、不釣合い量演算部３１２は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、ベクトルＦ_Ｄを計測する。すなわち、不釣合い量演算部３１２は、初期振動ベクトルとして、ベクトルＦ_Ｃ及びベクトルＦ_Ｄを計測する。ベクトルＦ_Ｃは、第１振動センサ５１の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。ベクトルＦ_Ｄは、第２振動センサ５２の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。

さらに、不釣合い量演算部３１２は、記憶部８０から影響係数行列Ｋを読み出す。そして、不釣合い量演算部３１２は、上記と同様にして、式（１）、計測した上記初期振動ベクトル、及び、影響係数行列Ｋに基づいて、下記式（６）及び（７）を用いた演算を行う。

そして、不釣合い量演算部３１２は、式（６）及び（７）から、動不釣合い量としてベクトルＸ_３及びベクトルＸ_４を、演算（行列演算）により算出する（ステップＳ１１１）。

不釣合い量演算部３１２が算出した動不釣合い量（重さ）が、予め設定される第１閾値よりも大きい場合には（ステップＳ１１２でＮＯ）、表示制御部３２によって、不釣合い量演算部３１２が算出した動不釣合い量に基づいて、不釣合いの修正情報が表示部６０に表示される（ステップＳ１０８）。そして、上記ステップS１０９以降の動作が繰り返される。

一方、不釣合い量演算部３１２が算出した動不釣合い量が、予め設定される第１閾値以下であれば、不釣合いの修正動作が完了する（ステップＳ１１２でＹＥＳ）。

７．制御部による定期的な不釣合い量の演算
図７は、遠心式流動場分画装置における処理の一例であって、制御部が定期的に行う処理の一例を示すフローチャートである。
遠心式流動場分画装置１は、継続的に使用された結果、各部材の劣化などにより、回転部１０に不釣合いが発生する場合がある。
そのため、遠心式流動場分画装置１では、定期的に不釣合い量が演算される。

図５に示すように、不釣合い量演算部３１２は、例えば予め設定された期間が経過するたびに、回転センサ４１からの検出信号、第１振動センサ５１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、初期振動ベクトルであるベクトルＦを計測する（ステップＳ２０１）。

具体的には、不釣合い量演算部３１２は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第１振動センサ５１からの検出信号に基づいて、ベクトルＦ_Ｅを計測する。また、不釣合い量演算部３１２は、回転センサ４１からの検出信号、及び、第２振動センサ５２からの検出信号に基づいて、ベクトルＦ_Ｆを計測する。すなわち、不釣合い量演算部３１２は、初期振動ベクトルとして、ベクトルＦ_Ｅ及びベクトルＦ_Ｆを計測する。ベクトルＦ_Ｅは、第１振動センサ５１の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。ベクトルＦ_Ｆは、第２振動センサ５２の検出信号から算出される振幅、及び、その振幅が表れる位置として回転センサ４１の検出信号から算出される位相からなる行列である。

さらに、不釣合い量演算部３１２は、記憶部８０から影響係数行列Ｋを読み出す。そして、不釣合い量演算部３１２は、上記と同様にして、式（１）、計測した上記初期振動ベクトル、及び、影響係数行列Ｋに基づいて、下記式（８）及び（９）を用いた演算を行う。

そして、不釣合い量演算部３１２は、式（８）及び（９）から、動不釣合い量としてベクトルＸ_５及びベクトルＸ_６を、演算（行列演算）により算出する（ステップＳ２０２）。

不釣合い量演算部３１２が算出した動不釣合い量（重さ）が、予め設定される第１閾値よりも大きい場合には（ステップＳ２０３でＮＯ）、さらに、その動不釣合い量が、予め定める第２閾値よりも大きいか否かが判別される。

不釣合い量演算部３１２が算出した動不釣合い量が、第１閾値よりも大きく、第２閾値以下である場合には（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、報知制御部３２１によって、その旨が表示部６０に表示されて報知される（ステップＳ２０５）。例えば表示制御部３２によって、表示部６０にエラー情報が表示されることにより、ユーザに対して、回転部１０に不釣合いが発生していることが報知される。

また、不釣合い量演算部３１２が算出した動不釣合い量が、第２閾値よりも大きい場合には（ステップＳ２０４でＮＯ）、回転制御部３３によってモータ２４が停止されて、回転部１０の回転が停止される（ステップＳ２０６）。

一方、不釣合い量演算部３１２が算出した動不釣合い量が、予め設定される第１閾値以下であれば（ステップＳ２０３でＹＥＳ）、遠心式流動場分画装置１における通常動作が継続される。そして、再度、設定された期間が経過すると、上記動作が再度行われる。

８．作用効果
（１）本実施形態では、回転部１０に不釣合いが生じた場合に、図５に示すように、不釣合い量演算部３１２によって、回転センサ４１の検出信号、第１振動センサ５１の検出信号、及び、第２振動センサ５２の検出信号に基づいて、その不釣合い量が演算される。すなわち、回転部１０に不釣合いが生じた場合に、遠心式流動場分画装置１内の構成によってその不釣合い量を演算できる。
そのため、別途、装置や作業員を必要とすることなく、簡易に遠心式流動場分画装置１のみで不釣合い量を演算できる。

（２）また、本実施形態では、不釣合い量演算部３１２は、回転センサ４１の検出信号から得られる位相、及び、第１振動センサ５１又は第２振動センサ５２の検出信号から得られる振幅に基づいて回転部１０の不釣合い量を演算する。
そのため、回転部１０の位相及び振幅に基づいて、不釣合い量を精度よく演算できる。
すなわち、回転部１０の位相と振幅との関係から、回転部１０における不釣合いの位置及び量を精度よく特定することができる。

（３）また、本実施形態では、不釣合い量演算部３１２は、影響係数行列Ｋを用いて行列演算を行うことにより、回転部１０の不釣合い量を演算する。
そのため、不釣合い量演算部３１２によって、不釣合い量を一層精度よく演算できる。

すなわち、回転部１０の位相と振幅との関係を表す行列に対し、影響係数行列Ｋを用いて行列演算を行うことにより、回転部１０における不釣合いの位置及び量を一層精度よく特定することができる。

（４）また、本実施形態では、図５及び図６に示すように、表示制御部３２は、不釣合い量演算部３１２が演算する不釣合い量に基づいて、その不釣合い量の修正情報を表示部６０に表示させる。
そのため、ユーザに対して不釣合い量の修正情報を適切に認識させることができる。
その結果、ユーザは、表示部６０に表示された修正情報に従って不釣合い量の修正作業を行うことにより、振動や騒音の発生を容易に抑制できる。

（５）また、本実施形態では、図５及び図７に示すように、報知制御部３２１は、不釣合い量演算部３１２が演算する不釣合い量が第１閾値を超えた場合に、その旨を表示部６０に表示させることにより報知する。
そのため、回転部１０の不釣合い量を監視し、その不釣合い量が異常値（第１閾値）を超えたときに、その旨をユーザに対して適切に認識させることができる。
その結果、ユーザは、その報知に従って不釣合い量の修正作業を行うことにより、振動や騒音の発生を容易に抑制できる。

（６）また、本実施形態では、図５及び図７に示すように、回転制御部３３は、不釣合い量演算部３１２が演算する不釣合い量が第２閾値を超えた場合に、モータ２４を停止させて、回転部１０の回転を停止させる。
そのため、回転部１０の不釣合い量を監視し、その不釣合い量が危険値（第２閾値）を超えたときに、自動的に回転部１０の回転を停止させることができる。
その結果、不釣合い量が非常に大きい状態のまま回転部１０を回転させることを抑制でき、回転部１０が破損することを抑制できる。

（７）また、本実施形態では、図５に示すように、第１検出部４０は、回転センサ４１を少なくとも１つ備える。第２検出部５０は、振動センサを少なくとも２つ備え、具体的には、第１振動センサ５１及び第２振動センサ５２を備える。そして、不釣合い量演算部３１２は、回転センサ４１が検出する検出信号、第１振動センサ５１が検出する検出信号、及び、第２振動センサ５２が検出する検出信号に基づいて、回転部１０の不釣合い量として、回転部１０の動不釣合い量を演算する。
そのため、不釣合い量演算部３１２によって、回転部１０の動不釣合い量を簡易に演算できる。
すなわち、回転センサ４１、第１振動センサ５１及び第２振動センサ５２を設けるだけの簡易な構成により、回転部１０の動不釣合い量を演算できる。

９．第２実施形態
（１）記憶部の構成
上記した第１実施形態では、影響係数行列Ｋは、不釣合い量演算部３１２によって算出されて記憶部８０に格納される。
対して、第２実施形態では、影響係数行列Ｋは、予め記憶部８０に格納されている。

具体的には、第２実施形態では、図５に示す影響係数行列Ｋは、遠心式流動場分画装置１が工場から出荷される際に、予め記憶部８０に格納される。
なお、このとき、影響係数行列Ｋは、工場における外部装置などによって、第１実施形態における影響係数行列演算部３１１が行う演算と同様の演算が行われることにより算出される。

そして、遠心式流動場分画装置１において、回転部１０に不釣合いが発生する作業が行われた場合には、上記と同様にして、回転部１０が回転されて、初期振動ベクトルであるベクトルＦが計測される（図６のステップＳ１０１）。
次いで、第２実施形態では、不釣合い量演算部３１２は、予め記憶部８０が記憶している影響係数行列Ｋを読み出す。そして、不釣合い量演算部３１２は、式（１）、計測した上記ベクトル（初期振動ベクトル）、及び、影響係数行列Ｋに基づいて、第１実施形態の式（４）及び（５）を用いた演算を行う。そして、不釣合い量演算部３１２は、式（４）及び（５）から、動不釣合い量としてベクトルＸ_１及びベクトルＸ_２を、演算（行列演算）により算出する（ステップＳ１０７）。

その後は、上記第１実施形態と同様の処理が行われる。
このように、第２実施形態では、予め影響係数行列Ｋが記憶部８０に格納されるため、第１実施形態におけるステップＳ１０２からステップＳ１０６までの処理が省かれる。

（２）第２実施形態の作用効果
本実施形態では、影響係数行列Ｋは、遠心式流動場分画装置１が工場から出荷される際に、予め記憶部８０に格納される。そして、不釣合い量演算部３１２は、予め記憶部８０が記憶している影響係数行列Ｋを読み出して行列演算を行うことにより、回転部１０の不釣合い量を演算する。
そのため、影響係数行列Ｋを求めるための作業を不釣合いの演算の度に行う必要がなく、不釣合い量演算部３１２が行う演算を簡易なものにすることができる。
なお、第２実施形態では、記憶部８０に予め記憶される影響係数行列Ｋは、上記第１実施形態と同様の処理によって新たな影響係数行列Ｋが算出された場合には、その新たな影響係数行列Ｋに変更されてもよい。

１０．第３実施形態
（１）第２検出部の構成
上記した第１実施形態では、不釣合い量演算部３１２は、回転部１０の不釣合い量として、回転部１０の動不釣合い量を演算する。
対して、第３実施形態では、不釣合い量演算部３１２は、回転部１０の不釣合い量として、回転部１０の静不釣合い量を演算する。

具体的には、第３実施形態では、遠心式流動場分画装置１は、図４に示す第１振動センサ５１及び第２振動センサ５２のうち、一方の振動センサを備えておらず、例えば振動センサとして第１振動センサ５１のみを備えている。
そして、遠心式流動場分画装置１において、回転部１０に不釣合いが発生する作業が行われた場合には、演算部３１によって、回転部１０の不釣合い量として静不釣合い量が演算される。

すなわち、上記第１実施形態と同様に、影響係数行列演算部３１１によって、回転センサ４１の検出信号、及び、第１振動センサ５１の検出信号に基づいて、初期振動ベクトルであるベクトルＦが計測され、ロータ１４に試しオモリが取り付けられた状態で振動ベクトルが計測される。さらに、影響係数行列演算部３１１によって、式（１）、計測したベクトルから影響係数行列Ｋが算出される。その後、不釣合い量演算部３１２によって、式（１）、初期振動ベクトル（ベクトルＦ）、及び、影響係数行列Ｋから、回転部１０の静不釣合い量が演算される。なお、第３実施形態においても、第２実施形態と同様に影響係数行列Ｋが予め記憶部８０に格納されていてもよい。

（２）第３実施形態の作用効果
本実施形態では、第１検出部４０は、図４に示す第１振動センサ５１のみを備える。そして、不釣合い量演算部３１２は、回転センサ４１の検出信号、及び、第１振動センサ５１の検出信号に基づいて、回転部１０の静不釣合い量を演算する。
そのため、不釣合い量演算部３１２によって、回転部１０の静不釣合い量を簡易に演算できる。
すなわち、遠心式流動場分画装置１には、通常、少なくとも回転センサ４１及び第１振動センサ５１が備えられている。よって、遠心式流動場分画装置１において、回転センサ４１及び第１振動センサ５１を用いることで、別途、部品を追加する必要がなく、簡易に回転部１０の静不釣合い量を演算できる。
ただし、１つの振動センサからの検出信号を用いて演算を行うような構成であれば、遠心式流動場分画装置１に備えられた振動センサの数は１つに限らず、２つ以上備えられていてもよい。

１１．変形例
以上の実施形態では、ロータ１４を通常の状態で回転させて初期振動ベクトルを計測し、ロータ１４に試しオモリを取り付けた状態で回転部１０を回転させることでベクトルＵ_１及びベクトルＵ_２を計測するとして説明したが、予めロータ１４に試しオモリを取り付けた状態で初期振動ベクトルを計測し、ロータ１４から試しオモリを取り外した状態で回転部１０を回転させることでベクトルＵ_１及びベクトルＵ_２を計測してもよい。

また、以上の実施形態では、ロータ１４の不釣合いを修正するために、ロータ１４に修正オモリを取り付けるとして説明したが、予めロータ１４に修正オモリを取り付けておき、ロータ１４の不釣合いを修正するために、ロータ１４から修正オモリを取り外してもよい。あるいは、修正オモリのような個別の部材を用意するのではなく、回転部１０の一部を削るなどして不釣合いを修正してもよい。

また、以上の実施形態では、報知制御部３２１は、回転部１０の不釣合い量が第１閾値を超えた場合に、その旨を表示部６０に表示させることにより報知するとして説明したが、報知制御部３２１は、回転部１０の不釣合い量が第１閾値を超えた場合に、その旨を音を発生させることにより報知してもよい。

また、以上の実施形態では、不釣合い量演算部３１２は、影響係数行列Ｋを用いて行列演算を行うことにより、回転部１０の不釣合い量を演算するとして説明したが、不釣合い量演算部３１２は、影響係数行列Ｋとは異なるパラメータを用いて演算を行ってもよい。このとき用いられるパラメータは、回転部１０の振幅と位相を含むパラメータ、又は、回転部１０の振幅と位相から算出されるパラメータであってもよいし、他のパラメータであってもよい。

また、以上の実施形態では、不釣合いの修正時に回転部１０を回転させ、その回転数を一定の値で維持するとして説明したが、これに限らず、他の各種方法を用いて不釣合いの修正を行うことができる。例えば、回転部１０の回転数を変化させながら、異なる回転数における不釣合い量を演算し、予め定められた範囲の回転数において全体的に最も不釣合い量が小さくなるように不釣合いを修正するような構成であってもよい。

１遠心式流動場分画装置
１０回転部
１４ロータ
１６流路部材
３２表示制御部
３３回転制御部
４０第１検出部
４１回転センサ
５０第２検出部
５１第１振動センサ
５２第２振動センサ
６０表示部
８０記憶部
３１２不釣合い量演算部
３２１報知制御部

Claims

回転軸線を中心に回転する円環状のロータ、及び、前記ロータに設けられ、内部に液体試料が流れる流路が形成される流路部材を備える回転部と、
前記回転部の回転数を検出する第１検出部と、
前記回転部の振動を検出する第２検出部と、
前記第１検出部の検出信号、及び、前記第２検出部の検出信号に基づいて、前記回転部の不釣合い量を演算する不釣合い量演算部と、を備え、
前記不釣合い量演算部は、前記第１検出部の検出信号から得られる位相、及び、前記第２検出部の検出信号から得られる振幅に基づいて、影響係数行列を用いて行列演算を行うことにより、前記回転部の不釣合い量を演算することを特徴とする遠心式流動場分画装置。
影響係数行列を予め記憶している記憶部をさらに備え、
前記不釣合い量演算部は、前記記憶部から前記影響係数行列を読み出して行列演算を行うことにより、前記回転部の不釣合い量を演算することを特徴とする請求項１に記載の遠心式流動場分画装置。
表示部と、
前記不釣合い量演算部が演算する不釣合い量に基づいて、その不釣合い量の修正情報を前記表示部に表示させる表示制御部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の遠心式流動場分画装置。
前記不釣合い量演算部が演算する不釣合い量が第１閾値を超えた場合に、その旨を報知する報知制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の遠心式流動場分画装置。
前記不釣合い量演算部が演算する不釣合い量が第２閾値を超えた場合に、前記回転部の回転を停止させる回転制御部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の遠心式流動場分画装置。
前記第１検出部は、前記回転部の回転数を検出する回転センサを少なくとも１つ備え、
前記第２検出部は、前記回転部の振動を検出する振動センサを少なくとも１つ備え、
前記不釣合い量演算部は、前記回転センサが検出する検出信号、及び、前記振動センサが検出する検出信号に基づいて、前記回転部の静不釣合い量を演算することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の遠心式流動場分画装置。
前記第１検出部は、前記回転部の回転数を検出する回転センサを少なくとも１つ備え、
前記第２検出部は、前記回転部の振動を検出する振動センサを少なくとも２つ備え、
前記不釣合い量演算部は、前記回転センサが検出する検出信号、及び、前記振動センサが検出する検出信号に基づいて、前記回転部の動不釣合い量を演算することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の遠心式流動場分画装置。