JP7288001B2 - 試料容器バネ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料容器キャリアの開口部に挿入された試料容器の長手方向軸と基準線との間の角度を測定するための装置に関する。

本発明の目的は、高精度であり且つ製造が容易である、試料容器キャリアの開口部に挿入された試料容器の長手方向軸と基準線との間の角度を測定するための装置を提供することである。

試料容器キャリアは、例えば、単一の試料容器キャリアとすることができ、または例えば、チェーンを形成するいくつかの連結された試料容器キャリアを備える円形輸送チェーンの一部とすることができる。

装置は、試料容器キャリアの対応する開口部に挿入された試料容器の長手方向軸と基準線との間の角度を測定するように適合されている。試料容器は、例えば、従来の試料管の形態の従来の試料容器とすることができる。それにもかかわらず、試料容器は、代替的に、通常使用される試料容器と同じ関連寸法を有するが、試料を収容することを意図しない試料容器ダミーとして具現化されてもよい。

装置は、試料容器に固定可能であるかまたは固定され、空間内の試料容器の向きに依存するいくつかの第１の加速度計信号を生成するように適合された第１の加速度計を備える。加速度計の基本的な機能原理については、関連する技術文献を参照されたい。

装置は、さらに、第１の加速度計に結合され且ついくつかの第１の加速度計信号に応じて角度を計算するように適合された、例えばマイクロプロセッサの形態の計算ユニットを備える。加速度計信号に依存する角度の計算は、当該技術分野において周知であり、したがって、これまでのところ、関連する技術文献を参照されたい。

実施形態によれば、基準線は、試料容器キャリアの特に円形の開口部の長手方向軸である。

実施形態によれば、第１の加速度計は、空間内の試料容器の向きに応じて３つの第１の加速度計信号を生成するように適合されている。３つの第１の加速度計信号のうちの第１の信号は、例えば、ｘ方向の加速度を示すことができ、３つの第１の加速度計信号のうちの第２の信号は、例えば、ｙ方向の加速度を示すことができ、３つの第１の加速度計信号のうちの第３の信号は、例えば、ｚ方向の加速度を示すことができる。

実施形態によれば、装置は、試料容器キャリアに固定可能であるかまたは固定され、空間内の試料容器キャリアの向きに依存するいくつかの第２の加速度計信号を生成するように適合された第２の加速度計を備え、計算ユニットは、第２の加速度計に結合され且ついくつかの第１の加速度計信号およびいくつかの第２の加速度計信号に応じて角度を計算するように適合されている。

実施形態によれば、第２の加速度計は、空間内の試料容器キャリアの向きに応じて３つの第２の加速度計信号を生成するように適合されている。３つの第２の加速度計信号のうちの第１の信号は、例えば、ｘ方向の加速度を示すことができ、３つの第２の加速度計信号のうちの第２の信号は、例えば、ｙ方向の加速度を示すことができ、３つの第２の加速度計信号のうちの第３の信号は、例えば、ｚ方向の加速度を示すことができる。

実施形態によれば、３つの第１の加速度計信号は、空間内の試料容器の向きを示す第１のベクトルを表し、３つの第２の加速度計信号は、空間内の基準線の向きを示す第２のベクトルを表し、計算ユニットは、第１のベクトルと第２のベクトルとの内積に基づいて角度を計算するように適合されている。

実施形態によれば、装置は、基準試料容器を備え、第１の加速度計は、基準試料容器に固定されている。

実施形態によれば、試料容器キャリアは、試料容器キャリアの開口部に挿入され且つ挿入された試料容器にバネ力を加えることによって開口部に挿入されている試料容器を固定するように適合されたバネ装置またはバネインサートを備え、計算ユニットは、計算された角度に応じてバネ装置の正しい機能を検査するように適合されている。バネ装置が正しく機能する場合、開口部に挿入された試料容器の長手方向軸は、典型的には、基本的にｚ方向に延在している。したがって、バネ装置が理想的に機能する場合、計算された角度は、設定点、例えば０°の設定点に対応することができる。計算された角度が設定点から所与の閾値を超えて、例えば設定点から５°を超えて１０°まで逸脱する場合、バネ装置が適切に機能しないと結論付けることができる。

実施形態によれば、計算ユニットは、計算された角度に応じて、バネ装置が開口部に正しく挿入されているかどうかを検査するように適合されている。

実施形態によれば、計算ユニットは、計算された角度に応じてバネ装置が摩耗または破損しているかを検査するように適合されている。

試料容器に挿入されるバネ装置の位置は、試料容器の位置決めに影響を及ぼす。開口部内で斜めに置かれた試料容器は、容器の取り扱いおよび処理効率に悪影響を及ぼす。

本発明は、例えばひいてはバネ装置またはインサートの位置を判定するために使用されることができる、例えば基準試料容器の歪度を測定する能力を提供する。

試料容器は、その方向が以下の｛ａｘ，ａｙ，ａｚ｝によって定義されるベクトルとして扱われることができる。

試料容器キャリアベクトルとして記述されることができる基準ベクトルは、方向｛ｂｘ，ｂｙ，ｂｚ｝によって定義される。

試料容器キャリアおよび試料容器キャリアの開口部に挿入された試料容器は、双方とも、測定中にゼロの直線加速度で静止していると仮定される。

簡単にするために、試料容器キャリアに割り当てられた加速度計は、試料容器キャリアの平坦な上面に位置合わせされてもよく、平坦な上面は、試料容器キャリアの円形開口部の長手方向軸に対して垂直である。

２つの加速度計からの測定値は、それらが取り付けられている物体の向きに基づいて重力の引っ張りの分布を反映する。２つのベクトルの内積を使用して、２つのベクトル間の角度、この場合、試料容器キャリアの上面に対する試料容器の傾斜角が判定されることができる。

例えばゼロの既知の角度は、試料容器が試料容器キャリアの上面に対して垂直に位置する誤差のない状態を反映する。例えば１３ｍｍの直径および２～５度の傾斜角を有する試料容器は、その外面が開口部の境界の内径と接触している試料容器を反映し、この場合、開口部内にバネ装置がないか、またはバネ装置が破損または欠落している試料容器キャリアを記述する。

本発明の装置によって、試料容器キャリアの自動予測保守が実行されることができる。さらに、管の種類の特性評価または試験、新たな管の種類の検出などが達成されることができる。さらに、試料容器キャリアが実際に使用されていないダウンタイム時の試料容器キャリア検査が実行されてもよい。予測保守は、測定された角度が所定の角度、例えば２度よりも大きい場合に、試料容器キャリアまたは挿入されたバネ装置を交換することによって行われる。

次に、本発明を図面に関して説明する。

試料容器キャリアの開口部に挿入された試料容器の長手方向軸と基準線との間の角度を測定するための装置を概略的に示している。 図１のチェーンおよび装置を形成するいくつかの連結された試料容器キャリアを備える円形輸送チェーンを備える実験室自動化システムを概略的に示している。

図１は、試料容器キャリア７の開口部６に挿入された試料容器２の長手方向軸１と基準線３との間の角度αを測定するための装置１００の断面側面図を概略的に示している。図示のように、基準線３は、試料容器キャリア７の開口部６の長手方向軸を形成する。

図１では、試料容器キャリア７の単一の開口部６のみが示されている。それにもかかわらず、試料容器キャリア７は、複数の開口部６、例えば、行および列に配置された５つの直線的に配置された開口部６または５０個の開口部を有することができる。

装置１００は、試料容器２に固定され、空間内の試料容器２の向きに応じて３つの第１の加速度計信号Ｓ１ｘ、Ｓ１ｙ、Ｓ１ｚを生成するように適合された第１の加速度計４を備える。

装置１００は、試料容器キャリア７の上面に固定され、空間内の試料容器キャリア７の向きに応じて３つの第２の加速度計信号Ｓ２ｘ、Ｓ２ｙ、Ｓ２ｚを生成するように適合された第２の加速度計８を備える。

３つの第１の加速度計信号Ｓ１ｘ、Ｓ１ｙ、Ｓ１ｚは、空間内の試料容器２の向きを示す第１のベクトルを表す。第１のベクトルは、

として示されることができる。

したがって、３つの第２の加速度計信号Ｓ２ｘ、Ｓ２ｙ、Ｓ２ｚは、空間内の基準線３の向きを示す第２のベクトルを表す。第２のベクトルは、

として示されることができる。

計算ユニット５は、第１のベクトルと第２のベクトルとの内積に基づいて、角度αを計算するように適合されている。それは、以下のとおりである：

それは、以下にしたがう。

したがって、角度αは、上記の式に基づいて計算されることができる。

試料容器キャリア７は、試料容器キャリア７の開口部６に挿入され、且つ挿入された試料容器２にバネ力を加えることによって開口部６に挿入された試料容器２を固定するように適合されたバネ装置９を備える。

バネ装置９が意図したように機能する場合、角度αはゼロであり、すなわち、試料容器２の長手方向軸１は、ｚ方向にのみ延在する。測定された角度αがゼロから所与の閾値を超えて、例えば＋／－３度を超えて逸脱する場合、バネ装置９の誤動作が判定されることができる。

計算ユニット５は、計算された角度αに応じて、バネ装置９の機能を検査するように適合されている。計算ユニットは、例えば、計算された角度αに応じてバネ装置９が開口部６に正しく挿入されているかどうか、および／またはバネ装置９が摩耗または破損しているかどうかを検査するように適合されることができる。

その目的のために、試料容器２は、装置１００の一部である基準試料容器を形成することができ、第１の加速度計４は、基準試料容器２に恒久的に固定される。そして、この基準試料容器２を使用して、複数の試料容器キャリア７の各バネ装置９の正しい機能を検査することができる。

計算ユニット５は、各試料容器キャリア７のそれぞれの測定された角度を記憶することができ、例えば、測定された角度の絶対的な変化または変化率に対して予測保守を実行する。

図２は、図１のチェーン２０１および装置１００を形成するいくつかの連結された試料容器キャリア７を備える円形輸送チェーン２０１を備える実験室自動化システム２００を概略的に示している。装置１００は、実験室自動化システム２００のダウンタイム中に試料容器キャリア７の正しい機能を検査する役割を果たす。

実験室自動化システム２００の通常動作中、第１の加速度計４が固定された基準試料容器２は、貯蔵ユニット２０２に貯蔵される。試料容器キャリア７は、処理される実験室試料を含む実験室試料管の形態の試料容器を搬送する。実験室試料管は、試料容器キャリア７の開口部６に挿入されると、チェーン２０１の移動方向に沿って搬送される。

実験室自動化システム２００のダウンタイム中、試料管は、試料容器キャリア７の開口部６に挿入されない。グリッパ２０３は、第１の加速度計４が固定された基準試料容器２を貯蔵ユニット２０２から取り外し、検査対象の試料容器キャリア７の開口部６に基準試料容器２を順次挿入する。そして、それぞれの結果として生じる角度αは、試料容器キャリア７を検査するために使用され、特に、それぞれの試料容器キャリア７のバネ装置９を検査するために使用される。あるいは、１つの試料容器キャリアの問題が検出されるか、そうでなければ明らかになる場合、動作モードにおいてバネ状態が検査されることができる。

Claims (8)

1. 試料容器キャリア（７）の開口部（６）に挿入された試料容器（２）の長手方向軸（１）と、前記試料容器キャリア（７）の前記開口部（６）の長手方向軸を形成する基準線（３）との間の角度（α）を測定するための装置（１００）であって、
   前記試料容器（２）に固定可能であり且つ前記試料容器（２）の向きに依存するいくつかの第１の加速度計信号（Ｓ１ｘ，Ｓ１ｙ，Ｓ１ｚ）を生成するように適合された第１の加速度計（４）と、
   前記試料容器キャリア（７）に固定可能であり且つ前記試料容器キャリア（７）の向きに依存するいくつかの第２の加速度計信号（Ｓ２ｘ，Ｓ２ｙ，Ｓ２ｚ）を生成するように適合された第２の加速度計（８）と、
   前記第１の加速度計（４）および前記第２の加速度計（８）に結合され且つ前記いくつかの第１の加速度計信号（Ｓ１ｘ，Ｓ１ｙ，Ｓ１ｚ）および前記いくつかの第２の加速度計信号（Ｓ２ｘ，Ｓ２ｙ，Ｓ２ｚ）に応じて前記角度（α）を計算するように適合された計算ユニット（５）と、を備える、装置。
2. 前記第１の加速度計（４）が、空間内の前記試料容器（２）の向きに応じた３つの第１の加速度計信号（Ｓ１ｘ，Ｓ１ｙ，Ｓ１ｚ）を生成するように適合されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置（１００）。
3. 前記第２の加速度計（４）が、空間内の前記試料容器キャリア（７）の向きに応じた３つの第２の加速度計信号（Ｓ２ｘ，Ｓ２ｙ，Ｓ２ｚ）を生成するように適合されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の装置（１００）。
4. 前記３つの第１の加速度計信号（Ｓ１ｘ，Ｓ１ｙ，Ｓ１ｚ）が、空間内の前記試料容器（２）の向きを示す第１のベクトルを表し、
   前記３つの第２の加速度計信号（Ｓ２ｘ，Ｓ２ｙ，Ｓ２ｚ）が、空間内の前記基準線（３）の向きを示す第２のベクトルを表し、
   前記計算ユニット（５）が、前記第１のベクトルと前記第２のベクトルとの内積に基づいて前記角度（α）を計算するように適合されていることを特徴とする、請求項２を引用する請求項３に記載の装置（１００）。
5. 前記装置（１００）が、基準試料容器（２）を備え、前記第１の加速度計（４）が、前記基準試料容器（２）に固定されていることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置（１００）。
6. 前記試料容器キャリア（７）が、前記試料容器キャリア（７）の前記開口部（６）に挿入され、且つ前記挿入された試料容器（２）にバネ力を加えることによって前記開口部（６）に挿入された前記試料容器（２）を固定するように適合されたバネ装置（９）を備え、
   前記計算ユニット（５）は、計算された角度（α）に応じて前記バネ装置（９）の機能を検査するように適合されていることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置（１００）。
7. 前記計算ユニット（５）は、計算された角度（α）に応じて、前記バネ装置（９）が前記開口部（６）に正しく挿入されているかどうかを検査するように適合されていることを特徴とする、請求項６に記載の装置（１００）。
8. 前記計算ユニット（５）は、計算された角度（α）に応じて、前記バネ装置（９）が摩耗または破損しているかを検査するように適合されていることを特徴とする、請求項６に記載の装置（１００）。

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