JPH034865B2

JPH034865B2 -

Info

Publication number: JPH034865B2
Application number: JP60008255A
Authority: JP
Inventors: Kazu Nagai
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1985-01-19
Filing date: 1985-01-19
Publication date: 1991-01-24
Also published as: JPS60185134A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は、生化学分析装置に使用するに好適な
液体残量検出装置、特に分注すべき試料や試薬等
の液体の残量を検出する液体残量検出装置に関す
るものである。

（従来の技術）例えば遠心分離器等で分離された血清と血球と
から血清のみを分注する装置として、特開昭53−
39184号、同53−39185号公報に開示された血清分
取装置がある。前者の分取装置は、２本の電極を
ノズルと共に遠心分離された血清と血球とを収容
する容器中に侵入させ、電極間の電気抵抗の変化
を測定するノズルの侵入量を制御するようにした
ものである。また後者の分取装置は投光および発
光用オプチカルフアイバをノズルと共に下降さ
せ、反射光の受光量を測定してノズルの侵入量を
制御するようにしたものである。すなわち、これ
ら分取装置は、血清と血球との界面を検出して、
ノズルをこの界面よりも上方に位置させるように
して血清のみを吸引するようにしたものである。
これら分取装置は、血清と外気との界面、すなわ
ち液面レベルを検出するようにすれば、その液面
レベルに応じてノズルを所定量液中に侵入させる
よう構成することができ、これにより血清のみ、
血球のみ、または遠心分離しない血液、尿等の試
料やこれら試料の分析に必要な試薬を所定量分注
することができる。

しかし、このように構成した分取装置により試
薬等の液体の収容されているタンク内から複数回
液体を吸引した後、残量としてどのくらいの試薬
が存在するのかを知ることができなかつた。特に
自動化された分析機の分注器においては、分注操
作が液面検知による液の有無だけであると、吸入
量が所定量より少ないにもかかわらず、その不足
試薬量で次の操作がなされてしまい、分析結果に
大きく影響を与えてしまう欠点があつた。

タンク内の液体の残量を検出する従来の装置と
しては、タンク内にフロートを変位可能に配置
し、液面レベルの変化に応じたフロートの位置を
検出するものが知られているが、フロートの位置
を検出する機構が複雑となるばかりでなく検出精
度も低くなる欠点がある。さらに、フロートをタ
ンク内に常時入れておく必要があるのでフロート
の材質に注意を払う必要があり、特に試薬の場合
には試薬が変質しないような材質を選ぶ必要があ
り、材料の選択の自由度が小さくなる欠点があ
る。また、従来の残量検出装置では、液体を分注
する度に液面検知を行わなければならないので、
分注時間が長くなる傾向があり、全体としての処
理時間も長くなる欠点もあつた。

（発明の目的）本発明の目的は、上述した欠点を除去し、タン
ク内にフロートを入れておく必要がなく、構成が
簡単で、検出精度も高く、しかも分注の度に液面
検知を行う必要がなく、したがつて分注時間を短
縮することができる液体残量検出装置を提供しよ
うとするものである。

（発明の概要）本発明の液体残量検出装置は、タンク内に収容
され、昇降する分注ノズルによつて分注される液
体の液面レベルを検出する液面レベル検出装置
と、分注開始に先立つて、前記液面レベル検出装
置によつて検出した液面レベルを初期液面レベル
として記憶する記憶装置と、前記分注ノズルによ
る液体の分注動作の回数を計数するカウンタと、
このカウンタの計数値、前記記憶装置に記憶した
初期液面レベルおよび１回の分注によつて液面が
下がる量に基づいて、タンク内に残存する液体の
残量を演算する制御装置とを具えることを特徴と
するものである。

（実示施例）以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明による液体残量検出装置を具え
る分注装置の一例の構成を示す線図である。本例
では数個の透光性のタンク１内にそれぞれ収容さ
れた各種の液２中に、共通の分注ノズル３を選択
的に所定量侵入させて、各液をそれぞれ所定量分
注するようにしたものである。数個のタンク１は
モータ４の回転軸に固着したターレツト５上で同
一円周上に配列する。またモータ４の回動軸には
分注ノズル３の下降位置にあるタンク、すなわち
吸引すべき液の種類を読み取るためのエンコーダ
６を取り付ける。

分注ノズル３はアーム７に保持すると共に、適
当なチユーブを介してシリンダ８に連結する。ア
ーム７は図示しない回動機構により、図示の吸引
位置と図示しない吐出位置とに移動可能に構成す
ると共に、少なく共吸引位置において分注ノズル
昇降装置により分注ノズル３を昇降させるよう構
成する。この分注ノズル昇降装置は、アーム７に
垂直方向にラツク９を形成し、このラツクにモー
タ１０の回転軸に固着したピニオンギヤ１１を噛
合させて構成する。

また、タンク１の回動通路を挟むように、各タ
ンクに収納された液の初期の液面レベルを検出す
る初期液面レベル検出装置を設ける。この装置は
保持枠１２にタンク１を挟むように、初期液面レ
ベルを検出する投光器１３および受光器１４を対
向して設け、この保持枠１２をモータ１５により
昇降可能にすると共に、各タンク内の初期液面レ
ベルを記憶装置１６に記憶させるように構成す
る。

更に、前記モータ４，１０，１５をそれぞれド
ライバ１７，１８，１９を経て駆動制御する制御
装置２０を設ける。この制御装置２０には、各液
２について１回の吸引により液面が下がる量を予
め記憶させておくと共に、各液についての吸引回
数をそれぞれ計数するカウンタ２１を接続し、吸
引すべき液について、記憶装置１６に記憶された
当該液の初期液面レベル、当該液におけるカウン
タ２１の計数値（すなわち当該液をすでに吸引し
た回数）および予め記憶した当該液の１回の吸引
により液面が下がる量から、当該液の現在の液面
レベルを算出し、横断面積が一定のタンク内の液
の残量を知ることができる。本例においては上述
した液面レベルに応じてドライバ１８を経てモー
タ１０の回転を制御し、分注ノズル３を吸引すべ
き液中に常に所定量侵入させるよう構成するが、
本発明においては必らずしもこのように構成する
必要はない。また、この制御装置２０は、吸引す
べき液について、算出した現在の液面レベル、す
なわち、残量が所定のレベル以下、例えば２回の
吸引量以下となつたときに警報信号を発生するよ
うに構成し、この信号によりランプ、ブザー等の
警報装置２２を駆動させる。好ましい制御装置２
０には、更に、吸引位置に所定の液２を収容する
タンク１を順次移動させるための信号を入力する
キーボード２３を接続する。

次に、第１図に示す分注装置の動作について説
明する。先ず、各液についての分注操作を行なう
前に、初期液面レベル検出装置によつて各液の初
期の液面レベルを記憶装置１６に記憶する。これ
は、モータ４を駆動してターレツト５を間欠的に
回動させ、各タンク１について、モータ１５を駆
動して保持枠１２を介して投光器１３および受光
器１４を昇降させ、受光量の変化する位置（すな
わち、液２と外気との境界面）を検知し、これに
応じた信号、すなわちモータ１５のエンコーダ量
を記憶装置１６に記憶する。このように、各液２
の初期液面レベルを検出した後、キーボード２３
から入力信号による制御装置２０からの指令によ
り所望のタンク１内に収容された液２を分注ノズ
ル３によつて分注する。ここで、各タンク１の内
壁底面から分注ノズル３の上死点位置（図示の実
線位置）までの距離をＨ、各液２について分注ノ
ズルを液中に侵入させる量をＳ、記憶装置１６に
記憶された各タンク１内の各液２の初期液面レベ
ルをｈ１，ｈ２，……，hn、１回の吸引動作で
液面が下がる量を各タンク１でｋ１，ｋ２，…，
kn（タンク断面積一定）とし、図示の分注（吸
引）位置にあるｎ番目のタンク１から所定量の液
２を吸引する場合について説明する。このタンク
１についての初回の吸引動作における分注ノズル
３の降下量は（Ｈ−hn＋Ｓ）であるから、Ｎ回
目の吸引時における分注ノズル降下量は、カウン
タ２１の計数値、すなわち当該ｎ番目のタンク１
から既に吸引した回数は（Ｎ−１）であるから、
｛Ｈ−hn＋Ｓ＋（Ｎ−１）kn｝とすれば、分注ノ
ズル３は常に一定量Ｓだけ液中に侵入することに
なる。すなわち、制御装置２０によつて前記式を
計算し、分注ノズル昇降用のモータ１０を計算し
た値に応じて回転させることによつて、分注ノズ
ル３を一定量Ｓだけ液中に侵入させることができ
る。また、｛Ｈ−hn＋Ｓ＋（Ｎ−１）kn｝の値が
ある値より大きくなつたとき、すなわち現在の液
面レベルがある値よりも小さくなつたときに発生
する警報信号で警報装置２２を駆動することによ
り、残量警報を容易に行なうことができる。

上述した分注装置によれば、液中に電極等を挿
入しないから、電極等による液間のコンタミネー
シヨンを有効に防止することができる。また、分
注ノズルの液中侵入量が液の種類や温度と無関係
に機械的に決まるから確実である。液面レベルの
検出を基に、タンク内の液の残量を容易に知るこ
とができる。このように、本発明においては、分
注に先立つて１回だけ液面検知を行ない、以後は
分注回数と、１回の分注によつて液面が下がる量
からタンク内に残存する液体の量を演算により求
めるようにしたので、各分注時には残量検出のた
めの特別な操作は必要なく、分注時間の短縮を図
ることができる。

第２図は本発明の残量検出装置を具える分注装
置を試薬分注装置として用いる生化学分析装置の
要部の構成を線図的に示す斜視図である。この分
注装置は第１図に示す分注装置とほぼ同じ構成で
あるから、同一符号は同一部材を示す数個のタン
ク１内には試料の分析に必要な各種の試薬を収容
する。また、分注ノズル３をアーム７と共に回動
させて試薬吸引位置（実線で示す）と吐出位置
（仮想線で示す）とに移動させるため、昇降用の
ラツク９を形成した垂直方向に延在する部材にス
ラストベアリング２５を取り付け、このベアリン
グと回動用のモータ２６の出力軸との間にベルト
２７を巻回し、モータ２６の駆動によるベルト２
７の回動によつてアーム７および分注ノズル３を
所定の吸引および吐出位置まで回動させるように
構成する。本例に示す生化学分析装置は、数種の
試料を収容する複数の試料管３０を試料ターレツ
ト３１に保持し、これを矢印Ａ方向に間欠的に回
動する。各試料管３０の試料は、試料分注装置３
２によつて所定の反応ライン３３に沿つて矢印Ｂ
方向に移送される反応管３４内に順次に分注され
る。試料の分注を受けた反応管３４には試薬吐出
位置において、当該試料の分析に必要な試薬が分
注されて被検液が作成される。この被検液は図示
しない測光部において比色測定され、所望項目の
物質が定量分析される。

本例に示すように、第１図に示すと同様な分注
装置を生化学分析装置の試薬分注装置として使用
した場合、各タンク内の試薬の残量を検出するこ
とができる。

なお、本発明は上述した例にのみ限定されるも
のではなく幾多の変形または変更が可能である。
例えば、初期液面レベルは上述した光電的なもの
の他、超音波を使用した距離検出器によつて検出
することもできるし、分注ノズルの洗浄装置を別
に付加すれば、上述した電極やオプチカルフアイ
バを用いて検出することもできる。この場合で
も、初期液面レベルの検出は分注操作に先立つて
１回行なうだけであるから、上述したような不具
合が生じることはない。また、第１図において、
分注ノズル３およびアーム７を昇降させるモータ
１０や、投光器１３および受光器１４より成る光
学センサを昇降させるモータ１５はエンコーダ付
きのものの他、アーム７や光学センサの原点を検
知する検知器を設ければパルスモータを使用する
こともできる。即ち、このパルスモータのパルス
数より液のタンク内残量を算出できる。

更に、１つの分注ノズルで１種類の液を分注す
る場合でも、本発明を有効に適用することができ
る。

（発明の効果）上述した本発明の液体残量検出装置において
は、分注に先立つて１回だけ液面レベルを検出
し、以後は分注の度に液面レベルの検出を行わ
ず、分注回数と、１回の分注によつて液面が下が
る量とから演算によつて液体残量を求めるように
したため、分注時間を短縮することができるとと
もにフロートを常時タンク内に入れておく必要が
ないため、構成は簡単となり、検出精度も高くな
るとともにタンク内の液体がフロートによつて汚
染される恐れもなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の残量検出装置を具える分注装
置の一例の構成を示す線図、第２図は本発明の残
量検出装置を具える分注装置を試薬分注装置とし
て用いる生化学分析装置の要部の構成を線図的に
示す斜視図である。１…タンク、２…液、３…分注ノズル、４…モ
ータ、５…ターレツト、６…エンコーダ、７…ア
ーム、８…シリンダ、９…ラツク、１０…モー
タ、１１…ピニオンギヤ、１３…投光器、１４…
受光器、１５…モータ、１６…記憶装置、１７，
１８，１９…ドライバ、２０…制御装置、２１…
カウンタ、２２…警報装置、２３…キーボード。

Claims

【特許請求の範囲】

１タンク内に収容され、昇降する分注ノズルに
よつて分注される液体の液面レベルを検出する液
面レベル検出装置と、分注開始に先立つて、液面
レベル検出装置によつて検出した液面レベルを初
期液面レベルとして記憶する記憶装置と、前記分
注ノズルによる液体の分注動作の回数を計数する
カウンタと、このカウンタの計数値、前記記憶装
置に記憶した初期液面レベルおよび１回の分注に
よつて液面が下がる量に基づいて、タンク内に残
在する液体の残量を演算する制御装置とを具える
ことを特徴とする液体残量検出装置。