JPH06241862A

JPH06241862A - 液面検知装置

Info

Publication number: JPH06241862A
Application number: JP2423493A
Authority: JP
Inventors: Susumu Okudokoro; 侑奥所; Shinichi Inamura; 伸一稲村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1994-09-02

Abstract

(57)【要約】【目的】容器との位置出しも容易にでき、液面を常に
高精度で検知できる液面検知装置を提供する。【構成】容器(1) と一体または対向する第１の電極
(5) と、容器(1) と互いに接近および離間可能に設けら
れた第２の電極(4) と、第１の電極(5) または第２の電
極(4) に接続した発振器(6) と、第２の電極(4) または
第１の電極(5) に誘導される発振器(6) の出力信号を増
幅して検波する増幅検波回路(10,11,12)と、この増幅検
波回路(10,11,12)の出力から直流分をカットする直流カ
ット回路(13)と、この直流カット回路(13)の出力と基準
信号との比較に基づいて容器(1) 内の液体(2) の液面検
知信号を出力する比較回路(14)とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば生化学分析装
置において、サンプル容器内のサンプルや、試薬容器内
の試薬を採取するにあたって、その液面を検知する液面
検知装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の液面検知装置として、例えば実開
昭５４−１９７９０号公報には、試料の導電性を利用
し、試料採取用のプローブと一体に電極としての一対の
検知針を昇降させ、これら一対の検知針間が試料を介し
て導通するのを検出して液面を検知するようにしたもの
や、プローブを導電性として一方の液面検知電極を兼ね
させ、このプローブと他方の電極としての一本の検知針
とを一体に昇降させることにより、同様にして試料の液
面を検知するようにした導通式ものが提案されている。

【０００３】また、他の液面検知装置として、容器内に
収容される液体を介して発振回路を構成し、液面検知針
または導電性のプローブが液面に達することによる静電
容量の変化により発振周波数が変化するのを検出して、
液面を検知するようにした静電容量式のものが提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
導通式のものにあっては、検知針を用いるため、これを
液体の採取毎に使い捨てとする場合や、適宜交換する場
合に取扱いが非常に危険であるという問題があると共
に、少なくとも２本のプローブや検知針を容器内に侵入
させる必要があるため、特に生化学分析装置におけるよ
うに開口の狭い容器の場合には、容器との位置出しを高
精度で行わなければならないという問題がある。

【０００５】また、後者の静電容量式のものにあって
は、容器内の液体が微量の場合、静電容量の変化が小さ
くなり、したがって発振周波数の変化が小さくなって感
度低下が発生するため、液面を常に精度良く検出するこ
とが非常に困難になり、誤検知し易い等の問題がある。

【０００６】この発明の第１の目的は、容器との位置出
しを容易にでき、しかも液面を常に高精度で検知できる
よう適切に構成した液面検知装置を提供することにあ
る。

【０００７】この発明の第２の目的は、上記の目的に加
え、取扱いも安全にできるよう適切に構成した液面検知
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、この発明では、容器と一体または対向する第１
の電極と、前記容器と互いに接近および離間可能に設け
られた第２の電極と、前記第１または第２の電極に接続
した発振器と、前記第２または第１の電極に誘導される
前記発振器の出力信号を増幅して検波する増幅検波回路
と、この増幅検波回路の出力から直流分をカットする直
流カット回路と、この直流カット回路の出力と基準信号
との比較に基づいて前記容器内の液体の液面検知信号を
出力する比較回路とを設ける。

【０００９】また、第２の目的を達成するため、この発
明では、上記構成において、第２の電極を、液体採取可
能な導電性のプローブをもって構成する。

【００１０】

【作用】かかる構成において、第２の電極が液面に接し
ていない状態では、第２の電極または第１の電極に誘導
される発振器の出力信号の振幅は小さく、第２の電極が
液面に接している状態ではその振幅は大きくなり、それ
に応じて増幅検波回路の出力も、第２の電極が液面に接
していない状態ではレベルが小さく、第２の電極が液面
に接している状態ではレベルが大きくなる。この増幅検
波回路の出力は、直流カット回路に供給されて直流分が
カットされるので、直流カット回路からは、第２の電極
が液面に接していない状態ではゼロ、第２の電極が液面
に接している状態では、ゼロレベルよりも高いレベルの
信号が現れることになる。したがって、この直流カット
回路の出力と適当な基準信号とを比較回路で比較すれ
ば、液面検知信号を得ることができる。

【００１１】

【実施例】図１は、この発明の一実施例を示すものであ
る。この実施例は、生化学分析装置において、適当なキ
ャップ等の栓部材により密閉保存可能な試薬容器１に収
容されている試薬２の液面を検知するものである。試薬
容器１は、プラスチック、ガラス等の絶縁材料をもって
構成して、絶縁材料よりなる試薬テーブル３に開栓状態
でセットする。この試薬テーブル３には、各種の試薬を
それぞれ収容する複数の試薬容器を円周上にセットし、
試薬テーブル３を図示しない回動制御手段で選択的に回
動させることにより、所望の試薬を収容する試薬容器
を、シリンジ等の分注手段（図示せず）に連結された昇
降可能なプローブ４が位置する所定の試薬分注位置に位
置決めするようにする。

【００１２】プローブ４の昇降手段（図示せず）は、液
面検知信号に応じて所定の深さまでプローブ４を試薬容
器１内に侵入させると共に、分注手段による所定の吸引
操作後に、プローブ４を試薬容器１の上方に充分上昇さ
せる機能を有している。試薬を吸引したプローブ４は、
図示しない移送手段により所定の分注対象（例えば反応
容器）の上方に位置決めされ、シリンジ等により所定量
の吐出が行われた後、次の試薬容器の上方へと再び位置
決めされる。この際、ある種類の試薬の分注を終えたプ
ローブ４を、必要に応じて適宜の洗浄手段によって洗浄
するような構成を付加してもよい。

【００１３】この実施例では、試薬分注位置において、
試薬テーブル３の下方に、試薬容器１の底面と対向して
第１の電極５を配置し、この第１の電極５を発振器６に
接続して、例えば周波数が８ｋＨｚの信号を印加する。
また、プローブ４は、ステンレス等の導電性の材料をも
って構成して第２の電極を兼ねさせ、これを検知回路７
に接続する。

【００１４】図２は、検知回路７の構成を示す回路図で
ある。検知回路７では、信号線の静電容量の影響やノイ
ズの影響を防ぐため、電流電圧変換部８において、プロ
ーブ４に誘導される発振器の出力信号を電流で受けて電
圧に変換し、この電圧信号をフィルタ部９に通すことに
より、ノイズを低減して、信号成分を取り出す。フィル
タ部９の出力は、増幅部１０で増幅した後、ダイオード
１１およびコンデンサ１２で整流および平滑して検波
し、その検波出力を直流カットコンデンサ１３を経てコ
ンパレータ１４の反転入力端子に印加する。コンパレー
タ１４の非反転入力端子には、所定の電圧を抵抗１５，
１６で分圧した基準電圧を印加する。なお、ダイオード
１１とコンデンサ１２との間には、コンデンサ１２の充
電電流を制限する抵抗１７を接続し、またコンデンサ１
２には放電抵抗１８を並列に接続する。

【００１５】以下、この実施例の動作を、図３に示す各
部の信号波形を参照しながら説明する。図３Ａは、増幅
部１０の出力信号波形を示すものである。プローブ４に
誘導される発振器の出力信号は、プローブ４が液面に達
していない状態ではその振幅が小さく、プローブ４が液
面に達している状態ではその振幅は大きくなるので、そ
れに応じて増幅部１０の出力も、プローブ４が液面に達
していない状態では振幅が小さく、プローブ４が液面に
達している状態では振幅が大きくなる。この信号を、ダ
イオード１１およびコンデンサ１２で整流および平滑し
て検波すると、図３Ｂに示す波形となる。すなわち、プ
ローブ４が液面に達すると、コンデンサ１２がより充電
されて、その出力レベルが液面に達していないときのレ
ベルＬ１よりも高レベルＬ２となり、その後プローブ４
が液面から離れることにより、コンデンサ１２が放電抵
抗１８を経て放電されて、その出力レベルがＬ１とな
り、次の液面検知に備えられる。

【００１６】ここで、プローブ４が液面に達していない
ときのレベルＬ１は、第１の電極５の大きさ、プローブ
４との距離、試薬容器１内の試薬２の液面レベル等によ
ってかなり変動する。しかし、この検波出力を、直流カ
ットコンデンサ１３に供給して直流分をカットすると、
図３Ｃに示すように、プローブ４が液面に達している状
態にあるときのみ、ゼロレベルよりも高いレベルＬ３
（Ｌ３＝Ｌ２−Ｌ１）の信号が現れる。したがって、こ
の直流カットコンデンサ１３を通過した信号と、基準信
号Ｌ４（Ｌ４＜Ｌ３）とをコンパレータ１４で比較する
と、図３Ｄに示すような液面検知出力を得ることができ
る。

【００１７】この実施例において、液面を検知している
時間が長いと、直流カットコンデンサ１３が完全に充電
されて、レベルＬ３がやがてゼロになり、これによりプ
ローブ４が未だ試薬２に接しているにもかかわらず、試
薬２から離れたと誤検出されることになる。しかしなが
ら、生化学自動分析装置においては、試薬２を分注する
ために、プローブ４を試薬２中に侵入させる時間、すな
わち液面検知時間は、数秒程度であるので、直流カット
コンデンサ１３の容量を適当に設定することにより、こ
のような誤検出を防止することができる。また、このよ
うな誤検出を防止するために、必要に応じて、コンパレ
ータ１４の反転入力端子に、外部からバイアスをかけた
り、あるいはコンパレータ１４の構成によってバイアス
をかけることもできる。

【００１８】この実施例によれば、導電性のプローブ４
のみを試薬容器１内に侵入させればよいので、従来のよ
うに検知針を用いて導通を検出するものに比べて、取扱
いを安全にできると共に、検知針のためのスペースが不
要となることから、試薬容器１との位置出しもラフにで
きる。また、静電容量レベルの大小にかかわらず、確実
に液面検知できるので、プローブ４を安全かつ安価な導
電性樹脂等で構成することもできる。

【００１９】なお、この発明は、上述した実施例にのみ
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、上述した実施例では、発振器６の出力
を第１の電極５に印加して、プローブ４に誘導される信
号を検知回路７で検知するようにしたが、逆に発振器６
の出力をプローブ４に印加して、第１の電極５に誘導さ
れる信号を検知回路７で検知することもできる。また、
プローブ４をプラスチック等の安価な材料で交換または
使い捨て可能な構成とし、プローブ近傍にプローブ先端
と関連して別体に第２の電極を配置することにより、異
なる試薬等の分注のためにプローブを交換してコンタミ
ネーションをほぼ完全に防止するようにすることもでき
る。この場合、第２の電極を安全かつ安価な導電性樹脂
等で構成することもできる。

【００２０】また、第１の電極５は、図４に示すよう
に、試薬容器１の側面に対向して配置したり、図５に示
すように、試薬容器１の底面および側面に対向して配置
することもできるし、試薬テーブル３を他の部材と絶縁
できれば、この試薬テーブル３を導電性として電極を兼
ねさせることもできる。また、試薬容器１を導電性とし
て他の部材と絶縁して配置して、この試薬容器１を第１
の電極として兼ねさせることもできる。

【００２１】さらに、上述した実施例では、プローブ４
を昇降可能にしたが、試薬容器１を昇降可能にしたり、
あるいはプローブ４と試薬容器１との双方を昇降可能に
することもできる。また、複数の試薬容器に対して、プ
ローブ４を特定の試薬容器の上方に選択的に位置決めす
るよう構成することもできる。また、液面を検知すべき
液体は、導電性を有していれば、血液等のサンプル、各
種希釈液または洗浄液等であってもよい。したがって、
この発明は、生化学分析装置におけるサンプル分注等の
他の分注装置にも有効に適用することができると共に、
生化学分析装置以外の液体分注装置にも有効に適用する
ことができる。

【００２２】

【発明の効果】この発明によれば、従来の静電容量式の
ように、液面に接することによる静電容量の変化にって
発振周波数が変化するのを検出するのではなく、導電性
プローブ等の電極に誘導される発振器の出力信号を検出
して、増幅検波し、その検波出力の直流分をカットした
信号に基づいて液面検知信号を得るようにしたので、容
器内に収容されている液体が微量の場合でも、その液面
を常に高精度で検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す図である。

【図２】図１に示す検知回路の構成を示す回路図であ
る。

【図３】図２の回路動作を説明するための各部の信号波
形図である。

【図４】電極配置の他の例を示す図である。

【図５】同じく、さらに他の例を示す図である。

【符号の説明】

１試薬容器２試薬３試薬テーブル４プローブ（第２の電極）５第１の電極６発振器７検知回路８電流電圧変換部９フィルタ部１０増幅部１１ダイオード１２コンデンサ１３直流カットコンデンサ１４コンパレータ１５，１６，１７抵抗１８放電抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】容器と一体または対向する第１の電極
と、前記容器と互いに接近および離間可能に設けられた
第２の電極と、前記第１または第２の電極に接続した発
振器と、前記第２または第１の電極に誘導される前記発
振器の出力信号を増幅して検波する増幅検波回路と、こ
の増幅検波回路の出力から直流分をカットする直流カッ
ト回路と、この直流カット回路の出力と基準信号との比
較に基づいて前記容器内の液体の液面検知信号を出力す
る比較回路とを具えることを特徴とする液面検知装置。
【請求項２】前記第２の電極を、液体採取可能な導電
性のプローブをもって構成したことを特徴とする請求項
１記載の液面検知装置。