JPH07103987A - 自動分注装置の液面検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル先端でエアを吐出させながら液面検出
を行う際、液面で気泡が発生するのを防止する。 【構成】 エアを吐出させながらノズルを下降させる
（Ｓ１，Ｓ２）。配管系の圧力がしきい値を超えた場合
（Ｓ３）、大気開放弁を開放する。それと同時に、ポン
プを停止させ、ノズルの下降を停止させる。液面検出
後、ノズル内を大気開放して圧力を急激に低下させるこ
とで、気泡の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動分注装置の液面検
出方法、特にノズル先端からエアを吐出して液面を検出
する方法の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動分注装置は、採取された血液・尿等
の分取・分配を行う装置であり、近年の臨床検査の重要
性を背景として、より高精度な分注が行える信頼性の高
い装置が要望されている。

【０００３】図４には、従来の液面検出方法における各
工程がその課題と共に示されている（例えば、特開平２
−１９６９６４号公報参照）。また、図５には、圧力変
動グラフが示されている。

【０００４】図４（Ａ）において、まず、エアを吐出し
ながらノズルを下降させる。その時の圧力が、図５
（Ａ）で示されている。図４（Ｂ）に示すように、ノズ
ル先端が液面に触れると、表面張力等の作用により、圧
力が上昇する（図５（Ｂ）参照）。そして、図４（Ｃ）
及び図５（Ｃ）に示すように、圧力がしきい値１０４を
超えた時、試料の液面位置が判定され、その後、ノズル
の下降が停止される。

【０００５】そして、配管系内の圧力を抜いて、後の吸
引に備えてピストンを押し込むために、ノズルを上昇さ
せて、ノズル先端を大気中に引き出させる。

【０００６】しかし、試料の表面張力等の作用に対し、
エアの吐出圧力が打ち勝つ場合、図４（Ｄ）に示すよう
に、気泡が発生してしまう。なお、図５（Ｄ）に示すよ
うに、その気泡発生により圧力は減少する。そして、図
４（Ｅ）に示すように、ノズル先端が大気中に出される
までその気泡は成長し、ノズル先端の外界への露出時
に、液面に気泡が残存したり、ノズル先端に気泡が付着
したりする。

【０００７】参考までに各時間を示すと、従来の方法に
おいては、ノズルが液面に接触してから液面判定を介し
てノズルが停止するまでに３０ｍｓ、その後ノズルを上
昇させるまでのタイムラグが約１０ｍｓ、その後ノズル
が液中から出るまでに約３５ｍｓかかり、合計で約７５
ｍｓの時間を要していた。一方、ノズル先端が液面に触
れてから気泡が発生するまでの時間は約６０ｍｓであっ
た。このため、従来の分注装置では気泡の発生確率が高
かった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
方法では、気泡の発生を有効に防止できなかった。ここ
で、発生した気泡が後の試料吸引時にノズル内に吸い込
まれると、吸引量不足となって分注精度を低下させる。
また、ノズル上昇の際にノズルに付着した気泡が破裂し
た場合には、その一部が飛散して試験管の外部に出るこ
ともあり、汚染を招く恐れがあった。

【０００９】その気泡の発生を防止するため、各所要時
間を短縮化することも考えられるが、機械的な負担が過
大となり、従来以上に短縮化することは困難である。

【００１０】また、液面検出の直後にポンプを停止させ
ることもできるが、ポンプ停止後においても配管系内の
圧力はある程度維持されているため、やはり気泡が発生
し、それのみでは気泡発生を十分に防止できない。

【００１１】本発明は、上記従来の課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、エアフロー式の液面検出にお
いて、気泡の発生を防止することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、分注用ポンプと、前記分注用ポンプに配
管を介して接続され移動自在なノズルと、前記配管内の
圧力を検出する圧力検出器と、前記配管に接続されたノ
ズル内を大気開放するための大気開放弁と、を含む自動
分注装置における液面検出方法であって、前記分注用ポ
ンプを駆動して前記ノズルの先端からエアを吐出させな
がら、前記圧力検出器によって前記配管内の圧力を検出
しつつ前記ノズルを下降させる下降工程と、前記配管内
の圧力が所定のしきい値を超えて液面が検出された直後
に、前記分注ポンプの停止によりエアの吐出を停止さ
せ、かつ前記大気開放弁を開放させる液面検出工程と、
を含むことを特徴とする。

【００１３】

【作用】上記構成によれば、液面が検出されると、分注
ポンプが停止されると共に、大気開放弁が開放される。
従って、ノズル内の圧力は急激に大気圧に戻されること
になり、試料内でのエア吐出状態が短縮化される。よっ
て、気泡の発生を有効に防止できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。

【００１５】図１には、本発明に係る自動分注装置の要
部構成が示されている。ノズル１０は、試験管１２内の
試料１４を採取し、分注するためのものである。そのノ
ズル１０には、配管１６を介して、ポンプ１８が接続さ
れている。このポンプ１８は、具体的には、シリンジと
ピストンで構成される。

【００１６】配管１６内の圧力は、圧力検出器２０で検
出され、その出力信号は制御部２２に出力されている。
駆動部２４は、制御部２２により制御され、ノズル１０
は駆動部２４により駆動され、三次元的に自在に移動で
きる。

【００１７】配管１６には、大気開放弁２６が配置さ
れ、制御部２２の制御信号により、配管１６内（すなわ
ち、ノズル１０内）を瞬時に大気開放できる。

【００１８】図２には、本発明に係る液面検出方法が示
されている。

【００１９】Ｓ１では、制御部２２の制御の下、ポンプ
１８が駆動されて、すなわちピストンがシリンジ内に押
し込まれて、ノズル１０の先端からエアの吐出が開始さ
れる。Ｓ２では、制御部２２の制御の下、駆動部２４に
より、ノズル１０が下降制御される。なお、その際上述
したエアの吐出は連続して行われる。

【００２０】Ｓ３では、圧力検出器２０の出力信号に基
づき、制御部２２により、その圧力値が所定のしきい値
を超えた否かが判定される。圧力値がしきい値を超え
る、すなわち液面が判定された場合、その判定と同時に
（厳密には直後に）、Ｓ４が実行される。

【００２１】Ｓ４では、３つの動作が同時に実行され
る。１つは、大気開放弁２６の開放であり、１つは、ポ
ンプ１８の停止であり、残りの１つは、ノズル下降の停
止である。このＳ４で、大気開放が行われるため、配管
系（配管、ノズル、シリンジ）内の圧力は急激に低下す
ることになる。よって、従来のように、液面検出後にお
いてノズル１０内の圧力がある程度高い値に維持される
ことによる気泡の発生を有効に防止できる。

【００２２】Ｓ５では、配管系内の圧力が最終的に大気
圧になるまでには一定時間かかるため、完全に大気圧に
なるまで弁の開放が所定時間行われたか否かが判断さ
れ、Ｓ６において大気開放弁２６が閉成される。

【００２３】本実施例では、大気開放中にシリンジ内の
ピストンが押し込まれ、次の吸引に対する準備が行われ
ている。そして、液面検出後においては、ノズル１０を
試料内から出さずに連続して吸引が行われており、迅速
な分注が実現されている。

【００２４】図３には、本実施例による液面検出方法に
おける圧力変動グラフが示されている。図示されるよう
に、検出された圧力がしきい値１０４を超えた場合、図
２に示したＳ４が実行され、弁開放等が行われる。これ
により、圧力は急激に低下し、気泡の発生が防止されて
いることが理解される。なお、本実施例によれば、上述
した従来と同一条件で計測した場合、ノズル先端が液面
に接触してから、約３０ｍｓ程度で弁開放が行われ、そ
の後の配管系内の圧力は少くともしきい値を超えること
なく、大気圧に近づいていく。このため、気泡の発生は
完全に防止できる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡易な手法によって、気泡の発生を効果的に防止でき、
その結果、分注精度を向上できると共に、気泡破裂時の
検体飛散による汚染を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る分注装置の要部構成を示す図であ
る。

【図２】本発明に係る液面検出方法を示すフローチャー
トである。

【図３】本発明に係る液面検出方法を適用した場合の圧
力波形を示す特性図である。

【図４】従来の液面検出方法をその課題と共に示す図で
ある。

【図５】従来の液面検出方法を適用した場合の圧力波形
を示す特性図である。

【符号の説明】

１０ ノズル １２ 試験管 １４ 試料（血液） １６ 配管 １８ ポンプ ２０ 圧力検出器 ２２ 制御部 ２４ 駆動部 ２６ 大気開放弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分注用ポンプと、 前記分注用ポンプに配管を介して接続された移動自在な
   ノズルと、 前記配管内の圧力を検出する圧力検出器と、 前記配管に接続されノズル内を大気開放するための大気
   開放弁と、 を含む自動分注装置における液面検出方法であって、 前記分注用ポンプを駆動して前記ノズルの先端からエア
   を吐出させながら、前記圧力検出器によって前記配管内
   の圧力を検出しつつ前記ノズルを下降させる下降工程
   と、 前記配管内の圧力が所定のしきい値を超えて液面が検出
   された直後に、前記エアの吐出を停止させ、かつ前記大
   気開放弁を開放させる液面検出工程と、 を含み、 液面検出時の気泡の発生を防止することを特徴とする自
   動分注装置の液面検出方法。