JPH0755819A - Method and apparatus for detecting liquid level - Google Patents

Method and apparatus for detecting liquid level

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JPH0755819A
JPH0755819A JP20353393A JP20353393A JPH0755819A JP H0755819 A JPH0755819 A JP H0755819A JP 20353393 A JP20353393 A JP 20353393A JP 20353393 A JP20353393 A JP 20353393A JP H0755819 A JPH0755819 A JP H0755819A
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liquid level
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air hose
liquid
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Masaaki Takeda
雅明 竹田
Toru Matsuda
徹 松田
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Abstract

PURPOSE:To allow detection of liquid level even in an enclosed system without generating bubbles by providing a nozzle tip for sucking and delivering a liquid sample, a sensor for detecting the pressure in an air hose, etc. CONSTITUTION:When the air is sucked or delivered into or from a tip 36 by means of a cylinder 46, a resistance is generated in an air hose 44 and the tip 36 when the air passes through them. The resistance is detected by a pressure sensor 54 in the form of a variation of inner pressure within the air hose 54. The tip 36 is then lowered while sucking and delivering the air and the like and the liquid level is detected when the inner pressure varies significantly. When the inner pressure varies abruptly down to a negative level, the tip 36 is blocked at the end thereof and then a control section 84 makes a decision that the liquid level is reached and stops suction/delivery and lowering of the tip 36. This constitution allows to finish detection of liquid level prior to generation of bubbles on the liquid level while eliminating the need of sampling the inner pressure of the air hose 44 or the comparison of the inner pressure with a reference value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液面検出方法及びその
装置、特にノズルチップを用いた液面検出の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid level detection method and apparatus, and more particularly to improvement of liquid level detection using a nozzle tip.

【0002】[0002]

【従来の技術】試料の分注を行う分注装置が知られてお
り、例えば人体から採取された血液を複数の容器に分配
する装置として用いられている。
2. Description of the Related Art A dispensing device for dispensing a sample is known, and is used, for example, as a device for distributing blood collected from a human body into a plurality of containers.

【0003】従来の分注装置において用いられている液
面検出方法として、例えば特開平2−196964号公
報が挙げられる。この液面検出方法は、ノズルチップに
配管を介して接続されている吸引ポンプを用いて、ノズ
ルチップから100〜150μl/秒程度の空気を吐出
させ、配管系の内圧の圧力変化より液面を検出する方法
であった。特に、液面検出前に予め測定しておいた配管
系の内圧の基準値と、空気吐出時の配管系の内圧とを比
較して、ノズルチップの先端が液面と接触し、かつ閉塞
したことによる圧力変化により液面検出を行う方法であ
った。
As a liquid level detecting method used in a conventional dispensing apparatus, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2-196964 can be cited. This liquid level detection method uses a suction pump connected to the nozzle tip via a pipe to discharge about 100 to 150 μl / sec of air from the nozzle tip, and to detect the liquid level from the pressure change of the internal pressure of the pipe system. It was a way to detect. In particular, the reference value of the internal pressure of the piping system that was measured in advance before the liquid level detection was compared with the internal pressure of the piping system during air discharge, and the tip of the nozzle tip contacted the liquid surface and was blocked. It was a method of detecting the liquid surface by the pressure change due to the above.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記液
面検出方法では、液面を検出するまでに、配管系の内圧
のサンプリング応答時間と、サンプリングされた配管系
の内圧と基準値とを比較して圧力変化を検出する時間
と、圧力変化に応じてノズルチップの空気吐出を制御す
る応答時間とを要するために、その間に液面上に1〜2
個の泡が発生してしまうおそれがあった(図7参照)。
However, in the above liquid level detection method, the sampling response time of the internal pressure of the pipe system is compared with the sampled internal pressure of the pipe system and the reference value before the liquid level is detected. Since it takes a time to detect the pressure change and a response time to control the air discharge of the nozzle tip according to the pressure change, 1-2 times on the liquid surface in the meantime.
There was a risk that individual bubbles would be generated (see FIG. 7).

【0005】このような泡は、1個当たり10μl程度
の大きさであり、完全な球状とすると、液面の一部を3
mm程度上昇させるものである。従って、この泡によ
り、液面を高めに検出してしまったり、吸引時に泡から
吸引してしまうという問題があった。この場合、分注量
が不足してしまったり、また空気吸引による警告によっ
てオペレータの作業が増大してしまうという欠点があっ
た(図8参照)。
Each such bubble has a size of about 10 μl, and if it has a perfect spherical shape, a part of the liquid surface is 3
The height is increased by about mm. Therefore, there is a problem in that the liquid level is detected higher due to the bubbles, or the bubbles are sucked from the bubbles during suction. In this case, there are drawbacks that the dispensing amount becomes insufficient, and the work of the operator increases due to the warning by air suction (see FIG. 8).

【0006】更に、現在では、採血時の感染を防止する
ために密閉系の試験管(いわゆる真空採血管である)が
用いられている。このような真空採血管において、試験
管開口部のキャップを外すことなく、従来どおり、ノズ
ルチップから空気を吐出させて差し込むと、試験管内が
加圧状態となってしまう。このため、ノズルチップを差
し込むだけで圧力変化が生じ、この時点を液面と判定し
てしまうという問題があった(図9参照)。
Further, at present, a closed test tube (so-called vacuum blood collection tube) is used to prevent infection during blood collection. In such a vacuum blood collection tube, if air is ejected and inserted from the nozzle tip as in the conventional case without removing the cap of the test tube opening, the inside of the test tube will be in a pressurized state. For this reason, there is a problem that a pressure change occurs only by inserting the nozzle tip, and the liquid level is determined at this point (see FIG. 9).

【0007】そこで、従来は、試験管の開口部のキャッ
プを外して、通常の試験管と同様に開放系にして液面検
出を行っていた。しかしながら、検体によっては試験管
内に空気を混入させたくない場合もあり、そのような場
合は、上記の液面検出方法を用いて液面検出を行えなか
った。
Therefore, conventionally, the cap of the opening portion of the test tube is removed, and the liquid level is detected by using an open system like a normal test tube. However, there are cases where it is desired not to mix air into the test tube depending on the sample, and in such a case, liquid level detection could not be performed using the above liquid level detection method.

【0008】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、液面検出時に泡を発生させる
ことなく、かつ密閉系でも液面検出が可能な液面検出方
法及びその装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and an object thereof is a liquid level detection method capable of detecting a liquid level even in a closed system without generating bubbles at the time of detecting the liquid level. To provide a device.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る液面検出方法は、液体試料の吸引及び
吐出を行うノズルチップと、前記ノズルチップにエアホ
ースを介して接続された吸引・吐出用のポンプと、前記
エアホース内の圧力を検出する圧力センサと、を含む自
動分注装置において、前記ノズルチップを検体入り容器
内に下降させながら、前記ポンプを駆動させて、前記ノ
ズルチップより微量の空気又は不活性気体を吐出・吸引
し、かつこの吐出・吸引動作を交互に繰り返し行う工程
と、前記ノズルチップを下降させながらエアホース内圧
の圧力変化を監視する工程と、前記ノズルチップ先端が
液面に接触しかつ閉塞状態になったことによる前記エア
ホース内圧の急激な変化を検出して、前記ノズルチップ
先端が液面に達したものと判定する工程と、を含むこと
を特徴とする。
In order to achieve the above object, in the liquid level detecting method according to the present invention, a nozzle tip for sucking and discharging a liquid sample is connected to the nozzle tip via an air hose. In an automatic dispensing device including a suction / discharge pump and a pressure sensor for detecting the pressure in the air hose, while driving the pump while driving the nozzle tip into the container containing the sample, the nozzle A step of discharging and sucking a small amount of air or an inert gas from the tip and repeating this discharging and suction operation alternately; a step of monitoring the pressure change of the air hose internal pressure while lowering the nozzle tip; Detecting a sudden change in the internal pressure of the air hose due to the tip contacting the liquid surface and becoming blocked, the tip of the nozzle tip reaches the liquid surface. Characterized in that it comprises a, and determining the things.

【0010】また、上記液面検出方法において、前記吐
出・吸引動作は、液面接触時に液体試料が前記ノズルチ
ップ内に吸引されない程度の周期で行われることを特徴
とする。
Further, in the above liquid level detecting method, the discharging / sucking operation is performed at a cycle such that the liquid sample is not sucked into the nozzle tip when the liquid surface comes into contact.

【0011】更に、本発明に係る液面検出装置は、液体
試料の吸引及び吐出を行うノズルチップと、前記ノズル
チップにエアホースを介して接続された吸引・吐出用の
ポンプと、前記エアホース内の圧力を検出する圧力セン
サと、を含む自動分注装置において、前記ノズルチップ
を検体入り容器内に下降させる手段と、前記ポンプを駆
動させて、前記ノズルチップより微量の空気又は不活性
気体を吐出・吸引させ、かつこの吐出・吸引動作を交互
に繰り返し行わせる手段と、前記エアホース内圧の圧力
変化を監視する手段と、前記ノズルチップ先端が液面に
接触しかつ閉塞状態になったことによる前記エアホース
内圧の急激な変化を検出して、前記ノズルチップ先端が
液面に達したものと判定する手段と、を含むことを特徴
とする。
Further, the liquid level detecting device according to the present invention includes a nozzle tip for sucking and discharging a liquid sample, a suction / discharge pump connected to the nozzle tip via an air hose, and In an automatic dispensing apparatus including a pressure sensor for detecting pressure, a means for lowering the nozzle tip into a container containing a sample, and driving the pump to discharge a small amount of air or an inert gas from the nozzle tip. Means for sucking and alternately repeating this discharge / sucking operation, means for monitoring the pressure change of the internal pressure of the air hose, and the fact that the tip of the nozzle tip comes into contact with the liquid surface and becomes blocked Means for detecting a rapid change in the internal pressure of the air hose and determining that the tip of the nozzle tip has reached the liquid surface.

【0012】また、上記液面検出装置において、更に、
前記吐出・吸引動作を、液面接触時に液体試料が前記ノ
ズルチップ内に吸引されない程度の周期で行わせる手段
を含むことを特徴とする。
Further, in the above liquid level detecting device,
It is characterized in that it includes means for causing the discharge / suction operation to be performed at a cycle such that the liquid sample is not sucked into the nozzle tip when the liquid surface comes into contact.

【0013】[0013]

【作用】上記構成によれば、ノズルチップを下降させな
がら微量の空気を吐出・吸引し、その時のエアホース内
圧の圧力変化の大きさを判定することによって液面検出
を行うので、エアホース内圧をサンプリングする必要
も、そのサンプリングされたエアホース内圧と基準値と
比較する必要もなく、泡が液体試料の液面に発生する前
に液面検出を終了させることができる。
According to the above construction, since the liquid level is detected by discharging / suctioning a small amount of air while lowering the nozzle tip and determining the magnitude of the pressure change of the air hose internal pressure at that time, the air hose internal pressure is sampled. The liquid level detection can be ended before bubbles are generated on the liquid surface of the liquid sample, without the need to perform the above operation or to compare the sampled air hose internal pressure with the reference value.

【0014】また、ノズルチップ先端が液面に接触しか
つ閉塞状態になった時点を液面と判定するので、液面検
出の精度が高い。
Further, since the time when the tip of the nozzle tip comes into contact with the liquid surface and is in the closed state is determined as the liquid surface, the accuracy of the liquid surface detection is high.

【0015】更に、吸引・吐出動作は、液面接触時に液
体試料がノズルチップ内に吸引されない程度の周期で行
われるので、吸引時の吸引量誤差を避けられる。
Further, since the suction / discharge operation is performed in a cycle such that the liquid sample is not sucked into the nozzle tip at the time of contact with the liquid surface, the suction amount error at the time of suction can be avoided.

【0016】また、ノズルチップを下降させながら微量
の空気を吐出・吸引し、液面検出を行うので、密閉系の
試験管においても試験管内が加圧状態となることがなく
精度よく液面検出を行える。
Further, since the liquid level is detected by discharging and sucking a small amount of air while lowering the nozzle tip, even in a closed test tube, the inside of the test tube is not pressurized and the liquid level is detected accurately. Can be done.

【0017】更に、不活性気体を吐出・吸引することに
より、空気と接触させたくない液体試料の場合にも、良
好に液面検出を行うことができる。
Further, by discharging and sucking the inert gas, the liquid level can be satisfactorily detected even in the case of a liquid sample which is not desired to be brought into contact with air.

【0018】[0018]

【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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0019】図1には、本発明に係る液面検出方法を適
用した分注装置30の外観が示されており、図1はその
斜視図である。
FIG. 1 shows the appearance of a dispensing device 30 to which the liquid level detecting method according to the present invention is applied, and FIG. 1 is a perspective view thereof.

【0020】図中ほぼ中央に図示される液体試料の吸引
を行うノズル部32は、XYZロボット34によって保
持されており、ノズル部32は、三次元的に自在に移動
可能とされている。
A nozzle portion 32 for sucking a liquid sample, which is shown in the center of the drawing, is held by an XYZ robot 34, and the nozzle portion 32 is movable three-dimensionally.

【0021】図2には、ノズル部32の要部断面図が示
されており、ノズル部32は、ノズルベース35とノズ
ルチップを成すディスポーザブルチップ(以下、チップ
という)36とで構成されている。すなわち、本実施例
の分注装置においては、ノズルチップとしてディスポー
ザブルなものが用いられている。なお、このチップ36
の上部開口には、ノズルベース35の先端部が加圧挿入
され、このようにチップ36の上部開口にノズルベース
35の先端部が嵌合することによって、チップ36がノ
ズルベース35に確実に固定される。チップ36の下方
先端には、小孔36aが形成され、この小孔36aから
液体試料が吸引され、あるいは吐出されることになる。
なお、チップ36は例えば硬質プラスチック等で構成さ
れ、ノズルベース35は金属等で構成される。
FIG. 2 shows a sectional view of the main part of the nozzle part 32. The nozzle part 32 is composed of a nozzle base 35 and a disposable chip (hereinafter referred to as a chip) 36 which constitutes a nozzle chip. . That is, in the dispensing device of the present embodiment, disposable nozzle tips are used. In addition, this chip 36
The tip portion of the nozzle base 35 is press-inserted into the upper opening of the nozzle 36. By fitting the tip portion of the nozzle base 35 into the upper opening of the tip 36 in this manner, the tip 36 is securely fixed to the nozzle base 35. To be done. A small hole 36a is formed at the lower tip of the tip 36, and the liquid sample is sucked or discharged from the small hole 36a.
The tip 36 is made of, for example, hard plastic, and the nozzle base 35 is made of metal.

【0022】図1において、前記XYZロボット34
は、X駆動部34xと、Y駆動部34yと、Z駆動部3
4zとで構成され、Z駆動部34zにはノズル部32を
備えたエレベータ部38が昇降自在に連結されている。
このエレベータ部38はジャミングセンサ等の機能をな
すリミットスイッチ40を有し、このリミットスイッチ
40は、ノズル部32に加えられる上方への一定以上の
外的作用力を検出する。ノズル部32には、エアホース
44の一端が接続され、エアホース44の他端は吸引・
吐出ポンプの作用を成すシリンダ46に接続されてい
る。シリンダ46とノズル部32との間には、エアホー
ス44内の内圧を測定するための圧力センサ54が接続
されている。なお、リミットスイッチ40からの信号は
信号ケーブル56を介して装置本体に送られている。
In FIG. 1, the XYZ robot 34 is used.
X drive unit 34x, Y drive unit 34y, and Z drive unit 3
4z, and an elevator section 38 having a nozzle section 32 is connected to the Z drive section 34z so as to be vertically movable.
The elevator section 38 has a limit switch 40 that functions as a jamming sensor or the like, and this limit switch 40 detects an upward external action force applied to the nozzle section 32. One end of an air hose 44 is connected to the nozzle portion 32, and the other end of the air hose 44 is sucked and sucked.
It is connected to a cylinder 46 that functions as a discharge pump. A pressure sensor 54 for measuring the internal pressure in the air hose 44 is connected between the cylinder 46 and the nozzle portion 32. The signal from the limit switch 40 is sent to the apparatus main body via the signal cable 56.

【0023】分注台58には、試験管ラック60が2種
類搭載され、一方の試験管ラック60には液体試料を入
れた複数の試験管62(以下検体入り試験管62とい
う)が起立保持され、他方の試験管ラック60には複数
の吐出先である吐出用試験管66が起立保持されてい
る。
Two types of test tube racks 60 are mounted on the dispensing table 58, and a plurality of test tubes 62 containing liquid samples (hereinafter referred to as sample-containing test tubes 62) are held upright on one of the test tube racks 60. The other test tube rack 60 holds a plurality of discharge test tubes 66, which are the discharge destinations, upright.

【0024】本実施例の分注装置30は、ノズルチップ
がディスポーザブル、すなわち使い捨て型であるため、
チップ立て72には複数の新品のチップが用意され、順
次新しいチップに交換される。また、使用後のチップは
チップ廃棄トレイ74に捨てられる。
In the dispensing device 30 of this embodiment, since the nozzle tip is disposable, that is, disposable,
A plurality of new chips are prepared for the chip stand 72, and are sequentially replaced with new chips. The used chips are discarded in the chip disposal tray 74.

【0025】従って、上記の分注装置30によれば、ノ
ズル部32のチップ36によって、例えば血液試料を遠
心分離した後の血漿成分(上層部)あるいは赤血球成分
(下層部)を吸引してそれらを他の容器に移すことが自
在に行える。もちろん、この分注装置を血液試料の分注
以外に用いることも可能であり、種々の応用が可能であ
る。
Therefore, according to the above-mentioned dispensing device 30, the tip 36 of the nozzle portion 32 sucks the plasma component (upper layer portion) or the red blood cell component (lower layer portion) after centrifuging the blood sample, for example. Can be freely transferred to another container. Of course, this dispensing device can be used for other than dispensing of blood samples, and various applications are possible.

【0026】図3には、本実施例の分注装置の概略的な
構成を説明する模式図が示されている。また、図4に
は、本実施例の分注装置の概略的な構成のブロック図が
示されている。
FIG. 3 shows a schematic diagram for explaining the schematic structure of the dispensing apparatus of this embodiment. Further, FIG. 4 shows a block diagram of a schematic configuration of the dispensing device of the present embodiment.

【0027】ポンプは、ピストン76とシリンダ46か
ら成り、ピストン76を進退させることによりシリンダ
46の内容積が可変し、これによる吸引圧力あるいは吐
出圧力は、エアホース44を介してノズル部32のチッ
プ36へ伝達され、液体試料の吸引や吐出が行われる。
エアホース44の内圧は圧力センサ54によって検出さ
れ、そのセンサ信号はDCアンプ78にて増幅された
後、リミッタ回路80を介してA/D変換器82へ送ら
れている。ここで、リミッタ回路80は過大入力を抑制
する保護回路である。A/D変換器82は、センサ信号
をデジタル信号に変換して、それを制御部84に送出し
ている。制御部84は例えばコンピュータ等で構成され
るものであって、シリンダ46の内容積制御やXYZロ
ボット34の制御等を行うものである。そして、本実施
例において、制御部84は、特に圧力センサ54の圧力
変化の大きさを監視し、圧力変化に応じてチップ36の
下降及び空気等の吐出・吸引を制御している。
The pump is composed of a piston 76 and a cylinder 46. By moving the piston 76 forward and backward, the internal volume of the cylinder 46 is changed. And the liquid sample is sucked and discharged.
The internal pressure of the air hose 44 is detected by the pressure sensor 54, the sensor signal is amplified by the DC amplifier 78, and then sent to the A / D converter 82 via the limiter circuit 80. Here, the limiter circuit 80 is a protection circuit that suppresses excessive input. The A / D converter 82 converts the sensor signal into a digital signal and sends it to the control unit 84. The controller 84 is composed of, for example, a computer and controls the internal volume of the cylinder 46 and the XYZ robot 34. Then, in the present embodiment, the control unit 84 particularly monitors the magnitude of the pressure change of the pressure sensor 54 and controls the lowering of the tip 36 and the discharge / suction of air or the like according to the pressure change.

【0028】次に、以上の分注装置30において採用さ
れる液面検出方法について、詳細に説明する。
Next, the liquid level detection method adopted in the above dispensing device 30 will be described in detail.

【0029】分注装置30において、シリンダ46を用
いてチップ36から空気等を吸引・吐出すると、エアホ
ース44及びチップ36内に空気等通過時の抵抗が発生
する。この抵抗は、エアホース44の内圧変化として圧
力センサ54で検出される。これを利用して、空気等を
吐出・吸引させながらチップ36を下降させてゆき、内
圧変化が大きくなったことにより液面検出を行ってい
る。
In the dispensing device 30, when air or the like is sucked and discharged from the tip 36 using the cylinder 46, resistance is generated in the air hose 44 and the tip 36 when the air or the like passes. This resistance is detected by the pressure sensor 54 as a change in the internal pressure of the air hose 44. Utilizing this, the tip 36 is lowered while ejecting / sucking air or the like, and the liquid level is detected when the change in the internal pressure becomes large.

【0030】図5は、本発明に係る液面検出方法の液面
検出工程を示す説明図である。また、図6は、本発明に
係る液面検出方法において圧力センサから出力される内
圧変化を示すグラフである。ここで、空気等吸引時は負
圧となり、一方吐出時は加圧となる。なお、以下、液体
試料として水を用いた。
FIG. 5 is an explanatory view showing a liquid level detecting step of the liquid level detecting method according to the present invention. Further, FIG. 6 is a graph showing a change in internal pressure output from the pressure sensor in the liquid level detecting method according to the present invention. Here, a negative pressure is applied when air or the like is sucked, while a pressure is applied when air is discharged. In the following, water was used as the liquid sample.

【0031】図5に示されるように、チップ36は、微
量(例えば5〜10μl)の空気等を繰り返し吐出・吸
引しながら、液体試料に向かって下降する(ステップ1
01、図中のS101に相当)。ステップ101では、
試験管62内の液面上方の空気を吸引・吐出することと
なる。そのときのエアホース44の内圧は、図6のグラ
フの左半面に示すような小さな圧力変動となる。
As shown in FIG. 5, the tip 36 descends toward the liquid sample while repeatedly ejecting and sucking a small amount (for example, 5 to 10 μl) of air or the like (step 1).
01, corresponding to S101 in the figure). In step 101,
The air above the liquid surface in the test tube 62 is sucked and discharged. The internal pressure of the air hose 44 at that time has a small pressure fluctuation as shown in the left half surface of the graph of FIG.

【0032】更に、チップ36を下降させると、チップ
36の先端は液面と接触し、液体試料を吸引・吐出する
こととなる。
When the tip 36 is further lowered, the tip of the tip 36 comes into contact with the liquid surface, and the liquid sample is sucked and discharged.

【0033】しかしながら、本実施例の場合は、シリン
ダ46の近傍に圧力センサ54を設けているので、チッ
プ36より吸引を行うと、チップ36の細管及びエアホ
ース44における空気の抵抗が加算され、圧力センサ5
4において、大きな負圧変化として検出される。従っ
て、実際チップ36の先端においてはさほど負圧になら
ず、内圧変化ほど液体試料はチップ36内に吸引されな
い。
However, in the case of this embodiment, since the pressure sensor 54 is provided in the vicinity of the cylinder 46, when suction is performed from the tip 36, the resistance of air in the thin tube of the tip 36 and the air hose 44 is added, and the pressure is reduced. Sensor 5
In 4, a large negative pressure change is detected. Therefore, actually, the negative pressure is not so much at the tip of the tip 36, and the liquid sample is not sucked into the tip 36 as the internal pressure changes.

【0034】更に、液体は空気に比べ粘性が高いため、
液面接触時にチップ36が吸引動作を行い、エアホース
44の内圧が大きく負圧に変化したとしても(図6のa
点)、圧力変化から液体試料吸引までのタイムディレー
が生じ、チップ36内には例えば1〜2mm程度の液体
試料しか吸引されない(ステップ102)。
Furthermore, since liquid has a higher viscosity than air,
Even if the tip 36 performs a suction operation at the time of contact with the liquid surface and the internal pressure of the air hose 44 largely changes to a negative pressure (a in FIG. 6).
Point), a time delay occurs from the pressure change to the suction of the liquid sample, and only the liquid sample of, for example, 1 to 2 mm is sucked into the chip 36 (step 102).

【0035】また、本実施例の場合、従来の吐出量(1
00〜150μl/秒)に比べ少ない量(例えば5〜1
0μl/秒)の空気等を短い周期(例えば6Hz程度)
で吐出・吸引するので、液体試料を少量吸引したとして
も、上記タイムディレーの間に吐出動作に移行し、チッ
プ36先端部における液体試料は排除される。従って、
チップ36内における液体試料の出入りは相殺される
(ステップ103)。このとき、エアホース44の内圧
は、液面を押すため大きく加圧に転じる(図6のb
点)。
In the case of this embodiment, the conventional discharge amount (1
A small amount (for example, 5 to 1) compared to 0 to 150 μl / sec.
0 μl / sec) air etc. in a short cycle (for example, about 6 Hz)
Since the liquid sample is discharged and sucked in, even if a small amount of the liquid sample is sucked, the discharge operation is started during the time delay and the liquid sample at the tip of the chip 36 is removed. Therefore,
The inflow and outflow of the liquid sample in the tip 36 is offset (step 103). At this time, the internal pressure of the air hose 44 is largely turned to pressurization in order to push the liquid surface (b in FIG. 6).
point).

【0036】制御部84は、チップ36の先端が閉塞
し、エアホース44の内圧が大きく変化した時点(図6
のa点)を液面と判定し、チップ36の吐出・吸引及び
下降を停止させる(ステップ104)。
The control unit 84 closes the tip of the tip 36 and changes the internal pressure of the air hose 44 significantly (see FIG. 6).
The point a) is determined to be the liquid surface, and the discharge / suction and the descending of the tip 36 are stopped (step 104).

【0037】以上、開放系の試験管を用いた場合の液面
検出について述べたが、密閉系の試験管においても、同
様な動作で液面検出を行うことができる。すなわち、微
量の空気等を短い周期で吐出・吸引しながらチップ36
を下降させてゆくので、密閉系の試験管内の圧力は、小
さな試験管であってもほとんど変化しない。従って、液
面を開放系と同様に精度良く検出することができる。
Although the liquid level detection using the open type test tube has been described above, the liquid level can be detected by the same operation even in the closed type test tube. That is, the tip 36 is discharged while a small amount of air or the like is discharged / sucked in a short cycle.
The pressure in the test tube of the closed system hardly changes even if the test tube is small. Therefore, the liquid level can be detected with high accuracy as in the open system.

【0038】更に、本実施例の場合は、開放系及び密閉
系の試験管において、液体試料の液面に泡が発生する前
に、液面検出を良好に行うことができる。
Furthermore, in the case of this embodiment, liquid level detection can be satisfactorily performed in open and closed test tubes before bubbles are generated on the liquid surface of the liquid sample.

【0039】なお、本実施例は、水を用いた場合のチッ
プ36の吐出・吸引量及びその周期を示したが、粘性の
異なる試料を用いる場合には、吐出・吸引量及びその周
期を変更して行うことが好ましい。
In this embodiment, the ejection / suction amount and the cycle of the tip 36 when water is used are shown. However, when the samples having different viscosities are used, the ejection / suction amount and the cycle thereof are changed. It is preferable to carry out.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ノズルチップを下降させながら空気を吐出・吸引し、そ
の時のエアホース内圧の圧力変化の大きさを判定するこ
とによって液面検出を行うので、エアホース内圧をサン
プリングする必要も、そのサンプリングされたエアホー
ス内圧と基準値と比較する必要もなく、泡が液体試料の
液面に発生する前に液面検出を終了させることができ
る。従って、泡による液面検出誤差及び泡吸引を防止す
ることができる。
As described above, according to the present invention,
Air is discharged and sucked while lowering the nozzle tip, and the liquid level is detected by determining the magnitude of the pressure change in the air hose internal pressure at that time.Therefore, it is necessary to sample the air hose internal pressure and The liquid level detection can be terminated before bubbles are generated on the liquid surface of the liquid sample without the need to compare with the reference value. Therefore, it is possible to prevent a liquid level detection error and bubble suction due to bubbles.

【0041】また、ノズルチップ先端が液面に接触しか
つ閉塞状態になった時点を液面と判定するので、高精度
の液面検出を行うことができる。
Further, since the time when the tip of the nozzle tip comes into contact with the liquid surface and is in the closed state is judged as the liquid surface, the liquid surface can be detected with high accuracy.

【0042】更に、吸引・吐出動作は、液面接触時に液
体試料がノズルチップ内に吸引されない程度の周期で行
われるので、吸引時の吸引量誤差を防止することができ
る。また、ノズルチップを下降させながら空気を吐出・
吸引し、液面検出を行うので、密閉系の試験管において
も試験管内が加圧状態となることがなく精度よく液面検
出を行うことができる。
Further, since the suction / discharge operation is performed in a cycle such that the liquid sample is not sucked into the nozzle tip when the liquid surface comes into contact, it is possible to prevent a suction amount error during suction. Also, air is discharged while lowering the nozzle tip.
Since suction is performed and liquid level detection is performed, liquid level detection can be performed accurately even in a closed test tube without causing a pressure inside the test tube.

【0043】更に、不活性気体を吐出・吸引することも
できるので、空気と接触させたくない液体試料の場合に
も、良好に液面検出を行うことができる。
Further, since the inert gas can be discharged and sucked, the liquid level can be satisfactorily detected even in the case of a liquid sample which is not desired to be brought into contact with air.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る液面検出方法を適用した分注装置
の実施例を示す外観図である。
FIG. 1 is an external view showing an embodiment of a dispensing device to which a liquid level detecting method according to the present invention is applied.

【図2】ノズル部32の要部断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of a main part of a nozzle portion 32.

【図3】図1に示された分注装置の概略的な構成を説明
する模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the dispensing device shown in FIG.

【図4】図1に示された分注装置の概略的構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of the dispensing device shown in FIG.

【図5】図1に示された分注装置の液面検出工程を示す
説明図である。
5 is an explanatory diagram showing a liquid level detecting step of the dispensing device shown in FIG. 1. FIG.

【図6】図1に示された分注装置の圧力センサから出力
される内圧変化を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing changes in internal pressure output from the pressure sensor of the dispensing device shown in FIG.

【図7】従来の分注装置における液面検出の問題点を説
明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a problem of liquid level detection in a conventional dispensing device.

【図8】従来の分注装置における液面検出の問題点を説
明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a problem of liquid level detection in a conventional dispensing device.

【図9】従来の分注装置における液面検出の問題点を説
明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a problem of liquid level detection in a conventional dispensing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 分注装置 32 ノズル部 34 XYZロボット 35 ノズルベース 36 ディスポーザブルチップ 54 圧力センサ 46 シリンダ 62 試験管 76 ピストン 84 制御部 30 Dispensing device 32 Nozzle part 34 XYZ robot 35 Nozzle base 36 Disposable tip 54 Pressure sensor 46 Cylinder 62 Test tube 76 Piston 84 Control part

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体試料の吸引及び吐出を行うノズルチ
ップと、前記ノズルチップにエアホースを介して接続さ
れた吸引・吐出用のポンプと、前記エアホース内の圧力
を検出する圧力センサと、を含む自動分注装置におい
て、 前記ノズルチップを検体入り容器内に下降させながら、
前記ポンプを駆動させて、前記ノズルチップより微量の
空気又は不活性気体を吐出・吸引し、かつこの吐出・吸
引動作を交互に繰り返し行う工程と、 前記ノズルチップを下降させながらエアホース内圧の圧
力変化を監視する工程と、 前記ノズルチップ先端が液面に接触しかつ閉塞状態にな
ったことによる前記エアホース内圧の急激な変化を検出
して、前記ノズルチップ先端が液面に達したものと判定
する工程と、 を含むことを特徴とする液面検出方法。
1. A nozzle tip for suctioning and discharging a liquid sample, a suction / discharge pump connected to the nozzle tip via an air hose, and a pressure sensor for detecting the pressure in the air hose. In the automatic dispensing device, while lowering the nozzle tip into the container containing the sample,
A step of driving the pump to discharge and suck a small amount of air or an inert gas from the nozzle tip, and repeating this discharging and suction operation alternately; and a pressure change of the air hose internal pressure while lowering the nozzle tip. And a step of monitoring the tip of the nozzle tip contacting the liquid surface and detecting a rapid change in the internal pressure of the air hose due to the closed state, it is determined that the tip of the nozzle tip has reached the liquid surface. A liquid level detection method comprising:
【請求項2】 請求項1記載の液面検出方法において、 前記吐出・吸引動作は、液面接触時に液体試料が前記ノ
ズルチップ内に吸引されない程度の周期で行われること
を特徴とする液面検出方法。
2. The liquid level detection method according to claim 1, wherein the discharging / suctioning operation is performed at a cycle such that the liquid sample is not sucked into the nozzle tip when the liquid surface is in contact. Detection method.
【請求項3】 液体試料の吸引及び吐出を行うノズルチ
ップと、前記ノズルチップにエアホースを介して接続さ
れた吸引・吐出用のポンプと、前記エアホース内の圧力
を検出する圧力センサと、を含む自動分注装置におい
て、 前記ノズルチップを検体入り容器内に下降させる手段
と、 前記ポンプを駆動させて、前記ノズルチップより微量の
空気又は不活性気体を吐出・吸引させ、かつこの吐出・
吸引動作を交互に繰り返し行わせる手段と、前記エアホ
ース内圧の圧力変化を監視する手段と、 前記ノズルチップ先端が液面に接触しかつ閉塞状態にな
ったことによる前記エアホース内圧の急激な変化を検出
して、前記ノズルチップ先端が液面に達したものと判定
する手段と、 を含むことを特徴とする液面検出装置。
3. A nozzle tip for sucking and discharging a liquid sample, a suction / discharge pump connected to the nozzle tip via an air hose, and a pressure sensor for detecting the pressure in the air hose. In the automatic dispensing apparatus, a means for lowering the nozzle tip into a container containing a sample, and driving the pump to discharge / suck a small amount of air or an inert gas from the nozzle tip, and
A means for alternately repeating the suction operation, a means for monitoring a pressure change in the air hose internal pressure, and a rapid change in the air hose internal pressure due to the nozzle tip tip contacting the liquid surface and becoming blocked. And a means for determining that the tip of the nozzle tip has reached the liquid level, the liquid level detecting apparatus.
【請求項4】 請求項3記載の液面検出装置において、 更に、前記吐出・吸引動作を、液面接触時に液体試料が
前記ノズルチップ内に吸引されない程度の周期で行わせ
る手段を含むことを特徴とする液面検出装置。
4. The liquid level detection device according to claim 3, further comprising means for causing the discharge / suction operation to be performed at a cycle such that a liquid sample is not sucked into the nozzle tip when the liquid surface is in contact. Characteristic liquid level detection device.
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WO2009014062A1 (en) * 2007-07-23 2009-01-29 Olympus Corporation Dispensing device and automatic analysis device

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