JPH08145763A - 分注機の液面位検出装置 - Google Patents
分注機の液面位検出装置Info
- Publication number
- JPH08145763A JPH08145763A JP6290037A JP29003794A JPH08145763A JP H08145763 A JPH08145763 A JP H08145763A JP 6290037 A JP6290037 A JP 6290037A JP 29003794 A JP29003794 A JP 29003794A JP H08145763 A JPH08145763 A JP H08145763A
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- Japan
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- distance
- measurement
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 温度センサを用いずに超音波センサで正確な
距離測定を行うことを目的とする。 【構成】 超音波センサ４を装備した自動分注機におい
て、温度センサを用いずに超音波センサ４の気温による
誤差の補正を行い、測定対象との正確な距離測定を行う
装置である。そして超音波センサを用いて液面位を検出
する際、下記の手段で温度補正を行い、測定対象との正
確な距離測定を行う。即ち予め距離が既知である基準物
（面）２１、６２を有する時に測定前に基準物２１、６
２までの超音波の往復時間を測定し、次に測定対象まで
の往復時間を測定する。そして数７によって温度補正を
行った結果としての測定対象までの距離Ｌs を算出す
る。 【数７】 但し、Ｔs は基準値（基準物までの超音波の往復時
間）、Ｔb は測定値（測定物までの超音波の往復時
間）、Ｌb は基準物までの距離である。
距離測定を行うことを目的とする。 【構成】 超音波センサ４を装備した自動分注機におい
て、温度センサを用いずに超音波センサ４の気温による
誤差の補正を行い、測定対象との正確な距離測定を行う
装置である。そして超音波センサを用いて液面位を検出
する際、下記の手段で温度補正を行い、測定対象との正
確な距離測定を行う。即ち予め距離が既知である基準物
（面）２１、６２を有する時に測定前に基準物２１、６
２までの超音波の往復時間を測定し、次に測定対象まで
の往復時間を測定する。そして数７によって温度補正を
行った結果としての測定対象までの距離Ｌs を算出す
る。 【数７】 但し、Ｔs は基準値（基準物までの超音波の往復時
間）、Ｔb は測定値（測定物までの超音波の往復時
間）、Ｌb は基準物までの距離である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は検体の分析に用いられる
自動分注機に係り、検体の液面位検出装置に関する。
自動分注機に係り、検体の液面位検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来自動分注機において、試験管やプレ
ート内の検体の液面位を検出する作業は、分注ヘッドの
検体への接触による異物混入や作業安全性等の観点から
大変重要であった。
ート内の検体の液面位を検出する作業は、分注ヘッドの
検体への接触による異物混入や作業安全性等の観点から
大変重要であった。
【０００３】そして一般に液体の液面位を検出する方法
としては光センサやレーザセンサを用いた測定の方法が
知られているが、係る分注の分野では検体が透明な場合
や光化学反応を起こす場合には使えない。
としては光センサやレーザセンサを用いた測定の方法が
知られているが、係る分注の分野では検体が透明な場合
や光化学反応を起こす場合には使えない。
【０００４】そこで超音波センサを使った測定方法が用
いられる。しかしながら、超音波センサはその原理上温
度による影響を大きく受けるという問題がある。これは
超音波の伝播速度、即ち音速が温度により変化すること
に起因する。
いられる。しかしながら、超音波センサはその原理上温
度による影響を大きく受けるという問題がある。これは
超音波の伝播速度、即ち音速が温度により変化すること
に起因する。
【０００５】従って正確な距離測定を行うためには、温
度センサ等によって測定時の雰囲気温度を測定し、この
測定値によって音速の補正を行う必要が生じる。理論的
には、超音波センサにおいて、振動子から超音波を発振
させて測定対象からの反射波を受信するまでの時間をＴ
[s] とすると、センサから測定対象までの距離Ｌは、
度センサ等によって測定時の雰囲気温度を測定し、この
測定値によって音速の補正を行う必要が生じる。理論的
には、超音波センサにおいて、振動子から超音波を発振
させて測定対象からの反射波を受信するまでの時間をＴ
[s] とすると、センサから測定対象までの距離Ｌは、
【０００６】
【数１】
【０００７】で表される。ここでｃは音速[m/s] 、Ｌは
測定対象までの距離[m] である。そして音速ｃは温度ｔ
［°Ｋ］の関数であり係数0.607[m/(s°Ｋ)] を用いて
測定対象までの距離[m] である。そして音速ｃは温度ｔ
［°Ｋ］の関数であり係数0.607[m/(s°Ｋ)] を用いて
【０００８】
【数２】
【０００９】で表される。ここで331.5 絶対零度で単位
[m/s] である。従って温度が１°Ｋ変わると、音速は0.
6[m/s]変化し、 測定距離には0.6T分の誤差が生じること
になる。
[m/s] である。従って温度が１°Ｋ変わると、音速は0.
6[m/s]変化し、 測定距離には0.6T分の誤差が生じること
になる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の方
法では温度センサを用いて雰囲気温度による音速の補正
を行わなければ液面位の正確な測定が行えないという問
題点があった。しかもこのように温度センサを用いた装
置は距離と温度の両方を測定しなければならず非効率的
である。
法では温度センサを用いて雰囲気温度による音速の補正
を行わなければ液面位の正確な測定が行えないという問
題点があった。しかもこのように温度センサを用いた装
置は距離と温度の両方を測定しなければならず非効率的
である。
【００１１】そこで本発明は温度センサを用いずに超音
波センサで正確な距離測定を行うことを目的とするもの
である。
波センサで正確な距離測定を行うことを目的とするもの
である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は超音波センサを装備した自動分注機におい
て、温度センサを用いずに超音波センサの気温による誤
差の補正を行い、測定対象との正確な距離測定を行う装
置である。
め、本発明は超音波センサを装備した自動分注機におい
て、温度センサを用いずに超音波センサの気温による誤
差の補正を行い、測定対象との正確な距離測定を行う装
置である。
【００１３】そして超音波センサを用いて液面位を検出
する際、下記の手段で温度補正を行い、測定対象との正
確な距離測定を行う。即ち予め距離が既知である基準物
（面）を有する時に測定前に基準物までの超音波の往復
時間を測定し、次に測定対象までの往復時間を測定す
る。
する際、下記の手段で温度補正を行い、測定対象との正
確な距離測定を行う。即ち予め距離が既知である基準物
（面）を有する時に測定前に基準物までの超音波の往復
時間を測定し、次に測定対象までの往復時間を測定す
る。
【００１４】そして数３によって温度補正を行った結果
としての測定対象までの距離Ｌs を算出する。
としての測定対象までの距離Ｌs を算出する。
【００１５】
【数３】
【００１６】但し、Ｔs は基準値（基準物までの超音波
の往復時間）、Ｔb は測定値（測定物までの超音波の往
復時間）、Ｌb は基準物までの距離である。
の往復時間）、Ｔb は測定値（測定物までの超音波の往
復時間）、Ｌb は基準物までの距離である。
【００１７】
【作用】このようにして自動分注機が基準とすることが
可能な面を多く有する構造であることを利用して、一回
の分注毎に基準面の存在する位置まで超音波センサを戻
すことなく、各分注動作毎に液面位を検出することが可
能となる。
可能な面を多く有する構造であることを利用して、一回
の分注毎に基準面の存在する位置まで超音波センサを戻
すことなく、各分注動作毎に液面位を検出することが可
能となる。
【００１８】
【実施例】以下本発明の液面位検知装置の一実施例につ
いて図面に基づき詳細に説明する。
いて図面に基づき詳細に説明する。
【００１９】図１に自動分注機の全体構成の概略図を示
す。同図において１は基台、２は基台に載置された３軸
テーブル、３は下端に分注ノズル３１を有し前記３軸テ
ーブル２によってｘ，ｙ，ｚ方向に移動可能な分注ヘッ
ド、４は該ヘッドに取り付けられた超音波センサ、５は
前記３軸テーブル２の移動量及びノズル３１の分注量を
制御するコントローラ、６は検体を収容する多数の窪み
６１を有し前記基台１に水平移動可能に載置されるプレ
ートである。
す。同図において１は基台、２は基台に載置された３軸
テーブル、３は下端に分注ノズル３１を有し前記３軸テ
ーブル２によってｘ，ｙ，ｚ方向に移動可能な分注ヘッ
ド、４は該ヘッドに取り付けられた超音波センサ、５は
前記３軸テーブル２の移動量及びノズル３１の分注量を
制御するコントローラ、６は検体を収容する多数の窪み
６１を有し前記基台１に水平移動可能に載置されるプレ
ートである。
【００２０】次に図２の測定状態説明図及び図３の動作
フローチャートに基づいて説明する。まずステップＳ１
で予めセンサ４からの距離Ｌ1 が既知である地点に基準
物（面）２１を設け、その距離をコントローラ５内に設
けたメモリ手段（図示せず）に記憶させておく。
フローチャートに基づいて説明する。まずステップＳ１
で予めセンサ４からの距離Ｌ1 が既知である地点に基準
物（面）２１を設け、その距離をコントローラ５内に設
けたメモリ手段（図示せず）に記憶させておく。
【００２１】そしてステップＳ２で基準値を測定する。
基準物２１までの距離がＬ1 、その時の基準値（時間）
をＴ1 とする。この時数４が成立する。
基準物２１までの距離がＬ1 、その時の基準値（時間）
をＴ1 とする。この時数４が成立する。
【００２２】
【数４】
【００２３】なお、数４でＴ1 は測定値、Ｌ1 は既知で
あるから音速ｃを算出することも可能であるが計算の簡
略化のためここでは算出しない。そしてより信頼度を高
めるために、温度が余り変化しない範囲で数回の測定を
繰り返しその平均を取ってもよい。
あるから音速ｃを算出することも可能であるが計算の簡
略化のためここでは算出しない。そしてより信頼度を高
めるために、温度が余り変化しない範囲で数回の測定を
繰り返しその平均を取ってもよい。
【００２４】その後十分微少な時間内にステップＳ３で
超音波センサ４の向きを測定対象物に向け、ステップＳ
４で測定対物即ちプレート６内の検体に対して測定を行
う。測定物までの距離をＬ2 、反射波が帰ってくるまで
の時間をＴ2 とすると数５が成立する。
超音波センサ４の向きを測定対象物に向け、ステップＳ
４で測定対物即ちプレート６内の検体に対して測定を行
う。測定物までの距離をＬ2 、反射波が帰ってくるまで
の時間をＴ2 とすると数５が成立する。
【００２５】
【数５】
【００２６】前記微少時間内にこれら２つの測定を行え
ば、その間の温度変化は殆ど無視できるので音速は等し
いとおける。従って測定物までの距離Ｌ2 は数６により
温度補正された音速を求めなくても得ることができる
（ステップＳ５）。
ば、その間の温度変化は殆ど無視できるので音速は等し
いとおける。従って測定物までの距離Ｌ2 は数６により
温度補正された音速を求めなくても得ることができる
（ステップＳ５）。
【００２７】
【数６】
【００２８】数６においてＬ1 は既知、Ｔ2 、Ｔ1 は実
測値であるから、Ｌ2 は計算可能である。このように音
速を温度補正しなくても測定対象物までの正確な距離の
測定が可能である。
測値であるから、Ｌ2 は計算可能である。このように音
速を温度補正しなくても測定対象物までの正確な距離の
測定が可能である。
【００２９】最後に測定終了後ステップＳ６で分注動作
を行い、ステップＳ１に戻って基準波の測定から実行す
る。なお基準面を３軸テーブル２に設けた基準板等に設
定した時や検体の収容されたプレートの交換等がなく、
しかも温度変化が全くない理想的な状態では基準面は一
定したものであるから、ステップＳ３に戻って測定対象
物の測定から繰り返せば良い。
を行い、ステップＳ１に戻って基準波の測定から実行す
る。なお基準面を３軸テーブル２に設けた基準板等に設
定した時や検体の収容されたプレートの交換等がなく、
しかも温度変化が全くない理想的な状態では基準面は一
定したものであるから、ステップＳ３に戻って測定対象
物の測定から繰り返せば良い。
【００３０】自動分注機においては、一般にプレート等
の容器を用いて分注を行う。図４は実際の動作の状態説
明図を示す。この場合基準面はプレート６の縁の面を利
用する。
の容器を用いて分注を行う。図４は実際の動作の状態説
明図を示す。この場合基準面はプレート６の縁の面を利
用する。
【００３１】この図４において、分注開始でまず超音波
センサ４をＡ点（プレート６の縁の面）に移動する。こ
こで前記ステップＳ１、Ｓ２の作業を実行し、前記セン
サ４をＢ点（検体の収容されている窪み６１）に移動す
る。
センサ４をＡ点（プレート６の縁の面）に移動する。こ
こで前記ステップＳ１、Ｓ２の作業を実行し、前記セン
サ４をＢ点（検体の収容されている窪み６１）に移動す
る。
【００３２】このＢ点では実際の液面位を測定し、ステ
ップＳ３〜Ｓ５の作業を実行し、前記数６で補正を補正
を行って正確な液面位置を算出し、その後ステップＳ６
にて分注動作を行う。
ップＳ３〜Ｓ５の作業を実行し、前記数６で補正を補正
を行って正確な液面位置を算出し、その後ステップＳ６
にて分注動作を行う。
【００３３】そして超音波センサ４を更にＣ点に移動さ
せ、Ａ点同様基準面の測定を行い、センサ４をＤ点に移
動させてＢ点と同様の作業を行う。以後これらの作業を
繰り返し、分注作業を進めていく。
せ、Ａ点同様基準面の測定を行い、センサ４をＤ点に移
動させてＢ点と同様の作業を行う。以後これらの作業を
繰り返し、分注作業を進めていく。
【００３４】なお図４の例のように分注作業毎に基準面
の再測定を行うことにより、音速の温度補正は極めて正
確になることは言うまでもないが、余り厳格な精密度を
必要としない場合は、この基準面の測定は最初の一回だ
けで済ませてもよい。
の再測定を行うことにより、音速の温度補正は極めて正
確になることは言うまでもないが、余り厳格な精密度を
必要としない場合は、この基準面の測定は最初の一回だ
けで済ませてもよい。
【００３５】しかもプレート６の縁の面６２は分注機の
Ｘ−Ｙ面に対して平行であるから、センサ４とプレート
６の縁の面６２との距離は常に一定であり、基準面とし
て有効である。
Ｘ−Ｙ面に対して平行であるから、センサ４とプレート
６の縁の面６２との距離は常に一定であり、基準面とし
て有効である。
【００３６】また各分注毎に基準面のある位置に戻って
音速の温度補正をし直すという煩わしい動作も不要とな
り、分注作業のスピードアップにつながる。なお必要な
らば測定された基準面までの測定値あるいは液面位の測
定値表示装置（図示せず）を介してモニター等に出力す
れば良い。
音速の温度補正をし直すという煩わしい動作も不要とな
り、分注作業のスピードアップにつながる。なお必要な
らば測定された基準面までの測定値あるいは液面位の測
定値表示装置（図示せず）を介してモニター等に出力す
れば良い。
【００３７】また高速の演算が分注作業に十分適してい
れば、上述のように反射した超音波の時間の比で測定物
までの距離を算出する代わりに、温度補正された音速を
算出し、これと超音波が測定物に反射して帰ってくる時
間とにより距離を算出することも可能である。
れば、上述のように反射した超音波の時間の比で測定物
までの距離を算出する代わりに、温度補正された音速を
算出し、これと超音波が測定物に反射して帰ってくる時
間とにより距離を算出することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】このように本発明の液面位検知装置を用
いれば温度センサを設けることなく音速の温度補正が可
能なので、超音波センサのみでの液面位測定が可能とな
る。
いれば温度センサを設けることなく音速の温度補正が可
能なので、超音波センサのみでの液面位測定が可能とな
る。
【００３９】この場合構造的に基準となる面を必要とす
るが、自動分注機等のようにプレートの縁の面やそのほ
かの部位に基準となる面を有する機器には最適なものと
なる。
るが、自動分注機等のようにプレートの縁の面やそのほ
かの部位に基準となる面を有する機器には最適なものと
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が対象とする自動分注機の側面図であ
る。
る。
【図２】測定状態の説明図である。
【図３】測定作業のフローチャートである。
【図４】分注作業の説明図である。
１ 基台 ２ ３軸テーブル ３ 分注ヘッド ４ 超音波センサ ５ コントローラ ６ プレート ２１ 基準物 ３１ ノズル ６２ プレートの縁の面（基準面）
フロントページの続き (72)発明者 小川 淳 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 松橋 俊彦 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 荒川 弘明 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 安田 昌司 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 検体の収容されたプレートに分注用ノズ
ルから試薬等の自動分注を行う分注機において超音波セ
ンサを設け、予め前記超音波センサからの距離が分かっ
ている面を基準面として該超音波センサにより基準波を
検出するとともに、検体の液面を測定面として測定波を
検出し、前記基準波によって補正された測定波を得るこ
とを特徴とする分注機の液面位検出装置。 - 【請求項２】 前記基準面は前記プレートの表面である
ことを特徴とする上記請求項１記載の分注機の液面検出
装置。 - 【請求項３】 前記超音波センサにより、基準面による
基準波の反射に要した時間と、測定面による測定波の反
射に要した時間とを検出し、これらの時間の比から前記
超音波センサと液面との距離を算出することを特徴とす
る上記請求項１または２記載の分注機の液面位検出装
置。 - 【請求項４】 前記超音波センサにより、基準面による
基準波の反射に要した時間を検出し、得られた時間から
音速の温度補正を行うことを特徴とする上記請求項１ま
たは２記載の分注機の液面検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6290037A JPH08145763A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 分注機の液面位検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6290037A JPH08145763A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 分注機の液面位検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145763A true JPH08145763A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17750973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6290037A Pending JPH08145763A (ja) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | 分注機の液面位検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145763A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505551A (ja) * | 2007-11-26 | 2011-02-24 | パーキンエルマー・ヘルス・サイエンシズ・インコーポレーテッド | 超音波センサを有する流体取扱装置ならびに当該装置を用いる方法およびシステム |
| WO2018155117A1 (ja) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 株式会社 島津製作所 | 試料注入装置および容器情報取得方法 |
| CN112912736A (zh) * | 2018-10-25 | 2021-06-04 | 株式会社日立高新技术 | 自动分析装置 |
| JP2021124443A (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-30 | 株式会社日立ハイテク | 自動分析装置 |
| JP2021139686A (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-16 | 株式会社東芝 | 超音波式距離計測装置、方法及びプログラム |
| KR102609832B1 (ko) * | 2022-12-23 | 2023-12-06 | 한국지질자원연구원 | 탱크 레벨 측정을 위한 초음파 센서의 캘리브레이션 장치 |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP6290037A patent/JPH08145763A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011505551A (ja) * | 2007-11-26 | 2011-02-24 | パーキンエルマー・ヘルス・サイエンシズ・インコーポレーテッド | 超音波センサを有する流体取扱装置ならびに当該装置を用いる方法およびシステム |
| US8726745B2 (en) | 2007-11-26 | 2014-05-20 | Perkinelmer Health Sciences, Inc. | Fluid handling device with ultrasound sensor and methods and systems using same |
| WO2018155117A1 (ja) * | 2017-02-22 | 2018-08-30 | 株式会社 島津製作所 | 試料注入装置および容器情報取得方法 |
| CN112912736A (zh) * | 2018-10-25 | 2021-06-04 | 株式会社日立高新技术 | 自动分析装置 |
| CN112912736B (zh) * | 2018-10-25 | 2024-05-07 | 株式会社日立高新技术 | 自动分析装置 |
| JP2021124443A (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-30 | 株式会社日立ハイテク | 自動分析装置 |
| JP2021139686A (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-16 | 株式会社東芝 | 超音波式距離計測装置、方法及びプログラム |
| KR102609832B1 (ko) * | 2022-12-23 | 2023-12-06 | 한국지질자원연구원 | 탱크 레벨 측정을 위한 초음파 센서의 캘리브레이션 장치 |
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