JPH0868796A - 自動化学分析機 - Google Patents

自動化学分析機

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JPH0868796A
JPH0868796A JP20363894A JP20363894A JPH0868796A JP H0868796 A JPH0868796 A JP H0868796A JP 20363894 A JP20363894 A JP 20363894A JP 20363894 A JP20363894 A JP 20363894A JP H0868796 A JPH0868796 A JP H0868796A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】自動化学分析機のノイズを抑えると共に小型化
及び低価格化を図ること。 【構成】複数の加熱装置12A〜12Cを一括して制御
する制御部10は、カウンタ16とCR回路20A〜2
0Cにより位相の異なる3角波を生成し、これと各加熱
装置のサーミスタ24A〜24Cにより得た温度により
電圧が上下する温度情報とをコンパレータ22A〜22
Cで比較し、その結果によりトランジスタ26A〜26
Cを制御することにより、各加熱装置のオンに切り替わ
るタイミングをずらす制御を行う。あるいは、コンパレ
ータの出力とカウンタ16の出力との論理積をとって上
記トランジスタにくわえることにより、各加熱装置のオ
ンである時間が重ならないような制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、血清や血漿、或いは尿
などの生体液試料を取り扱う自動化学分析機に係り、特
に、自動化学分析機が有する複数の加熱装置や冷却装置
の温度制御に関する。
【0002】
【従来の技術】血清や血漿、或いは尿などの生体液試料
を取り扱う自動化学分析機には、通常、複数の加熱装置
及び冷却装置が備えられている。例えば、図5は、従来
より知られた自動化学分析機の平面図であり、同図に於
いて、参照番号100はキュベット、102はキュベッ
トホイール、104はキュベットローダ、106A,1
06Bは試薬保冷庫、108A〜108Dはプローブ、
110はプローブ108A,Bの移送装置、112はプ
ローブ108Dの移送装置、114A,114Bは攪拌
棒、116はサンプラ部、118はサンプルホルダ、1
20は電解質測定ユニット、122はキュベット廃棄
部、124は洗浄カップである。このような自動化学分
析機では、キュベットホイール102が不図示の恒温槽
の上に位置し、キュベット100の下部が恒温槽内の恒
温液に浸漬した状態で恒温槽上を移動(回転)させるよ
うになっており、恒温液は、20乃至40℃、好ましく
は25乃至37℃のうちの所望の反応温度、例えば37
℃に保たれる。そのため、上記自動化学分析機では、図
示しない加熱装置が設けられている。また、上記試薬保
冷庫106A,106Bのための図示しない冷却装置が
それぞれ設けられている。
【0003】このように、自動化学分析機では、反応槽
を検査温度である37℃付近で一定温度に保つための加
熱装置、サンプルもしくは試薬を希釈する希釈水の加熱
装置、試薬を保存のために冷却する冷却装置、などが備
えられている。試薬の冷却装置は常に稼働し、反応槽の
加熱装置は当該自動化学分析機の稼働中のみ動作してい
る場合が多い。これらは、分注、検査、反応管の洗浄な
どの動作とは独立した制御系により制御されている。
【0004】ここで、一般的な制御方法である(比例)
制御方式について、図6の(A)及び(B)を用いて説
明する。同図の(A)に於いて、制御回路200は、加
熱装置(もしくは冷却装置)202の温度情報を白金抵
抗体などのセンサ(サーミスタ)204により取り入
れ、その信号をフィードバックして温度制御を行ってい
る。例えば、同図の(B)のように、制御回路200内
の3角波発生器206で3角波の信号208を作り出
し、これと温度により電圧が上下する信号210とをコ
ンパレータ212に入力している。このコンパレータ2
12の出力信号は、パルス信号214となる。そして、
この出力信号214をリレー216の入力端子に入力
し、加熱装置(もしくは冷却装置)202を制御するよ
うにしている。即ち、コンパレータ出力信号214がハ
イ状態にあるときには加熱装置もしくは冷却装置20
2、例えばヒータ218がオンとなり、ロー状態にある
ときにはオフとなる。なお、この図の回路は、202が
加熱装置の場合を示すものであり、202が冷却装置の
場合には、コンパレータ212の入力が+,−逆にな
る。従来は、個々の加熱装置もしくは冷却装置202
に、このような独立した制御回路200が付属し、個別
に制御されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】近年、自動化学分析機
の進歩とともに、分析機のサイズの小型化、コストダウ
ンが進められてきているが、サイズの小型化はあまりは
かどっていなかった。分析機のサイズを大きくしている
要素の一つに、トランスと電源があげられる。即ち、従
来の技術による加熱装置などの制御では、オン/オフの
タイミングが無制御なため、オンのタイミングが重なっ
たときには大きな電流が流れるようになっていた。加熱
及び冷却に消費される総電流量は、全ての負荷が同時に
オンになることを想定して、各加熱装置及び冷却装置の
消費電流量の足し合わせたものとしていた。そのため、
各負荷電流容量の総和の容量以上の電源トランス及び電
源を用意しなければならないという問題点があった。
【0006】また、自動化学分析機の動作状態には、分
析機の電源を立ち上げて検査可能状態になるまでの起動
状態、検査可能状態で検査待ちの検査待ち状態、検査中
の検査動作状態、等がある。分析機の消費電流及び電流
を消費する部分は、上記各動作状態で異なる。その中で
も、上記検査動作状態が、サンプル、試薬移送、反応槽
の回転などのためのモータ駆動のために、分析機全体の
消費電流が最も大きくなる状態であった。これまでの加
熱装置及び冷却装置の制御方法では、分析機全体の電力
容量はモータ等の他の負荷の電力容量に加熱装置及び冷
却装置の駆動電力容量を積み上げたものになってしまう
という問題点があった。
【0007】また、独立に複数の加熱装置及び冷却装置
を制御している場合、負荷のオンになるタイミングが重
なったときに、一度に大きな電流が急に流れるため、ノ
イズが発生するという問題点もあった。本発明は、上記
の点に鑑みてなされたもので、ノイズを抑えることがで
き、小型で且つ安価な自動化学分析機を提供することを
目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による自動化学分析機は、サンプルと試薬
とを反応させる反応槽を一定温度に保つための複数の加
熱装置又は試薬を冷却するための複数の冷却装置と、各
加熱装置又は冷却装置に一定間隔のパルス電力が供給さ
れ、そのパルスの幅の増減により温度制御が行われる自
動化学分析機に於いて、上記複数の加熱装置もしくは冷
却装置を一括して制御する制御部を設け、該制御部が、
上記複数の加熱装置もしくは冷却装置のオンに切り替わ
るタイミングが重ならないようにする第1の制御と、上
記複数の加熱装置もしくは冷却装置のオンである時間が
重ならないようにする第2の制御とのどちらかの制御を
行うようにしたことを特徴とする。
【0009】ここで、上記制御部は、当該自動化学分析
機のメインの制御部の命令を受けて、当該自動化学分析
機の動作状態に応じて上記第1の制御と第2の制御とを
切り替えることを特徴とする。
【0010】あるいは、上記制御部は、当該自動化学分
析機全体の消費電流値をモニタし、このモニタした消費
電流値が一定の閾値を越えたときに、上記第2の制御か
ら第1の制御に切り替えることを特徴とする。
【0011】
【作用】即ち、本発明の自動化学分析機によれば、複数
の加熱装置もしくは冷却装置を一括して制御する制御部
を設け、複数の加熱装置もしくは冷却装置のオンに切り
替わるタイミングが重ならないようにする(第1の制御
方法)か、複数の加熱装置もしくは冷却装置のオンであ
る時間が重ならないようにする(第2の制御方法)か、
のどちらかの制御を行う。第1の制御方法つまり各加熱
装置もしくは冷却装置のオンになるタイミングが重なら
ないように設定した場合には、複数の負荷に同時に電流
が流れ込み始めないため、加熱又は冷却装置へのトータ
ルの電流変化が抑えられ、ノイズが抑えられる。また、
第2の制御方法つまり各加熱又は冷却装置のオンである
タイミングが重ならないように設定した場合には、制御
する加熱又は冷却装置の内、最も電流容量の大きいもの
に合わせて電流容量を設定できる。その結果、加熱装置
及び冷却装置の内の最も電流容量の大きな装置に合わせ
て、トランス及び電源を設定することができるため、従
来より小さい容量の電源及びトランスで済む。
【0012】ただし、タイミングが重ならないように設
定した場合には、各加熱又は冷却装置のオンにできる時
間が短くなるため、制御しきれない場合が出てくる可能
性がある。そのため、上記制御部は、自動化学分析機の
メインCPUの命令を受けて、上記第1もしくは第2の
制御が、当該自動分析機の動作状態により切り替えられ
るようにしている。あるいは、上記制御部は、当該自動
化学分析機全体の消費電流値をモニタし、消費電流が一
定の閾値を越えたときに上記第2の制御から第1の制御
に切り替えられるようにしている。即ち、当該自動化学
分析機の動作状態又は当該自動化学分析機全体の消費電
流により、第1の制御方法と第2の制御方法とを切り替
えられるようにしている。このように、動作状態もしく
は全体の電流量により制御方法を切り替えられるように
したことにより、他のユニットでの電流消費が大きいと
きには、加熱又は冷却装置での電流消費を抑え、自動化
学分析機全体での電流消費を一定の閾値を越えないよう
に抑えられる。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を説明する前に、本発明の理
解を助けるために、本発明の適用される自動化学分析機
につき説明する。図5は、その平面図であり、同図に於
いて、参照番号100はキュベット、102はキュベッ
トホイール、104はキュベットローダ、106A,1
06Bは試薬保冷庫、108A〜108Dはプローブ、
110はプローブ108A,Bの移送装置、112はプ
ローブ108Dの移送装置、114A,114Bは攪拌
棒、116はサンプラ部、118はサンプルホルダ、1
20は電解質測定ユニット、122はキュベット廃棄
部、124は洗浄カップである。
【0014】キュベットホイール102は、不図示の恒
温槽と共に測光部を構成する。このキュベットホイール
102は、不図示の恒温槽の上に位置し、キュベット1
00の下部がこの恒温槽内の恒温液に浸漬した状態で恒
温槽上を移動(回転)させる。ここで、恒温液は、20
乃至40℃、好ましくは25乃至37℃のうちの所望の
反応温度、例えば37℃に保たれるもので、そのため、
図示しない加熱装置が設けられている。
【0015】キュベットローダ104は、次の分析のた
めのキュベットをキュベットホイール102に供給する
ためのものであり、キュベット廃棄部122は分析の終
了したキュベットを廃棄するためのものである。
【0016】試薬保冷庫106Aは、目的に応じた各種
第1試薬R1−1及びR1−2を図示せぬターンテーブ
ルによって回転自在に同心円状に保持された状態で収容
し、図示しない冷却装置により所定の温度に冷却され
る。
【0017】試薬保冷庫106Bは、第2試薬R2を収
容し、図示しない冷却装置により所定の温度に冷却され
る。ここで、試薬R2は、上記第1試薬の次に分注さ
れ、異なる反応段階を示す。場合によっては、第3試薬
も分注されて、これら試薬による各反応終了の結果が不
図示の比色測定手段(例えば、反応容器に光を投射し、
その透過光量から特定波長に関する吸光量ないし発光量
を受光するもの)で測定される。なお、上記試薬保冷庫
106A,106B内の各試薬は、公知の冷却手段によ
って、−5乃至10℃、好ましくは0乃至6℃のうちの
所望の保存用温度、例えば、4℃に恒温維持される。
【0018】プローブ108A,108Bは、移送装置
110により第1試薬保冷庫106Aに移動されて、保
冷庫内の図示せぬターンテーブルの回転により所定の吸
引位置に位置決めされた試薬容器から所望の第1試薬を
吸引する。その後、上記移送装置110によりキュベッ
トホイール102上に移動されて、キュベット100に
吸引してきた第1試薬を分注する。そして、攪拌棒11
4Aは、この第1試薬の分注後のキュベット100内の
試料を攪拌する。
【0019】プローブ108Dは、移送装置112によ
り第2試薬保冷庫106Bに移動され、さらにそこで
X,Y方向に移動されて試薬容器から所望の第2試薬を
吸引する。その後、上記移送装置112によりキュベッ
トホイール102上に移動されて、キュベット100に
対して吸引してきた第2試薬を分注する。そして、攪拌
棒114Bは、この第2試薬の分注後のキュベット10
0内の試料を攪拌する。
【0020】プローブ108Cは、キュベットホイール
102,サンプラ部116、及び電解質測定ユニット1
20に回転移動されるように構成され、まずサンプラ部
116からサンプルを吸引し、その後、キュベットホイ
ール102上に移動され、キュベットホイール102の
回転によりセットされる第1試薬が入っているキュベッ
ト100にその吸引してきたサンプルを分注する。そし
て、この分注されたサンプルは、試薬と反応し、その反
応結果が適宜のタイミングで比色測定される。あるい
は、サンプラ部116から吸引されたサンプルは、この
プローブ108Cにより電解質測定ユニット120に供
給され、電解質濃度をイオン選択性電極により測定され
る。この電解質ユニット120は、複数種類のイオン選
択性電極をフローセルの途中に配置するものとする。ま
た、サンプラ部116のサンプルホルダ118は、スネ
ークチェーンで複数のサンプルを順次移送するものであ
る。
【0021】そして、洗浄カップ124は、上記プロー
ブ108A〜108D及び攪拌棒114A,114Bを
洗浄するためのものである。以下、図面を参照して、本
発明の実施例を説明する。
【0022】(第1実施例)図1は、本発明の第1実施
例に係る自動化学分析機に於ける複数の加熱及び/又は
冷却装置の制御部10の回路構成を示す図である。ただ
し、この図は、3個の加熱装置12A,12B,12C
を有する場合を示している。
【0023】パルス発生器14の出力端子は、カウンタ
16に接続されている。このカウンタ16の3個の出力
端子はそれぞれホトカプラ18のホトカプラ素子18
A,18B,18Cの対応する一つに接続されている。
ホトカプラ18の3個の出力端子はそれぞれ対応するC
R回路20A,20B,20Cを介して、対応するコン
パレータ22A,22B,22Cの+入力端子に接続さ
れている。これらコンパレータ22A,22B,22C
の−入力端子は、対応する加熱装置12A,12B,1
2Cに設けられたサーミスタ24A,24B,24Cに
接続されている。そして、これらコンパレータ22A,
22B,22Cの出力端子は、対応するトランジスタス
イッチ26A,26B,26Cを介して、加熱装置12
A,12B,12C内の不図示ヒータに接続されてい
る。
【0024】次に、このような構成に於ける動作を説明
する。パルス発生器14は、図中に示すようなパルス波
を発生する。このパルス波を受けるカウンタ16は、3
進数でカウントするように設定されており、図中に示す
ような3個の位相のずれたパルス波を出力する。これら
のパルス波は、ホトカプラ18のホトカプラ素子18
A,18B,18Cに入力される。これらホトカプラ素
子18A,18B,18Cのコレクタには共に+5Vが
印加されており、エミッタから出力されるパルス波形
は、対応するCR回路20A,20B,20Cにより図
中に示すような3角波に変換される。このようなCR回
路20A,20B,20Cの出力と、サーミスタ24
A,24B,24Cの抵抗回路28の出力とがコンパレ
ータ22A,22B,22Cに入力され、比較された信
号が図中に参照番号30A,30B,30Cで示すよう
に出力される。この信号30A,30B,30Cを、ト
ランジスタ26A,26B,26Cのベースに入力す
る。これらトランジスタ26A,26B,26Cのエミ
ッタはGNDに接続しておき、また、コレクタを電源
(+24V)に接続された加熱装置12A,12B,1
2Cに接続しておく。その結果、各加熱装置12A,1
2B,12Cがオンになるタイミングは、信号波形30
A,30B,30Cで示すようになり、各加熱装置のオ
ンに切り替わるタイミングがずれる制御になる。
【0025】また、コンパレータ22A,22B,22
Cとトランジスタ26A,26B,26Cとの間に、回
路を追加することにより、各加熱装置12A,12B,
12Cのオンである時間が重ならない制御とすることが
できる。即ち、例えば加熱装置12Aについては、図2
に示すように、AND回路32Aによりコンパレータ2
2Aの出力信号とカウンタ16の出力端子1からのパル
ス波との論理積をとって、トランジスタ26Aのベース
に入力するような回路にする。他の加熱装置12B及び
12Cについても同様に、対応するコンパレータ出力と
カウンタ出力との論理積をとることにより、結果とし
て、各加熱装置12A,12B,12Cのオンになるタ
イミングは、同図に参照番号34A,34B,34Cで
示すように、各加熱装置のオンである時間が重ならない
ような制御になる。
【0026】なお、上記図1又は図2の回路構成で、A
C100Vの負荷を制御したい場合には、トランジスタ
26A,26B,26Cを固体リレー(SSR)に替え
れば良い。
【0027】また、上記オンである時間が重ならない制
御にする場合には、加熱装置に流れる電流のピーク値は
上記3個の加熱装置のうちの最も電流容量の大きい物の
電流ピーク値となる。よって、この最も電流容量の多い
加熱装置の電流容量を、これら3個の加熱装置に電流を
供給する不図示電源の電流容量としてやれば良いことに
なる。
【0028】(第2実施例)次に、本発明の第2実施例
を説明する。本実施例は、上記各加熱装置のオンになる
タイミングのずれる制御と、各加熱装置のオンである時
間の重ならない制御とを選択的に切り替えられるように
したものである。
【0029】即ち、図3に示すように、例えば加熱装置
12Aに関しては、図2に示した回路に於けるAND回
路32Aの一方の入力側にOR回路36Aを設け、対応
するカウンタ16の出力端子1からのパルス波と不図示
のメインの制御系からの切り替え信号との論理和をとっ
た結果をAND回路32Aに入力する。他の加熱装置1
2B,12Cについても同様の構成とする。
【0030】このような構成とすれば、メインの制御系
からの切り替え信号としてハイを入力すれば各加熱装置
のオンになるタイミングのずれる制御となり、ローを入
力すれば各加熱装置のオンである時間の重ならない制御
となる。この場合、メインの制御系は、当該自動化学分
析機の動作状態に応じて、切り替え信号をハイ又はロー
とする。例えば、当該分析機全体の電力消費の比較的小
さい、起動状態や検査待ち状態の時には、加熱装置のオ
ンである時間をずらす制御にし、分析機全体の消費電力
の大きい検査動作状態の時には、加熱装置のオンに切り
替わるタイミングをずらす制御にする。このようにして
おけば、分析動作中の消費電力が抑えられ、自動化学分
析機全体の電力容量を下げることができる。
【0031】(第3実施例)次に、本発明の第3実施例
について説明する。本実施例は、当該自動化学分析機全
体の消費電流値をモニタして、上記各加熱装置のオンに
なるタイミングのずれる制御と、各加熱装置のオンであ
る時間の重ならない制御とを選択的に切り替えられるよ
うにしたものである。
【0032】即ち、図4に示すように、当該自動化学分
析機の分注、検査、反応管の洗浄などの実際の動作を行
う本体装置38の電源40の入力の手前に、電流計42
が設けられている。この電流の情報は、電圧として得ら
れるようになっている。一方、分圧器44により電流容
量の閾値を設定し、この閾値と実際の電流との比較器4
6を設けている。比較器46は、実際の電流値が閾値を
越えたときにはハイを出力し、実際の電流値が閾値より
小さいときにはローを出力する。そして、この比較器4
6の出力を、上記第2実施例のOR回路36A(36
B,36C)の入力端子に入力する。
【0033】即ち、実際の電流値が閾値より大きい時に
は、各加熱装置のオンになる時間が重ならない制御とな
り、小さい時には、オンになるタイミングがずれる制御
になる。
【0034】自動化学分析機の実際の動作の中では、前
述のように検査動作中の分注、攪拌、反応管の移送等の
モータ動作中に特に電流量が増加する。電流の消費が大
きい場合には、当該自動化学分析機の動作周期に同期し
て、加熱装置の制御が切り替わることになる。このよう
な制御をすれば、ソフトウェアで細かい制御をすること
なしに、温度制御の上記2つの制御方法を細かく切り替
えることができる。
【0035】さらに、自動化学分析機全体の電流をモニ
タし、一定の閾値を越えたときには、加熱装置もしくは
冷却装置への電流供給を停止するような制御をさせても
良い。
【0036】なお、上記第1乃至第3実施例は、加熱装
置を3個有する場合を例に説明したが、本発明はこれに
限定されず、加熱装置が複数であれば何個であっても良
い。また、加熱装置の代わりに、あるいは加熱装置に加
えて、複数の冷却装置についても同様の温度制御部が適
用できる。ただしこの場合は、コンパレータの入力の
+,−を入れ換えることが必要である。
【0037】以上のように、本発明により、各加熱装置
又は冷却装置のオンに切り替わるタイミングが重ならな
いように設定されているため、複数の負荷に同時に電流
が流れ込み始めないため、複数の加熱又は冷却装置への
トータルの電流変化が抑えられ、ノイズが抑えられる。
【0038】また、各加熱又は冷却装置のオンであるタ
イミングが重ならないように設定した場合には、制御す
る複数の加熱又は冷却装置の内、最も電流容量の大きい
ものに合わせて電流容量を設定できるため、従来より小
さい容量の電源で済み、電源及びトランスを小型化、低
価格化でき、ひいては自動化学分析機全体の小型化、原
価削減を進めることができる。
【0039】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
ノイズを抑えることができ、小型で且つ安価な自動化学
分析機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の自動化学分析機に於ける
加熱装置又は冷却装置の温度制御用の制御部の回路構成
図である。
【図2】第1実施例の変形例を説明するための回路図で
ある。
【図3】本発明の第2実施例の自動化学分析機に於ける
加熱装置又は冷却装置の温度制御用の制御部の特徴部を
取出して示す回路図である。
【図4】本発明の第3実施例の自動化学分析機に於ける
加熱装置又は冷却装置の温度制御用の制御部の特徴部を
取出して示す回路図である。
【図5】本発明の適用される現状の自動化学分析機の平
面図である。
【図6】従来の自動化学分析機に於ける加熱装置又は冷
却装置の温度制御技術を説明するための回路図及び波形
図である。
【符号の説明】
10…制御部、12A〜12C…加熱装置、14…パル
ス発生器、16…カウンタ、18…ホトカプラ、20A
〜20C…CR回路、22A〜22C…コンパレータ、
24A〜24C…サーミスタ、26A〜26C…トラン
ジスタ、28…抵抗回路、32A…AND回路、36A
…OR回路、40…電源、42…電流計、46…比較
器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05D 23/19 H 23/24 N H

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンプルと試薬とを反応させる反応槽を
    一定温度に保つための複数の加熱装置又は試薬を冷却す
    るための複数の冷却装置と、各加熱装置又は冷却装置に
    一定間隔のパルス電力が供給され、そのパルスの幅の増
    減により温度制御が行われる自動化学分析機に於いて、 前記複数の加熱装置もしくは冷却装置を一括して制御す
    る制御部を設け、該制御部が、前記複数の加熱装置もし
    くは冷却装置のオンに切り替わるタイミングが重ならな
    いようにする第1の制御と、前記複数の加熱装置もしく
    は冷却装置のオンである時間が重ならないようにする第
    2の制御とのどちらかの制御を行うようにしたことを特
    徴とする自動化学分析機。
  2. 【請求項2】 前記制御部は、当該自動化学分析機のメ
    インの制御部の命令を受けて、当該自動化学分析機の動
    作状態に応じて前記第1の制御と第2の制御とを切り替
    えることを特徴とする請求項1に記載の自動化学分析
    機。
  3. 【請求項3】 前記制御部は、当該自動化学分析機全体
    の消費電流値をモニタし、このモニタした消費電流値が
    一定の閾値を越えたときに、前記第2の制御から第1の
    制御に切り替えることを特徴とする請求項1に記載の自
    動化学分析機。
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