JPH09189705A - 自動分注装置の液面検出方法及び液面検出装置 - Google Patents

自動分注装置の液面検出方法及び液面検出装置

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JPH09189705A
JPH09189705A JP349196A JP349196A JPH09189705A JP H09189705 A JPH09189705 A JP H09189705A JP 349196 A JP349196 A JP 349196A JP 349196 A JP349196 A JP 349196A JP H09189705 A JPH09189705 A JP H09189705A
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JP
Japan
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liquid level
air hose
tip
sample cartridge
air
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Application number
JP349196A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Satake
利明 佐竹
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Olympus Corp
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Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、装置の低コスト化と調整時間の短
縮を図ることが可能な自動分注装置の液面検出方法を提
供する。 【解決手段】 吸引ポンプ2に連接されたエアホース3
の先端に装着されたディスポーザブルチップ9を、検体
カートリッジ1内に挿入し、所定量の液体試料を吸採取
する自動分注装置における液面検出方法で、エアホース
3内に予め空気を吸引しておく工程と、ディスポーザブ
ルチップ9を検体カートリッジ1の上方に移動させる工
程と、エアホース3内に吸引した空気を吐出させながら
ディスポーザブルチップ9を検体カートリッジ1内の液
面に向かって下降させる工程と、ディスポーザブルチッ
プ9が液面に向かっている時のエアホース3の内圧を基
準とし、検体カートリッジ1内の液面を検出したときの
急峻な圧力変化のみを確認する工程と、この確認結果に
基づきディスポーザブルチップ1の先端が液面に到達し
たと判定する工程とを含むものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術の分野】本発明は、自動分注装置の
液面検出方法及び液面検出装置に関し、特に吸引ポンプ
に連接されたエアホース先端に装着されたチップを検体
カートリッジ内に挿入し、所定量の液体試料を吸採取す
る場合の自動分注装置の液面検出方法及び液面検出装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の自動分注装置における液面検出方
法は、図4に示すように、吸引ポンプ10とノズルチッ
プ14とを連通するエアホース12の途中に圧力センサ
18を接続し、吸引中のエアホース12の内圧力変化を
圧力センサ18により検出して微小電圧に変換し、DC
アンプ20、リミッタ22を介してA/D(アナログ/
ディジタル)コンバータ24に入力し、A/Dコンバー
タ24から変換値を液体検出ニニット26に送って、液
体検出ニニット26により、自動分注装置における検体
チューブ16内の液面検出を認識して、この液面検出ユ
ニット26がノズルチップ14の下降を停止させ、か
つ、吸引ポンプ10の駆動をストップさせるノズル/ポ
ンプ信号を送出するとともに、液面を検出したことを示
す検出結果をMPU(マイクロ・プロセッサ・ユニッ
ト)28に送るようになっている。尚、MPU28は、
液面検出ニニット26に対して液面検出の制御を行うコ
マンドを送出し、また、液面検出ニニット26は、A/
Dコンバータ24のチャンネルを指定するCH信号(チ
ャンネル指定信号)を送出するようになっている。
【0003】一般的に、上述した構成による液面検出方
法では、エアホース12内を通してノズルチップ14か
ら空気を吐出しながらこのノズルチップ14を検体チュ
ーブ16内に下降させて行き、ノズルチップ14の先端
が液面に触れて閉塞状態になることによって急上昇する
エアホース12の内圧が圧力センサ18の抵抗変化とな
りDCアンプ20、リミッタ22を経て電圧に変換さ
れ、その電圧が液体検出ユニット26で予め設定された
電圧を超えた時に液面を検出したと判断している。
【0004】このとき、液面検出精度を下げる外的要因
である周囲温度変化による内圧の変動、ノズル径のばら
つき等のため、前記ノズルチップ14の空気の吐出口の
面積が変わることによる内圧の変動等を打ち消すよう
に、前記液面検出ユニット26によりノズルチップ14
の下降中のエアホース12の内圧をサンプリングしてお
き、オフセットをかけて液面検出精度を上げている。
【0005】
【発明が解決しとようする課題】しかしながら、上記の
方法ではノズルチップ14の下降中にエアホース内圧を
サンプリングするために高価な複数ビットのA/Dコン
バータ24を用いることが不可欠であり、かつ複雑な回
路を組む必要があった。
【0006】また、液面検出レベルを液面検出ユニット
26内の抵抗等を調整して決定し、MPU28に組み込
んだプログラムでオフセットレベルを決定するため、搭
載時に液面検出レベルとオフセットレベルとの調整をす
る必要があった。
【0007】このため従来技術においては、液面検出装
置のコストが高くなり、また、液面検出のための段取り
時の調整箇所が2箇所あるため調整に要する時間が長い
という課題があった。
【0008】本発明は、前記従来の課題に鑑みて、装置
の低コスト化と調整時間の短縮を図ることが可能な自動
分注装置の液面検出方法及び液面検出装置を提供を目的
とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
吸引ポンプに連接されたエアホース先端に装着されたチ
ップを、検体カートリッジ内に挿入し、所定量の液体試
料を吸採取する自動分注装置における液面検出方法にお
いて、前記エアホース内に予め空気を吸引しておく工程
と、前記チップを検体カートリッジの上方に移動させる
工程と、前記エアホース内に吸引した空気を吐出させな
がら前記チップを検体カートリッジ内の液面に向かって
下降させる工程と、前記チップが液面に向かっている時
のエアホース内圧を基準とし、検体カートリッジ内の液
面を検出したときの急峻な圧力変化のみを確認する工程
と、この確認結果に基づき前記チップ先端が液面に到達
したと判定する工程とを含むことを特徴とするものであ
る。
【0010】請求項2記載の発明は、吸引ポンプに連接
されたエアホース先端に装着されたチップを、検体カー
トリッジ内に挿入し、所定量の液体試料を吸採取する自
動分注装置における液面検出装置において、前記エアホ
ース内の空気の吸引吐出を行う吸引ポンプと、前記チッ
プを検体カートリッジに対して上昇及び下降させる駆動
手段と、前記エアホース内圧を検出する圧力センサと、
前記チップが前記エアホース内に吸引した空気を吐出さ
せながら検体カートリッジの液面に向かっている時に圧
力センサにより検出されるエアホース内圧に対応する電
圧を基準とし、前記チップが検体カートリッジの液面に
達した時の圧力センサにより検出されるエアホース内圧
の急峻な圧力変化に対応する急俊な電圧変動分のみを出
力する微分回路と、この微分回路から出力される急俊な
電圧変動分に基づき液面確認信号を生成するとともに、
前記チップ及び吸引ポンプを停止制御するTTL1個構
成のAD変換回路とを有することを特徴とするものであ
る。
【0011】上述した構成の液面検出装置を用いた液面
検出方法について以下に説明する。
【0012】この液面検出装置による液面検出方法は、
前記吸引ポンプによりエアホース内を通してチップの先
端から空気を吐出しながらこのチップを駆動手段により
検体カートリッジ内に向けて下降させて行き、下降開始
からチップの先端が検体カートリッジ内の液面に触れる
までのエアホース内の圧力変化を圧力センサにより検出
して電圧に変換し、微分回路により時間で微分した電圧
出力を微分回路で監視し、前記チップ先端が検体カート
リッジ内の液面に触れて閉塞状態になり、吐出していた
空気が吐出されなくなることによるエアホース内圧の急
上昇したときの圧力変化に対応する電圧を微分回路によ
り微分出力して、この微分出力レベルがあらかじめAD
変換回路で設定されたTTLレベルを超えた場合に前記
AD変換回路によりチップが液面に到達したと判定して
液面確認信号を生成するとともに、前記チップ及び吸引
ポンプを停止制御するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。
【0014】(構成)図1に本実施の形態の構成を示
す。図1に示す自動分注装置の液面検出装置は、エアホ
ース3の先端に着脱可能に嵌め込んだチップであるディ
スポーザブルチップ9を具備している。エアホース3の
後端には、ポンプユニットである吸引ポンプ2を装着し
ている。前記ディスポーザブルチップ9は、検体カート
リッジ1の上方に配置され、上方から検体カートリッジ
1の内部まで移動可能な駆動手段(図示せず)に搭載さ
れている。
【0015】また、前記エアホース3は、途中から分岐
しており、その分岐部の先端には圧力センサ4を取り付
けている。この圧力センサ4からの電圧出力は、電圧レ
ベルを可変するDC(直流)アンプ5、前記DCアンプ
5の電圧出力のDC成分を除去する微分回路6、TTL
(Transistor Transistor Lo
gic)1個で構成された簡略な構成のA/D変換回路
7を経てMPU(ホストMPU)8に送られるようにな
っている。
【0016】(作用)次に、上述した構成の液面検出装
置による液面検出方法について、図2、図3をも参照し
て説明する。
【0017】まず、吸引ポンプ2を駆動して、ディスポ
ーザブルチップ9内の空気を吸引し、エアーホース3の
内圧を大気圧レベルに保持する。そして、駆動手段、例
えば図示しない所定のアクチユェータによって、ディス
ポーザブルチップ9を検体カートリッジ1の上方に向け
て移動させる。
【0018】この状態から、吸引ポンプ2を駆動して、
ディスポーザブルチップ9の先端から吸引している空気
を吐出させながら、このディスポーザブルチップ9の検
体カートリッジ1の液面に向けての下降を開始する。即
ち、予め、吸引ポンプ2によりディスポーザブルチップ
9の先端から空気を吸引しておき、ディスポーザブルチ
ップ9が分注動作を行うために駆動手段による駆動によ
り下降し始めると同時に吸引ポンプ2により空気の吐出
を始める。
【0019】前記ディスポーザブルチップ9が下降中
は、圧力センサ4の検出圧力は図2に示すように大気圧
に対して正の出力変動を起こしながら推移していく。
【0020】ディスポーザブルチップ9が検体カートリ
ッジ1内の液面に到達すると同時に、このディスポーザ
ブルチップ9の空気の吐出路内が閉塞状態になるので、
ディスポーザブルチップ9から空気が吐出されなくな
り、この結果、圧力センサ4は図2に示すようにエアー
ホース3内の急峻な圧力変化を検出し、この後気泡発生
のため変動する。この時、前記DCアンプ5の電圧出力
には図3に示すように急峻な電圧変動が現れる。
【0021】このDCアンプ5の電圧変動のレベルは、
DCアンプ5のゲインを調整して液面を検出したときに
AD変換回路7にTTLレベルのオン電圧であるDC
1.4(V)が入力される様に予め調整しておく。
【0022】前記DCアンプ5からの電圧出力は、微分
回路6を通してDC成分と緩やかな電圧変動分の除去を
行い、エアーホース3の内圧を基準とした急峻な出力電
圧変動のみをA/D変換回路7へ伝える。微分回路6の
電圧出力には、図3に示すように急峻な電圧変動のピー
ク波形が現れる。
【0023】A/D変換回路7は、ディスポーザブルチ
ップ9の先端が液面に到達したと判定する工程として、
このピーク波形の波高値がTTLレベルであるDC1.
4(V)以上になると、MPU8に液面確認信号を送
り、同時にディスポーザブルチップ9の下降停止、吸引
ポンプ2の駆動停止を指示するノズル/ポンプ信号を出
力する。
【0024】(効果)本実施の形態によれば、微分回路
6を用いてDC成分を除去するため、微分回路6の微分
出力は図3に示すようになり、ディスポーザブルチップ
9の下降中の温度変動による変動等緩やかな電圧変動は
DC成分としてカットされるので安定した微分出力が得
られる。
【0025】これにより、検体カートリッジ1の液面検
出を安定して実行可能となる。また、ディスポーザブル
チップ9の下降中にエアホース3内の圧力変動を電圧変
動としてサンプリングする要素、工程が必要がない。即
ち、液面検出の工程を短縮でき、サンプリングするため
の複雑な回路が不要になる。
【0026】さらに、液面検出レベルの設定は、A/D
変換回路7へ入力される電圧の波高値Pを液面を検出し
た時にTTLレベルであるDC1.4(V)に設定する
だけでよいため、自動分注装置を設置するときにDCア
ンプ5の出力レベルを最適なゲインに調整しておけば調
整は1回で済む利点もある。
【0027】尚、試料の吸採取の度毎に交換する必要が
無い場合には、上述したディスポーザブルチップ9の代
りに従来例のようなノズルチップを用いることもでき
る。
【0028】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、エアホー
ス内の圧力変動をサンプリングする工程が不要となり、
装置自体の低コスト化と調整時間の短縮を実現すること
ができる自動分注装置の液面検出方法を提供できる。
【0029】請求項2記載の発明によれば、微分回路
と、TTL1個構成のAD変換回路とを用いた簡略な構
成で装置自体の低コスト化と調整時間の短縮を実現する
ことができる自動分注装置の液面検出装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の液面検出装置を示す概略
ブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態の液面検出装置における圧
力センサの検出圧力を示す特性図である。
【図3】本発明の実施の形態の液面検出装置における微
分回路の出力を示す特性図である。
【図4】従来の液面検出装置を示す概略ブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 検体カートリッジ 2 吸引ポンプ 3 エアホース 4 圧力センサ 5 DCアンプ 6 微分回路 7 A/D変換回路 8 MPU 9 ディスポーザブルチップ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吸引ポンプに連接されたエアホース先端
    に装着されたチップを、検体カートリッジ内に挿入し、
    所定量の液体試料を吸採取する自動分注装置における液
    面検出方法において、 前記エアホース内に予め空気を吸引しておく工程と、 前記チップを検体カートリッジの上方に移動させる工程
    と、 前記エアホース内に吸引した空気を吐出させながら前記
    チップを検体カートリッジ内の液面に向かって下降させ
    る工程と、 前記チップが液面に向かっている時のエアホース内圧を
    基準とし、検体カートリッジ内の液面を検出したときの
    急峻な圧力変化のみを確認する工程と、 この確認結果に基づき前記チップ先端が液面に到達した
    と判定する工程と、 を含むことを特徴とする自動分注装置の液面検出方法。
  2. 【請求項2】 吸引ポンプに連接されたエアホース先端
    に装着されたチップを、検体カートリッジ内に挿入し、
    所定量の液体試料を吸採取する自動分注装置における液
    面検出装置において、 前記エアホース内の空気の吸引吐出を行う吸引ポンプ
    と、 前記チップを検体カートリッジに対して上昇及び下降さ
    せる駆動手段と、 前記エアホース内圧を検出する圧力センサと、 前記チップが前記エアホース内に吸引した空気を吐出さ
    せながら検体カートリッジの液面に向かっている時に圧
    力センサにより検出されるエアホース内圧に対応する電
    圧を基準とし、前記チップが検体カートリッジの液面に
    達した時の圧力センサにより検出されるエアホース内圧
    の急峻な圧力変化に対応する急俊な電圧変動分のみを出
    力する微分回路と、 この微分回路から出力される急俊な電圧変動分に基づき
    液面確認信号を生成するとともに、前記チップ及び吸引
    ポンプを停止制御するTTL1個構成のAD変換回路
    と、 を有することを特徴とする自動分注装置の液面検出装
    置。
JP349196A 1996-01-12 1996-01-12 自動分注装置の液面検出方法及び液面検出装置 Pending JPH09189705A (ja)

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