JPH10197539A - 液面検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ノズルを液面検出電極の一方として用いる場合
に、外来ノイズによる影響を排除でき液面検出時の振動
発生を防止できる液面検出装置を提供する。 【解決手段】自動分析装置における試料や試薬を分注す
るプローブのノズル１１は、液面検出電極を兼ねてい
る。ピペットプローブ１０では、外来ノイズを防止する
ためのシールド部材１２がノズル１１の外周囲に配置さ
れ、両者はリング状スペーサ部材２１〜２３で離間され
る。シールド部材には貫通孔１８を設け、ここから接着
剤を注入してスペーサ部材２３とシールド部材１２を接
合し、ノズル１１と一体化する。ノズルとシールド部材
の間の環状間隙には空気室２６，２７が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器内に収容され
た液体の液面検出装置に係り、特に、自動分析装置にお
ける、試料容器内の試料液の液面、または試薬容器内の
試薬の液面を検出するに好適な液面検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液や尿などの生体液は、反応容器内で
その生体液試料と試薬とを反応させて反応液を各種の測
定手段により測定する自動分析装置を用いて含有分析項
目が分析検査されることが多い。この種の自動分析装置
では、試料及び試薬をそれぞれに対応するピペットプロ
ーブにより試料容器や試薬容器からなる液体容器から反
応容器へ分注される。

【０００３】ピペットプローブ内に液体を吸入する際
に、プローブが液面下に侵入される深さは極力小さくな
るよう下降動作が制御される。自動分析装置に採用され
た液面検出装置の例として、特公平6−7112 号公報及び
特公平6−3395 号公報が知られている。これらの従来技
術では、液体吸入用のノズルが一方の液面検出電極を兼
ねており、液体容器の収容体が他方の液面検出電極とし
て構成され、ノズルが液面に接触したときの両電極間の
静電容量の変化に基づいて液体容器内の液面を検出す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術を利
用して分注すべき液体の液面を検出する場合には、静電
容量に対する外来ノイズの影響を防止しなければ実用化
できないという問題がある。外来ノイズの影響を除去す
るためにピペットノズルの外周囲を単にシールド部材で
被ってプローブを構成した場合には、電極間への高周波
電圧の印加に伴って振動が発生し、高い液面検出感度が
得られないことが発明者らの実験により判明した。

【０００５】本発明の目的は、液面検出時のプローブの
振動発生を防止でき、プローブにシールド部材を簡易に
取り付けることができる液面検出装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、液体容器内の
液体を吸入するためのプローブの昇降動作に伴って液面
を検出する液面検出装置において、昇降されるプローブ
は、液面検出電極を兼ねた液体吸入用ノズルと、該液体
吸入用ノズルの外周囲を被う導電性の管状のシールド部
材と、液体吸入用ノズルとシールド部材との間に環状の
間隙を形成するための絶縁性の複数のスペーサ部材とを
具備し、管状のシールド部材の途中に貫通孔を形成し、
該貫通孔に対応する箇所にスペーサ部材を配置し、貫通
孔から注入された接着剤によりスペーサ部材とシールド
部材が接合されるように構成したことを特徴とする。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１，図３，図４を参照して本発
明の実施例を説明する。図２は分注用ピペットプローブ
の比較例を示す図である。図１は液面検出装置の全体を
示す概略構成図である。

【０００８】図１において、液体分注用のピペットプロ
ーブ１０は、一方の液面検出電極を兼ねた液体吸入用の
ノズル１１と、そのノズル１１の外周囲を被うように配
設された管状のシールド部材１２を備えている。シール
ド部材１２の長さはノズル１１の長さより短く、ノズル
１１の下方の先端はシールド部材１２の下端から突出す
るように取り付けられており、ノズル１１が液体の液面
に接触した際にシールド部材１２は液体に接触しないよ
うに構成されている。シールド部材１２は、アース線１
３を介して接地されている。

【０００９】ノズル１１は、可撓性チューブ１０２を介
して分注用ポンプとして機能するピストン往復動式のシ
リンジ１０３に接続されている。ノズル１１及びシール
ド部材１２は、それぞれステンレス鋼の如き導電性の耐
蝕性材料で作られる。ピペットプローブ１０は上下動及
び旋回可能な可動アーム１４に取り付けられ、この可動
アーム１４がモータ１０５によって駆動される昇降機構
１０６により昇降される。試料液又は試薬液を収容した
液体容器１０７は、アース線１５を介して接地されてい
る導電性材料からなる容器収容体１０８上に収容されて
いる。容器収容体１０８は、ターンテーブル上に形成さ
れており、多数の液体容器を円環状に載置でき、各液体
容器１０７は、液体吸入位置にターンテーブルの回転に
よって位置づけられるように構成される。容器収容体１
０８は他方の液面検出電極として機能し、ノズル１１と
容器収容体１０８の間に高周波電圧が印加される。

【００１０】ノズル１１はリード線１６を介して静電容
量測定部１０９に接続され、容器収容体１０８はリード
線１７を介して静電容量測定部１０９に接続される。液
体容器１０７が液体吸入位置に位置づけられると、コン
ピュータ１０４の制御により可動アーム１４が降下され
る。ノズル１１の先端が液体容器１０７内に侵入し試料
液又は試薬液の液面に接触すると、静電容量の変化が静
電容量測定部１０９から液面検出部１１０に出力され
る。液面検出部１１０がコンピュータ１０４に液面検出
信号を送ると、コンピュータ１０４はモータ１０５を停
止させ、ノズル１１の下降動作を停止する。

【００１１】ノズル１１の停止後にシリンジ１０３が吸
引動作をし、ノズル１１内に所定容量の液体を吸入す
る。続いて昇降機構１０６の動作によりノズル１１が引
き上げられ、可動アーム１４が旋回されノズル１１が反
応容器上に位置づけられる。次いでノズル１１が降下さ
れ、反応容器内にノズル１１内に保持していた液体を吐
出する。その後ノズル１１の内面及び外表面が洗浄さ
れ、再び図１の状態に復帰される。次に分注されるべき
液体があれば、以上の動作が繰り返される。

【００１２】図１の液面検出装置に採用されているピペ
ットプローブ１０を説明するのに先立って、比較例とし
てのピペットプローブの構成を図２を用いて説明する。
液体吸入用のノズル１１の外周囲には管状のシールド部
材１２が配置され、上方のスペーサ部材２１と下方のス
ペーサ部材２２によりノズル１１とシールド部材１２の
間に環状の間隙を形成する。スペーサ部材２１，２２は
絶縁性材料からなる。そして、環状間隙には接着剤２０
５が充填されている。

【００１３】このような吸引用のプローブ２００では、
熱硬化性の接着剤２０５が細長い間隙に封止されるた
め、長時間の硬化処理を行っても内部の接着剤が十分に
硬化されないものがある。このプローブ２００を液面検
出装置に用いると、環状間隙部を介してのノズル１１と
シールド部材１２との間の固定状態が不十分なため、振
動の発生を防止できない。振動を生ずるプローブは実用
に供することができないので、製作上の歩留まりが低
い。また、図２の例では、環状間隙部全体に接着剤が満
たされているので、図３又は図４の例に比較してプロー
ブ２００自体の静電容量が著しく大きくなり、その結
果、静電容量の変化に基づく液面検出感度が低い。

【００１４】図３は、図１の液面検出装置に採用した液
体分注用のピペットプローブの一例を示す図である。液
体吸入用のノズル１１を中心として、円筒管状のシール
ド部材１２が外来ノイズの影響を除去するために配置さ
れる。ノズル１１には、上方のスペーサ部材２１及び下
方のスペーサ部材２２の他に振動防止用の中間のスペー
サ部材２３がノズル１１の中程に固着されている。３個
のスペーサ部材が固着されたノズル１１を管状のシール
ド部材１２に挿通し、図３の如く配置することによって
ピペットプローブ１０を構成する。各スペーサ部材はリ
ング状の絶縁材料からなる。このピペットプローブ１０
には、スペーサ部材２１，２２，２３によって仕切られ
た二つの円環状の空気室２６，２７が形成される。

【００１５】ノズル１１の外側を包囲するシールド部材
１２には、スペーサ部材２３に対応する位置に貫通孔１
８が形成される。このシールド管に形成された貫通孔１
８の直径は、スペーサ部材２３の長さより短い。上方及
び下方のスペーサ部材２１，２２は外から接着剤を注入
することによりシールド部材１２の内壁面と接合され
る。これに対し、中間のスペーサ部材２３は、貫通孔１
８から接着剤を流し込むことによりシールド部材１２の
内壁面と接合される。貫通孔１８から接着剤を注入する
と接着剤はスペーサ部材２３の外周囲とシールド部材１
２の内壁面との隙間に入り込み、接着剤の硬化に伴って
スペーサ部材２３とシールド部材１２を固定するように
接合し、プローブ全体を一体化する。

【００１６】図３の如きピペットプローブ１０の製作に
は、接着剤の使用量が少なく、硬化に要する時間も短く
て済むので、製作時の作業時間が短縮される。貫通孔１
８から流し込まれる接着剤は大気と接触容易なので、接
着剤が確実に硬化してスペーサ部材２３とシールド部材
１２が強固に固定される。この結果、液面検出動作に伴
ってピペットプローブ１０に振動が発生することを排除
できる。また、ピペットプローブ１０には空気室２６，
２７が形成されるので、プローブ自体の静電容量を小さ
く保つことができ、液面検出感度が図２の例に比べて格
段に向上する。図４は、本発明を適用した液体分注用の
ピペットプローブの他の例を示す図である。液体吸入用
のノズル１１に固着されている上方のスペーサ部材２１
と下方のスペーサ部材２２の間に、中間のスペーサ部材
２４，２５がノズル１１に固着されている。管状のシー
ルド部材１２の途中には、スペーサ部材の長さより小さ
い直径を有する貫通孔１９，２０が形成される。これら
の貫通孔１９，２０の位置は、スペーサ部材２４，２５
の位置に対応している。シールド部材１２とノズル１１
の間には、スペーサ部材によって仕切られた複数の空気
室２８，２９，３０が形成される。このようなピペット
プローブ１０の製作方法は図３の場合と同様である。

【００１７】図３及び図４の例では、ノズル１１とシー
ルド部材１２の二重の円筒管構造になっているが、多角
筒の二重管にすることもできる。また、図１の容器収容
体１０８は内周側の側壁と外周側の側壁を有するが、側
壁は一方だけでもよく、あるいは部分的にあってもよ
い。

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、液面検出時のプローブ
の振動発生を防止できると共に、簡易な構成で外来ノイ
ズの影響を排除できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した液面検出装置の全体構成を示
す概略図。

【図２】分注用ピペットプローブの比較例を示す断面
図。

【図３】図１の装置に適用されるピペットプローブの一
例を示す図であり、（ａ）は断面図であり（ｂ）は外観
図である。

【図４】図１の装置に適用されるピペットプローブの他
の例を示す図であり、（ａ）は断面図であり（ｂ）は外
観図である。

【符号の説明】

１０…ピペットプローブ、１１…ノズル、１２…シール
ド部材、１８，１９，２０…貫通孔、２１，２２，２
３，２４，２５…スペーサ部材、２６，２７，２８，２
９，３０…空気室、１０４…コンピュータ、１０５…モ
ータ、１０７…液体容器、１０８…容器収容体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚田 清司 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 内田 裕康 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体容器内の液体を吸入するためのプロー
   ブの昇降動作に伴って液面を検出する液面検出装置にお
   いて、上記プローブは、液面検出電極を兼ねた液体吸入
   用ノズルと、該液体吸入用ノズルの外周囲を被う導電性
   の管状のシールド部材と、上記液体吸入用ノズルと上記
   シールド部材との間に環状の間隙を形成するための絶縁
   性の複数のスペーサ部材とを具備し、上記管状のシール
   ド部材の途中に貫通孔を形成し、該貫通孔に対応する箇
   所にスペーサ部材を配置し、上記貫通孔から注入された
   接着剤により上記スペーサ部材と上記シールド部材が接
   合されるように構成したことを特徴とする液面検出装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載の液面検出装置において、上
   記液体吸入用ノズルと上記シールド部材の間の環状間隙
   には、上記シールド部材によって仕切られた複数の空気
   室が形成されることを特徴とする液面検出装置。