JPH10253425A - チューブ用液体センサー - Google Patents
チューブ用液体センサーInfo
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- JPH10253425A JPH10253425A JP5807297A JP5807297A JPH10253425A JP H10253425 A JPH10253425 A JP H10253425A JP 5807297 A JP5807297 A JP 5807297A JP 5807297 A JP5807297 A JP 5807297A JP H10253425 A JPH10253425 A JP H10253425A
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- Japan
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- tube
- light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チューブ内の液体の有無を精度よく検出する
こと。 【解決手段】 発光素子から受光素子への光路中に透光
性チューブが配置されるように互いに対向して設けられ
た発光および受光素子と、発光素子と前記チューブとの
間および前記チューブと受光素子との間にそれぞれ配置
されるスリット部材を備え、各スリット部材は、前記チ
ューブを透過する発光素子からの光をチューブ内の液体
の有無に対応して選択的に受光素子へ通過させるよう配
置される。
こと。 【解決手段】 発光素子から受光素子への光路中に透光
性チューブが配置されるように互いに対向して設けられ
た発光および受光素子と、発光素子と前記チューブとの
間および前記チューブと受光素子との間にそれぞれ配置
されるスリット部材を備え、各スリット部材は、前記チ
ューブを透過する発光素子からの光をチューブ内の液体
の有無に対応して選択的に受光素子へ通過させるよう配
置される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、チューブ用液体
センサーに関し、とくに液体を送給する微細チューブ中
の液体の有無や気泡の有無を検知するセンサーに関す
る。
センサーに関し、とくに液体を送給する微細チューブ中
の液体の有無や気泡の有無を検知するセンサーに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のセンサーは、例えば、分
析装置の送液チューブ内に液体が存在するか否かを判別
するような場合に用いられる。そして、発光素子と受光
素子との間に透光性チューブを設けチューブを透過する
光の屈折が液体の有無によって異なることを利用して受
光素子を特定の位置に設置するもの、つまり、発光素子
がチューブの特定の位置に光を照射するとき、チューブ
内に液体が存在しないときにチューブからの光を受光
し、かつ、液体が存在するときにチューブからの光を受
光しない位置に受光素子を配置して、チューブ内の液体
の有無を検出するようにしたものが知られている（例え
ば、特開平４−４２０２２号公報や特開平１−９６５１
５号公報参照）。
析装置の送液チューブ内に液体が存在するか否かを判別
するような場合に用いられる。そして、発光素子と受光
素子との間に透光性チューブを設けチューブを透過する
光の屈折が液体の有無によって異なることを利用して受
光素子を特定の位置に設置するもの、つまり、発光素子
がチューブの特定の位置に光を照射するとき、チューブ
内に液体が存在しないときにチューブからの光を受光
し、かつ、液体が存在するときにチューブからの光を受
光しない位置に受光素子を配置して、チューブ内の液体
の有無を検出するようにしたものが知られている（例え
ば、特開平４−４２０２２号公報や特開平１−９６５１
５号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チュー
ブのサイズが発光素子の発光部や受光素子の受光部のサ
イズより小さくなると、発光素子によってチューブの特
定の位置を照射したり、受光素子を液体の存在しないと
きのみチューブの透過光を受光する位置に配置すること
が困難になる。つまり、受光素子の位置を調整しても液
体の有無に対する受光量の変化が小さいので、受光素子
が液体の有無を明瞭に判別することが難しくなるという
問題点があった。
ブのサイズが発光素子の発光部や受光素子の受光部のサ
イズより小さくなると、発光素子によってチューブの特
定の位置を照射したり、受光素子を液体の存在しないと
きのみチューブの透過光を受光する位置に配置すること
が困難になる。つまり、受光素子の位置を調整しても液
体の有無に対する受光量の変化が小さいので、受光素子
が液体の有無を明瞭に判別することが難しくなるという
問題点があった。
【０００４】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、チューブの前後に適当なスリット部材を
設置することにより、チューブが発光および受光素子の
サイズに対して微細なサイズであっても、チューブ内の
液体の有無を明瞭に検出することが可能な液体センサー
を提供するものである。
されたもので、チューブの前後に適当なスリット部材を
設置することにより、チューブが発光および受光素子の
サイズに対して微細なサイズであっても、チューブ内の
液体の有無を明瞭に検出することが可能な液体センサー
を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、発光素子か
ら受光素子への光路中に透光性チューブが配置されるよ
うに互いに対向して設けられた発光および受光素子と、
発光素子と前記チューブとの間および前記チューブと受
光素子との間にそれぞれ配置されるスリット部材を備
え、各スリット部材は、前記チューブを透過する発光素
子からの光をチューブ内の液体の有無に対応して選択的
に受光素子へ通過させるよう配置されてなるチューブ用
液体センサーを提供するものである。
ら受光素子への光路中に透光性チューブが配置されるよ
うに互いに対向して設けられた発光および受光素子と、
発光素子と前記チューブとの間および前記チューブと受
光素子との間にそれぞれ配置されるスリット部材を備
え、各スリット部材は、前記チューブを透過する発光素
子からの光をチューブ内の液体の有無に対応して選択的
に受光素子へ通過させるよう配置されてなるチューブ用
液体センサーを提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】この発明における発光素子には、
例えば市販の発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオ
ードを使用でき、また受光素子にはフォトダイオードや
フォトトランジスタを用いることができる。
例えば市販の発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオ
ードを使用でき、また受光素子にはフォトダイオードや
フォトトランジスタを用いることができる。
【０００７】この発明のスリット部材とは、光路中に設
置され、光路の光の一部を通過させるスリット（間隙）
部とその他の光の通過を阻止する遮光部とを備えるもの
である。この発明のセンサーが検出対象とする液体は、
屈折率が空気と異なるもの、あるいは、光を遮光するも
のであればいずれでもよく、例えば、水があげられる。
置され、光路の光の一部を通過させるスリット（間隙）
部とその他の光の通過を阻止する遮光部とを備えるもの
である。この発明のセンサーが検出対象とする液体は、
屈折率が空気と異なるもの、あるいは、光を遮光するも
のであればいずれでもよく、例えば、水があげられる。
【０００８】この発明のセンサーの検出対象の液体を供
給するチューブは、透光性（透明〜半透明）であれば特
に限定されず、これには例えば、テフロンチューブのよ
うな合成樹脂チューブやガラス管などが用いられる。
給するチューブは、透光性（透明〜半透明）であれば特
に限定されず、これには例えば、テフロンチューブのよ
うな合成樹脂チューブやガラス管などが用いられる。
【０００９】また、チューブのサイズは、発光素子の発
光部や受光素子の受光部のサイズ（通常、５〜４ｍｍ
φ）以下、例えば外径１〜４ｍｍであってもよい。
光部や受光素子の受光部のサイズ（通常、５〜４ｍｍ
φ）以下、例えば外径１〜４ｍｍであってもよい。
【００１０】この発明において、発光素子とチューブと
の間およびチューブと受光素子との間にそれぞれ配置さ
れるスリット部材は、チューブを透過する発光素子から
の光を、チューブ内の液体の有無に対応して選択的に受
光素子から遮光するように配置される。
の間およびチューブと受光素子との間にそれぞれ配置さ
れるスリット部材は、チューブを透過する発光素子から
の光を、チューブ内の液体の有無に対応して選択的に受
光素子から遮光するように配置される。
【００１１】その配置について次に説明する。図１に示
すように、発光素子１から受光素子への光路中に透光性
チューブ３が配置され、チューブ３内に液体が存在する
と、チューブ３と液体とは一般に屈折率がほぼ等しいの
で、チューブ３は凸レンズのように作用して、発光素子
１からの光は図１のように比較的単純に屈折して受光素
子２に到達する。
すように、発光素子１から受光素子への光路中に透光性
チューブ３が配置され、チューブ３内に液体が存在する
と、チューブ３と液体とは一般に屈折率がほぼ等しいの
で、チューブ３は凸レンズのように作用して、発光素子
１からの光は図１のように比較的単純に屈折して受光素
子２に到達する。
【００１２】これに対して、図２のようにチューブ３内
に液体が存在しない場合には、チューブの中空部を通過
する光と中空部を通過しない光との屈折が大きく異なる
ので、発光素子１からの光は、複雑に屈折して受光素子
２に到達する。その結果、図１および図２のいずれの場
合でも受光素子２はほぼ等しい光量を受光することにな
る。
に液体が存在しない場合には、チューブの中空部を通過
する光と中空部を通過しない光との屈折が大きく異なる
ので、発光素子１からの光は、複雑に屈折して受光素子
２に到達する。その結果、図１および図２のいずれの場
合でも受光素子２はほぼ等しい光量を受光することにな
る。
【００１３】そこで、この発明では、図３および図４に
示すように発光素子１とチューブ３との間にスリット部
材４を設け、チューブ３と受光素子との間にスリット部
材５を設けている。
示すように発光素子１とチューブ３との間にスリット部
材４を設け、チューブ３と受光素子との間にスリット部
材５を設けている。
【００１４】この場合、スリット部材４は、発光素子１
からの光がチューブ３の軸より片側を照射するように配
置されることが好ましく、発光素子１からの光がチュー
ブ３の軸の片側でしかもチューブ３の中空部のみに入射
するように配置されることがさらに好ましい。
からの光がチューブ３の軸より片側を照射するように配
置されることが好ましく、発光素子１からの光がチュー
ブ３の軸の片側でしかもチューブ３の中空部のみに入射
するように配置されることがさらに好ましい。
【００１５】そして、スリット部材５は、チューブ３の
中空部に液体が存在する時には図３に示すようにチュー
ブ３を透過した光を受光素子２から遮光し、かつ、チュ
ーブ３の中空部に液体が存在しない時には、図４に示す
ようにチューブ３を透過した光を受光素子２へ通過させ
るように配置される。これによって、受光素子２はチュ
ーブ３内の液体の有無を明瞭に検出することができる。
また、チューブ内に不透明な液体が存在する場合、光は
液体によって遮光されるので液体が透明・不透明にかか
わらず、液体の有無は明瞭に検出することができる。
中空部に液体が存在する時には図３に示すようにチュー
ブ３を透過した光を受光素子２から遮光し、かつ、チュ
ーブ３の中空部に液体が存在しない時には、図４に示す
ようにチューブ３を透過した光を受光素子２へ通過させ
るように配置される。これによって、受光素子２はチュ
ーブ３内の液体の有無を明瞭に検出することができる。
また、チューブ内に不透明な液体が存在する場合、光は
液体によって遮光されるので液体が透明・不透明にかか
わらず、液体の有無は明瞭に検出することができる。
【００１６】なお、スリット部材６は、図５、図６に示
すように、チューブ３の中空部に液体が存在する時に、
チューブ３を透過した光を受光素子２へ通過させ、チュ
ーブ３の中空部に液体が存在しない時にチューブ３を透
過した光を受光素子２から遮光するように配置されても
よい。但し、この場合は不透明の液体の検出はできない
場合もありうる。
すように、チューブ３の中空部に液体が存在する時に、
チューブ３を透過した光を受光素子２へ通過させ、チュ
ーブ３の中空部に液体が存在しない時にチューブ３を透
過した光を受光素子２から遮光するように配置されても
よい。但し、この場合は不透明の液体の検出はできない
場合もありうる。
【００１７】実施例 以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳述す
る。これによってこの発明が限定されるものではない。
図７および図８は、この発明の一実施例の微細チューブ
用液体センサーを示す上面図および側面図であり、図９
は図７の要部切り欠き断面図である。
る。これによってこの発明が限定されるものではない。
図７および図８は、この発明の一実施例の微細チューブ
用液体センサーを示す上面図および側面図であり、図９
は図７の要部切り欠き断面図である。
【００１８】これらの図において、保持具１４，１５が
その中央に貫通角孔１６を形成するように外径３ｍｍの
ビス１７，１８で互いに締結され、貫通角孔１６にチュ
ーブ１３が貫通して保持される。保持具１４の凹部１９
には発光ダイオード１１が挿入されて接着され、保持具
１５の凹部２０にはフォトトランジスタ１２が挿入され
接着されている。
その中央に貫通角孔１６を形成するように外径３ｍｍの
ビス１７，１８で互いに締結され、貫通角孔１６にチュ
ーブ１３が貫通して保持される。保持具１４の凹部１９
には発光ダイオード１１が挿入されて接着され、保持具
１５の凹部２０にはフォトトランジスタ１２が挿入され
接着されている。
【００１９】そして、発光ダイオード１１とフォトトラ
ンジスタ１２は互いに対向するようチューブ１３の軸に
直交する直線上に配置されている。凹部１９と貫通角孔
１６とはスリット２１によって連通され、貫通角孔１６
と凹部２０とはスリット２２によって連通されている。
ンジスタ１２は互いに対向するようチューブ１３の軸に
直交する直線上に配置されている。凹部１９と貫通角孔
１６とはスリット２１によって連通され、貫通角孔１６
と凹部２０とはスリット２２によって連通されている。
【００２０】ここで、保持具１４、１５は、ポリセアセ
タール樹脂を用いて機械加工によって製作され、発光ダ
イオード１１およびフォトトランジスタ１２には、それ
ぞれ東芝製のＴＬＮ１０１Ａ型（外径Ｄ１＝４．７ｍ
ｍ）およびＴＰＳ６０１Ａ（外径Ｄ２＝４．７ｍｍ）を
使用し、チューブ１３としては、外径２．０ｍｍ、内径
１．２ｍｍの透明テフロンチューブを用いている。ま
た、図１０に示すように、スリット２１は、幅Ｗ１＝
０．６ｍｍ、長さＬ２＝３ｍｍを有し、角孔１６の中心
から距離Ｌ１＝０．１ｍｍだけ離れて形成される。
タール樹脂を用いて機械加工によって製作され、発光ダ
イオード１１およびフォトトランジスタ１２には、それ
ぞれ東芝製のＴＬＮ１０１Ａ型（外径Ｄ１＝４．７ｍ
ｍ）およびＴＰＳ６０１Ａ（外径Ｄ２＝４．７ｍｍ）を
使用し、チューブ１３としては、外径２．０ｍｍ、内径
１．２ｍｍの透明テフロンチューブを用いている。ま
た、図１０に示すように、スリット２１は、幅Ｗ１＝
０．６ｍｍ、長さＬ２＝３ｍｍを有し、角孔１６の中心
から距離Ｌ１＝０．１ｍｍだけ離れて形成される。
【００２１】スリット２２は、幅Ｗ２＝０．８ｍｍ、長
さＬ３＝３ｍｍを有し、角孔１６の内壁面に沿って形成
され、フォトトランジスタ１２側から距離Ｌ４の位置に
Ｌ５＝０．５ｍｍの段差を有し、幅Ｗ２が１．３ｍｍに
拡大して角孔１６に連通する。つまり、スリット２１、
２２が、図３のスリット部材４、５の有するスリットに
対応するように構成されている。
さＬ３＝３ｍｍを有し、角孔１６の内壁面に沿って形成
され、フォトトランジスタ１２側から距離Ｌ４の位置に
Ｌ５＝０．５ｍｍの段差を有し、幅Ｗ２が１．３ｍｍに
拡大して角孔１６に連通する。つまり、スリット２１、
２２が、図３のスリット部材４、５の有するスリットに
対応するように構成されている。
【００２２】図１１はこの実施例のセンサーの駆動回路
図であり、スイッチＳが投入されると、電源Ｅから直流
電圧１２Ｖが、抵抗Ｒ１を介して発光ダイオード１１
に、抵抗Ｒ２を介してフォトトランジスタ１２に、それ
ぞれ印加され、センサーの出力として抵抗Ｒ２の両端の
電圧Ｖｓが得られるようになっている。
図であり、スイッチＳが投入されると、電源Ｅから直流
電圧１２Ｖが、抵抗Ｒ１を介して発光ダイオード１１
に、抵抗Ｒ２を介してフォトトランジスタ１２に、それ
ぞれ印加され、センサーの出力として抵抗Ｒ２の両端の
電圧Ｖｓが得られるようになっている。
【００２３】このような構成において、発光ダイオード
１１に５１ｍＡの電流が流れるように抵抗Ｒ１を設定
し、チューブ１３に水が有る場合と無い場合について電
圧Ｖｓを測定すると、水が有る場合には、Ｖｓ＝０．１
５Ｖ、無い場合にはＶｓ＝４．０Ｖが得られ、このセン
サーはチューブ内の水の有無を明確に検出できることが
確かめられた。
１１に５１ｍＡの電流が流れるように抵抗Ｒ１を設定
し、チューブ１３に水が有る場合と無い場合について電
圧Ｖｓを測定すると、水が有る場合には、Ｖｓ＝０．１
５Ｖ、無い場合にはＶｓ＝４．０Ｖが得られ、このセン
サーはチューブ内の水の有無を明確に検出できることが
確かめられた。
【００２４】因に、図１０のスリット２２において段差
をなくし幅Ｗ２を長さＬ３にわたって１．３ｍｍにした
場合には、チューブ内に水が有る場合にＶｓ＝３．２
Ｖ、内場合にはＶｓ＝４．０Ｖが得られ、水の有無の検
出が難しいことが分かった。これはチューブ内に水があ
る場合にも、光がスリット２２の左壁面に反射してフォ
トトランジスタ１２に届いてしまう為である。
をなくし幅Ｗ２を長さＬ３にわたって１．３ｍｍにした
場合には、チューブ内に水が有る場合にＶｓ＝３．２
Ｖ、内場合にはＶｓ＝４．０Ｖが得られ、水の有無の検
出が難しいことが分かった。これはチューブ内に水があ
る場合にも、光がスリット２２の左壁面に反射してフォ
トトランジスタ１２に届いてしまう為である。
【００２５】なお、スリット２２に段差を設けるかわり
に、左側の内壁面をノコ歯状凹凸面にしても良い。それ
によってチューブ内に液体が存在する場合の光が凹凸面
によって反射されフォトトランジスタ１２に入射する光
が除去される。
に、左側の内壁面をノコ歯状凹凸面にしても良い。それ
によってチューブ内に液体が存在する場合の光が凹凸面
によって反射されフォトトランジスタ１２に入射する光
が除去される。
【００２６】また、この実施例では、貫通角孔を外径２
ｍｍのチューブ用に形成しているが、さらに小径、例え
ば外径１．８ｍｍのチューブに対してこのセンサーを兼
用するために、外部からその突出長さが調整可能な貫通
角孔内に突出するネジを設け、そのネジで貫通角孔の中
心とチューブの軸が一致させて小径チューブを保持する
ようにしてもよい。
ｍｍのチューブ用に形成しているが、さらに小径、例え
ば外径１．８ｍｍのチューブに対してこのセンサーを兼
用するために、外部からその突出長さが調整可能な貫通
角孔内に突出するネジを設け、そのネジで貫通角孔の中
心とチューブの軸が一致させて小径チューブを保持する
ようにしてもよい。
【００２７】さらに、この発明では、受光素子として単
一の素子を用いているが、複数の微小受光素子からなる
ＣＣＤラインセンサを用いることもできる。この場合、
図１と図２の受光素子に入射する光のパターンをＣＣＤ
ラインセンサで認識するようにすれば、スリット部材を
不要とすることもできる。
一の素子を用いているが、複数の微小受光素子からなる
ＣＣＤラインセンサを用いることもできる。この場合、
図１と図２の受光素子に入射する光のパターンをＣＣＤ
ラインセンサで認識するようにすれば、スリット部材を
不要とすることもできる。
【００２８】
【発明の効果】この発明によれば、発光素子とチューブ
との間およびチューブと受光素子との間にそれぞれスリ
ット部材を設けたので、発光素子および受光素子のサイ
ズよりも微細なサイズのチューブであっても、その中の
液体の有無を確実に検出することができる。
との間およびチューブと受光素子との間にそれぞれスリ
ット部材を設けたので、発光素子および受光素子のサイ
ズよりも微細なサイズのチューブであっても、その中の
液体の有無を確実に検出することができる。
【図１】この発明の原理を説明するための説明図であ
る。
る。
【図２】この発明の原理を説明するための説明図であ
る。
る。
【図３】この発明の原理を説明するための説明図であ
る。
る。
【図４】この発明の原理を説明するための説明図であ
る。
る。
【図５】この発明の原理を説明するための説明図であ
る。
る。
【図６】この発明の原理を説明するための説明図であ
る。
る。
【図７】この発明の一実施例の液体センサーを示す上面
図である。
図である。
【図８】この発明の一実施例の液体センサーを示す側面
図である。
図である。
【図９】この発明の一実施例の液体センサーを示す要部
切り欠き断面図である。
切り欠き断面図である。
【図１０】図９の要部拡大図である。
【図１１】この発明の一実施例の液体センサーの駆動回
路図である。
路図である。
１１ 発光ダイオード １２ フォトトランジスタ １３ チューブ １４ 保持具 １５ 保持具 １６ 貫通角孔 １７ ビス １８ ビス １９ 凹部 ２０ 凹部 ２１ スリット ２２ スリット
Claims (2)
- 【請求項１】 発光素子から受光素子への光路中に透光
性チューブが配置されるように互いに対向して設けられ
た発光および受光素子と、発光素子と前記チューブとの
間および前記チューブと受光素子との間にそれぞれ配置
されるスリット部材を備え、各スリット部材は、前記チ
ューブを透過する発光素子からの光をチューブ内の液体
の有無に対応して選択的に受光素子へ通過させるよう配
置されてなるチューブ用液体センサー。 - 【請求項２】 発光素子側のスリット部材は、チューブ
の中心からずれた部分に光を照射するよう配置され、受
光素子側のスリット部材はチューブから離れた位置に遮
光部を備える請求項１に記載のチューブ用液体センサ
ー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5807297A JP3741509B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | チューブ用液体センサー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5807297A JP3741509B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | チューブ用液体センサー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10253425A true JPH10253425A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3741509B2 JP3741509B2 (ja) | 2006-02-01 |
Family
ID=13073718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5807297A Expired - Fee Related JP3741509B2 (ja) | 1997-03-12 | 1997-03-12 | チューブ用液体センサー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3741509B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006010597A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Takashi Wada | 液体切れ検知センサ |
| JP2007316041A (ja) * | 2006-05-23 | 2007-12-06 | Sakata Denki | 液面位置検出装置 |
| JP2008164414A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Sunx Ltd | 液体検出装置 |
| KR101174821B1 (ko) | 2010-04-02 | 2012-08-20 | 한국식품연구원 | 굴절률 변화를 이용한 유체센서 및 이를 이용한 유량 측정방법 |
| EP2535699A1 (en) | 2011-06-13 | 2012-12-19 | Azbil Corporation | Fluid sensor |
| CN102853879A (zh) * | 2011-06-13 | 2013-01-02 | 阿自倍尔株式会社 | 液体传感器 |
| WO2017033501A1 (ja) * | 2014-11-27 | 2017-03-02 | パナソニック デバイスＳｕｎｘ 株式会社 | 液体センサ |
| JP6197093B1 (ja) * | 2016-12-13 | 2017-09-13 | 日科ミクロン株式会社 | オゾン濃度測定装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019100869A (ja) | 2017-12-04 | 2019-06-24 | 日本光電工業株式会社 | 検体検査装置および液面検出センサ |
-
1997
- 1997-03-12 JP JP5807297A patent/JP3741509B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
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