JPS62145944A - 分析機器用信号伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は高速液体クロマトグラフで代表される各種分
析世器において、その分析搬器を構成する複数の単位装
置、１シリえば送）１タポンプ、オートサンプラ、゛旧
温４曹、検出器、ざらにはシステムコントローラなどの
単位装置間において、各単位装置の動作制御やデータ転
送のために信号を伝送する装置に関するものである。

従来の技術 分析別器、例えば高速液体クロマトグラフは、移動相と
しての液体を高圧で送液するためのポンプや、分析対象
となる試料の所要量を分取してこれを移動相中に注入す
るための分取・注入装置、ざらにカラムから流出した移
動相中の物質を検出するための可視・紫外吸光光度計等
の検出装置、前記分取・注入装置の試料を一定温度に保
持するための・旧温槽、あるいは検出信号を記録するた
めの記録器など、多数の装置（以下これらの装置を単位
装置と記す）を組合せた構成とされている。

ところで最近ではこの種の高速液体クロマトグラフ等の
分析機器においては、分析操作を自動化する要請が強ま
っており、例えば前述の高速液体クロマトグラフにおけ
る試料分取・注入装置についても、自動的に試料の分取
や注入を行なうようにしたオートサンプラが開発されて
いる。ざらに最近では高速液体クロマトグラフ等の分析
機器の全体の動作を全自動化することも要望され、そこ
で各単位装置をシーケンス制御することによって全自動
化することも行なわれている。

発明か解決すべき問題点 前述のような従来の分析機器にあけるシーケンス制御で
は、ある単位装置の動作が終了してから次の他の単位装
置が動作するように制御されるたけであるから、動作中
の状況に応じた制御を行なったりすることはできず、ま
た分析所要時間も長くならざるを得なかった。ざらに、
上述のような制御では、単位装置の数を増加させたい場
合（例えばポンプを増設する場合など）に適応すること
ができなかった。

以上の問題を解決するための方策としては、専用のシス
テムコントローラを設けたりあるいはパーソナルコンピ
ュータを用いたりして、各単位装置をプログラム制御す
る方法が考えられる。すなわち、システムコントローラ
やパーソナルコンピュータ等の制御部から各単位装置に
動作制御信号を送ったりあるいはデータを転送させるだ
めの命令等を出力したりして、分析機器全体をシステム
制御する方法でおる。

このようなシステム制卸では、一般にはシステムコント
ローラやパーソナルコンピュータ等の制御部と各単位装
置との間をそれぞれ信号伝送線で結び、また各単位装置
間をそれぞれ信号伝送線で結ぶことが考えられるが、そ
の場合には信号伝送線の数が著しく多くなってしまう問
題があるほか、中位装置を増設したい場合に直ちには適
応することができないことが多い問題が残る。ざらに、
分析機器の各単位装置としては、カラム周辺など人間が
手で接触する機会が多いものが多く、この場合静電気放
電（ＥＳＤ）が生じ易いが、前述の構成では制御部や各
単位装置間が信号伝送線で結ばれているため、１つの単
位装置で静電気放電が生じればそれによるノイズが信号
伝送線を介して全ての単位装置に廻り、誤動作を招いた
り、あるいは検出データにノイズが加わって検出誤差や
データの潰乱を生じたりする問題が生じる。

ところで多数のパーソナルコンピュータやミニコンピユ
ータの相互間で信号伝送を行なう方式として、最近では
共通バス（ケーブル）を用いたバス型ネットワークシス
テムが開発されている。このような例の代表的なものと
してはイーサネット（Ｅｔｉｌｅｒｎｅｔ　：登録商標
）、オムニネット（０ｍｎ１ｎｅｔ：登録商標）等が知
られている。これらはいずれも共通ケーブルに各パーソ
ナルコンピュータもしくはミニコンピユータを接続し、
その共通ケーブルを介して各コンピュータ間の信号伝送
を行なうもので必り、このようなバス型ネットワークシ
ステムを分析機器に適用することも考えられる。

すなわち分析機器の各単位装置および制御部の信号入力
端を共通ケーブルに接続する方法である。

しかしながら、イーサネットやオムニネッ１〜は、本来
コンピュータ等のコンピュータ間の相互伝送を目的とし
て開発されたものでおり、コンピュータ間の相互伝送で
は大組のデーターを高速で伝送する必要があるため、極
めて高１ｌｌＩｉなネットワークとならざるを得ない。

これに対し、分析機器においてコンピュータ相互間の信
号伝送の場合と比較すれば格段に低速の信号伝送でも充
分でおり、またデータ量も格段に少なく、したがってイ
ーサネットやオムニネット等の従来のコンピュータ相互
間伝送ネットワークシステムを分析懇器に用いれば、い
たずらに著しい高コスト化を招くだけで必る。また、既
に述べたように分析機器においては静電気放電によるノ
イズに起因する誤動作、検出データの誤差等を防止する
ことが望ましいが、従来のコンピュータ相互間伝送ネッ
トワークシステムではこの点について考慮されてはいる
ものの、高コスト化を招いていた。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、高
速液体クロマトグラフで代表される分析機器の全自動化
のために、その分析機器を構成する各単位装置間の信号
伝送を行なう信号伝送装置を提供するものでおり、特に
従来のコンピュータ間伝送用として開発されたバス型ネ
ットワークシステムと比較して格段に簡単で安価な構成
とし、しかも各単位装置間が電気的に確実に絶縁されて
静電気放電による誤動作や検出データの潰乱等を招かな
いようになし、ざらには単位装置を簡単に増設できるよ
うにした分析機器用信号伝送装置を提供することを目的
とするものでおる。

問題点を解決するための手段 この発明の分析機器用信号伝送装置は、基不的には新た
な単位装置の増設が容易となるようにバス型のネットワ
ークを用いる。ここで、バス型ネットワークとしては、
パーンナルコンピュータ相互間の信号伝送を行なうシス
テムとして前述のように既にイーサネットやオムニネッ
ト等があるか、分析機器の各単位装置間の信号伝送は、
コンピュータ相互間の信号伝送の場合よりも格段に低速
で足り、しかもデータ団も格段に少ない。そこで信号伝
送の高速性やデータ量よりもむしろシステムの簡単化と
、静電気放電に対する誤動作、誤検出の防止を重視する
観点で検討を重ねた結果、この発明をなすに至ったので
ある。

すなわちこの発明は基本的には、液体クロマトグラフ等
の分析機器を構成する各単位装置間て信号を伝送するた
めの信号伝送装置において、各単位装置に対して電気的
に絶縁された２本の導線を信号伝送線とし、その信号伝
送線の２本の導線のうち一方の導線に所定の電位を印加
するとともに他方の導線を前記電位よりも低い電位に保
持してあき、一方前記各単位装置の送受信端にはシリア
ルＩ１０で代表される直列データ伝送回路を設けてあき
、その直列データ伝送回路の入力端および入力端と前記
信号伝送線の２本の導線の間とをそれぞれフォトカプラ
ーにて接続したことを特徴とするものでおる。

ここで、分析機器を構成する単位装置としては、すくな
ともシステムコントローラやパーソナルコンピュータ等
の制御装置と、いくつかの作動装置と、分析用検出装置
などがおる。そして特に高速液体クロマトグラフの場合
、単位装置としてはシステムコントローラやパーソナル
コンピュータ等のｉｉ制御装置と、移動相としての液体
を高圧てカラムに送液するための１以上のポンプと、分
析ズ・１象試料の所要量を分取してこれを移動相中に注
入するだめのオートサンプラと、カラムから流出した移
動相中の分析対象試料を検出するための可視・紫外分光
光度計などの検出装置と、前記オートサンプラ中の試料
を定温に保持する・旧温槽と、検出信号やデータを記録
する記録装置、データ処理装置、データ記憶装置等が必
要に応じて用いられる。

作　　　用 この発明の分析機器用信号伝送装置においては、各単位
装置間の信号伝送を担う共通バスとしての信号伝送線と
して、各単位装置に対して電気的に絶縁された２本の導
線を用い、一方の導線に所定の電位を与えるとともに他
の電位を前記所定電位よりも低い電位に保持しておく。

そして各単位装置の送受信端には、送信すべき信号を直
列信号として出力するとともに入力された直列信号を受
入れるシリアルＩ１０で代表される直列データ伝送回路
を設け−Ｃおき、その直列データ伝送回路の出力端およ
び入力端と前記信号伝送線の２本の導線の間とをフォト
カプラーにて接続している。したがって送信側の各単位
装置の直列データ伝送回路から出力される直列信号は、
フォトカプラーを介し前記２本の導線間の２値電位変化
として信号伝送線に与えられる。また受信側の単位装置
に対応するフォトカプラーにおいては、信号伝送線の導
線間の前述の２１ｉ１！電位変化直列信号が受信側の単
位装置の直列データ伝送回路入力端に伝えられ、直列デ
ータ伝送回路により受信側単位装置内に取込まれ、結局
送信側単位装置と受信側単位装置との間で信号の伝送が
行なわれたことになる。

ここで、信号伝送線の２本の導線は各単位装置に対し電
気的に絶縁されていて、各単位装置の直列データ伝送回
路と信号伝送線との間もフォトカプラーにより電気的に
絶縁された状態で信号の伝送か行なわれるようになって
いる。したがっていずれかの単位装置において例えば帯
電した状態で人体が装置に接触するなどにより静電気放
電が生じても、それによるノイズが信号伝送線により他
の単位装置に伝送されて誤動作が生じたり、あるいは検
出データの撹乱を招いたりすることが有効に防止される
。

また単位装置を増設する場合も、単にネットワークのコ
ネクタに連結するだけで、簡単に新たな単位装置を伝送
装置に接続して、その新たな単位賃ａと他の単位装置と
の間の信号伝送を行なうように構成することかできる。

またこの発明の分析機器用信号伝送装置では、送信側の
単位装置の直列データ伝送回路出力端からフォトカプラ
ーを介して信号伝送線に送り込んだ信号は、その送信側
の単位装置自体のシリアルＩ１０入力端にも加わるから
、送信側単位装置自体でもその送信した信号を取込んで
、送信した信号の確認を行なうことができる。

なお実際の装置においては、送信する直列信号の頭部に
、信号を送るべき相手先の単位装置を指定するための認
識符号を設けてあき、その認識符号によって相手先の単
位装置が信号を取込むようにするのが通常であり、また
このほか異なる単位装置からの送信信号の衝突を避ける
ために、信号伝送線に他の信号が乗っている状態では送
信を待薇するなどの方策を講じても良いことはもちろ／
υで必る。またこの発明の場合、前述のように転送速度
か遅くてもよいため、安価なシリアルＩ１０回路素子な
どを使用でき、その意味からもコストを低減することが
できる。

実施例 第１図にこの発明の分析機器用信号伝送装置を高速液体
クロマトグラフに適用した場合の一例の概念図を示す。

第１図において、各単位装置１８〜１ｇとしては、制御
装＠２としてシステムコントローラ１ａまたは／および
パーソナルコンピュータ１ｂが、また検出装置３とし−
（可視・紫外分光光度計１Ｃか、ざらに作動装置４とし
てのポンプ１ｄ、１ｅと、オー゛リドンサンプラ１ｆと
、↑同温４曹１ｑとか設けられている。そして共通の信
号伝送線５に各単位賃＠１８〜１ｑかそれぞれ枝配線６
およびフォトカプラー７を介して接続されている。

第２図にこの発明の分析機器用信号伝送装置の一例の要
部を示す。

第２図において、信号伝送線５は、２本の導線５Ａ、５
Ｂによって構成されており、一方の導線５Ａにはその１
ケ所で各単位装置１８〜１ｇに対し独立のＢｔＪＳ用電
源１１から所定の電圧＋Ｖが印加され、他方の導線５Ｂ
はそのコケ所ＥでＢＵＳ用電源１１に帰還されている。

各単位装置１ａ〜１ｇの入出力端部には、前述の直列デ
ータ伝送回路として、シフトレジスタ等からなるシ：ノ
アル入出力インターフェース（シリアルＩ、１０）８が
設けられており、装置内からの例えば並列信号を、直列
信号として出力し、また外部からの直列信号を取入れて
、例えば並Ｊｌ信号に変換するようになっている。単位
装置１ａのシリアルＩ１０の出力側端子（送信側端子）
Ｔには、送信側フォトカプラー７１の発光素子としての
フォトダイオード７１ａがドライバ９を介して接続され
、そのフォトダイオード７１ａに対応する受光素子とし
てのフォトトランジスタ７１ｂか信号伝送線５の導線５
△、５Ｂ間に接続されている。また前記単シリアルＩ１
０の入力側端子（受信側端子）Ｒには、別のフォトカプ
ラー７２の受光素子としてのフォトトランジスタ７２ｂ
がインバータ１０を介して接続され、そのフォトトラン
ジスタ７２ｂに対応する発光素子としてのフォトダイオ
ード７２ａが信号伝送線５の導線５Ａ、５Ｂの間に接続
されている。またその他の単位装置１ｂ〜１ｇのシリア
ルＩ１０の出力端子Ｔ、入力端子Ｒも、図では一部しか
示ざないが、それぞれ上記と同様にフォトカプラ−７１
，７２およびドライバ９、インバータ１０を介して信号
伝送線５の導線５Ａ、５Ｂに接続されている。

第２図の装置において、例えば単位装置１ａが信号を送
信する際には、その単位装置１ａのシリアルＩ１０の出
力端子下からト１、Ｌの２直で変化する直列信号が出力
されて、フォトカプラー７１のフォトダイオード７１ａ
に加えられ、その信号レベルの変化に応じてフォトダイ
オード７１ａが点滅し、これに応答してフォトトランジ
スタ７１ｂかオンオフし、信号伝送線５の導線５Ａ、５
Ｂ間の電位がヒ１、Ｌに変化して、その信号伝送線５に
前記直列信号が乗ぜられたことになる。一方、受信側の
単位装置を例えば１Ｃとブれば、前述のような信号伝送
線５の導線５Ａ、５Ｂ間の電位のＨ，Ｌのレベル変化の
信号によってその単位装置１Ｃに対応する受信側フォト
カプラー７２のフォトダイオード７２ａか点滅し、これ
により対応するフォトトランジスタ７２ｂがオンオフし
て前記直列信号が単位装置１ＧのシリアルＩ１０の入力
端子Ｒに与えられ、そのシリアルＩ１０を介して単位装
置１Ｃ内に信号が取込まれ、結局送信側の単位装置１ａ
から受信側の単位装置１Ｃに信号か伝送されたことにな
る。なお送信側の単位装置１ａのシリアルＩ１０の入力
端子Ｒにもフォトカプラー７２を介して同じ信号が７Ｊ
Ｏえられ、したがって送信側の単位装置１ａで送信状況
の確認を行なうこともてきる。

ここで、第２図の例においては、信号伝送線５について
独立のＢＵＳ用電源１１を設けて、その伝送線５の一方
の導線５Ｂの１ケ所のみを接地しているが、これは次の
ような理由による。すなわちフォトカプラーを用いて信
号伝送線を各単位装置から電気的に絶縁しているこの発
明の装置では静電気放電によるノイズによって誤動作を
招くおそれは本米少なくなっているが、それでも異なる
２ケ所以上で導線５Ｂを接地した場合には、大地とその
２ケ所以上の接地点間の導線とでループか形成されるた
め、近辺の（幾器で静電気放電が生じればその放電電流
の一部が導線にまで流れ込み、信号ノイズとして誤動作
や検出データの撹乱を招いてしまう危険性が若干残る。

これに対し接地を１ケ所のみで行なえば、上述の危険性
も皆無となり、静電気放電によるノイズに起因する誤動
作や検出データの撹乱が完全に防止されるのである。

高速流体クロマトグラフにおいてこの発明の信号伝送装
置を行なう場合、シスチムニ１ントローラ１ａもしくは
パーソナルコンピュータ１ｂからは、オートサンプラ１
ｆに対しては試料の分取を開始させる信号や注入を開始
させる信号、ざらには洗浄動作を行なわせるための信号
等が伝送され、またポンプ１ｄ、１ｅに対しては移動相
流体の送液を開始させる信号や終了させる信号が伝送さ
れ、ざらに分光光度計１Ｃに対しては検出動作の開始信
号、波長選択信号あるいは波長走査信号、１検出動作停
止信号ざらには記録器へのデータ転送命令信号等が伝送
され、ざらに旧温槽１ｇに対しては温度の指示信号等が
伝送される。一方システムコントローラ１ａもしり（ヨ
パーソナルコンピュータ１ｂに対しては、各装置からの
動作終了確認信号や温度信号等が伝送される。もちろん
これらの信号は、雫なる例示に過ぎず、実際の分析機器
ではざらに多種・多様の信号伝送が行なわれる。

なおここで分析装置としては、高速液体クロマトグラフ
のほか、一段面な分光分析装置、めるいは血液細胞等の
微小粒子の分離・分析を行なうフローサイトメータ、さ
らにはフローインジェクション分析装置等、種々の分析
装置に適用することができる。

発明の効果 この発明の分析は器用信号伝送装置においては、共通信
号伝送線を雫なる２木の導線て椙成し、しかも各単位装
置と信号伝送線との間は安価かつ簡単なフォトカプラー
を設けるだけでおるため、コストか極めて安価でおり、
また信号伝送線と各単位装置との間は電気的には完全に
絶縁されるため、人体か接触する。殿会の多い分析歴器
の各単位装置において静電気放電か生じても、そのノイ
ズが信号伝送線に乗って誤動作を招いたり検出データの
撹乱を招いたりすることが有効に防止され、ざらには新
たな別の単位装置を増設することも極めて容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の分析機器用信号伝送装置を高速液体
クロマトグラフに適用した場合の概念図、第２図はこの
発明の分析機器用信号伝送装置の一例を示す結線図であ
る。 １ａ〜１ｇ・・・単位装置、　２・・・制御装置、　３
・・・検出装置、４・・・作動装置、　５・・・信号伝
送線、５Ａ、５Ｂ・・・導線、　　７．７１．７２・・
・フォトカプラー、　８・・・シリアルｌ１００ 第１　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体クロマトグラフ等の分析機器を構成する各単
   位装置間で信号を伝送するための信号伝送装置において
   、 各単位装置に対して電気的に絶縁された２本の導線を信
   号伝送線とし、その信号伝送線の２本の導線のうち一方
   の導線に所定の電位を印加するとともに他方の導線を前
   記電位よりも低い電位に保持しておき、一方前記各単位
   装置の送受信端には直列データ伝送回路を設けておき、
   その直列データ伝送回路の入力端および入力端と前記信
   号伝送線の２本の導線の間とをそれぞれフォトカプラー
   にて接続したことを特徴とする分析機器用信号伝送装置
   。
2. （２）前記各単位装置として、少なくとも制御装置と、
   作動装置と、分析用検出装置とが用いられている特許請
   求の範囲第１項記載の分析機器用信号伝送装置。
3. （３）前記分析機器が高速液体クロマトグラフであり、
   前記単位装置として、移動相としての液体を高圧でカラ
   ムに送液するための１以上のポンプと、分析対象試料の
   所要量を分取してこれを移動相中に注入するためのオー
   トサンプラと、カラムから流出した移動相中の物質を検
   出するための検出装置と、前記オートサンプラ内の試料
   を定温に保持するための恒温槽と、検出信号やデータを
   記録する記録装置と、データ処理装置と、データ記憶装
   置と、各装置を制御するための制御装置とのうち、必要
   に応じて２種以上が用いられている特許請求の範囲第１
   項記載の分析機器用信号伝送装置。